제강 공정은 일반적으로 선철을 탄소로 만드는 공정으로, 기본적으로 고온의 쇳물을 전로에 넣고 산소를 불어넣은 후 적당량의 합금을 첨가한 후 진공을 가한다. 또는 다른 정련로를 사용하여 정련하여 필요한 강철 유형을 얻습니다. 전기로 제강도 있고, 이후 과정은 동일하다.
강 또는 강철이라고도 알려진 강철은 철과 기타 원소로 구성된 합금으로, 그 중 가장 흔한 것은 탄소입니다. 탄소는 강철 등급에 따라 강철 중량의 약 0.02%~2.0%를 차지합니다. 때때로 사용되는 다른 합금 원소로는 망간, 크롬, 바나듐 및 텅스텐이 있습니다.
탄소는 다른 원소와 함께 경화제 역할을 하여 원자가 다른 원자를 지나 미끄러지면서 발생하는 철 원자 격자의 전위를 방지합니다. 합금 원소의 양과 강철에 존재하는 형태(용질 원소 및 참여 상)를 조정함으로써 완성된 강철의 경도, 연성, 강도 등의 특성을 제어할 수 있습니다. 탄소가 첨가된 강철은 순철보다 더 단단하고 강하지만, 이 강철은 철보다 연성이 떨어집니다.
탄소 함량이 2.0%보다 높은 합금은 녹는점이 낮고 주조성이 강하기 때문에 주철이라고 합니다. 강철은 단철과 다릅니다. 단철은 소량의 탄소를 함유할 수 있지만 이러한 탄소 불순물은 강철에 혼합된 잔류 슬래그입니다. 강철은 주철 및 연철과 다른 두 가지 특성을 가지고 있습니다. 즉 강철은 내식성이 뛰어나고 용접성이 우수합니다.
사람들은 르네상스 이전부터 철강을 생산하기 위해 다양한 비효율적인 방법을 사용하는 방법을 알고 있었지만, 철강의 대중화는 보다 효율적인 생산 방법이 가능해진 17세기까지 기다려야 했습니다. 19세기 베서머 제강법이 발명된 이후 철강은 대량 생산이 가능한 값싼 소재가 됐다.
나중에 알칼리 산소 제강법 등 제강법이 더 많이 개선되어 철강 생산이 저렴하면서도 동시에 품질이 향상되었습니다. 오늘날 철강은 연간 생산량이 13억 톤에 달하는 세계 공통 소재가 되었습니다. 강철은 다양한 건물, 인프라, 도구, 보트, 자동차, 기계, 가전제품 및 무기의 주요 구성 요소입니다. 현대 철강은 일반적으로 다양한 표준화 그룹에서 수립한 다양한 품질 표준으로 구별됩니다.
확장 정보
지각의 모든 천연 철은 광석, 일반적으로 자철광 및 적철광과 같은 산화철의 형태로 존재합니다. 철을 추출하려면 철광석에서 산소를 제거하고 탄소와 같은 다른 화학 원소와 결합해야 합니다.
이 공정을 제련이라고 하며 녹는점이 약 250°C인 주석, 녹는점이 약 1,100°C인 구리 등 녹는점이 낮은 금속에 처음 적용되었습니다. 주철의 녹는점은 1,375°C입니다. 이 온도는 청동기 시대부터 사용된 고대 방법을 사용하여 얻을 수 있습니다.
800°C 이상에서는 산화 속도가 급격히 증가하므로 제련 환경을 저산소로 유지하는 것이 중요합니다. 구리나 주석과 달리 액체 철은 탄소를 쉽게 용해할 수 있습니다. 생성된 합금(선철)에는 강철이라고 하기에는 너무 많은 탄소가 포함되어 있습니다. 후속 단계에서는 과도한 탄소와 산소를 제거합니다.
원하는 특성을 얻기 위해 철/탄소 화합물에 다른 재료가 추가되는 경우가 많습니다. 강철에 니켈과 망간을 첨가하면 강철의 강도가 증가하고 오스테나이트의 화학적 특성이 더욱 안정해집니다. 크롬을 첨가하면 경도가 증가하고 융점도 증가하지만 동시에 경도가 감소합니다. 금속 피로 효과.
부식을 방지하려면 최소한 11%의 크롬을 첨가해야 표면에 단단한 산화물 층이 형성됩니다. 이 합금을 스테인레스강이라고 합니다. 텅스텐은 시멘타이트 형성을 방해하여 더 낮은 담금질 속도로 마르텐사이트가 형성되도록 합니다. 이 완제품을 고속도강이라고 합니다. 반면에 황, 질소, 인은 강철을 더 취약하게 만들기 때문에 이러한 어디에나 존재하는 원소를 광석에서 제거해야 합니다.
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