제강 공정: 6대 제강법·공정 흐름도·FAQ 완벽 가이드

강철(Steel)은 철과 탄소(최대 1.5 %)의 합금으로, 탄소가 화합물(시멘타이트) 상태로 존재합니다. 자유 탄소(흑연)가 나타나면 주철(Cast Iron)로 분류됩니다. 탄소는 미량으로 조직·특성을 지배하는 핵심 원소입니다.

1. 상업적 제강 공정 6가지

1. 베세머법(Bessemer Process): 용선(銑鐵)에 공기 불어넣어 탈탄·탈인·탈황. 컨버터 내화물: 산성(실리카 벽돌) / 염기성(돌로마이트). 산성법은 P, S 제거 불가.
2. LD법(L-D Process): 공기 대신 순산소 분사. 질소 유입 차단→취성 방지, 저인광석 적용 가능. 현대 전로 제강의 원형.
3. 평로법(Open Hearth/Siemens-Martin): 용선+스크랩+철광석/스케일 얕은 허스(hearth)에서 가스 복사열로 용해·정련. 1,600~1,650 ℃. 대량 생산·성분 제어 용이.
4. 도가니법(Crucible Process): 연철+스크랩+페로망간+목탄을 밀폐 도가니에서 용해. 탄소 보충·합금화 위주, 정련 기능 없음. 4시간 소요.
5. 전기로법(Electric Process): 아크/유도로. 2,000 ℃ 초고온, 산소/질소/연료 불순물 차단 → 유해 원소 제거 용이. 온도 정밀 제어, 고가 합금원소 산화 손실 없음, 다양한 강종 생산 가능.
6. 듀플렉스법(Duplex Process): 두 제강 설비 연계. 예: 염기성 평로+산성 평로, 평로+전기로, 베세머+평로 등.

2. 제강 공정 흐름도

3. FAQ

• 제강 공정이란? 1차: 용선→전로(BOF) 또는 스크랩/DRI→전기로. 2차: 2차 정련(합금 첨가·불순물 제거).
• 사용 가스? 산소, 질소, 아르곤, 수소.
• 베세머 공정 핵심? 컨버터에 공기 불어 용선 정련.
• 발명가? 헨리 베세머 경(Sir Henry Bessemer).
• 탄소 공급 경로? 고로에서 철광석+코크스(석탄)+석회석 투입 → 코크스 연소로 발생한 CO가 용철에 용해.