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티타늄 제련기술의 최신동향

전문가 제언: ○ 티타늄은 지각을 구성하는 원소 중 알루미늄, 철, 마그네슘 다음으로 풍부하게 존재하며 금홍석(rutile, TiO2)이나 Ilmenite(FeTiO3) 광석으로 존재한다. 티타늄이 금속원소로 취급되기 시작한 것은 1910년 Hunter가 사염화 티타늄(TiCl4)을 Na로 환원하여 금속 티타늄을 추출하면서부터이다.

○ 1940년대에 Kroll이 양산 공정을 완성하고부터 꿈의 소재로 무한한 가능성을 가진 소재로 비약적인 증대가 기대되었으나 반세기가 경과한 현재에도 티타늄의 세계 생산량은 연간 10만 톤 정도에 머물고 있다.

○ 티타늄합금의 용도는 자동차ㆍ항공ㆍ우주용으로 사용되고 있음을 들 수 있다. 이는 티타늄합금의 비강도가 높고 약 400~500℃ 정도의 고온에서도 우수한 기계적 특성을 타나내며 기체의 경량화가 가능하기 때문이다. 또한 스포츠용품으로도 각광을 받고 수요가 증가되고 있다.

○ 생체용으로도 사용이 증대되고 있다. 인구의 노령화로 생체용 금속 수요가 증대되고 있으며, STS 316L 스테인리스강이나 Co-Cr보다 가벼우면서 생체적합성이 높아 사용이 증가하고 있다. 생체용으로는 Ti-6Al-4V를 사용하였으나 Ti-5Al-3Mo-4Zr 등을 개발하여 V의 유해성을 해결하고 골조직의 탄성률에 근접한 저탄성율 Ti합금이 개발되고도 있다.

○ 이와 같이 수요는 늘고 있으나 세계적으로 생산량이 10만 톤 정도에 그치고 있어 제련 제조원가를 낮추는 새로운 기술의 연구 개발은 중요한 과제로 되어 있다.

○ 국내에서는 티타늄금속이 전혀 생산되고 있지 않아 전 세계 생산량의 4%에 해당하는 4,000여 톤을 전량 수입에 의존하고 있다. 앞으로의 수요가 증가하고, 그 용도가 확실함을 감안할 때 우리나라도 전기 에너지는 국제적으로 경쟁력 있는 국가이므로 정책적으로 새로운 공법으로 생산할 수 있는 제련공장을 건설했으면 하는 생각이다.

저자: OKABE Toru H., OI Taiji
자료유형: 학술정보