The heat treatment of steels - hardenabilityIntroduceThe traditional route to high strength in steelsBy quenching to form martensiteReheated or tempered at an intermediate temperatureIncreasing the toughnessThe effectiveness of the quench1) The geometry of the specimen 2) Composition of the steelThe geometry of the specimen Composition of the steelA large diameter rod quenchedA small diameter rod quenchedMartensiteBainite, ferrite, pearliteFully martensite- The geometry of the specimen- Composition of the steelAddition of alloying elementMoves the TTT curve to longer timesUse of TTT and continuous cooling (CCT) diagrams(a) TTT diagram of a molybdenum steel 0.4C, 0.2MoTTT diagram provide a good starting point for an examination of hardenability.(b) TTT diagram of a molybdenum steel 0.3C, 2.0Mo1s at 550C4min at 720CThey can only be a rough guide.Carried out isothermally.Use of TTT and continuous cooling (CCT) diagramsContinuous cooling (CCT) diagrams.(b) Relation between cooling curves fsition of the steel 2) austenite grain size 3) degree of homogeneity in the distribution of the alloying elementsExtremely difficult to predict hardenability!2) The Jominy end quench testThe Grossman testBy Grossman and coworkers: The critical diameterSeveral cylindrical bars of different diameter of the steel under consideration.50% martensite50% martensiteThe Grossman test: The critical diameterThis dimension is of no absolute value in expressing the hardenabilityThe quenching medium is changed.H - coefficientsCooling mediumAgitationOilWaterBrineNone0.25 - 0.301.02.0Moderate0.35 - 0.401.2 – 1.3Violent0.8 - 1.14.05.0: The ideal critical diameterHas 50% martensite at the centre of the bar when the surface in cooled at an infinitely rapid rate.The Grossman test- Quenching mediumSAE 1045 water-quenchedSAE 1045 oil-quenchedThe Grossman test- CompositionSAE 1045 water-quenchedSAE 6140 water-quenchedThe Jominy end quench testA standardized round bar (25.4 mm diameter, 102 mm long) is heated martensite and carbon content on as-quenched hardness1.25The jominy test is mow widely used to determine hardenabilities in the range Di = 1 – 6cm;12.5 mm along the jominy bar7.55Effect of grain size and chemical composition on hardenabilityThe two most important variables which influence hardenability are grain size and composition.Austenite grain size increaseHardenability increaseThe effect of grain size and carbon content A range of carbon content 0.2~1 wt% A range of grain size (ASTM 4-8) (0.8%C, ASTM 8) = 19.5Effect of carbon content and grain size on base hardenability (Moser and Legat)Effect of grain size and chemical composition on hardenabilityThis relationship, due to Moser and Legat, appears to be more accurate in practice than a much earlier one put forward by Groossman.Hardenability multiplying factors for common alloying elements 1969Chemical composition0.3%Si1.20.7%Mn3.40.5%Cr2.10.6%Ni1.20.2%Mo1.6Effect of grain size and chemical composition on hardenabilityASTM 입도번호가 the approprivate concentrations of alloying element needed to harden fully the section of steel under consideration. Alloying elements are usually much more expensive than iron, and in some cases are a diminishing natural resource. Carbon has a marked influence of hardenability. But its use at higher levels is limeted, lack of toughness greater difficulties in fabrication Increased probability of distortion and cracking during heat treatment and welding.Ex) large shafts and rotors.Hardenability and heat treatmentThe most economical way of increasing the hardenability of a plain carbon steel Increase the manganese content from 0.60 to 1.40 wt% Chromium and Molybdenum are also very effective, and amongst the cheaper alloying additions per unit of increased hardenability. Boron has a particularly large effect when added to a fully deoxidized low carbon steel, even in concentration of the order of 0.001%, and would be more widely used if its distribution in steel could be more easily contronQuenching stresses and quench crackingThese can be avoided by the use of steels which can be maintained in a state of compression.Volume changeAusteniteTransformation stresses arise from the change in volume associated with the formation of a new phase.Martensite in a 1% carbon steeltransformIncrease in volume 4%Pearlite in a 1% carbon steeltransformIncrease in volume 2.4%Tensile stressCompress stressMartensiteSurface treatment methods such as carburizing and nitriding. Lead to hard wear resistant surface Surface which resist crack propagation.(subject to compressive stresses)Thermal stress - surface - tensile compressive center - compressive tensile Volume change - surface - tensile - center - compressiveThere are some fairly obvious precautions which can be taken to avoid such cracking, including the use of the slowest quench compatible with the achievement of adequate hardenability. Carbon content increase. decrease - less likely to be relieved plastic deformation - larger the chaw}
전세계적으로 철강 산업은 중국덕분에 2003년부터 최고의 호황을 누리고 있고, 우리나라는 2007년도에 5,140만 톤의 조강(Crude steel)을 생산하였다. 이에 힘입어 국내 철강회사들은 경쟁적으로 공장을 확장하고 있으며 2011년에는 7,700만 톤, 즉 국민 1인당 1,600Kg의 조강 생산 능력을 보유하게 된다. 또한 중국으로부터 철강재 수입이 급증하고 있다.1. 2011년 우리나라의 철강 수요와 공급을 예측하고,2. POSCO, 현대제철, 동국제강 및 동부제철 4대 철강회사 중에서, 본인이 취업 희망하는 회사 하나를 선정하여,2-1. 회사의 현재 생산 능력과 확장 계획을 조사하고2-2. 2011년 이후 회사가 생존하기 위한 기술적, 상업적Survival Strategy를 논하라.우리나라 철강 동향과 포스코의 현재와 미래.hwp▶ 개 요철강 산업은 우리나라의 경제 성장을 이끈 대표적인 전략사업으로 정부와 민간이 하나 되어 노력으로 큰 발전을 이루어냈다. 경제적 관점으로 생각해 볼 때, 철강 산업은 지속적인 수출 노력으로 무역수지 개선에 큰 기여를 했음에는 틀림이 없다. 그 예로 2003년까지 중국으로의 수출증가로 인한 국내 철강 산업의 호황을 들 수 있다. 그러나 근래에 중국의 철강 산업 육성으로 빠른 속도로 기술력의 향상을 보이고 있고 이미 철강 생산량은 우리나라를 앞서 나가게 되었다. 나아가 전 세계 시장까지 잠식함에 따라 철강 산업의 미래의 불투명성이 대두되고 있는 것이 우리의 현실이다.이런 문제점들을 사전에 예측하고 대비하기 위해 2011년 철강의 수요와 공급을 예측해보고 포스코의 현재 생산 능력과 확장계획을 알아보고 이에 따른 회사가 생존하기 위한 기술적, 상업적 방법을 알아본다.▶ 우리 철강 산업의 현주소① 주요 지표< 연도별 국내 조강 생산량 >단위) 천 톤출처 : 한국 철강 협회철강 생산량을 말할 때는 조강 생산량을 갖고 각국 혹은 회사의 규모를 평가한다. 우리나라의 조강 생산량은 1997년까지 급성장하였다. 97년에 40000톤을 증가가 장점으로 이어지는 관계는 아닌 것이 현실이다. 왜냐하면 국가별 인당 철강재 소비 표 에서도 볼 수 있듯이 우리나라는 이미 2006년에 국민 1인당 소비량이 1000Kg을 넘어섰다. 선진국은 이미 철강 산업의 양적 성장을 지양하고 있는 모습을 보이는 데에 반해 아시아권 국가들은 꾸준한 증가를 보이고 있고 그중에 우리나라만이 1000Kg을 넘는 양을 보인다. 또한 2011년에는 국민 1인당 1,600Kg의 조강 생산 능력을 보유하게 될 예정이다. 이런 현상이 계속 될 경우 과잉공급으로 인한 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 이에 대비하기 위해서 우리나라의 철강 수요와 공급에 대해서 민감하게 대응해야 될 것이다.1. 2011년 우리나라의 철강 수요와 공급 예측국내 철강업체들은 2011년까지 국내 설비증설에 11조원에 가까운 돈을 투자하고 있다. 포스코, 현대제철, 동국제강, 동부제강 등 4개사는 철강경기의 호조와 수요증가에 힘입어 생산력 확대와 신수종사업 육성을 위해 최근 잇따라 국내 투자를 확대하고 있다. 지금까지 이들 4개사가 투자한 금액도 현대제철 5조2000억원, 포스코 4조 2000억원, 동국제강 7600억원, 동부제강 6200억원 등 10조 8000억원에 이른다. 포스코의 경우 여기에 2020년 완공 예정으로 인도 일관제철소 건설에 12조원의 투자를 계획중이고 자동차강판가공센터 25곳 추가 건설에 2억달러 이상을 투자할 계획이다. 동국제강 역시 2010년 완공을 목표로 8억달러짜리 슬래브공장을 브라질에 지을 예정이어서 국내외를 합칠 경우 25조원을 넘는다.특히, 국내 투자분은 충남 아산과 당진에 집중될 예정이다. 현대제철의 투자비는 올해부터 충남 당진에 건설하는 일관제철소 건설에 소요되며 포스코에 이어 구내업체로는 두 번째로 고로사업에 나서는 현대제철은 2011년 연산 700만톤의 제철소 건설을 마무리해 조강생산능력을 1750만톤까지 확대할 계획이다. 동국제강도 인근에 연산 150만톤의 후판 공장을 건설하기위해 최근 기반공사를 시작했고 냉연업체인 가로 중국의 철강석 수입량이 지난해 3억2600만톤에서 2010년 4억700만톤으로 증가할 것으로 예측했다. 이처런 세계에서 가장 거대한 나라인 중국의 영향으로 우리나라의 철강 업계들도 덩달아 최고의 호황을 누리고 있다. 하지만 중국 철강업계의 설비 확장에 따른 공급 과잉과 수출량 증가에 대한 경고의 소리도 만만치 않다. 중국의 철강 공급과잉은 동아시아 지역을 비롯한 전 세계에 대한 수축확대가 이어지고 이는 세계적인 통상마찰과 국제 철강경기의 침체로 이어질 가능성이 있다는 주장이다. 한편 중국 철강 업계는 2005년 발표된 철강산업 발전 정책을 근간으로 산업을 재구성하는 작업을 진행 중이다. 이 정책은1. 대형 철강사 중심의 철강산업 집중도 제고2. 제품및 생산구조 고도화와 자급도 향상3. 지역별 산업배치의 합리화4. 철강산업 진입장벽 강화 등의 내용을 담고 있다.이처럼 우려의 목소리가 높지만 현재는 철강산업의 새로운 성장시대로 접어든게 사실이다. 중국의 영향으로 향후10년간 철강산업은 꾸준히 성장할 것이라고 전망이 지배적이고 세계 철강상업이 30여년간의 정체기에서 탈피해 성장산업으로 재탄생하고 있다. 하지만 안타까운 현실은 지금 호황을 누리고 있는 국내 철강시장은 중국의 지원이 없었다면 결코 이루어질 수 없다는 것이다. 중국의 조강생산이 95년 9536만톤에서 지난해 4억2207톤으로 11년새 4배이상이 증가하고 세계 시장점유율도 1995년 12.7%에서 지난해 34%로 껑충 뛰었다. 또 인도 철강산업도 성장을 본격화 하고 있어 1995년 2200만톤에 그쳤던 인도의 조강생산은 지난해 4287만톤으로 늘어났다. 철강산업을 둘러싼 국제환경이 급변하면서 메이저 기업들의 경쟁구도에도 지각변동이 일어나고 있으며 큰 파장을 일으 킬 수 있는 초대형 철강사 아르셀로-미탈의 등장이 있다. 2000년대부터 20회 이상의 인수·합병(M&A)을 성공시키며 성장해 온 미탈스틸은 세계 2위의 아르셀로 인수에 성공하면서 세계철강업계의 공룡으로 떠올랐다. 아르셀로-미탈은 세계 철강생 철강 3사의 고로 생산능력 및 가동시기를 나타낸 것이다.포스코, 창원특수강, 장가항STS 등 연결기준 조강 31.2백만톤 생산하며 장가항STS 가동에도 상반기 포항 3고로 등 주요 설비 개·보수로 연결생산/판매 감소하였으나 전략제품 중심 Product Mix 전환으로 고부가가치제품 판매 지속 증가하고 있으며 현재 제품의 고급화를 목표로 하고있다. 최근 기술.마케팅.투자 관련 임직원들이 참석한 가운데 기술정책위원회를 개최하고 기술개발 전략을 확정했다. 포스코는 중국 철강산업의 급성장과 일본 철강산업의 경쟁력 회 복 등 시장환경이 급변하고 세계 철강산업의 경쟁 패러다임이 변화하는 상황에 대비 하기 위해 2008년까지 제품의 고급화를 추진키로 했다.포스코는 제품의 고급화 체제 구축을 위해 마케팅과 연구소, 제철소 부문이 공 동으로 전략적 대응 체계를 조기에 마련하고 고급강 체질로 조속히 전환함으로써 범 용강 시장에서 후발업체의 급속한 기술 추격에 대비하고 미래 철강기술 경쟁에서 우 위를 확보한다는 방침이다. 이를 위해 전사적 역량을 고급강 생산에 집중, 마케팅 부문은 전략제 품의 신시장 개척과 신수요 개발, 연구소는 신제품 연구 개발과 제품 개발 초기단계 부터 고객사들이 함께 참여하는 `EVI(Early Vendor Involvement)' 활동 강화, 제철소는 고급강 생산 기술 확립 및 신설 설비 조기 안정화를 각각 추진할 계획이다. 이런 기술개발 전략은 중국 철강산업의 급성장 등에 대비, 이전 의 고부가가치 기술개발과 제품생산 로드맵을 한층 강화한 것이다.현재 세계 철강 생산량의 3분의1을 점유하고 있는 중국이 수출을 본격화함으로 써 저가 중국산 철강재의 국내 유입량이 올 상반기에만 410만t을 넘어섰고 일본 고 로사의 수익성도 1990년대에 비해 대폭 향상됐다. 포스코는 또 동아시아 시장에서 저급재는 공급 과잉으로 철강사간 경쟁이 냉각 되고 있지만 자동차강판이나 전기강판 등 고급재는 가격 상승세가 지속되면서 선진 철강사를 중심으로 경쟁이 심화되고 있다고 판단이 기술개발을 진행하여 1년 2개월에 걸쳐 파이넥스 공법의 기술적인 타당성과 경제성을 검증했으며 기술과 원가 면에서 성공에 대한 자신감을 가지게 됐다. 현재 사용화기술 개발수준은 90%에 달한다. 환원로의 연속조업일수나 가루형태의 철광석 사용량 측면에서도 대형 고로수준의 조업안정성을 확보했다. 원가에서도 80%이상 목표를 달성한 상태로 내년 말 상용화가 가능할 전망이다.포스코는 글로벌 경쟁에서 살아남기 위해서 지난해 스테인리스 공장 준공에 이어 이번 파이넥스 설비건설과 기존 용광로 보수를 통해 생산능력을 확충해 오는 2008년까지 생산능력을 3,200만톤으로 늘린다는 방침이다. 지금까지 1조3천억원이 투자된 파이넥스 공법에 대한 투자는 계속될 것이다. 포스코는 오는 2008년까지 총 13조5,000억원이라는 막대한 자금을 투자해 생산량을 늘릴 계획이다. 이와 함께 파이넥스 공법을 이용한 철강생산기술은 해외진출을 위한 새로운 전기를 마련할 것이다. 향후 10년 내에 중국과 인도 등 동남아 지역에 파이넥스 공법을 적용한 1,000만톤 규모의 생산기지를 건설할 예정으로 총 조강 생산량을 4천200만 톤으로 늘린다는 야심찬 계획도 세우고 있다.2-2. 2011년 이후 회사가 생존하기 위한 기술적, 상업적Survival Strategy를 논하라.급증하는 중국산 철강재에 대한 대책을 마련하지 않으면 국내 철강시장이 혼란에 빠질것은 분명하다 지금도 저가의 중국산 철강재가 국내시장을 잠식하면서 기업의 수익성이 악화되는 등 부작용이 잇따르고 있다.중국산 철강재의 국재 시장 잠식분을 현재는 수출로 커버하고 있지만 수출이 위축될 경우 빼앗긴 시장을 회복하기 힘들것이다. 2001년부터 5년간 전체 철강재의 연간 수입증가율은 21.6%였던 반면 중국산 철강재의 경우 같은 기간58.1%나 됐다 또 중국 정부가 수출억제 정책을 시행했음에도 불구하고 올해 중국산 철강재 수입은 지난해보다 30%증가한 1300만톤에 이를것으로 예상된다. 이 같은 현실에서 포스코가 시장에서 생존하기 위한 방안다.
# 목차1. 2011년 우리나라의 철강 수요와 공급예측1-1. 서론1-2. 철강 수요 모형1-3. 국내 철강동향1-4. 국내 철스크랩 수급현황과 전망1-5. FTA에 따른 철강수급 기대효과2. POSCO의 생산 능력과 확장 계획3. 미래의 POSCO survival strategy3-1. POSCO 경영전략3-2. POSCO 기술전략1-1. 서론2011년 우리나라의 철강 수요와 공급을 예측하는 방법으로 패널 분석을 이용한 철강 수요 모형 추정을 이용할 것이며, 미래의 철강수급을 예상하기 위해 과거로부터 현제까지의 철강수급현황과 세계 철강경기 사이클의 특징과 전망을 함께 살펴보도록 한다.패널 분석은 집약도 가설을 이용하여 장기간의 70여 개국의 철강 수요를 추정한다. 집약도 가설에 따르면 철강 집약도 또는 인당 철강 소비는1인당GDP로 반영되는 경제 발전 단계와 함수 관계를 가진다. 또한 산업 구조, 도시화 비율, 인구 및 국토면적 등도 국가의 철강 수요를 결정하는 중요한 역할을 하며, 패널 분석 결과, 고정 효과 모형이 인당 철강 소비와 철강 집약도를 가장 잘 설명하는 최적 모형으로 도출되었다. 철강 수요에 대한 패널 접근법은 인당 철강 소비 또는 철강 집약도의 국가별 상이한 패턴 변화에 대한 귀중한 통찰력을 제공한다. 철강 수요를 예측하는 접근법은 네 가지로 구분할 수 있다. 전통적인 방법인 계량적 수요 모형(Econometric Demand Equation)접근법에서는 철강 수요를 산업 생산, 국내총생산과 같은 거시 경제 변수 등과의 관계로 모형화하여 예측한다. Labsonetal(1995)은 세계 철광석과 철강재의 무역 모형을 사용하여 일본, 중국, 북미 등 주요국의 철강 수요를 분석하였다. 벡터자기회귀모형(Vector Autoregression : VAR)에서는 동태적이고 선형적인 방정식의 시스템 속에서 변수들 간의 역사적인 관계를 이용하여철강 수요를 예측한다. Chen et al.(1991)과 Wu(1998)는 VAR 모형을 이용하여 중국의 철강 수요구조가 농업에서 제조업 및 건설업으로발전함에 따라서 철강 집약도는 증가하다가 서비스업 주도로 경제가 발전되면서 철강집약도는 감소한다. 즉 경제 발전의 초기 단계에서는 사회 간접 자본 시설에 대한 투자 확대와 내구 소비재에 대한 소비 증가로 철강 수요가 증대되다가 경제가 성숙되고서비스화가 진전되면서 일국의 경제가 탈철강화(dematerialization) 경로를 걷게 된다.둘째,다른 소재로의 대체 현상이다 .즉, 플라스틱과 같은 저렴한 양질의 대체재가 시장에 등장하여 철강재를 대체해 나가면서 어느 시점부터 1인당 철강 소비 또는 전체철강 수요의 절대적인 수준이 감소하기 시작한다. 셋째, 기술 발전과 기술 이전 효과에 의한철강 집약도 감소를 들 수 있다. 기술 발전에 따라 최종재의 생산 측면에서 보다 효율적으로 기초 소재가 사용되거나, 고소득 국가로부터 저소득 국가로 기술이 이전됨에 따라 고소득 국가에서의 철강 수요 비중이 감소되는 경향이 있다.이와 같이 철강 집약도와 경제 발전 단계 간의 관계를 추정하여 철강 수요를 예측하는 접근법이 있으며 이와 유사한 방법으로 인당 철강 소비와 경제 발전 단계 간의 관계를 추정하여 일국의 철강 수요를 예측하는 방법이 있다.을 보면,인당 철강 소비 도철강 집약도 가설과 마찬가지로 경제가 이륙,성장,성숙,쇠퇴 등의 경제 발전 단계에 따라 역U자형 곡선의 패턴을 보인다. 인당철강 소비와 1인당 GDP와의 관계를 함수화한 것이 (8)식이며 일국의 철강 소비는 (7)식을 통해 예측될 수 있다.종합해 보면, 한 국가의 철강 집약도 내지 인당 철강 소비 는 경제 구조가 산업 내이동, 즉1차 산업에서2차 산업 그리고3차 산업으로 이행함에 따라 역U자형을 보이면서 증감한다고 가정한다. 그러나 철강 집약도 또는 인당 철강 소비 와 경제 발전 단계와의 관계가 안정적이지 못하다는 단점을 갖고 있다. 즉, 철강 집약도 또는 인당 철강 소비는 타소재로의 대체, 신기술의 발전, 그리고 1인당 GDP와는 무관하게 결정되는 여러 요인들에 의해서도 영향을 받 94%가 철스크랩이며, 동 품목은 국내 공급 부족품목이다.그러나 04년부터 한미 양국은 원료를 제외한 철강재(반제품 포함)에 대하여 이미 무세화를 시행 중에 있다 UR관세협상시 한미를 포함한 6개국은 철강 부문의 관세를 단계적으로 인하하여 04년부터 완전 무세화에 합의하였다. 그리하여 양국 철강 평균관세는 각각 0.61%, 0.18%이며 가중평균관세는 0%로 극히 미미하다.현재 미국의 대한 수입규제 18개 품목 중 8개가 철강제품으로, 철강재는 대표적인 수입규제 대상이다 AD또는 AD/CVD규제하 7개 품목의 2006년 대미 수출액은 6억 9425만 달러로 전체 대미 철강 수출의 49.3%에 해당한다.여기에 광의의 철강제품에 포함되는 HS 73류의 강관등을 포함하면 구제하 철강 관련품목은 12개, 9억 1726만 달러로 증가한다.#단기 기대효과한미 양국간에는 철강제품은 이미 무관세가 적용되어 왔고, 우리나라는 선철, 철스크랩에 대해서는 07년부터 기본관세가 철폐되었으므로 관세율 변화에 의한 수출입 영향은 미미하다 다만 페로실리콘, 합금철 등의 관세율인하는 원화표시 수입가격 인하로 나타나 국내 철강업체들의 원가하락 효과가 기대된다. 한국 수입관세의 인하로 해당 품목들에 대한 기존 수입선의 미국으로의 전환효과가 나타날 것으로 예상된다. FTA체결 이후 한미 양국간 시장접근도가 높아지게 된다면 미국 시장에서 일본과 비교하여 비교우위가 있는 제품은 미국에서의 시장확대 기회가 커지게 될 것으로 기대된다. 미국시장에서 한일간 경합도가 높은 제품중 한국의 시장점유률이 높고 중국에 비해 우위가 있는 품목을 보면, 열연, 도금강판, 합금강, 형강 스테인레스제품 등으로 도출된다.# 중장기 기대효과철강산업에 대한 추정 결과를 살펴보면, 한미 FTA체결 이후 대미 수출은 연평균 191만 달라거 늘어나고 수입이 163만 달러가 늘어나 무역수지는 28만 달러의 개선효과를 보일것으로 기대된다. FTA체결로 인한 관세인하 효과를 마이너스를 보일 것으로 예상되지만, 시장확대, 기술품질경쟁(생산+수입)=36.4%). ‘1년 신증설설비 조업이 본격화된다고 가정할 경우 ‘6년 대비 생산 증분 약 650만톤이 수요로 흡수되어야하는데, 수출/생산 비중 15% 전제시의 수출 증분 100만톤 외에 약 550이 내수 시장에서 신규 창출되어야 하는 것이다.결국 설비 증강 이후 수급 Balance가 공급 과잉으로 전환될지 여부는 향후 수요 산업의 경기 및 수요 증가 가능량에 달려 있다. POSCO의 예상치(‘0년 내수 ‘6년 대비 +419만톤, 연평균 +105만톤, +9.9%)는 ‘1년에 ‘6년 대비 500만톤 이상 늘어나는 것을 가정하고 있다(나머지 수출 수요). 그리고 최근 언론 자료(Steeldaily ‘7’/24)에 따르면 국내 후판 업계는 조선 업계 신조수주가 확정된 ‘0년까지 중소형 조선사 주도로 선급재 소요량이 600여만톤 이상 늘어날 것으로 보고 있다. 현대3사/대우/삼성/한진/STX 등 주요 7대사 수요는 ‘6년 540만톤에서 ‘0년 830만톤, 그리고 그 외 중소형 조선사수요는‘6년60만톤에서 ‘0년 370만톤(‘2년 530만톤)으로 늘어난다는 전망이다.중국 등지의 후판 생산 능력 증강 및 그에 따른 국내 수요의 일부 흡수, 조선 업계 신조 수주의 지속 가능성과 조선 업계 경쟁 심화에 대한 우려가 있는 것은 사실이지만, 기존 신조 수주분을 전제로 한 이 전망치에 일반용 후판 수요(‘6년 추정치 348만톤-전체 내수의 39%, ‘0~’6년 실질GDP증가율 대비 소비 탄력성 1.71, ‘N’6~’1년 실질GDP 연평균 3% 성장에 탄력성 1.6가정시 명목소비 92만톤 증가 예상)의 증가분 가운데 일부만 내수 시장에서 조달된다고 가정해도(수입 노출도가 높음) 공급 과잉에 대한 우려, 그리고 POSCO의 설비 증강에 따른 타사의피해 우려는 상당 부분 축소될 여지가 있다고 보인다. 그리고 POSCO에 있어서는 이번 증설계획이 동사의 성장 전략, 즉 국내외 제선에서 압연에 이르는 일관 생산 능력 증강과 고수익/고부가 제품으로의 Portfolio 개선이 규모의 철강사가 나왔고 곧 6,000만톤 규모의 철강회사가 나올 것이다.일부 전문가들은1억 톤 규모의 철강사가 나타날 것이라고 전망하고 있다. 따라서 늦어도 2010년까지는 최소한 5,000만 톤까지 키우는 전략을 세우고 있다. 2008년까지 포항과 광양에 있는 양 제철소를 현재 3,000만 톤에서 3,400만 톤까지 확장할 계획이다. 새로 개발한 공법을 가지고 만들기도 하고 기존의 용광로를 수리할 때 내용적을 키우는 방법으로 늘려 나갈 것이다.동시에 해외에 생산기지를 세울 계획이다. 현재는 중국, 인도, 브라질 등에 생산기지를 확보하려고 한다. BIRCs 국가들이 철강산업의 큰 시장으로 떠오르고 있을 뿐 아니라 이들 국가가 철광석이나 석탄을 보유하고 있기 때문이다.국내에 제철소를 더 짓는 것은 위험하다.변수가 두가지다. 중국의 철강업이 과잉설비가 되어 철강을 수출하게 될 경우 중국 제품에 비해 원가경쟁력을 가질 수 없다.건설비용도 국내의60%를 가지면 같은 규모를 중국에서 건설할 수 있고 제조원가도 인건비가 싸기 때문에 훨씬 싸다.중국과 경쟁한다면 경쟁력이 떨어질 수 있다. 그래서 만약에 제철소를 짓는다면 중국에 일관제철소를 지어서 우리가 새로 개발한 기술을 가지고 경쟁을 해야 할 것이다.원료를 가진 나라,즉 철광석을 수출하는 나라는 호주, 인도, 브라질 등이다. 호주는 경제규모로 볼 때 제철소를 지을 생각을 별로 하지 않지만 인도나 브라질등 BRICs 국가들은 철광석과 석탄을 많이 가지고 있기 때문에 앞으로 필요한 강재를 직접 생산하게 될 가능성이 높다.그렇게 되면 우리는 원료확보가 매우 어려워질 것이다.그래서 가능하면 브라질이나 인도에 직접 제철소를 짓고 거기에서 철광석을 조달하여 국내에서 필요한 철광석을 조달받는 것을 전제로 제철소를 짓기 위해 각국 정부와 협상을 시도하려고 한다. 쉬운 일은 아니지만 꾸준히 접촉해서 이들 나라에 생산기지를 만들고 반제품을 만들어서 국내에 부족한 후판을 들여와 최종가공을 하게 되면 부족한 소재문제, 원료확보 문제, BR다.
1. 결정이란? (Crystal)고체 재료는 원자나 이온간의 배열의 규칙성에 따라 구분될 수 있다. 재료는 장범위의 원자간에 반복적인 혹은 주기적인 배열이 존재하는 재료이다. 모든 금속과 대부분의 세라믹 재료, 일부의 폴리머는 통상적인 응고 조건에서 결정 구조를 형성하고 결정질 고체의 여러 성질은 재료내의 원자, 이온, 분자의 배열 방식, 즉 결정 구조에 의해 결정된다. 그중에 기본적으로 나누면 단결정, 다결정, 비정질 이 세 가지로 나눌 수 있다. 아래 그림을 참고하면 단결정은 규칙적인 배열이 고체 전체에 균일하게 이루어져 있다. 그런데 부분적으로는 결정을 이루지만 전체적으로는 하나의 균일한 결정이 아닌 경우(두번째그림)를 다결정이라 부른다. 비정질이라 함은 고체이지만 분자가 무작위로 배열되어 규칙이 없는 경우를 말한다.2. 격자 (Lattice)란?원자가 규칙적으로 배열된 형태를 입체적으로 나타낸 것을 공간격자(Space Lattice)라고 하며, 이때 원자의 위치를 3차원적으로 나타낼 때 위치하고 있는 점을 격자점이라고 한다. 결정에서 격자점은 주위에 대하여 동등하다. 결정구조의 특징으로는 규칙적이고 반복적으로 3차원 공간을 채워나간다는 것이다.결정을 구성하는 원자 또는 분자는 3차원 주기성을 가지고 배열하여 공간격자을 형성하고 있다. 결정 내의 원자 배열을 그 대칭성에 주목하여 분류할 때 230 종이 있다는 것을 19세기 말 A. Bravais, A.M. Scheonfliess, W.H.Barlow 등의 공간군의 이론적인 연구로 밝혀졌다. 1912년 M. von Laue 의 실험에 의하여 그것이 실증됨과 동시에 많은 결정의 구조가 차례차례로 밝혀지게 되었다.화학식 AX로써 나타내어지는 이온성결정에는 염화나트륨구조, 염화세슘구조가 많은데, 이밖에 섬아연석구조, 섬유아연석구조, 비소화니켈구조 등이 있다. AX2 로써 나타내어지는 화합물에는 형석구조, 루틸구조 등이 있다. 또 결정을 구성하는 원자 전체가 공유결합으로 결합되어 금강석같은 결정도 있다. 더구나 있을 때가 있다. 예를 들면, 암모늄염에서 NH4+ 는 1개인 양이온처럼 행동한다. 또 나프탈렌, 안트라센과 같이 분자로써 이루어진 결정에서는 응집력이 방향성을 가지지 않으므로, 역시 분자의 형에 따른 일종의 밀집구조를 만들고 있다. 수소 결합을 만들 수 있는 분자를 품는 결정에서 구조는 수소결합의 방향성에 크게 지배된다.3. 공간 격자 (Space Lattice)란?입체적인 격자, 즉 한 평면을 이룰 수 없는 3개인 기본벡터 a, b, c를 취할 때, r=n1a+n2b+n3c (n1, n2, n3 은 임의의 정수)로써 위치가 정해지는 공간적인 점 배열을 나타낸다. 일정한 구조단위의 3차원 주기 배열로 되는 결정에 대하여는 각 구조단위 속에서 동등한 1점을 택할 때, 이들의 점 배열이 공간격자를 만들기 때문에 결정에 관련될 때는 결정격자라고 하는데, 결정구조의 주기성은 이것에 의하여 대표된다. 공간격자는 합동인 평행육면체가 주기적으로 겹친 것으로도 볼 수 있으나, 단위격자를 택하는 방법은 여러 가지가 있다. A. Bravais(1850)는 공간격자를 결정계에 대응시켜서 분류하였는데, 그 단위격자로서는 단순단위격자에 한하지 않고, 평행육면체의 꼭지점 외에도 격자점을 품는 다중 단위격자를 택하여, 공간격자를 단순격자 · 체심격자 · 면심격자 · 밑면심격자로 나누고, 이들과 결정계를 짜모아서, 단순입방 · 체심입방 · 면심입방 · 단순정방 · 체심정방 · 단순육방 · 단순마름모 · 단순사방 · 체심사방 · 면심사방 · 밑면심사방 · 단순단사 · 밑면심단사 · 단순삼사의 격자 14 가지인 브라베격자가 정해졌다. 단, 삼방결정계인 경우는 단순육방걱자에 대응하는 것과 단순마름모격자에 대응하는 것이 있다. 체심, 면심, 밑면심의 여러 공간격자를 다중격자라고 한다. 결정축의 축각 · 축비는 브라베격자의 격자상수와 대응한다.4. 결정계 (Crystal System)란?즉 모든 결정은 단위격자의 축 백터 a, b, c 와 축사이각 α, β, γ 사이의 관계를 기본으로 하여 분SCC) , 체심입방(BCC), 면심입방(FCC)정방정계(tetragonal) : a = b ≠ c, α =β = γ = 90° →단순정방정계, 체심정방정계육방정계(hexagonal) : a = b ≠ c, α =β = 90°, γ=120° → 단순육방사방정계(orthorhombic) : a = b ≠ c( c > a > b), α =β = γ = 90° →단순, 체심, 면심, 저심사방정계삼방정계(rhombohedral) : a = b = c, α =β = γ ≠ 90° → 단순삼방단사정계(monoclinic) : a ≠ b ≠ c( c > a), α = γ = 90°≠ β →단순, 저심단사삼사정계(triclinic) : a ≠ b ≠ c( c > a > b), α ≠β ≠ γ ≠ 90°5. 결정구조 (Crystal Structure)자연상태에서 결정의 종류는 축의 기울어짐과 축의 길이 차이 등에 따라 14가지 형태로 크게 구분된다. 이중에서 cubic구조 (x,y,z 축이 모두 직각이며 길이가 같은 구조) 에 대하여 생각하기로 한다. Cubic구조는 SC(Simple Cubic), FCC(Face Centered Cubic), BCC(Body Centered Cubic), Diamond, Zincblende 구조로 나눌 수 있다.면심입방 (fcc)면심입방 (fcc)체심입방 (bcc)그림만으로 결정구조에 관한 이해가 쉽지 않다면 다음처럼 구슬을 쌓아 SC, FCC와 BCC 구조를 만드는 것을 가정해 보자. 즉 크기가 일정한 정육면체의 상자에 구슬을 규칙적으로 넣는 방법을 생각해 보는 것이다. 먼저 구슬을 일렬로 배열하고 그 옆에 또다시 일렬로 구슬을 배열하고 싶다면 여러분은 어떻게 쌓을까? 여기에는 두가지 방법이 있는데 하나는 그림 a와 같이 배열하는 방법이고 또하나는 그림 3b와 같이 배열하는 방법이다. 여러분에게 배열해 보라고 하면 아마 십중팔구는 그림 b와 같이 쌓을 것이다. 보다 안정적으로 보이지 않는가? 만약 그림 a와 같이 쌓을려면 그림 b 보다 좀속으로 가게 될 것이다. 즉 이런 식으로 아래층 구슬 바로 위에 위층 구슬을 쌓기란 아주 힘들 것이다. 아래층 구슬 바로위에 위층 구슬을 쌓는 것이 SC구조이며 따라서 자연계에서 이런 불안정한 SC구조는 거의 존재하지 않는다. 그러면 맨 아래층은 그림 a와 같이 쌓고 네개의 구슬 사이의 골속에 그 윗층의 구슬을 쌓고 그 위에 다시 맨 아래층과 같이 쌓는것은 SC구조 보다는 훨씬 안정적일 것이다. 이러한 구조가 바로 BCC구조이다. (실은 이 BCC구조는 그림 a처럼 원자가 서로 딱 붙어 있는 것은 아니고 사이가 벌어져 있다)그런데 맨아래층을 그림 a와 같이 쌓는 것보다 그림 3b와 같이 쌓는 것이 보다 더 수월할 것임을 알수 있다. 맨 아래층은 그림 b와 같이 쌓고 3개의 아래층에 구슬 3개가 만나는 경계점 (가장 깊이 파여있으므로)에 다시 구슬을 쌓아 아래층과 같은 배열을 가진, 그렇지만 약간 이동한 그런 형태로 쌓을 수 있을 것이다. 그 윗층 3번째층도 마찬가지로 쌓을 것이다. 이러한 구조가 바로 FCC구조이다. 이때 3번째층은 첫번째층과 똑같은 위치에 가지 않고 두번째 층의 골 속에 배열하되 첫번째 층과 다른 위치에 있는 것이 FCC이다. 특히 3번째층이 첫번째 층과 같은 위치에 있는 구조를 HCP(hexagonal closed packed)라고 한다.6. 금속의 결정구조금속재료의 결합은 금속 결합이며, 본질적으로 결합의 방향성이 없다. 따라서 최인접 원자의 개수나 위치에 대한 제약은 없다. 이러한 특성에 의해 금속의 결정 구조에서는 최인점 원자의 개수가 많고 높은 원자 조밀도(atomic packing)를 갖는다. 금속의 결정 구조를 원자구 모델을 이용하여 표현할 수 있고, 이때 각 원자구는 금속 이온을 나타낸다. 대부분의 금속은 3종류의 비교적 간단한 결정 구조를 가지고 있는데. 이는 면심입방(face-centered cubic)구조, 체심입방(body-centered cubic)구조, 육방조밀(hexagonal colsed-packed)구조 이다.1(face-centered cubic)[fcc]구조라고 한다. 이러한 결정구조를 갖는 금속에는 구리, 알루미늄, 은, 금 등이 있다.그림 1 면심입방격자의 구조와대표적 금속이 결정구조는 그림 1에 나타낸 바와 같이 입방체의 각 꼭지점과 각 면의 중심에 각각 1개씩의 원자가 배열된 결정구조이다. 이 단위격자에서는 면대각선상에 3개의 원자가 서로 접하고 있으므로 원자의 지름(근접원자간거리)은 단위격자의 면대각선 길이의 1/2이 된다. 따라서 격자상수를 a 라고 하면 원자의 반경은 가 된다. 또한 면의 중심에 있는 원자를 생각할 때 최근 접원자는 각 꼭지점 및 사방의 면에 있는 원자들이 되므로 배위수는 12가 된다. 한편, 면심입방체의 단위격자내에 속하는 원자의 수를 구해보면 각 꼭지점에 존재하는 원자가 1/8, 각 면의 중심에 존재하는 원자가 1/2씩 속하게 되므로 전체적으로는 4개의 원자가 단위격자에 속하게 된다. 따라서 BCC에서 구한 바와 같이 원자의 충진율(A.P.F)을 구해보면가 된다.2)체심 입방구조(Body-Centered Cubic lattice ; BCC)그림 2 체심입방격자의 구조와대표적 금속이 결정구조는 그림 2에 보인 바와 같이 입방체의 각 꼭지점과 입방체의 중심에 각각 1개의 원자가 배열된 구조이며, 이들 원자는 지름이 같은 구가 서로 접촉한 모양으로 배열되어 있다. 여기서 우리는 단위격자인 입방체의 1변의 길이를 격자상수(lattice parameter) 또는 격자정수(lattice constant)라고 부르며, 서로 접촉하고 있는 원자를 최근접원자(最近接原子 ; nearest neighboraton), 그 중심간의 거리를 근접원자간거리(interatonice distance)라고 한다. 또한 1개 원자를 중심으로 생각할 때 그 원자주위에 있는 최근접원자의 수를 배위수(coordination number)라 부른다.최근접원자는 서로 접하고 있으므로 근접원자간거리는 원자의 지름과 같게 되고 그 값은 격자상수를 알면 구할 수 있다. 즉 그림 길이는
수직형로를 사용한 설계.hwp철을 용해하고 제강슬래그-용강간 평형반응에 대한 실험을 하고자 한다. (목표온도 1600℃) 수직형의 로를 사용하여 실험하고자 할 때 시스템을 설계하시오.●배경지식철광석과 코크스를(그 외에 여러가지가 들어가지만 대표적으로) 혼합하여 고로에 투입하여 불을 붙이면 코크스가 타면서 고열을 발생 철광석을 녹여 선철이라는 모든 철강제의 가장 기초적 쇠를 만드는 공정주 설비 : 고로(Blast Furanace)원료 : 철광석(Fe oxide), Cokes, 석회석산물 : 용선(molten iron) + 슬래그(slag)용선중에 포함되어 있는 불순물을 제거하여 용강을 제조학 필요한 합금성분을 첨가하는 공정원료 : 용선 + 철 스크랩산물 : 용강(molten steel)플라즈마는 전기적으로 중성이나 양성과 음성으로 하전된 입자에 의해 전도도를 띄고 전자장에 민감한 반응을 보인다. 따라서 전자장을 이용하여 플라즈마의 제어가 가능하다. 완전한 이온화는 온도가 몇 백만도, 즉 핵융합시에 가능하며 이때의 플라즈마를 완전 평형에 있다고 가정하여 CTE(=Complete Thermodynamic Equilibrium)라고 할 수 있다. 전자의 온도는 중성자 혹은 무거운 입자보다 높은데 그 이유는 전장에서 받아들여진 전자에너지가 충돌에 의해 무거운 입자에 전달되기 때문이다. 현재 산업공정 등에 사용되는 플라즈마는 통상 고온 열플라즈마(thermal Plasma 혹은 hot Plasma)로 분자, 원자, 분자 혹은 원자이온과 자유전자로 구성되고 그 이온화율은 높지 않으나 온도는 보통 10,000~20,000 oK에 달한다.에너지적으로 안정한 상태의 가스의 분자 혹은 원자들이 외부로부터 에너지를 흡수하게 되면, 원자를 구성하고 있는 전자가 원자핵으로부터 더 멀리 떨어진 궤도로 이동하여 더 높은 에너지 준위를 갖는 여기상태가 된다. 분자로 구성된 가스의 경우에는 여기상태를 거쳐 분자가 원자로 분리되는 해리 상태를 거치게 된다. 외부로부터 흡수된 에너지가 전자의 결합에너지보다 더 클 경우 이 기체는 이온화, 즉 전리가 가능하게 된다. 또한 기체를 구성하고 있는 원자나 분자가 이온화하는데 필요한 에너지보다 분자/원자 충돌되는 입자의 운동에너지가 더 클 때도 기체는 전리기체(ionized gas)를 형성하게 된다. 이와 같이 원자를 전자와 이온으로 분리시키는데 필요한 에너지를 이온화 에너지(ionization energy) 라고 한다.일반적으로 기체는 3,000 ~ 4,000 oK에서 이온화가 시작되면, 불활성 가스는 엔탈피가 낮고 온도가 높은 플라즈마 상태를 보이고 분자 및 다원자 상태의 가스는 높은 엔탈피를 가진 비교적 차가운 플라즈마를 만들어 낸다. 플라즈마의 생성은 기체 이외의 고체도 극도의 고온, 고압 하에서 가능하며, 대상물질의 이온화 에너지보다 큰 에너지를 외부에서 흡수하게 될 때 가능하다. 물질의 온도가 낮더라도 높은 압력 하에서는 자유전자가 원자핵으로부터 분리되어 전리체를 형성 할 수 있는데 이러한 과정을 압력 이온화라고 한다. 이와 같이 플라즈마는 다양한 에너지원으로 발생시킬 수 있다.플라즈마 형성가스는 원리적으로 다양한 가스를 쓸 수 있으나, 이 기체들은 서로 다른 열용량 등 열역학적 특성을 갖고 있으므로 플라즈마 발생장치의 전압-전류 특성에 커다란 영향을 미친다. 일반적으로 불활성 기체는 분자상 기체에 비해 열용량은 낮으나 높은 온도의 플라즈마를 발생한다. 따라서 복사 방열에 의한 열 손실은 커지게 된다. 열손실의 감소, 즉 높은 열전달 효율은 얻기 위해서는 낮은 온도에서 큰 열용량을 보이는 기체가 효과적이다. 이에 반하여 분자상 기체는 높은 열용량으로 인해 플라즈마를 발생하기 위해 많은 에너지가 입력되어야 하며 과열현상으로 인해 전극의 침식을 촉진시킬 수 있다. 플라즈마 공정에서 발생되는 온도는 처리되는 모든 물질의 융점 및 승화점보다 훨씬 능가하는 높은 온도이기 때문에 문제되지 않는다. 따라서 플라즈마 가스의 열용량 및 열전도도가 플라즈마 공정 및 발생장치의 설계에서 더 중요한 인자이기도 하다.플라즈마 형성가스를 선택할 때 고려해야할 중요한 것은 반응기내의 분위기 조절이다. 처리대상물 혹은 처리목적에 따라 플라즈마 형성가스를 선택함으로써 반응기내의 가스 분위기를 불활성, 산화성 그리고 환원성으로 조절 할 수 있다. 이러한 분위기 조절을 위해서는 기체의 순도 및 고온에서의 열역학적 그리고 속도론적인 성질, 즉 열전도도, 전기전도도, 점성도, 확산계수, 반응속도등에 대한 정확한 해석이 요구된다.가늘고 긴 공작물이 수평으로 놓일 경우 휘거나 뒤틀리기 쉽다 이러한 형태의 공작물에는 수직구멍 로가 선호된다. 이 노는 문이 위쪽에 달린 원통을 바닥에 묻어서 만드는데, 매달린 공작물이 노로 들어갈 수 있도록 문을 옆으로 여닫는다. 이 노는 또한 작은 공작물들을 철망바구니에 담고 바구니들을 차곡차곡 쌓음으로써 많은 양의 공작물을 가열할 수 있다.?(주)한국메가와트 열전대 보호관의 종류와 특징?재 ?질사용온도℃특 ????????????????????????성?SUS 304700~800?열전대 보호관으로 가장 많이 사용되며 고온 및 가스에 약하다.?SUS 321800~900?티타늄을 함유하여 내식성이 있으나 유황 환원염에 약하다.?SUS 316800~900?모래를 함유하여 내산, 내식, 내알칼리성에 강하다.?SUS 316L800~900?탄소 함유량이 낮고 내알칼리성 내산성이 우수하다.?SUS 310900~1000?니켈 크롬을 많이 함유하고 있어 고열에서 내열 및 산화에 강하다.?SUS 4461000~1200?크롬강으로 내열성, 내산화성 및 유황, 환원성 가스에 강하다.?50CO-30CR1100~1200?내열성 내식성에 강하며 황산 분위기에도 저항력이 강하다.?INCONEL 6001200~1250?니켈 크롬강으로 내열성, 내식성 및 환원염에 강하다.?INCOLOY 800900~1000?고온 및 열충격에 강하다.?KANTHAC-A1900~1000?고온 및 산화에 강하지만 충격에 약하다.?80NI-20CR1100~1250?고온 및 산화에 강하지만 황산성 분위기에는 약하다.?KURIMAX1200~1400?화학 약품과 연소가스에 강하며 액체 구리에 의한 부식에 강하다.?HASTELLOY B900~1100?내열 내산성에 우수하며 특히 염산 황산에 강하다.?HASTELLOY C1000~1100?내산성 환원성 분위기에 강하며 특히 염소가스에 강하다.?HASTELLOY X1100~1250?내산성 환원성 분위기에 저항력이 우수하다.?HAYNES ALLOY 25900~1000?고온에서 탄화 처리된 대기에 저항력이 우수하다.?MONEL500~600?수포, 고압 부식에 우수한 저항력이 있다.?TITANIUM400~450?모든 액체 약품성에 강하나 고온 대기중에서는 산화하기 쉽다.?TANTALUM400~450?모든 액체 약품성에 강하나 고온 대기중에서는 산화하기 쉽다.?ECFLON COATING200~300?테프론 코팅으로 300℃ 미만에서 액체 약품성에 강하다.2) 비금속 열전대 보호관의 종류와 특징?재 ?질기호사용온도℃특 ???????????????????징?QUARTZQT900~1000?산성 및 알카리에 강하나 충격에 약하다.?MULITEPT11400~1500?알루미나(Al203)자기질이며 고온 및 가스에 강하며 충격에 약하다.?ALUMINAPT01600~1800?알루미나(Al203)며 고온 및 가스에 강하며 충격에 약하다.?SILICON CABIDESIC1650~2300?고온,부식,가스에 강해 용해로 용탕에 많이 사용되며 충격에 약하다.?ZIRCONIAZR 10761900~2400