[르포] 영하 163도 LNG에도 끄떡없다... 포스코 세계 최초 개발 '고망간강'

낮은 온도·높은 충격에도 '굳건'… 독보적 기술로 세계 시장 노린다

고망간강 생산공정 모습. /사진=포스코

지난달 26일 방문한 포스코 광양제철소에선 네모 반듯한 시뻘건 철강이 수많은 롤러 위를 구르며 인고의 시간을 견뎌내고 있었다. 뜨거운 열기와 굉음으로 가득한 공간에서 자기만의 성질을 묵묵히 만들어가는 모습이었다. 치열한 생산 과정을 견뎌낸 철강은 영하의 온도와 외부 충격에도 굴하지 않는 '고망간강'으로 거듭났다.

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포스코 노하우 집약된 '고망간강'… 추위에 강하면서 튼튼해

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최근 글로벌 에너지 시장에서 기존 석탄 등의 화석연료를 대체할 수 있는 대안인 '브릿지 에너지'로 LNG(액화천연가스)가 주목받고 있다. LNG에 대한 관심이 높아지면서 이를 대량운반 및 저장할 수 있는 인프라 개발의 중요성도 점차 커지는 상황이다.

포스코는 일찌감치 LNG 소재시장에 뛰어들며 경쟁력 확보에 나섰다. LNG 저장과 운송에 용이한 신소재를 개발하기 위해 그간 쌓아온 기술 노하우를 동원했다. 그렇게 탄생한 소재가 바로 '고망간강'이다.

고망간강 제품이 적치되고 있다. /사진=포스코

포스코가 세계 최초로 독자 개발한 고망간강은 철에 다량의 망간(Mn, 22.5~25.5%)을 첨가한 철강 소재로 영하 196도의 극저온에서도 우수한 기계적 특성을 나타낼 뿐만 아니라 고강도·내마모성·비자성 등의 성능을 갖췄다. LNG 특성상 영하 163도에서 액체 상태를 유지하고 저장 탱크나 운반 중의 외부 압력을 견뎌야하는 만큼 고망간강의 역할은 더 중요해질 것으로 보인다.

기존 적용하던 소재보다 원가 경쟁력이 뛰어나다는 점도 고무적이다. 고망간강에 첨가하는 망간은 전 세계적으로 매장량이 풍부하고 상대적으로 가격도 저렴해 기존 소재로 쓰이던 '9%니켈강'보다 약 30%나 저렴하다. 니켈은 일부 국가에서만 생산되기 때문에 공급이 불안정하고 수급 상황에 따라 가격변동성도 크다.

이순기 포스코 수석연구원은 "2차 전지 배터리 양극재에 많이 사용되는 니켈은 가격 등락 예측이 어렵다"며 "평균적으로 망간 가격은 니켈의 8분의1 수준"이라고 설명했다.

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고망간강 생산 맞춤화 시스템 구현… 시간·비용 줄이며 생산성 상승

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광양제철소는 제강 공정 시 고체 망간 대신 높은 온도의 용융 망간을 사용해 고망간강 공정의 새로운 패러다임을 제시했다. 제강부터 압연까지의 공정 과정이 이어져 있는 공장 특성을 살려 고망간강 전용 설비를 구축, 생산 시스템에 용융 망간을 제조하는 새로운 프로세스를 추가했다. 제강 공정에선 고온 및 액체 상태의 철이 유지되는 게 중요한데, 대부분의 철강사는 액체 상태의 철에 차가운 고체 망간을 넣는 방식으로 생산해 시간 및 비용 측면에서 어려움을 겪는다.

정영덕 포스코 리더는 "용융 망간 덕분에 쇳물의 높은 온도 유지가 가능하다"며 "광양제철소가 보유한 설비와 노하우를 활용해 고망간강에 맞춤화된 생산 방식을 개발했다"고 설명했다.

고망간강이 진공흡착식 크레인으로 이송 중이다. /사진=포스코

3제강공장 현장은 고망간강 생산 공정으로 쉴 틈 없이 바빴다. 엄청난 열기와 굉음을 내뿜는 거대한 장비들이 분위기를 압도했고 기술자들은 공정 과정을 원격으로 제어하며 생산 현장을 진두지휘했다. 해당 공장은 자동 시스템으로 운영된다는 게 포스코 관계자의 설명이다.

연주 공정을 마친 두꺼운 널빤지 모양의 반제품 '슬래브'도 눈길을 끌었다. 공정을 끝내고 나온 슬래브는 벌겋게 달아오른 모습이었다. 압연 과정도 인상적이었다. 슬래브는 컨베이어벨트처럼 생긴 두 개의 압연기 사이를 여러 번 통과하면서 완성품의 모습에 가까워졌다. 공정이 마무리된 고망간강은 진공흡착으로 옮겨졌다.

포스코 관계자는 "압연 과정을 거친 슬래브는 기존 3m에서 최대 40m까지 길어진다"며 "압연 이후에는 철강의 흠집을 제거하는 과정도 거친다"고 했다.

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한국을 넘어 세계로 가는 고망간강… 글로벌 인증 획득 랠리

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포스코는 신소재 시장에서 고망간강의 우수성을 입증하기 위해 국제 기술표준 확보에도 힘썼다.

결과적으로 2017년 모든 재료의 시험 연구 및 규격 입안·제정을 관장하는 기구인 미국재료시험협회(ASTM) 표준 기술로 등재되면서 고망간강의 안전성을 인정받았다. 2022년에는 국제해사기구(IMO)가 고망간강의 적용에 관한 국제 기술표준을 정식으로 채택, 기국 승인 없이도 선박의 극저온 화물이나 연료탱크 등으로의 활용이 가능해졌다.

수년간 국제 사회에서 신뢰성을 입증한 포스코의 고망간강은 이제 다양한 산업 분야로의 진출을 계획 중이다. 실제로 포스코인터내셔널이 보유한 광양 LNG 터미널 5·6호기에 고망간강이 적용됐으며 한화오션의 초대형 원유운반선에도 고망간강이 적용된 LNG연료탱크가 세계 최초로 탑재됐다. 현재 공사 중인 LNG터미널 7·8호기에도 고망간강이 사용될 예정이다.

이순기 연구원은 "고망간강은 잠수함, 함정 등 방위산업 소재로도 활용이 가능하다"며 "비자성 특성을 바탕으로 하이퍼루프 등에 적용하는 방향도 고려하고 있다"고 설명했다.

장인화 포스코 회장 역시 고망간강에 적극적인 지지를 보내고 있다. 장 회장은 한화오션 측에 초대형 원유운반선과 컨테이너선에 고망간강이 탑재될 수 있게 제안한 것으로 알려졌다.

정연 기자 yeon378@mt.co.kr