포스코가 세계 철강제조법 중 가장 경쟁력이 높은 것으로 평가받아온 용광로 공법을 대체하는 차세대 혁신 제철 신기술인 파이넥스 상용화 설비를 성공적으로 가동, 세계 철강 기술사의 새로운 장을 열었다는 평가를 받고 있다.
포스코 이구택 회장은 지난 5월30일 ‘세계 최초 파이넥스 상용화 설비 준공’ 기념식에서 “세계 주요 철강사들이 대형화, 통합화를 통해 경쟁우위를 회복하고 있고 후발 철강사들의 도전이 더욱 거세지는 상황에서 파이넥스 공장 준공은 포스코의 경쟁력 향상에 크게 기여할 것”이라며“남보다 더 빠르게 기술을 개발하고 모방할 수 없는 일등 제품을 만들어 ‘기술의 포스코’를 반드시 실현하겠다”고 말했다.
뿐 만 아니라 포스코는 이번 150만톤 규모의 파이넥스 상용설비 준공과 함께 올해 광양 3 용광로 개수, 포항 2 제강과 광양 2 제강의 설비보완 투자 등으로 2008년에는 조강생산량이 3,400만 톤에 달하는 등 현재 기준으로 세계 4위에서 2위로 부상하게 될 것으로 기대하고 있다.
‘제조 원가 절감’ ‘환경오염 최소화’
포스코의 파이넥스 공법이 ‘세계 철강산업 숙원기술 개발 성공’으로까지 각광 받고 있는 것은 제철 공정의 획기적인 축소에 의한 ‘제조 원가 절감’과 ‘환경오염 최소화’에 있다.
파이넥스 공법에서 사용하는 원료는 지름 8mm 이하의 가루형태 분철광석과 일반 유연탄이다. 분철광석은 전세계 철광석 생산량의 80%를 차지해 덩어리 형태의 괴철광석보다 가격이 20% 이상 저렴하다. 또 일반 유연탄은 용광로에서 사용하는 코크스용 고급 유연탄보다 20% 이상 비용이 낮기 때문에 제조원가를 동급 용광로 대비 85% 수준으로 낮출 수 있어 원가 경쟁력에서 우위를 차지할 수 있다는 분석이다.
쇳물을 얻기 위해서는 용광로에 덩어리 형태의 괴철광석과 덩어리 형태로 잘 뭉쳐지는 성질을 지닌 고점결성 유연탄(Cocking Coal)을 넣고 용광로 하단부에 강한 열풍을 불어 넣어 유연탄을 연소시키고 철광석을 환원시켜야 한다. 이 과정에서 가루형태 철광석을 사용하게 되면 열풍에 의해 날아가 버리거나 통풍이 안돼 연소율이 떨어지기 때문에 사전에 일정한 덩어리 형태로 구운 소결광과 코크스를 사용해야 한다. 여기에다 고점결성 유연탄은 전체 철강석 매장량의 15~20%에 불과해 가격이 비쌀 뿐 아니라 이제까지 100여년간 용광로 공법에 의해 집중적으로 사용돼 왔기 때문에 고갈 위기에 직면해 있다는 점도 이번 파이낵스 공법을 개발하게 된 원인으로 작용하고 있다.
여기에다 그동안 일관제철소는 각 공정별 설비개선 및 최적화가 진행됐지만 소결-코크스-용광로-전로-연주-압연의 기본적인 공정을 거쳐야만 했다. 그러나 이번에 본격 가동되는 포스코의 파이넥스 상용설비는 기존 일관제철 공정에서 소결과 코크스 등 철광석과 유연탄을 사전 가공하는 공정을 생략함으로써 전체 4개 공정으로 대폭 단축시켰다. 이에대해 세계 철강업계에서는 ‘쇳물은 용광로에서 생산된다’는 철강산업의 일반적 기술 패러다임 자체를 바꾼 세계 제철기술 역사의 일대 변혁으로까지 평가하고 있다.
특히 소결과 코크스 공정이 생략되기 때문에 오염물질 발생이 대폭 줄어 대표적인 환경 오염물질인 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)이 각각 용광로 공법의 3%와 1% 수준에 불과하며 비산먼지 발생량도 28% 수준으로 대폭 줄이는 친환경 공법으로 인정받을 것으로 보인다.
뿐 만 아니라 파이넥스 상용설비 준공으로 인해 그동안 용광로의 특성상 사용할 수 없었던 알루미나와 아연 성분이 많이 포함돼 있는 철광석도 원료로 사용할 수 있게 됐다는 것이다. 파이넥스 공법은 4단 유동환원로에 가스를 불어넣어 가루형태의 철광석을 날리면서 4번에 걸쳐 환원을 시키기 때문에 통기성 문제나 아연성분의 기화로 노벽에 붙는 현상을 방지할 수 있어 원료의 제한적 사용 문제를 완벽히 해결하게 됐다.
조강생산 3,400만 톤, 세계 2위
포스코 고유 기술 중 대표적인 ‘파이넥스’ 공법은 지난 1992년부터 본격적인 개발에 돌입하면서 1단계 기초기술 개발(1992~2002), 2단계 기술의 완성(2003~2004), 3단계 설비규모 확대 및 상용화(2004~) 등 연구개발 15년만에 이뤄낸 성과다. 특히 90년대 초반 정부가 용융환원제철법의 연구를 국책과제로 선정하면서 2백22억원을 연구개발비로 지원한 것과 함께 정부와 기업, 연구소와 현장의 유기적인 협조와 신뢰가 일뤄낸 성과라는데 더 큰 의미가 있다는 것이다.
포스코는 ’95년 용융환원제철법의 일종인 코렉스공법을 시험 도입했으나 결정적으로 자연상태의 가루 철광석을 사용할 수 없어 이를 해결할 수 있는 새 공법 개발에 나서게 됐다. 이후 ’98년부터는 기술연구소 차원에서 연구되고 있던 파이넥스 공법을 제철소 현장으로 끌고 나오게 됐으며 ’99년 일일 생산량 150톤인 파이넥스 파일럿 플랜트 가동, 2003년 5월 연산 60만 톤 규모의 데모 플랜트 가동을 거쳐 연산 80만 톤까지 생산하는데 성공한 끝에 이번에 대규모 상용화 설비를 정상적으로 가동하게 된 것이다.
포스코는 파이넥스 상용화 설비가 준공됨으로써 2008년에는 조강 생산능력이 3,400만 톤으로 늘어나게 된다. 지난해 3,000만 톤의 조강을 생산했으나 이번에 150만 톤 규모의 파이넥스 상용화 설비를 준공하고 파이넥스 데모플랜트의 생산량을 더 늘리는 한편, 올해 광양 3 용광로를 개수하는 등 생산능력을 확충해 총 3,400만 톤 규모의 조강능력을 갖춘다는 계획이다.
포스코가 국내 조강 3,400만 톤 체제를 갖추면 현재 기준 세계 4위에서 2위의 철강회사로 부상하게 되고 슬래브 및 열연제품의 국내 공급부족 현상을 상당부분 완화시킬 수 있을 것으로 내다보고 있다.
특히 향후 10년내에 중국, 인도, 동남아 지역 등 가장 유망한 지역을 대상으로 파이넥스 공법을 적용한 생산기지를 확대하게 되면 조강생산 5,000만 톤 이상으로 성장하게 돼 생산 규모면에서도 세계 수위 기업과 경쟁할 수 있을 것으로 전망하고 있다.