고품질 제품과 친환경 철강 솔루션으로 고객사에 만족을 선사하고 저탄소를 실천하고자 노력하는 포스코! 전문가가 직접 포스코의 새로운 강재들을 차례로 소개한다.

I포스코 전기전자마케팅실 솔루션개발섹션 최용환 리더

모터 효율 올리는 무방향성 전기강판, 폭발적인 수요 증가

모터(전동기)는 전자유도 현상을 이용해 전기에너지를 기계 에너지인 회전운동으로 바꿔 동력을 만드는 기기이다. 일반적으로 회전운동으로 변환하지만, 냉장고 컴프레서처럼 직선운동으로 변환하기도 한다. 모터가 전자유도 현상을 이용하려면 전기가 흐르는 구리(Cu) 전선과 유도된 자속이 원활히 흐르게 하는 전기강판이 필요하다. 이때, 모터에 사용하는 무방향성 전기강판은 일반적인 탄소강 대비 규소(Si) 비중이 높고 별도의 생산공정을 거쳐 철손(core loss)을 낮춘 제품이다. 철손은 모터의 효율을 떨어뜨리는 손실 요인 중 하나로, 철손 값이 낮을수록 낭비되는 전기에너지 소비를 줄일 수 있다.

위의 모터는 산업 현장에서 볼 수 있는 유도전동기, 동기전동기에 주로 쓰인다. 또, 에어컨과 냉장고 압축기, 진공청소기, 세탁기 등 가전제품을 비롯해 최근 각광받는 전기자동차용 구동모터에도 사용된다. 이외에도 드론과 도심형 항공 모빌리티 등 다양한 분야에서 수요처가 폭발적으로 증가하고 있다.

포스코 Hyper NO, 국내 가전•전기차 시장 경쟁력 견인

원래 포스코는 전기자동차용 구동모터에 적용하고자 Hyper NO 제품을 개발했다. 그러나 개발 초기에는 전기차 생산, 판매량이 적어 구동모터에 들어가는 Hyper NO의 사용량이 매우 적은 상태였다. 포항제철소 전기강판 공장에서 정기적으로 생산해야 제품 품질이 향상되고 안정적으로 공급이 가능한데, 초기 전기차 구동모터만으로는 수요가 너무 부족해서 수익성이 매우 나쁜 상태였다. 해결책을 고심하던 중, 마침 고효율 프리미엄 냉장고 개발을 검토하던 국내 가전사에서 해당 제품에 Hyper NO 적용하자는 제안을 해왔다. 그 후 포스코 관련 부서와 국내 가전사가 함께 고효율화 개발에 착수했다. Hyper NO 개발에 성공한 뒤, 이를 적용한 고객사의 프리미엄 냉장고는 효율등급이 크게 향상됐다. 현재는 더욱 다양한 가전제품에 Hyper NO를 적용하고 있다.

국내 가전사는 포스코 Hyper NO를 적용한 고효율 제품으로 글로벌 시장에서 경쟁력을 높일 수 있었다. 모터용 전기강판 소재를 공급하는 포스코가 가전 생태계와 국내 전기차 시장의 경쟁력을 견인한 것이다.

전기 소비, 탄소 배출 줄이는 고효율 친환경 전기강판 Hyper NO

최고급재인 Hyper NO의 철손 값은 2.5 W/kg로, 4.7 W/kg인 고급재와 13.0 W/kg 에 달하는 일반재에 비해 매우 낮다. 따라서 모터에 일반재 대신 Hyper NO를 적용하면 전기손실을 10.5 W/kg 줄일 수 있다. 이를 환산하면 냉장고 1대 당 1년 동안 전기 소비를 최대 138kWh를 절약할 수 있고, 냉장고 1천만대로 계산하면 전기료는 1,380억원, 탄소 배출량은 64만톤가량 감축할 수 있다. 최근 국내 가전사에서는 에너지소비효율 1등급 고효율 제품을 개발, 출시하고 있으며, 국가에서도 효율관리제도를 바탕으로 이를 적극적으로 장려하고 있다. 탄소중립 달성 과정에서 에너지를 절약하는 고효율 프리미엄 전기강판 Hyper NO의 역할이 매우 중요해질 것으로 기대된다.

포스코는 지금도 지속적인 연구로 새로운 고효율 친환경 제품을 개발하고 있다. 모터코어 제작 시 사용되는 전기강판을 적층하려면 레이저 용접이나 엠보(요철) 형태로 체결해야 하는데, 이 공정을 거치면 전기강판의 특성이 저하돼 철손이 증가하는 문제가 있었다. 이에 포스코는 특수 개발된 접착 코팅재를 이용해 체결함으로써 철손을 줄인 셀프본딩 전기강판을 개발했다.

포스코는 지금도 지속적인 연구로 새로운 고효율 친환경 제품을 개발하고 있다. 모터코어 제작 시 사용되는 전기강판을 적층하려면 레이저 용접이나 엠보(요철) 형태로 체결해야 하는데, 이 공정을 거치면 전기강판의 특성이 저하돼 철손이 증가하는 문제가 있었다. 이에 포스코는 특수 개발된 접착 코팅재를 이용해 체결함으로써 철손을 줄인 셀프본딩 전기강판을 개발했다.

포스코는 지난 2022년 4월, 1조원을 투자해 전라남도 광양제철소에 연간 생산량이 30만톤에 달하는 전기강판 공장 건설에 착공해 최근 11월에 준공을 완료했다. 포스코는 앞으로 Hyper NO를 안정적으로 생산해 온실가스 감소에 지속적으로 기여할 것이다.

고품질 제품과 친환경 철강 솔루션으로 고객사에 만족을 선사하고 저탄소를 실천하고자 노력하는 포스코! 전문가가 직접 포스코의 새로운 강재들을 차례로 소개한다.

I포스코 스테인리스마케팅실 솔루션개발섹션, 최점용 수석연구원

포스코는 지난 3년간 물을 1년 내내 담수해 깨끗한 물을 공급하는 시설인 정수장 저수조 내부에 필요한 기술을 개발해왔다. 최근 저수조 내부에 라이닝*(Lining)용 소재로 듀플렉스강*을 적용하는 스테인리스 라이닝 솔루션 기술 개발에 성공해, 위생성과 친환경성을 모두 높였다.

*라이닝(Lining) : 콘크리트 벽체에 판을 용접해 방수처리가 별도로 필요하지 않은 벽체를 만드는 공법.
*듀플렉스강(Duplex) : 오스테나이트상과 페라이트상이 각각 50% 혼재한 스테인리스강으로, 내식성과 강도 등 기계적 성질이 우수함.

고강도∙고내식 듀플렉스강 적용한 스테인리스 라이닝 솔루션 개발 성공

상수도 시설물인 정수장, 정수지, 배수지 등의 구조물은 깨끗한 물을 항상 담수해야 하는 철근콘크리트 수(水)처리 구조물이다. 따라서, 물 환경 개선과 구조체 보호 측면에서 방수∙방식 공사가 매우 중요하다. 상수도 시설물 연구 보고서에 따르면, 非스테인리스 계열 소재로 방수∙방식 시공을 하는 경우, 사용 중 환경 호르몬 용출, 미세 플라스틱 발생, 콘크리트 균열에 의한 유해물질 유입 등 다양한 원인에 의한 물 오염이 심각한 것으로 나타났다. 또 물 품질관리 목적으로 이뤄지는 주기적인 청소와 5~10년 주기로 하는 유지∙보수∙보강에 따른 생애주기비용(Life Cycle Cost)이 증가하고 있다. 청소와 유지∙보수는 주로 물 수요가 급증하는 여름철에 이뤄지는데, 기존 방수 공법은 콘크리트 표면이 건조돼야만 공사를 할 수 있기 때문이다.

▲기존 콘크리트 배수지 구조물에 부식이 일어나고 균열이 발생했다.

▲기존 시설물의 방수층이 들뜨고 박리된 모습.

포스코는 스테인리스강의 우수한 내식성과 깨끗한 이미지에 주목해, 정수장 저수조 용도로 타 소재 대비 경쟁력 있는 강재를 발굴하고 사용 솔루션 기술을 개발하는 데 노력을 기울였다. 특히 염소•틈새 부식 저항성이 우수하고 내마모와 내침식성을 동시에 가져 기존에 물 산업용 물탱크 용도로 자주 쓰이는 고강도∙고내식 듀플렉스강을 적용하고자 했다. 포스코는 고객사와 친환경소재신기술연구조합등과 협업해, 노후화한 기존 콘크리트 구조물에도 적용할 수 있는 경제적인 스테인리스 라이닝 솔루션 기술을 개발했다.

자원순환형 듀플렉스강과 자동용접기 급속 시공기술로 공사기간 단축해 친환경성 확보

포스코가 개발한 ‘라이닝 공법’은 스테인리스강을 벽에 단순히 부착하는 형식이 아니라, 콘크리트 탱크 내부에 또 다른 스테인리스 탱크를 만드는 방법이다. 이는 물저장 기능과 구조적 안정성을 모두 확보할 수 있는 일종의 이중 탱크형식이다.

접착제로 단순 접착하는 기존 판넬 형식이나 도장 방식과 달리, 콘크리트 벽체에 스테인리스 평철*을 앙카볼트로 부착하고, 평철과 스테인리스 패널도 용접해 결합하는 방법이다. 라이닝 시공에서 가장 중요한 용접방법은 아래 그림과 같이, 평철 위에 스테인리스 패널을 설치한 후 먼저 점용접으로 패널을 고정시키고, 패널과 패널이 만나는 곳 전체를 연속 용접한다. 최종적으로 용접부 열변색을 제거한 뒤 산세작업을 해 용접부 부식을 부식을 방지한다. 특히 자동용접기 급속 시공기술을 개발해 기존 대비 공사기간을 20% 이상 줄일 수 있도록 했다.

*평철 : 제작된 스테인리스 판넬을 콘크리트 벽체에 고정하기 위한 구조물로 스테인리스 띠.

스테인리스 라이닝은 타 방수∙방식공법에 비해 △부식•침식저항성이 우수한 듀플레스강 사용으로 내구성이 우수해 반영구적으로 사용 가능하고, △주기적인 청소만으로 최상의 깨끗한 표면 상태를 유지하며, △콘크리트 벽체 균열에 의한 외부 침출수 유입이나 환경 호르몬 발생 우려가 없다. 또 △주기적인 보수가 거의 필요 없어 초기 투자비 대비 유지 보수 비용이 낮고, △스테인리스 전체를 용접 시공해 수밀성*이 우수, 수자원 손실 예방이 가능한 생애주기비용 고려 시 가성비가 우수한 경제적 공법이다. 마지막으로, △GR* 인증한 친환경 소재로 탄소배출을 줄여 친환경성이 우수하다. 특히, 저수조 천정은 물이 증발해 결로수에 응집된 염소가 부식되는 것을 방지하는 고내식 듀플렉스 329J3L*, 저수조 벽면은 저렴하면서도 304대비 내식성이 우수한 듀플렉스 329LD*등 적용 부위에 따라 적절한 라이닝 소재 선택 가이드를 작성했다. 스테인리스 라이닝은 재활용한 스크랩을 주원료로 해서 전기로 조업으로 생산된다는 면에서 친환경적 이점도 갖추고 있다.

*수밀성(Watertightness) : 구조물이나 재료가 물의 침투, 흡수, 투과를 막는 성질
*GR(Good Recycle Product) : 우수재활용 제품 인증
*329J3L : 22Cr-5Ni-3.0Mo-0.15N
*329LD : 20Cr-2.5Ni-1.5Mo-0.18N

시너지 효과 보여주는 스테인리스 라이닝 솔루션과 인공지능의 결합

포스코는 개발한 스테인리스 라이닝 솔루션을 정수장 침전지, 정수지, 배수지 등 콘크리트 구조물에 적용해 깨끗한 식수 품질 향상에 기여하고 있다. 이 기술은 2023년 수자원공사로부터 우수기술 인증을 받았고, 철의날 기념식에서 산업통산자원부 장관상을 수상했다. 포스코는 이에 더해 고객사와 공동으로 AIoT 기술을 접목한 스테인리스 라이닝 솔루션 기술을 추가로 개발하고 있다. 수질과 구조물 품질을 상시 모니터링하다가 위급 시 자동으로 밸브를 차단하는 기술로, 컴퓨터나 휴대폰으로도 항상 모니터링과 관리를 할 수 있도록 했다. 포스코는 국민에게 더 안전하고 위생적인 솔루션을 제공하기 위해 개발에 매진하고 있다.

고품질 제품과 친환경 철강 솔루션으로 고객사에게 만족을 선사하고 이산화탄소 배출량 저감을 위해 노력하는 포스코! 전문가가 직접 포스코의 새로운 강재들을 차례로 소개한다.

I 포스코 열연선재마케팅실 선재판매그룹, 오영태 차장

자동차 체결 CHQ용 열처리생략강 선재 탄생 배경

선재는 자동차, 건설 등 다양한 산업 분야에서 사용하는 철강 소재이다. 이중 자동차 부품용인 ‘CHQ용 선재’는 사람의 안전과 직결되는 중요 체결 부품에 주로 쓰이기 때문에 자동차사에서 고품질을 까다롭게 요구하는 핵심 고급강 제품이다. 고객이 만족하는 제품을 만들려면 선재 상태에서 자동차 부품으로 만들기까지 다양하고 복잡한 가공 공정을 거쳐야 한다. 부품 가공전에는 사이즈 확보와 가공성 확보를 위한 신선(Drawing), SA(Spherodized Annealing : 구상화) 열처리를 한다. 그 후 단조(Forging)로 부품 형상을 제어하고 Q/T(Quenching & Tempering : 소입소려) 열처리로 최종 부품의 강도를 확보해 자동차 체결용 부품을 완성한다.

최근 사회적으로 친환경을 중요시하고 친환경차가 급성장하는 등 저탄소에 대한니즈가 급증하면서 열처리 공정 생략에 대한 산업계의 관심이 급격히 커지고 있다. 특히 국내 자동차 시장의 정체로 글로벌향 시장 확대가 필요해진 국내 자동차 부품사들은 열처리생략강에 주목했다. 이에 포스코는 미래 시장을 이끌 수 있는 탄소배출 저감형 친환경 선재에 기술력과 역량을 집중했다.

국내 파스너사와 협업한 포스코, 일본계 부품사에 제품 첫 적용 쾌거

포스코의 대표적인 열처리생략강은 POSNH 시리즈(POSCO Non-Heat treatable steel Series)로 합금성분을 최적화해 성형성을 향상하고, 충격치를 높이고자 나이오븀(Nb), 바나듐(V) 등 미세 합금 원소를 첨가해 결정립을 미세화시킨 강종군이다. 포스코가 개발한 POSNH 시리즈에는 PONH4, POSNH6, POSNH9S 등이 있다.

이중 0.9기가파스칼급(통상 9T급) POSNH9S는 2017년 자동차 조향장치 부품용 소재로 개발한 제품이다. 포스코는 국내 최대 파스너사인 태양금속공업(주)과 협력해 완성차 부품용으로 다양한 제품 홍보 및 채용 활동을 해왔다. 그 결과 일본 고객사의 까다로운 요구 조건을 만족시켜 처음으로 일본 브레이크 부품사에 브레이크 가이드 핀(Brake Guide Pin)용으로 2021년 상반기부터 양산공급을 시작했다.

▲자동차 조향부품 브레이크 가이드 핀.

국내 부품사 경유, 북미 GM 완성차향 조향 부품에 적용

또, 포스코는 국내 부품사 CTR과 함께 북미 GM향 2022년 픽업 트럭 신차에 들어가는 조향부품 Tie Rod용 POSNH9S 강종을 제안했다. 최적의 신선과 피막 조건, 금형 수명 향상 기술 등 부품사 니즈에 대응한 열처리 생략강 적용 솔루션을 개발, 제공함으로써 글로벌 부품사와의 경쟁우위를 확보해 북미 GM 완성차향 2022년 양산화에 성공했다.

▲ 자동차 조향부품 타이 로드.

포스코, 열처리생략강 적용 솔루션으로 국내 파스너사 고질적 문제 해결

최근 글로벌 전기차 등 친환경차 급성장과 함께 전기차 배터리와 배터리팩 체결용 숄더 볼트(Shoulder Bolt) 수요도 늘어나고 있는 상황이다. 기존 탄소강(SWRCH45K)은 최종 볼트 가공 후 Q/T 열처리로 강도를 확보해야 하는데, 열처리 후 휨 현상이 발생해 추가로 교정 작업이 필요했다. 포스코는 이 부분에 착안해 파스너사와 공동으로 Q/T 열처리 생략 강재 적용을 추진했다. 포스코는 신선 가공량을 높여 Q/T 열처리 없이 요구강도를 확보했고, 파스너사는 단조공정을 최적화해 교정 작업까지 생략할 수 있는 열처리 생략강 POSNH9S를 양산화하는 데 성공했다. 이로써 파스너사는 Q/T 열처리와 교정 작업 생략으로 원가 절감과 생산성 향상이라는 목표를 이뤘으며, 저탄소 친환경 제품을 시장에 안정적으로 공급할 수 있게 됐다.

▲열처리생략강 적용 Supply Chain 가공공정

▲전기차 배터리 체결용 숄더 볼트(Shoulder Bolt).

포스코 POSNH9S, 국내 완성차사 2024년 출시 新전기차 최초 적용 확정

최근 국내 완성차사도 2045년 탄소중립 로드맵을 발표한 후 포스코의 탄소배출 저감형 열처리생략강에 관심을 보이고 있다. 포스코는 2022년 하반기를 시작으로 국내 완성차사 – 부품사와 협업해 소재 및 제품 내구 평가, 성능평가를 실시해 우수한 품질을 입증했다. 그 결과 2024년 출시 예정인 전기차 신차의 조향부품 타이 로드(Tie Rod)에 최초 적용을 확정했다. 이는 국내 생산 차종은 물론 해외 현지공장 생산 차종까지 확대할 수 있는 교두보가 될 것으로 기대된다.

고품질 제품과 친환경 철강 솔루션으로 고객사에게 만족을 선사하고 이산화탄소 배출량 저감을 위해 노력하는 포스코! 전문가가 직접 포스코의 새로운 강재들을 차례로 소개한다.

포스코 강건재마케팅실 강건재솔루션그룹, 손창영 수석연구원

해수환경 특화 강재 POSEIDON500으로 부식 문제 해결한 포스코

포스코는 지난 2년간 염분에 대한 저항성이 우수한 특화 강재 POSEIDON500을 이용한 신규 공법 개발로, 항만 구조물의 내구성과 경제성을 모두 높였다. 해수는 염분을 포함하고 있어 일반적인 환경에 비해 철강재가 빨리 부식한다. 특히, 비말대(splash zone)라고 불리는 바닷물의 최고 수위 바로 위는 파도로 해수에 직접적으로 노출되면서 산소 공급이 원활해져 부식이 집중적으로 일어난다. 포스코는 해수환경에서 부식 문제를 해결하고자 특화 강재 POSEIDON500을 개발했다. 이 강종은 일반적인 구조용 강재보다 비말대 부식에 대한 저항성이 40% 이상 향상되고, 크롬(Cr)과 같은 고가의 합금성분을 1%로 줄여 스테인리스강 대비 경제성을 확보했다. 또 특화 강재의 재료 특성을 고려한 최적의 공법 솔루션을 제공해 자재비를 10~15%가량 절감했다. 이런 강점을 바탕으로 2023년 하반기에 LNG터미널 건설 프로젝트에 2만톤, 2025년에는 항만 안벽과 호안 구조재로 2만톤을 공급할 예정이다.

고성능∙저비용 강재에 최적의 구조물 솔루션 제공까지, 고객 만족도 향상

포스코의 항만∙해양구조용 특화 강재가 시장에서 좋은 평가를 받는 이유는 강재 개발 단계부터 구조물 적용 단계까지 고객의 니즈를 바탕으로 경제성을 염두에 두고 연구∙개발했기 때문이다. 일반적으로 내식성이 우수한 강재로 스테인리스강을 먼저 떠올리지만, 이는 크롬(Cr) 성분을 12% 이상 포함하고 니켈(Ni) 등 고가 합금 원소를 첨가해 가격이 비싸다. 항만 강관파일처럼 많은 양을 필요로 하는 구조용 강재로 스테인리스강을 사용하면 사업성이 낮아 보다 저렴한 소재가 필요하다.

포스코는 이점에 주목해, 강재 개발 시 크롬(Cr) 성분 1% 내외 저원가 성분으로 설계했다. POSEIDON500은 비말대에서 일반적인 구조용 강재보다 부식에 대한 저항성이 40% 이상 향상되도록 개발했다. 해수에 노출되면 표면에 크롬 산화층을 형성해 부식을 억제하는 방법을 사용한 것이다.

일본 철강사도 내해수강을 개발해 선박이나 플랜트에 적용한 바 있는데, 이는 항복강도 240MPa 수준이었다. 반면 포스코가 개발한 해양 구조용 강재는 항복강도가 380MPa, 인장강도가 590MPa로 세계 최고 수준을 자랑한다. 또한 포스코는 강재의 실제 사용 환경을 고려한 최적 구조물 솔루션을 제공해 국내 고객의 만족도가 높다.

5년간의 해수 부식성능 검증 통과, 저가 수입재에 비해 월등한 POSEIDON500

POSEIDON500 개발에 착수한 2010년 이전까지 항만 강관파일로 STP275, STP355를 사용했는데, 이는 주로 국내로 대규모 유입된 저가의 수입산 열연재로 조관했다. 포스코는 이런 저가 수입 강재에 대응할 방안을 고심했고, 항만 관련 발주처, 시공사와 설계사 주요 관계자의 목소리에 귀를 기울였다. 여러 의견을 들어본 후 저가 수입 강재로는 내식성과 강도 측면에서 고객의 기대를 충족시키지 못한다는 사실을 파악하고 포스코 연구진이 직접 강재 개발에 나섰다.

당시 일본에서도 항복강도 245MPa급 내해수강을 개발했는데, 가격이 높아서 항만 구조물 적용은 실패했고, 조선용 해수배관으로만 제한적으로 사용하고 있었다. 포스코는 항복강도를 380MPa 수준으로 높이고 내식성을 40%가량 향상하면 경제성 확보가 가능하다고 판단, 연구∙개발에 집중했다.

도전적으로 시작한 연구는 우여곡절을 겪으며 점점 무르익었다. 포스코는 강재 개발 당시 간편한 실내가속 부식시험만으로 부식성능을 검증해 되도록 빨리 시장에 출시하고자 했다. 그러나 KS규격과 해수부 설계기준 등록 과정에서 2년 이상의 장기간 부식성능검증 결과가 필요하다는 심의의원의 완강한 반대 의견에 부딪혔다. 자칫 개발 중단으로 이어질 수 있는 위기였다. 포스코는 이때 어려운 검증과정이 오히려 수입재의 무분별한 국내 유입을 막는 ‘방어막’ 역할을 할 수 있다는 점에 주목했다. 위기가 ‘특화 강종 탄생’의 기회로 반전되는 순간이었다.

1년간의 세부계획 끝에 서해∙남해∙동해를 대표하는 시화∙광양∙포항에 비말대, 간만대, 해중부로 나눠서 장기폭로 부식시험체를 설치하고 5년간 모니터링해 해수 부식성능을 검증했다. 포스코는 이를 바탕으로 2013년에 KS 규격, 2015년에는 해수부 항만∙어항 설계기준에 등록하면서 시장진입에 필요한 모든 관문을 통과했다.

적용 범위 확대하며 항만분야 기술발전 선도하는 POSEIDON500

▲항만∙해양구조물 적용 사례.

포스코는 강재 개발 후 항만 구조물 신규 공법개발으로 적용 범위를 넓혀 나갔다. 2016년 포항 신항 강관파일에 초도적용해 국내 잔교부두*부터 적용했고, 2019년 신서천 화력발전 입출하부두 JETTY 강관파일 등 석탄화력 항만시설, 2020년 진해 잠수함 기지 자켓 구조, 2023년 광양 준설토 투기장 해상 가교기초, 2023년 광양 제2LNG 터미널 JETTY** 자켓 구조∙강관파일 등 항만 구조 형식별로 적용범위를 확대했다.

특히, 진해 잠수함 기지에는 강관파일뿐만 아니라 자켓구조에 POSEIDON500 후판도 개발해 공급했다. 이를 기반으로 광양 제2LNG 터미널에는 강관파일과 자켓구조 모두에 POSEIDON500 열연과 후판을 공급할 계획이다. 또, 2023년에는 항만 안벽과 호안에 적용할 수 있는 ‘벽강관말뚝’도 전문시공사∙설계사와 공동으로 개발해 2024년부터 본격적으로 적용할 예정이다. 세계적으로 POSEIDON500과 같은 내해수강은 주로 조선용 해수배관과 항만 시트파일에 일부만 적용했는데, POSEIDON500은 항만 주부재인 강관파일과 자켓구조에 쓰이면서 항만분야 기술발전을 선도하고 있다.

*잔교부두 : 육지와 인접하여 강관파일 시공 후 그 위에 콘크리트 슬래브를 타설하여 만든 접안시설.
**JETTY : 육지로부터 돌출된 말뚝지지 구조의 접안시설, 석탄이나 LNG 수송선과 같이 큰 배가 접안하기 유리하다.

고품질 제품과 친환경 철강 솔루션으로 고객사에게 만족을 선사하고 이산화탄소 배출량 저감을 위해 노력하는 포스코! 전문가가 직접 포스코의 새로운 강재들을 차례로 소개한다.

I 포스코 기술연구원 자동차소재표면연구그룹, 조두환 수석연구원

코로나 확산에 대응하는 포스코의 아이디어

2019년 12월 코로나 바이러스(Covid-19)가 발생한 이후 펜데믹으로 사회•경제적인 위기가 닥쳐왔다. 전세계가 혼란과 어려움을 겪으면서 보건과 위생에 대한 관심이 한층 높아졌다. 포스코는 유해한 바이러스로 인해 야기된 사회적 혼란을 고유의 기술력으로 해결할 수 없을까 고민했고, 생활의 필수 소재인 ‘강판’에 바이러스에 대한 불활성화 기능을 첨가하는 아이디어를 떠올렸다.

항바이러스 강판 아이디어를 현실화한 철강과 바이오 기술의 협업

코로나 바이러스는 왕관 모양의 바이러스로 유행성 감기를 포함한 호흡기바이러스 중 하나다. 감기, 독감, 메르스 그리고 현재 유행하고 있는 COVID-19도 여기 해당한다. 바이러스는 크기가 세균이나 박테리아의 1/100~1/10000정도로 작고, 변이와 전파 속도가 빨라 사멸이 어려운 특징이 있다.

따라서, 항바이러스 개발 초기에는 전세계적으로 공인된 바이러스 평가방법과 평가기관이 정해져 있지 않았을 뿐만 아니라 평가비용이 높아 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해 국내 바이오 연구기관과 협력해 개발을 추진했다.

친환경 물질로 바이러스를 사멸하는 항바이러스 강판

포스코는 생활환경에서의 바이러스의 감염을 예방하고자 생활가전과 건재용 철강 제품에 우선 적용이 가능한 제품개발을 추진했다. 포스코의 고유기술로 개발한 내부식성이 우수한 PosMAC(Zn-1.4%Al-1.5%Mg) 도금강판에 컬러코팅 도막((塗膜:도료를 도포해 형성되는 피막)을 생성하고, 친환경 무기복합재료를 사용해 항바이러스 특성이 우수한 컬러강판을 개발했다.

바이러스 비말이 포스코 항바이러스 강판 도막에서 용출된 금속이온에 흡착하고, 금속이온과 수분이 반응하며 생성되는 활성산소가 바이러스 막을 파괴하면서 바이러스가 사멸되는 원리다. 특히 이번에 개발한 항바이러스 물질은 생체재료를 재활용해서 개발했기 때문에 친환경적이며 가격이 저렴하고 금속이온의 용출이 쉬워 항바이러스 성능이 우수하다는 특징이 있다.

정밀한 평가로 성능 검증해 우수성 입증!

개발 제품에 대한 항바이러스 특성은 국내 연구기관에서 국제표준평가법(ISO 21702 & 22196)으로 평가가 이뤄졌다. 그 결과, 코로나(COVID-19), 고양이바이러스(Feline), 독감(Influenza-A), 이 코로나 바이러스 3종 대해 모두 99.9 % 의 효과가 검증됐다. 뿐만 아니라 세균(4종)과 곰팡이(5종)에 대해서도 각각 99.999 % 의 사멸율과 0 % 증식율의 우수한 효과가 나타났다. 특히 제품이 사용되는 기간(Life Cycle)에 항바이러스 성능에 대한 내구성 평가에서도 98 % 이상의 우수한 결과를 보여줬다.

이처럼 포스코의 항바이러스 강판은 항바이러스, 항균, 항곰팡이 특성도 검증돼 그 우수성을 입증했다. 보건과 위생에 관심이 집중되는 지금, 건재용과 생활가전 제품의 판넬로 각광받게 될 것으로 보인다.

세계 각국 철강사를 선도한 포스코 친환경∙저원가 항바이러스 강판

2020년 초 코로나 팬데믹 환경에서 세계 각국의 철강사에서도 항바이러스 강판을 개발하기 위해 많은 노력을 했으나 양산까지 성공적으로 이어지지 못했다. 일본의 철강사에서는 빛에 의해 활성화되는 광촉매 물질을 이용해 가전용 제품에 사용하는 아연-니켈 전기도금 제품을 개발했으나, 햇볕이 없는 실내에서는 성능이 떨어진다는 문제가 있다. 다른 국내 컬러강판사에서는 의료용 물질을 이용해 항바이러스 강판을 개발한 것으로 보도됐으나, 가격과 품질면에서 실용성이 없어 양산되지 않고 있다. 포스코는 친환경-저원가 항바이러스 물질 개발로 건자재, 가전용 제품 적용이 가능한 항바이러스 컬러강판을 만드는 데 성공했다.

세계 최초, 건축용 소재로 적용 성공해 수요예측 청신호

항바이러스 컬러강판은 국내 건자재 전문회사와 협력해 모듈러형 학교 교실과 화장실, 냉난방 공조기의 내장재로 적용해 큰 호평을 받았다. 포스코는 앞으로도 기업시민 활동의 일환으로 의료시설, 공공시설, 학교, 유치원 및 식품공장 등의 건축 내장재에 항바이러스 강판 적용을 늘려갈 계획이다. 사람과 건강을 지키고 친환경-저원가로 고객을 만족시키는 포스코의 항바이러스 강판의 미래가 기대된다.