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제72류 철강
류주 : 1. 이 류에서 다음 각 목의 용어는 아래에서 정하는 바에 따른다(라목·마목·바목은 이 표의 전체에 적용한다). 가. 선철(銑鐵)
"선철(銑鐵)"이란 실용상 단조(鍛造)에 적합하지 않은 철－탄소의 합금으로서 탄소의 함유량이 전 중량의 100분의 2를 초과하고, 다음에 열거한 하나 이상의 그 밖의 원소의 함유량이 중량비로 다음 한도 이하인 것을 말한다.
- 크로뮴 100분의 10
- 망간 100분의 6
- 인 100분의 3
- 규소 100분의 8
- 그 밖의 원소의 함유량의 합계 100분의 10 나. 스피그라이즌(spiegeleisen)
"스피그라이즌(spiegeleisen)"이란 망간의 함유량이 전 중량의 100분의 6 초과 100분의 30 이하인 철－탄소의 합금으로서 그 밖의 원소의 함유량은 가목에서 정하는 기준에 해당한 것을 말한다. 다. 합금철(ferro-alloy)
"합금철(ferro-alloy)"이란 피그(pig)·블록(block)·럼프(lump)나 이와 유사한 일차제품(primary form) 형태인 합금, 연속주조법으로 제조한 모양인 합금, 알갱이 모양이나 가루 모양인 합금으로서(응결된 것인지에 상관없다), 통상 그 밖의 합금 제조시에 첨가제로 사용되거나 철을 야금(冶金)할 때에 탈산제·탈황제나 이와 유사한 용도로 사용되고, 보통 실용상 단조(鍛造)에는 적합하지 않고, 철의 함유량이 전 중량의 100분의 4 이상이며, 다음에 열거한 원소의 하나 이상의 함유량이 중량비로 다음 비율을 초과하는 것을 말한다.
- 크로뮴 100분의 10
- 망간 100분의 30
- 인 100분의 3
- 규소 100분의 8
- 그 밖의 원소의 함유량의 합계 100분의 10(탄소를 제외하고, 구리는 최대의 함유량을 전 중량의 100분의 10으로 한다) 라. 강(鋼)
"강(鋼)"이란 실용상 단조(鍛造)에 적합한 철재(주조 모양으로 제조된 것은 제외한다)로서, 탄소의 함유량이 전 중량의 100분의 2 이하인 것을 말하고, 제7203호의 철재는 제외한다. 다만, 크로뮴(chromium)강은 탄소의 함유량이 전 중량의 100분의 2를 초과하여 함유될 수 있다. 마. 스테인리스강
"스테인리스강"이란 탄소의 함유량이 전 중량의 100분의 1.2 이하이고 크로뮴(chromium)의 함유량이 전 중량의 100분의 10.5 이상인 합금강을 말한다(그 밖의 원소가 함유되어 있는지에 상관없다). 바. 그 밖의 합금강
"그 밖의 합금강"이란 스테인리스강의 정의에 해당하지 않고, 다음에 열거한 원소의 하나 이상의 함유량이 중량비로 다음 비율 이상인 강을 말한다.
- 알루미늄 100분의 0.3
- 붕소 100분의 0.0008
- 크로뮴 100분의 0.3
- 코발트 100분의 0.3
- 구리 100분의 0.4
- 납 100분의 0.4
- 망간 100분의 1.65
- 몰리브데늄 100분의 0.08
- 니켈 100분의 0.3
- 니오븀 100분의 0.06
- 규소 100분의 0.6
- 티타늄 100분의 0.05
- 텅스텐(월프람) 100분의 0.3
- 바나듐 100분의 0.1
- 지르코늄 100분의 0.05
- 그 밖의 원소(황·인·탄소·질소는 제외한다) 각각 100분의 0.1 사. 재용해용 철강의 스크랩 잉곳(scrap ingot)
"재용해용 철강의 스크랩 잉곳(scrap ingot)"이란 잉곳(ingot) 모양[피더헤드(feeder-head)나 핫톱(hot top)이 없는 것]이나 피그(pig) 모양으로 거칠게 주조한 제품으로서 표면에 흠이 뚜렷하게 나타나 있으며, 선철(銑鐵)·스피그라이즌(spiegeleisen)·합금철(ferro-alloy)의 화학적 조성에 해당하지 않는 것을 말한다. 아. 알갱이
"알갱이"란 메시(mesh) 구경이 1밀리미터인 체를 통과한 중량이 전 중량의 100분의 90 미만이고, 메시(mesh) 구경이 5밀리미터인 체를 통과한 중량이 전 중량의 100분의 90 이상인 물품을 말한다. 자. 반제품
"반제품"이란 횡단면에 중공(中空)이 없는 연속주조제품[일차 열간(熱間)압연공정을 거친 것인지에 상관없다]과 일차 열간(熱間)압연공정이나 단조(鍛造)에 따른 거친 성형보다 더 가공하지 않은 중공(中空)이 없는 그 밖의 제품을 말한다[형강(形鋼)의 블랭크를 포함하며, 이들 제품들은 코일상태로는 되어 있지 않다]. 차. 평판압연제품
"평판압연제품"이란 자목의 정의에 해당하지 않고 횡단면에 중공(中空)이 없는 직사각형(정사각형은 제외한다)의 압연제품으로서 그 모양이 다음과 같은 것을 말한다.
－ 연속적 적층 모양인 코일이거나
－ 직선형인 경우에는 두께가 4.75밀리미터 미만이고, 폭이 두께의 열 배 이상인 것이나 두께가 4.75밀리미터 이상이며, 폭이 150밀리미터를 초과하고, 적어도 두께의 두 배 이상인 것으로 한정한다.
평판압연제품은 압연할 때에 직접 발생하는 부조무늬[예: 홈·리브(rib)·체크무늬·물방울무늬·단추무늬·마름모꼴무늬]가 있는 것, 구멍을 뚫은 것, 물결 모양으로 한 것, 연마한 것도 포함한다(다른 호에 해당하는 물품이나 제품의 특성이 있는 것은 제외한다). 직사각형이나 정사각형 외의 형태의 평판압연제품은 크기에 상관없이 폭이 600밀리미터 이상인 제품으로 분류한다(다른 호에 해당하는 물품이나 제품의 특성이 있는 것은 제외한다). 카. 불규칙적으로 감은 코일 모양인 열간(熱間)압연한 봉
"불규칙적으로 감은 코일 모양인 열간(熱間)압연한 봉"이란 불규칙적으로 감은 코일 모양인 열간(熱間)압연한 제품으로서 횡단면에 중공(中空)이 없는 원형·궁형·타원형·직사각형(정사각형을 포함한다)·삼각형이나 그 밖의 볼록다각형인 것[대칭하는 두 변이 볼록아크형이고, 다른 두 변은 길이가 동일하고, 평행한 직선을 가진 단면이 "플랫서클(flattened circle)"과 "변형된 직사각형"인 것을 포함한다]을 말한다. 그 물품들에는 압연공정에서 발생하는 톱니 모양의 마디·리브(rib)·홈이나 그 밖의 봉을 보강하는 모양인 것도 있다. 타. 그 밖의 봉
"그 밖의 봉"이란 자목·차목·카목·하목의 정의에 해당하지 않는 제품으로서 그 횡단면이 전체를 통하여 균일하고 중공(中空)이 없고, 원형·궁형·타원형·직사각형(정사각형을 포함한다)·삼각형이나 그 밖의 볼록다각형인 것[대칭하는 두 변이 볼록아크형이며, 다른 두 변은 길이가 동일하고 평행한 직선을 가진 단면의 "플랫서클(flattened circle)"과 "변형된 직사각형"인 것을 포함한다]을 말한다. 이 경우 그 물품들에는 압연공정에서 발생하는 톱니 모양의 마디·리브(rib)·홈이나 그 밖의 봉을 보강하는 모양인 것도 있고, 압연 후 꼬임가공된 것도 있다. 파. 형강(形鋼)
"형강(形鋼)"이란 그 횡단면이 전체를 통하여 균일하고, 중공(中空)이 없는 제품으로서 자목·차목·카목·타목·하목의 정의에 해당하지 않는 제품을 말한다. 다만, 제72류에는 제7301호나 제7302호의 제품을 포함하지 않는다. 하. 선(線)
"선(線)"이란 그 횡단면(횡단면의 모양은 상관없다)이 전체를 통하여 균일하고 중공(中空)이 없는 코일 모양의 냉간(冷間)성형제품으로서 평판압연제품의 정의에 해당하지 않는 것을 말한다. 거. 중공(中空)드릴봉
"중공(中空)드릴봉"이란 어느 횡단면에든 중공(中空)이 있는 봉으로서 드릴용에 적합하고, 횡단면 외측의 최대치수가 15밀리미터를 초과하나 52밀리미터 이하인 것이며, 내측의 최대치수가 외측 최대치수의 2분의 1을 초과하지 않는 것을 말하고 이에 해당하지 않는 철강의 중공(中空)봉은 제7304호로 분류한다. 2. 성분이 다른 철금속을 입힌 철금속은 중량이 가장 많은 철금속의 제품으로 분류한다. 3. 전해법·압착주조법·소결법으로 제조된 철강제품은 그 형태·구성·외관에 따라 이와 유사한 열간(熱間)압연제품에 해당하는 이 류의 각 호로 분류한다. 소호주 : 1. 이 류에서 다음 각 목의 용어는 아래에서 정하는 바에 따른다. 가. 합금선철(alloy pig iron)
"합금선철(alloy pig iron)"이란 다음에 열거한 원소의 하나 이상의 함유량이 중량비로 다음 비율을 초과하는 선철을 말한다.
- 크로뮴 100분의 0.2
- 구리 100분의 0.3
- 니켈 100분의 0.3
- 알루미늄·몰리브데늄·티타늄·텅스텐(월프럼)·바나듐 중 어느 하나의 원소 100분의 0.1 나. 비합금쾌삭강(non-alloy free-cutting steel)
"비합금쾌삭강(non-alloy free-cutting steel)"이란 다음에 열거한 중량비의 원소를 하나 이상 함유한 것을 말한다.
- 황 100분의 0.08 이상
- 납 100분의 0.1 이상
- 셀레늄 100분의 0.05 초과
- 텔루륨 100분의 0.01 초과
- 비스무트 100분의 0.05 초과 다. 규소전기강(silicon-electrical steel)
"규소전기강(silicon-electrical steel)"이란 규소의 함유량이 전 중량의 100분의 0.6 이상 100분의 6 이하이고 탄소의 함유량이 전 중량의 100분의 0.08 이하인 합금강을 말한다. 이 합금강은 알루미늄의 함유량이 중량비로 100분의 1 이하일 수도 있으나 다른 합금강의 특성을 부여하는 비율로 그 밖의 원소가 함유되어 있어서는 안 된다. 라. 고속도강(high speed steel)
"고속도강(high speed steel)"이란 그 밖의 다른 원소가 함유되어 있는지에 상관없으나 몰리브데늄·텅스텐·바나듐의 세 가지 원소 중 적어도 두 가지 원소를 합한 함유량이 전 중량의 100분의 7 이상이고, 탄소가 100분의 0.6 이상이며, 크로뮴(chromium)이 100분의 3 이상 100분의 6 이하인 합금강을 말한다. 마. 실리코망간강(silico manganese steel)
"실리코망간강(silico manganese steel)"이란 원소의 함유량이 중량비로 다음 비율인 합금강을 말한다.
- 탄소 100분의 0.7 이하
- 망간 100분의 0.5 이상 100분의 1.9 이하
- 규소 100분의 0.6 이상 100분의 2.3 이하
그러나 다른 합금강의 특성을 부여하는 비율로 그 밖의 다른 원소가 함유되어서는 안 된다. 2. 제7202호의 소호에서 합금철(ferro-alloy)의 분류는 다음 규정을 준수하여야 한다. 합금원소 중의 한 원소만이 이 류의 주 제1호다목에서 규정한 최소한도의 비율을 초과하는 경우에는 합금철(ferro-alloy)을 이원합금으로 보아 해당 소호에(해당 소호가 있는 경우) 분류하고, 위의 규정의 유추해석에 따라 두 가지나 세 가지의 합금원소가 최소한도의 비율을 초과하는 경우 각각 삼원합금이나 사원합금으로 취급한다.
이 류의 주 제1호다목의 "그 밖의 원소"에 이 규정을 적용할 때는 함유량이 각각 전 중량의 100분의 10을 초과하여야 한다. 총설 :
이 류에는 철금속 즉, 선철(銑鐵 : pig iron)·스피그라이즌(spiegeleisen)·철합금과 그 밖의 일차제품(제1절), 철이나 비합금강의 철강공업제품[잉곳(ingot)과 그 밖의 일차 모양의 제품·반제품과 이들로부터 직접 생산한 주요 제품](제2절), 스테인리스강의 제품(제3절)과 그 밖의 합금강의 제품(제4절)을 분류한다.
주조, 단조품 등의 한층 더 가공된 제품, 널말뚝(sheet piling), 용접된 형강(形鋼), 철도선로 건설재료와 관(管)은 제73류에 분류한다. 그러나 특별한 경우에는 다른 류에 분류한다.
철강공업에 있어서 원료로 제2601호 해설서에 실린 여러 가지의 천연 철광석(산화물·수산화물·탄산염), 황철광배소재(pyrites cinder : 황철광·백철광·자황철광으로부터 유황을 태워 제거한 후에 잔류하는 소결된 산화철)과 철강의 웨이스트(waste)와 스크랩(scrap)을 사용한다. (Ⅰ) 철광석의 전환(환원)
철광석은 용광로나 전기로 내에서 환원에 의하여 선철(銑鐵 : pig iron)로 전환되거나, 여러 가지 직접 환원 공정에 의하여 해면 모양(해면철)이나 럼프(lump) 모양으로 전환되며, 다만, 특정 용도(예: 화학공업에서)로 요구되는 고순도의 철만은 전기분해나 그 밖의 화학적 공정에 의하여 제조되는 것이다. (A) 용광로 공정에 의한 철광석의 전환
철광석에서 얻는 대부분의 철은 용광로 공정에 의하여 추출된다. 이 공정은 원료로 주로 광석을 사용하나, 금속 웨이스트(waste)와 스크랩(scrap), 사전 환원된 철광석과 그 밖의 철 웨이스트(ferrous waste)가 또한 원료로 사용하여 질 수 있다.
용광로 환원제는 주로 경(硬)코크스(hard coke)로 구성되며, 때로는 소량의 석탄이나 액체 상태나 가스 상태의 탄화수소를 혼합시킨다.
그렇게 하여 얻는 철은 용융(溶融 : molten) 상태의 선철(銑鐵)이며, 부산물에는 광재(鑛滓 : slag)·용광로 가스와 용광로 광진이 있다.
이와 같이 제조한 용융 선철(溶融銑鐵 : molten pig iron)의 대부분은 제강 공장에서 강(鋼 : steel)으로 직접 변환된다.
용융선철(溶融銑鐵 : molten pig iron)의 일부는 잉곳(ingot) 주형, 주철관 등의 제조용으로 주물 공장(제철소)에서 사용하기도 한다.
나머지는 주조기나 샌드배드(sand-beds)로 금속덩어리 형태나 블록 형태로 주조하거나; 흔히 "판철(plate iron)"로 알려진 불규칙한 모양의 럼프(lump) 형태로 제조되며, 물속에 넣어서 알갱이 모양으로 만들기도 한다.
고체 상태의 선철(銑鐵 : pig iron)은 강(鋼 : steel)을 제조하기 위하여 제련소에서 철 스크랩과 함께 재용해되거나 제철소·용선로나 전기로에서 철 스크랩(ferrous scrap)와 함께 용해되어 주조품으로 변환된다. (B) 직접환원공장에서의 철광석의 전환
전술한 공정과는 다르게, 여기서는 환원제가 보통 가스 상태나 액체 상태의 탄화수소이거나 석탄이므로, 경(硬)코크스의 필요성이 없어진다.
이들 공정에서, 환원 온도가 낮기 때문에 생산되는 제품[일반적으로 해면철(sponge iron)로 알려져 있다]은 용해 상태를 거치지 않고 스펀지(sponge)형태·사전 환원된 펠릿(pellet)이나 럼프(lump) 모양으로 산출된다. 이런 이유로 그들 탄소의 함유량은 보통 용광로 선철(용해금속이 탄소와 접착하고 있는 경우)의 탄소 함유량보다 낮다. 대부분의 이들 조제품은 제강소에서 용해되고 강(鋼 : steel)으로 전환된다. (Ⅱ) 강(鋼)의 제조
용융(溶融 : melten)상태이거나 고체 상태인 선철(銑鐵)이나 주철(cast iron)과 직접 환원에 의하여 얻는 철제품(해면철)은 웨이스트(waste)와 스크랩(scrap)과 함께, 기본적인 제강재료가 된다. 이들 재료에는 생석회·형석·탈산제(예: 페로망간·페로규소·알루미늄)와 같은 재형성 첨가물과 여러 가지의 합금 원소가 추가된다.
제강 공정에는 2개의 주요 공정, 즉, 용융선철(溶融銑鐵 : molten pig iron)을 전로나 공기취입에 의하여 정련하는 "압축공기식(pneumatic)"공정과 평로나 전기로에 의하는 노상(爐上)공정이 있다.
압축공기식 공정은 외부의 열원이 필요하지 않는다. 전로 투입물이 주로 용융선철(溶融銑鐵 : molten pig iron)로 구성된 경우에 이 공정이 이용된다. 선철(銑鐵 : pig iron)에 함유되어 있는 원소(예: 탄소, 인, 규소와 망간)의 산화(酸化)는 액상의 강(鋼을 유지하거나 부가된 스크랩(scrap)을 재용해하는데 필요한 충분한 열을 발생시킨다. 이 공정에서는 순수한 산소가 용융(溶融) 금속에 취입되는 제강공정(Linz-Donawitz공정 : LD나 LDAC, OBM, OLP, Kaldo와 그 밖의 공정)과 지금은 안 쓰는 것이지만 공기나 때로는 농축된 산소를 이용하는 제강 공정(Thomas공정과 Bessemer공정)을 포함한다.
그렇지만, 평로법(open-hearth)에 의한 제련공정은 외부 열원을 필요로 한다. 고체 상태의 노(爐 : furnace) 투입물[예: 철 웨이스트(waste)와 스크랩(scrap), 해면철과 고체 상태의 선철(銑鐵)]이 원료가 될 경우에 이 공정이 이용된다.
이러한 제련에 있어서 2개의 주요 공정은 중유(heavy oil)나 가스에 의해서 열이 공급되는 마르틴로공정(Martin furnace process)과 전기에 의해서 열이 공급되는 아크로공정(arc furnace process)이나 유도로공정(induction furnace process)이 있다.
제강을 함에 있어서, 2개의 다른 제강 공정을 연속해서 이용하기도 한다(이연식 공정). 예를 들면, 마르틴로(Martin furnace)에서 정련이 시작되어 전기로에서 종결되거나; 전기로에서 용융(溶融 : melting)된 강(鋼 : steel)이 특수 전로에 이송되어져 그곳에서 산소와 아르곤을 노(爐)투입물에 취입함으로써 탈탄(decarburisation)이 완성되어진다(이 공정은 예를 들면, 스테인리스강을 제조할 때 사용한다).
많은 새로운 공법이 특수 구조강이나 특수한 성질의 강(鋼을 제조하기 위하여 발전해 왔다. 이들 공정에는 진공 상태에서의 전기 아이크(arc)식 용융(溶融 : melting), 전기충격에 의한 용융(溶融 : melting)과 일렉트로슬랙(electroslag) 공정을 포함한다. 이들 모든 공정에서 강(鋼)은 자체 소모 전극으로 녹아 수냉식 잉곳(ingot) 주형에 떨어져 들어가서 제조한다. 주형은 단일체로 만들어지기도 하고, 고체화된 주물을 밑에서 빼낼 수 있도록 밑부분을 제거할 수도 있다.
위의 공정에 의하여 얻은 액체 상태의 강(鋼 : steel)은 그 이상의 정련에 관계없이 일반적으로 수용레이들(receiving ladle)로 흘러 들어간다. 이 단계에서 고체 상태나 액체 상태의 합금 원소나 탈산제(脫酸劑)가 추가되어진다. 이것은 가스 상태의 불순물의 유입을 막기 위하여 진공 상태에서 작업이 진행된다.
모든 이들 각 공정에서 제조되는 강(鋼 : steel)은 합금 원소의 함유량에 따라 비합금강과 합금강(스테인리스나 그 밖의 것)으로 구분된다. 그들은 그 강의 특성에 따라 예를 들면, 쾌삭강(快削鋼), 규소전기강(silicon-electrical steel), 고속도강(high speed steel)이나 규소 망간강으로 구분된다. (Ⅲ) 잉곳(ingot)이나 그 밖의 일차제품과 반제품의 제조
용융(溶融 : molten) 상태의 강(鋼)이 주형(강 주조물)에 의해 최종 형태로 주조되기는 하나(주물공정에서), 대부분의 용융(溶融 : molten)상태의 강(鋼)은 잉곳(ingot) 몰드에 주입되어 잉곳(ingots)으로 주조된다.
주조나 주입단계와 응고 단계에서 강(鋼)은 리밍(rimming)(또는 effervescent)강, 진정(또는 "non-effervescent")강, 반진정(또는 "balanced")강의 3개 주요그룹으로 나누어진다. 리밍(rimming) 상태에서 주조하거나 주입되는 강(鋼)은 주입공정 중이나 주입공정 후에 "effervescent"상태의 강(鋼)속에 용해된 산화철과 탄소 사이에 반응이 있기 때문에 이러한 이름이 붙여진다. 냉각 과정에서 불순물은 중심부에 집중되어 잉곳(ingot)의 상반부에 모인다. 이들 불순물의 영향을 받지 않는 외층은 잉곳으로부터 얻어진 압연 제품의 표면 외양을 더욱 좋게 만들어준다. 이러한 경제성이 높은 종류의 강(鋼 : steel)은 냉간(冷間) 디싱(cold dishing)용에 사용한다.
대부분의 경우, 강(鋼)은 "effervescent"상태에서 만족하게 주조될 수 없다. 이는 특히 합금강과 고탄소강의 경우 사용한다. 이 경우, 강(鋼 : steel)은 진정(killed : 즉, 탈산)되어야 한다. 탈산(脫酸)은 부분적으로 진공처리방법에 의하고 있으나 보통 규소, 알루미늄, 칼슘이나 망간 등과 같은 원소를 첨가하여 성취된다. 이렇게 하여 남은 불순물은 잉곳(ingot) 전체에 골고루 퍼져 있어서 좋은 품질[특정 용도에 사용하기 위해서는 강(鋼 : steel)의 성질이 강덩어리 전체에 동일해야 할 것이다)을 보장해 준다.
일부의 강(鋼)은 부분적으로 탈산되기도 하는데, 반진정(semi-killed : 또는 balanced)강으로 알려지고 있다.
강(鋼 : steel)이 고체화되고 온도가 평형 상태가 된 후에, 잉곳(ingot)은 일차 분괴압연기나 조(粗)압연기(blooming, slabbing 등) 위에서 반제품[블룸(bloom)·빌릿(billet)·라운드(round)·슬래브(slab)·시트바(sheet bar)]으로 압연되거나 드롭해머(drop hammer : 낙하추)나 포징프레스(forging press : 단압기)로 반가공 단조물로 전환된다.
연속 주조기에 의하여 반제품의 상황으로 직접 주조되는 강(鋼)의 양이 증가되고 있다. 어떤 경우에는 횡단면의 모양이 완제품의 모양과 유사한 것도 있다. 연속주조공정에 의하여 제조되는 반제품은 이들의 외부 표면 모양에 의하여 특징지어지는데 이것은 보통 다소 짧은 일정 거리에서 보면 서로 다른 색깔의 횡단 고리 모양을 보여주며, 또한 절단된 횡단면의 외양에 의해서도 특징지어지는데 이것은 급속 냉각의 결과로 방사형의 결정체 모양을 보여준다. 연속 주조강은 항상 진정강(killed steel)으로 된다. (Ⅳ) 완제품의 생산
반제품[어떤 경우에는 잉곳(ingot)]은 바로 뒤이어 완제품으로 변환되어진다.
완제품은 보통 평판제품["wide flats", "universal plate", "wide coil", 시트(sheets), 판 (plates)과 스트립(strip)]과 길쭉한 제품[열간(熱間)압연한 것으로서 불규칙적으로 감긴 코일 모양의 봉(bar·rod)·그 밖의 봉(bar·rod)·형강(形鋼 : sections)과 선(線)]으로 구분된다.
이들 제품은 잉곳(ingot)이나 반제품으로부터 직접 열처리[열간(熱間) 압연·단조(鍛造 : forging)나 열간인발(熱間引拔)]하거나, 열간(熱間)처리된 제품을 냉간(冷間) 처리[냉간(冷間) 압연, 압출, 인발(引拔), 광휘인발(引拔)]해서 소성 변형에 의하여 제조되고, 어떤 경우에는 뒤따른 마무리 작업[예: 무중심 연삭이나 정밀 연삭에 의하여 제조한 냉간(冷間) 처리된 봉]에 의하여 제조한다.
이 류의 주 제3호에 따라 전해 침전, 가압주조(electrolytic deposition)나 소결(燒結)에 의하여 만든 철강 제품은 그 형태, 그 조성과 외양에 따라 유사한 열간(熱間) 압연제품에 적합한 이 류의 호에 분류한다.
이 주에서 다음 용어는 다음에 주어진 의미를 갖는다. (1) 가압주조[다이 캐스팅(die casting)]
이 공정은 용융(溶融 : melten) 상태나 페이스트(paste) 상태의 합금을 다소 높은 압력으로 주형에 주입하는 공정이다.
이와 같은 공정은 대량 생산을 용이하게 하고 규격의 정밀도를 보장한다. (2) 소결(燒結)
이것은 아주 조밀한 가루를 주형 제조[보통 프레싱(pressing)으로 결합시킨다]해서 특수로에서 연속 가열하는 가루 야금(冶金)술이다.
소결(燒結)된 재료에 최종적인 특성을 부여하는 이 처리 과정은 특별한 온도·시간과 기압 조건 하에서 행해지며 고체 모양의 응결제품을 만들어낸다. 또한 소결(燒結) 공정은 진공상태에서 행해진다. (A) 열간(熱間) 소성변형 (1) 열간(熱間) 압연이란 급속 재결정점과 융융을 시작하는 점 사이의 온도에서 행하는 압연(rolling)을 의미한다. 이 경우의 온도의 범위는 강(鋼)의 조성물과 같은 여러 가지 요소에 따르게 된다. 대체로 열간(熱間) 압연 중인 가공물의 최종 온도는 약 섭씨 900℃이다. (2) 단조(鍛造 : forging)란 어떤 모양의 조각을 얻기 위하여 해머(hammer)나 단조(鍛造 : forging)프레스(press)기를 이용하여 덩어리 상태의 금속을 열간(熱間) 변형하는 것을 말한다. (3) 열간인발(熱間引拔)에 있어서는 강(鋼)을 가열시켜서 금형에 통과시키면 여러 가지 모양의 봉(bar)·관(管)이나 형재이 만들어 진다. (4) 열간(熱間) 드롭단조(鍛造 : forging)와 드롭스탬핑(drop stamping) : 특수 공구에 의하여 금형속(밀폐되었거나 burr joint를 갖춘 것)에 있는 cut blank에 열간 성형해서 금속으로 만든 모양을 만들어내는 것이다(보통 컨베이어선상에서). 충격과 압력에 의하여 행해지는 이 가공은 일반적으로 연속적인 면에서 효과를 주며 롤링(rolling)·해머링(hammering)·수동단조(hand forging)이나 벤딩(bending)의 예비 압연작업이 수반된다. (B) 냉간(冷間) 소성변형 (1) 냉간(冷間) 압연 : 상온, 즉, 재결정온도 이하에서 압연작업이 행해진다. (2) 냉간(冷間) 드롭단조(鍛造)와 드롭스탬핑(drop stamping) : 앞에서 설명한 A(4)에서 설명된 방법과 유사한 냉간(冷間) 공정에 의하여 어떤 모양을 만들어내는 것이다. (3) 압출 : 요구되는 모양을 얻기 위하여 재료가 통과하는 면 이외의 모든 면이 밀봉되어 공간 상태인 금형과 압착 공구 사이에 강한 압력을 가하여 덩어리 상태의 강(鋼)을 변형하기 위한 냉간가공 공정이다. (4) 선인발(線引拔) : 불규칙하게 감긴 코일 상태의 봉(bar·rod)으로부터 가느다란 코일 선을 얻기 위하여 고속으로 하나 이상의 금형(다이스)을 통과하면서 연신되는 냉간(冷間) 공정을 말한다. (5) 광휘인발(引拔) : 봉을 소형 물품이나 다른 모양을 얻기 위하여 불규칙적으로 감긴 코일 상태인지에 상관없이 하나 이상의 금형을 통과하면서 연신(비교적 저속으로)되는 냉간(冷間)공정을 말한다.
냉간(冷間) 가공에 의하여 생산된 제품은 다음 기준에 의하여 열간(熱間) 압연이나 열간인발(熱間引拔) 제품과 구별된다.
- 냉간(冷間) 가공품의 표면은 열간(熱間) 공정에 의하여 제조되는 외양보다 좋은 외양을 가지며 스케일층(layer of scale)을 갖지 않는다. ;
- 치수의 오차(tolerance)는 냉간(冷間)가공품의 경우 경미하다. ;
- 얇은 평판제품[얇은 "와이드 코일(wide coil)"·시트(sheet)·판(plate)과 스트립(strip)]은 보통 냉간환원(cold-reduction)에 의하여 제조한다. ;
- 냉간(冷間) 가공제품을 현미경으로 검사해 보면 결 모양이 변형되어 나타나고 결 방향은 작업 방향과 평행하게 나타난다. 반대로 열간(熱間) 공정에 의하여 제조되는 제품은 재결정으로 인해 거의 규칙적인 결이 보이게 된다.
이 이외에 냉간(冷間) 가공품은 열간(熱間) 압연이나 열간인발(熱間引拔) 제품과 공유하는 다음의 성질을 갖는다. (a) 그들 물품이 받은 스트레인경화(strain hardening)나 가공경화(work hardening) 때문에 냉간(冷間) 가공제품은 열처리로 약간 이들 성질이 감소되기는 하나 매우 단단할 뿐 아니라 큰 인장 강도(tensile strength)를 갖고 있다. (b) 파열할 때의 신장도(elongation)는 냉간(冷間) 가공품의 경우 아주 낮으나; 적합한 열처리를 받은 제품은 비교적 높다.
두께의 현저한 감소가 없이 열간(熱間) 압연 평판제품에 응용되는 아주 가벼운 냉간(冷間) 압연공정[스킨패스(skin pass)나 핀치패스(pinch pass)라고 알려져 있다]은 열간(熱間)압연가공품의 특성을 변화시키지 않는다. 이와 같은 낮은 압력하에서의 콜드패스(cold pass)가 제품의 표면에만 한하여 행하여지는데 반해 진정한 의미의 냉간(冷間) 압연[냉간(冷間) 환원으로 알려져 있다]은 가공품의 횡단면을 상당히 수축시킴으로써 그 결정구조를 변화시킨다. (C) 후속손질과 마무리작업
완성 제품은 다음과 같은 일련의 작업에 의하여 보다 나은 완성 처리를 해야 할 경우도 있고 다른 물품으로 변환되는 경우도 있다. (1) 기계가공[즉, 선삭(旋削 : turning)·밀링(milling)·분쇄(grinding)·천공(穿孔 : perforation)·펀칭(punching)·폴딩(folding)·사이징(sizing)·필링(peeling) 등]. 그러나, 조잡한 선삭(旋削 : turning)은 산화스케일(oxidation scale)과 크러스트(crust)를 제거할 뿐이며, 조잡한 트리밍(trimming)은 분류상 변화를 주는 마무리작업으로 간주하지 않는다는 것을 주의하여야 한다. (2) 표면처리나 그 밖의 작업[금속의 특성과 외양을 개선하기 위한 피복처리와, 녹과 부식으로부터 금속을 보호하기 위한 피복처리를 포함한다]. 특정호의 본문에 다르게 규정한 경우를 제외하고는 이와 같은 처리는 해당 물품을 분류하는 호에는 아무런 영향을 미치지 않는다. 그들 처리방법이란 다음과 같은 것을 포함한다. (a) 금속의 성질을 향상시키기 위한 소둔(燒鈍 : annealing)·경화(硬化)·소려(燒戾 : tempering)·표면경화·질화(nitriding)와 이와 유사한 열처리 (b) 금속의 열처리 중에 형성된 산화스케일(oxidation scale)과 크러스트(crust)를 제거하기 위한 스케일링 제거(descaling), 피클링(pickling), 스크레이핑(scraping)과 그 밖의 공정 (c) 단지 부식이나 그 밖의 산화(酸化)현상을 방지하기 위한 조잡한 도장(塗裝), 운송 중의 미끄러짐을 방지하기 위한 조잡한 도장과 취급을 용이하게 하기 위한 조잡한 도장, 예를 들면, 활성부식방지 안료[연단(鉛丹)·아연 가루·산화아연·크로뮴화아연(zinc chromate)·산화철·미늄철·보석세공인의 철단(鐵丹)]를 함유한 페인트와 오일·그리스(grease)·왁스·파라핀왁스(paraffin wax)·흑연(graphite)·타르[또는 역청(bitumen)]을 주제로 한 비안료성 도장(塗裝) (d) 표면완성처리에 포함되는 것 ; (ⅰ) 연마·광택처리나 유사한 처리 ; (ⅱ) 인공산화(산화용액에의 침전과 같은 여러 가지 화학공정에 의하여)·녹청처리완성, 청열착색[블루 어닐링(blue annealing)]·브라우닝(browning)이나 브론징(bronzing)(여러 가지 기술에 의한) : 이는 외양을 개선하기 위하여 제품표면 위에 산화 피막을 형성한다. 이들 처리는 부식에 대한 저항력을 증가시키며 ; (ⅲ) 다음과 같은 화학표면처리 :
- 인산염 피복법 : 금속성 인산염 용액, 특히 망간 용액·철 용액과 아연 용액에 제품을 침전시키는 방법으로 이루어지며; 이 공정은 파아커라이징(parkerising)이나 본더 라이징(bonderising)으로 알려지고 있으며 처리 기간이나 중탕기(bath)의 온도에 의존한 것이고 ;
- 옥살레이팅(oxalating)·보레이팅(borating) 등 : 적절한 염(salt)과 산(酸)으로 인산염 피복법의 처리와 유사한 방법을 이용하며 ;
- 크로뮴산이나 크로뮴산염을 주성분으로 하는 용액에 물품을 침지하는 크로매팅처리(chromating); 이 방법은 표면처리용이다(예: 아연으로 도금이나 도포한 철강).
이들 화학 표면처리는 처리되는 제품의 사후 냉간(冷間) 변형, 페인트의 도포나 기타 비금속 보호의 도장을 용이하게 하는 편익을 가진다. (ⅳ) 금속도장(메탈리제이션 : metalization)의 주요공정은 다음과 같다 :
- 용융(溶融 : melten) 금속이나 금속 합금의 용액조 침전 : 예를 들면, 아연 용액이나 주석 용액에 열간(熱間) 침지시키는 것·납으로 열간(熱間) 도장하는 것과 알루미늄으로 도장하는 것 ;
- 전기도금[금속 염류(鹽類)의 적정 용액을 전기분해에 의해 도금되는 금속물 위에 도금할 금속을 음극 침전] : 예를 들면, 전기도금에는 아연·카드뮴(cadmium)·주석·납·크로뮴(chromium)·크로뮴(chromium)/크로메이트(chromate)·구리·니켈(nickel)·금이나 은 ;
- 도포할 제품을 가열해서 가루 상태의 필요한 도장용 금속으로 주입이나 살포하는 것 : 예를 들면, 아연 피복(아연 부착법)·알루미늄(aluminium) 피복(알루미늄 부착법), 크로마이징(chromising)[크로뮴(chromium)의 살포] ;
- 분사[용융(溶融 : melten) 상태의 도장용 금속을 도장할 금속 제품 위에 분사를 하는 것] : 예를 들면, 스쿱공정(Schoop process), 가스피스톨(gas pistol), 아크(arc), 플라스마(plasma)와 정전기식 분사 공정 ;
- 진공 등의 상태에서 도장(塗裝)용 금속을 증착해서 금속화하는 것 ;
- 발광 방전상태에서 도장용 금속을 이온으로 충격을 주어 금속화하는 것(이온도금) ;
- 음극 증발에 의한 도장(증착) (ⅴ) 비(非)금속(non-metallic)성의 물질로 도장하는 것 : 예를 들면, 에나멜칠(enameling)·바니싱(varnishing)·래커칠(lacquering)·페인트칠(painting)·표면인쇄(surface printing)·세라믹(ceramic)이나 플라스틱(plastic)으로 도장하는 것[방사선 방사에 의하여 수반되는 정전 용액조(靜電溶液槽 : electrostatic fluidised bath) 속에서 발광 방전·전기영동(泳動 : electrophoresis)·정전식의 투사와 침지 등과 같은 특수공정을 포함한다] (e) 피복처리(cladding) : 즉, 접촉면의 분자 침투에 의하여 서로 다른 색깔이나 성질을 갖는 금속층을 조합하는 것. 이러한 한정된 확산(limited diffusion)이 피복 제품의 특성이며 전항에서 열거한 방법(예: 보통의 전기도금방법)으로 금속화한 제품과는 구별된다.
여러 가지의 피복 공정에는 압연할 때 수반해서 기초 금속에 용융(溶融 : molten) 클래딩금속을 주입하는 방법; 기초금속이 효과적인 용액이 되도록 피복 속을 단순 열간(熱間)압연방법; 용접을 안전하게 하기 위한 어떤 기계적인 공정이나 열처리 공정을 할 때 수반해서 피복 금속을 퇴적하거나 적층하는 그 밖의 방법(예: 전기 피복)을 포함한다. 피복 공정 중에 피복 금속[니켈(nickel)·크로뮴(chromium) 등]은 전기도금에 의해 기초 금속에 부착된다. 그때, 접촉면의 분자 침투는 이후의 냉간(冷間 : cold) 압연과 함께, 적당한 온도에서의 열처리에 의하여 행하여진다.
비철금속(非鐵金屬 : non-ferrous metal)으로 피복한 철제품은 철강의 중량이 제일 많을 경우에 한하여 제72류의 관련호에 분류한다(제15부의 주 7 참조). 다른 철금속으로 피복한 철강제품, 즉, 본래 제품의 구성비율이나 피복 금속의 구성 비율에 따라 두 개의 절(제2절·제3절이나 제4절)에 분류될 수 있는 것은 중량비로 제일 많이 함유하는 금속에 따라 분류하여야 한다(이 류의 주 제2호 참조). 예를 들면, 스테인리스강으로 피복된 비합금 보통강의 봉(bar)은 강(鋼)의 금속중량이 제일 많으면 제2절에 분류하고 그러하지 않는 경우에는 제3절에 분류한다. (f) 시험용으로 금속의 일부를 떼어내는 것 (g) 적층(lamination) : 예를 들면, 점탄성(粘彈性 : viscoelastic) 물질로 된 중간층 위에 금속층을 겹쳐 놓는 것[중간층은, 예를 들면, 소리 등의 격리층(insulator)의 기능을 한다]
철금속의 합금과 복합제품에 관한 분류는 제15부 총설에 설명되어 있다.
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