기계연.(주)쥴 '초고온 열유속 게이지' 공동개발 국내 첫 특허

1000도 이상의 초고온에서 열변형 없이 열유속의 변화를 정확하게 측정할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국기계연구원에 그린환경에너지기계연구본부 이정호 박사팀은 철강 냉각공정에 활용되는 ‘초고온 열유속 게이지’를 (주)쥴(대표 강선행)과 공동으로 개발하는데 성공했다고 지난달 28일 밝혔다.

철강의 인성과 강도를 증가시켜 용접성과 내진성이 뛰어난 고강도강재(TMCP)와 같은 고부가가치 강을 생산하기 위해서는 정확한 제어 냉각 기술이 필요하다.

현재까지 1000℃ 정도 초고온 영역에서의 수냉각에 의한 정량적인 열전달 측정은 주로 실험실에서만 이루어져 왔지만 본 기술개발로 초고온 영역의 철강 냉각공정 현장에서 실제 냉각능을 측정할 수 있게 됐다.

이번에 개발한 초고온 열유속게이지는 원통형 구조로 만들어져 초고온에서도 열변형이 거의 없고 고출력 카트리지히터를 장착해 온도도 제어할 수 있다.

일본의 철강사에서 주로 사용된 철강 냉각공정 현장의 냉각능 측정은 시편을 고온 가열로에서 가열한 후 수냉각하는 방법으로 냉각 후 발생하는 열변형으로 인해 1회 사용에 그치고 1회 시험에 2000만 원에 달하는 고비용으로 반복실험을 통한 정량적 측정 데이터 확보에 어려움을 겪었다.

하지만 이번에 개발된 기술은 1000만 원의 제작비용으로 20회 이상 반복실험을 가능하게 만들었다.

이로 인해 비용 절감 및 가열시간 단축을 통한 시간 절약과 여러 번의 실험으로 온도에 따른 열유속 변화 측정의 정확도와 정밀도를 향상시켜 고부가가치 강의 개발을 위한 기술·경제적 한계를 극복했다.

이 기술은 국내 최초 특허를 취득했고 해외 특허도 준비 중에 있다. 또 ㈜쥴은 최근 대당 1000만 원의 초고온 열유속게이지를 ㈜포스코에 납품, 연간 200억 원에 달하는 세계 초고온 극저온 환경 센서 시장에 진출할 계획이다.

기계연 이정호 박사는 “이번 기술은 철강 제조공정 뿐만 아니라 초고온이 적용되는 유리, 터빈 블레이드 냉각에도 적용이 가능해 관련 산업에 파급효과가 매우 클 것”이라고 말했다./배문숙 기자 moons@