철강 제조공정, 냉간압연 열간압연

지난 시간에는 단조에 대해 알아보았습니다. 이번 시간에는 압연공정의 의미와 압연공정의 종류(열간압연, 냉간압연)에 대해 알아보겠습니다. 

 

제조 공정을 거친 철강

철강 제조 공정

압연 공정은 주로 철강 제조에 사용되기에 압연 공정을 알기 전에 철강의 제조 공정부터 간단히 알고 넘어가고자 합니다. 철광석은 제선, 제강, 연주, 압연 공정을 통해 철로 바뀌게 됩니다. 각 공정에 대한 내용들을 살펴보겠습니다.

1. 제선 공정
쇳물을 만드는 공정입니다. 원료처리를 시작으로 소결, 코크스, 고로 공정으로 진행됩니다. 소결 공정이 끝난 철광석을 고로에 집어넣습니다. 이 과정에서 철광석에 들어 있는 산소를 없애고 쇳물이 만들어집니다.

2. 제강 공정
제선공정을 통해 만들어진 쇳물에는 유황을 포함하여 다양한 불순물이 남아 있습니다. 탄소, 규소 등 다양한 탄소 성분을 없애 깨끗한 쇳물(용강)을 만듭니다. 

3. 연주 공정
액체 상태인 쇳물(용강)을 주형(틀)에 넣고 냉각시킵니다. 응고가 되면서 슬래브, 블룸, 빌릿 등 중간 소재(반소재)로 만듭니다.

4. 압연 공정
연주 공정을 거친 반제품이 압연 과정을 거쳐 철강제품으로 탄생합니다. 이 압연 공정은 크게 냉간 압연, 열간 압연으로 분류됩니다.

 

압연 공정이란?

압연공정은 두 개의 롤 사이에 금속을 통과시켜 원하고자 하는 형상으로 만드는 철의 생산 과정입니다. 압연 공정을 통해 철의 두께를 조절하면서 기계적 특성을 부여할 수 있고, 철의 압력과 온도를 얻을 수 있습니다.

 

압연 공정의 분류

압연은 소재의 재결정온도에 따라 열간 압연과 냉간 압연으로 나눌 수 있습니다.
금속의 온도가 재결정 온도보다 낮은 공정을 냉간 압연이라 하고, 재결정 온도보다 높은 경우를 열간 압연이라고 합니다. 열간 압연은 높은 생산성 때문에 사용되며, 냉간 압연은 얇은 제품의 생산을 위해 사용됩니다. 이 외에도 냉간 압연과 열간 압연의 차이에 대해 알아보겠습니다.

1. 냉간 압연

금속 재료를 재결정 온도 이하에서 가공하는 공정입니다. 열연 공정이 끝나 두께가 얇아진 강판에 화학 처리를 하여 표면의 녹을 제거하고 상온에서 다시 압연합니다.
1) 장점
두께가 얇고 표면이 아름답습니다.
가공성이 뛰어납니다. 
용접성 및 내식성이 우수합니다.
2) 단점
설치비용이 비싸고 생산 제품이 제한적입니다.
열간 압연에 비해 인성이 약합니다.

2. 열간 압연
금속 재료를 재결정 온도 이상에서 가공하는 공정입니다. 고온에서 가공을 했기에 표면에 검은 산화 피막이 형성되어 있습니다.
1) 장점
생성된 산화 피막은 녹의 발생을 막아줄 수 있고 내산화성을 높게 만들어 줍니다.
신속한 작업이 가능하고, 생산능력이 좋기에 대량 생산에 효과적입니다.
2) 단점
산화 피막으로 인해 표면이 아름답지 않습니다
제품을 얇게 만들 수 없습니다.

 

이번 시간에는 철강 제조 과정을 알아보았습니다. 그중, 핵심인 압연에 대해 알아보았고 압연의 종류를 살펴봤습니다.