[논문]고순도 선철 주물용 신재료의 개발 및 실용화

노다 다케시; 다니구치 코헤이; 후쿠다 마사루

doi:10.7777/jkfs.2011.31.4.175

고순도 선철 주물용 신재료의 개발 및 실용화
Development and Utility of High Purity Pig Iron on Foundry Material 원문보기

노다 다케시 (KOBE STEEL, LTD.) , 다니구치 코헤이 (H. FUKUDA CO., LTD.) , 후쿠다 마사루 (H. FUKUDA CO., LTD.)

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 보고에서는 주물용 신재료로서 개발 실용화된 EP선철에 관하여 과거에 학회 및 회지 등에 보고한 내용을 중심으로 보고한다.

제안 방법

이처럼 어떤 동일계에서 주원료의 전환은, 자원의 생산성, 환경부하, 가격, 품질 등에 많은 영향을 미친다. 그래서, 이 두개의 공정을 LCA(Life Cycle Assesment)에 의해 자원의 생산성과 환경 부하에 관하여 비교 검토하였다.
다음으로, 이런 개선 공정처럼 주원료를 강 스크랩에서 EP 선철로 바꾸어 수율 향상을 달성하여 대폭적인 코스트 다운을 달성한 주물공장을 소개한다. 이 공장은 원래 강 스크랩을 주원료로 하고, 강 스크랩의 품질약화에 동반되는 캐비티 등, 돌발적인 불량의 발생을 고려하여 배합과 방안 변경 등으로 대처하였지만, 작업성 등도 생각하여 주원료를 EP선철로 바꾸었다.
실험수준으로서는 세 가지 예를 설정하여 기계적 특성을 비교하였다. 원료배합은 ①고순도 선철 50% + 강 스크랩 50%, ②고순도 선철 20% + 강 스크랩 80%, ③보통선철 50% + 강 스크랩 50%의 세 종류를 용해하여 주조하였다.

대상 데이터

실험에는 당사의 고순도 선철, 보통선철 및 강재를 재료로서 사용하였다. 그 성분을 Table 2에 나타낸다.
실험수준으로서는 세 가지 예를 설정하여 기계적 특성을 비교하였다. 원료배합은 ①고순도 선철 50% + 강 스크랩 50%, ②고순도 선철 20% + 강 스크랩 80%, ③보통선철 50% + 강 스크랩 50%의 세 종류를 용해하여 주조하였다. 주형은 플랜 모래에 의한 Y형 블록을 사용하여 Y블록의 평행부로부터 상하 2개(상:B, 하:A)의 인장시편을 채취하여 기계 시험을 하였다.
원료배합은 ①고순도 선철 50% + 강 스크랩 50%, ②고순도 선철 20% + 강 스크랩 80%, ③보통선철 50% + 강 스크랩 50%의 세 종류를 용해하여 주조하였다. 주형은 플랜 모래에 의한 Y형 블록을 사용하여 Y블록의 평행부로부터 상하 2개(상:B, 하:A)의 인장시편을 채취하여 기계 시험을 하였다. 접종 후 용탕 성분치의 불순물을 흑연화 촉진 원소(Al, Bi, Co, Cu, Ni), 흑연화 방해 원소(Cr, Mo, Ti, V) 및 펄라이트 촉진 원소(Cu, Cr, Ni, As, Mo, V, Sn)로 분류하여 Fig.

성능/효과

7%에서 75%로 향상하였다. 1회 용해 당 용해 시간도 단축되었고 14%의 생산성 향상이 달성되었다. 그 결과 1개월간의 제품 550t을 생산하기 위해 863t을 용해하던 것이 737t으로 가능하였고 3시간의 시간외 조업을 없앨 수 있었다.
1회 용해 당 용해 시간도 단축되었고 14%의 생산성 향상이 달성되었다. 그 결과 1개월간의 제품 550t을 생산하기 위해 863t을 용해하던 것이 737t으로 가능하였고 3시간의 시간외 조업을 없앨 수 있었다. 또한, 가탄재, FeSi 등 부자재의 사용 감소 및 전력 소비량의 절감도 가능하였다.
이 공장은 원래 강 스크랩을 주원료로 하고, 강 스크랩의 품질약화에 동반되는 캐비티 등, 돌발적인 불량의 발생을 고려하여 배합과 방안 변경 등으로 대처하였지만, 작업성 등도 생각하여 주원료를 EP선철로 바꾸었다. 그 결과 압탕에 캐비티가 없는 것을 발견하여 무압탕 방안으로 개선하였고, 더불어 불량률도 1.5%절감할 수 있었고, 제품 수율은 63.7%에서 75%로 향상하였다. 1회 용해 당 용해 시간도 단축되었고 14%의 생산성 향상이 달성되었다.
그 결과 1개월간의 제품 550t을 생산하기 위해 863t을 용해하던 것이 737t으로 가능하였고 3시간의 시간외 조업을 없앨 수 있었다. 또한, 가탄재, FeSi 등 부자재의 사용 감소 및 전력 소비량의 절감도 가능하였다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

과거에서 현재까지 주물제조에서 원료용해 방법은 어떻게 변화했나?

1970년대 후반부터 1990년대 전반에 걸쳐 주물제조에서 원료용해 방법이 큐폴라부터 저주파 유도 전기로를 걸쳐 고주파 유도 전기로로 이행함과 동시에 선철 배합율이 30%로부터 15%정도까지 감소하고, 그 대신에 저렴한 강 스크랩의 배합율이 상승하였다. 그 사이, 선철 공급 메이커는 순 흑연의 유효성을 실험으로 검증하는 등[1] 선철의 필요성을 PR함과 동시에, 고객 필요에 따른 저가의 저Si선철과 부가가치를 높이기 위해 바나디움을 첨가한 내마모 주철용 선철을 개발 판매하였다.

EP선철의 특징은?

1990년대에 들어가 고순도 선철의 형상개선이 진행되어 당사에서는, 형상 개선에 더하여 용해성이 뛰어나고 또한 배합하기 적합한 성분조성으로 조정한 고순도 선철, 즉 EP선철을 개발하였다. 이 선철은 탈P처리에 의해 Mn, Ti, Cr, V 등의 산화하기 쉬운 미량원소를 제거하고, 첨가 규소량의 조정에 의해 저융점의 공정조성에 맞춘 것이 특징이다. 이러한 특징에 의한 EP선철의 효과에 관해서는 나중에 기술하고, 당사는 고객의 요구에 맞춰 1990년대 전반에 방청처리 선철을, 2000년대 후반에 고황선철을 개발하였다.

1980년대 전반에탈P, 탈S처리를 한 SP선철에서 생긴 문제점은?

제철소의 기존 설비를 이용하여, 산소정련에 의해 순도를 높인 고순도 선철은 1970년대 후반에 개발되어[2], 구상흑연주철용 선철로서 판매가 개시되었다. 당사에서는 1980년대 전반에탈P, 탈S처리를 한 SP선철을 개발하여 판매를 시작하였으나, 백 철화 및 가스에 의한 캐비티 발생 등의 형상불량으로부터 주물공장에서 사용하기 힘든 문제가 생겼다. 1990년대에 들어가 고순도 선철의 형상개선이 진행되어 당사에서는, 형상 개선에 더하여 용해성이 뛰어나고 또한 배합하기 적합한 성분조성으로 조정한 고순도 선철, 즉 EP선철을 개발하였다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

고순도 선철 주물용 신재료의 개발 및 실용화
Development and Utility of High Purity Pig Iron on Foundry Material 원문보기

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

질의응답

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

고순도 선철 주물용 신재료의 개발 및 실용화 Development and Utility of High Purity Pig Iron on Foundry Material 원문보기

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

질의응답

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

고순도 선철 주물용 신재료의 개발 및 실용화
Development and Utility of High Purity Pig Iron on Foundry Material 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper