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| 사진은 현대제철 당진제철소 |
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1. 개요
제철소(製鐵所, Steel mill, Steelworks)는 공업에 사용할 철강을 생산하기 위하여 철광석 혹은 고철을 제련하는 공장을 부르는 말이다.제철소는 크게 선강일관공장(Integrated mill)[1]과 독립제강공장(Minimill)[2]으로 나뉘어져 있다. 하지만 보통 사람들이 생각하는 제철소인 종합제철소는 선강일관공장으로 철광석을 강철로 만들려면 반드시 선강일관공장이 있어야만 한다. 대장간에서 가내수공업식으로 만든 작은 농기구가 아닌 이상에야, 우리가 사용하는 모든 철제 제품들은 전부 1회 이상 제철소를 거쳐온 것[3]이다.
1차 산업의 근간을 농사[4]로 보듯이 2차 산업의 근간을 제철로 보기 때문에 산업화를 하려는 나라가 산업기반을 어느정도 깔고 나면 가장 육성하고 싶어하는 산업이 철강산업이고 고도의 산업국가라면 반드시 갖추고 있어야 하는 시설이 제철소[5]이다. 산업국가에서 생산하는 기계, 전자제품, 자동차, 조선 등의 대다수의 제조업은 모두 건실한 제철소가 필요하고 군수산업에서 전차, 전투기 등의 방호력이 필요한 무기들의 방호역량은 제철기술의 수준이 곧 방호역량의 수준이 되기에 방위산업에서도 제철소는 매우 중요하다. 그렇기 때문에 한국에서는 철강을 산업의 쌀이라고 부르면서 제철산업을 중요하게 여기고 있다.
2. 역사
인간이 가장 먼저 다룬 금속은 구리와 주석이다.[6] 인간들은 희귀금속인 구리와 주석을 대신할 금속으로 비교적 흔한 광석이었던 철광석을 제련해서 청동(구리+주석)을 대체하기 시작했고 곧 철을 제련하는 기술을 발전시키기 시작했다.[7] 고대시대 초기에는 철을 제련하는 기술력이 곧 국력이었던 시절도 있을 정도로 인간들은 제철기술을 발전시키는데 온 힘을 쏟았다.철을 발견한 이래로 인류는 제철을 기술을 발전시켰지만, 오랜시간 재료공학은 걸음마 수준이었고, 여러 금속을 합금하여 좋은 금속을 만들어낼 역량이 없었기에 제강은 오로지 망치로 철을 두둘겨서 연마하는 수준에서 크게 발전하지 못했다. 하지만 계몽시대가 시작된 이후, 중세시대부터 연금술로 쌓아온 재료공학의 발전과 유럽에서 계속된 전쟁들이, 제철기술의 기술발전에 압력을 넣게 되었고 인류가 망치질로 제강을 하던 수준의 제철기술은 급작스러운 발전을 맞이하게 된다.
1709년 제철용 코크스가 개발되어, 철강기술이 급격하게 진보하게 된다. 철강기술의 진보가 곧 제철산업의 발전으로 이어지지 못했다. 코크스는 양질의 강철을 만들 수 있게 해줬지만 그것이 강철의 대량생산을 가능하게 만들었다는 뜻은 아니었다. 근대적인 제철기술은 1856년에 영국에서 베세머 공법을 처음 발명한 뒤에 등장하게 만들었다.[8][9] 베세머 공법은 강철을 대량으로 생산할 수 있게 만들었고, 곧 근대적인 의미의 제철소를 설립할 수 있는 토대를 닦아주었다. 최초의 상업적인 제철소는 영국의 셰필드에 세워졌다. 1865년에는 베세머 공정기술이 미국으로 퍼져서 미국의 철강산업의 역사를 시작했다. 미국의 철강왕이라 불리던 앤드루 카네기도 베세머 공정을 도입하여 미국 최초의 상업적인 제철소인 에드가 톰슨 제철소를 세웠다.
영국에서 시작되어 유럽과 미국으로 베세머 공법이 퍼졌고 각국은 계속 베세머 공법을 계승 발전하여 제철기술을 발전시켰다. 일본에서는 요네쿠라에 아시아 최초의 근대적인 제철소가 세워졌고 곧 아시아에도 근대적인 제철소가 늘어났다. 한국에는 1914년에 일본 제국의 미츠비시가 황해도에 세운 겸이포 제철소가 최초의 제철소[10]이다. 대한민국 정부 수립 후에 지어진 최초의 제철소는 포항제철소이다.
3. 분류
크게는 철광석을 사용하여 제련, 제강을 거쳐 강재를 생산하는 선강일관공장(일관제철소)과 고철, 환원철, 선철 등을 원료로 삼아 제강후 강재를 생산하는 독립제강공장으로 나뉜다. 좁은 의미의 제철소는 전자를 가리키며, 이때 후자는 '제강소'라고 표현한다.보편적으로 선강일관공장쪽이 규모가 크며 생산량도 많지만, 철광석 못지 않게 고철 등을 재활용하는 비중이 늘어나면서 독립제강공장의 중요성도 커지고 있다. 때로는 최종적인 강재 생산을 위해 슬레브를 입수하여 압연설비를 가지고 강재를 생산하는 단독압연공장도 있으나, 이 경우 강재를 생산하더라도 중소철강공장으로 분류된다.
4. 생산
강재는 제련-제강을 거쳐 강으로 만들어지는 것으로 끝나지 않는다. 제강한 강재를 최종적으로 압연가공하여 물성을 변화시키고 형태를 잡는 것까지 마쳐야 한다. 현대제철소의 경우 연속주조공법과 연속압연공정을 한번에 이음으로서 대량생산성이 크게 좋아졌고 완성품인 강재의 품질도 좋아졌다. 이전에는 단일주조를 통해 만든 형태를 소성강공을 거쳐 강재를 완성시켰다. 하지만 연속주조는 수랭주형 위에서 연속적인 주탕을 하며 주형의 아래쪽에서 굳어진 주괴를 끌어내는 방식이다. 이로서 쇳물이 있다면 계속해서 일정한 폭과 두께를 가지며 기포가 없는 주괴를 계속 뽑아내는 것이 가능하다. 이렇게 만들어진 주괴를 그대로 연속압연과정으로 보내 강재로 완성시킴으로서 생산성과 품질균일성이 크게 향상된다.이렇게 생산한 연속압연강판은 균질압연장갑이라는 이름으로 그대로 장갑판이 될 수 있다. 현대에는 각종 복합장갑이 나오면서 덜하지만, 2차대전 당시에는 각종 장갑판의 두께는 이 압연강판 자체의 두께나 마찬가지였다. 제조공정의 특성상 더 두꺼운 강재를 만든다는 것은 단순히 얇은 강재를 겹치는 것과는 상당히 다른 의미를 지니며 제작난이도가 상당히 증가한다. 강판=장갑판이다보니 제철소의 수준이 바로 병기의 방어력에 영향을 미치는 것이다.
5. 목록
5.1. 대한민국
대한민국에는 총 3개의 일관제철소(포항제철소, 광양제철소, 당진제철소)가 있다. 이 모두 구내에서 쇳물운반을 위한 철도가 존재한다. 해당 정보는 포항제철소선, 광양제철소선, 당진제철소 내부 철도에 자세히 설명되어있다.※ 법인 매출액 순. 고로 및 전기로를 직접 보유한 곳만을 기재한다.
5.2. 독일
5.3. 룩셈부르크
5.4. 북한
5.5. 일본
5.6. 우크라이나
5.7. 중국
- 중국바오우강철집단
- 중국바오우강철
- 우한강철집단
- 마강집단
- 타이위안강철집단
5.8. 대만
- 차이나스틸
5.9. 인도
[1] 보통 종합제철소라고 불린다. 대한민국에는 포스코가 이런 종류의 제철소이다. 철광석을 제련하여 강철로 만들려면 반드시 종합제철소가 있어야하기 때문에 건실한 공업국가로 거듭나려면 반드시 종합제철소가 있어야만 한다.[2] 철광석을 제련하여 선철을 만들어낼 능력이 없는 소형 제철소를 부르는 말이다. 철광석을 제련할 역량이 없기 때문에 이미 제련된 선철을 녹여서 제강하거나 고철이나 환원철같은 폐기철을 녹여서 제강해야만 한다. 우리가 잘 모르는 중소철강기업들의 절대다수가 독립제강공장이다.[3] 철광석을 선철로 한 번, 선철을 강괴로 한 번, 강괴를 강재로 한 번 만들어야 강철이 나온다. 강철이 아니더라도 철광석을 선철로 만드는 작업이 필요하기 때문에 분명 1번 정도는 제철소를 거처야만 한다. 이 3번의 과정을 전부 한번에 할 수 있는 제철소가 종합제철소인 것이다.[4] 동아시아 한정으로 쌀 농사를 1차 산업의 근본으로 본다. 다만 중국과 북한은 쌀농사 중점에서 밀 농사와 옥수수 농사를 중점으로 바꾸고 있다. 중국의 경우 식습관의 변화를 포함하지만 북한의 경우는 단위면적당 수확량을 최대로 늘려야 하기 때문인데, 사실 비료부족과 주체농법이 문제인 것이라 변화에 따른 이득은 없다.[5] 정확히는 종합제철소를 가지고 있어야만 한다.[6] 청동을 만들려면 구리와 주석을 합금해야만 한다. 가장 다루기 쉬운 금속이기 때문에 석기시대 다음 시대가 청동기 시대인 것이다.[7] 철광석을 그냥 녹여봤자 선철밖에 나오지 않는다. 이건 절대로 써먹을 수 없는 철이다.[8] 1780년에 푸들링 공법이 발명된 바가 있지만 선철을 연철로 만드는 공법이었기에 이 공법으로는 강철을 생산하지 못했고, 근대적인 제철작업을 가능하게는 했으나 대량생산이 힘들어서 산업적 제철소를 만들어내지 못했다.[9] 1805년에 도가니 공법이 이미 개발되어서 강철에 대한 대량생산을 기술적으로 가능하게 만들었지만 공구를 만들기 위한 소규모 제철에 한정되어서 사용되었고, 20세기가 시작된 후에야 전기아크 기술이 도가니 공법으로 제철하는데 도입되어 그 이후에야 산업생산이 가능하게 만들었다. 하지만 전기고로의 발명으로 도가니공법은 곧 도태된다.[10] 6.25 전쟁 때 미군의 공습으로 완파되었으나, 1958년에 소련의 지원으로 복구하여 현재는 황해제철연합기업소라는 이름으로 운영중이다.[11] 우크라이나에서 가장 큰 제철소다.