‘자동차와 가전의 외형을 더욱 미려하게, 그러면서도 부식이나 변형 없이 더 오래 쓸 수 있게.’
세계 철강 업계가 앞다퉈 기술 개발에 뛰어들고 있는 ‘스마트 강판’이다.
스마트 강판은 3세대 철판으로 불린다. 철을 산업 현장에 쓸 수 있게 평평하게 가공한 일반 철판이 1세대라면, 일반 철판 표면에 아연을 도금한 것이 2세대다.
아연도금 강판은 일반 철판에 비해 부식이 느리고 다양한 표면 형태가 가능하다. 하지만 도금 과정에서 과다한 에너지 소모와 폐수 발생 등의 문제를 야기한다. 아연 자체도 고갈 중이어서 향후 수급에 어려움이 예상된다.
대안으로 부상한 것이 스마트 강판이다. 스마트 강판의 공정 기술은 혁신적이다. 진공 증착으로 도금 제품을 고속 생산하는 기술로 오염 물질의 발생이 적고 에너지 효율이 매우 높아 친환경적이다. 아연 도금 제품 외에도 마그네슘·알루미늄 등과 합금 도금이 가능해 아름다운 표면과 광범위한 적용성, 긴 수명을 구현할 수 있는 미래 선도 제품이다.
스마트 강판은 기존 아연도금 강판 대비 내식성이 최소 두 배 이상 높다. 외형 수명을 지금보다 최소 두 배 이상 늘릴 수 있다는 뜻이다. 실제로 아연도금 강판은 약 72시간 후부터 녹이 발생하는 반면에 스마트 강판은 최장 500시간 이상 견딜 수 있다.
스마트 강판은 가공성이 좋아 자동차나 가전제품 등의 외관을 다양하게 만들 수 있다.
고속 제조 공정에 의한 생산성 향상 효과로 강판 가격을 현재 수준에서 10%까지 줄일 수 있다. 기존 표면처리강판 시장을 빠르게 대체할 것으로 기대를 모으는 이유다. 실제 업계 추정에 따르면 세계 스마트 강판 수요는 오는 2020년 120만톤에서 2030년 1000만톤으로 가파르게 성장할 전망이다.
스마트 강판은 세계적으로 상용화 사례가 없는 미래 신소재다. 국내에서 정부와 민간이 힘을 합쳐 연구 개발에 나섰는데, 그 중심에 ‘스마트 강판 소재 사업단’이 있다.
포스코·동부제철·코스텍·한양대 등 산학연 단체 27곳으로 구성된 사업단은 작년 9월 출범 후 짧은 기간에도 주목할 만한 성과를 거두고 있다. 실험실 규모에서 연속 PVD 코팅을 위한 코팅 두께 제어 기술을 구현했고 코팅 설비 장시간 가동 시에도 안정성을 확보했다.
광폭 시험 생산라인에 적용할 수 있는 진공 실링 설비 디자인과 플라즈마 전처리용 이온건 후보 설정, 코팅층의 흑변방지 후처리 용액 도출 등 1차연도에만 목표 대비 230%의 달성도를 이뤄냈다. 현재 2차연도 사업 과정에서 분당 100m의 속도로 두께 1㎛(마이크로미터) 도금을 처리할 수 있는 진공코팅 장치를 개발, 이 분야 세계 최고 수준의 기술을 확보했다는 평가다.
사업단 관계자는 “스마트 강판은 자동차·가전·건자재 등의 기초 소재로 사용되는 만큼 세계 처음 상용화에 성공하면 산업 전반에 걸쳐 파급 효과를 가져올 수 있는 근간이 될 것”이라며 “앞으로 7~8년이면 상용화를 위한 기술적 토대를 마련하고 시제품 성능을 평가하는 단계에 이를 수 있을 것”이라고 말했다.
윤건일기자 benyun@etnews.com
