포스코의 경쟁력, 프리미엄 제품과 스마트 제조기술

[이지경제] 정재훈 기자 = 포스코는 지난 7월에 발표된 S&P Global Platts의 Global Metals Awards에서 철강산업 리더십(Steel Industry Leadership)부문 최우수 기업에 선정됐다고 23일 밝혔다.

S&P Global Platts(이하 Platts, 플라츠)는 철강, 원자재 및 에너지 분야의 세계 최대 정보분석 기관이다. 포스코의 이번 Global Metals Awards수상은 지난 2018년에 이은 두 번째로 이 상을 받은 국내기업은 포스코가 유일하다.

앞서 포스코는 지난해 6월 글로벌 철강전문기관 WSD(World Steel Dynamics)로부터 10년 연속으로 ‘세계에서 가장 경쟁력 있는 철강사’에 선정되기도 했다. 세계철강협회의 스틸리 어워드 ‘올해의 혁신상’ 부문에서는 4차례(2012·2015·2017·2019) 선정됐다. 또 2003년부터는 다우존스 지속가능경영지수(DJSI)에도 참여해 우수기업으로 선정되고 있다.

이와 같은 포스코에 대한 잇따른 호평은 스마트 기술을 통한 생산혁신, 자동차 강판 등 WTP(World Top Primium)제품, 육상LNG저장탱크용 고망간강 등 최첨단 철강소재 개발 등 ‘R&D 경영’의 성과로 평가된다.

포스코의 ‘WTP’ 제품은 R&D의 경정체로 미래 시장을 선도할 수 있는 기술성이 우수한 제품이다. 또한 시황에 관계없이 일반강 대비 안정적인 영업이익률을 확보할 수 있다.

대표적인 WTP 제품은 자동차강판이다. 포스코는 2000년대 이후에는 본격적으로 자동차강판을 생산 및 판매해오고 있다. 오랜 연구개발 끝에 현재 세계 톱15 자동차사에 모두 자동차 강판을 공급하고 있다.

포스코는 중국, 인도, 멕시코, 태국에 자동차강판 생산법인을 운영하고 있으며 2017년에는 광양제철소에 연산 50만t 규모의 7CGL(용융아연도금강판)공장을 준공했다.

포스코는 미래차로 각광받는 전기차에 필요한 핵심소재를 공급하기 위한 준비에도 박차를 가하고 있다. 전기차 차체는 차량 사고 시 충격을 흡수, 분산시켜 사고의 충격을 최소화할뿐만 아니라 배터리가 파손되지 않도록 지켜주는 역할을 한다. 포스코의 자동차강판은 차체에 적용되는 부품의 두께를 얇게 제작할 수 있어서 동급 차체대비 무게가 가벼워지고 차량 연비도 향상시킬 수 있다.

포스코는 2006년부터 수소전기차용 금속분리판 소재개발 프로젝트를 추진해 왔으며 2018년부터는 현대자동차의 양산 수소전기차 모델에 포스코 Poss470FC강을 적용하고 있다.

포스코의 WTP 제품의 판매량은 꾸준히 증가하고 있다. 2018년 960만톤에서 지난해 1000만톤을 넘어섰다. 올해도 WTP 제품 판매를 강화하는 프리미엄 전략으로 지난해 실적을 넘어설 것으로 전망된다.

아울러 포스코는 지난해 8월 가스기술기준위원회로부터 세계 최초로 독자 개발한 극저온용 고망간강(이하 고망간강)에 대한 육상LNG저장탱크용 소재의 사용 승인을 받았다.

고망간강은 –196℃의 극저온 환경에서도 우수한 성능을 유지하는 강재다. 기존 육상용 LNG탱크에 적용되던 소재인 니켈합금강 대비 가격경쟁력이 우수하다. 포스코는 탱크의 수명을 50년으로 가정하고 천여 회의 채움과 비움 테스트를 진행하고 시험이 끝난 후에도 탱크를 해체하여 고망간강의 성능에 문제가 없음을 확인했다. 또한 국내외 전문가들은 총9회에 걸친 자문회의를 통해 안전성을 철저히 검증했다.

포스코는 오는 2030년까지 전세계에 LNG탱크 890기와 LNG추진선 4700척이 발주될 것으로 전망하고 있으며 고망간강을 국내외 소재 규격으로 등재를 확대하고 LNG관련 프로젝트 수주에 적극 나설 계획이다.

한편 극저온 고망간강은 2014년에 한국산업표준(KS), 2017년과 2018년에 각각 미국재료시험협회(ASTM)와 국제표준화기구(ISO)에 소재규격으로 등재된 바 있으며 2017년에는 LNG추진선인 그린아이리스호의 연료탱크에 고망간강이 적용된 바 있고 2018년 말에는 육상압력용기(KGS AC111)와 선박 LNG저장탱크(IMO Interim Guidelines) 소재로 사용 승인을 받은 바 있다.

포스코의 무방향성 전기강판 ‘Hyper NO’는 주로 고효율 모터에 적용되어 전기차의 연비를 향상 시킬뿐만 아니라 자동차의 성능을 높여줄 수 있는 핵심 소재다.

포스코는 Hyper NO제품을 90년대 초반부터 개발 및 생산했으며 최근 시장이 급성장하는 친환경차 구동모터용 제품은 2010년부터 양산을 시작했다. 포스코는 2017년 2월 신규 설비 준공을 통해 Hyper NO. 생산능력을 연 16만톤까지 늘렸다. 이는 전기차 구동모터코어 기준 약 260만대에 공급할 수 있는 양이다.

전기강판은 규소를 약 1~4% 함유하고 있어 전기적·자기적 특성이 우수하다. 강판 내부의 결정이 제각각의 방향으로 향하고 있는 무방향성(無方向性) 전기강판(NO; Non-Oriented electrical steel)과 결정을 한 방향으로 갖춰 자기적 성능을 비약적으로 높인 방향성 전기강판(GO; Grain Oriented electrical steel)으로 분류한다. 무방향성 전기강판(NO)는 발전기와 모터 등 회전기(機) 부품 등에 많이 사용되며 방향성 전기강판(GO)은 변압기 등의 철심 재료로 쓰인다.

무방향성 전기강판(NO)은 전기에너지를 회전에너지로 변환시키는 과정에서 필연적으로 에너지 손실, 즉 철손(Core loss)이 발생하는데, 포스코의 Hyper NO는 에너지 손실을 최소화하고 효율성을 높일 수 있도록 개발돼 기존의 전기강판 대비 철손이 30%이상 낮다.

또한 전기강판은 두께가 얇을수록 철손이 적어 모터의 효율성을 높일 수 있다. 일반적으로 전기강판은 두께가 0.50~0.65㎜인데, 포스코의 Hyper NO는 두께 0.15㎜까지 생산이 가능하다.

고효율 최고급 Hyper NO 강판을 층층이 쌓아 붙여 만든 모터코어는 모터의 핵심부품이다. 모터코어는 자석 등과 함께 조립돼 전기모터가 되는데 전기를 공급받으면 자기장을 생성하고 이를 회전 에너지로 변환시켜주는 역할을 한다.

보통 모터코어를 만들 때 수 십장의 전기강판을 쌓아 체결하는 방식으로는 용접이 가장 많이 쓰이지만 용접 부위에서 철손이 매우 커져서 전반적인 모터 효율이 많이 떨어지는 단점이 있다.

포스코는 최근 접착제와 같은 기능을 하는 코팅을 전기강판 표면에 적용하는 이른바 ‘셀프본딩’ 기술을 개발했다. 코팅이 된 Hyper NO강판 수 십장을 쌓아 일정 수준의 열처리만 거치면 자체적으로 결합되도록 하는 기술이다.

셀프본딩 기술을 적용하면 용접 등의 물리적인 방식과 달리 전기강판의 전자기적 특성을 저하시키지 않아 모터효율을 향상시킬 수 있으며 기존의 용접 체결방식 대비 모터코어의 철손이 10%이상 줄어든다. 또한 용접된 일부분만 붙어있고 나머지는 서로 붙어있지 않아 고속의 회전시 소음이 많이 발생하는 기존의 용접 방식 대비 소음도 3dB이상 개선시킬 수 있다.

포스코는 Hyper NO강판에 적용되는 셀프본딩 기술의 원천특허를 보유하고 있다. 이 기술은 고효율 미래 전기차 및 가전제품 시장의 성장과 함께 많은 주목을 받을 것으로 예상된다.