[포스코명장 특별 인터뷰⑧] 세계 유일! 열간상태 노체 보수기술 확보하다

흔히 ‘제철소’라고 하면 떠올리는 이미지가 있다. 바로, ‘고로’다. 보통 고로에서 시뻘건 쇳물인 용선이 만들어지고 다음으로 제강과 압연 공정이 뒤따른다고 생각한다. 하지만 잊지 말아야 할 것이 있다. 고로도 어떤 ‘입력’이 있어야 ‘쇳물’이란 출력 값을 낼 수 있다는 사실이다. 이때 ‘입력’이 좋아야 ‘출력’이 좋아지는 것은 말할 필요도 없다. ‘코크스’는 바로 그 중요한 입력 중 하나다. 김제성 명장은 좋은 쇳물 생산의 필요충분조건인 양질의 코크스를 만드는 광양제철소 코크스공장을 지켜온 노체관리 전문가다.

‘검은 진주’라 불리는 코크스는 유연탄인 원료탄을 연소해 만든다. 쉽게 말하면 열로 쪄서 만든다고 할 수 있는데, 초벌구이를 해서 내놓는 음식에 비유할 수 있다. 코크스는 제철소에서 아주 다양한 역할을 한다. 고로는 펄펄 끓는 뜨거운 쇳물의 세계로, 이런 정도의 열을 내려면 열원이 필요한데, 그 열원 역할을 하는 게 바로 코크스다. 또, 철과 산소가 결합한 상태인 ‘철광석’에서 산소를 뽑아내는 환원제이자 고로 내부에서 통기성을 유지하는 역할도 한다. 한 마디로 코크스는 쇳물 생산의 필요충분조건이다. 양질의 쇳물을 만들어내려면 반드시 양질의 코크스가 필요하다. 그렇다면, 양질의 코크스는 어떻게 만들어질까? 김제성 명장이 일하는 코크스공장에서 그 답을 찾을 수 있다.

“제가 일하는 코크스공장에서는 원료탄을 이용해 고로에서 쇳물을 만드는 열원으로 사용하는 덩어리 형태의 코크스를 만듭니다. 원료탄을 쪄내려면 커다란 오븐(oven)이 필요한데, 오븐은 탄화실과 연소실로 나눕니다. 중앙에 탄화실이 있고, 탄화실 양쪽에 연소실이 있죠. 탄화실에서는 원료탄을 넣어서 찌는 ‘건류(乾溜:석탄, 목재 등 고체유기물을 공기가 안 통하는 기구에 넣고 가열해 휘발성 물질과 비휘발성 물질을 분리하는 일)’ 공정이 이뤄지고, 탄화실 양쪽의 연소실은 가스를 태워 뜨거운 열을 공급하는 곳입니다. 여기서 가장 중요한 포인트는 탄화실과 연소실이 맞닿는 벽입니다. 이 벽에는 실리카 재질의 내화벽돌을 부착했는데, 연소실의 열을 간접적으로 탄화실 내부의 원료탄에 전달해 코크스를 건류합니다.”

탄화실과 연소실을 망라한 설비를 ‘노체(爐體)’라고 부르는데, 김제성 명장은 노체를 관리하는 ‘노체관리’와 원활한 연소를 책임지는 ‘연소관리’를 담당한다. 즉, 김제성 명장은 노체와 연소를 관리해 양질의 코크스를 만들어 한국산업의 ‘쌀’인 철을 생산하는 제철소의 주인이다.

명장이라고 하면 어린 시절부터 남다른 면모를 보였을 걸로 짐작하기 쉽다. 실제로 칭찬이 자자한 모범생이었거나, 1등을 놓치지 않는 수재였던 명장의 이야기를 자주 듣는다. 하지만 김제성 명장은 조금 다르다.

“저는 개과천선(改過遷善)한 케이스입니다. 학창 시절에 저는 공부에는 도통 관심이 없고, 친구들과 어울려 사고를 치고 다니는 학생이었습니다. 부끄러운 이야기인데, 고등학교 1학년 첫 중간고사 성적이 총 62명 중에서 58등이었습니다. 성적은 좋지 않고 말썽은 자주 부리니, 선생님들이 좋은 학생으로 보지는 않았죠.”

그런데, 질풍노도의 시기를 보내던 그의 마음가짐을 바꾸는 사건이 벌어졌다. 화학공학과에 다녔던 그가 화학약품을 다루는 수업시간에 장난을 치다가 실수로 암모니아를 친구 얼굴에 뿌린 것이다. 친구는 식도까지 다치는 큰 부상을 입었고, 학교에서는 그의 퇴학을 거론하기에 이르렀다. 그때, 학교로 불려 온 그의 어머니가 ‘퇴학만은 면하게 해 달라’며 선생님들 앞에 무릎을 꿇고 사정했다. 이런 어머니의 모습을 보자 철없던 그도 ‘쿵’하고 가슴이 내려앉는 충격을 느꼈다. 그는 이 사건으로 180도 달라졌다.

정신을 차리고 공부에 매진해 학교를 졸업할 때는 성적을 상위권까지 끌어올렸다. 뛰어난 성적은 포스코 입사로 이어졌고, 마침내 그는 ‘명장’이라는 영예도 안았다. 이렇게 지극한 사랑으로 그를 올바른 길로 이끄셨던 어머니가 올해 돌아가셨다. 포스코명장 임명패를 받기 10여 일 전에. 그는 ‘명장’이라는 영광도 어머님이 주신 마지막 선물이라고 믿는다.

김제성 명장을 노체관리와 연소관리 분야에서 최고봉이라고 자타가 인정하도록 만든 성과 중 으뜸은 역시 ‘코크스 노체 아이들 오븐(idle oven) 보수기술’이다. 앞서 설명한 탄화실과 연소실 사이의 벽은 주방에서 사용하는 오븐의 열선과 비슷한 역할을 한다. 열을 간접적으로 전달하는 오븐의 열선에 이상이 생기면 음식을 조리할 수가 없는 것과 마찬가지로 탄화실 내부의 벽에 이상이 생기면 코크스 건류에 문제가 생긴다. 문제는 내화벽돌이다. 내화벽돌로 구분돼 있는 벽면은 일부가 손상된 경우, 조업 중 보수가 가능하다. 그러나 손상 면적이 광범위하면 조업이 불가능해진다. 이 경우에는 설비를 세워야 하는데, 이런 조업 휴지상태의 오븐을 ‘아이들 오븐’이라고 부른다. 김제성 명장에게도 이런 문제가 닥쳤다.

“여기서 제가 실패를 경험했지요. 우선 보수를 해서 내화벽돌을 다시 축조했는데, 그 과정에서 경험 부족, 기술 부족을 뼈저리게 절감했습니다. 2014년에 두 번의 실패를 경험했습니다. 첫 번째는 보수를 했는데 내화벽돌의 열 팽창률을 고려하지 못했지요. 내화벽돌은 열을 받으면 팽창을 하니까 간격을 벌려서 축조하고 그 벌어진 틈에는 몰타르와 톱밥을 섞어서 만든 ‘팽창대’를 넣습니다. 그런데 내화벽돌이 팽창하는 정도를 제대로 고려하지 못해 벽이 불룩하게 솟아오르는 ‘배부름 현상’이 생겨버렸죠. 두 번째에는 축조 후에 온도를 높이는 과정에서 온도관리를 제대로 하지 못해 내화벽돌이 갈라지고 일부 탈락하는 문제가 생겼습니다.”

두 번의 실패는 그에게 무척이나 충격이었고, 또 스트레스였다. 머리에 무려 8군데나 원형탈모가 생겼고 치료에만도 몇 년이 걸릴 정도였다. 당시 탈모를 감추려고 머리를 길게 장발로 하고 다니는 웃지 못할 경험도 했다. 그러나 김제성 명장은 이러한 실패 경험을 바탕으로 최고의 성과를 냈다. 휴지상태의 오븐을 열간 상태에서 해체하고 부분 재축조하는 기술을 개발해낸 것이다. 이는 ‘세계 최초’ 일뿐만 아니라, 현재 시점에서 ‘세계 유일’의 기술이다. 어떻게 가능했을까?

“손상부위를 보수하려면 섭씨 1100℃에 달하는 뜨거운 탄화실 내부로 작업자가 들어가야 합니다. 어떻게 할까 고민하다가 분리형 단열장치를 개발했습니다. 분리형 단열장치는 라는 것은 탄화실 내부에 사람이 작업하는 공간을 단열장치로 마련해주는 장치입니다. 내부 온도는 섭씨 100℃ 이하가 되도록 했고요. 이 장치를 탄화실 내부에 설치하면 광범위한 손상부위에 대한 작업도 가능해집니다.”

“1차 실패의 원인은 내화물의 팽창률을 제대로 알지 못했다는 것이었죠. 그래서 팽창률을 최소화하자는 아이디어를 냈습니다. 이 문제를 근원적으로 해결해보자 하는 생각에 내화물 공급업체 관계자와 의견 충돌하면서까지 고민하고 연구했습니다.”

이 과정을 거쳐 기존의 실리카 재질의 내화물보다 팽창률이 획기적으로 낮으면서도 열전도율은 더 좋은 ‘무팽창벽돌’을 국산화했다. 이 성과는 그 특성을 고려해 노체를 보호할 수 있는 ‘단기 승온패턴’ 개발로까지 이어졌다.

결과는 놀라웠다. 재축조 기술개발로 코크스 생산량은 연간 5만 1000톤 증산했고, 소비열량을 10메가 칼로리 저감해 43억 원에 달하는 연간 수익성을 기대할 수 있게 됐다. 무엇보다 이번 보수기술은 외국의 슈퍼바이징 없이 자력으로 개발한 세계 최초의 기술인 데다, 여러 종류의 보수에 활용할 수 있어 그 가치가 컸다. 김제성 명장은 이 기술의 높은 활용성과 독창성을 인정받아 ‘2017년 우수 노하우상’을 수상했다.

그가 개발한 또 다른 기술은 ‘저온 연소실 보수 기술’이다. 탄화실에 원료탄을 공급하려면 연소실 위로 75톤에 달하는 무거운 장입차가 다녀야 한다. 레일을 설치하고 그 위로 이동하는데, 워낙 무겁다 보니 노체 상부 연와가 쉽게 손상되고 크랙도 생겼다. 문제는 이렇게 생긴 크랙 틈으로 원료탄 가루가 새어 들어간다는 것이다. 또, 환경이 고온이다 보니 틈새에서 원료탄 가루가 굳어버리기도 했다. 결국 이 가루들은 연소계통을 막고, 연소계통이 막히면 막힌 부분 때문에 부분적으로 연소실의 온도가 낮아졌다. 온도가 낮은 부분은 결국 코크스를 충분히 건류시키지 못하고 품질 편차를 발생시키는 원인이 됐다. 이런 과정에서 노체 손상마저 생겼다.

김제성 명장은 이 문제에도 치열하게 매달려 고민해서 해결방안을 찾아냈다. 막힘 현상을 해결하려면 다음 순서로 작업을 진행해야 한다. 페이싱 브릭(facing brick) 해체, 체커 브릭(checker brick) 인출, 디비젼 월(division wall) 관통, 체커 브릭 다시 삽입, 페이싱 브릭 축조…. 벤치마킹을 했던 해외사는 체커 브릭 인출 시 ‘거울을 이용해 막힘 상황을 보고 작업을 하라’는 조언을 했다. 그런데 실제로 해보니 거울로는 잘 보이지가 않았다. 그래서 그는 소형카메라에 단열처리를 하고 컴퓨터와 연결해 작업하는 방법을 고안해냈다. 이 모든과정의 핵심은 ‘신속하고 정확한 작업’이었다. 그래서 만든 것이 소위 말하는 콜드 모델(cold model)이다. 실제 노체 작업개소와 동일한 형태의 모델을 만들어 작업을 충분히 시뮬레이션으로 해보는 것이었다.

“의료현장에서 의사들이 더미를 이용해 수술을 해보는 것과 같은 원리입니다. 환자를 수술하는데 충분한 연습을 하면 수술을 성공적으로 할 수 있겠지만, 그렇다고 실제 사람으로 연습할 수는 없지 않겠습니까? 더미를 이용해서 장기 내부 모양이나 위치, 병변 등을 정확하게 숙지하고, 손놀림을 숙달시키면 실제 수술할 때 과정이 매끄러워 지겠죠. 콜드 모델도 이와 같습니다. 노체에서 하는 작업은 시간이 생명이니, 이렇게 모형을 만들어서 숙달한 뒤 실제 작업 할 때는 최단시간에 정확하게 ,실수 없이 보수를 하자는 겁니다.”

이런 철저한 사전준비는 보수에 특화된 공구를 개발하는 데까지 이르렀다. 이런 과정을 거친 보수는 대성공으로, 저온 연소실 문제를 깔끔하게 해결했다. 동일한 문제가 발생하는 것을 최소화하는 예방조치가 남았는데, 무거운 장입차와 그 장입차가 이동하는 레일이 문제였다. 그래서 김제성 명장은 연와 위에 얹혀진 레일에 판 스프링 형태의 보조 완충장치를 설치해 연와가 장입차의 무게를 더 잘 견딜 수 있도록 개선했다.

거대한 설비를 다루는 광범위한 업무에서 개인의 역량만으로 성과를 내기는 어렵다. 많은 이들과의 협력, 팀워크가 필수적인 요소다. 그런데 김제성 명장처럼 일을 좋아해서 자꾸만 도전을 하는 사람은 일명 ‘일을 만드는 사람’으로 알려져, 주변사람 입장에서는 피곤하게 느껴질 수 있다. 그럼에도 필요한 일이라면 어떻게 해서든 협력을 끌어내 성과를 만들어내야 한다. 그런 면에서 김제성 명장은 탁월하다.

“협력을 끌어내려면 업적을 공유할 줄 알아야 합니다. 저는 가능하면 성과를 프로젝트에 참여한 다른 이들에게 돌리려고 노력합니다. 사실 그들의 도움이 결정적이었기 때문이기도 하고, 이렇게 해야 계속 협력을 이끌어내 지속적인 성과를 낼 수 있기 때문이기도 합니다.”

김제성 명장에 대한 주변의 평가를 들어보면, 빈말이 아님을 알 수 있다.

“모든 업무에서 구성원 간 협조를 구해 업무성과를 극대화하는 데 최선을 다한다. 정해진 목표는 끝까지 완결하려 하는 열정과 책임감이 있다.”

“업무를 추진할 때, 주제를 명확하게 선정하고 관련 아이디어를 제공해 조직원 모두가 같은 방향으로 나아갈 수 있도록 방향성을 제시한다.”

“개방적인 사고를 바탕으로 주어진 문제를 훌륭하게 해결해낸다. 안전, 환경, 설비관리, 원가, 품질 등 다양한 분야에서 탁월하다.”

그런데 그는 동료들이 칭찬하는 이런 업무방식과 인간관계의 모든 것을 두 명의 선배에게 배웠다고 말한다.

“기술 분야에 있어서는 지금은 고인이 되신 김종인 선배님에게 많은 것을 배웠습니다. 사실 기술적인 모든 것을 당시 사수였던 그분으로부터 배웠다고 해도 과언이 아닙니다. 노체, 연소 설비의 기초부터 하나하나 세심하게 지도해주시던 모습이 지금도 눈에 선합니다. 인격적인 부분은 백난선 선배님의 영향이 컸습니다. 제가 한때 경제적 어려움에 처한 적이 있는데요. 선배님은 자신의 보험이니 적금이니 이런 것을 다 해약해서 5500만원이라는 거금을 선뜻 빌려주실 정도로 후배 사랑이 지극한 분이었습니다. 지금도 그렇지만 당시는 1997년이었으니까 정말 큰 돈이었죠. 나중에 갚긴 했지만, 지금도 가끔 나였다면 똑같이 할 수 있었을까 생각하곤 합니다. ‘모나게 살지 마라, 남을 먼저 배려해라, 동료과의 갈등은 대화로 풀어라, 남 이야기 하지 말고 입이 무거워야 한다.’ 이런 이야기를 늘 해주셨죠. 명장이 됐다는 소식을 전하니 저보다 더 기뻐하셨습니다.”

명장이라는 포스코 기능인 최고의 자리에 올라선 김제성 명장. 앞으로의 계획을 묻자 ‘NEXT 50년의 초석을 닦아 최고의 코크스 제조 경쟁력을 확보하는 데 일조하고 싶다’는 포부를 밝혔다.

“코로나19라는 큰 어려움이 있었지만, 포스코는 모두가 각자의 역할을 묵묵히 하면서 위기를 지혜롭게 극복해나가고 있습니다. 저도 현재에 안주하지 않겠습니다. 명장은 시작이지, 끝이 아니니까요. 포스코가 100년 영속기업으로 지속 성장해나갈 수 있도록 기술 개발과 전수를 게을리하지 않겠습니다. 궁극적으로는 세계 최고의 코크스 제조 경쟁력을 확보하겠습니다.”

김제성 명장이 있기에, 한국 산업의 쌀, ‘포스코의 철’ 생산은 멈추지 않을 것이다.