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admin

2017-01-16 10:51:00

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전기로제강[electric furnace steelmaking]

3상교류아크로나 직류아크로, 흔히 유도용해로를 사용하여 실시하는 제강법(☞아크로). 스크랩을 원료로 하는 철강생산에 쓰이는 가장 일반적인 제강법으로, 일본에서는 조강생산 약1억톤 중에서 3000만톤을 차지한다. 스크랩을 원료로 하기 때문에 집하지에 가까운 곳에서 조업할 필요가 있다. 전에는 봉강 등으로 대표되는 저품질의 강종이 주류의 생산품목이었으나, 노외정련법 등으로 품질의 향상을 볼 수 있게 되어 H형강, I빔, 후판, 더욱이 최근은 열연강판까지 생산하는 공장도 있다.

그리고 최근 저가격의 소규모 산소발생플랜트가 상품화되었다. 제올라이트 등에 산소를 고압으로 흡착시키고 감압하여 회수하는 압력스윙법(pressure swing absorption)에 의하므로 전로공장에서도 쉽게 산소를 사용할 수 있게 되었다. 철광석을 원료로 하는 고로일관제철소와의 코크스 경쟁에 충분 싸울 수 있는 환경으로 되어 있는 미국에서는 미니밀이라고 하여 일관제강메이커와 서로 경쟁을 하고 있다(☞선강일관제철소).

고전적으로는 3상교류아크로가 보통이다. 흑연전극 3가닥을 설치하고 대(大)는 300톤에서 소(小)는 수십톤까지 다양한 사이즈가 있다. 일반적인 강의 용해는 약20분으로 가능하다. 탄소를 과량 넣고 산소를 도입하여 열을 얻음으로써 용해시간의 단축과 전기의 절감을 꾀하는 것도 이루어지고 있다. 다시 산소를 불어 산화정련을 하고 탄소를 적당한 레벨까지 내림과 동시에 CaO를 첨가하여 P를 제거하는 경우도 있다. 이렇게 해서 생긴 불순물을 포함하는 슬래그, 즉 CaO, SiO2, P2O5의 용체와 같은 것을 한번 밖으로 배출하는 조작을 하고 계속해서 CaO를 첨가한다. 경우에 따라서는 알루미늄이나 CaC2를 첨가하고 필요에 따라 유황을 제거한다.

최근 대형전기로제강법인 경우 전기로 내에서는 스크랩의 용해만으로 한정하여 정련은 2차정련로에서 노 밖으로 하는 것이 보통이다. 또 일반적인 봉강 정도의 재료인 경우는 용해후 바로 성분조정하여 출강한다. 통상 정련은 하지 않는다.

노 용기의 벽(라이닝)은 통상 산화물계의 내화물이 쓰이는데, 최근 그 외측은 수냉의 패널이 부착되어 있어 라이닝으로 사용하고 있는 고가 내화물의 손모(損耗)를 저감시키고 있다.

신설되는 대형제강용 전기로는 대부분이 직류아크로라고 해도 좋다. 교류를 사용하지 않기 때문에 매우 안정된 아크를 얻을 수 있다. 이 때문에 주변 지역에 미치는 전기적, 자기적인 노이즈가 저감하였다. 또 전극이 1가닥으로 되어 있기 때문에 열을 중심으로 집중할 수 있고 벽에서 방산되는 열을 줄일 수 있었다. 즉 에너지효율이 좋은 것이다. 그리고 벽에 대한 열부하가 적으므로 벽의 재료인 내화물의 사용량이 적어진다는 등의 이점이 있다. 지금까지 직류는 코스트면에서 꽤 부담을 안겼으나 최근 반도체기술의 진보에 따라 염가로 전원을 제조할 수 있게 되고 또 실현이 가능해졌다.

스테인리스강 제조의 1차용해법으로도 전기로법이 쓰인다. 전기로에서 스테인리스의 스크랩 및 필요에 따라 고탄소페로크롬(크롬 및 철과 니켈의 합금)이나 페로니켈(철과 니켈의 합금)을 용해한 후 AOD(argon oxygen decarburization)로 또는 VOD(vacuum oxygen decarburization)로로 탈탄을 하고 제품화한다.