생산·가공·소비 단계 등 다양한 시도... 유해원소·공정 배제도 활발

7월 18일 서울 삼성동 코엑스 컨퍼런스룸 E홀에서 열린 제1회 금속재료 GVC(Global Value Chain) 컨퍼런스에서 포스코 강재연구소 김관호 수석은 '탄소중립 기여 친환경 선재 제품 개발 현황'을 통해 포스코의 친환경 선재 제품을 알렸다. 

국내 산업별 선재 수요는 390만톤으로, 수요산업별로는 자동차 32%, 건설 46%, 기계 13%, 조선·기타가 10% 수준이다. 이 중 자동차산업에서는 국산 선재가 80%, 수입재가 20%로 국산 선재 점유율이 높지만, 건설산업에서는 국산 43%, 수입 57%로 수입재 비중이 높다. 자동차는 고급재 사용 비중이 높은 반면, 건설에서는 범용재 사용이 많기 때문으로 분석된다. 

포스코 선재 제품 산업 수요 역시 자동차용이 가장 많아, 자동차산업의 탄소중립 요구가 상당한 압박이 될 수밖에 없다. 

김관호 수석은 포스코 친환경 선재 제품 유형을 △생산 측면 △생산 소재 가공, 소비 단계 △유해원소나 공정 배제 차원에서 소개했다. 

특히, △탄소배출 저감 산업용 소재(풍력, 태양광, 친환경차) △고탄소 배출재(알루미늄, 콘크리트) 대체 △
공급망 내에서 탄소 배출량 저감(고객사 공정 단축/생략) △에너지 효율 향상(고강도, 고공화, 이종접합) △소재 사용수명 향상(고강도, 내부식) △유해원소나 공정 배제 등 다양한 친환경 선재 소재 개발 사례를 홍보했다.

우선, 탄소배출 저감 산업용 소재(풍력, 태양광, 친환경차)에서는 풍력 발전 대형화가 빠르게 진행되면서 볼트와 베어링 제품 등 풍력 쪽에서 봉강과 선재 수요 크게 늘 것으로 보인다. 더불어 해상 풍력에서는 물체 계류 라인에서 더 많은 선재 소요가 예상됐다.

친환경차의 경우는 강선 및 섬유 보강 하이브리드형 수소저장 용기 개발 과정에서 선재 수요 증가가 전망됐다. 
탄소섬유 활용 수소용기는 성능이 우수하나 제조비용이 높고 재활용이 불가하다는 단점이 있다. 이에 고강도 극세선 적용으로 저원가와 재활용성을 높인 수소탱크를 개발할 필요가 있다고 김 수석은 강조했다. 

공급망 내에서 탄소 배출량 저감(고객사 공정 단축/생략)을 통해 친환경 선재 제품을 개발하는 사례로는 열처리 생략강이 대표적으로 꼽혔다. 이러한 보론강이나 비조질강 제어압연재를 자동차 구동 부위 등에 적용하고 있다. 특히, SCM435 대체 열처리 생략 보론강 개발을 통해 볼 스터드나 프렌지 볼트를 양산하고 실차에 적용했다고 김 수석은 전했다. 

한편, 제어압연을 통해 합금강 등에서 열처리 제외 기술을 적용하고 있으며. 이미 국내 자동차사에 적용 중이다. 

에너지 효율 향상(고강도, 고공화, 이종접합) 분야를 살펴보면 알루미늄과 플라스틱 등 다종 소재 채용 확대가 전망되면서 고급차, 친환경차, 배터리팩 중심으로 비철강재의 빠른 성장세가 예상되고 있다. 

이종 소재가 늘면서 접합에 어려움 있다 보니 리벳, 스크류 체결 등을 이용해 철강과 알루미늄, 탄소섬유 등 용접접합이 어려운 이종 소재 간 기계적 결합에 이용하고 있다. 다만, 이러한 접합재는 유럽에서 수입해 사용하고 있어, 포스코에서도 수입 대체 노력을 펼치고 있다. 

이 밖에 소재 사용수명 향상(고강도, 내부식) 분야에서는 자동차/건설용 1.4GPa급 고강도 볼트용 합금강 개발을 들었다. 초고증 건축물 증가에 따른 안전성 요구 강화로 고강도 볼트 적용 요구 높아졌다. 

이와 관련 김 수석은 교량 및 LNG 저장 탱크용 고강도 케이블과 PC 강연선 등 포스코의 고강도 소재 개발 노력을 소개하고 이순신대교와 울산대교, 튀르키예 차나칼레 대교 등 포스코의 기술력과 제품이 쓰인 사례들을 알렸다. 

또한, 김 수석은 자동차용 내부식 현가 스프링강 고강도화에 따라 부식피로가 취약한 점을 보강해 고강도이면서 내부식 특성을 향상한 강종을 개발한 사례를 홍보했다. 

끝으로 김 수석은 유해원소나 공정 배제 분야와 관련해서 납이 들어가지 않은 친환경 흑연쾌삭강을 개발해 납쾌삭강 대체를 시작했다고 알렸다. 다만, 영세업체들이 흑연쾌삭강 사용에 거부감이 있어, 대체재 개발에 따른 국내 납 사용 규제안 마련과 수요가 교육 등이 필요하다고 강조했다.