철강재료
철의 개요- 철은 지표면에 약 4.5%를 점유하고 지금까지 지구에서 발견된 금속 중에서 Al, si 다음으로 많이 존재되는 원소로 경도, 강도, 인성 맟 전연성 등의 기계의 성질이 우수하며, 또 열처리에 의하여 성질을 조절할 수 있으며, 가격도 저렴하기 때문에 많은 부분에 사용되고 있는 재료입니다. 철강은 철광석으로부터 얻어지고 철에 c를 비롯한 MN, Si, s, p 등이 적당히 함유시켜 요구되는 성질의 강으로 제조하여 사용하거나 이러한 철강의 5 원소 외에 Cr, Ni, Mo, W 등 특수 원소를 첨가하여 탄소강에 비할 수 없는 특수한 성질을 가지는 특수강으로 제조되어 사용되고 있는 중요하고 용도가 많은 금속입니다. 철강의 분류- 강은 용광로를 통해 얻은 철을 제강로를 통해 정련하고 성분을 조정한 것으로 Fe-c 상태 상에서 0.025% c 이하 것을 순철, 0.025%~2.01% c의 것을 steel이라 하며, 탈산 정도에 따라 림드 강, 킬드강, 세미 킬드강, 캡드강등으로 구분하고 탄소의 함유량에 따라 순철, 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강, 탄소 공구강 등으로 분류하여 경연에 따라서 극연강과 연강 반연강, 경강, 반경 강, 최경 강, 탄소 공구강 등으로 분류합니다. 그리고 용도에 따라 구조용강, 특수용도 강, 공구강으로 구분하며 함유 성분에 따라 망간강, 니켈강, 크롬강 등으로 구분합니다. 주철은 고철과 선철을 적당히 배합하여 용선로에서 용융시킨 것으로 상태도상에서 2.01%~6.67% C의 것을 말합니다. 주철은 그 성분과 제조법에 따라서 보통 주철, 특수 주철, 고급 주철 , 가단주철, 냉경주 철, 구상 흑연 주철 등으로 구분합니다.
주철 법
제철은 선광한 철광석을 용광로에 넣고 용융시켜서 선철을 얻는 방법이며 그 파면에 따라 반선철, 백선철, 회선 철로 구분합니다. 선철의 제조 접에서 제선 재료는 철광석, 연료, 용제가 있으며 철광석의 종류에는 산지나 주성분에 따라 여러 가지로 부르고 있으며 일반적으로 자철광, 적철광, 갈철광, 사철, 능철광 등이 있습니다. 그리고 제련용 철광석은 철의 성분이 40% ~ 60% 이상 함유되어 있어야 경제성이 있으며, 특수한 경우에는 30%~40% 이상 함유한 것을 이용하는 경우도 있습니다. 그지 방의 인건비나 연료, 운반비용이 저렴하여 생산비가 저하될 경우에 가능합니다. 제철 연료로는 용광로에 코크스가 가장 많이 사용되고 있습니다. 코크스는 유황분과 회분이 적고 강도가 커야 하므로 역청탄을 건류하여 제조한 것입니다. 새로운 제철공법인 파이넥스 공법에는 유연탄을 그대로 성형하여 만든 성형탄이 사용되고 용광로 기법에 비해 비용이 적게 들고 유해한 환경오염물질의 배출이 적어 환경오염방지 효과가 높습니다. 용제(Flux)로는 제철과정에서 용제의 역할은 다양하지만 대체로 철광석에서 불순물 등을 제거하고 탈산 작용을 돕기 위해 사용되는 것으로 형석, 석회성 등이 주로 쓰입니다.
선철의 제조기법을 보면 용광로 공법과 파이넥스(FINEX) 공법이 있으며 용광로 공법의 용광로는 철광석을 용융 환원시켜 선철을 얻는 로이며 독일에서는 고로라고도 합니다. 용광로 법은 소결 한 괴상 철광석과 코크스 연료 그리고 석회석 등을 번갈아 장입 시키면서 로 하부의 송풍구를 통하여 고온 공기를 불어넣으면 코크스의 연소로 인해 1600도 정도 가열되고 이때 가열된 CO가스가 로 속으로 올라가면서 화학반응에 의해 철광석을 환 원기 켜 선철을 얻는 방법입니다. 용광로 공법은 간접 환원이 85% ~ 90%이며 로 하부의 고온부는 미화원 산화철이 직접 환원됩니다. 환원된 용융 철은 C 및 불순물인 P, S, Mn, Si 등을 많이 함유한 상태로 로상(Hearth)에 고이게 되고 이렇게 모아진 용융 선철을 바로 천로에 의해 제강하거나 금형 또는 사형에 주입하여 잉코트를 만든 것이 선철이며 대부분은 제강에 사용되고 일부 주철 제조용으로 사용됩니다. 파이낸스 공법은 제츨은 신공법의 하나로 분광석과 유연탄을 그대로 성형해서 만든 성형탄을 환원 유동로에 넣어 분광석에 있는 산화물을 제거하여 성현철로 만든 후에 용융로에 장입 하여 불순물을 제거하여 용해하는 방법입니다. 환경오염 물질 배출의 감소 효과가 매우 높으며 비용절감에도 유익해서 최근에 많이 채용하는 제철법입니다.
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