CARBON STEEL 정보

Carbon steel Information

  • 철강
  • 냉연 및 제품
  • 열연 및 제품
철강이란? 철(鐵)과 강(鋼)을 합쳐서 일컫는 말로 순도가 높은 철은 구리나 알루미늄보다 만들기 어렵기 때문에 특별한 용도를 위해 특별히 제조할 뿐이며, 보통 철재라고 하는 것은 실제로는 강이다. 강은 순철과 탄소의 합금으로서 공업적 제조법으로는 규소·망간·인·황 및 기타의 불순물을 함유하고 있다.
탄소함유량이 2.11% 이하 0.0218%까지의 것을 강이라고 한다.

철은 금속원소의 하나로 비중 7.86의 대표적 중금속이다. 새로운 단면은 검은 빛을 띤 은백색으로 빛나지만 대기 중에서 곧 산회되어 광택을 잃는다.
녹에는, 검고도 치밀하며 표면보호력이 강한 검은 녹과 적갈색으로 벗겨지기 쉬운 이른바 부식이라고 하는 붉은 녹이 있다. 강은 순철과 탄소의 합금으로서
공업적 제조법으로는 규소·망간·인·황 및 기타의 불순물을 함유하고 있다.
강은 담금질하면 경화하므로 예부터 칼·식칼 등의 절삭공구에 사용되었다. 2.11% 이상의 탄소를 함유하면, 철과 탄소의 금속간화합물인 시멘타이트
Fe3C와 철이 약 1,150℃에서 공정(共晶)을 이루기 때문에 강의 성분을 가진 것보다 주물을 만들기 쉽다.
종래 주물에 사용되는 것은 3.7~ 4.3%의 탄소를 함유한 것으로, 이것을 주철이라고 한다. 이 성분은 앞서 말한 공정점(共晶點)이 바로 철 쪽에
해당하는 성분범위로서, 이런 합금이 냉각응고할 때는 냉각속도에 따라 시멘타이트가 철과 흑연으로 분해되거나, 거의 그대로 끝나거나 한다.
주물에 사용하는 주철은 이 분해가 상당히 진행하므로, 균열이 생겼을 때의 파면은 회색이 되고 회선철(gray pig iron)이라고 하며,
페라이트(ferrite)라고 한다. 순철은 906~1,401℃에서는 면심입방격자가 된다. 이 면심입방격자의 철에 탄소가 용해한 것을
오스테나이트(austenite)라고 한다. 보통 철강이라고 하는 것은 페라이트에 해당되는 철의 고용체와 강, 그리고 주철로 나눌 수 있다.
이 밖에 옛날의 제철법으로는 저온에서 광석을 환원하여 만든 다공질의 철괴(鐵塊)를 가열하여 두드리는, 이른바 단련(forging)을 반복하여
철재(鐵滓)를 짜내어 연철(鍊鐵)을 만들었으나 오늘날에는 사용되지 않는다.
냉연이란? 냉간압연 [冷間壓延]
<공엽> 금속을 가열하지 않고 상온(常溫)이나 그에 가까운 온도에서 눌러 늘이는 가공

[PC-TCM] - [CAL] - [도유]
(1) PL-TCM 공정 (Pickling Tendom Cold Mill)
산세공정 시 연속적으로 바로 냉간압연을 할 수 있도록 하는 설비임

1. PL라인

Pickling and Oiling (1.산화철을 산세용액으로 떨어냄. 2. 오일을 발라서 마무리. 산화철을 부산물로 팔기도 함)
열연은 보통 표면이 녹이 슬어서 검은 편. (녹 = 산화,산화철 FeO3)
PL라인까지만 생산되서 나온 제품을 PO라고 부름

2. TCM라인

6Hi * 5 Stand (6개 롤을 쌓아서 만들어진 롤이 5개)
앞에 있는 롤(워크롤)이 압연을 많이 해주고 뒤쪽의 롤은 표면을 조정해 주는 역할
* PL-TCM공정만 거친 제품을 Full Hard라고 불림. 시중에는 많이 판매되지는 않고 있음.

(2)소둔 : 열처리 (CAL 공정:Continuous Annealing Line)
금속조직이 압연을 거치는 과정에서 찌그러져 있어서 강도가 세져 있음. 소둔 과정을 거쳐서 조직을 편안하게, 재 정렬시켜서 부드럽게 만드는 과정이다.
열은 간접열을 통해 가열하여 보통 800~850도씨까지 올려준다.

(3)도유 공정
도유 L,M,H, 무도유 (기름을 묻히지 않음, 탈지 설비가 없는 업체의 경우)
드럼용은 DOS oil(식물성 방청유를 사용함)
냉연제품

*EGI : Electronic Galvanized Iron, 전기아연도금강판

소재는 무도유(방청유 바르지 않은) CR임.
EGL의 핵심은 코일을 풀어서 '아연 전해질'에 연속적으로 담궈서 아연을 도금하는 것

참고 : 강철의 장점은 내구성, 가공성이 있으나, 단점으로는 무겁고 녹이슨다는 점이 있음. 그러한 점을 보완하기 위해서 도금이나 도장을 함.
그러나 도금 설비는 환경유해설비로 규제를 받을 수 있음
EGL의 후처리

(1)인산염처리 - EGI에서 인산염 처리를 하면 나중에 페인트로 칠하는 도장성을 높일 수 있음
(2)내지문 - 내식성을 높이고 지문을 방지할 수 있음
(3)Cr-free - 6가는 유해하며, 3가는 인체무해함 크롬 대신해서 수지를 넣음
EGI Cr-free 제품은 Cr을 빼거나 혹은 Cr + Pb를 제거하고 특수수지를 입힌 경우다.
EGI는 주로 CCD, 데스크탑, 하드케이스, CD-Rom case 등에 사용됨

*GI : Galvanized Iron, 용융아연도금강판

CGL(Continued Galvanized Iron Line)연속제조공정
460도씨로 끓인 아연 전해질 용액에 담근 후 공기의 압력으로 도금의 양과 표면을 정리(펴지도록 처리) (Air Knife라고 불림)

Spingle : 아연이 도금되어 생기는 무늬
Regular : 아무처리 안한 상태.
Min : 최소한으로
Zero : 무늬없도록 처리
Spingle은 핵이 있음. 핵을 Pb라고 부르는데 Pbless방법을 통해 Zero Spingle을 만들거나 급냉각을 통해 Zero Spingle을 만들기도 함.
Gl제품은 모두 Cr후 처리를 한다.

Gl의 특징 : 내식성이 매우 강하다.
Zn : 120이 최소이며 180~600까지 도금양을 조절할 수 있다.
상대적으로 EGI는 Zn : 40으로 얇게 도금된다.

*GA 제품 (합금화용융아연도금강판)

대부분 자동차용 제품으로 생산하는데, GI의 경우 아연이 붙어 있어서 내식성은 좋지만 아연가루로 인해서 용접성, 도장성이 좋지 않음.

GA는 GI를 열처리해서 Fe와 Zn을 결합시켜 용접성과 도장성을 높이면서도 내식성은 여전히 좋도록 개발된 제품임. 자동차나, 세탁기, 가전용품에 주로 사용됨
현재 한국의 자동차는 내수용은 거의 100% CR이 자동차 차체로 되어 있음. GA 제품은 수출용에 100% 적용되고 있으나 내수 자동차도 GA제품으로 바뀌는 추세임
열연제품이란? 선철을 녹여 탄소 성분을 뺀 다음 이를 가공해 만드는 제품을 총칭하여 열연제품이라 하며, 자동차용 강판, 강관, 가전기기, 건자재 등 생활수요 전반에 광범위하게 사용되고 있습니다.
종류 및 용도

> 구조용 강판

일반구조용강과 용접구조용강이 생산되며 철구조물, 교량, 선박, 차량 제작에 사용됩니다.

> 내후성강

특수원소(P, Cu, C등)를 첨가하여 내식성과 내후성이 우수하여 컨테이너, 특수차량 제작에 쓰이며 건축 구조물에도 사용됩니다.

> 자동차 구조용 강판

고강도이며 DRAWING성과 용접성이 우수한 강판으로 자동차의 FRAME, WHEEL등에 사용됩니다.

> 열연특수강

일반 기계구조용 탄소강, 합금강, 공구강으로 열처리 공정을 거쳐 각종 기계부품에 사용됩니다.

> 냉간압연용 강판

냉간압연용 제품으로 CR, GI, Color강판 등 다양한 Cold Rolled Steel제품의 소재로 사용됩니다.

> 강관용강판

구조용강관, 일반강관, 특수배관용 강관, 기계구조용 탄소강관 등 다양한 용도로 사용되며 용접성과 성형가공성이 우수합니다.

> 고압가스 용기용 강판

LPG, 아세틸렌, 각종가스의 고압가스를 충전시키는 내용적 500t 이하의 고압가스용기에 사용되는 강재로서 가공성과 내압강도가
우수합니다.

> 송유관용 강판

고장력, 극저온인성, 내수소 유기균열 특성, 용접성 등이 우수한 Line Pipe용 강재입니다.

> 유정관용 강판

극한지역, 심층해저유전 등에 대한 시추 및 생산에 이용되는 고장력, 극저온인성, 고용접성, 내파괴성등의 엄격한 품질이
요구되는 강재입니다.