선재

선재

선재(wire rod, 線材)는 가늘고 긴 선 모양의 재료를 말한다. 예를 들어 철사는 선재의 일종이다. 선재는 압연강재(壓延鋼材) 중에서 조강(條鋼)에 속하는 제품으로 단면이 둥글고 코일 모양으로 감겨져 있으며 단면의 지름은 5.5∼16mm이지만 5.5mm가 표준이다. 탄소량에 따라 보통 선재와 특수 선재로 분류되는데 그대로 사용되는 경우는 거의 없으며 선재의 2차 제품 제조회사에 의해 상온에서 인발 가공되어 철선, 강선이 된다.

개요

선재는 단면이 둥글고 코일 모양으로 감겨져 있다. 선재의 2차 제품 제조회사에 의해 상온에서 인발 가공된 2차 제품들이 다시 가공되며 보통강 선재중 연강선재는 못, 철사, 철망 등에 쓰이고, 경강 선재는 와이어로프 등에 쓰인다. 특수강 선재는 나사, 볼트, 너트, 샤프트, 기어류에 쓰이는 기계구조용과 피아노선재, 베어링강 선재, 스프링강 선재, 쾌삭강 선재, 내열강 선재, 공구강 선재 등이 있다. 선재는 봉상으로 열간 압연된 강철로서 코일상으로 감긴 강재. 단면의 모양은 원형, 정방형, 육각형 및 특수한 모양을 갖는 이형 선재 등이 포함된다. 장척 봉강을 말아 놓은 바인코일과 외관은 같지만 이 둘은 재질과 용도에 있어서 구분된다. 보통 선재와 특수 선재로 대별되어, KS에서는 강종에 따라 연강 선재와 경강 선재로 나누고, 다시 특수 용도용 피막 아크 용접봉 심선용 선재와 피아노 선재를 규정하고 있다. 치수는 단면의 직경(선경)으로 표시되며 mm로 호칭된다. 경 5.558mm(0.20인치)가 표준품으로 바인코일로는 최대경 42mm까지 제조된다. 선재의 특성은 다양한 용도, 반제품에서 제품화될 때까지의 공정이 길며, 신선이나 가공 등 후속공정이 요구되기 때문에 가공방법에 따라 품질 수준이 달라진다.

선재는 탄소 함량에 따라 보통 선재와 특수 선재로 구분되는 데, 선재업계 내에서는 용도에 따라 경강선재, 연강선재, 냉간압조용선재(CHQ wire), 스테인리스선재, 용접봉 등으로 나눈다. 보통 선재는 탄소 함유량이 0.09~0.25%로 전성과 연성이 뛰어나며 특수 선재는 탄소 함유량이 0.25~0.6%인 반연강, 경강, 최경강과 탄소 함유량이 0.09% 미만인 최연강 등이 있다. 이와 함께 자동차 등 각종 기계부품에 활용되는 냉간 압조용 선재(CHQ Wire), 용접봉에 쓰이는 아크 용접봉심선용 선재 등이 있다. 선재는 보통 2차 가공 이상을 거치기 때문에 그대로 사용되는 경우는 없으며 60% 이상이 조립금속제품 제조용에 소비되고 그 외 전기전자 제품 제조용, 자동차 산업용, 일반 기계 및 건설용 등으로 활용된다. 2차 가공 공정 중 인발기를 거친 봉 형태의 제품을 일정 길이로 절단한 것을 선재와 구분해 바인코일(Bar in Coil)이라고 부른다. 선재의 중량은 1천~2천kg 코일이 일반적이나 2차 가공에 따라 3천~4천kg 범위의 선재도 생산되고 있다. 철강 선재 이외에 동, 알루미늄, 티타늄 등 다른 금속을 재료로 한 선재도 시장에 공급되는 추세이다. 선재는 고로와 전기로에서 생산되는 빌릿을 선재 압연기로 압연, 냉각해 제조된다. 고로나 전기로로부터 제조된 빌릿은 가열로, 선재 압연, 냉각 공정 등을 거쳐 선재로 완성되며 보통 검사, 포장 공정 등을 거쳐 2차 가공 공정으로 이동한다.

종류

연강선재   경강선재   용접봉용 선재

• 연강선재(LOW CARBON STEEL) : 탄소 함량 0.22% 이하의 저탄소강으로서 주로 아연도금 철선, 스틸파이버(Steel fiber), 각종 못, 소둔용 철선, 와이어 메시(Wire mesh) 등의 제작에 사용된다.
• 경강선재(HIGH CARBON STEEL) : 주로 와이어로프, 각종 스프링, 일반 PC 강선 등 고탄성 및 피로 특성을 요구하는 부품에 사용되는 C함량 0.27~0.82%급의 (중)고탄소강 제품으로서 고강도 유지와 신선 가공성 확보를 위해 미세 펄라이트(Fine pearlite) 조직 제어를 필요로 한다.
• 스프링강선재(SPRING STEEL) : 자동차의 현가장치에 사용되는 선재, 그리고 엔진 밸브 또는 클러치에 사용되는 선재로 두 가지 유형이 있다. 현가 스프링은 자동차 주행 중 노면에서 전달되는 충격 및 진동을 흡수하고 분산시켜 승차감을 향상시키고, 차량의 방향 전환 시 균형을 유지해 안전성을 높이는 역할을 한다. 최근 차량의 경량화와 연비 향상을 위해 고강도 현가 스프링이 요구되는 추세이며, 내구성 향상을 위한 탈탄(산화 작용으로 강재의 탄소 함유량이 적어지는 현상) 방지 및 내부식 특성이 요구된다.
• 베아링강선재(BEARING STEEL) : 볼 베어링과 링 베어링으로 구분되며 사용용도 관리가 엄격하여 고탄소-고크롬계 합금강으로써 소입성이 뛰어나며 열처리 후 경도가 높아 피로 수명이 우수하고 구상화 소둔 처리 후 피삭성이 우수하다. 열간, 냉간 상태에서 단조 및 압조 가공으로 볼트, 너트, 나사 등 각종 기계부품을 제조하는 데에 사용된다. 균일한 화학성분과 양호한 내부 품질이 요구되며, 자동차 체결용, 건설용 볼트, 기계장치의 단조 부품 등에 사용된다.
• 피아노강선재(PIANO STEEL) : 고피로특성을 요구하는 피아노현(MUSIC WIRE)용으로 각종 스프링, PC강선, 비드 와이어(BEAD WIRE) 등에 사용되는 C 함량 0.62~0.92%급 고탄소 선재로 경강 선재에서 관리하지 않는 흠의 깊이와 탈탄층 깊이를 규정하므로 표면 및 내부품질이 우수하다.
• 기계구조용합금강선재(CARBON STEEL FOR MACHINE STRUCTURAL USE) : 내후성 볼트, 너트, 고장력 볼트, 너트 등 주요 기계부품의 결속 및 구동장치에 사용 Cr, Ni, Mo 등의 합금원소가 첨가된 고강도 제품이다.
• 타이어코드용 선재 (TIRE CORD STEEL) : 자동차 타이어의 보강재료로 자동차의 성능의 향상 및 경량화 추세에 따라 튜블리스타이어(TUBLESS TIRE)가 개발되면서 스틸코드(STEEL CORD) 제품이 사용된다. 0.70~0.92% 고탄소강에 강도 향상을 위한 성분(Cr, Si, Mn 등)을 첨가한 강종이다. 세선(직경 0.15~0.38mmø)으로 신선 가공 후 다양한 코드 형태로 꼬아서 자동차 타이어코드(외부 압력 및 충격으로 부터 타이어 수명을 연장시키는 보강재)에 사용된다. 타이어코드용 선재는 세선 가공을 위한 청정성, 경량화와 연비 향상을 위한 고강도가 필요한 선재다
• 냉간압조용선재(LOW-ALLOYED STEEL) : 냉간 압조용 선재는 냉간 압조, 단조, 압출 등의 방법으로 볼트, 너트, 스크류 등으로 만들어져 자동차 부품 및 산업기계 분야에 폭넓게 사용된다.
• 용접봉용선재(STEEL FOR WELDING WIRE) : 이산화탄소, 아르곤 등 가스로 대기를 차단하고 아크 용접하는 소재로 자동차, 조선, 컨테이너 제작 시 주로 사용된다. 또한 서브머지드(Submerged) 용접봉은 입상의 피복제를 뿌린 후 피복제 속으로 와이어를 공급해 아크 용접하는 소재로, 선박, 해양 구조물, 건설 구조물 등의 중후판 자동 용접 재료로 사용된다. 고속 직접 신선에 따른 신선성, 자동 용접에서의 양호한 아크 안전성, 스패터(Spatter) 발생 저감을 위한 최적 성분계, 균일한 송급을 위한 선재 인장강도 편차 저감이 요구된다. 용접용 선재는 가스 금속 아크(Gas metal Arc) 용접봉, 서브머지드(Submerged) 용접봉, 피복 아크 용접봉 등에 적용된다.
• 고장력강선재(HIGH TENSILE STRENGTH STEEL) : 콘크리트 전신주, Pile 등에 이용되는 PC 봉강의 일종으로 콘크리트 구조물내에서의 구조물의 성능을 향상시키기 위하여 미량의 Boron 이나 다량의 Si 가 첨가된 기계구조용 탄소강을 고주파 열처리하여 제조한다.

역사

우리나라 선재산업은 1959년 동국제강이 최초로 영등포 당산동에 연산 2천t 규모의 철선아연도금공장을 신설한 후 1973년 12월 영창철강이 연산 1만t 규모의 압연공장을 가동, 1978년 포스코가 포항에 연산 60~70만t 규모의 선재1공장을 짓게 되면서 본격화되기 시작했다. 1970년대 후반 국내 선재 수요 구조는 보통 선재였지만 특수 선재의 수요 증가에 따라 1980년대에는 수입의존도가 높은 자동차부품 소재용 특수강 선재를 공급하기 시작했다. 이어 고급강 대량 생산을 위한 초고속 압연 생산체제를 갖추기 시작하면서 자동차 타이어용 스틸코드, 스테인리스 선재 등이 생산됐다. 1990년대에는 연소제어시스템을 구축하고 고장 발생 방지를 위한 가이드 모니터링 시스템 등을 도입했으며 2000년대에 들어선 제어압연, 제어냉각 설비 운영기술을 통해 선재가공업계의 열처리를 생략할 수 있는 제조 프로세스를 확보해 원가절감 등을 이루게 됐다.

참고자료

• 〈선재(wire rod, 線材)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈선재(wire rods)〉, 《네이버 지식백과》
• 체인마스터, 〈철강-선재의 종류1〉, 《네이버 블로그》, 2010-01-16
• 〈종류 및 용도 - 선재〉, POSCO PRODUCTS
• 체인마스터, 〈철강-선재의 종류2〉, 《네이버 블로그》, 2010-01-16
• 조인영 기자, 〈(쉽게 배우는 철강용어)선재(Wire rod)〉, 《산업경제》, 2011-08-22

같이 보기

• 선
• 재료
• 압연
• 탄소
• 인발
• 가공
• 철사
• 기계
• 용접봉
• 동
• 알루미늄
• 티타늄
• 금속
• 스프링
• 현가장치

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