세아특수강 가공경화 선재, 자동차 산업의 패러다임의 전환을 선도하다
- 글. 세아특수강 기술연구소 윤한민 소장

전 세계는 지금 '탄소를 줄이지 않으면 살아남을 수 없는 시대'로 들어섰다. 2050년 탄소중립 실현을 향한 흐름은 자동차 산업 전반에 걸쳐 새로운 패러다임 전환을 촉진하고 있다.

유럽연합(EU)은 2026년 1월 1일부터 탄소국경조정제도(CBAM)를 시행해 철강 등 탄소집약적 수입품에 '탄소 인증서 구매 의무'를 부과하는 한편, 2035년부터는 내연기관 승용차의 신규 판매를 전면 금지할 방침이다. 일본은 전기차 보조금 지급 조건에 친환경 철강 사용을 포함시켰다. 미국은 2030년까지 신차의 50%를 전기차로 전환하겠다는 목표를 세웠으며, 한국 역시 2030년까지 전기차와 수소차 450만 대 보급을 추진하고 있다.

이러한 정책 변화는 곧 철강 소재의 혁신과 저탄소화를 요구하며, 자동차 제조사의 탈탄소 전략이 차량 운행뿐 아니라 생산 전반으로 확장되고 있다는 것을 의미한다.

차량 생산부터 폐차에 이르기까지 전 과정에서 발생하는 이산화탄소의 총량, 즉 '생애주기 탄소배출(LCA, Life Cycle Assessment)'을 줄이기 위한 자동차 제조사의 움직임이 본격화되고 있는 것이다.

실제로 유럽 환경단체 Transport&Environment(T&E)는 2030년까지 신차에 사용되는 철강의 40%를 친환경 철강으로 전환하면 연간 6.9백만 톤의 CO₂를 감축할 수 있다고 분석했다. 이는 내연기관차 약 350만 대의 연간 배출량과 맞먹는 수치이다.

특히 전기차 보급 확산에 따른 차량 중량 증가와 함께 초고장력 강판, 알루미늄, 마그네슘 등 경량화 소재의 수요가 급증하고 있다. 2025년 유럽산 차량의 알루미늄 평균 사용량은 200kg에 달할 전망이며, 테슬라는 부품을 대형 알루미늄 주조로 통합하는 기가캐스팅 기술로 차체 중량을 약 10%, 원가를 40%까지 절감하고 있다.

자동차 산업의 패러다임 전환에 발맞춰, 세아특수강은 기존 철강 제조 방식에 혁신을 더해 열처리 없이도 단단하고 성형성이 우수한 제품을 만드는 기술을 개발했다. 이를 통해 탄생한 제품이 바로 세아특수강의 대표적인 친환경 철강재인 '가공경화 선재'다.

일반적으로 고객사가 요구하는 인장강도 800MPa급 이상의 냉간단조용 선재는 높은 강도와 성형성을 확보하기 위해 복잡한 열처리 공정을 거쳐야 한다. 세아특수강과 같은 신선사에서 구상화 열처리를 진행한 후, 단조사에서 단조공정 이후 다시 QT(퀜칭&템퍼링) 열처리를 통해 부품 특성을 만족시키고 있다. 즉, 원하는 성능을 얻기 위해서는 철을 여러 차례 가열하고 식히는 과정을 반복해야 하며, 이로 인해 생산 시간 증가, 탄소 배출 확대, 비용 상승이 불가피하다. 또한, 이러한 복잡한 공정은 납기 지연의 원인이 되기도 한다.

세아특수강은 이러한 고객사의 고민을 해소하고자, 단조 전후 열처리 및 교정 공정을 생략할 수 있는 가공경화 선재를 개발했다. 가공경화 선재는 고객사의 공정 간소화, 원가 절감, 탄소배출 저감이라는 세 가지 니즈를 동시에 만족시키는 제품으로, 국내외 시장에서 열처리 생략(단축)형 비조질강(非調質鋼)에 대한 수요 증가를 미리 포착해 연구개발에 착수한 사례이다.

미국 버클리대학의 헨리 체스브로(Henry Chesbrough) 교수는 기업이 필요로 하는 기술이나 아이디어를 외부에서 도입하거나, 외부와 협력해 개발하는 방식을 '오픈 이노베이션'이라고 정의한 바 있다. 세아특수강 기술연구소는 이 같은 개방형 혁신 체계를 바탕으로 전후방 고객사, 대학, 연구기관들과 긴밀한 협업을 이어가며 제품 제조공정을 최적화해왔다.

특히, 고도화된 신선 제어기술을 적용해 가공 중 발생하는 경화 효과를 극대화함으로써, 열처리 없이도 고강도와 연성, 냉간 단조성을 동시에 만족시키는 핵심 기술을 확보했다. 이는 기존 열처리 공정을 생략하면서도 성능을 그대로 유지하거나 오히려 개선할 수 있다는 점에서, 기존 기술을 뛰어넘는 '와해성 혁신 기술(Disruptive Technology)'로 볼 수 있다.

이러한 공정 혁신은 단순한 기술 개발을 넘어 자동차 제조사들이 직면한 과제를 동시에 해결할 수 있는 대안으로 주목받고 있다. 실제로 일본 JFE스틸은 별도의 열처리 없이 1.5GPa급 강도를 구현한 초고장력 강판을 프리우스에 적용했으며, 독일 아우디는 알루미늄 '스페이스 프레임' 구조로 차체 중량을 40% 이상 줄이며 생산성과 에너지 효율을 동시에 높이고 있다.

가공경화 선재 개발은 단일 부서의 역량만으로는 불가능하다. 영업, 생산, 구매 등 전 부문이 참여하는 유기적인 통합 개발 체계가 필요하다. 이를 위해 세아특수강 기술연구소에서는 개발 초기부터 타 부문과 지속적으로 개발 방안을 논의했으며, 특히 현장과의 밀착 연구 활동을 통해 신속하고 유연한 대응이 가능하도록 했다. 이러한 협업 체계는 향후 수요 확장과 고객 맞춤형 개발이 요구되는 시장 환경 속에서 빠른 피드백과 고도화를 이뤄낼 수 있는 구조적 기반으로 작용한다.

국내 CHQ(Cold Heading Quality) 선재 시장은 전통적으로 일본이나 유럽과 달리, 열처리 공정을 거친 '조질강(調質鋼)'과 '선조질강(先調質鋼)'이 주류를 이루고 있다. 이는 강도와 가공성을 동시에 확보할 수 있는 전통적인 방식이나, 공정이 복잡하고 생산 기간이 길며 탄소 배출량이 높다는 구조적 한계를 안고 있다.

반면, 최근에는 완성차사와 1차 부품사 등 최종 고객사를 중심으로 별도의 열처리 없이도 원하는 물성을 만족할 수 있는 비조질(非調質) 특성의 가공경화 선재에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있으며, 시장은 본격적인 전환기에 들어서고 있다.

세아특수강은 이러한 흐름에 대응해, 고객사와 함께 더 높은 강도와 다양한 용도에 적합한 가공경화 선재를 지속 개발하고 있다. 동시에 AI 기반 공정 예측 기술과 디지털 전환(DX)을 접목한 지능형 제조 시스템 구축도 추진 중이며, 이를 통해 공정 최적화는 물론 품질 일관성과 생산 효율을 함께 실현하고 있다.

타이로드(Tie Rod)

상기 부품은 가공경화 선재로 양산 중인 대표 품목이며, 향후 적용 품목을 더욱 확대해 나갈 계획이다.

자동차 산업의 전환기는 곧 철강산업의 도약 기회이다. 세아특수강은 그린스틸 생산을 위한 철강 공정 저탄소 기술개발 등 기술 혁신을 바탕으로 새로운 소재 패러다임을 선도하며, 미래 자동차 산업의 밸류체인 전반에 걸쳐 지속 가능한 경쟁력을 확보하고자 한다.