날씬한 전기차 만드는 ‘꿈의 강판’… 기가스틸 연간 100만t 생산[초격차 기술, 현장을 가다]

■ 초격차 기술, 현장을 가다 - (6) 포스코 광양제철소 제4도금공장
레이저로 붙이고 이물질 제거
온도·공기·도금 등 정밀 관리
철의 강점 유지 · 단점 최소화
AI 적용 로봇이 부유물 제거
도금량 제어에도 스마트기술
“포스코의 새 성장동력 될 것”

지난 10일 전남 광양에 있는 포스코 광양제철소 제4도금공장 ‘7CGL(용융아연도금강판라인)’ 설비 내에 아연 도금 공정 중인 얇은 강판들이 길게 늘어서 있다. 광양 = 문호남 기자

광양=장병철 기자 jjangbeng@munhwa.com

지난 10일 전남 광양에 있는 포스코 광양제철소 제4 도금공장에 들어서자 길이 660m, 최고 높이 61m에 달하는 ‘7CGL(용융아연도금강판라인)’ 설비가 육중한 자태를 드러냈다. 마치 커튼처럼 공장 곳곳에 수직으로 걸려 있던 얇은 강판들은 특수 제작한 롤러 등을 통해 아연 도금 공정을 거친 뒤 회색빛의 자동차 강판으로 재탄생하고 있었다. ‘꿈의 강판’으로 불리는 기가스틸이 만들어지는 순간이다.

기가스틸은 철의 강점은 유지하면서도 단점은 최소화하기 위해 강판을 레이저로 이어붙이는 과정부터 강판 표면의 이물질을 제거하는 전처리 과정, 강도를 재조정하기 위한 가열과 냉각의 담금질, 아연 혹은 알루미늄 도금 작업 등 총 13가지의 까다로운 과정을 거쳐 탄생한다. 기가스틸을 만드는 7CGL은 정밀한 온도 관리, 공기를 통한 아연 도금 양과 시간 조절 등의 작업을 24시간 내내 진행한다.

포스코는 기가스틸을 생산하기 위해 일찌감치 광양제철소를 세계 최대 자동차 강판 공장으로 탈바꿈시켰다. 2000년대부터 투자와 연구를 거듭한 끝에 2010년 ‘트윕강’이라는 이름의 기가스틸을 세계 최초로 개발한 데 이어, 2016년엔 가공성이 뛰어난 또 다른 기가스틸 ‘PosM-XF’ 상용화에 성공했다. 이렇게 탄생한 기가스틸의 생산량은 연간 100만t에 달한다.

회사 관계자는 “전기차는 배터리팩의 무게로 인해 내연기관 차량 대비 25%가량 더 무거워 글로벌 완성차 업체 모두 경량화에 전력을 기울이고 있다”며 “기가스틸은 이런 상황에서 대안이 될 수 있는 만큼 전기차 시대를 맞아 새로운 성장동력으로 부상할 것”이라고 말했다.

포스코는 최근에는 생산성을 높이고 작업자의 안전을 도모하기 위해 7CGL에 인공지능(AI)과 로봇을 활용한 자동화 시스템 신기술도 대거 적용했다. 대표적으로 ‘부유물(Dross) 제거 공정’에서는 AI 기술이 적용된 로봇이 아연이 녹아 있는 고온의 포트(Pot·솥) 속에서 산화물을 비롯한 각종 부유물을 제거한다. 강판이 부식되는 것을 방지하기 위해 이뤄지는 도금 공정은 강판이 아연 포트를 통과하면서 이뤄지는데, 이때 공정 진행 과정에서 산화물 등 부유물이 발생한다. 이에 따라 불량을 막고 균일한 제품을 생산하기 위해서는 아연이 녹아 있는 고온의 포트 속에 떠다니는 이물질을 제거하는 작업이 필수다.

손광호 포스코 명장이 지난 10일 자동차강판기술센터 ‘CRM Smart Room’에서 ‘PCM 자동속도제어기술’을 설명하고 있다. 광양 = 문호남 기자

로봇 개발 전에는 이 업무를 작업자들이 일일이 해야 했다. 하지만 고온의 포트를 앞에 두고 작업해야 하고 장비도 무거워 늘 위험이 따랐다. 이에 포스코는 AI 기술을 활용한 로봇을 도입, 부유물 제거 작업을 정밀하게 자동화했다. 기계가 영상을 촬영해서 부유물 발생 구역을 스스로 분석한 다음, 부유물이 많이 쌓인 곳부터 제거하는 시스템을 도입한 것이다.

포스코 관계자는 “로봇 개발 덕분에 훨씬 수월하고 안전하게 작업할 수 있게 됐다”며 “자동화 설비 내에서 현재 7명 내외의 적은 인원이 동시 근무를 하고 있다”고 말했다.

포스코는 도금량 제어 기술에도 스마트 기술을 적용했다. 고객사별 요구에 따라 제품별 목표 도금량을 맞추는 작업에 AI 기술을 적용해 편차를 줄이고 도금량 제어 정확도를 높였다. 회사 관계자는 “시편 운반, 제품 표면 결함 정보 제공 등 다른 공정 전반에도 스마트 기술을 대거 적용했다”고 전했다.

포스코는 생산성과 효율성을 높이기 위해 스마트팩토리 구축에 더욱 박차를 가한다는 방침이다. 손광호 포스코 명장은 기술연구원과의 협업을 바탕으로 ‘PCM 자동속도제어기술’을 개발했는데, 광양제철소는 최근 제4냉연공장에 관련 기술을 처음으로 적용했다. 이 기술은 운전자들이 제품 생산을 위해 라인 속도를 수작업으로 가·감속해오던 작업을 컴퓨터가 스스로 진행하도록 한 것이 특징이다.

손 명장은 “운전자들의 피로감을 줄이고 생산성을 높일 수 있을 것으로 기대된다”며 “내년부터 단계적으로 타 냉연공장에 해당 기술을 확대 적용하는 것을 목표로 하고 있다”고 말했다.

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