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새로운 제철기술의 전개

전문가 제언: ○ 2008년도 세계의 총 철강생산량은 조강기준으로 약 13억 톤으로 이 중 약 50%는 고로에서 제조된 선철을 원료로 하는 전로(BOF)에서 생산되었다. 고로조업에서는 선철 1톤당 약 17,000kJ의 에너지가 소비되고 약 400N㎥의 CO2가 발생하며, 분광석의 소결과정과 코크스의 제조과정에서도 다량의 CO2가 배출되어 일관제철소에서 배출되는 CO2의 60% 이상이 제선공정에서 발생한다.

○ 세계의 총 선철생산량은 약 9억 2,800만 톤으로 이중 약 90% 이상이 고로에서 제조되었다. 대부분의 고로에서는 Fe 60% 이상의 고품위 철광석과 코크스용 원료탄을 사용하고 있으나 중국을 비롯한 후진국의 철강산업 신장으로 제철원료의 가격상승과 함께 고품위 철광석의 확보가 어려워지고 원료탄은 머지않아 고갈의 우려도 커지고 있다. 따라서 고로제철법이 안고 있는 CO2 배출문제와 원료공급문제를 해결할 수 있는 새로운 제철법의 개발에 대한 요구가 심각하게 대두되고 있다.

○ 고로법에 대체하는 제철법으로 주목되고 있는 것은 직접환원제철법이다. 직접제철법에는 Midrex법, HyL법, SL/RN법 등 각종 방법이 세계 각지에서 이전부터 가동되어 왔으며 총 설비능력은 현재 연산 약 7,800 만 톤으로 추정된다. 이들 설비는 선철이 아니라 Fe 함량 90% 내외의 환원철(DRI)을 제조하는 설비이므로 큰 관심을 끌지 못하였으나 근래에 오면서 고로제철법의 한계에 대한 돌파구로서 그리고 제강용 철스크랩에 대체하는 철원의 제조법으로 중요시되고 있다.

○ 일본의 Kobe Steel에서는 일반탄을 환원제로 하는 직접제철법(ITmk3)을 개발하여 Fe 함량 97%의 철 너깃(iron nugget)을 생산하는 연산 50만 톤의 상업화설비를 가동하고 있다. 또 유사한 방법으로 제철더스트를 처리하여 Zn을 회수하는 동시에 Fe 함량 82%의 DRI를 제조하는 FASMET법도 실용화하고 있다. 국내의 경우에는 POSCO에서 분광석과 일반탄을 사용하는 용융환원제철법으로 FINEX법을 개발하여 연산 150만 톤 설비가 가동되고 있다. 용융환원제철법(FINEX)과 직접환원제철법은 현재의 고로제철법이 갖고 있는 환경문제와 원료문제를 해결하는 점에서 향후의 제철기술로서 발전해 나갈 것으로 전망된다.

저자: Hidetoshi Tanaka
자료유형: 학술정보