l 포스코의 수소산업 육성을 통한 탄소중립 달성 전략

에너지를 많이 소비하는 철강산업의 입장에서 그린수소(재생에너지만을 이용하여 만드는 수소)를 활용하여 탄소중립을 지향하는 전략은 도전적이지만 의미 있는 것으로 평가된다. 국내 대표적인 철강기업인 포스코는 지난해 12월 2050년까지 수소 500만 톤 생산체제를 구축해 미래 청정에너지인 수소 사업을 개척하고, 탈탄소시대를 선도하겠다는 의미를 담은 <수소경제를 견인하는 그린수소 선도기업> 비전을 선포한 바 있다.

포스코는 이러한 비전 실천을 위한 방안을 진행하기 시작했다. 지난해 포스코는 호주 철광석 회사 FMG와 신재생에너지를 활용한 그린수소 사업에서 상호 협력하기로 하고, 올해 들어 포스코는 유수 국내 연구소와 수소분야 연구협력 증진을 위한 업무협약을 수소사업 역량 확보에 본격적으로 나서기로 했다. 이어 포스코는 세계 해상풍력발전 1위 업체인 덴마크 오스테드와 MOU를 통해 해상풍력발전 단지 구축에 필요한 철강재 공급과 함께 풍력발전을 활용한 그린수소 생산에 참여하기로 하는 한편, 현대차•SK•효성그룹과 함께 국내 기업들의 참여하는 수소기업협의체를 설립을 준비하기로 했다.

l 철강산업과 결코 떼려야 뗄 수 없는 수소산업

포스코가 이렇게 수소산업에 적극적으로 나서는 이유는 수소가 철강산업과 밀접하게 연관되어 있기 때문이다. 우선 철강 생산부분에서 현재 포스코는 코크스 제조 공정에서 발생하는 부생가스(COG)와 천연가스를 이용한 연간 7천 톤의 수소 생산 능력을 갖추고 있으며, 약 3,500톤의 부생수소를 추출해 철강 생산 중 온도 조절과 산화 방지 등을 위해 사용하고 있다. 장기적으로는 탄소 배출이 없는 철강 생산방법인 ‘수소환원제철’ 공법을 상용화하기 위한 기술을 개발 중이다. 이 기술은 세계 어느 철강사도 상용화하지 못한 꿈의 기술로, 포스코는 이미 수소환원제철에 가장 가까운 독자 제선기술인 파이넥스(FINEX) 기술을 상용화하여 15년 가까이 안정적으로 운영하고 있다.

파이넥스 공법은 환원제의 25%를 수소로 이용한다. 포스코는 이러한 앞선 기술을 바탕으로 가동 중인 유동환원로 2기의 수소 농도를 단계적으로 높여가며 수소환원제철을 개발할 계획이다.

한편 수소산업은 새로운 특수 철강재 수요처가 된다. 수소 수송을 위한 특수 고압 강관, 액체 수소 저장을 위한 극저온강, 내식성과 전도성이 뛰어난 수전해 분리판과 연료전지 분리판, 해상풍력발전기용 내부식성이 뛰어난 특수 철강 등 수소산업 발전에는 각 용도에 적합한 철강재 개발 및 공급이 중요하다. 포스코는 세계 최초로 수소 연료전지 분리판용 철강제품을 개발해 국내에서 생산되는 수소차에 공급하는 등 수소 생산과 이용에 필요한 역량을 갖추고 있다.

▲ 포스코 스테인리스스틸 소재(Poss470FC)로 만든 연료전지 분리판이 2016년 북미국제모터쇼(NAIAS) 기술전시회 포스코 부스에 전시되어 있다.

l 갈수록 중요해지는 그린수소 확보의 중요성

탄소중립을 위해서는 수소환원제철 등 수소 이용기술 개발과 아울러 탄소 배출이 없는 그린수소를 적정한 가격에 안정적으로 확보하는 것도 중요하다. 수소는 우주 질량의 75%를 차지할 정도로 풍부하다 하나, 지구상에는 수소 기체가 매우 희박하다. 그래서 인류는 쉽게 구할 수 있는 수소원자가 포함된 화합물, 즉 물(H2O)이나 화석연료 등에서 수소를 추출하여 사용한다. 탄화수소 화합물인 화석연료에서 수소 생산은 비용이 저렴하나 필연적으로 이산화탄소(CO2)가 발생하며, 이를 제거하기 위해서는 CCS(Carbon Capture and Storage 탄소 포집 및 저장) 기술이 필요하다. 아직은 CCS에 비용이 많이 들며 국토가 협소한 우리나라에서는 저장 장소 확보도 용이하지 않다.

반면 재생에너지 전력을 이용한 수전해 수소는 탄소 배출이 없으나, 아직은 생산비용이 비싸다. 비록 최근 들어 재생에너지 발전단가가 많이 낮아졌다고는 하지만, 국토 면적이 협소하고 풍황 등이 열악한 우리나라는 재생에너지 발전 건설에 주민 수용성 확보와 복잡한 인하가 등으로 주요국에 비해 발전단가가 비싼 실정이다. 재생에너지 발전 비용 하락을 위한 획기적인 노력이 필요하다.

탄소 배출이 없는 그린수소나 블루수소를 경제적으로 확보하기 위해서 생산비용이 저렴한 해외에서 확보하는 방안을 적극적으로 검토할 필요성이 있다. 최근 연구에 따르면 국토 면적이 넓고 자연적 여건이 양호한 호주, 미국, 중동지역 등에서 수소를 저렴하게 생산할 것으로 전망되고 있다. 이들 지역으로부터 수소를 수입하거나, 재생에너지 발전 및 수소 생산에 직접투자를 통해 수소를 확보할 수 있다. 수입되는 수소의 부피를 줄이기 위해서는 액화가 필수인데, 암모니아로 변환시키는 방법이 현재로서는 가장 경제적인 방법으로 알려져 있다. 포스코에서 최근 친환경적인 암모니아 활용 기술 개발 등 수소사업 역량 확보 노력은 적절한 것으로 보인다.

▲ 2050년 국가별 그린수소 무역 전망 (출처: 블룸버그NEF Hydrogen Economy Outlook, 2020.3.30)

l 탄소중립 실현을 위한 민•관 협력의 필요성

탄소중립을 실현하기 위한 그린수소 확보 및 활용은 몇몇 기업의 노력만으로는 한계가 있다. 수소의 생산, 유통, 소비의 각 밸류체인별로 산업생태계가 구축되어야 하며, 초기에는 우선 정부의 선도적인 역할이 중요하다. 정부는 수소 관련 R&D투자를 적극적으로 확대하고, 민간의 R&D 투자에 대해서는 세제 감면 등의 인센티브를 제공할 필요가 있다. 그리고 정부가 수소 관련 기업들 간에 거래를 원활히 할 수 있도록 규제보다는 지원책을 제공해야 하며, 그린수소와 저탄소 전력에 대한 공급 인프라 구축 및 유연한 시장 제도를 마련해야 한다.

l 이제는 용광로도 ‘딥러닝’ 하는 시대

포스코가 스마트(Smart) 고로를 연구하기 시작한 것은 2016년으로 거슬러 올라갑니다. 때마침 그해에는 전 세계를 떠들썩하게 한 이세돌과 알파고(AlphaGo)의 바둑대결이 있었는데요. 최고의 인간 실력자와 컴퓨터 프로그램의 대결에서 결국 알파고가 이겨 큰 화제가 됐습니다.

이세돌 기사가 승리하지 못한 것은 아쉬웠지만, 오히려 우리나라에 인공지능이라는 개념과 경각심을 널리 퍼트린 계기가 되었습니다. 포스코가 인공지능 연구개발에 박차를 가하게 만든 이벤트이기도 했는데요. 이때부터 포스코는 국내 유수 대학과 함께 스마트 고로 개발에 착수했습니다.

스마트 고로의 핵심은 바로 ‘딥러닝(Deep Learning)’입니다. 딥러닝이란 사물이나 데이터를 군집화하거나 분류할 때 사용하는 기술입니다. 사람이 지능을 통해 사물을 구분하듯, 컴퓨터가 수많은 데이터 속에서 패턴을 발견해 데이터를 분류하고 예측할 수 있게 만들어주는 기술이죠. 예를 들어 수많은 개와 고양이의 사진 데이터를 컴퓨터에 입력시키면 컴퓨터가 이를 학습하고, 저장된 개 사진과 비슷한 사진이 입력되면 ‘이것은 개 사진입니다’라고 분류하는 겁니다. 기업들은 방대한 사진과 동영상, 음성 데이터를 정확하게 분류하기 위해 딥러닝을 활용하고 있습니다.

l 스마트 고로, 대체 그게 뭔데?!

쇳물을 생산하는 고로(용광로)는 높이 110m로, 40층 아파트를 훌쩍 뛰어넘는 대형 설비입니다. 그 안에는 최대 2300℃에 이르는 뜨거운 고체와 액체가 뒤섞여 있어 변화도 많고 예측하기도 어렵습니다. 게다가 24시간 연속으로 쇳물을 생산하기 때문에 그 속을 들여다 보기도 쉽지 않습니다.

하지만 포항제철소 2고로가 이러한 고정관념을 바꾸고 있습니다. 딥러닝을 활용해 노황(爐況, 고로 내부 컨디션)을 자동 제어하는 ‘스마트 고로’이기 때문입니다.

먼저 포스코는 노황을 결정짓는 변수를 5가지로 명확하게 정의하고, 노황 속 수만 종류의 비정형 데이터를 정형화하는 디지타이제이션(Digitization) 작업을 했습니다. 조업 경험에 의존해 비정형적으로 관리해 오던 주요 지표들을 실시간 측정하여 데이터화하는 것입니다. 고로가 딥러닝을 할 수 있도록 기반을 놓은 셈이죠.

디지타이제이션을 마치고 2017년부터 노황 예측 및 노황 자동제어 시스템을 구축하는 스마타이제이션(Smartization) 작업에 들어갔습니다. 디지타이제이션이 우리가 흔히 말하는 ‘기계 자동화’라면, 스마타이제이션은 자동화를 뛰어 넘어 미리 예측하고 변수를 제어해서 최적의 결과값을 산출하는 것을 말하는데요. 데이터 종류가 1,000여 가지에 이르는 만큼, 각 데이터에 맞는 알고리즘을 활용해 분석-예측-제어를 한답니다. 그 결과를 바탕으로 노황이 좋은지 나쁜지, 혹은 문제가 생길 것 같은지 파악하는 거죠.

다시 말해 스마트 고로는 ①실시간 측정된 데이터로 수많은 케이스들을 학습한 뒤 ②‘먹은 음식(연원료)’의 성분과 ‘자신의 컨디션(노황)’을 스스로 체크해서 ③조업 결과를 미리 예측하고 ④조업 조건을 선제적으로 자동제어하여 ⑤품질 편차가 적은 ‘최고의 산출물(쇳물)’을 결과값으로 뽑아내는 똑똑한 고로랍니다.

l 사람보다 더 스마트한 AI 시대의 용광로

스마트 고로에서 매일매일 생성되는 영상 이미지 용량은 수백 기가바이트(GB)에 이릅니다. 이렇게 수많은 학습자료를 활용해 스스로 학습하는 고로는 하루가 다르게 똘똘해지고 있습니다. 과연 그 효과는 어떨까요?

그동안에는 작업자가 고로 하부에서 2시간마다 노열(爐熱)을 수동으로 측정해야 했지만, 이제는 고로 하부에 설치된 센서가 쇳물의 온도를 실시간 측정하고, 1시간 뒤의 노내 열 수준을 예측해 용선 온도를 자동제어합니다. 또한 풍구에 설치된 카메라로 촬영한 수천 장의 이미지를 활용해 정합성이 높은 알고리즘이 노내 상태를 평가하고, 철광석과 코크스 장입 액션을 자동제어합니다. 한편, 사람에게 ‘암’과도 같은 존재인 부착물은 어떻게 판별할까요? 노체 온도계들을 통해 수집한 온도 이미지를 분석하여 부착물 형상을 그리고, 이를 통해 장입 모드를 자동제어할 수 있습니다.

본 기술은 현재 포항 2고로에 적용되어 일일 용선 생산량을 240톤 증대시켰습니다. 매일 240톤이면 1년 365일 동안 8만 5천 톤을 추가 생산하는 셈인데요. 이는 승용차를 연간 약 8만 5천 대 더 생산할 수 있는 양입니다. 환원제비(용선 1톤 생산에 필요한 연료량)가 줄어드는 것은 당연한 일이고요.

인공지능에 의해 노황을 자동제어하여 고로가 ‘탈’이 나지 않도록 노황 안정화를 구현한 것 또한 무엇보다 중요한 성과입니다.

포스코는 약 3년에 걸쳐 딥러닝을 활용한 고로 부위별 자동제어시스템 개발을 마치고, 현재 이를 한 단계 업그레이드한 통합 시스템을 개발하고 있습니다. 향후에는 2고로(내용적 2,550㎥)보다 사이즈가 더 큰 3~4고로(각 5,600㎥)에도 적용시켜 성과 창출을 가속화할 계획입니다.

스마트 고로, 잘 이해하셨나요? 어려운 내용이지만, 요점은 이겁니다. 인공지능과 함께 진화하는 세계 최초의 ‘생각하는 고로’가 포스코에 존재한다는 것. 앞으로 더 많은 데이터가 축적될수록 고품질 고효율 쇳물 생산이 가능해질 것입니다. 글로벌 제철소 운영의 스마타이제이션, 포스코가 이정표가 되어 이끌어 갑니다.

아시다시피 용광로는 쇳물을 생산하는 대형 설비입니다. 높이가 110m나 되어서, 고로(高爐)라고도 부르죠. 용광로가 잉태해낸 쇳물은 이후 제강, 압연 등 후공정을 거쳐 우리 일상을 채워주는 다양한 철강 제품이 됩니다. 그런데, 용광로가 뜨거운 쇳물을 만든다는 단순한 사실 외에 용광로에 대해 얼마나 잘 알고 계시나요? 제철소로 견학을 가보신 분들이라도 거인처럼 솟아있는 철제 구조물을 기억하실 테지요. 용광로 안을 들어가 볼 수는 없으니까요.

그래서 포스코 뉴스룸이 준비했습니다. 용광로에 대한 궁금증과 오해를 모두 풀어보는, 용광로 해부학! 용광로의 내부구조는 어떠한지, 그 안에서는 무슨 일이 일어나는지, 어떤 기술들이 사용되는지, 그리고 환경에 미치는 요인들까지 쉽고 정확하게 짚어드립니다.

l 땅! 불! 바람! 세 가지 힘을 하나로 모으면?

“땅! 불! 바람! 세 가지 힘을 하나로 모으면?” 용광로에서 쇳물이 탄생합니다! 무슨 뜻이냐고요? 쇳물을 만들기 위한 기본 요소 3가지가 바로 땅, 불, 바람이라는 건데요. 쇳물 만들기의 기본 과정을 먼저 볼까요?

우선 철을 제조할 수 있는 광물인 ‘철광석’을 땅으로부터 가져옵니다. 철광석에도 다양한 종류가 따르는데(적철광, 자철광, 갈철광), 평균 약 60%의 철분(Fe)을 함유하고 있습니다. 철광석은 바로 용광로로 투입되는 것이 아니라, 이른바 ‘소결공정’을 거치는데요. 이를 통해 철광석의 들쭉날쭉한 성분을 균일화하고, 용광로에 넣기 좋은 크기로 만듭니다. 이렇게 정돈된 철광석을 ‘소결광’이라고 합니다. 소결광 이외에도 일부는 광산에서 채굴할 때부터 넣기 좋은 크기로 생산된 ‘정립광’과 극미분의 철광석을 동글동글하게 소성시켜 만든 ‘펠렛’까지 총 3가지 원료를 용광로에서 함께 사용합니다. 석회석 등 ‘부원료’도 살짝 들어갑니다.

<용광로 연·원료의 구성>

이제 원료를 녹여 우리에게 필요한 철 성분만 뽑아내야 하는데요. 원료에 열을 제공하는 역할은 ‘코크스’와 ‘미분탄’이 합니다. 코크스는 석탄을 1000℃ 내외로 가열하여 만드는 고체 연료입니다. 이는 용광로 안에서 원료를 녹이는 열원의 역할을 함과 동시에 철광석 중의 산소를 분리시키는 환원제의 역할을 합니다. 미분탄은 석탄을 0.125mm 이하의 크기로 파쇄한 연료인데요. 코크스 대비 원가가 저렴해서 경제적인 조업에 도움을 줍니다.

물론 연·원료를 덩그러니 고로에 넣어둔다고 해서 쇳물이 저절로 만들어지지는 않습니다. 코크스가 연소되며 원료를 녹일 열을 만들어낼 수 있도록 약 1200℃의 바람, 즉 ‘열풍’을 용광로 안으로 불어넣어야 합니다. 그럼 어떤 일이 벌어질까요? 놀랍게도 층층이 쌓인 연·원료가 부분적으로 최대 2300℃에 달하는 뜨거운 용광로 안에서 공중부양을 합니다!

말로만 들어서는 감이 잘 안 오신다고요? 이렇게 용광로를 반으로 탁! 잘라서 보여드릴게요.

용광로 내부의 흐름을 살펴보면 이렇습니다. 용광로의 꼭대기에 설치된 장입 설비를 통해 연·원료들이 투입됩니다. 투입된 원료들을 로테이션 슈트(Rotation Chute)가 회전하면서 내부에 골고루 분포합니다. 연·원료는 계산된 위치에 정확히 쌓입니다. 연료와 원료는 번갈아 가며 약 40~50층을 이룹니다.

반대편 아래에서는 1200℃의 열풍이 연·원료들에 열을 가합니다. 약 4.0bar의 힘으로 쏘아대는 열풍 때문에 연·원료들은 용광로 안에서 공중부양을 하게 되죠. 자연히 고온 상태에서 연료인 코크스가 원료를 용해하는 화학작용이 일어납니다. 용광로는 하나의 큰 ‘화학반응 공장’인 셈입니다. 용광로 안에서 이뤄지는 화학반응들은 대표적으로 아래와 같습니다.

• • 코크스 연소 : Coke(Carbon)와 O₂를 고온에서 산화시켜 CO Gas를 생성 (C + O₂ ⇒ CO)
  • 철광석 환원 : CO Gas가 철광석으로부터 산소를 분리시켜 순수한 Fe를 생성
  • (3Fe₂O₃ + CO ⇒ 2Fe₃O₄ + CO₂,   FeO + CO ⇒ Fe + CO₂)

이 과정에서 쇳물, 슬래그, 부생가스들이 복합적으로 발생해 섞여있다가, 가스는 용광로의 위쪽으로 올라가고 쇳물과 슬래그는 바닥으로 떨어지게 됩니다. 가스는 집진기에서 먼지가 제거된 후에 다시 동력원으로 변환되고, 슬래그와 쇳물은 분리되어 각각 수재 처리 시설과 제강공정으로 넘겨집니다. 원료가 투입되어 쇳물로 배출되기까지는 약 6시간 30분이 걸립니다.

l 부산물은 어떻게? 당연히 ‘재활용’

용광로 내에서 생성되는 부생가스들은 용광로 상단에 설치된 파이프를 통해 배출됩니다. 일산화탄소, 이산화탄소, 질소가 주를 이루는데요. 쇳물 1톤당 가스 발생량은 약 1,600입방 미터 정도입니다. 가스들은 1·2차 집진기를 통해 먼지를 제거하고 깨끗한 가스로 만들어져 제철소 각 설비 가동을 위한 전력을 생산하는데 사용됩니다. 포스코는 제철소 내 사용전력 중 73%를 자체 생산하고 있습니다.

<용광로 부생가스 처리 프로세스>

용광로 내부에서 만들어지는 또 다른 재활용원이 있습니다. 철광석에는 철의 산화물뿐만 아니라 불필요한 성분도 포함되어 있죠. 대표적인 것이 ‘실리카(이산화규소)’인데요. 이 성분을 철광석에서 분리하기 위해 소결광을 제조할 때 ‘석회석’을 부원료로 투입해 성분을 맞춥니다. 그 후 용광로 내부에서는 원료가 용해되는 과정 중 석회석이 실리카와 결합해 바닥으로 떨어집니다. 이 혼합물은 쇳물보다 비중이 낮아 쇳물 위에 층을 형성해 흐르게 되는데요. 이 혼합물이 바로 제선 부산물인 ‘슬래그’입니다.

슬래그는 어디로 갈까요? 포스코의 슬래그는 100% 비료나 시멘트 등으로 재활용됩니다. 고로 슬래그는 규산이 풍부해 벼농사 비료로 매우 훌륭합니다. 2018년 한 해 동안 농업 비료로 쓰인 포스코 슬래그는 39만 톤입니다. 또한 포스코그룹은 슬래그 비율을 높여 강도는 높이고 이산화탄소 발생은 최대 60%까지 줄이는 고성능 친환경 시멘트 POSMENT(포스멘트)를 개발했습니다. 작년에 시멘트로 재활용된 포스코 슬래그 1,069만 톤은 사회적 온실가스 839만 톤 저감에 기여했습니다.

l 용광로는 재래식? 알고 보면 고도 기술의 집약체

용광로는 오랜 역사를 가진 설비이기 때문에 자칫 ‘재래식 기술’로 연상되기 쉽죠. 하지만 이안에는 세밀한 고도의 기술이 집약되어 있습니다. 포스코가 출원한 고로 및 제선 관련 기술 특허만 2,000건이 넘고, 이 중 권리를 등록받은 특허가 약 790건입니다.

원료들을 어떻게 용광로 안으로 떨어뜨리느냐, 그것부터 기술입니다. 소결광과 코크스를 어떤 순서로, 어떤 크기부터, 얼마만큼, 어디에 장입할 것인지 치밀한 계산이 필요합니다. 이를 바탕으로 로테이션 슈트의 각도와 회전수를 조절하여 연·원료를 용광로 내부에 골고루 안착시킵니다.

또한 고온의 바람을 40개 이상의 구멍을 통해 일정하게 불어넣어야 합니다. 생산성을 높이기 위해서 이 열풍에는 순수한 산소를 적정하게 첨가하기도 합니다. 이 열풍을 위한 열풍로 설비가 따로 있는데요. 열풍로의 주요 에너지원은, 용광로와 코크스 공정에서 나온 부생가스입니다. 100% 재활용하는 거죠. 이러한 친환경 기술 역시 포스코의 경쟁력입니다.

고체, 액체, 기체가 혼합된 용광로 내부는 변화가 많아 예측이 어렵습니다. 그래서 과거 용광로는 철강인들에게 ‘속을 알 수 없는 자식’과 같았죠. 한창 말을 잘 듣다가, 어떤 때는 알 수 없는 탈을 내기도 하고요. 기계라기보다는 하나의 생명체로써 용광로를 다뤘습니다. 그런데 그 속을 들여다볼 수 없으니 참으로 답답했을 겁니다.

이를 두고 제철소에서는 ‘노황 관리’라고 하는데요. 용광로의 조업이 원활하게 이루어질 때를 “노황이 좋다.”라고 합니다. 포스코는 46년간 쌓아온 고로 기술력을 기반으로 현재는 노황을 정확히 판단하는 시스템을 보유하고 있습니다. 노체의 온도, 압력, 쇳물이 만들어지는 상태 등 노황 전반을 실시간 Data를 통해 모니터링할 수 있죠. 24시간 불을 끌 수 없는 연속조업의 특수성을 가진 용광로에게 있어 안정적인 노황을 유지하는 것은 제철소 전반의 경제성과 안정성에 직결되는 중요한 기술입니다.

l 용광로 점검·정비가 대기에 미치는 영향에 대하여

한편, 최근 용광로 정비 시에 배출되는 분진과 가스가 대기 오염에 큰 영향을 미친다는 우려의 목소리가 들려오고 있습니다. 정말일까요? 그 속 사정은 이렇습니다.

고로는 한번 불을 지피면 15년에서 20년 동안 계속 쇳물을 생산합니다. 1,500℃의 쇳물을 다루는 고로는 고온의 대형 압력용기나 마찬가지인데요. 오랜 기간 동안 안전하게 고로를 운용하는 것 또한 제철소의 경쟁력 중 하나입니다. 무엇보다 현장 작업자의 안전을 위해 주기적인 정비와 점검은 필수입니다. 때문에 제철소는 용광로를 1.5~2개월에 한 번꼴로 정비합니다. 이를 제철소에는 ‘휴풍’이라 부르는데요. 그 이유는 앞서 보여드렸던 용광로에 바람을 불어넣는 작업을 멈추기 때문입니다.

그런데 이때 위험이 발생합니다. 휴풍시 용광로의 내부 압력이 대기 압력과 비슷해지는 경우가 생기는데요. 그럴 경우 외부 공기가 용광로 안으로 유입되어 내부 가스와 만나 폭발할 가능성이 있습니다. 이를 예방하기 위해 용광로 내부에 수증기와 질소를 주입하고 내부 압력을 대기 압력보다 높게 유지하여 외부 공기 유입을 차단합니다. 이때 주입된 수증기와 잔류가스의 안전한 배출을 위해 안전밸브인 ‘블리더(bleeder)’를 개방합니다.

이 정비 방법은 지난 100년 동안 전 세계의 철강사들이 따르고 있는 방법입니다. 독일, 일본 등 다른 나라에서도 동일한 방식으로 용광로를 정비하고 있죠. 다만, 휴풍 직후 블리더를 개방할 때 용광로 내부의 잔류가스가 5분 정도 배출됩니다. 그 외에 배출되는 것은 대부분 수증기입니다. 5분 동안 나오는 가스의 양은 2,000cc의 자동차가 하루 8시간씩 10여 일 동안 운행할 때 배출하는 양과 비슷합니다.

포스코는 올해 초 4개월에 걸쳐 포항제철소의 용광로 휴풍이 대기에 어떤 영향을 미치는지 조사해봤습니다. 휴풍시 제철소 인근 지역과 멀리 떨어진 지역의 국가 대기환경측정망 데이터를 비교해본 건데요. 미세먼지, 일산화탄소, 황산화물, 질산화물 등 주요 오염물질의 양이 용광로가 정상 가동할 때와 휴풍했을 때 차이를 보이지 않았습니다. 정말 휴풍이 대기오염의 원인이라면, 용광로 휴풍과 함께 제철소 주변 지역의 대기질이 급속히 나빠지지 않았을까요?

l 용광로에는 대한민국의 현대사가 녹아 있다

“포항 1고로에서 대한민국 철강 신화의 서막이 올랐다. 1고로 탄생은 조선·자동차·가전이 일어나는 계기가 됐다. 1고로는 불가능을 가능으로 바꾼 한국인의 ‘하면 된다’ 정신의 상징물이다.”

2011년 한 언론매체는 우리나라의 경제발전에 결정적 기여를 한 유무형의 경제적·산업적 유산을 ‘대한민국 경제국보’로 선정하였는데, 이때 포항 1고로를 ‘대한민국 경제국보 1호’로 선정하며 남긴 말입니다. (이 매체가 뽑은 경제국보 2호가 현대자동차의 포니, 3호가 삼성전자의 64KD램이었습니다.)

한국전쟁 이후 세계에서 가장 피폐한 나라 중의 하나였던 이 땅에서 용광로는 기적 같은 경제발전을 꿈꿀 수 있는 희망이자, 든든한 버팀목이 되었던 것이죠.

포항 1고로는 46년 전 그 역사를 간직한 채 지금도 묵묵히 쇳물을 만들어내고 있습니다. 산고를 이기고 첫 쇳물을 내보냈을 때 우리가 가졌던 벅찬 감정은 이제 남아있지 않을 수 있지만, 용광로는 변함없이 우리의 오늘과 내일을 만들어가고 있죠.

포스코 뉴스룸과 함께한 용광로 해부학, 어떠셨나요? 용광로에 대한 궁금증과 오해가 조금은 풀리셨나요? 우리 곁에 더 오래 함께 하며 미래를 열어갈 용광로를 앞으로도 지켜봐 주세요!

하지만 오랜만에 맞는 긴 연휴를 앞두고 들뜬 분위기와 달리 포항제철소와 광양제철소는 평소와 같이 차분한 모습이다. 제철소는 고로가 가동되는 한 조업을 멈출 수 없기 때문이다.

쇳물을 생산하는 고로부터 제강, 연주, 열연, 냉연, 도금까지 순차적으로 이뤄지는 조업 공정은 어느 한군데서도 쉴 수가 없다. 이러한 업무 특성상 설과 추석 명절 연휴를 포함한 1년 365일, 24시간, 제철소는 상시 가동 중이다.

생산 현장에는 설비 가동을 위한 교대 인원으로 포항제철소 약 3,500명, 광양제철소 약 3,100명, 총 6,600여 명의 직원이 근무하고 있다. 포스코 뉴스룸이 여느 때와 마찬가지로 설 연휴에도 조업 현장에서 구슬땀을 흘릴 포스코인을 미리 만나봤다.

l “현장에선 안전이 최우선, 포스코인 자부심 느낀다”

올해 입사 9년 차로 포항제철소 제선부 4고로에서 근무 중인 김승훈 대리는 이번 설 연휴에도 고로를 지킨다. 그가 맡은 업무는 고로에서 용선을 배출시키는 ‘출선’이다.

고로는 조업 특성상 24시간 가동해야 하기 때문에 명절에도 교대 근무자들이 평상시와 똑같이 근무한다. 돌발 상황을 대비해 각 파트의 상주 근무자도 한 명씩 대기 근무를 한다.

▲포항 4고로에서 출선 업무를 맡고 있는 김승훈 대리

“고로 내부를 들여다볼 수 없어서 완벽하게 파악하기 어려운 데다, 출선 작업은 1,500도가 넘는 높은 온도의 쇳물을 다루는 일이기 때문에 항상 긴장감 속에서 업무에 임하게 됩니다. 우리 몸도 컨디션을 늘 챙겨줘야 건강하듯이 고로도 최고의 컨디션을 유지해 줘야죠.”

365일 매 순간 긴장을 늦출 수 없는 업무지만, 고로에서 힘차게 배출되는 쇳물을 보면 김승훈 대리는 포항에서 태어나 포스코인이 된 스스로에게 자부심을 느낀다고 한다.

“연휴나 평일이나 한결같은 마음으로 업무에 임하고 있습니다. 특히 연휴 때에 돌발 상황이 발생하면 휴무에 쉬어야 하는 직원들이 출근해야 하니 아무래도 평소보다 더 현장을 살피게 되는 것 같아요. 점검도 더 꼼꼼하게 하고요. 안전이 언제나 최우선이죠.”

▲김승훈 대리가 쇳물 출선 후 후속작업을 하고 있다.

포스코인으로서 느끼는 자부심과 함께 이번 설에 가족과 함께 온전히 연휴를 보내지 못하는 남편, 아빠로서의 미안한 마음도 가슴 한편에 존재한다.

“결혼 전에 명절 당일 야간에 퇴근하고 보니 문 연 식당이 하나도 없더라고요. 집에서 혼자 쓸쓸히 라면을 끓여 먹은 기억이 납니다. 지금은 아내와 딸아이와 명절을 보내는데요. 이번 설 연휴처럼 근무 날짜가 잘 안 맞으면 즐거워야 할 명절 내내 집에서 저를 기다리고 있는 가족에게 미안한 마음이 앞서곤 합니다. 항상 부족한 남편 잘 챙겨주고, 예쁜 딸 키우며 응원해주는 우리 아내. 정말 고맙고 사랑합니다.”

l “사위야, 안전이 최우선 잊지 말거라”

광양제철소 제강부 윤영록 과장은 같은 부서 이상욱 파트장과 사돈 사이다. 얼마 전 포스코 사내 블로그에도 소개된 이 사연이 더욱 놀라운 이유는 사위인 이상욱 파트장의 아들, 이형근 사원 역시 광양 화성부에 근무하고 있기 때문이다.

“알고 지낸 지 25년이 넘은 동료인 이상욱 파트장과 사돈의 연을 맺었는데, 사위까지 포스코에 입사했으니 ‘포스코 가족’이 ‘진짜 가족’이 된 셈이죠. 이번 설 연휴에는 사위와 교대 근무조가 달라 만날 수 있는 날이 없더라고요. 아쉬운 마음이 드는 것도 사실이지만 열심히 일하는 사위가 대견하고 자랑스러워요.”

▲광양 제강부 윤영록 과장(왼쪽·장인)과 이상욱 파트장(오른쪽·사돈), 광양 화성부 이형근 사원(가운데·사위)가 손을 잡고 있다.

아쉽게도 이번 설에는 사위 이형근 사원과 연휴를 함께 보낼 수 없어 아쉽지만 그래도 진짜 포스코 가족으로서의 자긍심도 느껴진다. 그는 평소에도 사돈인 이상욱 파트장과 품질과 안전에 관련된 이야기를 많이 나눈다. 현장에서는 언제나 안전이 최우선이기 때문에 사위에게도 늘 ‘안전 최우선’을 당부하고 있다.

윤영록 과장은 1986년 입사해 제강부에서만 30년 넘게 근무 중이다. 제강공장 중에서도 정련의 꽃은 성분 조정인데, 특히 극저탄소강은 포스코 대표 제품인 기가스틸과 자동차 외판재로 사용돼 성분 제어가 매우 중요하다.

▲광양 2제강공장 운전실에서 환하게 웃고 있는 윤영록 과장

“예전에는 ‘번개아톰상’이라고 해서 개인별로 성분 조정 기록을 겨뤄 상을 주곤 했어요. 그때 제철소 신기록을 세운 기억이 나네요. 그 이후로 더 발전해야겠다는 일념으로 일합니다. 제 평생의 신조는 ‘최고의 청정강 제조’예요.”

교대 근무는 공휴일과 관계없이 배정되기 때문에 남들이 쉴 때 일하기도 하지만, 남들이 일할 때 쉬기도 한다. 그는 동료들과 일정을 조율해 근무일 변경하기도 한다. 단순히 직장 동료 사이가 아니라 포스코 가족이라고 생각하기 때문에 자연스럽게 나오는 배려다.

“명절 때는 휴무조 우선으로 휴무를 배정하지만, 가끔 고향 방문 계획이 없는 동료가 있으면 서로 일정을 조율하기도 해요. 저도 대신 근무할 때가 있는데, 예전에 포항에서 근무할 때 아내가 혼자 딸 둘을 데리고 나주까지 버스와 택시를 8번 갈아타면서 고향을 방문했다는 얘길 들었을 땐 마음이 짠하고 고맙고 그랬죠.”

가족과 함께 보내지 못하는 아쉬움보다 자신의 맡은 업무에 대한 사명감이 빛나는 포항 제선부 김승훈 대리와 광양 제강부 윤영록 과장을 만나봤다. 매년 명절마다 조업 현장을 든든하게 지키는 포스코인. 이들이 흘린 땀과 노력이 포스코의 지난 50년과 앞으로의 50년을 만들어나가고 있다.