4. 거의 모든 분들께 필요 없는 강좌? 입니다 (철강재/스틸파이프)

안녕하세요.  김포에서 철강 회사를 운영하고 있는 동키 입니다.

비가 그치니 갑자기 폭염이 찾아 왔는데 더위에 지치지 않게 수분 섭취 잘 하시고 무더위 잘 이겨내시길 바라겠습니다.

거의 모든 분들께는 해당 없는 글이지만 혹시 궁금하시면 아래 링크로 쓩=3333

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오늘은 "지속가능한노가다의억군"님께서 요청하신 특수강에 대해서 글을 써보겠습니다.

우선 "강"이라함음 철광석에서 철을 추출하여 고온에서 녹인후 원하는 형태로 가공한 강철을 의미합니다.

일반적으로 가장흔한게 탄소강인데 특정 영역이나 특수한 목적에 사용하고자 다른 원소를 첨가한게 특수강입니다.

대표적인 예로 우리 모두가 아는 스테인리스강 또한 특수강에 일종입니다.

철은 물과 산소와 만나면 산화가 진행되어 녹이 발생 되는데 우리가 사용하는 주방용기의 경우 강도는 강해야 하면서도 부식이 되면 안 되기에 탄소강에 니켈, 크롬등을 첨가하여 부식이 되지 않게 만든 강철의 종류입니다.

스테인리스는 종류에 따라 일반적으로 많이 쓰이는 304,  304보다 내식성을 높인 316,  자성(마그넷)을 띄는 430등 쓰임에 따라 여러 종류로 분류 됩니다.

이렇듯 특수강은사용 목적에 따라서

일반적인 탄소강보다 강도를 높이고자 만든 "구조용특수강"

실외에서 장시간 사용해야 되는데 하중도 버텨야 하고,  부식도 되지 않게 만든 "포스맥"

실외에서 장시간 사용해야 되지데 하중은 그다지 필요치 않고, 부식만 안 되게 만든 "스테인리스"

(우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 계단 손잡이(핸드레일)) 등등 특수강도 종류가 많습니다.  

많은 종류에 특수강이 있지만 제가 생각하기에 철에서 특수강을 만드는 목적은 "내식성"이 가장 중요한 포인트가 아닐까 싶습니다.

철은 시간이 지남에 따라 부식이 되고, 부식이 되면 강도가 떨어져 약해지므로 철을 사용하는 본연에 의미가 퇴색 되기에 어떻게 하면 부식이 안 되고 오래 쓸 수 있을까라는 연구를 하다 특수강이 나오지 않았나 싶습니다.

우리가 직접 만들고 가공하지는 않지만 우리가 사용하는 제품의 철들은 (예. 의자 다리, 책상 프레임, 가구 프레임, 사무실 격벽 프레임, 신호등, 가로등 등등) 대부분은 탄소강으로 만들어진 제품입니다.

어? 신호등 가로등은 야외에서 몇년, 몇십년동안 비를 맞고 버텨야 하는데 왜 특수강을 안 쓰고 일반 탄소강을 쓰는거지?  라고 의해해 하실 수 있는데 위에 언급드린 특수강들은 일반적인 탄소강에 비해 최소 3배 ~ 최대 10배 이상의 단가 차이가 발생 됩니다.

이렇듯 단가가 너무 차이나다 보니 다소 가혹한 환경에서 사용해야 하지만 단가를 낮출 수 있는 방법이 없을까 하고 고민하다 나온 제품이 칼라, 아연이라는 제품 입니다.

철을 녹여 쇳물을 만들고 다시 원하는 형태로 만든 원자재(슬래브, 빌릿, 선재등)를 흔히 HR(hot roll)이라고 표기하고 열연이라고 부릅니다.   원자재가 코일이라 열연코일인 되는 것이죠~

포스코, 현대제철 같이 쇳물을 만들 수 있는 고로를 보유한 제강사에서 원자재를 생산하여 각 파이프 or 형강 공장으로 원자재를 판매 하고,  2차 공장에서 압연, 포밍등의 공정을 거쳐 파이프등이 완성됩니다.

이 열연 코일을 가지고 만든 제품이 열연파이프가 되고,  이 열연파이프에 페인트를 입힌게 칼라파이프 입니다.

그럼 아연파이프는 뭐냐?  방금 말씀 드린대로 칼라파이프는 제강사에서 받은 원자재를 2차 공장에서 파이프로 변형 후 페인트를 입히는 방법으로 생산하지만 아연은 제강사에서 열연 제품을 만든 후 아연 녹인 물?에 넣었다 빼 용융도금하여 원자재 자체가 아연 코일로 판매가 됩니다.

아무래도 열연 코일에 아연이 도금되어 있으니 철 자체가 산소와 수분이랑 만날 일이 없어 내식성이 많이 올라 가는 장점이 있습니다.

일반적으로 제강사에서 판매하는 아연코일의 아연 부착량은 100~130g/m2 정도 됩니다.

이렇게 공정을 더 거쳤고, 아연도 도금되어 있지만 열연과 아연 코일의 단가는 평균 15~20%정도 밖에 차이가 나지 않습니다.  

아까 말씀드린 특수강과는 너무도 큰 차이가 나기에 정말 특이하게 고내식성을 원하는 환경이 아니라면 특수강을 사용하지 않고, 일반 탄소강에 2차 가공된 제품을 사용하게 되는 것이죠.

그럼 아연 코일이란 것은 제강사에서 만든 도금량 100~130g 짜리 밖에 없나? 하면 그건 또 아닙니다.

사실 도금량 100g 정도 수준으로는 야외에서 사용하는 용도로는 접합하지 않고 실내 또는 외벽 안쪽 하지용으로 많이 쓰입니다.

아파트 주변 울타리(휀스)를 보면 각 아파트 브랜드마다 고유 색상은 다르지만 특정 색상의 페인트로 도색 된걸 볼 수 있으실겁니다.  이 휀스의 대부분이 아연파이프에 분체도장으로 입혀 만듭니다.

휀스는 오랜시간 야외에서 비,바람을 견더야 하는데 열연은 택도 없고, 위에 언급 드린대로 도금량 100g정도로는 1년도 못 버티고 부식이 되기에 그나마 내식성이 좋은 아연파이프에 별도로 분체도장을 하여 최소 몇년은 버틸 수 있게 만드는 것이죠~

그렇다면 아연파이프는 어떤 종류가 있을까에 대해 말씀드리겠습니다.

• 구조용 아연파이프 (가장흔함/도금량 100~130g/m2)

• 비닐하우스용 파이프(하우스용/도금량 300g이상/m2)

• 백관 파이프(별도용융도금/도금량 500g이상/m2)

• 포스맥(특수강/아연+마그네슘+알루미늄혼합)

크게는 위에 4가지 정도로 요약 가능합니다.

1. 구조용 아연파이프 : 우선 구조용 아연파이는 위에 서술한대로 책상, 의자, 데크 받침, 건물 외벽 대리석 고정 레일(하지)등으로 여기 저기 흔흐 쓰이는 제품이고 주로 실내나 노출이 되지 않는 곳에 사용 됩니다.

1. 비닐하우스용 파이프 : 이름 그래도 비닐하우스 짓는데 사용되는 파이프 입니다.  해당 파이프는 도금량이 일반 구조용에 비해 3배 정도 높아 내식성이 강한게 특징인데 이렇게 내식성을 높인 이유는 비닐하우스 특성상 밀폐가 되는 경우가 많은데 내부 결로로 인해 파이프에 항상 물이 발생됩니다.   일반적인 구조용 아연파이프로는 습도가 높은 비닐하우스내 환경을 버티기 어려워 고내식성을 유지 하고자 도금량을 높여 제작 되고 있습니다.   십수년 전까지만 해도 비닐하우스 파이프의 도금량이 규정되지 않았지만 대략 2010년경에 농협에서 "아리파이프"라는 상표권을 득하면서 농협에 납품되는 파이프는 특정 이상의 스펙을 요구하면서 도금량이 300g이상으로 규정 됐고,  하우스 파이프를 제조하는 공장들은 전국 가장 큰 판매처인 농협의 의사에 따를 수밖에 없어 지금은 거의 고착화 된 것으로 보입니다.

1. 백관파이프 : 백관은 위 2가지 파이프와는 다른게 제강사에서 열연코일을 받아 2차 공장에서 파이프로 만든 후 파이프를 도금로에 넣었다 빼서 만듭니다.   그럼 위에서 말한 제강사 아연 코일과 뭐가 다른가?  도금량이 다릅니다.   도금로에 아연괴 농도를 높게 하여 도금량이 500g이상/m2이 돼야 합니다.   이 정도 도금량이 됐을 때 별 다른 가공 없이 야외 설치물로 사용이 가능합니다.   백관파이프는 야외 구조물로도 많이 쓰이지만 수도관도 백관 파이프의 일종입니다.

1. 포스맥 : 포스맥은 오늘의 주제인 특수강의 종류입니다.   포스맥은 포스코가 고내식성강을 만들고자 연구 개발 끝에 만든 특수강인데 최근에는 현대제철 및 동부제철에서 비슷한 류의 제품이 출시 되었습니다.   포스맥은 탄소강에 마그네슘, 알류미늄, 아연등을 추가하여 기존 구조용 아연코일보다 훨씬 높은 내식성을 자랑하고, 인장강도, 연실율등도 일반 구조용에 맞게 생산이 가능하기에 몇년 전부터 하중 받는 야외 구조물 설치에 많이 사용되고 있습니다.  가장 흔하게 사용되는 곳은 태양광 발전에 태양열 집열판 기둥으로 많이 쓰이고, 실내 수영장 기둥이나 고급 아파트 커튼월등에도 사용 되고 있습니다.   

이렇듯 아연은 내식성을 중요시 하면서도 사용범위가 넓어 원가가 월등히 비싼 특수강을 대체하는 용도로 사용되고 있고,  그 안에서 용도에 따라 또 다시 분류가 되고 있습니다.

파이프 기준으로 가장 저렴한거 열연(hr) < 칼라 < 아연 <  포스맥 순입니다.

위에 말씀 드린대로 일반적인 특수강들은 구조용에 비해 최소 3배이상 비싼 반면에 구조용으로 제일 저렴한 열연과 가장 비싼 포스맥의 가격차이가 1.6~1.8배 수준이라 시장에서 많이 사용 되는게 아닐까 합니다.

오늘은 "지속가능한노가다의억군"님께서 요청하신 특수강과 대체품(아연)에 대해서 글을 써 보았는데요,,

어떤 이야기 보따리를 풀어 보고자 글을 쓰기 시작하면 어디서 부터 설명을 드려야 할지 난해하여 최대한 요약하여 설명을 드린다고 하는데도 글이 어지럽게 끝나는 것 같습니다 ㅠ.ㅠ

제 머릿 속에는 있는데 저도 정리가 잘 안 되네요 ㅠ.ㅠ   저는 선생님이 못 되길 다행인 것 같습니다 ㅎㅎㅎ

다음 글은 주제가 정해지지 않아 소스가 떠오르면 다시 돌아 오도록 하겠습니다.

갑자기 무더위가 찾아 왔는데 건강 잘 챙기시고,  불금 보내시길 바라겠습니다.

오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.