냉간 성형 강철 생산: 제조 공정과 특징

통계에 따르면 미국 철강업체들은 2018년에 9,500만 톤 이상의 철-탄소 합금을 생산했습니다. 이는 10년 만에 최고 생산량입니다. 주로 철로 구성되며 약 0.03~1%의 탄소를 함유한 강철은 독특한 특성을 가진 다용도 금속입니다. 높은 인장 강도와 낮은 생산 비용 덕분에 제조업체들이 다른 금속보다 선호합니다.

하지만 모든 제강사가 동일한 공정으로 강철을 생산하는 것은 아닙니다. 일부는 열간 성형 공정을, 다른 일부는 냉간 성형 공정을 사용합니다. '열간 성형'과 '냉간 성형'이라는 용어는 다소 오해의 소지가 있습니다. 두 공정 모두 원료 강철을 최대 2,500°F(약 1,370°C)의 고온에서 용해하기 때문입니다. 그럼에도 불구하고 냉간 성형 강철은 열간 성형 강철과는 다른 접근 방식이 필요합니다.

냉간 성형 강철이란?

냉간 압연 강철이라고도 하는 냉간 성형 강철은 용융된 원료 강철을 비교적 낮은 온도에서 롤러로 압축하는 마무리 기술이 특징입니다. 반면 열간 성형 강철은 금속의 재결정 온도(대부분 강철 유형에서 약 1,000°F, 540°C)를 초과하는 고온에서 압축됩니다. 두 공정 모두 원료 강철을 먼저 용해한 후 롤러를 통해 공급하지만, 압연 공정 중 온도가 다릅니다.

낮은 온도에서 강철을 압연하는 것이 비생산적으로 들릴 수 있지만, 실제로는 금속의 강도를 높이는 데 도움이 됩니다. 연구에 따르면 냉간 성형 강철은 열간 성형 강철보다 약 20% 더 강합니다.

냉간 성형 강철 생산 단계

냉간 성형 강철을 생산하기 위해 제강사는 먼저 대형 용광로에서 원료 강철을 용해합니다. 원료 강철이 액체 상태가 되면 약간 식힌 후 일련의 롤러를 통해 공급합니다. 강철이 낮은 온도에서 롤러를 통과하면서 더 얇고 강해집니다.

강철이 롤러를 통과할 때 자연스럽게 압축됩니다. 냉간 성형은 열간 성형보다 낮은 온도에서 이루어지기 때문에 냉간 성형 강철이 더 강하고 내구성이 높습니다. 냉간 성형 강철을 냉각시킨 후(아직 따뜻할 수 있음) 압연기에서 꺼냅니다.

냉간 성형 강철의 단점은 열간 성형 강철보다 생산이 더 어렵다는 점입니다. 강철은 특히 서늘하거나 상온에서 그다지 가단성이 좋지 않습니다. 경우에 따라 냉간 성형을 사용할 수 없는 이유입니다. 열간 성형은 원료 강철을 더 높은 온도에서 롤러에 노출시켜 더 가단성 있게 만들고 작업하기 쉽게 만듭니다.