철강산업 : 中 수요급증 '新철기시대' 왔다

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고 원자재가격시대와 세계경기

 

현재 철강, 비철금속, 석유화학제품 등 원자재의 가격급등은 세계 경기회복에 따른 수요증가와 이에 즉각 대처할 수 없는 원자재 공급 속성에서 출발한다. 새로운 고원자재가격시대에 맞는 경제 및 산업질서가 필요한 때이다. 즉 고원자재가격으로 일부 수요산업의 수익성 악화가 세계경기회복이라는 큰 틀에 어느 정도까지 영향을 미칠 수 있는지 생각해 보아야 할 것이다.

 

세계철강산업 = 공급과잉구조

 

중국의 세계 철강 소비 비중은 2000년에 18%에서 2003년에는 30%로 2004년에는 33%로 높아질 것으로 보인다. 중국이 높은 설비증설에도 중국의 수요증가로 세계 철강산업=공급과잉구조라는 인식이 바꾸어질 것으로 보인다.

 

생명을 유지하는 철 3g의 힘

 

인간의 몸에는 철이 들어 있다. 인체에 들어있는 철의 양은 약 3g정도에 불과하지만 우리 몸 속에 이 3g의 철이 없으면 인간은 생명을 유지할 수 없다. 지구 상에 존재하는 수 많은 동물과 식물도 역시 철없이는 살 수 없다. 간혹 피 색깔이 녹색인 벌레도 있지만 이는 철 대신 혈액 내 구리가 들어있는 것이며(헤모시아닌), 동물의 혈액이 대개 붉은 색을 띠는 것은 바로 혈액 속에 들어있는 철분(헤모글로빈) 때문이다.

 

철의 특성

 

철은 우주를 구성하는 보편적인 물질로서, 가장 단단하게 결합된 원자이며 가장 안정된 원자 가운데 하나이다. 철은 우리가 살고 있는 지구에도 매우 중요한 물질인데, 지각을 구성하고 있는 원소 가운데 네번째로 그 양이 많아 지구의 주요 구성요소 중 하나이다.

 

인류의 문명을 발전시키는데 결정적인 역할을 한 것은 바로 철이다. 석기시대를 지나 청동기시대까지 느리게 발전해 오던 인류문화도 철기시대를 맞이하면서 급속한 문명발전을 이룰 수 있었다.

 

철의 결점

 

철이 지니는 최대의 결점은 녹이 슬기 쉽다는 것이다. 그래서 이 녹을 방지하기 위해서 여러 가지 방법이 연구되고 있다. 예를 들면 크롬이나 니켈 등을 넣어서 스테인리스강을 만든다든지, 표면에 도금을 한다든지 또는 도료를 입히는 방법 등이 있다.

 

철이 가지는 또 하나의 결점은 무겁다는 것이다. 철은 물보다 약 8배가 무겁기 때문에 이 결점을 보완하기 위해 경량화를 목표로 고장력강 등이 개발되고 있다.

 

생산공정(고로)

 

1단계 : 제선공정 – 쇳물을 생산하는 기초공정

 

철광석과 원료탄(유연탄)을 높이 약 100m의 고로에 넣은 뒤 1,200도 정도의 뜨거운 바람을 넣으면 원료탄이 타면서 나오는 열에 의해 철광석이 녹아 쇳물이 된다. 다시 말해 원료탄이 연소되며 발생하는 일산화탄소(CO)가 철광석과 환원반응을 일으키면서 쇳물이 생산되는 것이다. 즉, 원료탄은 철광석을 녹이는 열원으로서의 역할과 동시에 산화철 상태인 철광석에서 산소와 쇳물을 분리시키는 역할을 한다. 고로에 장입된 철광석이 쇳물로 나오기까지는 5~6시간 정도가 소요되고, 이때 쇳물의 온도는 1,500도 까지 올라간다. 이 쇳물에는 철성분 외에도 탄소나 유황등 불순물이 함유되어 있다. 이 쇳물을 용선이라고 한다.

 

- 소결공정 : 철의 원료가 되는 철광석을 가장 먼저 다듬는 공정

 

- 코크스공정 : 원료탄을 로에 넣어 1,000~1,300도의 고온으로 구워 철광석을 고로 내에서 녹이는 열원인 동시에 철분을 철광석에서 분리시키는 환원제 역할을 한다.

 

- 고로 : 고로 상부를 통해서 철광석, 소결광, 코크스가 투입되면 하부에서 고온의 열풍을 불어 넣는다. 이 때 코크스가 타면서 높은 온도가 형성되어 고로 내에 투입된 재료가 녹아 비중이 높은 용강은 하부로 가라 앉고 기타 불순물은 위에 뜨게 된다.

 

2단계 : 제강공정 – 쇳물에서 불순물을 제거해 강철로 만드는 공정

 

고로에서 생선된 쇳물(용선)은 탄소 함유량이 많고 인, 유황 같은 불순물이 포함되어 있다 이 쇳물을 용선이라고 하는데 이를 전로에 넣는다. 전로 속에 고철과 용선을 함께 넣은 후 순수한 산소를 불어 넣는다. 이 과정을 통해 인이나 유황, 탄소성분을 걸러낸다. 이렇게 불순물을 제거한 깨끗한 쇳물을 용강이라고 한다.

 

 

- 전로 : 전로는 보통 그 용량이 300톤 정도의 규모이며 고철과 용선을 넣은 후 고압의 순수한 산소를 불어 넣는다. 이 과정을 통해 철은 불순물이 제거되고 용강이 된다.

 

3단계 : 연주공정 – 액체상태의 철이 고체가 되는 공정

 

아직 액체상태인 용강은 주형(mold)에 주입되고 연속 주조기를 통과하면서 냉각, 응고돼 연속적으로 슬래브나, 블룸, 빌릿 등의 중간 소재로 만들어 진다. 이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿으로 변하며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다. 또한 슬래브는 후판압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열간 압연기로 들어가 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어지게 된다.

 

 

- 슬래브 : 후판, 열연의 소재로 사용되는 반제품.

 

- 블룸 : 대형 장방형의 반제품. 대형 또는 중형 봉, 형강으로 압연하거나 조압연 과정을 거쳐 가늘고 긴 소형 반제품으로 만들어 진다.

 

- 빌릿 : 연속주조에 의해 만들어지기도 하며, 각형 강편, 소형봉, 형강, 선재, 강대 등의 재료가 된다.

 

4단계 : 압연공정 – 철을 강판이나 선재로 만드는 공정

 

압연이란 연속주조 공정에서 생산된 슬래브, 블룸, 빌릿 등을 회전하는 여러 개의 롤(Roll) 사이를 통과시켜 연속적인 힘을 가함으로써 늘리거나 얇게 만드는 과정을 말한다. 이 압연 공정은 크게 열간압연과 냉간압연의 두 가지 방법으로 나뉜다.

 

 

- 열간압연기 : 슬래브를 압연하기에 적당한 온도인 1,100~1,300도 까지 가열한 후 고객이 원하는 두께와 폭으로 압연하는 공정. 열연강판은 자동차, 건설, 조선, 파이프, 산업기계 등 산업 전분야에 없어서는 안될 중요한 소재로 쓰이는데, 열간압연 공정을 거쳐 완성된 열연 제품은 그대로 제품으로 판매되기도 하며, 일부는 냉연공장에서 가공돼 다양한 제품으로 생산된다. 이 공정에는 두꺼운 철판을 만드는 후판공정, 얇고 긴 철선을 만드는 선재공정도 포함되어 있다.

 

- 열연 : 열연제품은 자동차, 건자재, 강관, 가전기기 등에 폭넓게 사용된다. 선철을 녹여 탄소 성분을 뺀 다음 이를 가공해 만드는 제품을 총칭하는 열연제품은 일반적으로 자동차용 강판, 강관, 가전기기 등에 사용되고 있다.

 

- 후판 : 후판 제품은 선박, 교량, 건축용 구조물로 폭 넓게 쓰인다.

 

- 선재 : 선재는 나사, 못 같이 우리의 일상 생활과 밀접한 제품으로 응용되는 보통선재와 와이어로프, 스프링, 용접봉, 해저케이블 등에 쓰이는 특수 선재로 나뉘며 특수강은 특수나사, 너트, 고장력 볼트, 피아노선, 타이어코드, PC강선, 정밀 기계류 등의 제조에 사용된다.

 

국내 철강회사 분류

 

국내에는 1차 생산업체 및 이를 바탕으로 2차 가공을 하는 업체 및 철강유통을 담당하는 업체 등이 존재하고 있다. 원자재를 생산하는 철강업체의 특성상 수요산업의 성장성 및 수요에 따라 철강의 수요도 달라진다고 할 수 있겠다.

 

 

이건규 bluemoon@viptooza.com