현대제철, 저탄소 고급판재 생산기술 고도화 … 친환경차시장 선점 나서

현대제철 자동차용 초고장력 1.0Gpa급 저탄소 전기로 판재 시제품. 【사진 제공=현대제철】

현대제철이 친환경 제품 기술을 고도화하고 빠르게 확산하는 글로벌 친환경 자동차 시장 선점에 나서고 있다. 안동일 현대제철 사장은 2023년 신년사에서도 "전기차용 강재 기술 개발과 제품 공급에 총력을 기울여 미래 친환경 자동차 시장에서 경쟁력을 강화해야 한다"고 밝힌 바 있다.

이에 발맞춰 현대제철은 철강 생산 시 발생하는 탄소 발생을 크게 줄인 '저탄소 고급 판재' 생산 기술을 고도화하고 저탄소 제품 시장에 선제적으로 대응한다는 방침을 세웠다. 현대제철은 지난해 9월 세계 최초로 전기로를 통한 1.0GPa(기가파스칼)급 고급 판재 시험생산 및 부품 제작에 성공한 바 있다.

해당 판재는 고로에서 철광석과 석탄을 환원시켜 쇳물을 만들어내는 대신 전기로에서 직접환원철과 철스크랩(고철)을 사용해 쇳물 생산 과정에서의 탄소 배출을 줄인 것이 특징이다. 전기로로 일부 자동차용 강재를 생산하는 사례는 있었으나 1.0GPa급 이상의 고강도 제품의 생산 및 부품 제작에 성공한 것은 현대제철이 유일하다.

지난해에는 중국 완성차 9개사를 대상으로 핫스탬핑재 소재 인증을 완료하고 글로벌 자동차 강판 판매 확대에 힘을 쏟고 있다. 핫스탬핑은 가열된 강판을 금형에 넣고 성형한 다음 급랭시켜 강도를 향상시키는 기술로 차량 경량화에 도움을 준다.

현대제철은 현대차·기아 남양연구소 기초소재연구센터와 함께 1.8GPa 프리미엄 핫스탬핑강을 개발해 세계 최초로 양산에 성공했다. 현대제철에 따르면 현대차의 차세대 전기차인 제네시스 일렉트리파이드 G80(G80EV)과 신형 G90에 신규 강종을 공급 중이다. 1.8GPa 초고강도 핫스탬핑강은 차량을 가볍게 할 뿐만 아니라 자동차 충돌 시 승객의 안전성을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 기존 1.5GPa 핫스탬핑강 대비 인장강도를 20% 향상시켰으며 부품 제작 시 약 10%의 경량화가 가능하다.

안동일 사장

일반적인 핫스탬핑 공법은 가열로에서 강판을 섭씨 900도 이상 고온으로 가열해 금형에 넣고 급속 냉각시켜 부품을 제작한다. 현대제철과 현대차기아 남양연구소 기초소재연구센터는 기존 방식에서 탈피해 가열로의 온도를 50도 이상 낮춘 특화 공법을 개발해 부품 생산에 적용했다.

또 이 공법으로 강판에 수소 성분이 침투하지 못하도록 막아 내부 균열이 발생하지 않도록 했다. 이를 통해 용접성 개선은 물론 부식에도 강한 강판 생산이 가능해졌다. 현대제철 연구소 관계자는 "미래 친환경차의 핵심은 경량화와 탑승객의 안전을 확보할 수 있는 고강도강의 개발 및 적용"이라며 "이를 위해 핫스탬핑을 활용한 부품 개발 및 적용을 지속적으로 확대해 세계 최고의 친환경 자동차 소재 전문 기업으로 도약하겠다"고 밝혔다.

아울러 현대제철의 제품 브랜드 'H CORE'가 안전을 넘어 '안심'을 핵심 키워드로 하는 프리미엄 건설용 강재로 한 단계 발돋움했다. 기존 H CORE는 철근, 형강 등 내진 설계에 적용 가능한 일부 건설 강재에만 한정됐으나, 새롭게 선보이는 H CORE는 토목, 건축, 플랜트 등 건설 전 분야의 공정에 적용할 수 있도록 후판, 강관, 열연 강판, 냉연 강판 등으로까지 범위를 확대했다.

새로운 H CORE는 용접성, 내식성, 내충격성, 고연성, 친환경성 등 특정한 내부 기준에 따라 일반 제품 대비 우수한 제품에만 선별적으로 적용해 프리미엄 브랜드 이미지를 강화할 예정이다. 현대제철은 새로운 H CORE가 안전을 바탕으로 가장 안심하고 선택할 수 있는 최고급 강재라는 의미에서 "안전을 심은 철, 안심 H CORE"라는 슬로건을 전면에 내세웠다.

현대제철은 기후위기와 산업 패러다임의 변화에 대응하기 위해 친환경 건설용 강재의 인증을 확대하고 있다. 현대제철은 2020년 국내 철강업계 최초로 철근과 일반 구조용 압연 형강(SS)에 대한 우수재활용인증(GR, Good Recycled)을 획득했다.

지속적인 연구개발을 통해 2022년에는 토목용 H형강(SHP), 건축구조용 열간압연형강(SHN), 열간압연 강널말뚝(SY), 용접구조용 열간압연형강(SM) 인증을 추가했다. 우수재활용제품(GR)은 환경부가 지정한 녹색제품 중 하나로 국내에서 개발 ·생산된 재활용 제품의 품질과 친환경성 등을 정부가 인증해 재활용 제품에 대한 불신을 해소하는 정부 인증제도다.

현대제철은 철근과 형강 생산에 필수적인 국산 철 스크랩 등급 분류를 통해 우수 원재료를 확보하고 있으며 제품 생산 시 발생하는 오염물질에 대한 관리를 체계화해 GR 인증을 획득·유지해오고 있다. 이와 함께 현대제철은 2019년 국내 철강업계 최초로 철근과 형강의 전 규격 및 강종에 대해 환경성적표지인증(EPD·Environmental Product Declaration)을 획득했다. 이후로도 현대제철은 지속적인 관리와 개선을 통해 2025년까지 인증을 연장했다. 현대제철은 극저온에도 견딜 수 있는 후판 제품(9% Ni강)에 대한 양산체제를 구축하고 조선사에 본격 공급 중이다. 현대제철이 조선사에 공급 중인 9% Ni강은 극저온 환경(영하 196도)에서도 충격에 대한 내성이 뛰어나며 용접성능 또한 우수한 특성으로 LNG 저장시설의 소재로 널리 사용되는 강종이다. LNG는 기존 디젤연료에 비해 오염물질 배출이 현저히 적다는 장점으로 최근 수요가 급증하고 있지만 선박용 연료로 사용할 경우 저장시설 내부를 영하 165도 아래로 유지해야 하는 등의 기술적 제한이 따른다.

[성승훈 기자]