[포항=조인영 기자] 포항역에서 버스로 20분 지나 도착한 곳은 포항제철소. 그야말로 거대한 철강도시를 이루고 있었다. 여의도를 3개 합쳐놓은 듯한 면적(950만㎡)에 정문에서 부두까지 일직선으로 뻗은 중앙도로의 길이는 2km여서 그 넓은 크기를 실감할 수 있었다.

포항제철소 전경 <사진=포스코>

지난 24일 포스코가 자랑하는 파이넥스 1~3호기는 제철소 본사건물에서 약 7~8km 떨어진 위치에 시계방향으로 나란히 놓여 있었다.

외관만 보면 포스코의 기술이 담긴 시설이라는 게 와닿지 않는다. 투박해 보이는 시설은 규모도 크지 않을 뿐더러 원료를 가공하는 설비와 쇳물을 만드는 용융로도 쉽게 구분되지 않아, 마치 베일에 쌓인 건축물을 보는 듯 했다. 

이런 투박한 모양의 파이넥스는 포스코가 지난 20여년간 각고의 노력 끝에 현재 세계 각국을 대상으로 기술 수출을 추진하고 있는 고급기술의 집합체로 자리매김했다. 

파이넥스의 출발은 철광석과 코크스(유연탄을 고온으로 찐 것)를 덩어리로 만들어야 하는 기존 고로 공법과 달리, 가루 상태여도 고온에 잘 녹는 방법을 찾는 데서 시작됐다.

이 기술은 막대한 투자비와 기간을 필요로 했다. 지난 1992년 연구개발에 착수한 포스코는 1996년 모델플랜트, 1999년 파일럿플랜트를 만든 뒤 드디어 2003년 상업생산이 가능한 연산 60만톤 규모의 데모파이넥스를 탄생시켰다.

2007년엔 1호기 보다 용량을 2.5배 더한 150만톤 규모의 2파이넥스가, 2014년엔 200만톤의 생산능력을 갖춘 3파이넥스가 차례로 완공됐다.

3파이넥스는 공정설비를 기존 4단공정에서 3단공정으로 슬림화했다. 4단계에 걸쳐 작업하던 것을 3단계로 줄인 것이다. 그럼에도 쇳물 생산능력은 2호기 보다 50만톤이나 많고, 투자비도 기존 용광로 보다 15% 저렴하다. 친환경적이며 경제적이기 때문에 현재 각국을 대상으로 파이넥스 기술 수출(9건)을 추진하고 있다.

3파이넥스 공장 전경 <사진=포스코>

파이넥스의 기술은 전처리 없이 산소를 떼어내 순수 철로 만든다는데 있다. 철광석을 녹이려면 산소를 분리해야 하는데 이 작업을 3기의 유동로에서 담당한다.

3기의 유동로는 철광석에서 산소를 약 60% 가량 제거한다. 유연탄은 압력을 받아 성형탄이 되며 이 때 산소가 제거된 철광석인 HCI(Hot Compacted Iron)와 용융로로 투입된다. 용융로는 용광로와 같은 것으로, 고온이 가해진 성형탄이 HCI를 녹이면 쇳물이 된다.

파이넥스 생산을 관할하는 안전실에 들어섰다. 이 곳에선 일일생산량과 생산속도, 코크스비율, 미분탄비율, 용선(쇳물) 온도 등 파이넥스의 모든 것을 실시간으로 모니터링하고 있었다.

안전실 문을 열고 나가니 파이넥스의 내부 설비가 보였다. 한켠에는 수시로 시간과 압력 수준을 체크하는 붉은 전광판도 눈에 띄었다. 포스코 관계자는 "용융로에선 30분 주기로 쇳물을 받은 뒤 잠수함 어뢰와 생김새가 비슷한 토페도카에 담아 제강공정으로 보낸다"고 설명했다. 

쇳물을 생산하는 것을 제선이라고 하며 쇳물 속 불순물을 걸러내는 작업을 제강, 단단한 고체가 된 슬래브를 얇고 평평하게 만드는 과정을 압연이라고 한다.

2열연공장 연연속설비 <사진=포스코>

주어진 시간이 짧아 잠시 바라보는 것으로 만족한 뒤, 연산 500만톤 규모의 2압연공장으로 자리를 옮겼다.

멀리에서도 후끈한 열기가 느껴졌다. 가열로에서 2~3시간 달궈진 슬래브는 1조압연기부터 4조압연기를 차례로 지나며 두께와 폭이 점차 얇고 평평해진다.

2조압연기에선 워크롤과 백업롤 총 4개롤이 슬래브를 앞뒤로 교차해가며 바(bar) 형태를 만들고 3/4조 압연기에선 접합기(Joining machine)가 바와 바 사이를 붙여 연속으로 압연할 수 있도록 했다. 기존 공정보다 시간이 단축될 뿐 아니라 원하는 만큼 바를 이어 만들기 때문에 경제적이다.

압연을 모두 마치면 제품을 냉각한 후 둥글게 감는 권취작업을 한다. 이렇게 감긴 제품을 열연코일이라고 한다. 가열로부터 권취까지 2분 30초가 소요되며, 25cm 가량의 두꺼운 슬래브는 1.0~22mm의 열연으로 재탄생한다. 이 때 코일의 무게는 개당 15~36톤으로, 하루 평균 700개가 생산된다.

지난해 포스코는 철강제품 생산량 8억톤을 달성했다. 이는 1972년 이후 43년 만으로 중형자동차 9억4000만대, 30만톤급 초대형 유조선 2만 척을 만들 수 있는 규모다.

현재 포스코는 부산물을 재활용한 친환경 기술 개발에 주력하고 있다. 특히 제철소에서 발행하는 부생가스를 원료로 전력을 생산하는 비중을 높여 원가절감 및 친환경 수준을 극대화하는 방안을 모색하고 있다.

[뉴스핌 Newspim] 조인영 기자 (ciy810@newspim.com)