▲ 이정호 박사.

고온 철강제품과 강재의 급속냉각(quenching) 열처리 과정에서 냉각을 균일하게 해 획기적으로 제품 품질을 향상시킬 수 있는 기술이 개발됐다.

미래창조과학부 산하 한국기계연구원(원장 임용택) 극한기계연구본부 열공정극한기술연구실 이정호 박사팀은 자연적인 비등(끓음) 현상을 인위적으로 제어할 수 있는 ‘극한비등 급속 냉각제어’ 원천기술을 국내 최초로 개발해, 철강제품과 강재의 급속냉각 열처리 공정에서 냉각 성능을 높임과 동시에 균일하게 냉각시키는 데 성공했다.

이번 기술 개발로 강재 급속냉각의 시작부터 종료에 이르기까지 거의 균일한 냉각성능을 확보했다. 냉각이 균일하면, 열적 변형이 적어지므로 철강 제품의 품질이 향상될 것으로 기대되고 있다.

현재 국내 철강사에서 사용되는 후판 냉각 설비의 경우, 유럽 설비를 도입해 사용해 왔다. 이 기술을 활용하면, 국내 독자 기술로 해양플랜트, 초고층 빌딩과 같이 고강도 및 고인성이 요구되는 고급 철강제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한 이 기술은 7조원 규모의 국내 금형산업의 열처리 효율 향상에 크게 기여할 수 있다. 대표적 뿌리산업인 금형 분야에 적용하면, 국내 영세한 금형 및 열처리 분야 중소기업의 경쟁력이 향상돼 궁극적으로 창조경제에 기여할 것으로 예상되고 있다.

이정호 박사는 “철강플랜트 후판 냉각 설비는 주로 유럽의 엔지니어링 기술을 도입했고, 뿌리산업 열처리 설비도 100% 해외 설비도입에 의존해왔다”며 “이번에 개발된 극한비등 냉각제어 기술은 철강플랜트 냉각설비의 성능 향상뿐만 아니라, 제조업 여러 분야에 적용되는 강재 및 열처리 분야 기술 향상에 파급효과가 클 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 산업자원통상부 에너지기술개발사업인 ‘고효율 무교정 후판 가속냉각 제어기술’ 과제로 수행됐다.

향후 국내 철강사 주관으로 이 기술을 적용해 상용화를 위한 세계 최고 수준의 후판 냉각 파일럿 플랜트를 개발할 계획이다. 기술 관련해 해외특허 2건, 국내특허 8건이 등록됐으며, SCI 논문이 6건 게재됐다.

▲ 다양한 형태의 극한비등 구현 노즐에 의한 냉각제어 예.