전기를 이용한 무공해 제철공정기술 개발

전문가 제언

○ 인류는 석기 시대와 청동기 시대를 거쳐, 철기 시대에 이르러서야 비로소 문명 생활을 하게 되었다. 즉, 철을 가진 민족이 주변을 정복하여 강대국이 되었고 산업혁명이 가능하였다. 철은 우리가 사용하는 금속의 90% 이상을 차지할 정도로 생활의 필수재료이다. 철 때문에 기계, 철도, 선박, 자동차, 도로, 고층 건물, 교량, 첨단무기 및 전자부품도 제조가 가능하여 사람들은 철을 ‘산업의 쌀’이라 부르기도 한다.?

○ 철을 생산하기 위해서는 철산화물 내의 철을 환원시켜서 금속 철로 추출하여야 한다. 이 환원반응을 위해서는 고온에서 산소를 제거할 수 있는 환원제로 이상적인 것이 탄소이며 용광로 제철에서는 석탄을 고온에서 건류시켜 얻는 코크스를 사용한다. 이 코크스가 연소하면서 열을 발생시키고 철광석을 환원시켜 용해하여 철을 생산한다. 그러나 동시에 공해의 주범인 CO2를 배출하여 기후변화의 주범이 되기도 한다.

○ 21세기 초까지 선진화된 제철공장에서 열간압연된 철강 1톤을 생산하는데 1.8톤의 CO2가 배출된다. 전 세계적으로 연간 약 15억 톤의 철강이 소요되는 제철산업에서 가장 많은 온실가스를 배출하고 있다. 이 문제를 1990년대에 이미 간파한 철강업계에서는 새로운 철강제조공법을 연구하는 결정을 하게 되었다. 즉, 2004년에 유럽의 48철강회사의 콘소시엄이 제안한 ULCOS(Ultra-Low CO2 Steelmaking)연구사업, 2005년에 미국에서 제안한 수소환원 제철법과 용융산화물 전기분해공정 및 2008년 일본에서 제안한 “Course 50"운동 등이 있다.

○ 용융산화물 전해액 내에서 전기분해 공정을 이용하여 저온과 고온에서 직접 산화물처리를 실시함으로 CO2의 배출 염려가 없는 무공해 조업이 가능하다. 이 공정의 주요 개념은 1,600°C의 높은 조업온도에서 반 연속적으로 액상의 금속을 직접 생산한다. 그러나 이 신 기술이 종래의 고로를 이용한 생산성에는 미흡하여 철강의 가격 상승이 필연적이다.

○ 국내에서는 이러한 전기를 이용한 제철공법의 시도가 아직 보고 된 바 없다. 세계 제 6위의 철강생산국으로 이 분야의 연구가 절실하다.

저자

Antoine Allanore

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

65(2)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

130~135

분석자

남*우

분석물

• 전기를 이용한 무공해 제철공정기술 개발.pdf [321,976 byte]

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