철광석 환원ㆍ쇳물 만드는 공정 분리
오염물질 감소ㆍ경비절감 '일석이조'
포스코가 드디어 자체 개발한 `파이넥스(FINEX)' 공법의 본격 상용화에 성공했다.
파이넥스 공법은 시설비의 10%, 운영비의 20%를 줄여주고, 분진이나 오염물질의 배출도 크게 감소시켜주는 그야말로 일석이조의 최첨단 기술이다. 전 세계 모든 철강회사들이 신기술 개발에 매달렸지만 성공한 것은 오직 포스코 뿐이다. 15년 동안 1조3000억원이 넘는 개발비를 투자해서 얻은 정말 값진 성과다.
자연에서 철은 산소와 단단하게 결합한 상태로 존재한다. 붉고 푸석푸석하게 변한 `녹(산화철)'이 바로 그런 상태다. 제철공장은 철에 결합된 산소를 떼어내는 곳이다. 산소가 탄소로 옮겨가 이산화탄소로 바뀌면 순수한 철이 만들어진다. 결합되어 있던 산소를 떼어내서 만든 철을 `환원철(還元鐵)'이라고 한다. 그렇다면 광고에 가끔씩 등장하는 `환원수(還元水)'는 마실 수 있는 물이 아니라 산소를 떼어낸 `수소(水素)'가 되는 셈이다.
흔히 `용광로'라고 부르는 `고로(高爐)'가 바로 철의 환원이 일어나는 곳이다. 오늘날 많이 사용되고 있는 용광로에서는 철광석이나 고철을 환원시키는 일과 환원된 철을 녹여서 `쇳물'로 만드는 두 가지 일이 동시에 진행된다. 두 가지가 모두 뜨거운 열이 필요한 일이다. 환원된 철을 녹이려면 용광로를 섭씨 1600도 정도로 가열해야 한다.
그런 용광로의 효율을 향상시키는 방법이 바로 `소결(燒結)'과 `코크스'다. 소결은 철광석이나 고철을 미리 가열해서 단단하게 뭉친 덩어리로 만드는 과정이다. 뜨거운 용광로 안에서 철광석 가루가 녹지 않고 가루 상태로 떠다니지 못하도록 만드는 방법이다. 석탄도 미리 가열해서 휘발성 성분을 제거한 후에 조개탄 모양으로 단단하게 뭉친 코크스 상태로 만든다. 코크스를 만들려면 품질이 좋고 가격이 비싼 유연탄을 사용해야 한다. 철광석에 불순물로 들어있는 규소산화물(실리카)을 제거하기 위해 석회석(탄산칼슘)도 넣어준다. 용광로의 효율을 향상시키기 위해 용광로의 아래쪽에서 뜨거운 열풍을 불어넣어 준다.
소결과 코크스 공정에도 많은 연료비가 필요하다. 더욱이 철광석과 석탄을 가루로 만드는 과정에서 엄청난 양의 분진(먼지)이 배출되어 대기 중으로 심각한 대기오염을 발생시킨다. 스모그를 일으키는 질소산화물과 산성비의 원인이 되는 황산화물이 대량으로 배출되는 것도 골칫거리다.
포스코가 개발한 파이넥스 공법은 철광석의 환원과 쇳물을 만드는 공정을 분리한 것이다. 가루로 만든 철광석을 석탄과 함께 섞어 섭씨 700도 정도로 가열시켜 철을 환원시키는 `유동환원로'가 핵심이다. 철광석을 환원시켜주는 석탄의 효율을 극대화하기 위해 4개의 항아리 모양의 환원로를 사용하고, 부분적으로 환원된 철광석와 석탄 가루는 중력에 의해 다음 환원로로 이동한다. 마지막 유동환원로에서 배출되는 뜨거운 가스에서 이산화탄소를 제거한 후 첫번째 유동환원로에 공급해 에너지 효율을 향상시키는 방법도 쓴다.
파이넥스 공법의 마지막 단계인 용융로의 역할은 단순하다. 철광석을 환원시키는 역할에서 해방된 용융로는 단순히 환원된 철을 녹여 쇳물을 만들기만 하면 된다. 그래서 철광석의 환원 효율을 극대화시키기 위해서 사용하는 코크스 대신에 품질이 낮은 석탄을 사용해도 된다. 용융로의 규모도 거대한 용광로보다 훨씬 작아진다.
파이넥스 공법의 또 다른 장점은 분진과 오염물질의 배출을 10% 이하로 줄인 친환경 공법이라는 것이다. 소결과 코크스 제조공정을 포기해서 얻은 성과다. 환경을 지키려고 반드시 현대 기술을 포기해야만 하는 것은 아니라는 사실을 보여준 쾌거이다.
오염물질 감소ㆍ경비절감 '일석이조'
포스코가 드디어 자체 개발한 `파이넥스(FINEX)' 공법의 본격 상용화에 성공했다.
파이넥스 공법은 시설비의 10%, 운영비의 20%를 줄여주고, 분진이나 오염물질의 배출도 크게 감소시켜주는 그야말로 일석이조의 최첨단 기술이다. 전 세계 모든 철강회사들이 신기술 개발에 매달렸지만 성공한 것은 오직 포스코 뿐이다. 15년 동안 1조3000억원이 넘는 개발비를 투자해서 얻은 정말 값진 성과다.
자연에서 철은 산소와 단단하게 결합한 상태로 존재한다. 붉고 푸석푸석하게 변한 `녹(산화철)'이 바로 그런 상태다. 제철공장은 철에 결합된 산소를 떼어내는 곳이다. 산소가 탄소로 옮겨가 이산화탄소로 바뀌면 순수한 철이 만들어진다. 결합되어 있던 산소를 떼어내서 만든 철을 `환원철(還元鐵)'이라고 한다. 그렇다면 광고에 가끔씩 등장하는 `환원수(還元水)'는 마실 수 있는 물이 아니라 산소를 떼어낸 `수소(水素)'가 되는 셈이다.
흔히 `용광로'라고 부르는 `고로(高爐)'가 바로 철의 환원이 일어나는 곳이다. 오늘날 많이 사용되고 있는 용광로에서는 철광석이나 고철을 환원시키는 일과 환원된 철을 녹여서 `쇳물'로 만드는 두 가지 일이 동시에 진행된다. 두 가지가 모두 뜨거운 열이 필요한 일이다. 환원된 철을 녹이려면 용광로를 섭씨 1600도 정도로 가열해야 한다.
그런 용광로의 효율을 향상시키는 방법이 바로 `소결(燒結)'과 `코크스'다. 소결은 철광석이나 고철을 미리 가열해서 단단하게 뭉친 덩어리로 만드는 과정이다. 뜨거운 용광로 안에서 철광석 가루가 녹지 않고 가루 상태로 떠다니지 못하도록 만드는 방법이다. 석탄도 미리 가열해서 휘발성 성분을 제거한 후에 조개탄 모양으로 단단하게 뭉친 코크스 상태로 만든다. 코크스를 만들려면 품질이 좋고 가격이 비싼 유연탄을 사용해야 한다. 철광석에 불순물로 들어있는 규소산화물(실리카)을 제거하기 위해 석회석(탄산칼슘)도 넣어준다. 용광로의 효율을 향상시키기 위해 용광로의 아래쪽에서 뜨거운 열풍을 불어넣어 준다.
소결과 코크스 공정에도 많은 연료비가 필요하다. 더욱이 철광석과 석탄을 가루로 만드는 과정에서 엄청난 양의 분진(먼지)이 배출되어 대기 중으로 심각한 대기오염을 발생시킨다. 스모그를 일으키는 질소산화물과 산성비의 원인이 되는 황산화물이 대량으로 배출되는 것도 골칫거리다.
포스코가 개발한 파이넥스 공법은 철광석의 환원과 쇳물을 만드는 공정을 분리한 것이다. 가루로 만든 철광석을 석탄과 함께 섞어 섭씨 700도 정도로 가열시켜 철을 환원시키는 `유동환원로'가 핵심이다. 철광석을 환원시켜주는 석탄의 효율을 극대화하기 위해 4개의 항아리 모양의 환원로를 사용하고, 부분적으로 환원된 철광석와 석탄 가루는 중력에 의해 다음 환원로로 이동한다. 마지막 유동환원로에서 배출되는 뜨거운 가스에서 이산화탄소를 제거한 후 첫번째 유동환원로에 공급해 에너지 효율을 향상시키는 방법도 쓴다.
파이넥스 공법의 마지막 단계인 용융로의 역할은 단순하다. 철광석을 환원시키는 역할에서 해방된 용융로는 단순히 환원된 철을 녹여 쇳물을 만들기만 하면 된다. 그래서 철광석의 환원 효율을 극대화시키기 위해서 사용하는 코크스 대신에 품질이 낮은 석탄을 사용해도 된다. 용융로의 규모도 거대한 용광로보다 훨씬 작아진다.
파이넥스 공법의 또 다른 장점은 분진과 오염물질의 배출을 10% 이하로 줄인 친환경 공법이라는 것이다. 소결과 코크스 제조공정을 포기해서 얻은 성과다. 환경을 지키려고 반드시 현대 기술을 포기해야만 하는 것은 아니라는 사실을 보여준 쾌거이다.
