풍력 및 핵융합 발전용 강재 등 국산화, 수소 및 LNG용 강종도 개발

특수강 제조업체 세아베스틸과 세아창원특수강이 풍력 및 해상풍력, 핵융합 발전 등 신재생에너지용 강재로 성장동력 확보에 나선다.

풍력과 해상풍력, 핵융합 발전용 강재의 경우 일반적인 산업용 특수강과 대비해서도 고강도의 기계적 물성과 극한환경에 견디는 내구성이 필요하여 진입장벽이 높은 고부가가치 강종으로 분류된다.

주요 제품을 살펴보면 세아베스틸은 주로 풍력용 강재에 집중하고 있다. ‘해상풍력 특화 고기능성 볼트용 강재’는 해상풍력 지지구조물의 체결에 필요한 파스너 제작용 강재로 풍력 발전기의 대형화 및 해상 환경 요구 특성에 대응할 수 있는 제품이다.

이 제품은 발전기 대형화에 따른 지지구조물의 설계 안전성 확보와 IEC 61400-6 개정안에서 요구하는 고강도 볼트 Gr.12.9 조건을 완벽하게 충족할 수 있는 고강도의 기계적 물성과 -40℃ 극한 환경에서도 탁월한 저온 충격 인성을 발현할 수 있다. 그리고 해상 환경의 높은 부식 위험에도 강재 자체의 치밀한 산화층 형성으로 부식 속도 크게 저감되며, 기존 소재 대비 내구성도 대폭 향상됐다. 게다가 고강도강의 취약점인 수소지연파괴 특성을 효과적으로 개선했고, 수소 취입 환경에서도 기존 소재 대비 우수한 성능을 확보했다.

두 번째 제품은 부유식 해상풍력 발전기 등 해상구조물 계류에 설치 용이성과 안전성을 겸비한 ‘해상 구조물용 고강도 무어링 체인’이다. 이 제품은 무어링 체인 최고 등급인 Gr. R6의 고강도 특성을 활용하여 체인 설계 직경 경량화가 가능한 기계적 물성을 갖추고 있으며, 제쇄 공정에서 용접부의 물성 열화 방지로 구조물 신뢰성도 강화했다.

세아베스틸은 풍력 발전기 대형화에 최적화된 ‘기어용 강재’도 개발했다. 이 제품은 고청정강으로 내부 불순물과 미세 결함을 최소화하여 기어의 피로 수명을 획기적으로 향상시켰으며, 침탄 열처리 후 이상립 및 조대립 발생 억제로 조기 파손을 방지할 수 있다.

세아창원특수강은 주요국들이 공동 연구개발을 실시 중인 미래형 에너지원인 ‘핵융합 발전 진단장치용 평강’을 개발했다.

이 제품은 국제공동 핵융합실험로(ITER : International Thermonuclear Experimental Reactor)에서 핵융합 고온 플라즈마의 물리변수(밀도, 온도, 자기장 등)를 측정하기 위한 부대장치인 ‘진단장치’용 구조물 재료이다.

‘핵융합 발전 진단장치용 평강’은 핵융합 시 유해한 영향을 줄 수 있는 미량 원소(Co 및 Ta 등)를 제어하고, 1차 Melting 이후 Remelting 공정을 적용해 내부 불순물과 미세 결함을 최소화하여 고청정성을 갖추고 있다. 또한 단조 조건 최적화를 통해 균질한 조직 특성을 확보하고, 250℃ 고온에서도 안정적인 강도 특성을 발현한다.

한편 세아베스틸과 세아창원특수강은 풍력, 핵융합 발전과 함께 미래형 에너지원으로 통하는 수소 및 LNG용 강재도 생산 중이다.

우선 세아베스틸은 탄소강과 합금강 계열의 수소산업향 소재 개발을 추진 중으로 탄소 및 합금강 계열의 압연 봉재와 압연 각재, 피팅류와 무계목강관을 개발한 세아베스틸은 수소 저장과 이송을 위한 소재 개발에도 주력하고 있다. 세아베스틸은 현재 수소 이송용 라인파이프와 수소 저장 압력용기용 소재를 개발 중이다.

세아베스틸은 ‘API X52~X70’ 등급의 지름 150, 200mm 특수강 제품을 열간 무계목강관 공법을 활용해 수소 이송용 라인파이프로 제작한다. 그리고 ‘ASME SA 372 Section2’ 등급의 특수강 제품을 내외경 가공 공법을 활용해 지름 400~600mm의 수소저장 압력용기로 제작한다.

세아창원특수강은 STS 기반의 수소산업용 강재를 생산 중이다. 주요 제품으로는 내수소 취성이 우수하며 매우 높은 앞력과 낮은 온도의 수소를 저장하고 이송할 수 있는 STS 무계목강관 소재 ‘316L STS 무계목강관’, 내수소취성과 내식성이 우수하고, 수소 이송/저장 분야에 필요한 피팅, 밸브, 샤프트 등으로 가공되어 적용 중인 ‘316L STS 라운드 바’, 압연 공정을 통해 봉강 형태로 재가공후 수소 산업에서 활용하는 수소 생산용 소재 ‘스퀘어 바’, 그리고 수소 이송 시 요구되는 수소취성 저항성을 확보하고, 이송용 강관에서 필요한 용접성이 우수한 소재 ‘압연/단조 라운드 바’ 등을 개발했다.

또한 수소산업용 소재에 상당한 경쟁력을 갖춘 세아창원특수강은 디스펜서(충전기)용 STS 봉강과 터보 익스팬더(Expander)용 STS 봉강, 수소 압축기용 탄소합금강 용접강관 및 STS 무계목강관, 수소 액화기용 STS 무계목강관 및 STS 봉강, 수소 탱크용 STS 봉강/STS 마봉강, 알루미늄 압출 및 단조품 등도 생산하고 있다.