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세계의 랜드마크, 그 안에 포스코 있다

세계의 랜드마크, 그 안에 포스코 있다

2019/07/04

잠실 롯데월드타워, 인천국제공항 제2터미널, 인천 송도 컨벤시아, 신도림 테크노마트 등 이름만 들어도 그 지역이 연상되는 랜드마크들. 지역 주민과 관광객의 사랑을 한 몸에 받고 있는 이 랜드마크 건설에 포스코 강재가 쓰였다고 한다. 포스코 건축용 강재의 강점이 무엇이길래 이토록 다양한 랜드마크에 활용되고 있는지 포스코 뉴스룸에서 알아봤다.

건축용 강재는 크게 구조용과 내외장용으로 나뉘는데 포스코의 강재들은 이 모든 용도에 적합하다. 지진에도 안전하고 최첨단 건설 기술에 부합하는 첨단 강재부터 외관이 미려한 마감재까지 어느 하나 놓칠 수 없는 팔색조 매력의 포스코 강재들. 랜드마크 별로 어떤 포스코 강재가 쓰였을까?

 

l 한반도에서 가장 높은 마천루 <롯데월드타워>

롯데월드타워 전경 이미지

지상 123층, 높이 555m에 달하는 롯데월드타워. 세계에서 6번째로 높고, 아시아에선 3번째로 높다. 규모가 규모인 만큼 롯데월드타워 건설에는 내진성, 내풍압성, 내화성을 갖춘 첨단 강재가 필요했다. 포스코는 건설 초기 단계부터 건설 현장에 요구되는 강재의 특성을 파악하고, RIST와 협력해 높은 하중과 지진·태풍을 견딜 수 있는 초고층 건물의 구조 시스템을 개발했다.

보통 초고층 빌딩의 저층부에 들어가는 철구조물에는 두께 100mm 이상의 극후판이 필요하다. 강재를 얇게 만드는 것만 어려운 게 아니다. 두껍게 만드는 데도 엄청난 기술이 필요하다. 만두피를 빚는 것으로 예를 든다면, 만두피를 얇게 만들수록 밀가루 반죽을 누르는 힘이 커져서 균일한 조직의 만두피를 만들 수 있다. 반대로 1cm 두께의 만두피는 그 속을 고르게 만들기가 어려운데, 후판도 마찬가지다. 두꺼운 극후판일수록 압하량(압연 시 롤이 누르는 양)이 적기 때문에 판재 중심부까지 균일하게 조직 구성을 만들기가 어렵다.

롯데월드타워 건설 당시 시공사는 120mm의 극후판강재를 구할 수 없어 80mm와 40mm 두께의 후판을 용접으로 이어붙여 사용하려고 했다. 그런데 이렇게 용접 공정을 더하면 비용도 추가 발생할 뿐만 아니라 구조물의 성능이 떨어지는 문제가 생긴다. 이에 그동안 건축용 후판을 두께 80mm까지 생산하던 포스코는 롯데월드타워를 위해 국내 최초로 120mm 제품을 생산했다. 포스코만의 기술 개발을 통해 100mm를 뛰어넘은 120mm 고성능 극후판강재를 제조한 것이다.

HSA650강재를 설명하는 표. HSA650강재는 인장강도 800MPa, 항복강도 650MPa 이상의 초고강도강. 이 강도는 면적 1㎟에 체중 80kg 성인 한 명의 무게를 지탱할 수 있는 강도

120mm의 극후판 뿐만 아니라 인장강도 800MPa, 항복강도 650MPa급 고강도 강재인 ‘HSA650’도 공급했다. 인장강도란 양쪽 끝에서 강판을 잡아당겨서 찢어지기 시작할 때까지 견디는 힘으로, 인장강도 1MPa 강재는 1cm2당 10kg의 하중을 견딜 수 있다(항복강도는 변형되지 않고 견딜 수 있는 강도). 즉, 포스코의 HSA650은 인장강도가 800MPa이기 때문에 1mm2 면적만으로 체중 80kg 성인 한 명의 무게를 지탱할 수 있는 셈. 이 제품이 등장하기 전, 건설용 강재의 최고 인장강도가 570MPa이었으니, 그 능력이 40%나 상승한 것이다.

포스코가 롯데월드타워 건설에 공급한 강재는 후판, HSA650을 포함해 총 4만 1,000톤. 강재 공급뿐만 아니라 강구조 이용기술인 철골기증 무량판 구조, 모듈형 강관 다이아그리드 기술도 함께 제안했다. 이 덕분에 롯데월드타워는 같은 건물 높이에도 더 많은 층을 만들 수 있었고, 건물 구조상 높은 층으로 올라갈수록 면적이 줄어들지만 기둥을 없애 내부 공간 효율을 높일 수 있었다.

 

l 건축미와 내구성 두 마리 토끼를 동시에 <인천국제공항 제2여객터미널>

인천국제공항 제2여객터미널 조감도

세계적 허브공항인 인천국제공항은 늘어나는 이용객 수요에 맞춰 제2여객터미널을 작년 1월 개항했다. 제2여객터미널은 개항과 동시에 우수한 건축미와 뛰어난 내구성으로 많은 이들의 눈길을 사로잡았다. 제1여객터미널에 이어 이곳 내·외부에도 포스코 강재가 쓰였는데, 어떤 강재가 쓰였을까?

인천국제공항 제2여객터미널 외부에는 독자 개발한 스테인리스강, 446M이 쓰였다. 446M은 크롬 26%와 몰리브덴 2%를 함유한 강종으로, 부식에 강해 해안가와 가까운 인천국제공항 외장재로 제격이다. 건축물 지붕과 외장은 부식에 가장 취약한 부분이기 때문에 어떤 소재를 쓰는지에 큰 영향을 받기 때문. 446M은 탄소와 질소 함량이 낮아 용접성과 가공성이 높고, 알루미늄이나 300계 스테인리스강 등의 소재 대비 열팽창계수(재료가 1℃ 올라갈 때 늘어나는 정도)가 낮은 점이 큰 강점이다.

제1여객터미널 지붕에도 446M이 사용됐는데, 건설된 지 18년이 지난 지금까지 부식 없이 깨끗하게 유지되고 있다. 제2여객터미널에도 다시 446M이 사용되어 그 기술력을 인증받은 셈.

일반 스테인리스 스틸과 비드 블라스트 스테인리스 스틸을 비교하는 도표. 아래에는 비드 블라스트 스테인리스 스틸이 적용된 인천국제공항 제2여객터미널 지붕의 그림이 있다.

외장재는 건물의 외관에 드러나기 때문에 심미적 가치를 결정짓는 중요한 요소이기도 하다. 제2여객터미널 지붕 표면은 비드 블라스트(BEAD BLAST) 스테인리스로 완성됐는데, 비드 블라스트 스테인리스는 균일한 크기의 글라스 비드(작은 유리구슬, GLASS BEAD)를 일정한 압력으로 분사해 미세한 요철을 나타낸 제품이다. 이 공법은 표면의 광택도를 일정하게 떨어뜨려 은은하고 부드러운 분위기를 연출하기에도 좋지만, 특히 항공기 이착륙 시 조종사들의 눈부심을 방지하고 반사율을 낮추는 장점을 갖추고 있다.

외부에 이어 내부에도 포스코 강재가 쓰였다. 롯데월드타워에도 쓰였던 HSA650이 그 주인공. 최소한의 기둥 크기로도 건물을 지탱할 수 있는 초고강도 강재 특성 덕분에 인천국제공항 티켓팅 홀에 적용되어 넓은 내부 공간을 확보했다. 강재 사용량을 크게 절감할 수 있기 때문에 HSA650은 고성능, 경량화는 물론 경제성도 뛰어나다.

이 덕분에 제2여객터미널 건설 당시, 포스코 강재 사용에 대한 만족도가 높아 포스코에 5만 톤 전량 발주를 확정지었다는 것이 후문.

 

l 또 하나의 마천루 탄생 <여의도 파크원(Parc1)>

여의도 파크원 건물의 조감도

포스코건설이 2020년 준공을 목표로 건설 중인 여의도 파크원(Parc1)에도 포스코 강재가 사용되고 있다. 파크원은 최고 높이 333m의 국내 3번째 초고층 빌딩으로, 지하 7층~지상 69층 규모로 완성될 예정이다. 파크원이 완공되면 한 곳에서 비즈니스에서부터 쇼핑, 휴식까지 누릴 수 있어 인근 지역 뭇 직장인들의 기대를 모으고 있다.

파크원에는 포스코의 건축구조용 TMCP강을 포함해 총 6만 3천 톤의 강재가 사용됐다. TMCP(Thermo Mechanical Controlled Process)강이란 빌딩의 고층화, 대형화에 따라 용접성과 내진성이 뛰어난 고강도 강재가 필요하게 되면서 탄생한 강재로, 고층 건축물 건설에 유리한 고급 후판재다. 포스코는 건축용 내진강재를 가장 먼저 상용화한 기업인 만큼 여러 내진강재를 가지고 있는데, TMCP강은 강구조 건축물에 들어가는 내진용 강재.

현재 건축 중인 여의도 파크원의 사진

TMCP강은 기존의 제어압연(Controlled Rolling)*의 특성을 유지하면서도 높은 인장력은 물론, 용접 등 가공성이 개선된 강이다. 그래서 다른 강에 비해 탄소량이 적고 용접성이 우수해 예열 없이 상온에서 용접할 수 있는 것이 또 다른 강점.

*제어압연: 강재 압연 시 슬래브의 가열온도, 압연온도 및 압하량(강판이 2개의 롤 사이에서 압축돼 두께가 감소할 때에 롤의 통과 전 두께와 통과 후에 두께 차이)을 제어함으로써 강재의 결정조직(화학적 성분)을 미세화시켜 기계적 성질을 개선하는 압연법. 즉, TMCP 공법은 강재 압연 시 온도를 제어하는 제어압연을 기본으로 하면서 후속 공정으로 수냉(물 담금질) 또는 공냉(가열된 철강을 대기 중에서 방치해 냉각하는 조작)에 의한 가속 냉각법을 이용해 강재의 기계적 성질을 얻어내는 공법이다.

이러한 강점 덕분에 TMCP강은 파크원은 물론 여의도 서울 국제금융센터, 동남아 유통단지, 일산 킨텍스 등에도 적용돼 있다.

최근 몇 년간 국내에서 발생한 지진으로 건물 안전설계 여부에 관심이 높아지는 요즘. 내진설계 의무 대상 건축물이 늘어남에 따라 TMCP강의 활약이 더욱 기대된다.

 

l 세계 최장 현수교를 포스코 후판으로 <터키 차나칼레 1915대교>

터키 차나칼레 1915대교 조감도

2023년 완공 예정인 세계 최고 길이의 현수교, 터키 ‘차나칼레 1915대교’. 터키 차나칼레에서 다르다넬스 해협을 동서로 횡단하는 이 대교에는 많은 숫자가 연관돼 있다. 먼저 대교 이름의 ‘1915’는 1차 세계대전 중 발생한 1915년 갈리폴리 전투를 기리기 위해 붙여졌다. 주탑 간 거리 2,023m는 터키 공화국 100주년이 되는 2023년을, 주탑 높이 318m는 갈리폴리 전투 승전 기념일인 3월 18일을 뜻한다.

터키의 차나칼레 1915대교는 그 규모만큼 사업비만 29.7억 달러(한화 약 3.5조 원)에 달하고, 후판 8.5만 톤, 선재 4.1만 톤 등 강재 약 12.6만 톤이 사용되는 초대형 프로젝트다. 더 놀라운 사실은 이곳에 쓰이는 강재가 모두 포스코 강재라는 것.

이렇게 큰 다리를 초장대교량(Long Span Bridge)이라고 하는데, 주탑 사이의 거리가 1km 이상인 긴 다리를 말한다. 초장대교량은 현수교(Suspension Bridge)와 수장교(Cable-Stayed Bridge)로 나뉘며, 차나칼레 1915대교는 현수교다. 그렇다면 이 현수교 건설에 있어 적용 강재는 어떤 점이 중요할까?

현수교의 구조를 설명하고 있는 표. 주탑(Tower), 행어(Hanger), 케이블(Cable), 선재(Wire), 상판(Bridge deck)을 안내한다.

먼저 상판에 적용되는 강재는 차량이 지나가는 곳이기 때문에 차량 하중을 버틸 수 있는 강도가 중요하다. 주탑과 주탑 사이의 긴 거리를 구성할 수 있도록 강성도 확보해야 하고, 내후성(각종 기후에 견디는 성질)도 갖춰야 한다. 주탑의 강재는 케이블의 인장력을 지지할 수 있는 높은 강도와 더불어 내진성이 필수 요소. 뿐만 아니라 교량의 전반적인 미관을 형성하기 때문에 다양한 형상을 구현할 수 있는 가공성 역시 중요하다.

이에 차나칼레 1915대교에는 교량 안전 확보를 위해 주탑, 상판 등 다양한 부품에 기존 강재보다 강도, 인성, 용접성 등이 개선된 강재가 적용되고 있으며, 포스코는 교량 건설에 최적화된 EN-S460M등의 고성능 내후성강, 구조용강을 공급하고 있다. 2020년이면 포스코는 차나칼레 1915대교 건설에 필요한 강재 전량 공급을 마친다.

그리고 차나칼레 1915대교 케이블에는 포스코 교량 케이블용 강선, 포스케이블(PosCable92)이 적용된다. 포스코 선재로 가늘게 뽑아 만든 와이어를 여러 가닥 꼬아서 만들기 때문에 힘이 강력한데, 빨대보다 가는 강선 한 가닥이 4.5톤 트럭 무게를 지탱할 수 있을 정도다. 포스케이블의 또 다른 강점은 교량이 설치되는 바다 환경에서도 녹이 잘 슬지 않아 오랫동안 안전하고 튼튼한 다리를 유지할 수 있다는 사실이다.

포스코는 안정적인 강재 납기 및 품질확보를 위해 유럽 현지 파트너사와 긴밀한 협력체계를 구축하며 포스코 강재에 대한 솔루션 마케팅도 실시하고 있다. 이번 차나칼레 1915대교 프로젝트의 성공적인 수행을 바탕으로 터키 지역에서 후속 프로젝트를 추가 수주하고 있다고. 2023년, 멋진 위용을 드러낼 차나칼레 1915대교의 모습이 더욱 기대된다.


국내를 중심으로 터키까지 세계의 랜드마크에 쓰인 포스코 강재들을 살펴봤다. 포스코 강재는 건축 내외장재부터 토목용 철강재까지 다양한 고품질 고강도 재료들로 많은 곳에서 사랑을 받고 있었다. 포스코가 함께 만들어가는 미래의 안전한 도시. 더 높고, 더 길고, 더 안전한 내일을 위해 포스코는 지금처럼 달려나갈 계획이다.

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