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세상에 나쁜 ‘철’(스틸)은 없다.

다양한 조리도구로 맛있는 요리를 만들고, 컴퓨터를 활용해 업무를 하고, 스마트폰을 이용해 전화와 메시지를 주고받는 일상! 지금의 우리에겐 특별할 게 없는 일상이지만, 이런 평범한 일상은 처음부터 우리와 함께 했던 것이 아니다.

인류의 역사에 도구가 등장하기 시작한 것은 약 250만 년 전이라고 알려져 있다. 석기시대와 청동기 시대를 거쳐 철기시대까지 인간은 다양한 모양과 기능을 더한 도구를 개발해왔고, 특히 철을 사용하면서부터 인류의 생활 모습도 크게 변하기 시작했다.

그럼 오늘은 우리의 일상 속 다양한 분야에서 활약 중인 철에 대해 알아보도록 하자!


l 타이어코드의 핵심은 철이죠!
자동차 타이어 2개가 겹쳐 놓여져 있는 모습.
운전자라면 타이어코드에 대해 잘 알고 있을 것이다. 타이어코드는 타이어의 형태를 잡아주고 내구성을 보강하기 위한 일종의 보강 소재이며, 현재는 스틸 코드(Steel Cord)와 나일론(Nylon Cord), 레이온(Rayon Cord), 폴리에스테르(Polyester Cord) 코드를 사용한다.

스틸 코드란 얇은 와이어 여러 개를 합쳐 놓은 것인데, 이는 타이어가 충격을 흡수하고 승차감을 향상시키는 역할을 한다. 이때 최고급 강재를 활용하게 되면 타이어가 높은 응력을 견딜 수 있기 때문에 도로주행 시 안정성 또한 향상시킬 수 있다.

그렇다면, 타이어를 구성하는 필수 요소인 타이어코드에도 포스코의 제품이 사용된다는 것을 알고 있는가?

타이어 단면을 분해하여 타이어코드 부분을 보여주고 있는 모습.

포스코 WTP 제품(World Top Premium Product)은 높은 기술력을 바탕으로 고객 경쟁력을 높여주고, 고객을 위한 고부가가치를 제공하는 제품을 말하는데, 타이어코드에 사용되는 포스코 WTP 타이어코드용 선재 역시 경량화와 주행 안정성에 탁월한 도움을 주는 제품으로 꼽힌다.

 
l 철이 없으면 롤러코스터도 없어요!
롤러코스터를 타고 있는 사람들의 모습.
스트레스를 풀고 싶을 땐? 바로 놀이공원에서 스릴 만점인 놀이기구를 즐기는 것을 추천한다. 그런데 여기서 잠깐! 놀이공원의 주인공인 놀이기구들이 대부분 철로 만들어져 있다는 사실을 잊진 않았을 것이라 생각한다.

그중에서도 롤러코스터의 경우, 전 세계에 설치된 롤러코스터 2,391개 중 96%인 2,296개가 철로 만들어져 있다고 알려져 있다.

철은 탄소의 함량이 낮은 순서에 따라 ‘연철, 강철, 선철’로 나누어지는데 이는 탄소의 함유량으로 조절할 수 있다. 철은 탄소 함유량이 적을수록 유연하고 늘어나는 성질이 커지며, 탄소의 함유량이 많아지면 경도가 높아지고 강해지지만, 부서지기 쉽고 늘어나는 성질은 줄어든다. 때문에 철이 사용되는 곳에 맞게 탄소로 제품의 경도를 조절하거나 특성을 부여하는 것이 필요하다.

특히 놀이기구는 사람이 타야 하는 만큼 단단하지만, 상황에 따라 유연하게 작용되며 변하지 않고 오래 사용할 수 있는 재질로 만들어져야 하는데 이를 모두 만족하는 재질이 바로 ‘철’이다. 철로 만든 놀이기구들은 사람의 무게와 속도에 의한 압력, 중력을 견디며 안전성을 갖춰 우리가 놀이기구를 즐길 수 있도록 도와준다.
 
l 철이라면 세균 걱정은 없어요!
병원에서 사용하는 스틸로 된 각종 의료 도구의 모습.

1913년, 스테인리스 스틸의 발명 이후 의료계 혁신이 일어났다고 해도 과언이 아니다. 이전에 비위생적인 환경에서 수술을 받다가 세균 감염으로 많은 사람들이 목숨을 잃었던 경우가 많았는데 스테인리스 스틸을 활용한 이후로는 환자들이 위생적으로 치료를 받을 수 있게 되었기 때문이다.

의료용 스테인리스 스틸인 써지컬 스틸은 녹슬지 않아 부식될 염려가 없고 무엇보다 안전한 살균처리가 가능하기 때문에 수술용 메스, 주삿바늘, 뼈를 고정하는 나사 등 신체부위에 직접 닿거나 체내에 들어가도 안전한 덕분에 의료용품으로 스테인리스 스틸을 사용하고 있다.

앞서 이야기했듯 스테인리스 스틸은 녹이 거의 생기지 않는다. 스테인리스는 철(Fe)에 크롬, 탄소, 니켈, 망간 등 몇 가지 원소를 첨가해 완성한 ‘합금강’이기 때문이다. 또한 스테인리스가 녹이 잘 슬지 않는 이유는 표면에 ‘부동태 피막’이라는 특수한 보호 피막이 형성되기 때문이다.

이 부동태 피막이란 스테인리스를 구성하는 원소 중 크롬(Cr)이 산소(O2)와 만나 산화되어 자연적으로 만들어진 산화크롬 피막(Cr2O3)인데, 두께는 눈에 보이지 않을 정도로 매우 얇고 단단해서 철이 산화되어 녹이 생기는 것을 방지할 수 있다. 이 산화크롬 피막이 긁혀서 표면의 일부가 파괴되더라도, 크롬이 다시 산소와 만나 피막이 빠르게 재생되는 성질을 갖고 있다.

포스코에서 생산하고 있는 의료용 강재를 알아볼까요?  써지컬 스틸은 일반적으로 오스테나이트계 316 스테인리스 스틸과 마르텐사이트계 440, 420 스테인리스 스틸로 나누어진다.  316 스테인리스 스틸은 크롬, 니켈, 몰리브덴 합금강으로 내구성과 내식성이 뛰어나기 때문에 뼈를 고정하는 나사 등을 만들 때 사용되는 재료이며, 피어싱을 만들 때 사용되기도 한다. 440, 420 스테인리스 스틸은 크롬과 합금된 고탄소강이다. 흔히 나이프와 같은 도물류를 만들 때 사용하는 것으로 알려진 소재로 강도가 높고 내식성이 뛰어나 수술용 메스 등 의학 기구를 만들 때 사용된다.  1) PossRB1 : 0.67C-13Cr 성분의 Martensite계 스테인리스 스틸이다. PossRB1은 고탄소 특성으로 인해 통상 부엌칼(Kitchen Blade), Knife로 사용되는 420J2 강종(0.3C-13Cr) 보다 경도가 월등히 높아 뛰어난 절삭력을 가지고 있어 주로 수술용칼(Scalpel), 면도날 등으로 사용된다.  2) 304i : 9% 니켈의 STS304 강종으로 주로 주사침(Syringe needle)을 만들 때 사용한다. 주사침은 조관-인발 등의 공정을 거쳐 생산되며, 원소재의 청정도가 우수해야 인발 과정에서 파단이 발생하지 않고 좀 더 얇은 구경의 주사바늘 생산이 가능하다. 포스코의 304i는 스트립캐스팅(poStrip) 공정을 통해 청정도가 우수하여 제일 얇은 직경의 32Gauge(치과주사바늘) 제품까지 생산 가능한 특성이 있다.


지금까지 타이어는 물론 놀이기구, 의료용 기구까지 다양한 분야에서 대활약 중인 철(스틸)에 대해 알아보았다. 새삼스럽지만 철의 존재감이 느껴지지 않는가? 앞으로도 우리의 일상에서 함께 하고 있는 그리고 앞으로 함께 할 철의 활약을 기대해본다.