철강재료의 제조방법에 대한 설명을 하여 제출하시오

소개글

철강재료의 제조방법에 대한 설명을 하여 제출하시오에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 철의 기원 및 역사 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 1
가. 철의 기원⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 1
나. 철의 역사 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 1
다. 제철기술의 발달과정 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 2

2. 철강의 제조공정 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 4
가. 제선공정 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 5
나. 제강공정 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 6
1) 개요 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 6
2) 제강법의 종류 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 7
가) 평로(平爐, Open Hearth Furnace)
나) LD전로(LD轉爐)
다) 전기로(Electric Arc Furnace)
다. 압연공정 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 8
1) 개요 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 8
가) 압연(Rolling)
나) 단조(Forging)
다) 주조(Casting)
라. 제선-제강 공정도 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 10
마. 연주-압연 공정도 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 12

2. 소견 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 13

3. 참고문헌⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 13

본문내용

드는 것으로 그 제품을 단조품 또는 자유 단조품이라 하며 재질이 치밀하고 단단하다. 단조의 목적은 형을 만드는 것, 성장한 결정입자를 파괴해서 인성을 부여하는 것으로 재료의 낭비를 없애고 양질의 기계적 성질을 만들어 내기 위한 것이다.
다) 주조(Casting)
용강을 각종 주형에 주입하여 원하는 형상으로 만든 제품을 주강품이라고 하며, 압연으로 제조할 수 없는 복잡한 형상의 기계부품과 같은 것을 만드는데 적합하다. 그러나 제품의 기계적 성질이나 신뢰성 면에서 다소 뒤 떨어진다.
이상의 세 가지 방법으로 만들어진 제품을 모두 강재라 하며, 그 중 압연강재의 생산량이 압도적으로 많기 때문에 일반적으로 강재라 하면 압연강재를 지칭하는 경우가 많다.
이 외에도 압출, 인발등의 가공방법도 있다.
라. 제선-제강 공정도
<그림-3 제선-제강 공정도>
[철광석과 소결 공정]
철광석은 보통 30 ~ 70%의 철분(Fe)을 함유한 광석을 의미한다. 좋은 철광석이란 철분이 풍부하고 황(S), 인(P), 동(Cu)과 같은 유해성분이 적으며 크기가 일정한 것을 들 수 있는데 이와 같은 이상적인 철광석은 그리 흔하지 않고 원산지에 따라 품질, 성분, 형상이 각기 다르므로 그대로 고로에 투입할 수는 없다. 따라서 고로조업에 투입하기 전에 품질을 고르게 하고 철광석 가루를 일정한 크기로 만들어 내는데, 이를 소결공정이라 한다.
[석탄(원료탄)과 코크스 공정]
코크스는 석탄을 코크스로(爐)에 넣어 1,000 ~ 1,300℃의 고온으로 장시간 구운 것으로 철과 산소의 화합물인 철광석을 고로내에서 녹이는 열원인 동시에 철분을 철광석에서 분리시키는 환원제로서 필수 불가결한 역할을 한다.
[제선공정]
고로(용광로)는 제철소의 상징이며 심장으로 일컬어진다. 철광석(소결광), 코크스, 석회석은 고로 윗부분에 넣어져 서서히 아래로 떨어진다. 이때 코크스는 고로 밑부분에 유입되는 열풍에 의해 연소되는데 이 과정에서 발생하는 일산화탄소(CO)가 철광석과 환원반응을 일으키면서 쇳물이 생산된다. 즉, 코크스는 철광석을 녹이는 열원으로서의 역할과 산화철인 철광석에서 산소와 쇳물을 분리시키는 역할을 한다. 고로에 장입된 철광석이 쇳물로 나오기까지는 5~6시간 정도가 소요되고, 이때 쇳물의 온도는 1,500℃ 정도이다.
[제강공정]
고로에서 생산된 쇳물(용선)은 탄소(C) 함유량이 많고 인(P), 유황(S)과 같은 불순물이 포함되어 있어 부스러지기 쉽다. 이러한 쇳물을 강인한 강(鋼)으로 만들려면 탄소의 양을 줄이고 불순물을 제거하는 과정이 필요한데 이러한 과정이 제강공정에서 이루어진다. 제강공정은 용선예비처리, 전로제강, 2차정련이라는 세가지 과정으로 구분할 수 있다.
첫째, 용선예비처리는 쇳물에 포함된 불순물 인과 유황 성분을 제거하는 공정이다. 둘째, 전로제강공정은 전로에 쇳물을 부은 후 고압, 고순도의 산소를 불어넣어 탄소를 태우고 불순물을 없애는 공정으로서 철강의 기본적인 품질을 결정하는 공정이다. 마지막으로 2차정련은 최종제품 내부품질(성분, 재질 등) 요구조건에 맞게 제어하는 공정이다.
마. 연주-압연 공정도
<그림-4 연주-압연 공정도>
[연속주조 공정]
연속주조법은 제강공정을 거친 쇳물(용강)을 주형(Mold)에 주입하여 일정한 모양을 만들고 연속주조기를 통과하면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브나 블룸, 빌릿 등을 제조하는 방법이다.
[열간압연 공정]
압연이란 연속주조 공정에서 생산된 슬래브, 블룸, 빌릿 등을 회전하는 2개의 롤(Roll) 사이에 끼우고 롤의 간격을 점차 좁히면서 연속적인 힘을 가하여 늘리거나 얇게 만드는 과정을 말한다.
열간압연은 슬래브를 압연하기에 적당한 온도인 1,100℃ ~ 1,300℃까지 가열한 후 고객이 원하는 두께와 폭으로 압연하는 과정이다. 열연강판은 자동차, 건설, 조선, 파이프, 산업기계 등 산업 전분야에 없어서는 안 될 중요한 소재이다. 열간압연 공정을 거쳐 완성된 열연 제품은 그대로 제품으로 판매되기도 하며, 일부는 냉연공장에서 가공되어 다양한 제품으로 생산된다.
[후판 공정]
열간압연 공정과 마찬가지로 슬래브 가열후 압연하는 동일한 공정을 거치게 되고 생산된 제품은 두께가 6mm ~ 200mm, 폭이 1,000mm ~ 4,500mm이며, 길이가 3m에서 최대 25m가 되는 두껍고 평평한 판이다. 이렇게 생산된 제품은 건축용, 교량용, 조선용, LNG 탱크용 등으로 사용된다.
[선재 공정]
막대기 모양의 빌릿을 가열한 후 27 ~ 29개의 압연기를 연속으로 통과시켜 단면을 축소하고 길이를 증대시키는 방식으로 철사모양의 선재가 생산된다. 선재는 스프링, 피아노선, 타이어의 소재, 볼트·너트, 베어링 등의 소재가 된다
[냉간압연 공정]
냉간압연이란 열연공정을 마친 열연강판을 화학처리하여 표면의 녹을 제거하고 상온에서 다시 한 번 압연하는 과정이다. 냉연강판은 두께가 얇고 표면이 미려하며 가공성이 뛰어나 자동차, 가전, 가구, 사무용품 등에 사용된다.
3. 소견
철강 재료의 제조방법에 대해 조사 하면서 철강은 다른 재료에 비해 저렴하며 우수한 성질인 강도, 가공성, 내식성 등을 갖는 것을 알게 되었다. 현재사회에서 철강 재료가 지배적 역할을 해 올 수 있었던 것은 철강의 우수한 특성 때문이었다. 철강이 가진 단점중 하나는 무겁다는 것이다. 즉, 철강은 비중이 약 7.8로 상대적으로 높은 밀도를 가지고 있다. 따라서 철강산업에서 연구 개발의 중요한 목표는 특정한 요구 사항을 만족시키면서 가벼운 철강을 개발하는 것이다.
4. 참고문헌
가. 국립금오공과대학교 재료공학과 고온재료연구실 / 강의자료 / 철강재료 /
http://knut.kumoh.ac.kr/~html
나. 서울대학교 생물환경시스템공학 연구실 / 게시판 / ebio.snu.ac.kr
다. 울산대학교 기계자동화공학부 / 자료실 / mecha.ulsan.ac.kr/강의자료.pdf
라. 인포스틸 / 철의 제조 / 철강에 대한 이해 / 철강의 제조 공정 / www.infosteel.net
마. sky090974의 블로그 / cad,cam,cnc / http://kr.blog.yahoo.com/sky090974

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