철의 광석으로부터 철이 얻어지는 과정을 철의 야금이라고 합니다. 철을 야금하는 반응의 핵심은 철광석에 포함되어 있는 철의 산화물을 값이 싼 환원제인 코크스로 환원시키는 것입니다. 그러나 실제로 만들어진 철은 흔히 강철로 만들어져 이용되는데 강철은 철을 야금 과정에서 만들어지므로 단순히 철의 제조 공정을 설명하는 것보다 철강의 제조 공정을 설명하는 것이 바람직할 것 같습니다.

 

철강의 제조공정은 다음과 같습니다.

① 제선공정 --> ② 제강공정 --> ③ 연주공정 --> ④ 압연공정

1) 제선공정 : 쇳물을 생산하는 기초공정으로 철광석(Fe2O3)과 코크스(C) 석회석(CaCO3)을 약 100 미터의 고로 속에 넣고 1200℃ 정도의 뜨거운 바람을 불어넣으면 코크스가 연소하면서 나오는 일산화탄소에 의하여 철광석이 환원되어 철이 녹아 쇳물이 나옵니다. 이 쇳물은 용융된 무쇠인데 이것을 용선이라고 합니다. 용선은 탄소 등의 불순물을 많이 포함하고 있으며, 온도는 1500℃ 정도 됩니다.

C + O2 ---> CO2
CO2 + C ---> 2CO
Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO2

2) 제강공정 : 쇳물에서 불순물을 제거헤 강철로 만드는 공정으로 용선을 진로 속에 넣고 순수한 산소를 불어넣고 불순물로 섞여 있는 탄소(C), 인(P), 황(S) 성분을 제거합니다. 이렇게 해서 만들어진 깨끗한 쇳물을 용강이라고 합니다.

C + O2 ---> CO2
4P + 5O2 ---> 2P2O5
S + O2 ---> SO2

3) 연주공정 : 액체상태의 철이 고체상태로 되는 공정으로 아직 액체인 용강을 주형에 부어 냉각, 응고시키면서 슬래브 같은 중간 소재를 만듭니다.

4) 압연공정 : 철을 강판이나 선재로 만드는 공정으로 연속주조 공정에서 생산된 슬래브 같은 중간 소재를 롤(roll) 사이를 통과시키면서 연속적으로 힘을 가하여 늘리거나 얇게 만듭니다.

이와 같은 공정을 거쳐 만들어진 강철은 열연제품(자동차 재료, 건자재, 강판, 가전기기 재료), 선재제품(나사, 못), 냉연제룸(용융아연도금, 전기아연도금, 알루미늄도금, 주석도금, 크롬도금 등의 원판 소재), 전기강판(전기, 전자 제품의 철심재료), 스테인리스스틸(약 12wt% 이상의 Cr특수강) 등의 제품으로 출고됩니다.

 

 

출처...광양제철소