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  • 3.4.4 R&D 성과
Governance

R&D 성과3.4.4

현대제철은 탄소중립을 위한 친환경 기술개발과 차세대 모빌리티 시장에 대응할 수 있는 소재 개발 등 미래를 위한 연구개발을 중점적으로 추진하고 있습니다. 또한 글로벌 자동차강판 신규 강종을 개발해 공급역량을 확대하고 글로벌 고객사와의 비대면 기술마케팅 등을 통해 고객 기반을 확대하고 있습니다. 나아가 고수익 신강종 확대 및 수익성 중심의 공정기술 개발을 통해 지속성장 가능한 역량을 확보하기 위한 연구개발도 꾸준히 추진하고 있습니다.

차체 고인성용 1.0GPa급 핫스탬핑강 양산 확대

현대제철은 글로벌 역량을 강화하기 위해 자동차강판 개발 및 판로 확대를 추진하고 있습니다. 특히 HKMC(Hyundai Kia Motor Company, 현대기아자동차)에서 차체 충돌 성능 향상 및 경량화를 위해 기존 센터필러1)에 고인성 소재 적용을 추진했습니다. 이에 현대제철은 국내 최초로 소재 인성을 기존보다 2배 향상시킨 1.0GPa급 고인성 핫스탬핑강을 개발해 양산에 성공했습니다. 본 제품을 통해 아반떼 차체 측면 충돌부재가 기존 대비 약 9.3%경량화됐으며, 현대제철은 2019년 11월부터 2020년 12월까지 신형 아반떼에 본 제품을 적용을 목적으로 1,550톤을 공급했습니다. 현대제철은 향후 차세대 차체에 적용하는 부품 수가 증가함에 따라 이종두께 소재를 적용한 부품 개발 니즈 역시 증가할 것으로 예상, 현대기아자동차 및 글로벌 대상의 핫스탬핑 소재 공급량이 2023년 1만톤 수준으로 증대할 것으로 기대하고 있습니다.
  • 1) 승용차의 좌우 중앙부에 설치돼 지붕을 받치고 도어를 유지하는 기둥

차체 초고강도 1.8GPa급 핫스탬핑 도금 소재 양산 개시

최근 국내외 자동차 충돌 안전도 평가인 KNCAP(Korea New Car Assessment Program)와 EuroNCAP(European New Car Assessment Program)의 기준 강화로 차체 초고강도화에 대한 고객사의 니즈가 증가하고 있습니다. 이에 현대제철은 세계 최초로 기존보다 강도와 내식성을 높인 1.8GPa급 핫스탬핑 도금 소재를 개발해 공급을 시작했으며, 이는 양산 차종2)에 적용되고 있습니다. 특히 대형 세단 차체의 센터필러 아우터 어퍼에 본 소재를 적용함으로써 천정 강도 성능을 4.8% 향상시켰습니다. 현대제철은 차세대 차량 중량 증가에 따라 향후 1.8GPa급 핫스탬핑 적용 니즈가 증가할 것으로 예상하며, 주요 고객사인 현대기아자동차와 글로벌 OEM사 공급량이 2023년 4천톤 이상 증대할 것으로 기대하고 있습니다.
  • 2) 제네시스의 첫 번째 양산형 전기차 G80 EV, 21.4 출시
핫스탬핑 제품개발

고성형성 사이드아우터 외판재 개발

현대제철은 자동차용 소재 산업의 시장환경 변화에 따라 경량화와 고강도화를 동시에 충족하는 고성능 제품의 포트폴리오를 확대하고 있습니다. 그중에서도 사이드아우터는 자동차 부품 중에서 성형 난이도가 가장 높은 난성형 부품으로 고강도화에 제한이 있었습니다.

이에 현대제철은 2015년 IF강의 고성형·고강도 기술을 접목하고, 고객지원 활동을 통해 32K급 사이드아우터 전용 고강도 IF 강재를 개발해 국내외 완성차에 양산·공급하고 있습니다. 본 제품을 차체에 적용 시, 동일 두께에서 30%의 내덴트3)를 향상할 수 있으며 박물화를 통해 무게 약 7%를 경량화하는 효과를 얻을 수 있습니다.
  • 3) 충격에 의한 찍힘 방지성능

제품 경쟁력을 통한 글로벌 자동차강판 판매 확대

현대제철은 자동차강판 전문제철소로 거듭나기 위해 글로벌 완성차 공급을 지속적으로 확대해 나가고 있습니다. COVID-19로 인해 정상적인 업무가 불가능한 상황에서도 지난 2020년 GM, FORD, PSA 등 유수의 글로벌 자동차기업을 대상으로 31강종 인증을 취득했으며, 특히 FORD를 대상으로 업계 최초로 Online Mill Audit를 진행했습니다.
그 결과 현대제철은 글로벌 완성차 21개사에 203 강종 인증을 완료했습니다. 또한 2020년 글로벌 완성차향 48강종을 개발하면서, 글로벌 자동차향 총 266강종을 개발완료했습니다. 이로써 현대제철은 글로벌 시장에서 70%의 제품 커버리지(Coverage)를 갖추게 됐습니다. 2021년에는 기존 범용 강종뿐만 아니라 전기차 타깃 고급강 개발을 통해 선도적인 입지를 다지고, 멕시코에 기술주재원을 파견해 미주지역 신규시장 개척과 기술지원을 강화할 예정입니다.
 
  2018 2019 2020 2021(E)
개발강종(누계) 161종 218종 266종 311종
Coverage 51% 66% 70% 74%
인증 114종 164종 203종 220종

전기차용 스틸 배터리 케이스 개발

CO2 연비 규제 등 글로벌 환경 규제가 강화되면서 전기자동차 시장이 빠른 속도로 성장하고 있습니다. 이에 주행거리 300km 이상의 장거리 전기차량 개발과 함께 차량의 경량화 및 주행거리 향상을 위한 알루미늄 소재 적용이 확대되고 있습니다. 현대제철은 친환경 자동차 시장에서 철강소재의 경쟁력을 확보하고 수요를 발굴하기 위해 고객사와 함께 스틸 배터리 케이스를 연구했습니다.
특히 전기차 배터리 케이스 평가에 대한 국내외 법규 및 자동차사 스펙을 분석해 개발 방향을 수립했습니다. 현대제철은 배터리 케이스 개발 시 안전성을 최우선의 가치로 뒀으며, 구조 및 충돌해석을 통해 알루미늄 배터리 케이스 중량과 동등한 수준의 경량화 솔루션을 도출했습니다. 향후 전기차에 스틸 배터리 케이스가 적용될 경우 2025년에는 차량 약 100만대 수준인 10만톤의 철강 수요를 창출할 수 있을 것으로 기대됩니다. 앞으로도 현대제철은 고객사와의 협업을 통해 친환경 자동차 시장에 필요한 기술을 지속적으로 개발해 나가겠습니다.

LNG 저장용 9% 니켈(Ni) 후판 개발

현대제철은 해상 환경규제와 변화하는 에너지 시장에 대응하기 위해 9% 니켈강 개발 및 양산 공급을 추진하고 있습니다. 주로 LNG 저장탱크의 소재로 사용되는 9% 니켈강은 영하 196℃에서의 충격 및 안정성이 확보돼야 합니다. 2020년 현대제철은 '9% 니켈강 조기 양산체계 구축'이라는 공동의 목표를 수립하고 전사 유기적인 협업체계를 구축했습니다. 특히 기존에 2년 가까이 걸리던 선급인증을 10개월 만에 완료하고, 조선사 평가를 병행함으로써 개발과 동시에 판매로 연계하는 기반을 마련했습니다. 9% 니켈강은 톤당 약 350만원 정도의 고수익 강재로 현대제철의 미래경쟁력 강화에 크게 기여할 것으로 기대됩니다. 나아가 2021년 현대제철은 LNG 연료 추진선용 초도주문에 대응하는 양산 제조조건 최적화와 대용량의 육상용 LNG 저장탱크 소재로까지 9% 니켈강의 용도를 확대하기 위해 노력하고 있습니다. 아울러 9% 니켈강의 개발경험을 바탕으로 이를 대체할 수 있는 5% 니켈강, 액화수소 저장 강재 등 극저온 강재 포트폴리오를 다양화하며 친환경 소재 전문 기업으로 발전하기 위한 노력을 이어가겠습니다.

국내 최초 핫스탬핑 관련 특허 실시권 취득

현대제철은 2020년 7월 17일, 국내 최초로 핫스탬핑 공정 및 제품에 대한 특허권을 보유한 아르셀로미탈과 핫스탬핑 공정특허 사용에 관한 라이선스 계약을 체결했습니다. 이번 협약으로 현대제철은 한국, 중국 및 아세안(ASEAN: 동남아시아국가연합) 국가에서 핫스탬핑 공법에 대한 특허 침해의 제약 없이 한층 활발한 제조 및 영업활동이 가능해졌습니다. 현재 현대제철은 예산공장에 22기, 울산공장에 2기의 핫스탬핑 라인을 보유하는 등 핫스탬핑 분야에서 국내 최대 사업장을 구축하고 이 공법을 적용한 자동차 부품을 생산하고 있습니다. 또한 2020년에 체코법인에 핫스탬핑 설비 2기를 신설하고, 향후 추가 증설할 예정입니다. 현대제철은 이번 협약을 계기로 자동차용 핫스탬핑 사업을 해외로 확대해 나갈 계획입니다. 아울러 관련 제품 판매 및 부품 사업의 성장과 고부가 자동차부품 시장의 확대를 통한 고객사와의 동반성장 효과도 기대하고 있습니다.

고성능 특수강 개발

현대제철은 엔진, 변속기, 샤시 등 63종의 자동차 부품 전략 강종에 대한 ISIR4)을 성공적으로 마치고 양산 공급 체계를 갖추고 있습니다. 현대제철은 ISIR 이후의 자동차 특수강 제품개발 전략 방향을 프리미엄급 고성능 소재, 고강도화 소재, 최적화 소재 등 3가지로 정하고 현재 제품개발에 속도를 내고 있으며, 일부 소재는 생산에 돌입한 상황입니다. 우선 현대제철은 자동차 경량화 및 고성능화에 대응하기 위해 변속기 고내구성 강종을 현대차그룹과 공동 개발해 지난 3월부터 생산하기 시작했습니다. 또한 6개 신규 강종이 개발되고 있는 변속기 분야의 베어링과 기어 부품에서 전동 및 접촉 피로도를 30% 이상 향상시킬 수 있는 소재를 개발 중이며, 이는 내년부터 생산할 수 있을 것으로 판단하고 있습니다. 현대제철은 특수강 공장 완공 후 초기에는 많은 시행착오를 겪었지만 신속한 피드백과 생산시스템 개선을 통해 품질 안정화를 이뤄냈습니다. 향후 기존 제품을 안정화시키고 산업을 선도할 수 있는 특수강 제품을 시장에 새롭게 선보이는 것을 목표로 하고 있습니다.
  • 4) Initial Sample Inspection Report, 양산 전 초도품 승인 보고서

수소 산업 발전을 위한 사업 비전 발표

현대제철은 현대차그룹의 FCEV(수소전기차) 비전에 따라 차세대 수소 생태계를 선도하기 위해 현대자동차, 한국가스공사, 수소에너지네트워크(하이넷), 현대글로비스, SPG 등과 '수소차용 수소 유통산업 발전을 위한 양해각서(MOU)'를 체결하고, 고순도 수소 공급 및 인프라 확대를 위한 사업계획을 발표했습니다. 앞으로 현대제철은 수소 생산‧유통시설을 확대 구축하고 주요 사업장에 FCEV 도입 및 수송차량을 확대 적용함은 물론, 수소를 활용한 친환경 연료전지발전 시스템을 구축할 계획입니다. 아울러 친환경 발전원 적용과 전력 자급률 제고를 위해 자체 수소 생산시설과 연계된 연료전지발전 시스템의 구축 및 운영에도 이바지할 것입니다. 자원 순환 및 재활용을 적극 추진하고 있는 현대제철은 향후 수소 생산 및 친환경 에너지 부문에도 적극 참여하며 세계 최고의 친환경 제철소로 나아가겠습니다.

한국가스기술공사와 플랜트 기술협력 MOU 체결

현대제철은 플랜트 산업 활성화 및 전문성 강화를 위해 한국가스기술공사와 '플랜트 기술협력을 위한 전략적 업무협약(MOU)'을 체결했습니다. MOU의 주요 내용은 현대제철과 한국가스기술공사가 향후 3년간 국내외 플랜트 사업 수주 경쟁력 강화를 위해 공동으로 기술 대응을 추진하는 것입니다. 이를 통해 현대제철은 신규 개발 강종인 9% 니켈(Ni) 후판, 극저온 철근 등을 비롯한 LNG 플랜트 분야 강재 판매 확대를 기대할 수 있게 됐습니다. 향후 현대제철은 MOU를 기반으로 플랜트 강재의 가격 경쟁력을 높이고, 고성능의 신규 개발 강종 적용을 확대해 나갈 것입니다.

제조 부문 혁신을 위한 스마트 엔터프라이즈 구축

현대제철은 생산성 및 품질 향상을 위해 생산 공정에 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷 등 4차 산업혁명의 핵심 기술을 적용하고 있습니다. 특히 현대제철은 2017년부터 추진해온 '스마트 엔터프라이즈' 혁신의 일환으로 일관제철소 고로에 이어 2020년 4월, 인천공장 120톤 전기로에 빅데이터 기반의 '원료 운영 최적화 시스템'을 도입했습니다. 새롭게 구축된 전기로 원료 운영 최적화 시스템의 핵심은 '원료창고의 전자맵'입니다. 현대제철은 전자맵으로 실제 원료창고를 똑같이 구현해 철스크랩의 중량, 등급 및 위치를 한눈에 파악하고, 모든 철스크랩의 등급과 정보 등의 데이터를 자동으로 축적해 향후 품질 최적화 및 조업 개선을 위한 기초자료로 활용할 예정입니다. 나아가 현대제철은 120톤 전기로를 시작으로 2020년 하반기부터는 전 사업장의 전기로에 본 시스템 구축을 검토하고 있습니다. '전기로 원료 운영 최적화 시스템'을 통해 단기적으로는 불필요한 철스크랩의 투입량을 줄이고, 향후 제품 품질을 예측해 전반적인 조업 효율성을 개선할 수 있을 것이라 기대하고 있습니다. 현대제철은 지속성장을 위해 2025년까지 스마트 엔터프라이즈 혁신을 완성해 고객중심의 프로세스 운영, 최적화된 의사결정 시스템을 구축해 나갈 계획입니다.
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