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[틴틴경제] 철강의 종류

[일러스트=강일구]

Q 국내 철강업체가 최근 중국산 H형강을 덤핑 혐의로 무역위원회에 제소했다고 합니다. 덤핑은 합당한 이유 없이 자기 나라에서 파는 가격보다 낮은 가격에 제품을 수출하는 거라고 알고 있습니다. 그런데 H형강은 뭔가요? 후판·냉연강판 등 철강 제품의 뜻도 궁금합니다.

A 철은 산업의 피라고 불립니다. 철이 안 들어가는 제품이 거의 없기 때문입니다. 각종 기계나 자동차는 눈으로만 봐도 철강 제품이 사용됐다는 걸 알 수 있습니다. 이뿐만이 아닙니다. 겨울에 자주 사용하게 되는 손난로에도 철이 들어간 제품입니다. 손난로는 잘게 부순 철 가루와 염화나트륨(소금)·물 등을 넣어서 만듭니다. 손난로를 비비면 철 가루가 산소와 만나 녹이 슬고, 녹이 생기는 과정에서 열을 내게 됩니다. 사람 몸에 넣는 인공관절에도 철이 들어가지요.

 하지만 철강 제품 이름은 알쏭달쏭한 게 많습니다. 한자를 활용해 지은 이름도 적지 않고, 영어 표현을 번역한 형태도 많기 때문입니다. 최근 한국·중국 철강업체 사이에서 문제가 되고 있는 H형강은 빌딩·아파트·다리 등을 만들 때 골조(뼈대)에 많이 쓰이는 제품입니다. 길쭉한 이 제품을 잘라서 단면을 보면 H자 모양이어서 ‘H형강(H Beam)’이라고 부르게 됐습니다. 여러 공사에서 많이 쓰이는 제품인데, 저가의 중국산이 물 밀듯이 들어가 국내 철강 업체가 골치를 앓고 있는 것이죠. H형강뿐 아니라 다양한 철강 제품을 알아보지요.

 철의 분류 방식엔 여러 가지가 있습니다. 일단 탄소 함량에 따른 철의 이름부터 알아봅시다. 일종의 기초라고 생각하면 됩니다. 우선 순철(純鐵)은 100% 철을 말합니다. 철 성분 외에 다른 성분은 거의 없다고 할 수 있지요. 하지만 순철은 너무 무르기 때문에 기계 등 실제 사용하는 제품에는 사용되지 않습니다. 탄소 함량이 1.7~4.5%인 철은 선철(銑鐵)이라고 합니다. 단단하지만 압력을 가하면 깨지기 쉽다는 단점이 있습니다. 그래서 쇳물을 틀에 넣어서 만드는 제품에는 쓸 수 있지만, 압력을 가해서 얇게 만들거나 펴는 방식으로 가공하기는 어렵습니다. 선철의 대표는 무쇠 솥입니다. 삼겹살 집에서 고기를 구워 먹는 용도로 쓰는 솥뚜껑도 선철입니다.

 탄소 함량이 0.1~1.7%인 철, 그러니까 순철과 선철의 중간쯤 되는 철이 바로 강철(鋼鐵)입니다. 단단하면서도 잘 늘어나기 때문에 활용도가 가장 높지요. 영어로 강철은 스틸(steel)이라고 부르고, 선철과 순철은 아이언(iron)이라고 한답니다. 눈치 빠른 친구들은 이미 알았겠지만 철의 성질은 이렇게 탄소가 얼마나 포함되어 있는지에 따라 달라집니다.

파이프 형태로 뽑아낸 건 무계목강관

 이제 본격적으로 철강 제품에 대해 살펴볼까요. 생김새에 따라 크게 봉·형강류, 판재류, 강관류로 나뉩니다. 봉·형강류는 철을 길쭉하게 뽑아낸 제품을 말합니다. 공사장에서 흔히 보는 철근이 대표적입니다. 기차가 다니는 레일에도 봉·형강류 제품이 사용됩니다. 판재류는 나무판처럼 넓적하게 생긴 제품입니다. 자동차 문은 넓은 판처럼 생긴 철강 제품을 가공해서 만듭니다. 강관류는 가운데 구멍이 뚫려 있는 관입니다. 파이프라고 생각하면 쉽습니다. 수도관이나 송유관이 이런 파이프 제품을 쓰게 되지요.

 이렇게 크게 나눈 분류는 다시 각각의 제품 형태에 따라 세분화됩니다. 우선 봉·형강류에는 앞서 얘기한 것처럼 잘랐을 때 절단면 모양에 따라 이름을 붙입니다. 절단면이 영어 알파벳 ‘H’자 모양이면 H형강이라고 부르죠. 한글 자음 모양에서 이름을 붙인 ㄱ형강, ㄷ형강도 있습니다. 형강은 주로 다리·건물·공장·지하철 등의 골조, 기초공사 등에 쓰입니다. 봉강은 턱걸이를 하는 철봉처럼 생겼다고 생각하면 됩니다. 절단면이 원형인 것도 있고 육각형인 것도 있습니다. 부품을 서로 끼워서 흔들리지 않도록 고정하는 볼트·너트의 소재가 바로 봉강입니다. 피아노 선이나 바늘·못·철사 등을 만들기 위해 아주 가늘게 뽑은 철강 제품인 선재도 봉·형강류에 속합니다.

 판재류에는 열연강판·냉연강판·전기강판·중후판과 각종 도금 강판이 있습니다. 열연강판은 800도 이상의 고온에서 압연(눌러서 늘리거나 얇게 펴는 제조 방법)해서 만든 강철 판입니다. 이걸 그대로 쓰기보다는 대부분 냉연강판으로 다시 가공해서 씁니다. 냉연강판은 열연강판의 표면에서 산화된 부분을 제거하고 더 얇게 가공한 강판을 말합니다. 원하는 모양으로 만들기가 쉽기 때문에 자동차·가전제품 등에 많이 쓰입니다.

 냉연강판의 단점은 녹이 생긴다는 점입니다. 그래서 녹이 슬지 않도록 냉연강판의 표면에 다른 물질을 덧씌워서 사용하는 경우도 많습니다. 도금 강판이 되는 것이지요. 도금 강판은 어떤 물질로 표면 처리를 했느냐에 따라 쓰임새가 달라집니다. 아연 도금 강판은 주로 자동차·전자 제품, 건축용 내·외장재에 쓰입니다. 주석을 입힌 주석 도금 강판은 통조림 통으로 주로 쓰입니다. 중후판은 두껍게 만든 강철 판이라고 생각하면 됩니다. 석유를 저장하는 탱크, 대형 유조선 등에 중후판이 많이 쓰입니다.

 파이프라고 생각하면 쉬운 강관류는 접합부가 있느냐 없느냐에 따라 종류가 나뉩니다. 철판을 둥글게 말아서 용접해서 파이프처럼 만든 것을 용접강관이라고 합니다. 아예 처음부터 이음매 없이 파이프 모양으로 뽑아낸 제품은 무계목강관이라고 부릅니다. 무계목강관은 고압·고온인 곳이나 부식이 잘되는 곳에서도 사용할 수 있기 때문에 발전소나 자동차 내에서 열이 많이 생기는 부문의 연결관 등으로 많이 사용됩니다.

녹으로 녹을 막는 스테인리스 스틸

 마지막으로 특수 합금강에 대해서 알아보겠습니다. 지금까지 설명이 모양과 용도에 따른 분류였다면, 합금강은 일반강에 성분을 추가하거나 특수 처리를 한 것입니다. 대표적인 것이 스테인리스 스틸입니다. 흔히 녹이 나지 않는 강철이라고 생각하기 쉬운데 사실 스테인리스 스틸은 녹으로 녹을 막는 역설적인 제품입니다. 스테인리스 스틸은 표면에 크롬산화물이라고 하는 녹이 슬어 있습니다. 이 녹은 색깔이 희고 조직이 치밀합니다. 게다가 철에 딱 붙어있어서 떨어지지 않고 열에도 강합니다. 즉 스테인리스 스틸은 좋은 녹으로 보호막을 쳐서 나쁜 녹이 생길 틈을 주지 않는다고 보면 됩니다.

 티타늄이라는 금속과 니켈을 섞어서 만들어진 형상기억합금도 합금강입니다. 구부리는 등 모양이 바뀌었다가도 일정 온도 등의 조건이 되면 원래 형상으로 되돌아가지요. 발포제를 넣어 물에 뜨도록 만든 스폰지 금속도 있습니다. 이밖에 진동에 따른 소리가 나지 않도록 만든 제진합금, 1000도의 고온도 견디는 내열합금 등이 있습니다. 이런 특수 합금강은 기술이 발전하고 새로운 신소재가 나오면서 점점 늘어나는 추세입니다.

김영훈 기자
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‘북한의 급변사태와 안정화 전략’을 주제로 북한학 박사를 받았다. 국방연구원 안보전략연구센터ㆍ군사기획연구센터와 고려대학교 아세아문제연구소 북한연구센터에서 군사ㆍ안보ㆍ북한을 연구했다. 2016년부터는 중앙일보에서 군사ㆍ안보 분야 취재를 한다.