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[쉽게 배우는 철강용어]전로(Converter)

  • 송고 2013.06.08 12:22 | 수정 2013.06.08 13:24
  • 이혜미 기자 (ashley@ebn.co.kr)

철강업종을 영위하는 사람들에게는 상식적이며 이미 익숙한 용어들을 일반인들은 의외로 잘 모르는 경우가 많다. EBN은 매주 생활 속에서 접하지만 헷갈리는 철강용어와 개념들을 누구나 알기 쉽게 정리한다.<편집자주>

전로 취련과정. ⓒ포스코

전로 취련과정. ⓒ포스코

의외로 전로와 전기로를 혼동하는 경우가 있다. 전기로는 전기에너지를 이용해 가열하는 노(爐)를 말하는데 주로 제강용으로 쓰이는 전기로는 아크방식이다.

전기로는 고철 스크랩을 원료로 다시 쇳물로 녹여내는 장치이지만 전로는 용선을 만드는 장치는 아니다.

전로는 고로에서 생산되 쇳물(선철)을 용강으로 정련하는 제강로를 지칭하며 선철을 강으로 전환하는 노(爐)라는 의미다.

고로에서 생산된 쇳물은 탄소 함유량이 많고 인, 유황 등 불순물들이 포함돼 있어 제품의 가공성 저하, 균열 유발 등을 일으킨다.

때문에 양질의 철을 만들기 위해서는 이를 제거하는 작업이 필요하다. 이를 위해 전로가 필요한 것인데 선철을 만드는 제선공정이 끝나면 쇳물은 전로가 있는 제강공정을 거치게 된다.

용선을 전로에 넣고 순수한 산소를 불어 넣게 되면 선철 내의 불순물인 규소·망가니즈·인 등이 산화돼 발열하고 이로써 탄소도 산화하여 제거된다. 이렇게 불순물을 제거한 깨끗한 쇳물을 용강이라고 한다.

전로는 회전이 가능한 항아리 모양의 제강로로서 1856년 베세머(Henry Bessemer)에 의해 개발됐다.

이전에는 3~5t의 선철을 가공할 때 24시간이 걸렸지만 ‘베세머전로법’이 적용된 후에는 약 10분이면 제강공정이 완성됐다. 또한 베세머전로법은 규모의 경제를 가능하게 했다.

다만 베세머법은 용선 내의 인·황은 제거되지 않으므로 미리 이런 불순물의 함유량이 낮은 헤마타이트 선철을 원료로 하고 이 때문에 20세기 이후부터는 점차 사용하지 않게 됐다.

이후 베세머법으로 제어할 수 없는 탈린(인을 제거하는 것)의 문제를 해결한 제강법이 개발됐는데, 바로 토마스(Sidney Gilchrist Thomas)가 개발한 염기성 제강법이다.

염기성 제강법은 내화물에 염기성 돌로마이트를 사용해 염기성 슬래그로 정련하기 때문에 탈인‧탈황이 가능하다.

염기성이므로 규소 함유량이 낮은 용선을 필요로 하며 규소의 산화 발열을 이용할 수 없어 2~2.5%의 인의 산화열이 필요하다.

인이 많이 함유된 철광석을 산출하는 서유럽, 특히 프랑스 · 벨기에 · 룩셈부르크 등에서 제강법 주류를 차지하고 있다.

제2차 세계대전 이후부터는 공기에 산소를 가해 불어넣어 인이나 질소가 적어 가공성이 좋은 강을 얻을 수 있게 됐다.

1946년 스위스의 R. 듀러가 성공한 이래 전로 위의 구멍에서 순산소를 슬래그를 통해서 불어넣는 LD법이 개발돼 질소는 평로의 경우보다 줄고 탄소나 인도 동시에 감소했다.

이와 같이 순산소를 사용하는 전로에는 그후에 발명된 칼도(Kaldo)법과 로터(Roter)법이 있는데, LD법과 더불어 신제강법이라 한다.

1952년과 1953년에 오스트리아의 린츠(Linz) 제철소와 다나비츠(Danawitz) 제철소에 설치된 산소 제강법은 1960년대 이후에 전 세계에 보급돼 오늘날의 지배적인 제강법으로 발전하게 된다. 이 산소 제강법은 두 제철소의 앞 글자를 따서 보통 ‘LD 전로’로 불린다.


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