3.3 압연공정
1) 개요
강에는 연성과 전성이 있으므로 힘을 가하면 상온에서도 길게 늘리거나 얇게 넓힐 수가 있으며 빨갛게 되도록 가열하면 상온에서 보다 더욱 쉽게 형태를 바꿀 수 있다. 이와 같은 특성을 이용하여 사용 목적에 맞도록 편리한 모양으로 가공 변형한 것이 강재 (강재)이다. 강괴를 1차 가공하여 필요한 강재로 제조하는 방법에는 압연, 단조, 주조 등의 3가지 방법이 있다.
가) 압연(Rolling)
강괴 또는 강편과 같은 소재를 회전하는 2개의 롤(Roll)사이에 끼우고 롤의 간격을 점차 좁히면서 연속적인 힘을 가하여 늘리거나 얇게 성형한다. 마치 밀가루 반죽을 방망이로 미는 것과 같은 원리이며 이 방법으로 만들어진 제품을 압연강재라 한다.
나) 단조(Forging)
강괴를 강력한 프레스(Press)기계로 누르거나 또는 해머(Hammer)로 때려서 원하는 형상으로 만든 제품을 단조품이라 하며 재질이 치밀하고 단단하다.
다) 주조(Casting)
용강을 각종 주형에 주입하여 원하는 형상으로 만든 제품을 주강품이라 하며 압연으로 제조 할 수 없는 복잡한 형상의 기계부품과 같은 것을 만드는데 적합하다.
이상의 세가지 방법으로 만들어진 제품을 일괄하여 강재라 하며, 그 중 압연강재의 생산량이 압도적으로 많기 때문에 일반적으로 강재라 하면 압연강재를 지칭하는 경우가 많다. 이 외에도 압출,인발 등의 가공방법도 있다.
2) 압연강재
압연에는 소재를 고온으로 가렬한 후에 압연하는 열간압연과 상온상태에서 압연한 냉간압연이 있다. 압연 가공온도가 재료의 재결정온도 이상일 때를 열간압연 이라고 하는데, 열간압연은 가소성(가소성)이 양호한 상태에서 압연하기 때문에 변형을 쉽게 할 수 있고, 단조품과 같은 좋은 성질을 압연재에 준다. 그러나 산화 때문에 표면이 아름답지 못하고 정도도 낮으며,또 얇은 것을 만들 수 없는 결점이 있다. 한편 압연 가공온도가 재료의 재결정온도보다 낮은 온도를 냉간압연이라고 하는데 냉간압연은 제품의 표면이 아름답고 정도가 높고 극히 얇은 것도 만들 수 있다. 따라서 냉간압연제품은 열간압연제품에 비하여 제품의 정밀도가 높고 표면이 아름답다 할 수 있다.
강괴 또는 강편에서 강재를 만들 때는 먼저 열간 압연을 한 후에 필요에 따라 다시 냉간 압연을 한다. 또 압연강재에는 (봉강,형강,선재,레일 등),강판(중후판, 박판 등), 강대, 강관 등이 있으며, 그밖에 철도차량의 차륜과 같이 특수한 형상의 것도 포함된다.
강괴를 압연하여 만드는 각종의 강편(슬래브, 블륨, 빌릿 등)도 당연히 압연강재의 일종이지만 이들은 모두 그 후의 압연공정 소재로 사용되는 것이므로 {반제품}이라는 명칭으로 다른 강재와 구별되고 있다.
압연기는 롤(Roll)조립법에 따라 2중식, 3중식, 4중식, 다중식으로 분류할 수 있으며 롤의 수가 많을 수록 설비의 생산성 및 제품의 정밀도가 우수한 장점이 있다. 주로 열간 압연에서는 4중식이 많이 쓰이며 스테인리스강과 같은 고정밀도를 요하는 냉간압연에서는 다중식이 쓰이고 있다. 또 롤(Roll)의 배치에 따라 가역식압연과 연속식압연으로 분류한다. 일직선으로 여러대의 압연기를 배열하여 소재의 장입부터 제품가지 한 공정에 완료하는 것을 연속식(Tandem)압연이라 하여 한대의 압연기에는 소재의 왕복으로 반복하여 압연하는 방식을 가역식(Reversing)압연이라 한다. 주로 슬래브,블륨 등을 분괴하는 공정에서는 가역식을 사용한다.
3) 반제품( 반제품, Semi-Finished Steel Products)
가) 반제품의 정의
강괴 가운데 일부는 그대로 강재나 단강품 등 최종 제품으로 가공되는 것도 있지만 대부분은 분괴압연기를 거쳐서 압연, 단조, 프레스의 다음 공정에 적당한 크기나 모양으로 압연된다. 분괴, 조압연된 중간 단계의 소재를 총칭하여 강반제품이라 한다. 강반제품을 용도에 따라 나누면 각종 강재의 재료가 되는 강편(블룸, 빌릿), 강판의 재료가 되는 슬래브, 시트바(Sheet Bar), 틴바(Tin Bar), 틴바 인 코일(Tin Bar in Coil), 강관재료로 사용되는 슬켈프(Skelp), 후프(Hoop), 관제봉강 등이 있다.
나) 분괴압연(Blooming)공정
소규모의 공장에서는 압연강재를 작은 강편으로 직접 만들 수도 있으나 일괄제철소와 같은 대규모 공장에서는 강괴를 균열로에서 장시간 가열하여 그 내부와 외부의 온도를 균일하게(1,150~1,300'C)가열한 후 에 분괴압연기로 강편을 만든다. 큰 강괴로 부터 직접 강재를 만들려고 해도 도중에 온도가 내려가기 때문에 일단은 중간 크기로 강편을 만들어야 한다. 분괴압연은 대형의 롤(Roll)과 큰 동력의 모터를 사용하여 강한 힘으로 압연하기 때문에 강질을 보다 좋게 하는 효과도 있다. 강편의 형태는 최종제품을 만드는데 편리하도록 결정되며, 대략 다음과 같은 세가지 즉, 슬래브(후팜 및 강대용), 블룸(대형 조강류용), 빌릿(소형 조강류용)등이 있다.
다) 반제품의 종류
- 조강류 반제품
블룸(Bloom) : 블룸은 장방형의 대강편으로써 절단면은 거의 정방향이고 모서리는 약간 둥글다. 한변이 160mm이상 480mm까지, 단면적은 25,600mm2이상이며 길이는 최소 1m부터 최대6m까지 있다. 용도는 대부분 압연공장에서 대형, 중형조강류로 압연되지만 일부는 다시 분괴, 조압연하여, 빌릿, 시트바, 스켈프, 틴바 등 소형의 반재품으로 만들어 지는 경우도 있다.
빌릿(Billet) : 빌릿은 단면이 정방형으로 한변이 160mm 이하,단면적25,600mm2 이하의 각형강편으로서 소강편이라고 한다. 각형강괴 또는 블룸을 분괴, 조압연하여 만들거나 연속주조에 의해 만든다. 용도는 소형조강류, 선재 등의 재료로 사용 된다.
단순압연업체의 대부분은 빌릿으로 소형의 조강류, 선재를 만들므로 시트바와 함께 사용량이 많은 반제품이다. 또 일부는 차량피스톤 , 크랭크샤프트 등의 단조용 강편으로 사용한다.
- 강관용 반제품
슬래브(Slab) : 슬래브는 연속주조에 의해 직접 주조하거나 편평강괴 또는 블룸을 조압한 것으로서 단면은 장방형이고 모서리는 약간 둥글다. 치수는 여러가지이며, 보통 두께가 50mm를 초과하고 폭은 두께의 2배 이상의 강편, 강판 및 강대의 압연소재로 사용한다.
- 시트바(Sheet Bar)
각형강괴 또는 블룸을 분괴, 조압연한 것으로서 판을 옆으로 절단한 것과 같은 모양의 가늘고 긴 형태로 되어 있다. 치수는 두께 7.6mm 부터 16.8mm, 폭은 250mm, 길이는 최대 10m이다. 박판, 규소강판 등 박판류의 재료로 사용되며, 빌릿과 함께 생산량에 대한 판매량의 비율이 가장 큰 반제품이다. 또 일부는 차량피스톤, 크랭크샤프트 등의 단조용 강편으로 사용한다.
- 틴바(Tin Bar)
블룸을 분괴, 조압연한 것으로서 석도원판의 재료이며, 형상 및 시트바와 같기 때문에 시트바에 포함시키기도 한다. 외판용은 길이 5m 정도의 것이 많고 이것을 구입하는 단순압연업체는 소요 원판의 치수에 따라서 적당히 절단하여 석도원판으로 압연한다.
- 틴바인코일(Tin Bar in Coil)
석도원판용 소재를 연속 압연하여 코일모양으로 감은 것이다, 두께 1.9~1.2mm, 폭200mm정도, 중량 2~3톤 정도의 것이 많이 만들어 진다.
- 강관용반제품
스켈프(Skelp) 에 편리하도록 88'~85' 로 경사져 있다. 강괴는 극연강으로서 두께 2.2~3.4mm, 폭56~160mm, 길이 5m 전후의 것이 많다.
- 후프(Hoop)
강판을 폭이 좁은 형상의 띠 모양으로 절단 가공하여 감아놓은 강대를 말한다. 주로 포장용으로 사용되며 용접강관, 전봉강관용 강대로 스켈프도 같은 강대이지만 코일로 되어 있어 점이 스켈프와는 다르다. 강질은 연강, 반경강에 해당된다.
4)조강류압연공정
가) 개요
연속주조 또는 분괴, 강편압연으로 제조된 빌릿(Billet)은 제품 생산을 위한 압연공정에서 여러가지 요인에 의한 표면결함과 내부결함을 수반할 수 있으므로 후공정으로 공급하기 전에 표면 스케일(Scale)등을 미리 제거한다. 자분탐상 및 육안검사로 결함부위를 검사하고 내부품질의 보증을 위하여 초음파탐상을 실시한다. 치수, 형상 등의 검사를 거쳐, 후공정에 적합한 소재를 공급한다.
- 가열로 :
표면검사 및 정정을 거친 빌릿은 압연공장의 가열로에 장입하여 재료의 원활한 변형이 가능한 950~1.250'C정도의 온도로 가열하는데 강종 및 용도에 따른 재질확보를 위하여 가열온도 및 시간 등을 제어하게 된다.
가열온도가 너무 높으면 표면탈탄, 조도불량 등의 품질악화를 초래할 수 있으며, 너무 낮으면 표면터짐 발생, 압연 소요동력의 증가, 형상불량등의 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 비교적 저온에서 충분히 예열한 후, 압연 가능 온도로 신속한 가열 및 균열이 필요하며 가열로내 압력, 연료/공기 비를 적적하게 관리하여야 하는 과정이다. 여기서 가열로 압력이 낮으면 외부공기의 침입으로 탈탄이 심화된다.
연료/공기 비는 낮을 수록 탈탄은 감소되나 연소효율이 떨어지므로 강종에 따라 적정기준을 설정 관리해 주는 것이 중요하다.
- 압연 :
압연은 일정한 형상을 갖고 있는 2개의 롤(Roll)사이에 소재를 진입시켜 단계별로 단면을 축소시키며, 수요가가 원하는 치수의 제품을 제조하는 동시에 건전한 압연조직을 확보하는 방법으로, 후속의 냉각공정과 함께 상호 보완적인 작업조건에 의하여 용도에 맞는 재질특성을 확보하는 공정이다.
- 냉각 :
압연된 제품은 압연직 후 수냉대에서 수냉하거나 공냉한다. 철근, 봉강의 경우 일반적으로 냉각상에서 공냉을 실시하고 선재의 경우 권취온도, 공냉대 송풍량 및 송풍기(Blower)개도율, 서냉덮개의 조건 등, 냉각 조건을 제어하여 수요가 용도에 맞는 강종별 품질 특성을 확보하게 된다.
선재 냉각은 수요가의 열처리, 산세 등의 생략 또는 생산성을 높이기 위한 목적으로 실시한다. 고탄소 경강선재의 경우는 양호한 신선성 확보를 위하여 균열, 급냉으로 미세조직을 확보하여 연욕처리(Lead Patenting)를 생략할 수 있다. 합금강, 저탄소강의 경우는 서냉 실시로 연화조직을 확보함으로서 수요가의 가공정 연화어닐링 열처리를 생략할 수 있는 공정이다.
5)판재류 압연공정
가) 개요
열연제품은 일반적으로 연속 열간압연기(Hot Strip Mill)에 의하여 제조된 균일상태의 열연강대와 이를 절단한 열연강판을 말한다. 연속주조 또는 분괴압연에 의해서 제조된 슬래브를 재가열한 후, 고압 냉각수로 스케일(Scale)을 제거하면서 조압연기 및 다듬질압연기에서 고속으로 압연하고 코일(Coil)상태로 감는다. 열연제품은 냉연소재 이외에 각종 소재로 사용된다.
나) 후판 제조공정
- 가열로 :
일반재 가열시 가열온도가 높으면 (1,250'C) 스케일(Scale)박리성 및 압연성은 양호하나 인성면에서 불리하다. 또한 저온가열(1,150'C_+2C)시 인성 향상 및 재질 편차는 감소하나 스케일 (Scale)박리성은 불리하다.
- 후판 압연 :
일반압연과 제어압연(Controlling Rolling)과정이 있다. 일반압연은 압연온도, 압하비 등을 제어하지 않고 최종제품의 두께만 관리하는 것으로 일반강, 인성무보증강 열처리재등에 적용한다. 제어압연법은 압하비, 압연온도를 제어하여 상온의 조직을 미세화 하여 인성 및 가공성을 개선시킬 수 있는 압연법으로 열처리공정중 노멀라이징(Normalizing)을 대체할 수 있다.
- 가속냉각 :
압연직 후 온라인상에서 수냉방식으로 냉각속도를 제어하여 저온변태조직을 조절 함으로서 강도와 인성을 향상시키는 공정이며, 종래강에 비해 용접성과 저온인성이 우수하다. 또한 냉각개시온도, 종료온도, 냉각속도 등을 조절하여 동일 성분계에서도 다양한 강도 수준 확보가 가능하며 가속냉각 후 제품 평탄도 확보를 위해 균일냉각기술이 절대 필요하다.
포항제철에서는 TMCP(Thcermo Mechanical Control Process)로 공정 중 압연과정 직후의 강판을 온라인상에서 급속 냉각하여 급속조직을 미세하게 제어함으로써 강의 인성과 강도를 향상시키는 기술을 적용하고 있다.
- 교정 :
제조과정 중 발생한 굴곡현상을 제거하기 위해 열간 또는 냉간 교정기를 통해 평탄도 를 향상시키는 공정이다.
- 냉각대 :
압연공정을 거친 제품을 공기 중에서 서냉하여 이동 시 긁힘을 방지하기 위한 공정이다.
다) 열처리로 (Anealing Furnace):
- 노멀라이징(Normalizing) :
강관조직의 균일화, 세립화를 도모하기 위해 오스테나이트(Austenite)상태에서 공냉하는 열처리 방법.
- 담금질(Quenching :
강판의 강도, 인성을 개선하기 위하여 오스테나이트(Austenite) 상태에서 수냉하는 열처리 방법.
- 템퍼링(Tempering) :
Quenching에 의하여 발생한 강의 취성을 개선하고 소정의 강도를 얻기 위하여 변태점이하 온도에서 실시하는 열처리 방법이다. 재질 연화는 가열시간보다 가열온도에 더 민감하므로 적정온도 설정이 매우 중요하다.
라) 전단(Shear) :
최종제품의 수요가 주문치수로 맞추기 위한 가장자리 다듬기(Side trimming) 및 길이 분할작업을 말하며 보통 40mm이하 재는 기계절단, 40mm초과 재는 가스절단을 실시한다.
6) 열연강판제조공정
열연 제품은 일반적으로 연속 열간압연기(Hot Strip Mill)에 의하여 제조된 코일상태의 열연강대와 이를 절단한 열연강판을 말한다. 열간압연기능은 1900년대초 미국에서 개발된 강판제조방법이다. 대량생산이 가능하고, 품질정도가 우수한 제조설비로써 연속주조 또는 분괴압연에 의해서 제조된 슬래브를 재가열한 후 고압냉각수에 의하여 스캐일(Scale)을 제거하면서 조압연기(Rough Mill) 및 다듬질 압연기(Finishing Mill)에서 초고속으로 압연하고 코일상태로 감는다.
가) 가열로(Reheating Furnace) :
입구로부터 출구로 이송되는 동안에 약 1,300'C 정도로 가열시켜 주며, 적정온도를 유지해준다.
나) Scale Breaker :
가열로에서 가열된 슬래브의 표면은 산화철의 피막으로 덮여 있는데 이것을 제거하기 위한 장치이다. 즉, 가열로에서 나온 슬래브를 수직형 롤(Roll)에서 약간의 압하율로 압연되어 스케일을 분쇄, 고압수에 의해 제거하는 과정이다.
다) 조압연기(Roughing Mill) :
압연스탠드로 구성되어 있는 조압연기는 소재인 슬래브를 제품수치에 따라 1차로 거칠게 압연해 주는 설비이다.
라) 다듬질압연기(Finishing Mill) :
사상압연기라고도 하는 이 설비는 조 압연기에서 슬래브가 압연되어 만들어진 소재를 다시 이 압연기에서 연속압연하여 상품의 최종 두께 및 폭으로 압연하는 설비이다.
마) 권취기(Down Coiler) :
다듬질 압연기에서 압연된 열연강판을 Hot run table을 통과, 권취기의 멘드릴 (Mandrel) 에 감아 코일형태로 만들어주는 설비이다.
바) 절단(Shear) :
코일을 소재로 하여 상,하 환도로 구성된 슬리터(Slitter)에서 길이 방향으로 절단하여 폭이 좁은 코일 형태인 강대를 만들거나, 코일을 다시 스트립 상태로 풀어서 전단기(Flying shear)에서 폭 방향으로 전단하여 시트(Sheet)를 만드는 과정이다.
사) 조질압연기(Rough Mill) :
열간 압연된 코일의 형상(평탄도)교정, 단중, 분할, 곱쇠방지 등을 목적으로 약1.0%정도의 연신율로 냉간압연하는 설비이다.
7) 냉연 강판 제조공정
냉연강판은 열연코일을 소재로 하여 산세처리에 의하여 표면스케일을 제거한 후, 상온에서 보통 두께0.15~3.2mm로 냉간압연하고, 어닐링 및 조질압연공정을 거쳐 제조한다.
가) 산세공정(Pickling Process) :
열연코일은 800~900'C의 마무리온도로 열간압연 되기 때문에, 표면에 다량의 산화철(Scale)이 생성된다. 이 산화철은 냉간압연 작업에 지장을 줄 뿐만 아니라 제품표면의 미관을 해치며, 도금성, 도장성을 저해한다. 따라서 산세공정에서는 우선 열연코일의 표면스케일을 분리 ,제거하고 종료된 코일은 냉간압연공정으로 이송되거나 산세강판(PO Coil & Sheet)으로 출하되기도 한다.
나) 냉간압연(Cold Rolled Mill) :
스케일이 제거된 열연코일은 수요가가 원하는 두께를 맞추기 위하여 상온에서 실시하는 연속냉간 압연기에서 압연한다. 냉간압연공정에서 압하 된 강판(Strip)은 다음 공정으로 이송되거나 풀하드(Full Hard: 미소둔강판)강판으로 출하한다. 냉간압연된 스트립(Strip)은 전기 청정라인 (Electrolytic Cleaning Line)에서 표면에 붙어 있는 각종오일, 철분 및 먼지 등의 오염을 제거한다.
다) 어닐링(Annealing Furnace or Annealing Line) :
냉간압연된 강판자체는 냉간압연시 형성된 강판내부의 응력 증가로 인해 경도가 높고, 가공성도 떨어지기때문에 어닐링로에서 600~850'c로 가열하고, 일정시간을 유지함으로써 재결정 현상에 의해 경도가 내려가고 가공성을 개선한다. 어닐링의 방식은 BAF(상자어닐링설비 : Batch Annealing Furnace)와 CAL(연속어닐링설비 : Continuous Annealing Line )로 구분하고 있다.
라) 조질압연(Temper Pass Mill(TPM) or Skin Pass Mill(SPM) :
판의 형상을 교정하여 양호한 형상으로 개선하는 공정이다.
8) 전기 강판제조공정
전기강판 제조의 첫 단계는 제강공정에서 필요한 성분을 조절하여 연속주조기로 슬래브를 제조한다. 제조된 슬래브를 품질확보를 위하여 열편 상태로 가열로에 장입하며, 이때 자성을 확보하기 위하여 방향성을 적정온도에서 열간압연을 실시하여 전기강판용 열연코일(Hot Coil)을 제조한다.
냉간압연성 확보를 위해 열연코일을 산세처리하고 소정의 두께로 냉간압연 한다. 이어 어닐링, 표면처리 및 권취 또는 전, 절단 공정을 거처 판두께 0,3mm정도의 전기강판을 생산한다. 전기 강판은 제강공장에서 규소(SI)를 3%정도 첨가한 강으로서 전자기적 성질이 우수한 강판이다.
전기강판에는 두가지 종류가 있는데 변압기 철심에 사용하는 방향성(방향성) 전기강판 (GO: Grain Oriented Silicon Steel)과 회전체(회전체 : Motor )에 사용하는 무방향성(무방향성)전기강판(NO:Non-Oriented Silicon Steel)이 있다.
9) 표면처리 강판 제조공정
가) 개요
산화철이나 황화철을 큰 에너지를 사용하여 환원시킨 것이 금속으로서의 철(Fe)이므로 특별한 보호가 되지 않는 한 본래의 안정한 상태(즉,산화상태)로 되돌아가려고 하는 성질을 부식이라 한다. 따라서 변화과정을 정지시키고자 하는 노력 즉, 가능한 표면을 환경으로부터 보호하여 변화과정을 늦추든가 혹은 준 안정상태로 나아가게 하는 것이 필요하며 일반적으로 부식을 제어하는 것을 도금방식이라 한다.
이 부식제어에는 공기중의 산증기 제거를 이용한 환경조건의 제어방법이 있고, 표면상태를 안정화하는 재료 또는 표면반응의 요소를 억제하는 재료를 적절하게 선택하는 방법이 있다. 또 피복 즉, 도금이나 도장을 이용하여 표면을 환경으로부터 차단하는 방법, 희생전극을 이용한다든지 불활성 전극등을 이용하는 전기화학적 제어방법이 있다.
이 가운데 철강의 부식방지를 위해서는 표면상태를 안정화하는 재료를 철강제조 시 첨가하는 것으로 스테인리스강 등이 있고, 그 외에는 표면에 피복을 입히는 도금, 도장 방법이 가장 널리 사용되고 있다.
표면처리 공정에서 수세, 탈지, 산세, 건조 등의 전처리 작업을 거쳐 규정 부착량의 도금작업이 행해지면서 철의 단점인 녹 발생을 방지하거나 또는 표면을 아름답게 하고 인쇄를 용이하게 한다. 철강은 대기중이나 수중에서 녹슬기 쉽고 부식되기 쉬운 약점이 있으며 부식이 진행되면 기계적 성질, 특히 피로 강도가 급격히 저하되기 때문에 철강의 방청방식은 매우 중요하다.
방청방식을 위한 피복은 피복하는 금속, 그 자체의 내식성이 요구되는 것은 물론이지만 그 위의 피복금속이 본질적으로 소지인 철강을 전기화학적으로 즉 음극적으로 보호하는 성질이 있는가 없는가를 고려하여야 한다. 따라서 철소재가 노출된 경우 피복금속이 희생양극으로 작용하여 철강을 음극(Cathode)으로 하여 전기화학적으로 보호하여야 하는데 이 철강 표면의 방청방식 피복을 입히는 방법중 비교적 경제성도 있으며 조업도 간단하고 능률적인 방법으로 용융도금법이 있다. 특히, 철에 대해 음극방식적 보호작용을 가지고 있으며 가격도 저렴하여 효과적이고 경제적인 방법으로 아연도금이 가장 많이 사용되고 있다.
알루미늄도금은 아연도금보다 내식성 특히 내유화성(내유화성)이 우수하고 또 내열성도 있지만 도금 작업상의 문제점이 아직 많이 남아 있다. 용융주석도금 특히 석도강판 제조는 대량생산에 따른 능률화와 박막도금의 요구에 따라 전기도금으로 변해 오고있다. 그러나 주석도금은 Tin(N)산지의 편재와 세계적으로 Tin의 고갈때문에 TFS(Tin Free Steel : 얇은 금속크롬과 크롬수산화산화물층의 2층 피복)이 개발되어야 한다는 것과 납도금 역시 플라스틱이나 고무의 발달에 따라 그 용도가 좁아져 특수한 것에 제한 된는 문제가 있다.
나) 용융아연도금 강판 제조공정
용융아연도금강판(GI : GalvanizedIron)은 일반적으로 냉간압연코일을 거친 미소둔강 산세처리후 냉간압연을 거친 미소둔강판(Full Hard)을 연속아연도금라인 (CGL : Continuous Galvanizing Line)에서 열처리하여 소정의 재질을 확보한 후, 아연욕(Zinc Pot) 을 통과시키는 핫디핑 방식(Hot Dipping Type)에 의한 아연도금 방식으로 제조된다.
아연도금은 내식성이 우수하고 또 아연(Zn)은 철(Fe)과 공존하여 갈바닉 셀(Galvanic Anode)으로 되어 철(Fe) 을 전기 화학적으로 보호하기 때문에 철강의 방청방식상 효과가 매우 커서 널리 이용되고 있다.
(그림 2-17참조)
용융아연도금강판은 전처리공정(Pre-treatment,Pre-claning)에서 압연유등 이물질을 우선 제거한다. 어닐링(Annealing)을 거쳐 아연욕을 통과 한 후 공기 (Air)또는 가스(Gas)를 사용하여 소정의 아연부착량을 조절한다. 공냉 및 수관 공정을 거쳐 표면조도를 부여하고 형상교정을 한다. 내식성을 부여하기 위하여 크롬산, 인산염 등 후처리를 하여 제품을 만든다. 아연부착량은 보통 50g/m2로 되어 있다.
다) 전기아연도금강판 제조공정
냉연강판을 원료로 하여 알카리탄지,전해탈지, 산세 등 전처리 공정을 거친 후 전기도금조를 통과하면 아연이 부착된다. 후처리를 위하여 Activation, 인산염처리, 크롬산처리, 크롬산 실링처리, Anti-Finger Print, Resin Coating 등의 공정을 거쳐 제품을 제조한다. 아연부착량은 보통 10g/m2~100g/m2정도이다.
아연(Zn)을 포함한 일반 금속의 고속도 전기도금은 음극(Cathode)면에 도금 금속층을 형성하는 3가지 과정으로 이루어진다.
첫째, 환원된 금속이온이 용액 본체에서 전극면에 수송되는 과정인 물질 이동과정
둘째. 전극면에서 금속이온이 전자를 받아 원자로 되는 전하 이동과정
셋째. 환원된 원자가 도금층으로 결정화되는 과정. 물질 이동이 지배적인 전기도금의 한계전류 밀도를 크게 하기 위해서는 확산상수가 큰 전해액의 사용 및 전해액의 온도 상승, 금속이온의 농도증대 등의 수단이 있다.
라) 알루미늄도금강판(Aluminum Steel Sheets) 제조공정
용융아연도금강판 생상공정과 동일하나 도금소재를 아연 대신 알루미늄을 이용하는 것이 다르다.
마)아연, 알루미늄합금 도금강판(Zinc-Aluminum Alloy Coated Steel Sheets) 제조공정
갈판(Galfan)과 갈바륨(Galvalume)의 두 종류가 있다. 갈판은 보통 5~10%의 알루미늄, 갈바륨은 55%의 알루미늄을 사용하여 아연과 합금한 것을 말한다. 제조공정은 용융아연도금 공정과 동일하나 도금소재가 다르다.
바) 착색강판(Prepainted Steel Sheets) 제조공정
냉연강판, 용융아연도금강판, 전기아연도금강판, 알루미늄도금강판, 갈바늄강판 등을 원료로 하여 전처리 과정을 거친 후 각종 수지를 부착하는 착색라인(Color Coating Line)에서 롤(Roll)방식의 도장과 오븐(Oven)을 통과하면서 밀착성을 증대하고 건조시키는 과정을 두세번 반복하여 제조한다, 또한 VC라미네이트(Laminate)강판은 별도 적층성형(Laminating)공정을 거치면서 PVC필름(Film)을 부착하여 제조한다.
사) 주석도금강판(Tin Plate)제조공정
전기도금아연강판 생산공정과 동일하나 도금소재가 주석(Tin)인 점과 도금 후 후처리에 앞서 재용해로 (Remeating Furnace)를 통과하는 점이 다르다.
아) 기타표면처리강판 제조공정
크롬산, 인산염과 각종 수지 등을 강판표면에 처리하여 만든 제품들로 제조공정은 다른 표면처리강판과 비슷하다.