직경 300㎜ 고품질 인조흑연 전극봉 제조기술 개발 성공

포스코퓨처엠이 제조기술을 국산화한 직경 300㎜의 UHP(Ultra High Power)급 전극봉. 사진=포스코퓨처엠
 

포스코퓨처엠이 철강 생산공정의 필수소재인 ‘전극봉’ 제조기술 국산화에 성공했다.

전극봉은 고부가가치 탄소 소재로, 전기로(電氣爐) 제강공정에서 철 스크랩을 녹여 쇳물을 만들거나 용광로에서 생산한 쇳물의 불순물을 제거하는 정련(精鍊) 공정에 사용한다. 전극봉은 전기를 열에너지로 바꾸는 역할을 하는데, 직경이 크고 전극 밀도가 높을수록 전력량을 증가시켜 생산 효율을 높일 수 있다.

최근 글로벌 철강 시장은 ESG 경영 강화에 따라 고로 대비 탄소 배출량이 적은 전기로 조업 방식의 관심이 높아지면서 고밀도 전극봉 수요가 증가하고 있다. 이에 포스코퓨처엠이 국산화에 성공한 직경 300㎜ 고품질 UHP(Ultra High Power)급 전극봉 제조기술은 국내 철강산업 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.

포스코퓨처엠은 특히 각 국가의 핵심 원자재에 대한 수출 통제가 확대되고 있는 상황에서, 포스코의 제철공정 부산물인 콜타르로 만든 침상코크스를 활용해 전극봉 제조기술을 국산화했다.

국내 철강업계는 전극봉 제조기술을 국산화하지 못해 중국, 일본, 인도 등에서 매년 3만t(톤) 넘는 전극봉을 전량 수입해왔다. 2017년에는 중국산 전극봉 부족 사태로 중소 규모 전기로 제강사들의 가동 중단 위기가 있었고, 2019년에는 일본 정부가 우리나라를 ‘화이트 리스트’(수출심사 우대국)에서 제외하면서 저품질 전극봉 사용에 따른 전기로 효율 저하 우려가 나오기도 했다.

이번 국산 전극봉 개발은 민관협력의 대표 성공사례로도 평가받는다. 산업통상자원부가 2020년 ‘탄소산업기반조성사업’에서 ‘300㎜ 이상급 인조흑연 전극봉 기술개발’을 국책과제로 추진했고, 주관기관으로 포스코퓨처엠이 선정되면서 4년 9개월간의 연구개발 끝에 전극봉 제조기술 국산화에 성공했다.

국책과제에 공동참여한 포항산업과학연구원(RIST)은 제품 및 공정개발, 제조설비 구축 등을 진행했고, 포스코MC머티리얼즈, 포스텍 가속기연구소, 금오공과대학교는 원료 물성 개선, 제조공정 최적화, 시제품 개발을 담당했다.

포스코그룹 차원에선 포스코 기술연구원 저탄소제철연구소가 ‘전극봉 국산화 개발 협의체’를 통해 기술개발을 지원했으며, 연구소 내 ‘HyREX&주조실험동’에 전극봉 테스트 공간을 구축하며 국산화 기술개발을 도왔다.

포스코퓨처엠 조용호 기초소재사업부장은 “산학연이 전량 수입에 의존하는 전극봉의 국산화 필요성에 공감하고 긴밀하게 협력해 고품질 전극봉 제조기술을 확보하게 됐다”며 “국내 철강산업의 소재 공급망 안정화와 글로벌 경쟁력 확보를 위한 전환점이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

포스코퓨처엠은 앞으로 시장 상황에 맞춰 전극봉의 사업화를 검토할 계획이며, 올 초 광양제철소에 전기로 공장을 착공한 포스코와도 저탄소 제철공정 구축을 위한 그룹 차원의 협력을 강화해 나갈 방침이다.

〈문화경제 김응구 기자〉