비디오: 후백제, 역사 속 사라진 45년 / YTN 사이언스 2024
제철은 철분을 뿌리부터 어떻게 발전 시켰는가? 강철의 역사에 대해 살펴 보겠습니다.
철의 시대
매우 높은 온도에서 철은 탄소를 흡수하기 시작하여 금속의 융점을 낮추어 주철 (탄소 2.5 ~ 4.5 %)을 생성합니다. BC 6 세기에 처음으로 중국에서 사용되었지만 중세 시대에 유럽에서 널리 사용 된 용광로의 개발은 주철 생산을 증가 시켰습니다.
돼지 철용광로에서 흘러 나오고 주 채널에서 냉각 된 용융 철과 인접한 주형은 대형, 중앙 및 인접한 더 작은 주괴가 암 s지와 새끼 돼지들.
주철
주철은 강하지 만 탄소 함량 때문에 취성이있어 작업 및 성형에 이상적이지 않습니다. 철의 고 탄소 함량이 취성 문제의 핵심이라고 야금 학자들이 알고있을 때, 그들은 철분을 더 활용하기 위해 탄소 함량을 줄이는 새로운 방법을 실험했다.
단조 로움
단조 철18 세기 후반, 철 제조사는 퍼덕 거리는 용광로 (1784 년 Henry Cort가 개발)를 사용하여 주철 선철을 저탄소 함량 단철로 전환하는 법을 배웠습니다. 용광로는 용광로를 용광로로 가열합니다.이 용철은 긴 노우 모양의 도구를 사용하여 999 개의 웅덩이에 의해 교반되어야하며 산소가 탄소와 천천히 제거됩니다. 탄소 함량이 감소함에 따라 철의 융점이 높아져 철의 덩어리가 노에서 응집 될 것이다. 이 덩어리는 시트 또는 레일로 굴러 가기 전에 퍼들에 의해 제거되고 단조 해머로 작업됩니다. 1860 년까지 영국에는 3000 개의 웅덩이가 있었지만, 그 과정은 노동력과 연료 집중으로 인해 여전히 어려움을 겪고있었습니다.
블리스 터 스틸 (Blister Steel) 블리스 터 스틸 (Blister Steel)의 가장 초기 형태 중 하나 인 블리스 터 스틸은 17 세기에 독일과 영국에서 생산을 시작했으며 용융 된 선철의 탄소 함량을 공정을 사용하여 증가시켜 생산되었습니다 시멘트로 알려진. 이 과정에서 연철 막대는 석재 상자에 분말 숯으로 겹쳐지고 가열되었습니다. 약 일주일 후, 철분은 목탄의 탄소를 흡수합니다. 반복적 인 가열은 탄소를보다 고르게 분포 시키며, 냉각 후 결과는 블리스 터 스틸이었다. 탄소 함량이 높을수록 블리스 터 스틸은 선철보다 훨씬 작업하기 쉬우므로 압착 또는 압연이 가능합니다.
영국의 시계 제작자 벤자민 헌츠 만 (Benjamin Huntsman)이 시계 스프링 용 고품질 강철을 개발하려고 시도하면서 1740 년대에 블리스 터 강 생산이 진전되면 금속이 점토 도가니에서 녹을 수 있고 특수 플럭스로 정제되어 슬래그를 제거 할 수 있음이 밝혀졌습니다. 시멘 테이션 과정이 남았다.결과는 도가니 또는 주강이었다. 그러나 생산 비용으로 인해 블리스 터와 주강 모두 특수 용도로만 사용되었습니다. 결과적으로, 19 세기의 대부분 동안 영국의 산업화에있어서 퍼들로 (puddling furnace)로 만들어진 주철은 여전히 주요 구조 금속으로 남았다.
베 세머 과정과 근대 제강 <1 19 세기 철로 산업의 성장은 유럽과 미국 모두에서 여전히 비효율적 인 생산 공정으로 어려움을 겪던 철 산업에 큰 압력을 가했다. 철강은 아직 구조용 금속으로 입증되지 않았으며 생산이 느리고 비용이 많이 듭니다. 그것은 Henry Bessemer가 탄소 함량을 줄이기 위해 용융 철에 산소를 도입하는보다 효과적인 방법을 생각해 냈던 1856 년까지였습니다. 베 서머 (Bessemer) 공정으로 알려진 베 서머 (Bessemer)는 철을 용융 된 금속을 통해 불어 낼 수있는 동안 철을 가열 할 수있는 '컨버터'라고하는 배 모양의 용기를 설계했습니다. 용융 금속을 통과 한 산소는 탄소와 반응하여 이산화탄소를 방출하고보다 순수한 철을 생성합니다.이 공정은 빠르고 저렴하며 탄소와 실리콘을 철분에서 몇 분 만에 제거했지만 너무 성공적이었습니다.
너무 많은 탄소가 제거되고 너무 많은 산소가 최종 제품에 남아 있습니다. Bessemer는 궁극적으로 탄소 함량을 높이고 원하지 않는 산소를 제거 할 수있는 방법을 찾을 때까지 투자자에게 상환해야했습니다.
거의 동시에, 영국의 금속 학자 Robert Mushet은
spiegeleisen
으로 알려진 철, 탄소 및 망간 화합물을 획득하여 시험하기 시작했다. 망간은 용해 된 철분에서 산소를 제거하는 것으로 알려졌으며, 적절한 양을 첨가하면 스 피어 리젠의 탄소 함량이 베 세머의 문제를 해결할 수 있습니다. Bessemer는 자신의 전환 과정에 그것을 큰 성공을 거두기 시작했습니다.
한 가지 문제가 남아있었습니다. Bessemer는 최종 제품에서 강철을 취성으로 만드는 유해한 불순물 인 인을 제거하는 방법을 찾지 못했습니다. 결과적으로 스웨덴과 웨일즈의 인이없는 광석 만 사용할 수있었습니다.
1876 웨일스 만 시드니 길 크리스트 토마스 (Wilehman Sidney Gilchrist Thomas)는 화학적으로 기본적인 플럭스 - 석회석을 베 세머 (Bessemer) 석회석은 선철에서 슬래그로 인을 끌어내어 원하지 않는 요소를 제거 할 수있었습니다.
이 혁신은 결국 세계 어디서나 철광석을 사용하여 강철을 만들 수 있음을 의미했습니다. 당연히 철강 생산 비용이 크게 감소하기 시작했습니다. 새로운 철강 생산 기술의 결과로 1867 년에서 1884 년 사이에 철강 철도 가격이 80 % 이상 떨어지면서 세계 철강 산업의 성장을 주도했습니다.
열린 난로 과정 : <909> 1860 년대에 독일의 엔지니어 인 칼 빌헬름 지멘스 (Carl Wilhelm Siemens)는 열기구 공정을 통해 철강 생산을 더욱 강화했습니다. 열린 노상 공정은 큰 얕은 용광로에서 선철로 강철을 생산했습니다. 고온을 사용하여 과량의 탄소 및 다른 불순물을 태워 버리는 과정은 노 바닥 아래의 가열 된 벽돌 챔버에 의존했다.재생 용광로는 나중에 연소실의 배기 가스를 사용하여 아래의 벽돌 챔버에서 고온을 유지합니다. 이 방법은 훨씬 더 많은 양의 생산 (한 노에서 50-100 미터 톤을 생산할 수 있음), 용강을 주기적으로 테스트하여 특정 규격을 충족 할 수 있도록하고 스크랩 강의 사용을 원료. 공정 자체가 훨씬 느려졌음에도 불구하고 1900 년까지 개방형 노상 공정이 베 서머 공정을 대체했습니다.
철강 산업의 탄생 :
저렴하고 우수한 품질의 재료를 제공하는 철강 생산의 혁명이 오늘날의 많은 사업가들에 의해 투자 기회로 인식되었습니다. 앤드류 카네기 (Andrew Carnegie)와 찰스 슈왑 (Charles Schwab)을 포함한 19 세기 후반의 자본가들은 철강 산업에서 수백만 달러 (카네기의 경우 수십억 달러)를 투자하여 만들었습니다. 1901 년에 설립 된 Carnegie의 US Steel Corporation은 10 억 달러 이상의 가치를 자랑하는 최초의 기업입니다.
전기로 제철 : 세기가 바뀐 직후에 철강 생산의 진화에 강력한 영향을 줄 수있는 또 다른 발전이 일어났다. Paul Heroult의 전기 아크로 (EAF)는 전하를 통과하는 전류를 통과 시키도록 설계되어 발열 산화 및 최대 온도가 3272 ° C (999 ° C F) 강철 생산을 가열하기에 충분합니다. 초기에 특수강에 사용 된 EAF는 사용이 증가했으며 2 차 세계 대전 당시 철강 합금 제조에 사용되었습니다. EAF 공장을 설립하는 데 드는 낮은 투자 비용으로 인해 US Steel Corp. 및 Bethlehem Steel과 같은 주요 미국 생산 업체, 특히 탄소 강 또는 긴 제품과 경쟁 할 수있었습니다. EAF는 100 % 스크랩 또는 차가운 철분 사료로부터 강철을 생산할 수 있기 때문에 생산 단위당 에너지가 더 적게 필요합니다. 기본적인 산소 노반과는 달리, 작업은 거의 관련 비용없이 중단되고 시작될 수 있습니다. 이러한 이유로 EAF를 통한 생산은 50 년 이상 꾸준히 증가하여 현재 전세계 철강 생산량의 약 33 %를 차지합니다.
산소 제철 :
전세계 철강 생산량의 약 66 %가 기본 산소 설비에서 생산됩니다. 1960 년대에 산업적 규모로 질소와 산소를 분리하는 방법의 개발은 기본 산소로의 개발을 크게 진전시켰다.
기본 산소로는 다량의 용철과 스크랩 스틸에 산소를 불어 넣으며 열린 화로 법보다 훨씬 빨리 충전을 완료 할 수 있습니다. 최대 350 미터 톤의 철을 수용 할 수있는 대형 선박은 1 시간 이내에 철강으로의 전환을 완료 할 수 있습니다.
산소 제강의 비용 효율성은 개방형 노천 공장을 경쟁력이 없게 만들었으며 1960 년대 산소 제강의 출현에 따라 열린 노천 작업이 마무리되기 시작했습니다. 미국의 마지막 개방형 난로 시설은 1992 년에 폐쇄되었고 2001 년에 중국에서 폐쇄되었습니다.
출처 :
Spoerl, Joseph S.
철강 생산에 대한 간략한 역사
세인트 안젤름 대학.
사용 가능 : http : // www. 안젤름. edu / homepage / dbanach / h-carnegie-steel. htm
세계 철강 협회. 웹 사이트 : www. steeluniversity. org Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. 사람을 섬기는 금속 . 제 11 판 (1998).