(시사오늘, 시사ON, 시사온=시사오늘 편집국)
포스코가 알루미늄보다 가볍고, 훨씬 강해 ‘꿈의 강철’로 불리는 ‘기가스틸’을 앞세워 글로벌 자동차시장 선도에 나섰다.
최근 자동차업계에선 차체의 무게를 줄이려는 노력이 한창이다. 환경문제와 안전에 대한 규제가 강화됨에 따라 연비 향상이 필수적이기 때문이다. 이에 따라 기존의 철 대신 경량화를 위한 탄소섬유강화플라스틱, 마그네슘, 알루미늄 등의 신소재까지도 일부 사용하고 있다.
하지만 ‘기가스틸’의 등장은 자동차 신소재 패러다임에 큰 변화를 예고하고 있다.
‘기가 스틸’이란 인장강도가 1기가 파스칼급 이상의 강재를 말한다. 쉽게 말해 1㎟ 면적 당 100kg 이상의 하중을 견딜 수 있는 초고강도강이다.
자동차 강판은 강도에 따라서 크게 연질강, 고강도강, 초고강도강으로 분류된다.
일반적으로 초고강도강은 강도와 함께 성형성을 나타내는 연신율이 2배 이상 우수한 ‘엑스트라 초고강도강’과 연신율이 3배 이상 우수한 ‘울트라 초고강도강’으로 구분한다. 여기서 차세대 기가스틸은 ‘울트라 초고강도강’을 말한다. 통상의 기가 스틸 대비 성분제어나 제조공정이 매우 복잡해 높은 기술력이 요구되는 혁신 기술이다.
포스코가 유일하게 양산중인 ‘TWIP강’이 울트라 초고강도강에 해당되며 일반 기가 스틸 대비 성형성이 3배 이상 우수해 차체의 다양한 부위에 적용 가능하다.
앞서 지난해 8월 권오준 포스코 회장은 기자간담회에서 “철강 대비 비중이 3분의 1 수준인 알루미늄이 새로운 자동차강판 소재로 많이 언급된다”고 운을 뗀 뒤, “알루미늄보다 가격경쟁력이 우수하고 강도가 3배 강한 기가급 철강재라면 경량화 측면에서도 비슷한 성능을 낼 수 있다”고 ‘기가 스틸’의 경쟁력을 강조한 바 있다.
◇ 포스코 자동차강판의 기술력·품질력
‘철강 소재의 꽃’이라 불리는 ‘자동차강판’은 재료의 강도를 측정하는 단위인 인장강도에 따라 △저강도강(LSS) △고강도강(HSS) △울트라 고강도강(UHSS)으로 구분된다. 나아가 세계철강협회(World Steel Association) 기준에 의해 △마일드 스틸(Mild Steel) △컨벤셔널 고강도강(Conventional HSS) △첨단 고강도강(AHSS) 등으로 나뉜다.
포스코는 차체 경량화를 위해 기존 강판 대비 가벼우면서도 강도가 강한 고장력강을 지속적으로 개발, 판매를 확대하고 있다.
지난해 1월 포스코는 전 세계 철강사 중 최초로 미국 디트로이트 모터쇼서 포스코의 기술력을 대표하는 최첨단 강재인 트윕강(TWIP)을 포함해 ‘꿈의 강판’이라는 평가를 받는 초고강도·경량화 제품 30여종을 세상에 선보였다.
자동차 생산량이 지속적으로 증가하면서 차종도 다양해졌으며 산업 트렌드에 따라 기술과 소재도 진화하고 있다. 철은 자동차 생산의 전통적인 소재로서 가공성•용접성이 뛰어나고 경제적이며, 도금을 통해 내식성을 쉽게 높일 수 있어 자동차 제작에 있어 최적의 소재다. 또한 재활용이 쉬운 친환경 재료이기도 하다.
포스코는 1973년 현대기아차, 대우자동차 등 국내 자동차사에 열연코일을 판매한 것을 시작으로, 1990년 중반 이후 미국, 일본의 자동차회사와 장기공급 계약을 맺었다. 1992년 자동차강판 전문 제철소인 광양제철소의 종합준공 이후 자동차강판 기술개발에 역량을 더욱 집중해 이후 본격적으로 자동차강판을 생산 및 판매해오고 있다. 현재 포스코는 세계 톱15 자동차사에 모두 자동차 강판을 공급하고 있다.
지난해 포스코는 자동차강판 판매량 900만 톤을 달성했다. 전세계 자동차강판의 10%를 공급하는 셈이다. 국내외 자동차강판 생산·판매 네트워크를 연계해 중국·미주 등 전략지역 글로벌 자동차사와 거래, 경쟁력을 강화한 점이 주효했다.
포스코는 향후 전 세계 자동차사와 파트너십을 한층 강화하고 솔루션마케팅에 기반한 월드프리미엄제품 판매를 확대해 2018년 이후에는 1000만톤 판매 체제를 완성해나간다는 계획이다.
1990년대 일반 냉연제품 중심으로 일본에 수출을 시작한 포스코는 2000년대에 이르러 생산능력을 키우고 미주지역 공급을 확대했다. 현재는 해외 생산기지 증설 및 기술개발을 통해 글로벌 시장에 세계 최고 수준의 자동차강판 공급 확대를 위해 노력하고 있다.
나아가 독자기술로 개발, 생산한 자동차 신소재를 통해 전 세계 일류 자동차사에 공급을 더욱 확대하고, 나아가 신기술 개발을 통한 경량화와 안전성 확보에 더욱 주력할 예정이다.
◇ '기가급' 자동차강판 소재 "포스코의 자랑"
포스코가 자랑하는 트윕강(TWIP)은 전 세계에서 포스코가 유일하게 양산에 성공한 강재로 강도와 가공성 모두를 획기적으로 향상시킨 '꿈의 강재'로 평가받고 있다.
강도는 1mm² 당 100kg의 하중을 견디면서 동일 강도의 양산재 대비 가공성은 무려 3배나 높다. 따라서 충격 흡수가 탁월해 충돌 시 주로 자동차의 앞뒤 부분인 범퍼빔 등에 적용시켜 안전성을 대폭 향상시킬 수 있다. 그동안 경쟁사에서도 트윕강 개발에 열중했으나 상용화에는 실패했다.
DP(Dual Phase)강은 가공이 쉽고 AHSS 중에서도 연신율이 높은 편이며 항복강도도 좋아 실 사이드 멤버(sill side members), 시트 레일(seat rail), 보강재 등 주로 내판 구조부품에 사용되며, 최근에는 도어 아우터 등 외판재로도 확대 적용되고 있다. 특히 인장강도가 최소 980㎫에 이르며 연성도 뛰어나 해당 부품의 소재로 적격이다.
CP(Complex Phase)강은 각과 굴곡이 많은 부품을 만들거나 안전을 위한 차체 보강재로 많이 사용되는 소재다. 인장강도가 1180㎫에 이르며 굽힘 가공성이 좋고 항복강도가 높아 충격을 잘 이겨내야 하는 자동차 하부의 강화부품이나 가공이 경미한 보강재에 적용된다. 주로 실 사이드 패널(sill side panel), 범퍼 레일(bumper rail), 도어 임팩트 바(door impact bar) 등 강화기능이 필요한 부품에 적용되며 AHSS의 대표 ‘안전’ 주자로 자리매김하고 있다.
HPF강의 경우 통상 철강재의 강도가 1.5GPa(1mm² 당 150kg의 하중까지 견딤)보다 높아질 경우 가공이 어려워지는데, 이 단점을 보완하여 열처리 시 가공성을 높인 제품이다.
이 제품은 주로 측면 충돌 또는 전복 사고 시 외부 충격으로부터 탑승자를 보호해야 하는 센터 필러(center pillar·차의 기둥에 해당) 등에 적용된다. 현재 전 세계에서 포스코가 유일하게 세계 최고강도 수준인 2GPa급 제품 생산에 성공했다.
해당 제품은 2014년 파리모터쇼에서 처음 공개된 르노의 1리터카(1리터로 100km를 주행하면서 이산화탄소(CO₂) 배출량은 22g에 불과한 친환경 고연비 차량)인 이오랩에 처음 적용돼 호평 받은 바 있다.
◇ 기가스틸 적용으로 국내 자동차 업계 경쟁력도 'UP'
포스코는 월드프리미엄 자동차강판 제품의 우수성과 혁신적인 솔루션마케팅 성공 사례 등을 적극 홍보함으로써 글로벌 자동차사와의 기술적·상업적 협력을 확대하고 전략적 파트너십을 강화하기 위해 기술전시회를 개최하고 있다.
포스코는 일본, 중국, 미국, 유럽 등 글로벌 자동차사를 대상으로 한 기술전시회를 지속 개최하며 자동차강판 소재공급자로서 글로벌 리더십을 제고해왔다. 올해는 국내자동차사를 대상으로 기술전시회를 확대 운영함으로써 국내외 자동차강판 시장에서 글로벌 경쟁력을 강화하고 있다.
포스코는 지난 해 9월21일 르노삼성자동차사를 시작으로 쌍용자동차, 한국지엠과의 기술전시회를 연이어 개최하며 단순한 철강재 공급사로서가 아니라 고객이 신뢰를 기반으로 미래 자동차 시장 변화에 선제적으로 대응하고 시너지를 극대화하는 솔루션파트너로서의 입지를 다졌다.
이번 기술전시회는 국내 완성차사 뿐만이 아니라 국내 탑 자동차 부품 제조사들이 함께 참가해 자동차산업 관계자들이 실질적으로 필요한 솔루션을 제공하는데 주력했다. 이 같은 포괄적 기술협력을 통해 상업적 파트너십이 더욱 강화될 것이라는 평가가 나온다.
기술전시회와 더불어 글로벌 자동차사의 강재 채용 동향, 경량화 기술 및 양산 적용 사례, 기가급 강재 이용 기술, 울트라 초고강도강 개발 계획 등 자동차사의 니즈를 반영한 기술세미나도 병행해 개최됐다. 이 세미나에선 고객의 니즈를 반영한 자동차사별 중장기 협력 과제를 발굴하고 , 동반 성장을 위한 기술 협력 기반을 강화하는데 초점이 맞춰졌다.
자동차사와의 끊임없는 기술협력의 결과 쌍용자동차 ‘티볼리에어’ 차체에는 포스코가 개발한 월드프리미엄(WP) 고강도강이 71% 적용됐다.
아울러 르노삼성 SM6 차체의 충돌부재에는 국내 최초 양산적용된 복합성형가공제품(TWB-HPF)과 1180CP 등 초고강도강 이라고 부를 수 있는 1.2G기가파스칼(Pa) 이상의 강재를 18.5%를 사용했다. 이에 힘입어 유럽 및 한국 안전도 평가에서 우수한 충돌성능 (ENCAP 5star, KNCAP 1등급) 확보에 성공했다.
최근에는 포스코와 쌍용자동차가 개발초기부터 협력해 포스코의 기가스틸을 세계 최초로 적용한 신형 대형 SUV ‘Y400’를 선보이기도 했다. ‘Y400’은 이번 달 열리는 서울모터쇼에서 첫 공개되며 5월부터 양산에 들어갈 예정이다.
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