라를론 스틸(Rarlon Steel)에서 저는 수년간 구조용 강재 사업을 담당해 왔으며, 고품질 강재 프로파일의 생산 및 유통을 총괄해 왔습니다. H형강 제조 공정을 이해하려면 관련 기계 및 장비에 대한 지식만으로는 충분하지 않습니다. 금속학적 특성과 구조적 특성 사이의 적절한 균형을 확보하는 것이 중요합니다. 이는 계약자 또는 자재 공급업체가 올바른 건축 자재를 선택하거나, 고층 건물 설계 또는 시공을 담당하는 엔지니어에게 필수적인 사항입니다. 본 가이드는 경제적인 단면을 갖춘 H형 빔 설계에 대한 심층적인 안내서입니다.

원자재의 선정 및 가공

H형강 생산의 첫 번째 단계는 원자재 선정이며, 이는 실제로 철광석, 폐철강, 탄소(Carbon), 망간(Manganese), 실리콘(Silicon)과 같은 합금 원소에서 시작됩니다. 라를론 스틸(Rarlon Steel)에서는 용해 및 정련(Refining) 공정에 중점을 두고 있습니다. 이 공정에서는 원자재를 기본 산소 용선로(BOF) 또는 전기 아크 용선로(EAF)에서 용융 상태가 될 때까지 처리합니다. 이 과정에서 ASTM A36, JIS G3192 또는 EN 10025 표준의 규정 수준에 부합하는 요구되는 화학 조성을 정확히 제어해야 합니다. 이를 통해 건설 및 중장비 제조에 필요한 소정의 항복 강도와 연성(ductility)을 갖춘 H형강을 생산할 수 있습니다.

연속 주조를 통한 반제품 블룸(Bloom) 생산

용융 강철은 품질 검사를 통과한 후, 먼저 '블룸(bloom)' 또는 '빌렛(billet)'이라 불리는 반제품 형태로 주조됩니다. 당사는 '연속 주조(Continuous Casting)' 기술을 적용합니다. 이는 용융 강철이 고체화된 연속적인 스트랜드(strand)를 형성하도록 하는 방식입니다. 이 기법은 전통적인 잉곳(ingot) 주조 방식보다 우수한데, 내부 구조의 일관성과 균일성을 더욱 높일 수 있기 때문입니다. H형강(H section steel)을 고려할 때, 당사는 압연 공정의 첫 단계에서 사용될 큰 직사각형 블룸을 주조합니다. 이 블룸은 보호가 필수적이며, 이 시점 이후 발생하는 내부 기공(porosity)은 완성된 보(beam)의 구조적 완전성과 안전성에 치명적인 위협이 됩니다.

재가열 및 산화피막 제거

진정한 형성 공정을 수행하기 전에, 블룸은 워킹 빔 가열로에서 재가열되어야 합니다. 당사는 강재의 온도를 약 1100°C에서 최대 1250°C까지 상승시킵니다. 이 과정이 완료되면 강재는 플라스틱 상태가 되어 변형이 가능해집니다. 그러나 이러한 강재 가열 과정에서 발생하는 문제 중 하나는 강재 표면에 ‘밀 스케일(mill scale)’이라 불리는 산화철층이 생성되는 것입니다. 라를론 스틸(Rarlon Steel)에서는 이 밀 스케일을 제거하기 위해 고압 수류 분사 시스템을 보유하고 있습니다. 이는 H형강 생산에 있어 매우 중요한 단계로, 결함 없는 표면을 확보하고, 표면 결함이 강재 내부로 압연되지 않도록 보장합니다.

범용 압연 공정

H형강 제조 공정에서 가장 중요하고 핵심적인 단계는 유니버설 압연 공정(Universal Rolling process)이라 불립니다. 예를 들어, I형강은 소위 '2하이 밀(two-high mill)'이라고 불리는 장비로 제조할 수 있습니다. 그러나 H형강은 반드시 유니버설 밀(Universal Mill)을 사용해야 합니다. 이는 유니버설 밀이 수평 롤과 수직 롤을 모두 갖추고 있기 때문입니다. 이러한 롤은 웹(web)과 플랜지(flange)를 동시에 압축하는 데 사용될 수 있습니다. H형강의 플랜지는 넓고 평행하기 때문에, 플랜지의 두께와 폭을 웹과 독립적으로 제어하기 위해 수직 롤의 사용이 매우 중요합니다. 이러한 다축 변형(multi-axis deformation) 방식은 강재의 미세 구조를 개선하여 용접 강재보다 우수한 하중 지지 능력을 제공합니다.

냉각 및 교정

밀링 공정이 완료된 후 H형강은 적열 상태이며, 일반적으로 밀링 과정에서 약간 휘어지게 됩니다. 강재의 미세조직을 제어하기 위해 우리는 ‘출구 테이블(run-out table)’을 따라 정밀한 냉각 공정을 적용합니다. 이 정밀 냉각 공정이 완료된 후, 형강은 다중 롤 교정기(일반적으로 8~9개의 롤로 구성)로 이동합니다. 이 최종 단계는 강재 보에 잔존하는 응력이나 휨을 완전히 제거하는 데 매우 중요합니다. 당사는 모든 H형강 제품이 극도로 직선 상태임을 보장하는 것을 매우 중요하게 여깁니다. 이를 통해 고객사에게 훨씬 간편한 조립 공정을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 강재 용접과 관련된 시간 및 인건비를 최대 25%까지 절감할 수 있습니다.

최종 검사 및 표면 처리

제품 제조를 완료하기 전에, 우리는 대략적인 수준에서 테스트 및 마감 작업을 수행합니다. 당사의 모든 H형 강재 블록은 초음파 검사와 기계적 특성 검사를 통해 품질 약속을 이행하고 있음을 확인합니다. 교량이나 해안 지역 공장과 같이 부식 저항성이 더 높은 요구 사항이 있는 프로젝트의 경우, 용융 아연 도금 등 추가적인 표면 처리가 필요합니다. 라를론(Rarlon) H형 강재 보는 치수 정확도, 중량, 강도 비율, 표면 무결성 검사를 통과한 후 창고에서 출하되며, 이는 글로벌 인프라 협력 파트너십에서 뛰어난 품질을 제공하겠다는 당사의 약속을 충족합니다.