제1장 서 론 ... · 2003-08-08 · 제2장 도금산업의 현황 5 ´ r ñ $ Ý ¸ ù ¸ û £...

I

제1장 서 론 ········································································ 1

제2장 도금산업의 현황 ······················································ 3

제1절 현 황································································································· 3

1.국내현황 ································································································ 3

가.국내 도금산업의 특성 ···································································· 3

나.국내 도금산업의 일반현황 ····························································· 4

다.기술개발현황 및 문제점 ································································· 6

라.인프라 현황 및 문제점 ·································································· 8

2.국외현황 ································································································ 9

제2절 발전전망·························································································· 13

제3절 국내현황(SWOT) 분석·································································· 19

제3장 환경규제현황 및 전망 ········································· 20

II

제4장 도금산업의 환경현황 ··········································· 24

제1절 국내 도금산업의 오염발생 현황················································ 24

1.주요 도금산업의 도금폐수 발생현황 ················································ 27

가.크롬도금 ························································································ 30

나.양극산화처리(Anodizing) ···························································· 30

다.PCB 제조공정 ··············································································· 33

제2절 국내 환경규제가 도금산업에 미치는 영향······························ 34

제3절 전 망································································································ 37

제5장 추진과제 및 전략 ················································· 38

제1절 중장기 발전전략 ·········································································· 38

1.기존 도금공정을 청정생산 공정화 ·················································· 39

가.기본기술에 입각한 해결방안 ························································ 39

나.용수 재사용 방안 ·········································································· 39

다.공정내 재활용 기술 ···································································· 39

라.작업환경 및 설비 개선 ································································ 40

2.새로운 도금기술 개발 및 상용화 ···················································· 40

가.환경친화적 도금용액/기술 개발 및 상용화 ································ 40

나.무폐수 도금기술 ············································································ 42

3.첨단도금기술 개발 및 상용화 ··························································· 42

4.도금산업의 인프라 구축 ···································································· 43

제2절 중장기 추진과제 ·········································································· 44

1.중장기 기술로드맵 ············································································ 44

2.세부 추진과제 ····················································································· 45

III

가.서론 ································································································ 45

나.기술개발의 필요성 ········································································ 45

다.국내외 기술개발 및 시장 ····························································· 46

라.세부과제의 목표 및 내용 ····························································· 46

[부 록] ······································································································· 64

▶ 도금분야 중장기 추진 청정생산기술개발 과제 제안서(안) ············64

I

<표2-1-1> 국내 습식표면가공업체 현황. ······························································· 4

<표2-1-2> 국내 습식표면가공업체의 지역별 분포. ············································· 4

<표2-1-3> 국내 도금산업의 종업원 분포. ····························································· 5

<표2-1-4> 국내 표면가공분야 생산액 ···································································· 5

<표2-1-5> Plasma 응용 표면처리 시장 규모 ····················································· 6

<표2-1-6> 국내 습식표면가공 분야 관련기술의 수준 ········································ 7

<표2-1-7> 국가별 연구원 수 ····················································································· 9

<표2-1-8> 세계 표면처리 가공관련 시장 점유액 ·············································· 10

<표2-1-9> 주요공업국의 습식표면가공 원․부재료 생산규모 ··························· 11

<표2-1-10> PCB 표면처리 분야 세계시장 현황 ·············································· 11

<표2-1-11> 습식표면가공산업에서 주요국의 생산액 ······································· 12

<표2-2-1> 표면기술관련 연구개발분야 발표논문 분석 ···································· 13

<표2-2-2> 주요 선진국의 표면가공기술 관련 미래핵심기술 분야 ················ 14

<표2-2-3> 주요 선진국의 습식표면가공 산업의 개발동향 ······························ 16

<표2-2-4> 건식표면처리기술의 해외동향 ···························································· 17

<표3-0-1> 국제환경협약이 국내산업에 미치는 영향 ········································ 21

<표3-0-2> 국제환경규제 내용 ················································································ 23

<표4-1-1> 도금공정별 주요 폐수 발생원 ···························································· 25

<표4-1-2> 국내 중소기업의 오염물 배출량 추정치 ·········································· 26

<표4-1-3> 각국의 폐수방출 기준 ·········································································· 28

<표4-1-4> 국내 도금단지별 평균 발생폐수 현황 ·············································· 29

<표4-1-5> 개별업체별 평균 발생폐수 및 처리비용 현황 ································ 29

<표4-1-6> 도금폐수종류별 발생현황 ···································································· 29

<표4-1-7> 양극산화처리의 각 단위공정별 오염물질 발생현황 ···················· 31

II

<표4-1-8> 처리공정별 오염발생물질 ···································································· 32

<표4-1-9> PCB제조공정의 오염물 발생현황 ····················································· 33

I

[그림2-1-1] 전국 습식표면처리 전업업체의 지역별 분포도 ································· 4

제1장 서 론

1

제1장

서 론

도금기술은 소재 및 부품의 표면을 물리적 처리, 화학적 처리, 전기화학적 처리에 의해 내식

성, 내구성, 전도성 등의 기능을 부여하거나 외관을 미려하게 하여 최종 제품의 부가가치를 높이

는 기술로, 소재 및 부품산업의 핵심기술이라고 할 수 있다.

도금기술은 크게 수용액에서 이루어지는 습식도금 기술과 대기 및 진공상태에서 이루어지는

건식도금 기술로 분류할 수 있으며, 습식도금 분야는 전기도금, 무전해도금, 양극산화, 화성처리

등으로 이루어져 있고, 건식도금 분야는 용융도금, 용사, 물리증착, 화학증착 등으로 이루어져 있

다. 습식도금은 여러 가지 문제점을 나타내고 있으나 빠른 도금속도, 높은 경제성, 다양한 기능

성 부여 용이, 연속공정 및 대량생산 용이 등의 장점으로 인해 현재뿐 아니라 앞으로도 계속 성

장할 분야이다.

한편, 건식도금기술은 개발 초창기에는 습식도금의 많은 분야를 대체할 것으로 예상하 으나

느린 도금속도, 낮은 경제성, 도금 가능 분야의 제약, 연속공정 및 대량생산의 어려움 등의 문제

로 인하여 극히 일부분야에만 적용되고 있으며, 현재는 주로 반도체 분야에 적용되고 있다. 그러

나 반도체 분야인 경우에도 최근 집적회로내의 집적도가 증가함에 따라 구리배선이 필요하게 되

었고, 구리배선 형성방법 중 습식 전기도금 방법이 미국 IBM사에서 개발되어 최근 첨단기술로

많은 각광을 받고 있다. 또한 전기적, 기계적 구성요소를 하나의 시스템에 집약시킨 MEMS에서

도 습식 전기도금 기술이 핵심기술로 등장하여 습식도금 기술이 미래의 첨단 표면처리기술로 각

광을 받게 되었다.

현재 국내에서의 도금산업, 특히 습식도금 산업에 대한 인식은 중금속 등의 폐수 발생 및 환

경오염 산업, 전형적인 3D업종, 다수의 소기업들이 난립한 세산업, 하청산업, 신기술이 개발되

지 못하는 기술정체 산업 등의 부정적인 평가를 받고 있는 것이 현실이나, 도금기술이 최종제품

에 미치는 향이나 경쟁력 제고에 큰 역할을 한다는 인식이 제고되고 있고, 그 동안 도금분야의

전문가들의 많은 노력에 의해 도금기술의 선진화가 이룩되어 앞으로의 전망은 비교적 밝다고 말

할 수 있다.

도금산업

2

특히 근래 청정생산기술개념이 도금기술 분야에도 적용되고 있으며 향후 폐수 무방류 공정기

술개발, 환경친화적 도금작업환경개선 기술개발, 첨단도금 기술개발, 전문연구 인력 및 현장인력

양성 등이 이루어지면, 기존 도금산업의 선진화 및 첨단도금산업의 주도적 역할을 이룩할 수 있

어 그 향후 전망은 매우 밝다고 할 수 있다.

제2장 도금산업의 현황

3

제2장

도금산업의 현황

제1절 현 황

1. 국내현황

가. 국내 도금산업의 특성

표면처리가공기술은 자동차, 정보통신 등 우리나라 중추산업의 핵심 부품․소재의 기능적 특

성과 품질․가격을 최종 결정하는 기반산업으로서 제품의 고부가가치화 및 경쟁력 확보를 위해

부품설계․소재기술과 표면물성 및 특성을 동시에 향상시킴으로서 시너지효과를 극대화할 수

있을 것이다.

표면처리가공산업은 타 기반산업의 제조원가 및 생산공정 등 관련 산업과의 연계성이 매우

큰 핵심 기반기술산업으로 자동차산업(80조원/년)의 제조원가의 3.1%, 정보통신(50조원/년)

4.0%, PCB 제조업(20조원/년) 30%, 금속제조업은 10% 차지한다.

국내 산업제품의 생산액 대비 수입액 비율은 PC는 54%, 반도체 32%, 자동차 25%이며 전 제

조산업의 생산액 대비 평균 수입 유발액은 38%를 차지하는 등 수입유발형 국내 생산구조를 개

선하기 위해서는 표면처리가공기술 등의 기술집약적 부품․소재 생산기반기술의 집중 육성 긴

요하다. 국내외 환경규제 강화정책과 국제환경무역협약으로 환경비용이 원가에 5∼10%, 제조원

가는 선진국 대비 평균 1.5∼2배에 달하는 등 제조원가 중 환경비용이 타업종에 비하여 배가적

으로 부담이 큰 실정이다. 또한 중국시장으로 노동집약적 제품기술의 이동, 선진국의 기술이전

회피 경향 등으로 인한 낮은 기술축적률과 우수한 기술전문인력의 부족으로 기술하부구조의 개

선을 위한 핵심 원천기술 개발인력의 육성이 시급한 실정이다.

도금산업

4

나. 국내 도금산업의 일반현황

국내 습식표면 가공업체는 약 3,000개로 추산되며, 그 중에서 전기도금업이 50% 이상을 차지

하고 있으며 기계․통신산업의 발달로 인해 무전해도금 분야도 꾸준한 수요의 증가가 일어나고

있다.

<표2-1-1> 국내 습식표면가공업체 현황.

구분 전기도금 무전해도금 화성처리 기타 합계

업체수 1,540 220 490 750 3,000

비율(%) 51.3 7.3 16.3 25 100

지역별 분포는 경인지역, 특히 인천․부천과 시화․반월지역에 60%이상 집중 분산되었다.

<표2-2-2> 국내 습식표면가공업체의 지역별 분포.

구분 서울․경기 영남 호남․충청 합계

업체수 1,800 900 300 3,000

비율(%) 60 30 10 100

서 울150개사(5% )

경 기

1650개 사(55% )

대 전 충청100개 사(3.3% )

대구 경북400개 사

(13.3% )

광주 전 라

200개사(6.7%)

부 산 경남500개 사(16.7% )

서 울150개사(5% )

서 울150개사(5% )

경 기

1650개 사(55% )

경 기

1650개 사(55% )

대 전 충청100개 사(3.3% )

대 전 충청100개 사(3.3% )


(13.3% )


(13.3% )

광주 전 라

200개사(6.7%)

부 산 경남500개 사(16.7% )

부 산 경남500개 사(16.7% )

[그림2-1-1] 전국 습식표면처리 전업업체의 지역별 분포도


5

국내 단위기업별 종업원수 평균은 16.7명이며 습식표면 가공산업 종사자는 총 5만명으로 추

산된다. 국내기업 중 80%이상은 종업원수 20인 이하로서 대부분 세한 규모이다.

<표2-1-3> 국내 도금산업의 종업원 분포.(단위: 명, %)

종업원분포(명) 1~10 11~30 31~50 51~100 101~200 201~500

업체비율(%) 50 34.2 14 1.5 0.3 0.1

국내 표면가공분야 생산액 규모는 연간 총 3조5천억원 수준으로 GDP의 0.58% 차지하고 있으

며, 주요 공업국의 경우 표면처리산업은 GDP의 0.16∼0.2%으로 상대적으로 낮은 비율 차지하고

있다. 선진국 대비 기업의 세성과 낮은 일인당매출액은 고부가가치 산업으로의 시급한 전환이

필요하다. 이를 구체적으로 살펴보면 습식표면 가공분야의 생산액은 미국의 1/14, 독일․일본의

1/9∼1/8 수준이며 업체수는 미국의 1/5, 독일․일본의 약 1/3으로 관련제조사업의 생산규모의

현격한 차이를 단적으로 시사하고 있다. 평균 종업원 수는 약 1/2 규모이며, 개별기업의 생산규

모 및 종업원별 생산액의 경우 각각 선진국의 약 1/3 및 1/2 수준을 나타냄으로서 개별기업의

경쟁력 강화는 물론 종업원별 경쟁력 강화가 시급한 실정이다.

<표2-1-4> 국내 표면가공분야 생산액(단위: 억원)

구분 자동차 전자가전 기계 정보통신 반도체 합계

생산총액 320,000 126,800 382,800 389,000 370,000 1,588,600

원가비율 3.0% 2.0% 2.0% 2.0% 2% 2.2%

도금생산액 9,600 2,540 7,656 7,780 7,400 34,976

1)주 : 철강 및 조립금속업종 등 추가 고려시 연간 5조원 상회

건식표면처리분야의 경우 소기업, 겸업업체(주조, 단조, 가공조립업체)를 포함하면 국내업체

수는 약 2,500개 정도가 경인지역 중심으로 분포하고 있으며, plasma 응용 표면처리 시장규모는

연간 4,000억원 이상으로 특히 금형제품의 표면처리시장의 비중이 높다.

도금산업

6

<표2-1-5> Plasma 응용 표면처리 시장 규모

제품명연도별 시장규모 현황 (억원/년)

'95 '96 '97 '98 '99

고속도강 공구 485 528 577 628 585

초경합금 공구 652 710 775 844 820

단조,프레스 금형 1,284 1,398 1,524 1,662 1,611

플라스틱 사출 금형 927 1,010 1,101 1,200 1,108

다이캐스팅 금형 71 77 84 92 50

연속 진공코팅장치 106 115 126 137 79

계 3,525 3,838 4,187 4,563 4,253

1)자료 : ｢진공업체 편람｣ 사단법인 한국 진공학회, 1997

다. 기술개발현황 및 문제점

국내 표면처리 가공산업은 1950년대 선진국의 기술도입으로 가내․경공업 중심으로 발전하

여 1960∼70년대의 경제개발계획으로 양적으로 급격 팽창하 다. 1960년대 초반 10여개의 관련

기업이 90년대에는 3,000여개로 확대되었다. 근래에 들어 도금기자재 및 자동화설비의 일부 국

산화, 일부 도금원․부재료의 동남아 시장에의 수출 등 양적인 성장을 이룩하면서 국내 표면처

리 가공산업은 성숙기로 진입하 으나 고부가가치 제품의 높은 수입의존도로 선진국 기술 종속

화는 계속적으로 심화되고 있는 실정이다.

개화기개화기

독일독일//일본기술도입일본기술도입

경공업중심경공업중심 발달발달

단순기공기술의존단순기공기술의존

~ 60 ’s~ 60~ 60 ’’ss

부흥기부흥기

도금산업도금산업 양적팽창양적팽창

자동화기술자동화기술 발달발달

일부일부 품목품목 수출수출

~ 80 ’s~ 80~ 80 ’’ss성숙기성숙기

환경환경//청정기술개발청정기술개발

기능성제품기능성제품 개발개발

외국의존도외국의존도 심화심화

90’s ~9090’’s ~s ~

개화기개화기



단순기공기술의존단순가공기술의존

~ 60 ’s~ 60~ 60 ’’ss

부흥기부흥기




~ 80 ’s~ 80~ 80 ’’ss성숙기성숙기




90’s ~9090’’s ~s ~

개화기개화기




~ 60 ’s~ 60~ 60 ’’ss

부흥기부흥기




~ 80 ’s~ 80~ 80 ’’ss성숙기성숙기




90’s ~9090’’s ~s ~

개화기개화기




~ 60 ’s~ 60~ 60 ’’ss

부흥기부흥기




~ 80 ’s~ 80~ 80 ’’ss성숙기성숙기개화기개화기




~ 60 ’s~ 60~ 60 ’’ss

부흥기부흥기




~ 80 ’s~ 80~ 80 ’’ss성숙기성숙기




90’s ~9090’’s ~s ~

개화기개화기




~ 60 ’s~ 60~ 60 ’’ss

부흥기부흥기




~ 80 ’s~ 80~ 80 ’’ss성숙기성숙기




90’s ~9090’’s ~s ~

생산현장 기술의 경우 1990년대 전․후반 국내 환경규제정책의 강화로 도금폐수처리 및 재활


7

용분야에서 선진기술을 도입하기 시작함으로써 생산기술의 확산 및 촉발이 이루어지게 되었으

며, 1990년대 중반이후 환경기술의 한계성, 환경비용의 증가로 환경부하의 원천적 저감방식인

청정생산기술이 대두되었다. 선진국형 고부가가치 기능성 제품 및 정 표면가공기술의 급격한

수요증가로 관련 특수도금기술 및 원․부재료의 수입이 지속적으로 확대되고 있다. 따라서 생산

현장기술의 괄목한 성장은 이룩하 으나, 고급수요에 필요한 도금재료, 주변기기, 정 가공기술

등의 수입의존도는 심화되고 있는 실정이다.

국내 도금산업을 표면처리 생산기술별로 구분하면 습식표면가공기술의 경우, 기능, 즉 손 감

각에의 의존성이 높고 연구개발 및 전문인력의 부족으로 기초․원천기술에 취약하다. 기초․원

천기술의 취약성으로 고부가가치 도금원․부재료 및 각종 특수도금기술의 수입으로 선진국 기

술종속성이 심화되고 있다. 우리나라는 기술의 핵심인 정 가공기술, 환경설비 및 정류기 등 주

변기술, 원․부재료 제조기술에서 현격한 기술 차이를 나타내고 있으며, 공정제어기술, 환경․

에너지기술, 자동화기술에서 8∼10년, 주변기술분야에서 10∼20년의 기술격차가 발생되고 있는

바 국내 습식표면가공분야 관련기술의 수준은 최고 기술보유국 대비 평균 10∼20년의 격차가 발

생되고 있다.

<표2-1-6> 국내 습식표면가공 분야 관련기술의 수준

구 분 국내 기술수준최고기술국

한국수준

표면가공 공정

정밀도금은 80㎛급 화상도금 수준무전해 도금두께 편차: 3㎛ (20㎛ 기준)PCB용 through hole 동도금: 0.3mmψ전기도금 두께편차: 5㎛ (20㎛ 기준)내식성 코팅: 염수분무시험 1,000h >

일본일본미국독일독일

-10yr-8yr-4yr-8yr-10yr

환경 에너지폐수처리후 COD 농도: 150ppm <크롬도금의 closed화 공장은 전무

스웨덴독일

-8yr-10yr

설비 자동화전자동 Barrel도금장치 국산화율 50%도금액 자동관리시스템 국산화율 30%

일본독일

-8yr-10yr

주변기술5,000A급 Pulse정류기 국산화율 100%전류반전 정류기 제조 불가도금 원․부재료 합성 국산화율 30%

독일독일

-10yr-20yr

도금산업

8

건식표면처리기술의 경우, 플라즈마 응용분야에서 첨단기술은 국내에 아직 도입되지 않은 상

태이며, 가격대비 성능이 낮아 적용하기 어려운 단점을 내포하고 있다. 플라즈마 질화기술은 4개

업체 정도에서 장비를 제작하여 판매하나 장치의 신뢰도가 낮고, power supply 제작기술 등이

부족한 상태이다. 코팅기술은 내산화, 내마모, 내열, 고온강도, 윤활성 등 특수 용도에 맞는

coating기술을 개발하여야 하나, 아직은 실험실 수준의 개발단계에 불과하며, 극히 일부 기술만

산업화되어있고 기술수준은 낮은 상태이다. 따라서 건식표면처리기술의 경우, 향후 성장성이 매

우 높은 기술이긴 하나 현재로서는 엔지니어링 기술 및 주변기술의 낙후성으로 기술력이 취약한

상태이다.

라. 인프라 현황 및 문제점

지역거점별 근접 현장지원시스템, 경인․ 남․호남지역을 연계한 산학연 습식표면가공분야

기술지원은 전무한 상태이다. 구체적으로는 한국생산기술연구원, 한국기계연구원, 한국과학기술

연구원, 일부 대학 등에서는 범용지원장비 및 자체 실험용 설비만 구축한 상태이고, 관련업체의

기술개발 능력 및 의지 결여 외에 연구개발에 필요한 기본 요건도 갖추지 못하고 있으며, 관련업

체 지원을 위한 시험․분석 및 제품특성 평가장비 등과 기술지원인력 또한 태부족인 상태이다.

1980년대 수출 중소기업의 육성정책에 따라 중소기업진흥공단(생산기술지원), 국립공업시험원

(시험․분석․표준), 한국과학기술연구원(신기술개발), 한국기계연구원(소재․표면처리), 공업진

흥청(규격․표준지도), 직업학교 및 대학(인력양성) 등으로 도금기술개발 및 기술지도사업을 추

진하고 있다. 습식표면가공산업은 표면가공사업의 90%를 차지하나, 체계적인 산․학․연 기술

개발기반조성은 미비한 상태이다.

국내 습식표면가공업계의 대졸이상 전문인력은 선진국의 1/10∼1/20 수준으로 질적인 기술

개발이 어려운 상태이며, 특히 연구인력은 선진국의 1/9∼1/5, 노동인구 천명당 연구원 수는 약

1/2 수준이다. 구체적으로 보면 국내 습식표면 가공 종사자 50,000명 중 대졸출신은 1,000명 미

만이며, 단위 기업별 시험․평가 및 연구개발 인력은 0.3명 수준이다. 특히 국내의 연구인력이

대학, 공공연구소, 대기업에 편중되어 있어 중소기업에 대한 대책마련이 시급한 실정이다.


9

<표2-1-7> 국가별 연구원 수(단위 : 명)

국가 미국 일본 독일 대만 한국

연구원수(FTE 기준)

964,800 652,850 460,400 71,120 108,370

노동인구 천명당 연구원수

7.4 9.6 6 7.4 4.6

1)주 : FTE, Full Time Employment

2. 국외현황

1840년 Jacobi에 의한 전해도금의 기초 확립 후 20세기 초반 Siemens에 의한 발전기

(Dynamo-Maschine)발명으로 전기도금의 시대가 도래하 다. 2차 세계대전 이후 1960년대까지

각종 도금원․부재료 및 자동화 설비 및 공정기술 등 기초․원천기술과 함께 생산기술의 고도화

를 추진하여왔다. 환경문제가 부각됨에 따라 1970∼80년대에는 환경기술의 집중개발과 1990년

에는 기능성 제품기술에 대한 연구개발이 진행되어 IT․NT 등 신기술 개발과 함께 전통기술과

신기술의 융합기술 개발이 함께 진행되었다.

생산기술의생산기술의 고도화고도화

기초기초ㆍㆍ원천기술원천기술

생산생산 자동화자동화 기술기술

품질관리품질관리//분석기술분석기술

~ 60’s~ 60~ 60’’ss환경기술의환경기술의 개발개발

유해물질유해물질 무해화무해화

자원자원 재활용재활용기술기술

환경친화적환경친화적 재료재료

~ 80’s~ 80~ 80’’ss기능성기능성 제품기술제품기술

ITITㆍㆍNT NT 융합기술융합기술

미세미세표면가공기술표면가공기술

고고//다기능성다기능성제품제품

90’s ~9090’’s ~s ~

생산기술의생산기술의 고도화고도화

기초기초ㆍㆍ원천기술원천기술

생산생산 자동화자동화 기술기술

품질관리품질관리//분석기술분석기술

~ 60’s~ 60~ 60’’ss환경기술의환경기술의 개발개발

유해물질유해물질 무해화무해화

자원자원 재활용재활용기술기술

환경친화적환경친화적 재료재료

~ 80’s~ 80~ 80’’ss기능성기능성 제품기술제품기술

ITITㆍㆍNT NT 융합기술융합기술

미세미세표면가공기술표면가공기술

고고//다기능성다기능성제품제품

90’s ~9090’’s ~s ~

세계 표면처리가공 관련시장은 미국, 독일, 일본 등 주요 공업국이 세계시장을 독점하고 있으

며 주요 공업국은 관련산업의 발전과 함께 전통적으로 기술축적을 통해 세계시장을 선점하고 있

다. 독일 표면처리업체의 경우 100∼150년 이상의 전통을 가진 다수의 업체가 포진되어 고도의

기술이 축적되어 있는 상태이다(예: Degussa社 1841년 창업). 미국의 경우 1900년대 초반 독일의

반 유태인 정책에 의해 이주한 독일계 기술자 집단으로 주로 구성되었다. 일본은 상대적으로 후

발주자이나 부단한 기술개발과 선진기술의 도입으로 일부 도금생산기술에 있어서 경쟁국을 추

도금산업

10

월한 상태이다. G-7국가의 연간 총생산액은 약 300조원이며 미국, 독일, 일본이 세계시장의 60%

이상 차지하고 있으며 우리나라는 선진 3국 대비 총생산액은 3∼10% 수준에 불과하고 중국은

총생산액 기준 세계 7위로 향후 10년내에 5위권으로의 진입이 예상된다.

<표2-1-8> 세계 표면처리 가공관련 시장 점유액(단위: 조원)

No. 국가 생산액 주요제품/업종

1. 미국 142 자동차, 기계, 항공, 전기, 전자․통신

2. 일본 42 전자․통신, 자동차, 기계, 전기, 금속

3. 독일 34 금속화학, 자동차, 기계, 전기․전자, 철강

4. 영국 30 항공, 자동차, 전자, 정밀화학

5. 프랑스 18 자동차, 항공, 전기, 전자․통신, 방산

6. 이탈리아 17 자동차, 기계, 전기, 전자

7. 중국 16 기계, 전기, 전자, 항공

8. 캐나다 6 기계, 금속, 전기, 전자․통신

- 한국 3.5 자동차, 전자․통신, 기계, PCB

1)주 : 주요 관련산업별 생산총액 중 습식표면가공 비율 산정치 (2000년)

주요 공업국의 습식표면가공 원․부재료 생산규모는 미국, 일본, 독일이 선두를 유지하고 있

으며 세계시장의 60%를 차지한다. 핵심 고부가가치 도금 원․부재료는 미국의 Dupont사, 독일

의 BASF, BAYER 등이 독점하고 있으며 커다란 잠재시장인 중국의 제조산업 발달로 점차 비중

이 확대되고 있는 추세이다.

표면처리 비중이 매출액의 30%를 차지하는 PCB(Printed Circuit Board)업체의 세계시장은 미

국과 일본이 주도하고 대만과 한국이 추격하는 양상이다. PCB 분야는 세계에서 매출액이 20권

역내 국내업체가 2개 포함되어 있으나 고 도화, 집적화 기술은 미흡한 수준이다.


11

<표2-1-9> 주요공업국의 습식표면가공 원․부재료 생산규모(단위: 백만불)

구 분 1993 1998 2003

미 국 20,105 26,705 32,180

일 본 6,182 7,925 8,258

독 일 5,306 6,421 7,498

영 국 4,539 5,628 6,637

이탈리아 2,426 3,496 4,535

프 랑 스 2,396 3,418 4,435

캐 나 다 2,215 2,534 3,892

중 국 - (3,344) 5,385

한 국 1,250 1,650 2,100

1)주 : 시장 조사기관 Freedonia Group(미) 조사자료

<표2-10> PCB 표면처리 분야 세계시장 현황(단위 : 백만$)

순위 업체명 국명 매출액 순위 업체명 국명 매출액 순위 업체명 국명 매출액

1 산미나 미국 1,500 7 컴펙 대만 802 25코리아써키

드한국 310

2비아시스

템스미국 1,250 8 멀텍 미국 780 51 페타시스 한국 160

3 CMK 일본 1,112 9 후지쓰 일본 624 103 심텍 한국 75

4 이비덴 일본 1,083 10타이코PCB

미국 600 112 코스모텍 한국 70

5 히타치 일본 973 11 대덕그룹 한국 480 188큐엑텍코리

아한국 30

6니폰메크

트론일본 905 19 삼성전기 한국 400

1)시장조사기관인 N.T. 인포메이션의 집계: 2000년도 매출액 기준

도금산업

12

주요 선진국 총생산액은 우리나라의 10∼40배, 기업별 생산액은 5배 이상이며 종업원당 생산

액은 약 3배 규모를 나타낸다. 세계적으로 습식표면 가공산업은 대부분 2차 하청구조로 되어있

어 세한 규모로 전형적 중소기업형 산업이다. 높은 경쟁력을 가진 선진국 중소기업은 우수한

전문기술인력으로 자체 연구소에서 고부가가치 제품을 개발함으로써 막대한 이윤을 창출하고

있다.

<표2-1-11> 습식표면가공산업에서 주요국의 생산액(단위: 억원/년)

구분 미국 일본 독일 한국

총생산액 1,420,000 420,000 340,000 35,000

업체수 20,000 7,000 5,000 3,000

총 종업원수 800,000 210,000 150,000 51,000

평균 종업원수 40 30 30 17

개별기업 생산액 71 60 69 11.7

인당 생산액 1.8 2.0 2.3 0.7


13

제2절 발전전망

'70∼'80년대 환경기술개발의 초점에서 '90년대 이후 기능성 제품 및 미소부품소자의 습식표

면가공 원천기술개발로 방향을 전환하 다. 선진국의 연구개발 방향은 지속적인 현장애로 생산

기술의 개선을 통한 생산성 및 환경성 향상과 고부가가치형 첨단기술개발을 병행하고 있다. 도

금공정의 핵심인 탈지, 활성화 등 전처리기술에 대한 지속적인 현장 착형 연구개발은 기초기

술을 중시하는 풍토를 조성하게 된다. 표면기술관련 연구개발 분야 발표논문 조사․분석에서도

1980년대까지 환경기술개발, 1990년대 이후에는 기능성 표면기술개발에 집중되고 있다. 분야별

연구개발 비중은 자동차 40%, 전자․통신 25%, 기계․금속 10%, 미소부품소자 5%, 기타 환

경․전처리 공정 등이 20%를 차지한다.

<표2-2-1> 표면기술관련 연구개발분야 발표논문 분석

구 분 세 목 편수 비 고

도금공정원부재료기술

전기니켈+니켈합금 전기구리+구리합금 경질크롬도금 아연/크로메이트+합금 주석,납+합금 귀금속 무전해도금(Cu,Ni 등) 전처리공정 기계적 전처리공정 전해연마 설비 및 장치 공정관리 분석기술 품질관리 도금층 물성/특성(1983~)

94364776205386879810922515729129

도금원․부재료, 도금공정기술, 자동화기술, 전․후처리기술, 품질관리 및 제어 화학분석․시험 및 평가기술 표면물성 및 특성 제어기술 등

소 계 724

환경기술

도금폐수처리/Recycling 461 물리화학적 처리, 물질분리기술 등소 계 461

응용기술

PCB 및 전자․통신부품 전합 및 Connector 부품 전주(Electroforming) 비금속 상 도금 알루미늄 표면처리 내식성 코팅 기능성 도금(1989~)

394254942593752

수송기계부품 전자․통신, 일반 및 정밀기계 부품 미소전자기계, 나노표면기술 등

소 계 658

합 계 2158

1)주 : 표면처리전문잡지 “Galvanotechnik"에 1960~2000년 동안 발표된 논문 통계

도금산업

14

선진국의 산업기술 정책은 생산성 있는 기반조성과 미래 핵심기술분야를 집중 개발토록 하는

체제의 구축을 중심으로 하고있다. 미국, 독일, 일본 등은 BT, IT, NT, MST 등 신기술과 접목하

여 핵심 요소기술인 표면가공기술을 집중 개발중이다. 미국은 NSF(미국과학재단), DARPA(국방

고등연구계획국) 등에서, 독일은 BMBF(교육과학부), DFG(독일과학재단)에서, 일본은 통산성 주

관 하에 연구개발비를 투입하고 있다. 습식표면가공기술은 1980년대 마이크로시스템기술의 개

발로 전통적인 마무리공정에서 탈피, 통합생산시스템 중 독립적 기반기술로 정립하고 MST 및

IT, NT, BT산업 관련 기능성 부품․소재의 수요증가에 의해 습식표면 가공산업 및 관련시장의

성장 추세이다. 정 기계가공기술은 가공정 도의 한계, 생산성저하 및 원가상승 등으로 습식

미세표면가공기술로 대체되는 추세를 보이며 MST관련 IT․BT 주변기기, 정보․통신, 의료기기,

군수용 제품의 높은 시장창출 효과는 표면가공 산업의 대약진 가능성을 시사하고 있다.

<표2-2-2> 주요 선진국의 표면가공기술 관련 미래핵심기술 분야

구 분 응 용 제 품

자동차 압력센서, 에어백용 가속도계, 자이로스코프, 차체제어용 자이로 및 가속도계, MAP센서, 타이어 공기압센서

정보통신 RF부품 (안테너, 필터), 광스위치, 잉크젯헤드

IT HDD헤드, 고해상도헤드, 기억소자

자동화 압력센서, 화학센서, 가속도계, 적외선센서, 자이로스코프

전자․가전 초소형 박막전지, 디스플fp이, 가전제품

의료 Lap on Chip, 다기능 내시경, 인체분석기

환경․에너지 환경감시용 화학센서

그 중에서 MEMS, Microfabrication, Nano기술 등 부품의 극소화, 경량화, 정 화, 집적화, 지

능화의 핵심요소는 기존의 중력과 관성의 문제보다는 계면 및 표면장력, 원자간력 등 표면과학

이 결정적인 Key Technology이다. 습식표면가공산업은 금속․재료, 물리․화학, 기계, 전기, 환

경 등 복합기술의 결정체로서 다양한 분야의 연구개발이 필수적이다. 공정기술은 미소부품소자

의 수요증가에 따라 미세표면가공기술과 정 도가 우수한 무전해도금기술 등의 개발이 수행되

고 있으며, 무시안, 무크롬 등 환경친화적 도금재료, 도금원료 회수 및 장수명화 기술, 생산․시

험․관리공정 DB, 지능형 자동화기술개발이 진행되고 있다.

건식표면처리기술의 개발방향은 친환경기술개발, 고기능에 의한 고부가가치화, 에너지 및 원


15

가절감에 중점을 두고 있다. ASM Heat Treating Society의 Vision-2020 에서 에너지소비 80%

감소, 제조원가 75%감소, 노수명 10배 증가, 노가격 50% 감소 계획을 발표한 바 있다. 일본의 경

우 3E(Energy, Environment, Efficiency)개선에 역점을 두고 있다. 건식표면처리기술의 해외 동

향을 살펴보면 미국은 자동차, 대형구조물, 군수, 항공산업의 발달로 관련 건식표면처리기술 및

기반이 세계 최고수준이다.

최근 PSII(plasma source ion implantation)를 개발하고 항공,우주산업에 실용화에 초점을 두

고 있으며, 정부의 정책사업으로 차별화 된 기술을 개발하는데 주력하고 있다.

독일의 경우 가장 역사가 깊고 기술개발이 잘 되어 있는 곳으로 알려져 있고 기존 기술과 신

기술이 잘 조화되어 발전되어있다. 예로서 염욕을 이용한 터프트라이드 등의 기존기술이 아직도

꾸준히 활용되고 있고, 플라즈마를 이용하는 신기술도 병행하여 크게 성장하고 있다. 독일기술

의 방향은 기존기술의 특성을 살리고 그 활용의 방편으로 신기술을 개발하는 체계적이고 합리적

인 기술개발이 이루어지고 있다. 최근 주목을 받는 진공침탄의 경우 프랑스에는 뒤지나 프랑스

의 설비를 도입하여 생산을 늘리고 있다. PVD분야에서는 세계에서 가장 우수한 설비와 기술을

보유하고 있다.

프랑스의 경우 고급 기술인력양성과 육성, 업계보호 측면에서 정부주도 하에 기술개발을 지

원하고 있다. 건식표면처리업체가 대기업의 협력사 혹은 자회사 형식의 지주제로 되어 있고, 대

기업에 속하여 기술의 체계화 및 표준화가 잘 이루어져 있다. 30년전부터 에너지절감형 기술인

진공열처리를 포함한 신기술개발을 계속하여 년간 10%이상의 표면처리업체의 성장률을 기록하

고 있다. 일본의 경우 철저한 Q.C.에 의한 관리기술이 발달 했고, 자동차 및 소재분야의 대형기

업이 직접 투자를 선호한다. 유럽 및 미국의 선진기술을 높은 기술료로 수입 후 자체기술로 흡

수, 실용화하고 현재는 오히려 기술을 수출하는 단계이며(예: TD process), 정부에서 공정기술

및 장치개발에 대한 기술지원을 위한 장기저리융자 등의 정책적 지원으로 관련업체의 기술력향

상에 큰 효과를 거두었다.

도금산업

16

<표2-2-3> 주요 선진국의 습식표면가공 산업의 개발동향

구 분 미국 독일 일본

습식표면가공공정기술

미세표면가공기술 응용(MEMS/MF 등)반도체,통신부품의 고집적화초내열, 초전도,생체재료 표면처리광기전 복합제품 극소화 응용무전해 Ni-P 및 복합, 합금도금

LIGA, MST 등 표면가공기술 응용 자동차,의료,전자부품 제조정밀선택도금 및 펄스, 초음파 이용 고속도금공정나노입자코팅무전해 Ni-B 및 복합, 합금도금

미세표면가공 및 합금기술 응용 전자, 반도체 부품제조레이저, 펄스, 초음파 활용 도금공정 고속화고용량 자기매체 광자기디스크 적용무전해 Ni-P 및 복합, 합금도금

원․부재료제조기술

무연솔더, 무시안 금 도금원료Whisker성장방지 주석도금 첨가제경질크롬 대체 니 켈계 합금도금 원료

무시안 아연도금 및 고내식성 은합금 도금원료각종 도금 광택제Cr(VI) 대체 Cr(III) 및 실리카계 도금원료

각종 도금 원․부 재료 합성 및 모방 제조기술6가크롬 대체 3가 크로메이트 원료합성

환경․에너지기술

생분해성 고성능 탈지제 및 화학연마기술유해물질 분리회수용 Membrane기술증발농축기술

폐수슬러지 탈수건조 및 유해물질 무해화기술귀금속 회수기술유해물질 분리회수용 이온교환기술

도금폐수처리 및 안정화, 재활용기술귀금속 및 유가금속 회수기술도금폐수처리용 분리막제조기술

자동화․지능화 기술

PCB도금 요소장치 및무인자동화도금공정 자동제어 용 센서기술Reel-to-Reel 자동 고속도금장치

니켈-다이아몬드 자동도금공정무전해 도금조 장수명화 및 자동조절장치 설계기술

전자동 경사/수평형 바렐도금장치도금액 자동분석 및 조절장치

주변기술전자동 도금라인운전 및 제어 S/W

도금공정 및 소재, 제품설계의 D/B기술

특수 파형 정류기 제조기술


17

<표2-2-4> 건식표면처리기술의 해외동향

기 술 특 징국내

기술수준대표업체 응용제품 문제점

플라즈마표면경화

플라즈마침탄

기존의 변성로 등을사용하지 않고

프로판 등의 가스를 사용하여 청정한

공정

미도입상태 독일의 IPSEN

자동차부품, 캠축 등

내마모성제품에응용가능

가격대비 성능이 낮아 적용되기 어려운점이 있음

플라즈마질화

질소 혹은 혼합가스를사용. 염욕질화나 가스질화에 비해 소비되는 가스나 액이 없어 청정한

공정. 화합물층 제어

국내 4개정도의

업체에서 제작및 국내판매

제4기한국한국이온질화한국오리엔탈

까미 등

각종 금형 및 자동차 부품 등

국내 제품의 경우 아직 신뢰도가 낮음 power source제작기술 등이 아직은

부족.

코팅처리

TiN

금형의 내마모코팅 등소재의 진공열처리 및

질화후 낮은 마찰계수,

표면경도 향상

CVD,Arc PACVD

한국야금등엔드밀 팁,

드릴등의 절단 및가공공구

CVD는 온도가 높아PACVD로 많은

연구가 진행중이지만세계적으로 아직 계속 연구단계임

TiAlN높은 내산화, 내마모성,

낮은 열전도성

ArcFiltered Arc

Multi-Arc

절단용 공구, 다이캐스팅금형, 엔드밀, 각종

고가의 드릴제품, 의료용공구

국내 일부소개

CrN내산화성, 고온강도,

내마모, 고체윤활성이 우수

SputteringArc

Filtered ArcMulti-Arc

내마모부품, 의료용공구, 장식용, 편치

일부 연구중

TiCN합금강, 공구강,

알루미늄, 주철등의내마모 및 복합기능

SputterPACVD

동우열처리 외절단용공구, 밀링, 펀치,

드로잉 등에 적용

국내 일부 공구에 적용

WS2마찰성이 우수, 표면경도가 높다.

- NCT펀치와 다이절단

공구, 기어, 베어링등

국내 소개 안됨

ZrN

알루미늄, 황동, 주철,흑연, 니켈합금, 티탄합금등에 코팅처리가능

SputteringArc

NCT절단공구,

금형펀치, 의료용공구, 장식용

〃

c-BN뛰어난 내열, 내산화성

PACVD철계

고속절삭공구선진국 기술개발

단계

도금산업

18

중국의 경우 철강산업 분야에서 표면처리기술이 꾸준히 발전되고 있으며 러시아, 미국, 유럽

등 선진기술의 대부분을 이미 확보하여 발전시키고 있다. 연구소와 학교, 장비제작업체 및 처리

업체가 콘소시움을 형성하고 기술개발 및 장치제작을 동시에 추진하고 있으며, 저가의 장치제작

기술과 제품화에 의하여 최근 한국 및 동남아권에 장비 및 각종 처리기술 및 제품을 수출하는

단계이다.


19

제 3 절 국내현황(SWOT) 분석

강점 (Strength) 약점(Weakness)

기존 도금기술의 우수성관련산업인 자동차, 전자, 반도체산업의 경쟁력 우수정부의 강력한 지원정책

청정생산기술에 대한 인식부족업체의 영세성 및 자체 기술개발 능력 부족대학, 연구소의 연구기반 부족기술향상과 혁신을 주도할 전문인력 부족

기회 (Opportunities) 위협 (Threats)

도금기술이 핵심기술인 자동차, 전자, 반도체산업의 지속적 성장첨단 반도체, 전자산업의 도금기술 중요성 증대청정생산기술의 필요성 증대선진국들의 도금산업 기피

국내외 환경규제 강화중국 등 후발주자의 가격경쟁3D업종으로의 인식 확산

도금산업

20

제3장

환경규제 현황 및 전망

WTO 체제를 탄생시킨 우루과이 라운드(UR)협상 이후 새로운 무역질서로 다자간 무역협상이

시작되면서, 농업과 서비스 이외 도금을 포함한 제조업분야에 대한 포괄적인 협상이 요구되고

있다. 업종에 따라 차이가 있으나, 철강․석유화학․전자․자동차 등은 UR로 인하여 혜택을 가

장 많이 받는 산업이라고 할 수 있으며, 이미 경쟁력이 하락하여 구조조정을 겪고 있는 의류․신

발․피혁제품․완구 등 경공업과 아직 경쟁력을 확보하지 못한 첨단산업 비메모리분야의 반도

체․통신장비․우주항공산업 등은 국제 무역장벽으로 인하여 수출이 미비한 상태에서 정책적인

산업육성 측면으로 볼 때 종전보다 어려움을 겪고 있는 상황이다. 또한 최근 들어 각종 국제 환

경협약이 실질적으로 발효되면서, 우리나라의 산업 생산 및 성장은 단기적으로 악 향을 받을

것으로 전문가들은 예측하고 있으며, 장기적으로 에너지 절약산업 등의 새로운 환경산업이 성장

할 것으로 내다보고, 환경 친화적 기술개발을 바탕으로 한 산업구조로 전환될 수 있을 것으로 보

고 있다. 특히 철강, 자동차, 금속, 수송 및 운수산업 등 에너지 다 소비 업종은 크게 위축될 것으

로 보이며, 반면에 공해방지시설, 에너지건설(태양전지 등), 에너지 이용기계의 제품개발 부문에

서는 신규사업 기회가 창출될 수도 있을 것으로 보고 있다. <표3-0-1>은 국제환경협약이 국내산

업에 미치는 향에 대한 것이다.

도금산업은 중금속이온과 유기물질을 함유한 도금 용액을 주로 사용하는 습식도금이 주류를

이루고 있어 국제 환경협약의 발효에 따라 가장 많은 규제 향을 받는 산업이라 할 수 있다. 아

직까지는 새로운 대체기술이 확립되지 못하여 답보상태에 있으며, 수출품에 대한 환경규제가 다

가오고 있다. 이에 따라 도금산업의 구조가 바뀔 것으로 전망되며, 일 예로 유럽 등 선진국에서

는 자국 상품의 경쟁력을 확보하기 위해 제품자체가 아니라 제품의 생산공정 및 방법이 환경적

으로 유해하거나 향을 주는 경우 수입제품에 PPMs(Process and Production Methods) 규제를

가하고 있어, 도금산업인 경우에는 폐수 무방류 공정에서 제조한 도금제품이나 환경친화적 도금

제품에만 수입하려는 움직임이 있으므로 이에 대한 대책을 시급히 추진하지 않으면 도금 산업

및 이와 관련된 산업에 막대한 타격이 올 것으로 예상된다.

제3장 환경규제 현황 및 전망

21

<표3-0-1> 국제환경협약이 국내산업에 미치는 영향

규제대상 관련산업 및 현황 대응책

기후변화협약 CO2 등 온실가스

에너지 다소비산업인 철강, 석유화학 및 이를 원료로 하는 전산업에 걸쳐 생산비용 증가, 경쟁력 둔화 예상

에너지정책의 방향전환이 필요

몬트리올의정서

CFC, 할론, 메틸브로마이드 등

제조공정에서 CFC를 대량사용하는 자동차, 냉장고, 전기, 냉동기기, 화학산업에 영향소화제인 할론, 살균제인 메틸브로마이드 등을 사용하는 산업에 영향

CFCs 등의 대체물질 개발, 환경친화적 도금공정으로의전환

바젤협약 47종의 폐기물재생용 플라스틱, 고무, 고철을 활용하는 산업에 영향

수입 폐기물의 규제, 환경친화적도금액 및 기술개발

생물다양성협약

생물∙유전 자원유전자원의 주권행사로 인해 유전자원에 대한 접근성 제약, 유전공학적 안전성에 의한 무역규제 예상

국내 삼림자원 보호, 생태계 조사, 생명공학 육성

CITES(야생동∙식물에 관한 협약)

호랑이, 코뿔소 등멸종위기 야생동∙식물

규제 동∙식물을 원료로 하는 제약 산업동물의 가죽을 이용한 피혁산업, 화훼농업 등에 영향

대체원료 기술개발 사용금지홍보

각종 해양관련협약

해양생물 원양어업 등에 영향수산업보호, 해양환경보호

WTO 환경규제기준 무역과 관련한 전 산업

환경산업육성, 환경관련 기술개발,청정도금단지 육성

도금산업

22

구체적으로 도금산업에서의 환경규제 대상을 살펴보면 다음과 같다. 우선 우리나라의 산업을

선도해 나가는 자동차 및 반도체 산업인 경우 대량 생산되고 있는 기능성 부품들의 대부분에

Cr+6, Pb 및 합금, Cd 등의 피막과 유해 독성물질로 이루어진 cyanide, formalin 물질들이 많이

사용되고 있어 주요 환경규제 대상이 되고 있다.

또한 EU 선진국들은 자동차 및 반도체 관련 부품들에 대해 적용되고 있는 도금피막 및 관련

독성 유해물질이 인체 및 환경에 악 향을 미치는 것으로 판단하여 엄격하게 규제하고 있거나

규제시기를 정하고 있는 실정으로, 이는 도금산업뿐 아니라 자동차, 반도체 산업에 막대한 향

을 미칠 것으로 예상된다. <표3-0-2>에 도금산업과 관련된 국제환경규제 내용을 정리하 다.

제3장 환경규제 현황 및 전망

23

<표3-0-2> 국제환경 규제내용

규제항목규제시기

대상도금라인 현재대상품목 유해성 관련협약

Cr6+

2003. 7. 1 이후

-장식용크로도금-경질크로도금-크로메이트처리-다크로처리

brake caliper pistion, Head rest, radiator grill, disc rotor, fastener, bolt, nut, fuel inlet pipe, press parts etc.

급성독성(분진흡입시): 피부, 기관, 폐등에 염증 및 궤양, 구토, 설사 복통, 경련, 혼수만성독성(분진흡입시):피부, 호흡기, 간장 질환 발병, 폐암, 피부암, 간염 유발

차량의 유해물질 사용규제(EU)

Pb-솔더도금-솔더레지스터처리

fuel tank, fuel horse, wheel balance, harness, PCB, deposit paints, PVC body sealer, automobile body, engine parts etc.

노출한계 : 0.05㎎/㎥ 이하 급성독성: 노출될 경우 영구적으로 뇌, 신장, 임신에 나쁜 영향, 피부, 점막을 자극하지 않고 폐를 자극하지도 않음. 흡입 및 경구섭취에 의한 급성 납중독은 구토, 위경련 등의 증상이 있음.

Cd -카드늄도금 rubbers, stabilizer of plastic etc.구토와 설사를 일으킴. 또 많은 양을 흡입하게 되면 폐에 심각한 손상, 과다하게 노출된 사람의 경우 콩팥(신장)에 이상, 신장 결석을 생기게 하고 뼈를 아프고 약하게 함.

Hg-아말감처리-귀금속회수처리

indicator bulb, sensors, lamps etc.노출될 경우 영구적으로 뇌, 신장, 임신에 나쁜 영향수은 증기를 들이 마시게 되면 특히 뇌에 심한 피해를 입게 됨

CN-(cyanide)

2000. 이후30% 삭감

-시안화구리도금-시안화금도금-시안화은도금-귀금속박리제-무전해금도금

basic plating of diecasting parts, peel, alkali degreasing, nutralizer etc.

인체에 흡입되면 위액의 염산으로 HCN을 유리시켜 급속히 점먹, 폐 등에서 흡수되어 헤모글로빈의 효소와 결합하여 급성 중독을 일으켜, 호흡곤란, 호흡마바, 실신, 경련 등을 일으킴.

OECD 유해물질규제

CFCs(solvent)

2003. 1.1 이후

-각종 도금의 전처 리 탈지 처리-냉매용

degreasing of machine parts etc.급성 또는 만성의 피부염, 결막염 또는 비염 등의 점막자극질환, 의식 및 보행에 지장을 초래하는 중추신경장해, 말초신경장해, 간장 및 신장장해, 호흡기장해

몬드리올의정서

HCHO(formalin)

미정 -무전해구리도금 Electroless Copper plating, PCB etc.인체에 독성이 강하며, 특히 눈,코,목의 감각기관을 자극, 특히 밀폐된 상태에서 호흡기계통의 순환장애를 일으키고 심하면 발암성 질병이 유발. 사람의경우 찻숟가락 2스푼분량(30ml) 만 먹어도 즉사.

Total P(phosphorus)

2003.1.1이후

-알칼리탈지라인-무전해니켈도금

alkali chemicals, degreasing chemicals etc.

하천, 호소 등의 부영양화를 나타내는 지표의 하나로 물속에 포함된 인의 총량을 말함. 인은 질소와 함께 수질계를 부영양화하는 영양염류로 적조의 원인

국내환경법8ppm 이하

Total N(nitrogen)

"-아노다이징도금-스머트제거처리

aluminum parts,샷시류, Ni 도금층 박리 하천, 호소 등의 부영양화를 나타내는 지표의 하나로 물속에 포함된 질소의 총량을 말함. 질소는 인과 함께 수질계를 부영양화하는 영양염류로 적조의 원인

국내환경법60 ppm 이하

도금산업

24

제4장

도금산업의 환경현황

제1절 국내 도금산업의 오염발생 현황

도금의 각 단위 공정에서는 유기용매, 산, 알칼리, 중금속염, 시안화물, 크롬산 등 각종 부식성

및 독성 물질 등을 사용한다. 이러한 약품들을 취급하는 방법은 매우 다양하며, 이 과정에서 관

리 미숙으로 배출되는 물질들과 폐수처리에 대한 무관심으로 인하여 배출되는 각종 유해 물질들

은 환경오염의 주 요인으로서 환경부하를 가속화시키고 있다. 이와 관련하여 도금의 단위 공정

들을 세 하게 분석하고, 오염발생 메카니즘 및 문제점을 적극적으로 개선하는 것이 매우 중요

하다. 이를 위해서는 사용하는 약품의 종류 및 농도, 도금조에서 도금액의 출입 그리고 그에 따

른 수세수 및 대기오염 등을 종합적으로 검토하여야 한다. <표4-1-1>은 도금공정별 주요 폐수 발

생원을 나타낸 것이다.

전국에 분포하고 있는 전문 도금업체의 수는 3,000여개로 추정되며, 한국 도금공업 협동조합

에 가입한 업체의 수는 300 여개 (일본의 경우 1999년 4월 현재 2,228개) 정도이다. 이중에서 상

당수는 10여개 또는 20여개의 업체씩 전국에 20여개 협동화 단지로 운 되고 있는데, 환경부에

서 공동으로 폐수배출 및 방지시설에 대한 허가를 취득하여 폐수처리장을 설치 운 하고 있다.

이들은 대부분 80년대 초반부터 시작된 정부의 적극적인 협동화 시책에 의해 공동 폐수 처리장

을 설치 운 하고 있는 업체이지만, 부주의 및 노후화에 따라서 혼합 폐수가 발생하는 경우가 많

으며, 대부분 기본적인 수준의 약품처리 방식에만 의존하여 기술적으로는 낙후되어 있는 실정이

다. 그밖에 개별적으로 폐수처리장을 운 하는 업체를 제외하고는 3,000 여개 도금업체 중의 약

절반 정도는 소위 무허가 업체의 범주에 속한다. 이들의 폐수처리 현황에 대한 자세한 정보는 거

의 없지만 많은 경우에 불법적인 방법으로 처리하는 것으로 추정되고 있다. 80년도 초반부터 정

부에 의해 적극적으로 추진되어 온 도금공장 협동화 사업의 가장 주된 목적은 효과적인 폐수처

리이다. 국내 도금업체의 규모와 폐수 방출량, 그리고 폐수처리 설비의 비용 등을 고려할 때 현

재로서는 가장 경제적인 방법으로 여겨진다. <표4-1-1>는 국내 중소기업의 오염물 배출량 추정

치이다.

제4장 도금산업의 환경현황

25

<표4-1-1> 도금공정별 주요 폐수 발생원

단위공정 주요 사용 악품 유해 폐 성분 규정 대상

1. 연마 연마제, 세제금속,SS, 연마제, 세제, 알칼리

분진, SS, 중금속,BOD, COD, pH

2. 용제 탈지 트리클로로에틸렌,퍼클로로에틸렌,트리클로로메탄

용제 증기, 기름 및폐 용제, 중금속

용제 증기, 폐기물,BOD, COD

3. 산 알칼리 탈지 알칼리, 유화제, 킬레이트제, 세제

산, 알칼리, 중금속,유화제, 기름 유기물,폐탈지액, SS

중금속, pH, BOD,COD, SS, 폐기물

3. 산 세 산, 불산, 유기산 유화제, 세제, 킬레이트제

불산, Sox, Nox 등가스, 중금속, 산, 기름, SS, 폐산

폐가스, pH, 중금속, 폐기물, BOD, COD

4. 중 화산, 알칼리, 유기물,NaCN, 킬레이트제,기타 염류

NaCN, 중금속, 산, 알칼리

중금속, SS, BOD,COD, CN, pH

5. 도 금

NaCN, 킬레이트제,중금속염, 산, 알칼리, 유기산, 환원제, 광택제, 세제

NaCN, 중금속, 산, 알칼리, F, SS, 폐 도금액 등

중금속, CN, 페놀,BOD, COD, SS, F, pH, 폐기물

6. 수 세 수증기, 온수 증기 열기, 온도

7. 박 리NaCN, 알칼리, 산화제, 세제, 킬레이트제

NaCN, 중금속, 산, 알칼리, 폐 박리액,SS

중금속, CN, 페기물,BOD, COD, 페놀, pH

8. 폐수 처리응집제, 산화제, 환원제, 산, 알칼리

중금속, SS, 폐기물중금속, CN, BOD,COD, F, pH, 페놀, 폐기물

1)자료 : 청정생산기술사업 중장기비전 수립, 생산기술연구원, 2000년

그러나 협동화 단지의 공동 폐수처리장의 경우에 개인 폐수처리장에 비해 문제점도 가지고

있다. 즉 동종의 업체들만이 모여있는 경우가 드물어 도금의 종류가 적어도 10 여개 이상이 되고

폐수의 계통도 많아지므로 효과적인 폐수처리가 어렵다(무전해 도금이나 알루마이트, 인이나 불

도금산업

26

소를 포함하는 특수 도금 등). 또한 그밖에도 폐수처리 비용의 공정한 산출, 사고 발생시의 대처

능력 등 관리상의 문제점도 있다. 국내에서 가장 널리 사용되고 있는 도금공장 폐수처리 방법은

약품 첨가에 의한 분해 및 침전법이다. 이 방법은 전체 폐수를 화학 성분에 따라 3∼4 종류로 분

리 저장했다가 시안, 크롬 6가의 경우에는 각각 산화, 환원의 전처리를 거친 후에 주요 제거 대

상인 중금속 이온을 중화에 의해 수산화물로 침전시킨 후에 슬러지로 분리하는 방법이다. 약품

에 의한 폐수처리장의 경제성을 좌우하는 큰 요소 중의 하나는 폐수의 효과적인 분리 저장이다.

시안이나 크롬 6가 이온을 포함하는 폐수는 일반 폐수에 비해 그 처리 비용이 훨씬 높아지게 된

다. 실제로 폐수의 화학적 성분에 따라서 처리 비용이 톤당 수천원에서 수만원까지도 변화한다.

따라서 현장에서는 고의로 분리를 기피하고 모든 폐수를 일반 중금속 저장조로 흘러 보내는 사

례도 가끔 발생하고 있다. 운 상의 실수 또는 배관의 파손 등에 의해 폐수의 분리에 실패하는

경우에도 모든 폐수에 대해 시안이나 크롬 6가 이온과 같은 특수처리를 거쳐야 하므로 경제적인

손실이 크게 된다. 예를 들어 전체 농도가 동일한 경우라 할지라도 혼합 폐수의 경우에는 약품의

사용량이 불균일하게 되어 30%이상의 추가 약품 비용이 드는 실정이다.

<표4-1-2> 국내 중소기업의 오염물 배출량 추정치

구 분업체당 평균초기 배출량

중소기업 사업체수중소기업 전체 초기 배출량

폐 수 ( m3/일) 576.9 90,447 552,178,874

대 기 ( m3/분) 1,862.5 90,447 168,457,538

폐기물 ( 톤/년 ) 1,069.3 90,447 96,714,977

1)자료 : 한국도금공업편람, 1994, 한국도금공업협동조합

약품 첨가에 의한 폐수처리 최종 부산물은 각종 중금속의 수산화물 슬러지로서 현재 전국 몇

개의 지정된 업체가 수거 처리하도록 되어 있다. 슬러지의 양 및 함수율을 줄이는 방안 등 1차적

으로 도금업체에서 직접 해결해야 할 문제가 많지만, 수거업체의 수거 및 운반 방법, 무해화 처

리기술, 매립기술종별 특성별로 분류 수거도 전문화되어야 한다. 또한 자원 절약 시대에 맞추어

유효자원의 회수 및 재활용 방안이 연구되어야 한다. 예로서 일본 오사카의 클린센터와 같이 완

전 무해화하여 인공 섬에 매립하는 경우도 좋은 예로 볼 수있다. 일본, 미국 등 선진국에서도 위

에서 설명된 약품에 의한 처리법이 주종이기는 하나 그 외에서 전해법, 이온교환수지법, 역삼투

법, 증발에 의한 농축법 등을 부분적 또는 전체적으로 사용하는 폐수처리 공정도 다양하게 개발


27

되어 왔으며, 실제 도금액 및 폐수 유가 성분의 부분적인 회수와 재이용의 목적으로 다양화하게

사용되고 있다. 그러나 국내에서는 경제성, 다른 공정과의 연속성, 그리고 폐수처리장의 인가성

의 문제, 제작 및 적용 기술 미흡 등으로 현재 거의 사용되고 있지 못한 실정이다. 도금공장의 대

기 문제는 폐수 문제에 비해서는 상대적으로 심각성이 약하다. 이는 다른 대기오염 업종에 비해

문제가 공장 내부의 작업 환경에 주로 국한되기 때문이다. 그러나 일본 도금업체의 경우 송풍기

의 마력수가 평균 25마력인데 비해 한국은 40-50 마력으로서 설계의 불합리성 또는 과잉 시설의

문제, 송풍기에 사용되는 전력량 비용이 도금공장 전체 사용량의 20∼30%를 차지하는 등 효율의

문제, 그리고 이러한 문제에 의해 평소 송풍기의 사용 빈도가 낮아지는 데에 따른 작업 환경의

악화 문제 등 해결해야 할 점이 많다. <표4-1-3>은 각국의 폐수방출 기준치이다.

1. 주요 도금산업의 도금폐수 발생현황

국내 도금폐수의 발생현황을 산출하기 위하여 국내 도금단지별로 발생되는 도금폐수를 주요

성분별로 추정하 다. <표4-1-4>는 시화․반월 도금단지 내에서 추출한 국내 도금단지별 평균

발생폐수현황을 나타낸 것이다. <표4-1-5>는 개별업체별 평균 발생폐수 및 처리비용을 나타낸

것으로 국내의 총 도금업체수는 약 3,000여개로 추정되나, 한국산업단지공단에 신고되어 있는

150㎡이상 사업장을 고려하면 폐수발생량은 15톤/일, 도금폐수 발생업체는 약 2,000여개로 추산

된다.

도금산업

28

<표4-1-3> 각국의 폐수방출 기준

유해성분 한국("나") 일본(전국)미국

(미네소타, "C")영국(하천) 대만

pH 5.8-8.6 5.8-8.6 6-10 5-9카드뮴 0.1 0.1 0.01 0.1시안 1 0.5 0.01 0.5 1

크롬6가 0.5 2 0.05 0.5총 크롬 2 1 2

납 1 0.5 0.05 5 1비소 0.01 0.5바륨 1니켈 5 1코발트 2동 3 3 1 3

은 0.05 0.5

용해성 10 10 0.3 10

아연 5 5 5 5

주석 0.1

용해성 망간 10 10 0.05 10

총 수은 0.005 0.005 0.005

불소 15 15 1.5 15

염소 250

붕소 1

유기인 1 1

총 인 8 8

총 질소 60 60 NO₃45

황산화물 250 황화물 1

광 물유 5 5 10

동식물유 30

SS 120 200 200

트리클로로에틸렌 0.3 0.3

테트라클로로에틸렌 0.1 0.1

음이온 계면 활성제 5 세제 10

페놀 3 5 2사염화탄소 0.2포르말린 3온도 40℃ 35℃색도 400COD 130 160 200BOD 120 160PCB 0.003 0.003

1)자료 : 청정생산기술사업 중장기비젼수립, 생산기술연구원, 2000년


29

<표4-1-4> 국내 도금단지별 평균 발생폐수 현황

구 분 산․알칼리계 크롬계 시안계 합계

발생량(톤/일) 115 15 20 150

발생비율(%) 77 10 13 100

1)주 : 시화․반월 도금단지에서 추출

<표4-1-5> 개별업체별 평균 발생폐수 및 처리비용 현황

구분폐수발생량 폐수처리비용

톤/일 톤/년 천원/일 천원/년

개별업체당 15 4,500 135 40,500

업계총계 30,000 9,000,000 270,000 81,000,000

평균처리비용▪AA: 8,000원/톤 ▪Cr: 18,000원/톤 ▪CN: 20,000원/톤 => 평균 9,000원/톤 (AA: 77%, Cr: 10%, CN: 13%)

1)주 : 150m2 이상 사업장

이중 국내의 도금폐수 총량은 연간 9백만톤, 연간처리비용은 810억원으로 추정될 수 있다. 따

라서 <표4-1-4>의 국내 도금단지별 평균 발생폐수 현황을 근거로 하여 국내 도금폐수의 종류별

발생현황을 <표4-1-6>에 나타냈다.

<표4-1-6> 도금폐수종류별 발생현황

구 분 산․알칼리계 크롬계 시안계 합계

발생량천톤/일 23.1 3 3.9 30

천톤/년 6,900 900 1,200 9,000

이중 국내 크롬계폐수의 발생량은 일일 약 3천톤, 연간 9십만톤으로 추정할 수 있다. 이들 도

금폐수의 발생현황을 주요도금산업분야별로 사례를 들면 다음과 같다.

도금산업

30

가. 크롬도금

장식도금(Cu-Ni-Cr)분야에서의 폐수 총 발생량은 약 800만톤/년(폐수조성; 산, 알칼리, 중금

속, 시안, 크롬)으로 추정할 수 있으며 이중에서 처리계 폐수 200만톤/년, 산계구리 폐수 100만

톤/년, 시안계구리 폐수 100만톤/년, 산계니켈 폐수 200만톤/년, 크롬계 폐수 200만톤/년으로

추산할 수 있다. 또한 이에 따른 슬러지 발생량은 5,000톤/년으로 추산된다. 산출의 근거는 Ni

금속사용량 4,000톤/년(폐기물 400톤, 200 ppm 기준) 자료와 CrO3 1,700톤/년(폐기물 1,400톤,

700ppm 기준)자료 및 관련업체 300개사 근거로 추산하 다.

공업용 크롬도금(경질크롬도금)분야에서의 폐수 총 발생량은 약 30만톤/년(폐수조성; 산, 중

금속, 크롬)으로 추정할 수 있으며, 이중에서 크롬계 폐수 18만톤/년, 전처리 폐수 12만톤/년으

로 추산되며, 이의 산출근거는 200개사, 하루 폐수발생량 3톤/업체를 기준으로 추산하 다.

나. 양극산화처리(Anodizing)

알루미늄 소재를 대상으로 하는 양극산화처리(anodizing)의 제조공정 상에서 발생되는 폐기

물들은 주로 탈지공정, 에칭공정, 산세공정, 양극산화 처리공정, 봉공처리 공정 및 각각의 수세

공정 등에서 발생된다. 처리공정에서 사용되는 약품들의 경우는 알루미늄 소재의 손상을 주지

않는 범위 내에서 적용약품의 농도와 용액성(pH성)이 결정된다. 연마의 경우는 소재자체가 강

하지 못하다 보니 입자가 작은 sand blast로 처리하며, 이때 깨진 입자들에 의한 분진이 발생한

다. 탈지의 경우는 소재의 침식이 일어나지 않도록 규산염, 인산염 계통의 약알칼리 약품들을

사용하며, 여기서 규산염 및 인산염의 약 알칼리폐수가 방출되고, 인산염에 함유되어 있는 인(P)

성분이 다량 방출된다. 에칭공정에서는 자연적으로 형성되어 있는 산화피막을 제거하기 위해

강알칼리성 약품인 수산화나트륨(NaOH)를 사용한다. 이때 방출되는 오염원은 노화된 처리용액

과 에칭시 침천물인 수산화알루미늄(Al(OH)3)이 배출된다. 에칭 처리된 소재표면의 smut(검은

흑점)을 제거하기 위해 질산으로 산처리를 한다. 이때 강산성용액인 질산폐액과 질산이 분해되

어 나오는 질소(N)가 방출되게 된다. 양극산화처리 공정에서는 15%황산의 강산성용액으로 처리

하며, 이때 처리용액인 황산이 방출된다. 도금욕 성분 구성이 매우 간단한 반면 처리용액의 온

도 관리가 매우 중요하다. 또한 착색처리 및 봉공처리인 후처리 공정에서는 관련 약품의 보급만

이루어진다. 각각의 처리 후 수세공정에서 수세수의 다량 방출이 발생한다.

양극산화처리 공정에서 발생되는 오염물은 크게 알칼리성 폐수와 산성 폐수 2가지로 나누며,

한달(25일), 200개사를 기준으로 보면 알칼리성 폐수 총량은 56,000m3(ton)이며, 산성 폐수 총량


31

은 76,000m3(ton)이 된다.

<표4-1-7> 양극산화처리의 각 단위공정별 오염물질 발생현황

공정명 발생오염원 발생량(1일) 업체수 총발생량(1일)

탈지 -고농도 알칼리성 폐액 1.2m3/d 200개사 240m3/d

수세 -저농도 알칼리성 폐수 4.8m3/d " 960m3/d

엣칭 -고농도 알칼리성 폐액 0.4m3/d " 80m3/d

수세 -저농도 알칼리성 폐수 4.8m3/d " 960m3/d

알칼리성 총폐수 2240m3/d

산처리 -고농도 산성 폐수 0.3m3/d " 60m3/d

수세 -저농도 산성 폐수 4.8m3/d " 960m3/d

양극산화 -고농도 산성 폐수 0.4m3/d " 80m3/d


봉공처리 -고농도 산성 폐수 0.1m3/d " 20m3/d


산성 총폐수 3040m3/d

1)A사 : 탱크크기 1000L 기준

도금산업

32

<표4-1-8> 처리공정별 오염발생물질

구분 공정명 처리방법 사용량(1일) 오염발생원

전

처

리

연마 sand blast 분진

탈지Na3PO4 Na2SiO3 NaHSO3

2kg/d3kg/d1.7kg/d

-약알칼리염 폐수 규산염, 인산염 혼합폐액-인산이온(PO43-)방출

수세 공업용수 4.8m3/d

-수세수 pH10-12 COD 360ppm SS 400ppm n-H 30ppm

엣칭NaOH 아초산 용수

6.7kg/d2.5kg/d0.32m3/d

-강 알칼리염 폐수 수산화염-침전물(수산화알루미늄)

수세 R.T 4.8m3/d


산처리HNO3용수

7.8L/d0.32m3/d

-강산성 폐수-질소이온(NOn-)방출

수세 R.T 4.8m3/d


본처리

양극산화H2SO4용수

5.4L/d0.48m3/d

-강산성폐수

후

처

리

수세 R.T 7.2m3/d


봉공처리sealing용수

0.19kg/d0.032m3/d

-sealing 폐수

수세 R.T 4.8m3/d


건조 H.T

1)R.T : 실온, H.T : 고온


33

다. PCB 제조공정

PCB 제조과정에서 발생하는 폐기물은 도금공정뿐만 아니라 연마, 엣칭, 현상, 박리, 산화 등

일련의 물리적 화학적 처리를 거치게 되므로 각 공정에서 여러 종류의 폐기물이 발생한다. 또한

동일한 제조공정에서도 업체에 따라 폐기물의 종류와 발생량도 차이가 있으므로 국내의 PCB 제

조업체를 전부 조사하지 않는 한에는 그 발생량을 정확히 알 수 없다. 따라서 여기서는 국내의

PCB 생산량을 기준으로 주요 생산공정에서 발생하는 폐기물 량을 미국의 조사자료를 인용하여

산출하 다.

<표4-1-9> PCB제조공정의 오염물 발생현황

공 정 명 폐 기 물단위발생량(1)

(단위:ℓ)(기준:100㎡,4층기판)

국내폐기물 발생량산출(2)(단위: 톤/천㎡)

엣칭Dry 필름현상Dry 필름박리Sn-Pb 박리솔더마스크현상마이크로 엣칭황산디핑무전해동보드트림

엣칭용액현상액박리액박리액현상액엣칭용액황산용액동도금액폐 PCB

57081424.469.324465.248.8106

18.7㎡

159,600229,9206,72019,32068,32018,25613,66429,6805,236

수세(3) 수세수 50톤/100㎡ 14,000,000

1)주 : 미국 EPA보고서(744-R-98-003)

2001년도 국내 PCB 생산량: 2800만 ㎡

국내 PCB제조업체 수세폐수 발생량 참고

도금산업

34

제2절 국내 환경규제가 도금산업에 미치는 영향

각종 산업에서 발생하는 공해에 대한 일반의 관심이 커짐에 따라 오랫동안 공해 유발 산업으

로 인식 되어온 도금산업에서 발생되는 폐수에 대한 규제도 날로 심해지고 있는 추세이다. 각국

의 환경규제는 자국내의 환경오염 방지를 위한 것으로 선진 각국들은 이미 10 여년전부터 청정

생산기술개념을 도금산업에 적용하여 많은 성과를 이룩하고 있는 상태이다. 향후 외국수입제품

에 대해서는 더욱 엄격한 규제를 가할 것으로 예상되어 청정생산 도금기술이 개발되지 않으면,

도금산업 및 관련산업이 많은 타격을 받을 것으로 예상하고 있다. 따라서 우리나라도 선진국의

경우와 같이 폐수의 배출기준을 보다 다양하게 분류하여 만들고 이를 업종에 따라서 경우에 맞

게 탄력적으로 운 할 필요가 있다. 그러나 국내 실정은 발표된 법령에 의한 기준치 내로 자체에

서 완벽처리를 요구하고 있다. 유해물질로부터 국민의 위생과 건강을 지키고, 수자원과 대기환

경을 보존하며, 국제적인 환경관련 협약을 준수하기 위하여 우리나라 법체계에서 환경법으로 규

정하고 있는 법률은 법제처에 따르면 총 73종으로 집계되고 있다. 이들 중 주요 환경규제 및 환

경지원 법률의 주요골자를 보면 다음과 같다.

① 환경정책 기본법

- 분업화한 환경 법규을 체계화

- 오염자 부담의 원칙

- 환경의 향권별 관리

- 환경 향평가의 관리

- 환경오염 피해에 대한 환경기준 설정

- 환경보전 증기계획 수립

② 대기환경보전법

- 대기오염물질과 특정 대기유해물질 규정

- 총량규제의 가능성

- 무허가 배출시설에 대한 자세

- 배출 부과금의 부과

- 자동차 배출가스 규제

③ 소음․진동규제법

- 소음․진동 배출허용시설의 범위 설정


35

- 소음․진동의 허용기준 설정

- 생활소음 규제지역 및 규제기준 마련

- 규제기준 위반자에 대한 제재

④ 수질환경보전법

- 수질오염물질과 특정수질유해물질들 규정

- 수질오염물질 배출허용기준의 설정

- 총량규제의 가능성

- 배출 부과금의 부과

⑤ 유해화학물질 관리법

- 유해화학물질의 규정

- 제조 또는 수입되는 새로운 화학물질의 유해성 심사 의무

- 화학물질의 심사에 관한 규정

- 특정 유독물의 제조, 수입, 판매 신용의 금지

- 유독물 업자의 등록과 신청

⑥ 폐기물 관리법

- 폐기물의 정의 및 분류법

- 폐기물 수집, 운반, 처리에 관한 규정

- 폐기물의 발생을 억제하고 재활용을 강화하도록 유도할 수 있는 근거 마련

⑦ 오수․분뇨 및 축산 폐수의 처리에 관한 법률

- 오수․축산폐수 정화시설과 공동처리시설의 설치, 설치기준 관리에 관하여 규정

- 분뇨의 수집, 운반 처리 기준

- 공동처리 시설의 비용부담에 관하여

⑧ 환경개선 비용 부담금

- 환경오염 유발자에 의한 환경개선 처리 의무부과

- 환경개선 중장기 계획의 수립

- 환경개선부담금의 부과 및 징수(시설물 자동화)

- 환경오염방지사업 비용부담금의 부과 및 징수

⑨ 환경오염 피해 분쟁 조정법

- 환경오염분쟁조정 전담기구의 설치

- 환경피해 분쟁의 조정절차 및 수수료

도금산업

36

⑩ 해양오염 방지법

- 선박 및 해양시설 등에서 배출되는 기름, 유해 액체물질 등과 폐기물 해양배출처리에 관

하여 규정

⑪ 오존층보호를 위한 특정물질 제조 등에 관한 법률

- 오존층을 보호하기 위한 비엔나 협약과 오존층 파괴물질에 관한 몬트리올 의정서의 시행

을 위한 특정물질의 제조, 신용대체 물질개발 및 이용의 추진 등 규정

⑫ 자원절약과 재활용 촉진에 관한 법률

- 국가, 지방자치단체, 사업가, 국민의 자원절약과 재활용 촉진에 대한 책속, 기본지침의 규

정

- 재활용 산업육성을 위한 지금지원, 상품의 포장기준 및 유해 포장재 신용규제, 재활용 제

품의 품질 규격 기준 제정

⑬ 폐기물 국가간 이동 및 그 처리에 관한 법률

- 유해 폐기물의 국가간 이동 및 처리에 관한 통제

- 재활용 목적으로 수립되는 폐기물의 직접 관리

- 폐기물 수출입의 허가, 운반, 처리 등에 관한 기준 규정


37

제3절 전 망

국내외의 환경규제가 현재 국내 도금산업의 입장으로 볼 때는 다소 어려운 처지에 놓이게 하

나, 궁극적으로 볼 때는 국내 도금산업이 한 차원 높은 청정생산기술산업으로 발돋움할 수 있는

계기를 제공하는 것이며, 결국에는 해외 시장진출에도 많은 이익을 끼칠 것으로 사료되므로 이

에 대한 대비책으로 청정생산 기술개발에 대한 투자가 하루빨리 이루어져야 할 것으로 사료된

다.

도금산업

38

제5장

추진과제 및 전략

제1절 중장기 발전전략

기존의 도금산업이 관련산업에 많은 기여를 하고 중요산업임에도 불구하고 근래에 들어 환경

문제가 중요시됨에 따라 전형적인 공해산업인 3D업종으로 분류되는 최악의 상황에 직면하고 있

다. 따라서 기존의 도금산업을 청정생산기술을 바탕으로 한 환경친화적 산업으로의 전환을 위한

발전전략을 세우는 것이 필요하다. 우선 다음과 같은 도금산업의 환경친화적 중장기 목표를 설

정하여 과제를 추진하는 것이 필요하다. 중장기 목표를 효율적으로 달성하기 위해서는 청정생산

기술의 관점에서 크게 아래와 같은 네가지 분류로 나누어 발전전략을 세울 수 있으며 각각의 분

류에 대하여 구체적으로 기술하면 다음과 같다.

① 기존 도금공정을 청정생산 공정화

② 새로운 도금 기술개발 및 산업화

③ 첨단 도금 기술개발 및 산업화

④ 도금산업의 인프라 구축

<도금산업의 환경친화적 중장기 목표>

청정생산공정환경친화적도금액 개발

환경오염배출량 감소

50%이상 40%이상 50%이상

80%이상 70%이상 70%이상

5년후

10년후



50%이상 40%이상 50%이상

80%이상 70%이상 70%이상



50%이상 40%이상 50%이상

80%이상 70%이상 70%이상

5년후

10년후

부 록

39

1. 기존 도금공정을 청정생산 공정화

기존 도금 공정의 문제점을 해결하기 위한 청정생산의 핵심은 물 사용량의 최소화와 공정내

재활용으로 ① 기본 기술에 입각한 해결방안, ② 용수 재사용방안, ③ 공정내 재활용 기술, ④ 작

업환경 및 설비 개선으로 생각할 수 있다.

가. 기본기술에 입각한 해결방안

도금 공정에서 가장 효과적인 청정생산기술은 다음의 세가지 기본 개념에 기초를 둔다.

① 도금조의 도금용액을 깨끗이 유지

② 유출된 용액을 적당한 탱크로 되돌림

③ 수세수의 양을 최소화

상기의 사항을 기본으로한 구체적인 해결방안의 예는 다음과 같다.

- 불순물의 유입 및 유출을 최소화

- 오염금속의 제거를 위한 약 전해

- 도금용액 여과 - 금속염 농도 관리

- 탈 이온수의 사용

- 도금용액의 바닥 유출 최소화

- 유출수(Drag-out)의 최소화 및 재생

- 펌프 및 밸브의 관리

나. 용수 재사용 방안

도금공정에 사용되는 용수의 재사용 및 조절은 궁극적으로 폐수 최소화 및 무방류 시스템과

직결되는 문제로 경제성과도 많은 관련이 있어 청정생산 기술에 있어서 필수적인 사항이다. 용

수 재사용 및 조절을 위한 청정생산 기술의 예를 들면 다음과 같다.

- Counter-Current Rinsing

- 수세조 교반

- 전도도 측정에 의한 수세조 자동화

다. 공정내 재활용 기술

도금산업

40

폐수의 유출을 방지하기 위한 공정내 공정수 및 폐수의 재활용은 청정 생산기술의 핵심으로,

효율적인 재활용 공정을 개발함으로써 경제성 있는 환경 친화적 도금공정을 실현할 수 있다. 재

활용 공정의 예를 들면 다음과 같다.

- 공정수 흐름의 격리

- 이온교환법

- 역삼투법

- 진공증발법

- 전기투석법

- 전해재생법

- 확산투석법

라. 작업환경 및 설비 개선

국내 도금산업이 3D업종으로 인식되어 최악의 상황을 맞이하게 된 원인의 하나는 열악한 작

업환경이다. 이를 개선하는 방안의 하나로 공조 시스템을 개발하여 작업자가 청결한 분위기에서

작업할 수 있어야 하며, 설비 개선을 통하여 유해 도금용액의 증발 및 바닥에 흐르는 것을 방지

하여 작업장의 오염을 원천적으로 차단하는 기술 개발이 필요하며 이 분야는 향후 계속적인 기

술개발이 이루어질 분야이다.

2. 새로운 도금기술 개발 및 상용화

청정생산을 위한 근본적인 해결책 중의 하나는 도금용액을 환경친화적 도금용액으로 대체하

는 방법과 도금 기술이 폐수를 유발하지 않는 도금기술을 개발하는 방법이다.

가. 환경친화적 도금용액/기술 개발 및 상용화

현재 가장 문제시 되고 있는 도금용액은 6가 크롬 도금용액으로 이를 대체하기 위한 3가 크롬

도금용액, Ni 합금계 도금용액 개발 등이 많이 이루어지고 있고 일부 상용제품으로 판매되고 있

다. 국내에서도 이에 대한 연구가 이루어지고 있으나 상용화 가능성이 어느정도 있는지는 아직

까지 미지수이다. 또한 독극물인 시안계 도금 용액을 대체한 무시안계 도금용액이 선진국에서

상용화 되어 일부 적용되고 있다.

국내에서의 환경친화적 도금용액 개발 연구는 수년 전부터 계속적으로 이루어지고 있으나 성

부 록

41

과는 만족할만한 수준이 아닌데, 이는 도금용액 개발에는 많은 인자와 첨가제가 변수로 작용하

기 때문에 많은 애로를 겪기 때문이다. 국내의 여건으로 볼 때는 처음부터 환경 친화적 도금 용

액을 개발하는 것 보다는 중간 진입 전략으로 기존에 개발된 도금용액 및 도금기술을 이전받아

현장에 적용하는 산업화 연구를 수행하면서, 이를 바탕으로 보다 개선된 도금용액을 개발하는

것이 바람직 할 것으로 사료된다.

향후 기술개발이 이루어져야 할 환경친화적 도금용액 개발의 예를 들면 다음과 같다.

- 크로메이트처리용액 및 도금기술 개발 ; 3가 크롬을 사용한 크로메이트 처리 용액 및 도

금기술, 크롬을 사용하지 않는 금속염 화성처리용액 및 도금기술, 유기물 및 무기물 피막

처리제 및 도금기술

- 6가 크롬 전기도금 대체 도금용액 및 도금기술 개발 ; 3가크롬 도금용액 및 도금 기술, 주

석-코발트 합금 도금용액 및 도금 기술, 주석-니켈 합금 도금용액 및 도금 기술, 니켈-텅

스텐 합금 도금용액 및 도금기술

- 시안계 대체 도금용액 및 도금기술 개발 ; 무시안 동도금 용액 및 도금 기술, 무시안 아연

도금 용액 및 도금기술

- 니켈계 대체 도금용액 및 도금기술 개발 ; 주석-동 합금 도금용액 및 도금기술

- 납 대체 도금 용액 및 도금기술 개발; 주석-은 합금 도금용액 및 도금 기술, 주석-동 합금

도금 용액 및 도금 기술, 주석-비스무스 합금 도금 용액 및 도금 기술

나. 무폐수 도금기술

무폐수 도금기술의 대표적인 예는 건식도금기술로서 현재 상용화되어 있는 기술이나, 습식도

금기술과 비교할 때 대면적이나 3차원적에 대한 도금의 어려움, 도금두께의 제약, 복잡한 설비

등의 단점으로 인해 대량생산에 부적합하고 특수 용도를 제외하고는 경제성이 없다. 특히, 건식

도금기술은 습식도금기술로 불가능한 Ti계 화합물에 대한 도금이 주종을 이루고 있으며, 여러

측면을 고려해볼 때 습식도금을 대체할 수 있는 도금기술이라고는 평가하기 어렵다. 그러나 특

수분야에서의 활용성이 우수한 분야이고 계속적인 기술개발이 이루어져야 할 분야이므로 이 분

야에 대해서는 향후 보다 상세한 발전전략을 수립할 계획이다.

한편 근래에 이르러 초임계 유체에 의한 도금기술에 대한 기존연구가 이루어지고 있는데, 이

기술은 수용액/전해액/초임계 이산화탄소로 구성된 에멀젼용액에서 도금을 하는 것으로 사용

하는 용매가 이산화탄소로 공해문제가 없으며 사용하는 전해질 양도 기존 방법의 1/5이하로 줄

일 수 있는 장점이 있고, 기존 습식도금이 세척, 도금, 건조의 세 단계 공정인 것에 반하여 한 단

도금산업

42

계 공정으로 이루어질 수 있는 장점이 있다. 그러나 아직까지 균일도금, 대면적 도금, 대량생산

등에 대한 기술이 개발되지 못하여 이에 대한 기술이 이루어져야만 상용화가 가능할 것으로 사

료되며, 국내에서도 이에 대한 연구를 추진해야 할 것으로 사료된다.

3. 첨단도금기술 개발 및 상용화

반도체 집적회로가 고집적화됨에 따라 기존의 Al 배선으로는 한계를 드러내 새롭게 Cu 배선

에 대한 기술개발이 이루어지고 있다. Cu 배선의 방법으로는 CVD, PVD, 무전해도금 및 전기도

금 등의 방법이 제시되고 있으나 전기도금 방법이 가장 효율적이고 경제적인 방법으로 알려져

있고 현재 많은 기술개발이 이루어지고 있다. 만일 도금공정이 반도체 공정에 적용될 시에는 도

금산업의 획기적인 변화가 일어남은 물론이거니와 일반인들에게 첨단산업이라는 인식을 깊게

심어줄 수 있을 것으로 예상된다.

한편 전기적 및 기계적 구성요소를 하나의 시스템에 집약시킨 MEMS(Micro Electro

Mechanical System)는 미래산업을 선도할 분야로 인식되고 있고 많은 기술개발이 이루어지는

분야이다. 현재는 전기도금 기술이 LIGA공정에서 주로 사용되고 있으나 MEMS공정에서도

aspect ratio가 큰 곳에의 금속증착과 피막 두께의 증대 요구가 점점 커지게 되므로 기존의 증착

방법으로는 한계를 드러내며, 그 대안이 전기도금 방법이다. 따라서 MEMS분야에서의 전기도금

기술은 핵심기술이 될 가능성이 매우 크며, 향후 이 분야에서 도금산업의 전망은 밝다고 할 수

있다. 이 외에도 전기도금 방법에 의한 나노재료 제조에 대한 연구가 이루어지고 있는데, 특히,

데이터 저장장치 재료인 자성재료를 전기도금법으로 제조하는 연구가 주류를 이루고 있다. 전기

도금 방법은 고진공을 요구하는 스퍼터링법이나 MBE(Molecular Beam Epitaxy)방법에 비하여

상온상압에서 이루어지는 매우 경제적인 방법이며, 초기에는 금속막의 층별로 다른 용액하에서

도금함으로써 도금액의 오염과 표면 산화막 형성 등의 문제점을 지니고 있었으나 최근에는 금속

이온들을 모두 함유하고 있는 하나의 용액을 사용하여 농도 및 전위제어 방법으로 문제점을 극

복하고 있다. 전기도금법에 의한 나노재료분야에의 또 다른 적용 연구분야는 Superlattice와

quantum dot에 대한 연구로 이 분야의 기술개발이 이루어지면 전기도금이 차세대 나노재료분

야 및 이를 이용한 전자, 반도체 산업의 핵심기술이 될 것으로 전망된다.

부 록

43

4. 도금산업의 인프라 구축

국내 도금산업이 낙후되어 있고 3D업종으로 남아있는 원인의 하나는 인프라 구축이 제대로

이루어지지 못하고 있기 때문이다. 우선 인력 구성면에서 보면 선진국에서는 대학졸업 이상의

고급인력이 도금산업에 많이 기여하고 있는 반면에 국내에서는 대졸이상의 고급 인력이 도금업

체에의 취업을 꺼려하고 있는 실정이다.

따라서 고급인력의 수급이 거의 이루어지지 못하고 있기 때문에 대부분의 도금업체가 현상유

지에 급급하고 신기술 및 신공정 개발에는 거의 관심을 기울이지 못하고 있는 실정이다.

주지하는 바와 같은 신기술 개발에는 우수인력이 필요한데 국내의 경우는 매우 취약한 상태

이고, 우수 인력을 배출하기 위한 계획도 제대로 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 국내의 도금

산업이 한단계 높은 성장을 위해서는 인력양성에 대한 각별한 관심과 투자가 이루어져야 할 것

으로 사료된다. 한편 도금업체가 너무 세한 까닭에 동일 도금을 하는 업체가 너무 산재해있고

경쟁관계가 도금기술수준에 의한 것이라기 보다는 도금단가에 의해 경쟁이 이루어지고 있다는

것이다. 구체적인 예로 납품가의 조정을 도금두께의 차이로 한다는 사실로 이는 기업이 살아남

기 위해 도금의 원래 목적인 기능성 보다는 외관에만 치우치는 처사로 향후 도금업계의 공멸로

이루어지게 되어 궁극적으로 국가 경쟁력의 저하를 초래하게 된다. 따라서 도금제품 및 도금공

정에 대한 규격화 작업과 바람직하기는 이를 지도할 인프라가 구축되어야 할 것으로 사료된다.

현재 국내에서도 도금분야에 선도업체인 기업들도 보다 새로운 기술개발을 하루빨리 이룩하

고 기존의 기술은 낙후된 후발기업에게 이전하여 국내 도금산업의 경쟁력을 전반적으로 올릴 수

있는 인프라 및 분위기가 조성되어야 할 것으로 사료된다.

도금산업

44

제2절 중장기 추진과제

1. 중장기 기술로드맵

단계 1단계 2단계 3단계

단계별 목표청정생산공정 및 도금기술

기반조성

청정생산공정적용 50%이상 환경친화적 도금액개발 40%이상환경오염배출량감소 50%이상

청정생산공정적용 80%이상환경친화적 도금액개발 70%이상환경오염배출량감소 70%이상

과제년도 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Closed loop청정생산

시스템

시안화물 대체전기 동도금

크롬도금 대체

아연도금 대체

알루미늄 양극산화

환경친화적 도금액/도금기술

Lead-free 주석 도금

무전해 구리도금

N, P-free 도금

초임계유체 도금

첨단도금기술

반도체용 전기/무전해

도금

PCB용 전기/무전해

도금

MEMS용 전기/무전해

도금

나노소재 전기도금

건식도금기술

크롬도금 대체

무절삭유 가공용 공구

청정도금단지/청정생산체제 구축인력양성

청정도금단지/청정생산체제

구축

인력양성

미세입자 Cr 및 CrN 연속식 진공코팅기술

무절삭유 고속기계 가공용 나노입자 코팅공구 생산기술

고급 수도꼭지용 Cr대체 진공코팅기술

도금액 및 수세수 최소화 증발농축장치

closed loop 청정생산시스템

탈지액, 산처리액, 수세수의 recycle양극산화 처리액 수명연장

알루미늄 양극산화closed loop 청정생산시스템

Cr-free 화성처리3가 HCP

노크롬 closed loop 청정생산시스템HCP 대체 고기능성 합금도금

HCP 대체 다기능성 복합도금

6가대체 closed loop 청정생산시스템

CN-free, NH4-free 아연도금액 및 closed loop 청정생산시스템

CN-free, NH4-free 도금액 및 도금기술

포르말린무함유 무전해구리도금액 및 도금공정

Lead-free 도금액 Lead-free 도금공정

초임계유체 도금공정

반도체용 초임계 유체 도금공정초임계 유체 도금기술

총질소(N), 총인(P) 최소화기술N, P-free 도금액 및 도금기술

N, P-free 도금공정

청정도금기술 인력양성

첨단도금 기술교육장 구축 첨단도금기술 인력양성청정도금기술 교육장 구축

청정도금기술 개발청정도금단지 구축

기술이전․보급확산사업 전국단위 사업장청정생산체제 구축

MEMS용 전기/무전해 도금액, 도금기술, 도금장비

MEMS용 전기/무전해 도금 closed loop 시스템

전기도금법에 의한 Super Lattice/Multilayer, Quantum Dot 제조기술

전자/자기/광학소재 제조 도금공정반도체소재 제조 도금공정

반도체용 전기/무전해 도금액, 도금기술, 도금장비

반도체용 전기/무전해 도금 closed loop 시스템

PCB용 전기/무전해 도금액, 도금기술, 도금장비

PCB용 전기/무전해 도금 closed loop 시스템

부 록

45

2. 세부 추진과제

가. 서론

도금산업의 환경친화적 발전을 위해 3단계의 단계별 목표를 가지고 사업을 추진하고자 한다.

우선 1단계에서는 청정생산공정 및 도금기술 기반을 조성하여 당면문제인 차량의 유해물질

사용규제(Cr, Pb, Cd, Hg 등)에 대처하고, OECD 유해물질 규제인 시안화물의 사용을 대폭 절감

하며, 현재 국내 도금업계에서 큰 문제가 되고있는 총인, 총질소 규제치에 적합한 도금 공정을

개발하고 일부 산업현장에 적용하고자 한다.

2단계에서는 산업현장에의 적용을 확대하는 것을 목표로 하여 청정생산공정 적용 50% 이상,

환경친화적 도금액 개발 40% 이상, 환경오염배출량 감소 50% 이상을 단계 목표로 하고자 한다.

3단계에서는 도금산업의 70% 이상 청정도금공정화를 주목표로 하여 청정생산공정 적용 80%

이상, 환경친화적 도금액 개발 70% 이상, 환경오염배출량 감소 70%를 최종목표로 하여 명실상

부한 선진국형 도금산업을 육성하고자 한다.

이들 단계별 목표를 합리적이고 효율적으로 달성하기 위하여 과제를 크게 ① closed loop 청

정생산시스템, ② 환경친화적 도금액/도금기술 개발, ③ 첨단도금기술개발, ④ 건식도금기술 개

발, ⑤ 청정도금단지/청정생산체제 구축/인력양성의 5개의 대분류 과제로 추진하고자 한다.

나. 기술개발의 필요성

도금산업은 관련 산업과의 연계성이 매우 큰 핵심기반기술산업으로, 특히 소재의 기능적 특

성과 품질 가격을 최종 결정하는 기반산업으로 국가적인 집중 육성이 필요하다. 그러나 도금산

업이 장치산업적인 성격보다 세적으로 운 되는 환경부하가 큰 산업으로 환경친화적 첨단도

금 산업체계 구축으로의 전환이 시급하다. 특히 우리나라와 같이 후발국가에서는 국가청정생산

지원센터 주관하에 체계적이고 집중적인 기술개발이 절실히 요청되고 있다. 또한 산업현장의 기

술개발 시급성을 고려하여 기술개발의 우선순위를 정하여 효율적인 기술개발 투자가 필요하다.

이를 위해 우선 현안문제를 1단계에서 주로 개발하는 것이 필요하며, 2단계, 3단계에서는 청정도

금산업의 수준향상을 위한 체계적이고 종합적인 기술개발이 필요하다.

도금산업

46

다. 국내외 기술개발 및 시장

선진국의 기술개발 현황을 보면 closed loop 청정생산시스템은 이미 개발되어 산업현장에 적

용되어 사용되고 있고, 현재는 계속 시스템 및 핵심요소기술의 성능향상에 대한 기술개발을 수

행하고 있다. 이에 반하여 국내에서는 아직까지 전 공정이 closed loop 청정생산시스템으로 이루

어진 생산라인이 없으며, 단지 일부 핵심요소기술을 적용하여 일부라인에 청정생산시스템을 구

축하여 사용하고 있는 실정이다.

한편 선진국에서는 도금산업의 청정산업화를 목표로 도금액 및 도금기술 자체를 환경친화적

인 것으로 대체하고자 하는 기술개발 연구를 집중적으로 수행하고 있고 일부는 상용화되어 현장

에 적용하고 있다. 이에 반하여 국내에서는 기술개발인력 및 연구 인프라의 구축이 미비하여 이

에 대한 기술개발연구를 제대로 수행하지 못하고 있는 실정이다.

또한 선진국에서는 도금산업의 미래를 내다보고 첨단도금기술, 건식도금기술 등에 막대한 투

자를 하고 있는데 비하여 국내에서는 아직까지 이에 대한 기술개발투자가 제대로 이루어지지 못

하고 있다. 다만 국가청정생산지원센터가 있어 국가 주도의 청정생산 기술개발에 중추적 역할을

수행하고 있다는 것이 천만 다행한 일이라고 하겠다. 우리나라의 여건으로 볼 때 수년 내에 청정

도금단지 및 청정생산체제 구축, 인력양성에 대한 철저한 준비가 필요한 것으로 사료된다.

라. 세부과제의 목표 및 내용

1) Closed loop 청정생산시스템 개발

◦환경오염을 원천적으로 저감하는 Closed loop 청정생산 시스템 개발

- 기존 시안화 전기동 도금, 6가 크롬도금, 시안화 아연도금, 알루미늄 양극산화 공정을 대체하

여 생산단계에서 환경오염을 원천적으로 저감하는 Closed loop 청정생산 시스템 개발

◦선진국의 환경규제에 대응이 가능한 핵심기반기술 중점 개발

<주요 closed loop 청정생산 시스템 개발 과제>

구 분 환 경 적 특 성 기 술 개 발 과 제

Closed loop 청정생산시스템

시안 규제 강화 시안화물 대체 전기동 도금 closed loop 청정생산 시스템 개발

6가크롬 규제 강화 크롬도금 대체 closed loop 청정생산 시스템 개발

시안, 암모니아 규제 강화 시안 및 암모늄염 아연도금 대체 closed loop 청정생산 시스템 개발

총 인(P), 총 질소(N) 규제 강화 알루미늄 양극산화 closed loop 청정생산 시스템 개발

부 록

47

가) Closed loop 청정생산시스템 개발 중장기 기술로드맵

도금산업

48

나) 세부과제 중장기 기술로드맵

◦시안화물 대체 전기동 도금공정 Closed loop 시스템

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시안화물 대체 원료개발및 도금기술개발

Closed loop 청정생산시스템

수세수의 최소화 및recycling 기술개발

증발 농축장치 개발

도금공정 closed- loop 시스템개발

◦크롬도금 대체기술

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크로메이트 대체 Cr-free 화성처리기술(3가크롬 크로메이트, 노크롬 화성처리)

6가 HCP 대체 3가 HCP 기술개발

6가크롬 무배출도금단지 조성

HCP 대체 고기능성 합금도금 기술개발(고강도, 내부식성)

노크롬 도금공정 기술 확립 및 도금폐수closed loop 시스템 구축

HCP 대체 다기능성 복합 도금기술개발(내마모성, 고경도, 자기윤활성)

크롬(Cr+6, Cr+3)폐수 재이용 시스템 개발

부 록

49

◦아연도금 대체기술

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CN free 아연도금액 및 공정 개발

NH4-free Zn 도금액 및 도금공정

Throwing power, 고leveling, 고내식성NH4-free Zn 도금액 개발

CN free 아연 도금액

CN free 아연 도금액 및 공정

NH4-free Zn 도금액 개발

◦알루미늄 양극산화 closed loop 시스템

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s탈지액 recycle기술개발

알루미늄 양극산화closed loop 시스템

산처리액 recycle기술개발

수세수 recycle기술개발

양극산화 처리액수명연장 기술개발

도금산업

50

2) 환경친화적 도금액 및 도금기술 개발

◦기존 Pb-based 도금, 무전해 구리도금의 원․부재료 및 도금기술을 원천적으로 대체하는 환

경친화적 도금액 및 도금기술개발

◦선진국의 환경규제에 대응이 가능한 핵심기반기술 중점 개발

<주요 환경친화적 도금액 및 도금기술 개발 과제>


환경친화적 도금액 및 도금기술

납규제 강화 Lead-free Sn 합금 도금액 개발

포르말린 규제 강화착화제 규제 강화

포르말린을 함유하지 않는 무전해 구리도금액 및 공정 개발

총질소(N) 규제 강화총인(P) 규제 강화

총질소(N), 총인(P) 최소화기술 개발N, P-free 도금기술 개발

기존도금공정의 폐수 규제 강화 초임계 유체 도금기술개발

부 록

51

가) 환경친화적 도금액 및 도금기술 개발 중장기 기술로드맵

도금산업

52


◦주석-납 합금도금 대체기술

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lead free Sn도금액 개발

lead free Sn 도금액및 도금공정

lead free Sn도금공정 개발

무전해 구리도금 대체기술

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포르말린 함유하지 않는무전해 구리도금 공정 개발(High-leveling성, high throwing power)

포르말린 함유하지 않는 구리도금액

및 도금공정

폐수처리가 용이한 착화제 개발

부 록

53

◦N, P-free 도금기술

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N, P-free 도금액 및 도금기술

총질소(N), 총인(P) 최소화기술


N, P-free 도금액 및 도금기술

총질소(N), 총인(P) 최소화기술

◦초임계 유체 도금기술

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초임계 유체 도금기술개발

반도체용 초임계 유체도금공정 시스템

반도체용 초임계 유체 도금기술개발

초임계 유체 도금공정

시스템

도금산업

54

3) 첨단 도금기술 개발

◦향후 첨단산업의 핵심기반기술인 반도체용 전기/무전해 도금, MEMS용 전기/무전해 도금,

나노소재 전기도금의 환경친화적 첨단도금기술 개발

◦선진국의 기술장벽에 대응하고 첨단산업의 선도화를 위한 핵심기반기술 중점 개발

<주요 첨단도금기술 개발 과제>


첨단도금기술

폐수 규제 강화중금속 회수대기환경개선

반도체 배선용 고종횡비 트렌치 전해도금공정 및 closed loop 시스템 개발


MEMS용 전기/무전해 도금 closed loop 시스템 개발


전기도금법에 의한 Super lattice/Multiayer, Quantum Dot 제조기술개발


다층 및 미세선폭 PCB 제조용 도금공정 및 closed loop 시스템 개발

부 록

55

가) 첨단도금기술 개발 중장기 기술로드맵

도금산업

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◦반도체용 전기/무전해 도금기술

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반도체용 전기/무전해도금기술개발

반도체용 전기/무전해도금용액 , 도금장비 및closed loop 시스템

반도체용 전기/무전해도금장비 개발

폐수 무방류 시스템 개발

◦PCB용 전기/무전해 도금기술

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PCB용 전기/무전해도금기술개발

PCB용 전기/무전해도금용액 , 도금장비 및closed loop 시스템

PCB용 전기/무전해도금장비 개발


PCB용 전기/무전해도금기술개발

PCB용 전기/무전해도금용액 , 도금장비 및closed loop 시스템

PCB용 전기/무전해도금장비 개발


부 록

57

◦MEMS용 전기/무전해 도금기술

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MEMS용 전기/무전해도금기술개발

MEMS용 전기/무전해도금용액 , 도금장비 및closed loop 시스템

MEMS용 전기/무전해도금장비 개발


◦나노소재 전기도금기술

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전기도금법에 의한 Super Lattice/Multilayer제조기술개발

반도체 소재

전기도금법에 의한 Quantum Dot제조기술개발

전자/자기/광학 소재

도금산업

58

4) 건식 도금기술 개발

◦습식도금의 환경오염문제를 원천적으로 해결하고 제품의 고부가가치화를 이룩할 수 있는 건

식도금기술 개발

◦선진국의 환경규제에 대응하고 제품의 고급화가 가능한 핵심기반기술 중점 개발

<주요 건식도금기술 개발 과제>


건식도금기술

6가 크롬 규제 강화폐수 규제 강화

환경친화형 미세입자 Cr 및 CrN 연속식 진공코팅기술 개발

6가 크롬 규제 강화폐수 규제 강화

고급 수도꼭지용 Cr대체 진공코팅 기술 개발

절삭유 및 냉각제 규제 강화무절삭유 고속기계가공용 나노입자 코팅공구 생산기술 개발

부 록

59

가) 건식도금기술 개발 중장기 기술로드맵

도금산업

60


◦크롬도금 대체 건식도금기술

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미세입자 Cr 및 CrN연속식 진공코팅기술(CVD, PVD)

크롬도금대체 건식도금장비 및 건식도금공정

고급 수도꼭지용

Cr 대체 진공코팅기술

미세입자 Cr 및 CrN연속식 진공코팅기술(CVD, PVD)

크롬도금대체 건식도금장비 및 건식도금공정

고급 수도꼭지용

Cr 대체 진공코팅기술

◦무절삭유 가공용 공구 건식도금기술

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무절삭유 고속기계 가공용

나노입자코팅장비 및코팅공정

무절삭유 고속기계 가공용나노입자코팅공구생산기술 개발

무절삭유 고속기계 가공용

나노입자코팅장비 및코팅공정

무절삭유 고속기계 가공용나노입자코팅공구생산기술 개발

부 록

61

5) 청정도금단지/청정생산체제 구축/인력양성

◦청정도금기술의 보급 및 이전확산을 위한 청정도금단지 및 청정생산체제를 구축하고 전문인

력을 양성

◦선진국의 환경규제에 대응하는 청정도금산업 인프라 구축

<주요 청정도금단지/청정생산체제구축/인력양성 과제>


청정도금단지/청정생산체제 구축/인력양성

청정도금산업 인프라구축청정도금산업 인력양성

청정도금단지 구축

기술이전․보급확산사업

전국 단위 사업장 청정생산체제 구축

청정도금기술 교육장 구축


첨단도금기술 교육장 구축

첨단도금기술 인력양성

도금산업

62

가) 청정도금단지/청정생산체제 구축/인력양성 중장기 기술로드맵

부 록

63


◦청정도금단지/청정생산체제 구축

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청정도금기술개발

전국단위사업장청정생산체제 구축

기술이전·보급확산사업

청정도금단지 구축

◦교육장/인력양성

2011 20122010200820072004 20052003 200920062002 2011 20122010200820072004 20052003 200920062002

첨단도금기술 교육장 구축


첨단도금기술 인력양성

청정도금기술 교육장 구축

도금산업

64

[부 록]

도금분야 중장기 추진 청정생산기술개발 과제 제안서(안)

과 제 명 시안화물 대체 전기동 도금공정 Closed-loop 청정생산시스템 개발

기술의 분류□ 제품설계기술 ■ 생산공정기술□ 원․부재료기술 □ 재자원화기술

세부분야

□ 농약 □ 염료□ 계면활성제 □접착제□ 도료/페인트 ■ 기타( 도금 )

기술의 중요도 ■ 매우높음 □ 높음 □ 보통 □ 낮음 □ 매우낮음

기술개발성공가능성

■ 매우높음 □ 높음 □ 보통 □ 낮음 □ 매우낮음

기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) ■ 개발중(해당국: 일본, 독일, 미국 ) □ 미개발

국내 □ 개발완료 및 적용 (업체: ) □ 개발중(업 체: ) ■ 미개발

기술 내용

시안화물 대체 전기동 도금공정 closed loop 시스템 개발- 도금공정 closed loop 시스템 개발- 시안화물 대체 원료개발 및 도금기술개발- 수세수의 최소화 및 recycling 기술개발- 증발농축장치 개발

기대 효과

환경적효과- 환경오염물질인 시안화물 배출 없음- recycling 기술 및 장치개발로 환경오염물질 배출 최소화경제적효과- 폐수처리비용 및 도금약품비용 절감- 증발농축 장치 개발에 의한 수입대체 및 수출효과기 타

과제수행 소요기간(예상) 3 년 소요금액(예상) 30 억원

부 록

65

과 제 명 HCP대체 고기능성 Hybrid 복합표면 기술개발


세부분야

□ 농약 □ 염료□ 계면활성제 □ 접착제□ 도료/페인트 ■ 기타( 도금 )



□ 매우높음 ■ 높음 □ 보통 □ 낮음 □ 매우낮음

기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) ■ 개발중(해당국: 일본, 독일, 미국 ) □ 미개발


기술 내용기존 6가크롬도금 함유 경질크롬도금(HCP)대체 고기능성 복합․합금 표면기술개발- 고강도, 고내마모성, 자기윤활성 등 특성을 동시 갖고 있는 표면물성 기술

기대 효과

환경적효과- 6가크롬 무함유 공정기술로 환경오염 부하 경감경제적효과- 고부가가치화에 의한 매출액 증대- 도금속도 및 전류효율 향상에 의한 생산성 증대기 타- 고기능성 제품 개발에 의한 시장 창출


도금산업

66

과 제 명 아연도금공정의 무방류시스템 기술개발

기술의 분류□ 제품설계기술 ■ 생산공정기술□ 원・부재료기술 □ 재자원화기술

세부분야





기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) □ 개발중(해당국: ) ■ 미개발


기술 내용

아연도금 세부공정의 청정화 및 리사이클기술개발- 전처리공정의 리사이클기술개발- 도금공정의 저공해화, 노시안화 및 리사이클 기술개발- 후처리공정의 저공해화 및 리사이클 기술개발

기대 효과

환경적효과- 시안화물발생 배제 및 종합적 폐수, 폐기물 발생 삭감- 3D 공해업의 탈피 및 자원순환형 사회 구축 경제적효과- 연간 200만톤의 시안계 폐수 삭감 및 300억원의 처리비용 절감- 무방류시스템의 엔지니어링기술 및 프랜트 수출기 타- 청정선진국으로 진입 및 기술 선도


부 록

67

과 제 명 시안을 사용하지 않는 비(Base)한 금속상의 하지도금 공정 및 약품

기술의 분류□ 제품설계기술 ■ 생산공정기술■ 원․부재료기술 □ 재자원화기술

세부분야





기술보유현황

국외 ■ 개발완료 및 적용 (해당국: 미국) ■ 개발중(해당국: 일본) □ 미개발


기술 내용Al, Zn, steel 등의 비한금속의 밀착성 향상CN을 사용하지 않는 strike도금액의 개발

기대 효과

환경적효과- CN 폐수량 없음- 작업환경개선경제적효과- 폐수처리 공정이 필요 없음기 타


도금산업

68

과 제 명 Pb-free Sn 합금도금액 개발

기술의 분류□ 제품설계기술 □ 생산공정기술■ 원․부재료기술 □ 재자원화기술

세부분야


기술의 중요도 ■ 매우높음 ■ 높음 □ 보통 □ 낮음 □ 매우낮음



기술보유현황

국외 ■ 개발완료 및 적용 (해당국: 미국) □ 개발중(해당국: ) □ 미개발


기술 내용 납땜을 용이하게 하기 위한 Sn-Pb 도금을 Pb가 없는 Sn 합금 도금액 개발

기대 효과

환경적효과- Pb free 100%경제적효과- 세계적 환경규제에 대처가능- 전자산업의 경제성 제고기 타


부 록

69

과 제 명 포르말린을 함유하지 않는 무전해 구리 도금액 및 공정 개발


세부분야





기술보유현황

국외 ■ 개발완료 및 적용 (해당국: 미국) ■ 개발중(해당국: 일본) □ 미개발


기술 내용유해물질(발암) 포르말린을 함유하지 않는 도금액폐수처리가 용이한 착화제 및 첨가제

기대 효과

환경적효과- 포르말린을 함유하지 않고, 폐수처리가 용이한 착화제 사용경제적효과- 폐수처리 비용의 획기적 절감기 타


도금산업

70

과 제 명 알루미늄용 양극산화처리 Closed Loop System 개발


세부분야


기술의 중요도




기술보유현황

국외 ■ 개발완료 및 적용 (해당국: 미국 ) □ 개발중(해당국: ) □ 미개발


기술 내용

알루미늄용 양극산화처리 무방류 시스템 개발 -탈지액 recycle 기술개발 -산처리액 recycle 기술개발 -수세수 recycle 기술개발 -양극산화 처리액 수명연장 기술개발

기대 효과

환경적효과 -처리액의 수명연장으로 환경부하 절감경제적효과

-처리액의 수명연장으로 원가절감 -무인자동처리 및 환경오연물질 자동제어 기 타


부 록

71

과 제 명 반도체 배선용 고종횡비 트렌치 전해도금공정 및 closed loop 시스템


세부분야





기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) ■ 개발중(해당국: 일본 ) □ 미개발


기술 내용

반도체 배선용 고종횡비 트렌치 전해도금공정 및 closed loop 시스템- 고종횡비(1:20) 트렌치 도금공정 기술- 도금원료 및 부원료 개발- 12″용 wafer 도금장치 및 closed loop 시스템 개발

기대 효과

환경적효과- 환경친화적 반도체 도금기술 개발로 환경오염문제 해결경제적효과- 반도체 산업의 경쟁력 강화- 반도체 도금방비의 국산화 및 수출효과기 타


도금산업

72

과 제 명 전자부품용 회전식 고속 전해도금 공정 및 장치 기술개발


세부분야

□ 농약 □ 염료□ 계면활성제 □접착제□ 도료/페인트 ■ 기타( 도금 )

기술의 중요도 □ 매우높음 ■ 높음 □ 보통 □ 낮음 □ 매우낮음



기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) ■ 개발중(해당국: 미국 ) □ 미개발


기술 내용Rotary형 고속전해도금 공정 및 장치 기술개발- 복잡 형상 전자부품의 내부 도금을 위한 공정- Cap형 내부도금층의 균일 전착기술

기대 효과

환경적효과- 도금폐수 무발생 Closed Loop시스템 확보- Drag out에 의한 폐수발생 zero화경제적효과- 도금속도 10배 향상- 불량률 1%이내기 타- 기존 Rack type 도금공정의 청정생산화


부 록

73

과 제 명 초임계 유체 도금 기술개발


세부분야





기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) ■ 개발중(해당국: 일본 ) □ 미개발


기술 내용환경오염물질이 배출되지 않는 환경친화적 초임계 유체 - 도금기술개발

기대 효과

환경적효과- 환경오염물질이 발생되지 않음경제적효과- 새로운 도금기술개발로 신산업 창출 및 수출효과기 타- 기존 Rack type 도금공정의 청정생산화


도금산업

74

과 제 명 환경친화형 에코도금단지 기술개발

기술의 분류■ 제품설계기술 ■ 생산공정기술■ 원․부재료기술 ■ 재자원화기술

세부분야

□ 농약 □ 염료□ 계면활성제 □ 접착제□ 도료/페인트 □ 기타( )




기술보유현황



기술 내용

환경친화형 에코도금시범단지 설계 및 기술개발 사업- 최소 5개 도금업체의 에코팩토리 설계 및 관련기술개발- 에코단지내 On & Off Site 회수재생기지 건설- 폐수무방류, 폐기물 최소화시스템 실현

기대 효과

환경적효과- 무공해화 공업단지 선도- 청정선진형 환경 입국 실천 경제적효과- 자원순환형 사회 시스템 구현- 에코기술의 수출기 타


부 록

75

과 제 명 에너지 절약형 상압증발농축시스템 개발


세부분야





기술보유현황



기술 내용현재 상용화된 상압형 증발농축기는 감압형에 비해 저가격인 장점은 있으나 에너지 소모가 많은 큰 약점이 있다. 가열/냉각 시스템에 열펌프기술을 응용하여 신개념의 증발 농축 시스템을 개발하는 것이다.

기대 효과

환경적효과: In-site에 단위공정별 리싸이클링, off-site에 무방류 시스템의 핵심기술로 zero-discharge 실현.경제적효과: 저가격의 증발농축 시스템의 상용화로 응용범위를 확대하고 생산원가 절감 및 경쟁력 제고.기 타: 신기술 해외수출


도금산업

76

과 제 명 국내외 PCB 도금기술 현황조사


세부분야





기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) □ 개발중(해당국: ) □ 미개발


기술 내용통신기기의 고주파(2.4 GHz) 및 고속신호처리에 대응하는 PCB제조의 핵심기술은 엣칭 및 도금기술이다. 이에 부응하는 종합적 기술개발 프로그램의 도출을 위해 국내외의 기술현황을 조사함.

기대 효과

환경적효과: - 국내 PCB제조의 환경부하를 조사하여 이에 대한 대비책을 강구한다.경제적효과: - PCB산업의 발전방향 제시기 타: 새로운 생산기술개발을 위한 기초자료

과제수행 소요기간(예상) 1년 소요금액(예상) 2억원

부 록

77

과 제 명 환경친화형 미세입자 Cr 및 CrN 연속식 진공 코팅 기술 개발


세부분야





기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) ■ 개발중(해당국: 일본, 독일 ) □ 미개발


기술 내용6가 크롬 대체를 위한 Cr 및 CrN 연속식 건식 코팅 장치 및 공정내마모 및 내부식성을 위한 후막 Cr 및 CrN 연속식 코팅 장치 및 공정자동차 부품 코팅 응용을 위한 대면적 및 고속 연속 자동 코팅 및 공정

기대 효과

환경적효과 기존 크롬 도금은 6가 크롬을 도금액으로 사용하여 6가 크롬의 공해문제 즉 인 체 유해성 및 수질, 토양 피해 등이 발생되었으나 새로운 코팅 공정인 아크 이 온플레이팅 및 HCD는 크롬 메탈 과 질소가스를 소스로 사용하여 내마모 및 내 식성이 우수한 Cr 및 CrN을 코팅함으로써 환경문제를 거의 일으키지 않는 환경 친화적 PVD 코팅 기술임.

경제적효과 유럽연합은 2003년 7월 이후 EU에서 판매되는 차량의 소재 및 부품에 납, 수 은, 6가 크롬, 카드뮴 등 4개 중금속 함유량을 규제치 이내로 제한하는 내용을 담은 EU 폐차법을 통과시켰음. 국내 업체의 2001년 EU로의 자동차 및 부품 소 재 수출이 28억 1천만 달러에 달했으나 중금속 규제에 제때 대응하지 못한다면 심각한 수출 타격이 예상됨. 이에 본 기술의 개발이 성공적으로 완성되어 선진 국에 비해 기술적 우위를 점한다면 시장 점유률을 향상시킬 수 있을 것이며 경 제적 파급효과가 매우 클 것으로 예상됨. 아크 이온플레이팅 및 HCD는 대면적 증착 및 고속 코팅이 가능하므로 대량 생산을 위한 연속식 공정을 이용할 경우 그 동안 건식 코팅의 최대 난점이었던 생산 단가 문제를 해결할 수 있는 공정 임.

기 타일본은 이미 자동차 제조 업체인 도요다, 혼다, 닛산을 중심으로 코팅전문업체와 공동 기술 개발을 통하여 자동차 부품 및 소재를 위한 6가 크롬도금 대체용으로 Cr 및 CrN 건식 코팅에 대한 양산 적용 시험에 착수하고 있는 상태임. 그러나 국내에는 아직 이러한 움직임이 없는 상태이며 이에 대한 대책이 매우 시급함.


도금산업

78

과 제 명 나노다이아몬드 입자를 사용한 경질크롬 대체공정 개발


세부분야





기술보유현황

국외 ■ 개발완료 및 적용 (해당국: 러시아) ■ 개발중(해당국: 미국, 일본) □ 미개발


기술 내용나노다이아몬들르 사용하여 경질크롬보다 우수한 내마모성, 고경도(H0 1200이상), 내식성

기대 효과

환경적효과- Cr을 사용하지 않음경제적효과- Cr보다 우수한 물리적 특성- 폐수처리(CL)불요기 타


부 록

79

과 제 명 무 절삭유 고속 기계가공용 나노 입자 코팅 공구 생산 기술 개발

기술의 분류□ 제품설계기술 □ 생산공정기술■ 원․부재료기술 □ 재자원화기술

세부분야

□ 농약 □ 염료□ 계면활성제 □ 접착제□ 도료/페인트 ■ 기타( )




기술보유현황

국외 □ 개발완료 및 적용 (해당국: ) ■ 개발중(해당국: 미국, 일본 , 독일 ) □ 미개발


기술 내용

무 절삭유 고속 기계 가공용 나노입자 코팅 공구 개발다이아몬드 결정입 크기 최소화 및 면조도 특성 극대화 장치 및 공정마이크로웨이브 플라즈마 CVD 공정 3차원 형상 공구 균일 코팅 기술

기대 효과

환경적효과 기계가공 절삭유 또는 냉각제의 최소화 또는 제거로 인해 NCD 코팅 공구는 기계가공산업에서 환경 친화적인 청정생산을 가능하게 할 것임.

경제적효과 다이아몬드 코팅 합성기술은 막대한 시장창출이 기대되는 분야로서, 공구, 광 학분야, 군사, 반도체 기술 등 광범위한 응용분야를 가지고 있으며, 현재 세계 시장규모는 약 1조원 정도이며, 년간 30-40%정도의 성장률로 급격하게 시장 이 확대되고 있음. 특히 다이아몬드 공구 코팅의 경우 최종 소비자는 응용분 야에 따라 50~95%정도의 공구비를 절감할 수 있게 됨. 또한 공구교체로 인한 기계 가동중지 시간이 감소됨으로써 대규모의 가공기업에서는 공구비 감소보 다 더 큰 이득이 나타남. 기동중지 시간이 감소하면, 인건비절약 뿐만 아니라 공구 재정열 및 재 프로그래밍 등과 같은 작업이 최소화됨.

기 타


도금산업

80

<첨부>

참여 전문가

연구회장 : 조 병 원

구 분 소 속 이 름

기 업

(주)삼원금속 박태명

대동금속화학(주) 양경준

해송P&C 박해덕

삼우기계 황춘섭

(주)탑코리아 장경문

학 계경기공업대학 박영서

인하대학교 탁용석

연구소

한국과학기술연구원 조병원

한국생산기술연구원 이홍기

중소기업진흥공단 손희식

한국과학기술연구원 김현중

KNCPC 김성덕

KNCPC 마형렬

정 부 산업자원부 최재홍

I

제1장 서론 ·············································································1

제2장 철강산업의 현황과 전망································································· 2

제1절 철강산업의 현황················································································ 2

1. 2002년도 국내외 철강경기 전망 ························································· 2

2. 국내 철강재 수요산업의 동향 ······························································ 3

가. 건설 산업 ·························································································· 3

나. 자동차 산업 ······················································································· 3

다. 조선 산업 ·························································································· 4

라. 가전 산업 ·························································································· 4

마. 일반기계 산업 ··················································································· 5

3. 국내 및 세계 철강수급 동향 ······························································· 6

가. 국내 철강재 수급 ·············································································· 6

나. 국내 조강 생산량 추이 ···································································· 6

다. 고철수급 ···························································································· 7

라. 세계 철강재 수급 ············································································ 8

제2절 철강산업의 발전 전망··································································· 9

1. 국내외 환경변화 ···················································································· 9

2. 철강제조기술 현황 및 전망 ······························································· 10

제3장 철강산업관련 국내외 환경규제 동향 및 전망 ··16

제1절 뉴 라운드가 철강산업에 미치는 영향········································ 16

제2절 국제환경협약이 철강산업에 미치는 영향·································· 17

II

1. 대기오염 및 지구온난화 관련 협약 ··················································· 17

2. 수질오염 관련 협약 ············································································ 18

3. 폐기물 처리 관련 협약 ·········································································19

제3절 각국의 환경규제가 철강산업에 미치는 영향·····························20

1. 미국 ········································································································20

2. 일본 ········································································································21

3. 캐나다 ····································································································21

4. EU ···········································································································22

제4절 국내 환경규제가 철강산업에 미치는 영향·································23

1. 대기오염 ·································································································23

2. 수질오염 ·································································································24

3. 폐기물 처리 ·························································································25

4. 기타 ········································································································25

제5절 전 망···································································································26

제4장 철강산업의 환경 현황 ········································· 28

제1절 환경적 특성·······················································································28

1. 일관제철 공정 ·······················································································28

2. 전기로 제강 공정 ··················································································28

제2절 환경 오염물질 발생 현황····························································· 29

1. 폐기물 발생량 추이 ··············································································30

가. 슬래그 발생량 ···················································································30

나. 슬러지 발생량 ···················································································31

다. 분진 발생량 ·······················································································32

라. 밀 스케일 발생량 ··············································································33

마. 폐유 발생량 ·······················································································34

바. 폐산 발생량 ·······················································································35

사. 폐내화재 발생량 ················································································36

III

아. 폐잔사 발생량 ···················································································36

2. 대기 오염물질 발생량 추이 ·································································37

가. CO2 발생량 ·······················································································37

나. 대기 오염물질 배출량 ······································································37

3. 수질 오염물질 발생 현황 38

가. 국내 철강관련 업종별 폐수발생 업체 현황 ····································38

나. 수질 오염물질의 배출 허용기준에 대한 법규 ································38

다. STS 생산 업체별 총 질소 관련현황 ···············································39

제5장 추진과제 및 발전 전략 ·········································40

제1절 추진 과제···························································································40

1. 전기로 고청정 조업기술 개발 ······························································40

2. 함철 부산물의 환경친화적 재활용 기술 개발 ····································40

3. 철강공정 폐수 중의 질소농도 저감 기술 개발 ··································40

4. 제강 슬래그의 순환 재사용 공정 개발 ···············································41

5. 저급 노폐고철의 다량 사용 기술 개발 ···············································41

제2절 발전 전략···························································································43

I

<표2-1-1> 세계 철강재 수급 추이 ····················································· 2

<표 2-1-2> 건설부문 국내 수주액 및 건축 허가면적 추이 ············· 3

<표2-1-3> 국내 자동차 생산 추이 ····················································· 4

<표2-1-4> 국내 선박 수주 및 건조량 추이> ·································· 4

<표 2-1-5> 국내 가전제품 생산 및 판매 실적 ································· 5

<표 2-1-6> 일반기계 생산 및 판매 실적 ·········································· 5

<표 2-1-7> 국내 철강재 수급 실적 및 전망 ································ 6

<표2-1-8> 조강생산 실적 및 전망 ····················································· 7

<표2-1-9> 국내 고철 수급 ·································································· 7

<표2-1-10> 고철가격 추이 ·································································· 8

<표2-1-11> 나라별 고철수입 추이 ····················································· 8

<표2-1-12> 중장기 세계 조강생산 전망 ············································ 8

<표5-1-1> 중장기 기술로드맵 ··························································· 42

I

[그림 2-2-1] 일관제철소의 일반강 제조 공정도 ····································11

[그림 2-2-2] 미래 일관제철공정 예상도 ·················································15

제1장 서 론

1

제1장

서 론

우리나라의 철강 생산규모는 세계 6위로서, 국내 5대 주력 산업중 하나이며 타 산업분야의

경쟁력을 좌우하는 기간 산업이다. 지금까지 우리나라의 철강산업은 높은 생산성을 지향함으로

써 국가 경제발전에 기여하고 국제 경쟁력을 유지하고 있다. 모든 생산활동 과정에서는 목적하

는 생산품 외에도 폐기물을 포함한 부산물의 발생이 불가피하고, 생산활동이 활발할수록 비례

해서 증가한다. 국내 철강산업은 선진국 대비 에너지 소비율이 높고, 대기 및 수질 오염물질 배

출량과 고상 및 액상 폐기물의 발생량도 비교적 높은 수준이다.

세계적으로 환경규제가 심화됨에 따라 환경비용이 증가하고, 따라서 철강산업의 경쟁력을 약

화시키는 잠재적 요인으로 대두되고 있다. 이를 능동적으로 극복하기 위해서는 철강 생산과정

에서 불가피하게 발생하는 분진, 슬래그, 폐내화재 등의 고상 및 액상 부산물을 부가가치가 높

은 인공자원으로 재활용하고, 에너지 사용 원단위를 절감할 뿐만 아니라, 대기 및 수질 오염물

질의 발생량을 근본적으로 저감하는 지속가능한 철강산업 발전 전략을 수립할 필요가 있다.

우리나라의 철강산업은 크게 일관제철 공정과 전기로 제강 공정으로 구분할 수 있다. 화석연

료를 사용하는 원단위가 높은 일관제철 공정은 연료비 절감에 의한 CO2 등 대기 오염 물질 저

감, 슬래그 및 폐내화재 발생량 저감 및 재활용, 그리고 철강재료의 가공과정에서 발생하는 수

질오염 물질의 저감 등이 최우선적으로 해결할 과제로 지적될 수 있다. 전력 에너지를 주 연료

로 사용하는 전기로 제강 공정에서는 전기로 조업 최적화를 통한 에너지 절감 대책이 요구되며,

고철을 주원료로 사용함에 따라 불가피하게 다량 발생하는 분진의 재활용 방안과, 역시 슬래그

및 폐내화재 발생량 최소화 기술을 확립할 필요가 있다.

국내외적으로 미래형 환경친화적 철강생산 공정 개발을 위한 노력이 추진되고 있으나, 철강

산업은 전형적인 장치산업으로서 기존 공정을 신공정으로 대체하기 위해서는 막대한 자본과 시

간이 소요되므로, 당분간은 기존 공정의 조업효율 향상을 통한 지속 가능형 철강산업 구조를 구

축해야할 것이다. 그러므로 국내 철강산업 현황과 전망을 검토하고, 철강산업과 관련한 국내외

의 환경규제 동향 및 우리나라 철강산업에서의 환경부하 물질의 발생 현황을 분석함으로써, 국

제적으로 급변하는 환경변화에 능동적으로 대처하고 대외 경쟁력을 지속적으로 유지할 수 있는

안정적인 지속형 철강산업 구조를 구축하기 위한 기술 개발과제를 도출하고자 한다.

철강산업

2

제2장

철강산업의 현황과 전망

제1절 철강산업의 현황

1. 2002년도 국내외 철강경기 전망

2002년 국내 철강경기는 수요산업의 회복세로 완만한 상승세가 예상되는 반면, 수출환경은

미국 등 외국의 수입규제 조치 등으로 악화될 것으로 전망된다. 국내경제는 엔화 약세, 미국 경

기회복 지연 가능성 등 대외적인 불안요인에도 불구하고 완만한 회복세로 전망(경제성장률:

3.0%('01년) → 3.9∼4.1%('02년))되며, 국내 철강재 총 수요는 국내 경기와 수요산업의 회복으로

전년 대비 약 1.1% 증가한 5,231만톤 정도로 전망된다.

2002년 세계 철강경기는 시황 극복을 위한 각국의 감산 노력과 중국 등 철강시장의 수요증가

로 완만한 회복세가 전망되지만, 보호주의 강화 등에 의한 수출경쟁 심화로 본격적인 회복에는

한계가 있을 것으로 전망된다. 세계 경제는 각국 정부의 적극적인 경기부양 노력과 국제유가 안

정으로 완만한 회복세가 전망된다. (경제성장률: 1.9∼2.4%('01년) → 2.3∼2.4%('02년)) 철강재

수요는 본격적인 회복에는 한계가 있겠으나, 완만한 경기회복 추세로 전년 대비 2.1% 증가한 7

억 8,420만톤 정도로 전망된다.

<표2-1-1> 세계 철강재 수급 추이(단위 : 백만톤, %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

강재수요 713.8 768.9 768.1 -0.1 784.2 2.1

조강생산 788.1 847.2 845.5 -0.2 818.2 -3.2

1)주 : 강재 수요, IISI(2002. 3. 경제 조사위), 조강 생산실적, IISI(2002. 2), 조강 생산 전망, WSD(2002. 2)

제2장 철강산업의 현황과 전망

3

2. 국내 철강재 수요산업의 동향

가. 건설 산업

2001년 하반기에 공공 및 민간부문의 건축투자를 중심으로 국내수주가 큰 폭으로 증가세에

있다. 국내 건설 수주액은 67조 8,400억원으로 IMF이전인 ‘97년의 90.5% 수준으로 회복되었으

며, 건축 허가면적은 정부의 경기활성화 및 서민 주거안정책에 따라 전년비 20.6% 증가하 다.

2002년에 정부의 경기부양에 따른 건설수주 증가로 국내건설 수주액이 전년비 2.9% 증가할

것으로 전망되며, 2002년 정부의 SOC투자 확대 및 주택 등 건축분야의 지속적인 투자로 상반기

에는 건설수주 호조가 예상되며, 하반기에는 최근 주택시장 과열에 대한 정부의 안정화 대책으

로 증가세가 둔화될 것으로 전망된다.

<표 2-1-2> 건설부문 국내 수주액 및 건축 허가면적 추이(단위: 백억원, 천㎥, %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

국내수주액 5,114 6,015 6,784 12.8 6,980 2.9

건 축 3,034 3,773 4,183 10.9 4,356 4.1

토 목 2,080 2,242 2,600 15.9 2,624 0.9

민 간 2,669 3,550 3,795 6.9 3,956 4.2

공 공 2,445 2,465 2,989 21.3 3,024 1.2

건축허가면적 7,253 8,106 9,772 20.6 - -

1)자료 : 대한 건설협회(2002. 3)

나. 자동차 산업

2002년의 자동차생산은 국내경기의 회복과 대우자동차의 정상화 기대 등으로 전년비 6.9%

증가할 것으로 전망된다.

내수는 2001년에 신 모델 출시와 특소세 인하에 따른 판매호조로 전년비 1.5% 증가했으며,

철강산업

4

2002년에는 월드컵 및 양대 선거 등 소비심리 자극으로 4.8% 증가될 것으로 전망된다. 수출은

2001년에 세계 자동차 시장의 경기침체로 전년 대비 10.5% 감소한 반면, 2002년에는 세계 경제

회복 및 브랜드 이미지 상승 등으로 전년비 8.6% 증가할 전망이다.

<표2-1-3> 국내 자동차 생산 추이(단위 : 천대, %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

생 산 2,843 3,115 2,946 -5.4 3,150 6.9

내 수 1,273 1,430 1,451 1.5 1,520 4.8

수 출 1,510 1,676 1,501 -10.5 1,630 8.6

1)자료 : 한국 자동차공업협회(2002. 3)

다. 조선 산업

2001년은 양적인 수주보다 부가가치가 높은 LNG선 등의 수주로 전년비 큰 폭으로 감소하

다.

2002년은 세계 조선시장의 회복세가 전망되지만 신규 인도선박의 증가 등으로 큰 폭의 수주

량 증가는 기대하기 어려운 실정이다. 한편 2002년 건조활동은 기존의 수주물량 대량 확보로 호

조세가 지속될 것으로 전망된다.

<표2-1-4> 국내 선박 수주 및 건조량 추이> (단위 : 만GGT, %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

수 주 량 606 1,040 641 -38.4 - -

건 조 량 496 605 645 6.6 700 8.6

1)자료 : 한국 조선공업협회(2002. 3)

라. 가전 산업

2001년 내수는 하반기 이후 내수 진작을 위한 정부의 특소세 인하 등으로 전년 대비 16.3%


5

증가한 반면, 수출은 국내 기업의 해외 생산비중 확대로 8.4% 감소하 다.

2002년 가전제품 생산은 내수 증가세 둔화에도 불구하고 수출확대로 전년 대비 5.2% 증가할

것으로 전망된다. 한편 아날로그 제품의 대체수요 지속증가 등으로 내수 확대 및 수출이 증가할

것으로 전망된다.

<표 2-1-5> 국내 가전제품 생산 및 판매 실적(단위 : %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

생산(십억원) 11,235 12,682 13,481 6.3 14,182 5.2

수입(백만$) 1,287 1,839 1,858 1.0 2,062 11.0

내수(십억원) 2,879 3,535 3,963 16.3 4,341 9.5

수출(백만$) 6,540 7,724 7,706 -8.4 7,394 4.5

1)자료 : 한국 전자산업진흥회(2002. 3)

마. 일반기계 산업

2001년 일반기계 산업의 생산액은 설비투자 증가로 9.7% 증가한 반면, 수입은 큰 폭으로 감

소하 다.

2002년 생산은 내수 및 수출 증가로 전년 대비 6.6% 증가할 것으로 전망된다. 또한 2/4분기

이후 국내 설비투자의 회복과 중국으로의 수출증가로 전년비 6.6%의 생산 증가가 전망된다.

<표 2-1-6> 일반기계 생산 및 판매 실적(단위:%)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

생산(십억원) 32,875 38,278 41,978 9.7 44,759 6.6

수입(백만$) 10,028 13,878 10,895 -21.6 12,012 10.3

내수(십억원) 33,818 41,164 41,684 1.3 44,831 7.5

수출(백만$) 9,236 11,325 11,114 -1.9 11,948 7.5

1)자료 : 한국 기계산업진흥회(2002. 3)

철강산업

6

3. 국내 및 세계 철강수급 동향

가. 국내 철강재 수급

2002년 수요는 수출감소 및 국내 경기회복에 따른 내수증가로 전년비 7.9% 증가하 다. 명목

소비는 건설 등 철강 수요산업의 회복으로 전년비 14.0%로 증가하 으며, 수출은 미국의 긴급수

입규제조치, EU 및 중국 등 수입규제 확산으로 전년비 8.5% 감소하 다. 생산은 수출 감소에도

불구하고, 내수증가로 전년비 5.0% 증가하 으며, 수입은 국내경기의 회복에 따른 수입증가와

중국, 러시아 등으로부터의 저가 철강재 유입으로 29.7% 상승하 다.

<표 2-1-7> 국내 철강재 수급 실적 및 전망 (단위 : 천톤, %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

총 수 요 47,442 52,158 52,307 0.3 56,465 7.9

명목소비 33,761 38,468 38,272 -0.5 43,620 14.0

수 출 13,681 13,690 14,035 2.5 12,845 -8.5

생 산 44,936 48,865 49,072 0.4 51,520 5.0

수 입 8,851 11,423 10,737 -6.0 13,925 29.7

1)주: 철강재생산 : 봉, 형강류+판재류+주단강+강선(수출분)+강반제품(수출분)2)주 : 입에는 핫 코일과 반제품 포함

나. 국내 조강 생산량 추이

2001년 조강 생산량은 건축경기 회복에 따른 전기로강 생산증가로 전년대비 1.7% 증가한

43,852만톤을 기록하 으며, 이중 전기로강의 생산비중은 42.8%('00년) → 43.6%('01년)로 증가하

다.

2002년에는 전로강이 포스코의 고로 개보수에도 불구하고, 증산 노력에 따라 전년 수준을 유

지하는 반면, 전기로강은 5.9% 증가하 다.


7

<표2-1-8> 조강생산 실적 및 전망(단위 : 천톤, %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

조강생산 41,042 43,107 43,852 1.7 45,105 2.9

전 로 강 23,969 24,666 24,741 0.3 24,865 0.5

전기로강 17,073 18,441 19,111 3.6 20,240 5.9

다. 고철수급

2001년 고철 총수요는 전기로강 생산량 증가로 전년비 1.0% 증가하 다. 그 중 국내조달은

2.3% 증가하 으며, 수입은 2.0% 감소하 다. 2002년은 전기로강의 생산 감소로 고철 수입과 전

년 대비 0.5%의 총수요 감소가 전망된다.

국내 고철 발생량의 증가로 고철의 수입 의존도는 감소세가 지속될 것으로 예상된다. (고철

수입의존도 : 32.0%('99년) → 29.0%('02년)) 고철가격은 2001년 상반기에 안정세를 보 으나 하

반기 이후 상승 추세이며, 2002년도에도 상승세가 지속될 것으로 전망된다. 국가별 고철 수입비

는 일본 29.5%, 미국 23.6%, 러시아 19.2% 등 3개국이 72.3%를 점유하고 있다.

<표2-1-9> 국내 고철 수급(단위 : 천톤, %)

구 분 1999 2000 2001 2002(F)전년비 전년비

공

급

국내조달 13,992 15,369 15,726 2.3 15,860 0.9

국내구입 9,951 11,230 11,866 5.7 12,000 1.1

자가발생 4,041 4,139 3,860 -6.7 3,860 -

수 입

(수입의존도)

6,582

(32.0)

6,865

(30.9)

6,728

(30.0)

-2.0

(-0.9)

6,490

(29.0)

-3.5

(-1.0)

총 수 요 20,575 22,234 22,454 1.0 22,350 -0.5

수

요

내 수 20,549 22,197 22,388 0.9 22,290 -0.4

수 출 26 37 66 78.4 60 -9.1

철강산업

8

<표2-1-10> 고철가격 추이

구 분 단위 1998 1999 2000 2001 2002.2

국내고철(중량고철) 천원/톤 142.3 113.5 123.1 121.1 132

수입고철(HMS No.1)

달러/톤 114 106 117.4 106 111

<표2-1-11> 나라별 고철수입 추이(단위 : 천톤, %)

구 분 1999 2000 2001구성비 구성비 전년비

미 국 2,106 1,776 25.9 1,588 23.6 -10.6

일 본 2,234 1,275 18.6 1,986 29.5 55.8

E U 456 1,032 15.0 664 9.9 -35.7

호 주 177 87 1.3 38 0.6 -56.3

러시아 936 1,288 18.8 1,294 19.2 0.5

기 타 673 1,407 20.4 1,158 17.2 -17.7

계 6,582 6,865 100.0 6,728 100.0 -2.0

라. 세계 철강재 수급

2001년 철강수요는 세계적인 경기침체로 전년비 0.1% 감소한 7억 6,810만톤, 조강 생산량도

전년비 0.2% 감소한 8억 4,550만톤으로 집계되었다. 2002년에는 미국을 주도로 한 세계 경기회

복으로 철강재 수요가 증가할 것으로 예상되나, 시황극복을 위한 각국의 감산노력 및 수입규제

확산으로 통상마찰이 심화될 것으로 전망된다.

중장기 세계 철강경기는 저성장 및 공급과잉이 지속될 것으로 전망된다. 세계 조강 생산량은

2010년까지 연평균 1.6% 증가할 것으로 전망되며, 조강 생산능력은 설비감축 노력 등으로 0.9%

증가에 그칠 전망이다.

<표2-1-12> 중장기 세계 조강생산 전망(단위 : 백만톤, %)

구 분 2001 2002 2005 2010 연평균증가율(‘01∼’10)

조강 생산량 840.0 818.2 892.2 983.1 1.6

조강 생산능력 1,050.7 1,043.3 1,077.2 1,144.8 0.9

1)자료 : WSD (2002. 2)


9

제2절 철강산업의 발전 전망

1. 국내외 환경변화

국내외 철강산업은 경 환경의 급속한 변화로 국가 간ㆍ철강사간 새로운 경쟁질서가 형성될


세계 통상환경은 미국을 비롯한 선진국들의 수입규제 강화와 개도국들의 반덤핑 공세 등으

로 보호주의가 확산되는 추세이다. 2002년 3월 현재, 우리나라 철강제품은 12개국으로부터 41건

의 수입규제를 받고 있으며, 이 중 미국, 캐나다로부터의 규제가 68%(28건)를 점유하고 있으며,

최근 중국, 태국 등도 제소중에 있다.

2002년 3월, 미국의 201조 Safe guard 조치 이후, 전 세계 철강교역 시장에서의 수입규제 확산

및 철강보호 무역주의가 고조되고 있다. 미국은 냉연, 도금강판 등 총 14개 품목에 대해 고율관세

의 Safe guard를 발동하 다. EU 등 수출국들의 반발과 중국, 캐나다, 동남아 등 주요 수출시장에

서의 Safe guard, 수입 할증세, 반덤핑 제소 등 각종 철강수입 규제로 세계철강 무역시장의 혼란과

불안감이 가중되고 있다. EU는 외국산 철강제품에 대해 최고 26% 관세를 부과하는 Safe guard

잠정조치를 시행하 다. (‘02. 3월) 또한 중국도 냉연강판 반덤핑 조사를 개시하 다. (‘02. 3월)

세계 철강산업의 과잉설비 감축 및 불공정 보조금 폐지를 위한 OECD 철강 다자간 협상이

추진중이나 향후 진척은 불투명한 상태이다. OECD 3차회의(2002. 2)에서 교역 상대국의 비효율

적인 설비 폐쇄 등을 통해 2001년 현재 1,050백만톤의 세계 철강 생산능력 중 2010년까지 122∼

138 백만톤의 설비를 감축하기로 합의하 다.

수요가 Needs의 다양화, 고급화 및 대체 소재와의 경합에 따른 혁신기술 개발과 신제품 개발

경쟁이 가속화되고 있다. 자동차 업계에서는 배출가스 규제, 연비기준 강화 및 차체 경량화를

위한 대체소재의 개발이 추진중이다.

수익성 제고 및 시장 지배력 강화를 위한 거대 철강기업의 출현으로 세계 철강시장의 경

쟁구조가 변화될 것으로 전망된다. EU에서는 M & A를 통한 Big 4(Arcelor, Corus, TKS,

Riva) 체제로 재편되고 있다. 일본은 고로 2∼3개사 체제로 재편될 전망이며, 미국은 US

Steel과 베들레헴 스틸 등 4∼5개사 통합 추진이 검토되고 있다. (통합시 조강 생산능력 : 약

3,500만톤)

철강산업

10

중국의 WTO 가입에 따른 시장 개방과 활발한 개발정책으로 국내 철강산업에 기회와 위협요

인을 제공하고 있다. 중국내 생산거점과 안정적인 수출시장 확보를 위해 적극적인 합작투자 추

진이 필요하다.

2. 철강제조기술 현황 및 전망

가. 일관제철 공정

1) 공정구성

우리나라의 일관제철소는 포스코가 유일하며, 일관제철 공정은 제선, 제강, 연주, 열간압연,

냉간압연, 표면처리 공정 등으로 구성되어 있다.

공정구분 내 용

제 선 철광석과 석탄을 사용하여 탄소가 약 4.5% 포화된 용선을 제조

제 강 산소를 이용하여 용선 중에 함유된 불순원소를 제거하여 용강을 제조

연 주 용강을 연속적으로 냉각, 응고시켜 슬래브, 불룸 또는 빌렛을 주조

열간압연 연주공정에서 생산된 주편을 고온에서 기계적으로 가압하여 판재를 제조

냉간압연 열연강판을 다시 상온에서 재가압하여 조직이 치 한 고급강판을 제조

표면처리 냉연강판의 내식성 향상 등의 목적으로 도금 및 피복처리


11

2) 일관제철소의 일반강 제조 공정도

Ore

Coking Coal Coke plant

Sinter plant

Blast Furnace Converter ContinuousCasting

Hot RollingHot RollCold RollingCold Roll Surface Coating(Electroplating, etc…)

Ore

Coking Coal

OreOre

Coking CoalCoking Coal Coke plant

Sinter plant

Coke plantCoke plant

Sinter plantSinter plant

Blast Furnace Converter ContinuousCasting

Hot RollingHot RollCold RollingCold Roll Surface Coating(Electroplating, etc…)

Hot RollingHot RollCold RollingCold RollingCold Roll Surface Coating(Electroplating, etc…)

Surface Coating(Electroplating, etc…)

[그림 2-2-1] 일관제철소의 일반강 제조 공정도

철강산업

12

3) 공정별 기술 발전 과정

1700 1800 1900 1920 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

제

선

▴Coke 고로법(영) ◦Coke 고로법 도입(영) • 생산관리에 컴퓨터 도입(일)

•공정제어에 컴퓨터 도입(일)

◦초고압 고로기술 도입(소)

•고로 대형화(4000㎥,일)

•고로 대형화(5000㎥,일)

◦CDQ 도입(소)

◦PCI 도입(미)

•고로에 AI도입(일)

제

강

▴베세머 전로 제강법(영)

▴지멘스-마틴 평로 제강법(영․불)

▴토마스 전로 제강법(영) ▴LD 전로 제강법(오지리)

▴DH법(독)

▴RH법(독)

◦LD 전로 제강법 도입(오지리)

•OG법(일)

◦DH법 도입(독)

◦RH법 도입(독)

▴순산소 저취 전로법(독)

•RH-OB법(일)

◦순산소 저취 전로법 도입(독)

•복합취련 전로법(일)

연

주

▴연속주조법(독)

◦연속주조법 도입(독) •주조중 폭가변 기술(일)

•연속주조-직송압연(일)

▴박슬라브 연주법 개발(독)

◦박슬라브 연주법 도입(미)

압

연

▴후판 4단 밀(미) ○후판 4단 밀 본격 도입(미)

•평면 형상제어(일)

•TMCP(일)

▴열간 압연기(미)

▴냉간 압연기(미)

◦냉간압연기 도입(미)

◦열간압연기 도입(미)

◦AGC 도입(미)

•형상 제어 밀(일)

•AWC(일)

•폭 대압하(일)

•On-line 롤 연삭법(일)

•연속 냉간압연(일)

•연속 열간압연(일)

표

면

처

리

▴용융 아연 도금(미)

▴전기 주석 도금(미)

◦용융 아연도금 도입(미)

▴Tin CAL(미)

◦전기 아연도금 도입(미)

◦전기 주석도금 도입(미)

◦Tin CAL 도입(미)

•DD용 강판 연속소둔(일)

•고효율 도금 셀(일)

•불용성 양극 방식(일)

•주석 불용성 양극 방식(일)

•진공 증착 아연도금(일)


13

공정별 철강기술의 발전사를 보면, 제선과 제강부문은 국을 중심으로 17세기 이후부터 다

양한 공법이 개발되어 왔으며, 20세기에 접어들면서 설비 기술은 오지리와 독일에서, 그리고 조

업기술은 일본에서 고도화되었다.

제선부문은 고로의 대형화를 통한 생산성 향상이 주 기술 발전 방향이었으며, 자동화와 인공

지능기술을 통해 조업의 효율화를 이룩하 다. 최근에는 환경 및 조업 탄력성 문제로 용융환원

법과 같은 환경 친화적인 신 제선공정 개발이 활발히 진행되었고, 전 세계적으로 이의 상용화가

추진 중에 있다.

제강부문은 용선의 순산소 정련법인 LD전로가 개발된 후, 생산성과 품질이 급격히 향상되었

으며 이론 한계치를 목표로 품질 고급화 노력이 지속되고 있다.

연주부문은 독일과 일본을 중심으로 기술개발이 활발히 진행되어 80년대 후반에는 조괴법이

거의 사라졌다. 이후 박판 주조기술 개발에 박차를 가해 90년대 Thin Slab Casting 기술이 확산

되었고, 21세기 철강업계의 구조를 바꿀 수 있는 Strip Casting 기술의 상용화가 추진 중에 있다.

압연 및 표면처리 부문은 주로 미국에서 개발되어 상용화되었으며, 일본을 중심으로 신기술

개발노력이 가속화되었다. 압연기술은 생산성 향상과 에너지 절감을 위한 연속압연 기술이 발

전하 으며, Endless Rolling 기술이 개발되어 상용화를 모색하고 있다.

나. 전기로 제강 공정

1) 공정구성

전기로 제강공정은 고철을 주원료로 사용하며, 전기 에너지를 이용하여 고철을 용해, 정련하

는 것이 특징이다. 용강의 미세 정련과 연속주조 공정, 열간압연 공정, 냉간압연 공정 등은 일관

제철 공정과 근본적으로 유사하다.

2) 산업적 위상

국내 전기로강 생산량은 약 2371만톤/년으로 국내 철강 생산량의 47.5% 정도를 차지하고 있

는 조강류의 대표적 기간 산업이며, 전기로강 생산비율이 30∼40%인 미국 및 일본 보다 높은

수준이다.

제품은 형강, 철근 등 SOC관련 구조 재료를 주력 생산하며, 품질과 가격 경쟁력은 건설 및

토목 분야에 대한 파급 효과가 매우 크다.

유도 용해법은 소량 다품종의 주조제품 생산 업계의 대표적 용해공정이다.

철강산업

14

3) 국내 전기로 제강 기술 발전

년도

구분'70년대 '80년대

'90년대

'91∼'95 '96∼2000

원 료 -

Guillotine

Shear

Shredder

고철흙털이설비 -

전기로

30∼50T(AC)

산소공장

건설

산소부화

조업

70T(AC)

UHP 조업

조연 버너 설치

고철 예열 실시

노체 수냉화

150T(DC)

Twin 직류 전기로

EBT출장

일반강에 LF정련

부속설비 자동화

120∼140T

(Twin DC)

수냉 Lance 도입

Post Combustion

노저 Blowing기술

PC 하우스 설치

연 주 연속주조기술 빔 브랭크 연주 박 슬라브 연주연주조건

자동제어

압연

봉강

-Hot harge기술

2조 litting기술

4조 Slitting기술 Tempcore 철근

형강

경 레일 개발

대형 ㄱ,

ㄷ형강개발

H형강 생산

조선용

InvertedAngle

개발

쉬트 파일 개발

철도 레일 개발

Tower Crane용

앵 개발

Stand Roll 교체

방식 압연

대형 H형강

(700X300)개발

고속철도 레일

개발

Wheel Rim개발

전기로 제강조업은 '63년 부산제철소의 연산 5만톤 규모로 가동하기 시작한 이래, 꾸준한 설

비 증설로 '01년에는 1,911만톤의 전기로강을 생산하 다. '80년대 이후 노체의 대형화 및 UHP

조업, 노저 출강, 직류 전기로, LF 정련기술 등을 도입하여, 생산성과 품질 향상에 의한 국내 전

기로 업계의 경쟁력 강화 노력이 꾸준히 진행되어 왔다.

향후 전기로 제강기술의 지속적인 발전을 위해서는 전력 원단위 절감, 철분 실수율 향상, 조

업시간 단축 등 전기로 조업효율 향상을 위한 기술 개발과, 고철 대체 철원 사용, Slag 조성 및

물성 제어, 공정간 적정 정련기능 분산 등 품질 향상을 위한 기술개발이 필요하다.

제3장 철강산업관련 국내외 환경규제 동향 및 전망

15

다. 미래 철강기술

향후 세계 철강산업은 용융환원 제철법, 대체철원 양산 기술, Strip Casting 기술, Slab 직송

압연기술, 초극박 열연제품 생산기술, 고기능 강재 생산기술(Super Steel) 등이 빠르게 상용화될

것으로 전망된다. 동시에 기존 철강공정의 경쟁력 강화를 위한 신기술개발이 지속될 것으로 예

상된다.

제선 부문에서는 고로의 PCI 기술과 노체 수명연장 기술 등의 발전이 예상되고, 용융환원이

나 직접환원 같은 대체철원 생산기술의 급속한 발전으로 대체철원 비중이 2000년 9.3%에서

2015년에는 25.6%에 이를 것으로 전망된다.

제강부문에서는 직류 전기로 및 용선사용 전기로 제강기술의 비중이 증가하고, 직접 제강법

의 기술개발도 활발해질 것으로 기대된다. Strip Casting 기술은 2005년경 상용화가 될 것으로

예상되며, 21세기 세계 철강업계의 구조를 변화시킬 것으로 전망된다.

제품기술과 관련하여, 열연 박물제품이 냉연강판 시장을 빠른 속도로 대체할 것으로 예상되

며, 2015년경에는 두께 1mm 이하의 초극박 열연제품이 냉연시장의 20%를 대체할 것으로 보고

있으며, 표면처리부문에서도 CG계 아연도 강판의 EG 대체 및 HGI의 CGI 대체가 크게 진전될


Fine Ore

Non-cokingCoal

Smelting Reduction

Thin Slab Casting

Strip Casting

Hot Rolling

EAF

Converter

Hot Roll(Ultra-thin Plate, etc)

Cold RollingCold Roll ECO Surface Coating(Ultra-thin Electroplating, etc)

Fine Ore

Non-cokingCoal

Fine OreFine Ore

Non-cokingCoal

Non-cokingCoal

Smelting ReductionSmelting Reduction

Thin Slab Casting

Strip Casting

Thin Slab CastingThin Slab Casting

Strip CastingStrip Casting

Hot RollingHot Rolling

EAF

Converter

EAFEAF

ConverterConverter

Hot Roll(Ultra-thin Plate, etc)

Cold RollingCold Roll ECO Surface Coating(Ultra-thin Electroplating, etc)

[그림 2-2-2] 미래 일관제철공정 예상도

철강산업

16

제 3 장

철강산업관련 국내외 환경규제 동향 및 전망

제1절 뉴 라운드가 철강산업에 미치는 영향

철강산업은 원재료와 에너지가 다량 사용되므로 대기 및 수질오염과 및 폐기물 발생 등 환경

에 미치는 향이 매우 크다. 따라서 환경부하를 경감하기 위한 규제가 강화되는 추세이며, 앞

으로도 개선될 전망은 기대할 수 없다.

최근 철강산업과 환경의 관계는 점차 상호의존의 관계로 발전하고 있다. 생명과 지구환경을

보전하는 철강산업으로 전환하기 위해 생산위주의 정책에서 환경 친화적 정책으로 급류를 타고

있다.

국제적으로는 선진국과 개발도상국간, 지역 및 대륙간에 상호 경쟁관계에서 벗어나 환경 친

화적 생산기술을 함께 공유해야 하는 절박한 시대를 맞이하고 있다.

세계무역기구(WTO) 제4차 각료회의에서 뉴 라운드 (New Round) 출범을 공식적으로 선언

하 다. 보호무역의 억제와 무역 자유화의 지속적인 확대 추진을 위해 각 부문의 향후 협상 의

제와 각 협상이 지향해야 할 가이드 라인을 확정하 다. 전체 협상완료 시한은 2005년 1월 1일

이다.

환경부문에서는 환경관련 상품 서비스의 관세, 비관세 장벽 감축을 철폐하고, 결과를 예단하

지 않으면서 협상을 개시하고 환경과 무역의 연계를 강화하는 것이 특징이다. 무역 자유화를 표

방하고 있으나 단순한 환경보전 차원이 아닌 무역과 연계된 새로운 형태의 환경 규제가 계속 이

어지게 될 것으로 예상되며, 철강산업에도 지대한 향을 미치게 될 것으로 전망된다.


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제2절 국제환경협약이 철강산업에 미치는 영향

국제사회에서 지구의 환경이 가장 중요한 issue로 부각되면서 여러 가지 환경협약이 증가 추

세에 있으며, 이 협약들이 세계 각국의 경제활동 전반에 직접적인 향을 미치고 있다. 환경과

관련된 국제협약은 대기오염, 수질오염, 폐기물, 자연환경보호 등 221개에 달하고 있다.

- 국제 환경협약의 종류

1)자료 : 환경부, ‘국제환경 동향과 우리의 대응’, 2002

구 분 대기기후 담수보호 해양어업 생물보호 핵안전 유해물질 기 타 계

채택수 14 15 86 50 13 13 30 221

우리나라는 2002년 4월 현재, 기후변화 협약, 오존층 보호를 위한 비엔나 협약 및 몬트리올

의정서, 생물 다양성 협약, 유해 폐기물의 국가 간 이동 및 처리를 통제하는 바젤 협약, 폐기물

등의 투기에 의한 해양오염 방지 협약 등 44개의 환경협약에 가입하 다.

- 우리나라가 가입한 국제 협약

대기기후 담수보호 해양어업 생물보호 핵안전 유해물질 기 타 계

6 - 17 7 6 1 7 44

아직 가입하지 않은 교토 의정서, 잔류성 유기 오염물질에 관한 스톡홀름 협약 등도 조만간

가입을 추진할 예정이다.

철강산업에 결정적인 향을 미치게 될 국제협약은 대기오염 및 지구온난화 관련 협약, 수질

오염 관련 협약, 폐기물처리 관련 협약 등으로 판단된다.

1. 대기오염 및 지구온난화 관련 협약

철강산업에 가장 크게 향을 미치는 협약으로 “기후변화에 관한 국제연합 기본협약”

(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC)이 있다.

철강산업

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지구 온난화의 원인은 이산화 탄소(CO2), 메탄(CH4), 프레온 가스(CFCs), 아산화 질소(N2O)

등의 온실가스가 지구표면의 복사 에너지가 대기 외부로 방출되는 것을 차단(억제)하여 대기 온

도를 상승시키는 것으로 알려져 있다. 지구 온난화 현상은 해수면 상승에 따른 경작면적 감소와

주거지 상실, 홍수 및 가뭄 등 기상이변 피해의 속출, 그리고 산림을 포함한 생태계의 파괴 등

지구환경에 막대한 향을 미치게 될 것으로 우려된다.

지구 온난화의 가장 큰 원인(5O% 이상)인 이산화탄소(CO2)의 대기 중 농도는 산업혁명 이래

연평균 0.5%씩 상승하여, 산업혁명 이전의 28ppm에서 1990년에는 50ppm으로 약 25ppm 증가

하 고, 지구 평균온도는 0.3∼0.6℃ 상승하 다. 현재의 추세로 인공적인 온실가스가 계속 방출

될 경우 2100년경에는 이산화탄소 등의 대기중 농도 증가로 지구표면 평균기온이 1990년 대비

1.4∼5.8℃ 상승하고 해수면도 0.09∼0.88m 정도 상승할 것으로 예측되고 있다.

‘94년 3월 지구 온난화 방지를 위한 기후변화 협약의 발효 이후 ’99년까지 5차에 걸친 당

사국 총회가 개최되었다. 동 협약은 대부분 화석연료에 의존하고 있는 에너지 다소비 국가들

의 철강산업에 향을 미칠 것으로 예상된다. ‘97년 교토 의정서에서 선진 38개국(주로

OECD국가와 구 동구권)은 2008년부터 2012년까지 '90년 이산화탄소 발생량 대비 평균 5.2%

의 온실가스 감축을 합의하 다. 특히 2002년 교토 의정서가 발효되면, 우리나라 등 선발개도

국의 CO2 저감 의무 요구가 한층 강화될 전망이다. 또한 지금까지의 3가지 온실 가스인 CO2

(이산화탄소), CH4(메탄), N2O(아산화 질소: 90년 기준)에 프레온가스 대체물질(95년 기준)인

HFC(수소불화탄소), PFC(과불화탄소), SF6(6불화황) 등이 추가되어 6개의 온실가스가 포함될

예정이다.

2. 수질오염 관련 협약

철강산업에서 우려되는 수질 오염원은 부유 고체 입자, 독성물질(중금속, 페놀, 청산 칼리)로

구분된다. 평균적으로 제철소는 철강 생산량 1톤당 1.6kg의 고상 부유물질, 150g의 오일, 110g의

암모니아 질소, 그리고 8g의 페놀, 메틸과 청산가리를 포함한 3㎥의 폐기물을 배출한다. 고체 부

유물은 주로 철산화물이고, 양적으로 수질 오염물질의 대부분을 차지하며 물속의 산소공급을

감소시켜 수생 생명에 악 향을 미친다. 용광로, 전기로, 압연 등 철강 제조공정에서의 배출수는

미량의 중금속과 분해되지 않는 유기성분을 포함하기도 하지만, 수처리 설비를 이용하여 재사

용량이 높아 실제 폐수 발생량은 사용량에 비해 작은 편이다.


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3. 폐기물 처리 관련 협약

바젤협약은 가입국에 대해 유해 폐기물의 국가 간 이동 및 그 발생을 억제하고, 발생된 폐기

물에 대해서는 환경적으로 건전한(Environmentally Sound) 처리 및 개도국 내에서 발생되는 폐

기물에 대해서는 적절한 처리를 할 수 있도록 지원할 의무를 규정하기 위한 것이다. 바젤협약은

수은, 카드뮴 등 45종을 유해 폐기물로 지정하고, 협약 비가입국과의 교역을 금지한다. 협약의

규정에 따라 유해 폐기물의 발생을 최소화하고, 유해 폐기물을 적정하게 관리한다. 그리고 폐기

물의 국가간 이동시에 협약상 적법절차를 준수하도록 하고 있다. 1970년대 이후 유해 폐기물의

국가 간 이동에 따른 몇몇 사건이 국제적인 주목을 받게된 것이 계기가 되었다.

현재 진행상황으로서는 1981년 11월에 우루과이 몬테비데오에서 UNEP 주관으로 열린 정부

간 회의에서 몬테비데오 프로그램이 탄생하 고, 그 주요 의제 중에 유해 폐기물의 국가간 이동

문제가 포함되었다. 1984년에 UNEP는 유해 폐기물의 안전관리를 위한 전문가 실무단을 설치하

으며, 1987년 10월에 유해 폐기물의 적정관리에 관한 협약을 준비하기 위한 법률 및 기술전문

가로 구성된 특별 실무 그룹회의 조직위원회를 개최하엿다.

1988. 2 ∼ 1989. 3 : 제1차∼제5차 특별 실무 그룹회의 개최

1989. 3. 20 ∼ 22 : 전권 대표회의 개최, 바젤협약 채택(34개국 서명)

1992. 5. 5 : 협약 발효 (협약 사무국 : 제네바 소재)

1999. 12 : 제5차 당사국총회(스위스 바젤)에서 책임 배상 의정서 채택

우리나라는 1994. 2. 28에 바젤협약에 가입하 으며, 1994. 5. 29 국내법과 동시에 협약이 발

효되었다. 2000년 2월 현재 가입국수는 모두 133개국이나, 주요 미비준국에는 미국이 포함되며,

북한은 1989. 3월 서명 후 현재까지 미비준 상태이다.

철강산업

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제3절 각국의 환경규제가 철강산업에 미치는 영향

주요 선진국의 환경정책과 규제는 자국내에서 활동하는 기업은 물론 외 국가와 기업들에

게도 직, 간접적으로 향을 미친다. 선진국의 환경정책이 명령과 통제중심의 직접 규제방식에

서 다양한 경제적 수단을 활용하고 있으며, 최근에는 자율 환경 경 방식을 도입하여 환경보호

의무를 요구하고 있다. EU의 환경지침, 미국과 일본의 자동차 연비기준 강화, 독일의 생산자 확

대 책임제, 북유럽 국가들의 탄소세 등 환경오염을 유발하는 제품 및 산업에 대해 다양한 규제

수단을 적용하고 있다..

선진국의 환경정책 강화는 수출 중심의 국내 기업에 직접적인 향을 미치고 있다. 미국, EU

등 주요 선진국은 지난 수 십년간 환경보전을 목적으로 적용하던 각종 환경 오염물질 배출 허용

기준을 보다 강화하고 이를 상품 및 공정에까지 요구하고 있다. 관련 기술 및 공정을 확보하지

못한 국가와 기업에는 비관세적 무역장벽으로 작용하게 된다.

수출 지향 산업구조의 우리나라는 선진국의 규제 동향에 신속히 대응할 필요가 있으며, 환경

관련 기술이 선진국에 비해 앞설 경우 새로운 시장의 선점 기회로 활용이 가능하다..

1. 미국

미국은 대기 정화법, 수질 정화법 등 다양한 법규와 프로그램을 통해 환경정책을 구현하고

있다. 예방보다 사후처리에 집중되어 있고 다양한 시장 메커니즘을 활용한 시책을 추진하고 있

다.

대기정화법을 제정하여 오염 물질인 탄화수소(HC)와 질소산화물(NOx)의 배출량을 1994년의

기준치보다 각각 40%, 60% 감소시키고, 2003년까지는 50%로 감소토록 의무화하고 있다. 클린턴

행정부는 2000년 12월, 대형 트럭 및 버스에 의한 대기오염을 향후 10년 동안 90% 이상 감축하

겠다는 강력한 규제조치를 발표하 다.

수질정화법으로 오염물질을 수계에 방출할 가능성이 있는 모든 작업장을 대상으로 생산과정

에서 발생하는 폐수는 물론 생활오수까지 강력한 배출 허용기준을 수립하여 적용하고 있다.

전자, 전기 산업계에서 배출하는 구리, 납과 납화합물, 은, 크롬에 대해서는 배출 허용기준과

측정결과의 공개 등을 의무화하여 해당업체에 큰 부담으로 작용하고 있다.

최근 배출권 거래 등 시장원리를 활용한 다양한 경제적 수단을 동원하고 있으나 복잡한 환경


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법규로 인하여 제도간 시너지 효과를 이루어 내지 못하고 있다. 수출기업으로서는 불리한 점으

로 작용하고 있다.

2. 일본

일본은 환경정책의 지속적인 강화를 위해, 자동차 배기가스 배출 허용기준 강화, 그린 세제

도입, 폐자동차 및 폐가전 제품의 재활용, 에너지 절약 라벨 제도 등을 도입하여 실시하고 있

다.

기후변화 협약에 대응하고 대기오염 개선을 위해 2010년 말까지 승용차의 연비효율을 1995

년 대비 22.8%, 화물차는 13.2% 개선(디젤 차량의 경우 2005년까지 연비효율을 14.9%, 화물차는

6.5%)을 의무화(1999년 4월)하 다. 2000년 10월부터 질소화합물과 일산화탄소의 배출 허용기준

을 현행보다 68%이상 감축할 계획으로, 디젤 차량의 경우 2003년까지 질소 화합물 배출을 25%

개선해야 한다. 자동차의 질소 화합물 배출 허용량을 2000년도 기준으로 12만톤으로 설정하

으나, 1997년에 이미 초과함으로써 대기오염이 심각한 문제로 제기되고 있으며, 질소 화합물 배

출량이 적은 휘발유 사용차량에 대해 자동차세를 경감하는 ‘그린세제’를 도입하여 시행중이다.

‘폐가전 제품 리사이클링 법’을 제정하여, TV, 냉장고 등 가전제품에 대한 재활용 의무를 강

화하고, 에어컨, 형광등, TV, 냉장고, 냉동고 등 5개 품목을 대상으로 소비자가 이해하기 쉽도록

에너지 절약기준을 달성율과 목표연도, 및 에너지 소비율을 표시하는 에너지 절약 표시제 시행

하고 있다.

3. 캐나다

캐나다는 1990년부터 환경보전과 경제성장을 동시에 추구하기 위한 ‘환경계획(Green Plan)'

을 수립하여 시행중이다.

오존층 파괴를 방지하기 위하여 냉매(CFC 등)를 사용하여 생산된 플라스틱 포장용기와 압축

용기 제품 등에 대한 생산과 수입을 금지하고 있다.

에너지를 사용하는 제품에 대해 최소 에너지 효율기준을 설정하고 캐나다 국내에서 생산되

는 제품과 수입제품에 대해 효율기준을 적용하고 있다. 건조기 등 21개 품목을 구체적으로 규정

하여, 품목별 효율기준을 충족하는 제품에 한하여 생산이나 수입을 허용하고 있다. 캐나다 정부

가 해당 제품의 에너지 효율을 인정하는 제품에 대하여 인증 마크를 부착하여 판매하도록 의무

철강산업

22

화하고 있다.

아황산 가스와 질소 화합물에 대해 배출 허용기준을 설정하고 단계적 저감 유도하고 있다.

2001년부터 캐나다에서 판매되는 자동차의 배기 가스 배출량을 1991년 대비 70% 이상 줄이기

위해 여과 장치를 부착하도록 의무화하 다.

4. EU

철강, 비철금속, 자동차, 석유, 화학 산업에 에너지세 및 탄소세를 적용하여 CO2 배출량 및

에너지 사용량에 일정률의 세금을 부과하여 에너지 사용 억제하고 있다.

전 업종에 대하여 환경 마크제를 실시하여 환경상품에 마크를 부여함으로써 무공해 상품 구

매 및 개발을 유도하고 있다.

자동차의 배기 가스 기준에 관한 규제를 강화하 다. 대기 오염방지를 위한 자동차 배기 가

스 기준을 강화하여 준수를 요구하고 있다.

독일에서는 전 업종에 대하여 포장 쓰레기 규제법을 적용하여 생산자가 직접 회수 및 재활용

쿼터제 설정 등을 통해 쓰레기 오염을 방지하고 있다.


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제4절 국내 환경규제가 철강산업에 미치는 영향

국내 환경규제는 1970년대에는 경제개발 우선, 1980 및 1990년대는 경제개발과 환경의 조화,

그리고 1990년대 말부터는 지속가능한 산업발전의 정책 기조 하에 변화하 다.

1. 대기오염

1990년대 후반부터 국내 대기 오염물질 배출 허용기준은 계속 강화되고 있다. 환경부는 2005

년 이후 적용할 대기 오염물질 배출기준을 마련하여 각 사업장으로 하여금 환경 오염방지를 위

한 투자계획 및 신기술 개발 계획을 수립하도록 하고 있다.

개정된 대기 환경보전법 시행규칙 중 개정령의 주요 내용은 기존 시설에 대해서는 2005년 이

후에 유황산화물, 질소산화물, 분진 등에 대한 배출 농도가 하향 조정되며, 특히 질소산화물의

배출 기준이 강화된다. 신규 시설의 경우는 대기오염물질 배출 기준이 더욱 강화되어, 2005년

이후 관련 시설 건설 시에는 대기 오염방지 설비의 설치와 유효성에 대한 검토가 필수적이다.

- 물질별 배출 허용 기준(대기 환경보전법 시행규칙 주요 개정내용, 철강관련)

오염물질 배 출 시 설적용기간 및 배출허용기준

2000년12월31일까지 2005년1월1일 이후

유황

산화물

금속의 용융․제련 및 열처리 시설 중 배소로, 용광로 및 용선로

650 ppm이하 300 ppm이하

코크스 제조 시설 150(7) ppm이하 150(7) ppm이하

질소

산화물

금속의 용융, 제련 및 열처리 시설 (1) 배소로 (2) 용광로 및 용선로 (3) 소결로 (4) 가열로

350 ppm이하350 ppm이하220(15) ppm이하250(15) ppm이하

200 ppm이하100 ppm이하220(15) ppm이하200(11) ppm이하

분 진

금속의 용융, 제련 및 열처리 시설 (1) 전기아크로 (유도로 포함) (가) 기존시설(1998.12.31 이전) (나) 신규시설(1999.1.1 이후) (2) 용광로, 용선로 및 배소로 (3) 소결로 (4) 가열로

20 ㎎/S㎥이하15 ㎎/S㎥이하50 ㎎/S㎥이하50(15) ㎎/S㎥이하70(11) ㎎/S㎥이하

20 ㎎/S㎥이하15 ㎎/S㎥이하50 ㎎/S㎥이하50(15) ㎎/S㎥이하70(11) ㎎/S㎥이하

코크스 제조시설 100(7) ㎎/S㎥이하 50(10) ㎎/S㎥이하

철강산업

24

대기오염 관련 규제는 다음과 같이 변화하여 강화되고 있다.

◦ 분진, 매연, SOx 규제 ⇒ NOx, SMOG, 산성비, 오존 규제

◦⇒ 악취, VOC, 염소계 유기 화합물질 규제

국내 대기오염과 관련된 규제의 진행상황은 다음과 같다.

◦‘77 환경보전법 제정(공해방지법 : ‘63) 및 환경 향 평가제도 도입

◦‘79 대기환경 기준설정( SO₂)

◦‘83 대기환경 기준 항목 추가

◦‘86 대기보전 특별대책 지역지정(울산, 온산, 미포)

◦‘91 대기환경 기준 항목수(Pb)

◦‘96 대기보전 특별대책 지역지정(여천)

◦‘97 배출 기본 부과금 제도 시행(배출 허용기준 3단계 강화 : ‘91. ’95, ‘99)

◦‘2000년 이후

․ 대기 보전정책의 합리적인 기반조성

․ 사업장 대기의 질 관리 강화

․ 쾌적한 생활환경 조성

2. 수질오염

수질오염 관련 규제는 다음과 같이 변화하여 강화되고 있다.

◦유기물질, 부유 물질 규제 ⇒ TCE, PCE, 총질소, 총인 규제

⇒ 미량 물질 규제

국내 수질오염과 관련된 규제의 진행상황은 다음과 같다.

◦‘77 환경 보전법 제정(공해방지법 : ‘63) 및 환경 향평가 제도 도입

◦‘78 수질환경 기준 설정(해역: I∼Ⅲ 등급)

◦‘87 수역별 환경기준 고시(하천별 기준 등급, 달성 기간)

◦‘90 수질환경 보전법 제정(배출 허용기준 강화)

◦‘97 기본 배출 부과금 제도 시행(COD, SS)

◦‘2000년 이후

․배출 규제 기준 강화 : 규제 항목 확대, 질소 및 인 규제 강화

․폐쇄성 수역에 대한 총량 규제

․규제 도입 검토


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3. 폐기물 처리

국내 폐기물 처리 관련 규제의 진행상황은 다음과 같다.

◦‘77 환경 보전법 제정(공해 방지법 : ‘63)

◦‘86 폐기물 관리법 제정(폐기물 분류 : 일반, 특정)

◦‘92 자원절약과 재활용 촉진법, 폐기물 국가 간 이동 규제법 제정

◦‘95 폐기물 처리시설 설치 촉진 및 지원법

◦‘96 폐기물 분류 변경(생활, 사업장(지정))

◦‘2000년 이후

․폐기물 발생 억제 및 감량화

․폐기물 재활용 촉진

․매립시설 설치 및 관리기준 강화

․소각로 및 침출수 처리 기준 강화

4. 기타

환경보존 관련 법안의 진행상황은 다음과 같다.

◦‘77 환경보전법 제정(공해방지법 : ‘63)

◦‘90 환경정책 기본법, 유해 화학물질 관리법 제정

◦‘93 환경 향평가법 제정

◦‘95 토양 오염 방지법제정

◦‘99 환경 향평가 협의기준 초과 부담금 시행

◦‘2000년 이후

․경제적 제재수단 강화

․지구환경 보전활동(지방의제 21, 환경선언)

․유해 화학물질 안전관리 강화

철강산업

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제5절 전 망

철강산업은 환경규제의 향을 가장 많이 받는 업종으로서, 생산량 증가에 따라 환경오염 물

질의 발생량은 증가하게 될 것으로 예상된다. 기존의 오염물질에 대한 규제(바젤 협약, 기후변화

협약 등)는 WTO, OECD, 뉴라운드를 거치며 환경문제를 무역과 연계시키는 방향으로 변화하고

있다. 이러한 규제 변화는 다른 나라에 비해 수출 비중이 큰 우리나라의 철강산업에 크게 향

을 미치게 될 것으로 전망할 수 있다. 최근 국제 환경규제가 ‘환경관련 상품의 서비스의 관세 비

관세 장벽 감축 철폐’, ‘결과를 예단하지 않으면서 다자간 협상’, ‘환경과 무역의 연계 강화’ 등으

로 추진되고 있으며 앞으로도 이러한 기조는 큰 변화가 없을 것으로 예상된다.

오염물질의 배출량 규제에서 오염원을 원천적으로 줄이기 위한 규제 또는 경제적으로 재활

용할 수 있는 제품 생산을 권장하는 방향으로 변화하고 있다. 앞으로 원․부재료, 생산공정, 제

품으로 이어지는 전체 공정구조가 오염물질 배출량을 최소화하는 환경 친화적 구조로 전환되고,

생산성 증대와 에너지 절감에 따른 생산원가 절감과 자원보호 및 환경보존을 병행하는 청정생

산기술의 개발과 적용이 요구된다.

국내에서도 2005년부터 대기환경 규제가 한층 강화되어 철강산업의 큰 부담으로 작용하게

될 것이며, 통상과 환경이 연계되어 국내 철강산업은 보다 적극적인 시설투자와 연구개발 활동

이 요구되고, 국제간 협의도 그에 대한 외교역량을 집중해야 할 것이다.


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- 환경외교의 양태 (외교통상부 자료)

회의외교/다자외교(Conference/Multilateral Diplomacy)

지구차원의 환경문제를 해결하기 위해 많은 국가의 합의가 필요하므로 다자간 회의외교가

발달함.

최근 환경분야 다자외교는 독립국가 수의 급격한 증가, 지역 통합기구의 출현, 선진국과

개도국간의 첨예한 입장대립, 선진국과 개도국 내의 이익 다변화, 국내 및 국제 NGO의

증가와 협의대상 역의 전문화 등으로 과거와는 다른 양태의 다자외교로 발전됨.

국별 이익의 다변화

냉전체제의 와해로 많은 독립국가가 탄생하고, 유엔 회원국 수가 180여 개국을 상회함으

로서, 다자외교를 통한 합의 모색과정은 보다 복잡해짐.

EU 등 지역경제 통합기구의 출현으로 특정 국가그룹 또는 특정지역내 국가의 공동이익을

대변하는 경우가 발생하고, 선진국 또는 개도국 내에서도 사안별로 다른 입장을 취하는 국가

그룹이 출현하게 됨.

협상대상 역의 다양화

경협상 역은 대기, 수질, 해양, 산림, 폐기물, 생물 등 다양한 분야로 세분화되어 협상 자의

법률적인 전문성과 함께, 기술적인 전문성이 요구됨.

특히, 과학적 근거가 환경문제에 대한 국제적 합의 기반이 되고 있어 과학적인 불확실성을

최소화시키고자 하는 노력이 극대화되고 있는 것도 특징 중의 하나임.

협상의 집중화 및 기간의 단기화

환경문제는 방치하는 경우 복구비용이 기하 급수적으로 증가하고, 이러한 문제에 대한

정치적 압력이 가중되므로 일단 특정 환경문제가 제기되면 그를 해결하기 위한 국제적

합의추구 과정은 집중적으로 진행되며, 단기간(2년 이내)에 국제적 합의에 도달하게 됨.

지역협력의 강화

환경문제는 대부분 국내 또는 지역적인 성향이 강함. 지구환경 문제도 지역 또는 소지역

협력을 강화하는 추세임. 특히, 이동성 대기오염 또는 연안 및 지역해양 오염의 경우

지역차원의 협력은 필수적임.

NGO의 참여증진

비정부간 기구(NGO)가 다자간 환경회의에서 차지하는 비중은 점차 커지고 있음. 이들은

회의 준비기간 및 회의 결과의 이행과정에서의 국내정책 결정과정에 깊이 간여하면서

자신들의 그룹 이익을 대변하고 있으며 국제회의에서도 적극적인 활동을 전개하고 있음.

철강산업

28

제4장

철강산업의 환경 현황

제1절 환경적 특성

1. 일관제철 공정

일관제철 공정은 철광석을 환원하여 철을 제조하므로 불순물 함량이 적은 양질의 철강재료를

생산하나, 전형적인 대량의 에너지 소비형 산업(5800 Mcal/t-steel)이다. 화석연료를 다량 사용하

므로 온실가스인 CO2 가스의 발생량이 많다. 코크스 제조 및 철광석 소결과정에서 분진과 유해

가스 등 대기오염 물질이 대량으로 발생한다. 철강재료의 대량생산 체제로 슬래그, 슬러지, 폐내

화재 등 다량의 폐기물이 발생한다. 또한 강재의 주조, 가공공정에서 수질 오염물질을 사용한다.

2. 전기로 제강 공정

전기로 제강 공정은 일관제철 대비 35%수준인 2,000 Mcal/t-steel의 저에너지 소비형의 철강 산

업이다. CO2 가스 배출량은 일관제철 공정의 약 23% 수준인 130 kg-C으로 적은 편이다. 전력 원단

위는 약 490∼500 kWh/t-steel로서 연간 약 10,000 GWh를 소비하는 대표적인 전력소비형 산업이다.

전기로 제강공정은 주원료로서 고철을 사용하는 폐자원 재활용 산업이다. 국내에서는 고철

수요량의 약 30%를 수입에 의존하고 있으며, 2004년경에 양적인 균형을 이룰 것으로 예상된다.

고철 중의 불순원소 농축에 의한 품질 저하로 고부가가치 제품 생산에 장애 요인이 되고 있다.

한편 국내외적인 환경규제 강화추세로 환경관련 비용이 10,950원/톤 수준으로 일관제철 수준

에 육박하고 있다.

슬래그 발생량은 약 120kg/ton-steel이며, 더스트 발생량은 평균 15kg/ton-steel 수준이다. 고

철품질 악화에 따라 분진의 발생량이 증가하고 있는 추세이며, 분진 중 아연 및 중금속 성분의

함량이 높아 재활용율이 낮은 실정이다. 폐기물의 매립처리를 하기 위해서 무공해화 처리 비용

의 과다, 매립지 부족 등의 문제가 해결될 필요가 있다.

전기로에서는 Arc 발생시의 소음 및 진동에 대한 규제가 강화되고 있는 추세이다.

제4장 철강산업의 환경 현황

29

제2절 환경 오염물질 발생 현황

철강산업은 에너지 다소비 산업이며, 온실가스인 이산화탄소, 분진과 유해가스 등 대기오염

물질의 배출량과 슬래그, 슬러지 등 다량의 폐기물이 발생한다.

- 공정별 오염물질의 종류

오염물질

공정구분대기오염 물질 수질오염물질 폐 기 물

Up-stream

(제선, 제강, 연주)

CO2

Dust

NOx, SOx

VOC

Dioxine

Cl-, CN-

COD

F-

슬래그

슬러지

Dust

폐내화재

폐잔사

Down-stream

(열연, 냉연, 표면처리)NOx, SOx

COD

Cr+6

F-

T.N

Mill scale

폐내화재

폐유

폐산

일관제철소에서는 대량의 원․연료를 사용하므로 CO2 발생량, 대기 및 수질 오염물질 배출

량 및 폐기물 발생량이 절대적으로 많다. 화석연료를 주연료로 사용하는 현 공정에서는 CO2

가스 발생량을 저감하기 위하여 에너지 사용량 절감 및 에너지 효율향상 기술의 개발이 필요

하다.

전기로 제강공정에서는 에너지 소모량이 일관제철 공정에 비해 적고, 주 에너지로서 전력을

사용하므로 에너지 측면에서는 환경 친화적이라 할 수 있다. 그러나, 고철 중에 농축되는 Cu,

Sn 등 순환성 불순원소가 철강 폐자원의 재활용을 제한하며, 주원료 특성상 다량 발생하는 더스

트 중에 함유된 아연과 중금속 성분이 높아 재활용의 제약 요인이 되고 있다

철강산업

30

1. 폐기물 발생량 추이

가. 슬래그 발생량(단위 : ton)

구 분 발생량재 활 용 종말처리

재생이용 처리업자 자가처리 위탁처리

‘96

고로슬래그

제강슬래그(전 로)

(전기로)

기 타

8,590,376

5,508,349

3,774,239

1,734,110

67,951

587,712

3,827,552

3,230,358

597,194

27,181

8,002,664

1,841,363

517,781

1,323,582

38,806

-

146,071

-

146,071

-

-

143,079

-

141,530

1,549

계 14,116,676 4,442,445 9,882,833 146,071 143,079

‘97

고로슬래그


(전기로)

기 타

8,536,086

6,424,582

4,088,208

2,336,374

68,366

2,235

4,385,283

3,603,035

782,248

-

8,533,851

1,764,558

485,172

3,279,386

64,609

-

146,316

-

146,316

-

-

-

-

-

1,361

계 15,029,034 4,387,568 10,363,018 146,316 1,361

‘98

고로슬래그


(전기로)

기 타

8,151,399

6,043,129

3,899,000

2,144,129

110,169

5,132

2,044,568

1,798,513

246,055

1,039

8,146,267

3,908,561

2,100,487

1,808,074

77,934

-

94,287

-

94,287

-

-

-

-

-

2,016

계 14,304,697 2,050,739 12,132,762 94,287 2,016

‘99

고로슬래그


(전기로)

기 타

7,994,204

6,107,416

3,878,131

2,229,285

69,330

5,906

1,502,305

1,315,305

187,045

-

7,988,298

4,519,797

2,562,871

1,956,926

75,370

496

-

-

496

-

-

-

-

-

-

계 14,170,950 1,695,256 12,583,465 496 -

‘00

고로슬래그


(전기로)

기 타

8,192,633

6,545,492

4,104,611

2,440,881

72,256

3,381

1,600,603

1,188,077

412,526

-

8,189,252

4,755,344

2,916,534

1,838,810

66,927

-

-

-

984

-

-

-

-

-

1,923

계 14,810,381 1,603,984 12,583,465 984 1,923


31

연간 약 1500만톤 정도의 철강 슬래그가 발생하며, 80% 이상이 일관제철소에서 발생한다.

고로 슬래그는 전체 슬래그 발생량의 약 56%를 차지하며, 시멘트 원료로 주로 사용되고, 도

로 및 성토용 골재, 비료, 요업재료 원료 등으로 100% 재활용되고 있다.

전로 슬래그는 전체 슬래그 발생량의 약 28%를 차지하며, 파쇄 후 함철 성분은 회수하여 재

사용하고, 약 95% 정도가 성토용 골재 또는 시멘트 원료로 재활용되고 있다.

전기로 슬래그는 전체 슬래그 발생량의 약 16%를 차지하며, 도로 및 성토용 골재 등으로 전

량 재활용되고 있으며, 도로용 골재로 재활용하는 양이 매년 증가 추세에 있다.

나. 슬러지 발생량(단위 : ton)

구 분 발 생 량재 활 용 종말처리


‘96

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재 2차가공

1,028,709

23,502

16,510

6,452

7,899

248,720

-

-

-

-

156,675

8,067

2,548

1,725

198

623,314

-

-

-

-

-

15,567

13,904

1,554

7,092

계 1,083,072 248,720 169,213 623,314 38,117

‘97

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재 2차가공

1,219,159

24,566

15,887

6,769

10,984

220,878

-

-

-

-

211,306

12,578

5,663

1,624

4,126

786,975

-

-

-

-

-

11,923

10,194

5,145

6,254

계 1,277,365 220,878 235,397 786,975 33,516

‘98

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재 2차가공

1,223,161

24,671

11,295

3,865

10,916

356,632

-

-

1,730

-

184,940

13,976

1,442

1,428

3,545

681,589

-

-

-

-

-

10,440

9,840

706

7,379

계 1,273,908 358,362 205,331 681,589 26,445

‘99

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재 2차가공

1,148,247

24,753

19,732

4,340

11,547

401,102

-

-

1,730

-

224,339

12,005

7,179

251

4,442

497,131

-

-

-

-

-

13,034

12,546

2,362

7,097

계 1,208,620 402,832 246,006 497,131 37,250

‘00

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재 2차가공

1,186,000

25,496

22,053

4,832

8,956

498,000

-

-

1,852

-

317,000

9,670

5,590

121

1,662

371,000

-

201

-

-

-

15,775

16,273

2,764

7,303

계 1,247,380 499,852 334,043 371,201 41,139

철강산업

32

1)강압연:제강업체 10개사, 단순압연 : 2개사, 냉간압연 : 7개사, 강관 : 4개사, 선재 2차 가공 : 5개사

슬러지의 재활용율은 1996년 39%에서 2000년 67%로 대폭 증가하 으나, 수분 함유량 저감에

의한 발생량 저감 및 공정 재투입에 의한 재활용은 한계가 있으므로 다른 재활용 방안의 개발이

필요하다.

다. 분진 발생량

(단위 : ton)



‘96

일관제철

전 기 로

강 관

기 타

884,879

273,587

6,638

12,352

692,713

42,680

-

5,162

153,991

95,148

6,567

2,445

38,175

-

-

-

-

207,626

73

4,665

계 1,177,456 740,555 258,151 38,175 212,364

‘97

일관제철

전 기 로

강 관

기 타

1,056,146

332,172

6,498

9,971

886,756

43,600

-

1,200

123,440

124,769

6,399

-

45,950

32,446

-

-

-

139,698

101

8,798

계 1,404,800 931,556 254,608 78,396 148,597

‘98

일관제철

전 기 로

강 관

기 타

1,058,782

287,916

4,285

13,714

876,934

52,923

-

2,295

148,161

131,602

4,138

-

33,687

15,684

-

-

-

89,482

152

11,476

계 1,364,697 932,152 283,901 49,371 101,110

‘99

일관제철

전 기 로

강 관

기 타

1,100,248

326,768

4,848

16,917

926,887

75,940

-

4,690

113,160

108,809

4,703

-

60,201

24,982

-

-

-

118,846

144

12,190

계 1,448,781 1,007,517 226,671 85,183 131,180

‘00

일관제철

전 기 로

강 관

기 타

1,193,000

336,204

3,961

16,738

1,072,000

113,806

-

3,875

76,000

75,853

3,940

-

45,000

21,000

-

-

-

110,681

38

13,001

계 1,549,902 1,189,681 155,793 66,000 123,683

분진은 연간 약 150 만톤이 발생하며, 일관제철소 발생량이 전체의 77%를 차지하고 있다.


33

일관제철소에서 발생하는 분진은 주로 소결용 원료로 재활용되며, 일부 아연이나 알칼리 금

속 함량이 높은 분진은 사외에서 재활용하거나 매립하고 있다.

2000년 기준으로 약 34만톤이 발생한 전기로 분진은 약 56%인 19만톤이 재활용되었다. 전기

로 분진의 재활용 용도는 주로 아스콘 채움재로 쓰이거나 공정에 재투입되고 있다.

특히 전기로 분진에는 Pb, Cd과 같은 중금속과 Zn과 같은 유가금속이 20%이상 포함되어 있

으므로, 유가금속과 중금속을 회수하거나, 중금속을 안정한 화합물로 만드는 등 경제적이며 효

율적인 처리방법의 개발이 요구되고 있다.

라. 밀 스케일 발생량(단위 : ton)


자체활용 판 매 자가처리 위탁처리

‘96

일관제철

제강압연

기 타

462,954

257,125

32,979

461,854

-

-

1,100

276,630

66,240

-

-

-

-

-

339

계 753,058 461,854 310,991 - 339

‘97

일관제철

제강압연

기 타

474,050

297,979

37,228

470,101

-

-

3,879

301,997

35,700

-

-

-

-

-

306

계 809,317 470,171 341,576 - 306

‘98

일관제철

제강압연

기 타

466,386

269,830

32,722

461,227

4,806

-

5,159

265,025

32,669

-

-

-

-

-

53

계 768,752 466,033 302,853 - 53

‘99

일관제철

제강압연

기 타

473,879

305,751

33,083

468,322

9,949

-

5,557

297,155

33,387

-

-

-

-

-

53

계 812,713 478,271 336,099 - 53

‘00

일관제철

제강압연

기 타

535,000

233,849

32,778

535,000

-

-

-

233,849

33,059

-

-

-

-

-

53

계 801,627 535,000 336,099 - 53

스케일의 주성분은 철산화물이므로 공정에 재투입되거나, 외부에 판매되어 전량 재활용된다.

철강산업

34

마. 폐유 발생량

(단위 : ton)



‘96

일관제철

제강압연

냉간압연

강 관

기 타

15,443

5,923

3,274

2,676

427

-

-

-

-

-

1,658

1,675

60

41

49

10,476

-

553

324

28

3,309

4,288

2,672

2,308

351

계 27,743 - 3,483 11,381 12,928

‘97

일관제철

제강압연

냉간압연

강 관

기 타

12,297

5,640

3,748

3,330

536

1,212

110

-

-

-

805

1,833

279

139

225

8,376

-

879

324

-

1,904

3,677

2,554

2,861

320

계 25,551 1,212 3,281 9,579 11,316

‘98

일관제철

제강압연

냉간압연

강 관

기 타

11,725

6,086

4,207

1,648

306

6,688

-

-

-

-

1,483

2,047

370

90

148

3,554

850

243

193

-

-

3,212

3,491

1,358

156

계 23,972 6,688 4,138 4,840 8,217

‘99

일관제철

제강압연

냉간압연

강 관

기 타

14,150

3,996

7,856

1,729

297

9,418

-

-

-

-

682

1,754

1,034

137

153

4,050

429

97

193

-

-

1,704

6,713

1,426

156

계 27,998 9,418 3,760 4,769 9,959

‘00

일관제철

제강압연

냉간압연

강 관

기 타

14,000

2,901

6,482

1,712

280

1,000

-

-

-

-

-

967

285

110

88

8,000

-

564

193

-

5,000

1,605

5,613

1,601

193

계 25,375 1,000 1,829 8,564 13,919

철강공정에서 발생하는 폐유는 약 25000톤/년으로 대부분 종말처리하고 있는 실정이다.


35

바. 폐산 발생량(단위 : ton)



‘96

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재2차가공

3,432

2,504

3,529

13,436

11,215

3,432

-

720

3,375

-

-

24

2,291

8,956

11,224

-

380

-

1,100

-

-

2,095

500

-

-

계 34,116 7,527 22,495 1,480 2,595

‘97

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재2차가공

3,883

1,611

3,117

11,359

16,387

3,877

-

105

-

-

-

84

2,526

11,359

16,392

-

-

-

-

-

-

1,157

475

-

-

계 36,357 3,982 30,361 - 1,992

‘98

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재2차가공

80,880

1,221

2,070

7,863

13,341

80,831

-

283

2,560

2,142

48

1,192

1,324

5,253

10,998

-

-

-

-

-

-

39

442

-

-

계 105,375 85,816 18,815 - 481

‘99

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재2차가공

91,389

1,614

919

7,417

14,388

91,335

-

100

2,560

2,142

-

1,571

272

4,810

12,045

-

-

-

-

-

34

49

545

-

-

계 115,727 96,157 18,698 - 628

‘00

일 관 제 철

제 강 압 연

냉 간 압 연

강 관

선재2차가공

101,000

1,189

57,686

7,606

8,351

100,000

-

56,852

3,250

-

-

1,173

272

4,248

8,369

-

-

-

-

-

-

1,000

22

551

-

계 175,831 96,157 14,062 - 1,573

철강공정에서 발생하는 폐산은 전량 회수하여 대부분 재활용되고 있다.

철강산업

36

사. 폐내화재 발생량(단위 : ton)

구 분 발 생 량재 활 용 종 말 처 리


‘96

일관제철

제강압연

168,192

69,560

-

-

6,254

38,621

156,953

-

-

29,624

계 237,752 - 44,875 156,953 29,624

‘97

일관제철

제강압연

220,227

99,974

117,721

-

7,206

55,091

95,300

198

-

40,726

계 320,201 117,721 63,297 95,498 40,726

‘98

일관제철

제강압연

204,469

90,177

110,327

-

14,197

60,025

79,945

-

-

32,119

계 294,646 110,327 74,222 79,945 32,119

‘99

일관제철

제강압연

208,810

83,337

15,126

-

31,102

52,103

162,582

-

-

31,659

계 292,147 15,126 73,205 161,582 31,659

‘00

일관제철

제강압연

230,000

73,264

16,000

-

49,000

47,498

165,000

-

-

25,898

계 292,147 16,000 96,498 165,000 25,898

아. 폐잔사 발생량

(단위 : ton)

구 분 발 생 량재 활 용 종 말 처 리


‘96

제 강

기 타

140,312

2,141

-

1,456

123,550

431

-

-

57,102

26

계 142,453 - 123,981 - 57,128

‘97

제 강

기 타

162,234

144

3,900

403

73,294

-

-

-

90,032

-

계 162,278 4,303 73,294 - 90,032

‘98

제 강

기 타

109,180

389

-

389

59,543

-

-

-

49,810

-

계 109,569 389 59,543 - 49,810

‘99

제 강

기 타

133,702

329

599

329

75,972

-

-

-

42,015

-

계 134,031 928 75,972 - 42,015

‘00

제 강

기 타

133,702

663

75

637

92,221

26

-

-

48,866

-

계 133,849 712 92,247 - 48,866


37

2. 대기 오염물질 발생량 추이

가. CO2 발생량

우리나라의 CO2 가스 배출량의 증가율은 1996∼2000년에 약 3%이며, 2001∼2010년에는

3.3%, 2011∼2020년에는 2.3%로 전망됨. 산업부문의 CO2 배출량은 전체의 약 49%를 차지하며,

그 중 철강과 시멘트산업이 약 50%를 차지하고 있다.

정부는 2020년까지 1995년 대비 이산화탄소 배출 14.2% 삭감을 목표로 하고 있으며, 산업부

문의 경우 6.8%의 저감 목표를 추진중이다.

기후협약의 교토의정서가 발효되면 지구온난화 방지를 위한 이산화탄소 발생억제가 지구규

모로 이루어지게 됨으로 화석연료를 다량으로 사용하는 철강산업은 큰 타격을 입게 될 우려가

있으므로 이에 대한 대책마련이 시급하다.

우리나라 POSCO의 용선 톤당 CO2 배출량은 1.8kg으로 미국이나 유럽 제철소보다 약 30%

높은 수준임. 이는 고철 사용량이 적은 것이 주원인이나, 고로의 미분탄 취입비와 에너지 효율

을 높이고 배열 에너지 회수를 증강시킬 필요가 있다.

나. 대기 오염물질 배출량

철강공정에서 발생되는 대기 오염물질은 SOx, NOx 및 분진 등이 주요 규제 대상이며, 점점

규제가 강화되고 있다.

POSCO의 SOx와 NOx 배출량은 각각 1.4 및 1.5 kg/t-steel 정도이며, 유럽의 제철소들에 비

해서 높거나 유사한 수준이다. 제철소에서는 다량의 분진이 대기 중으로 배출되며, 이러한 분진

의 주요 발생원은 철광석 또는 코크스용 원료탄의 저장 야드와 사용 공장들이다. POSCO의 대

기 중 분진 배출량은 유럽 제철소보다 훨씬 낮은 수준이다. POSCO의 대기 오염물질 배출량을

1999년도 기준으로 2004년까지 SOx를 17∼50%, NOx는 30%, 그리고 분진은 13% 저감시킬 계

획으로 있다.

철강산업

38

3. 수질 오염물질 발생 현황

가. 국내 철강관련 업종별 폐수발생 업체 현황(단위 : 업체수)

종 별

업종별1 종 2 종 3 종 4 종 5 종 계

일 관 제 철 2 - - - - 2

제 강 압 연 2 1 2 - 8 13

냉 간 압 연 5 - 3 1 1 10

단 순 압 연 1 - - - 2 3

강 관 - 2 1 1 2 6

선재 2차가공 - 2 4 - - 6

합 금 철 - - - - 3 3

계 10 5 10 2 16 43

1)주 : 1일 폐수 발생량 기준, 1종 : 2,000톤 이상, 2종 : 700~2,000톤, 3종 : 200~700톤,

4종 : 50~200톤, 5종 : 기타․2)주 : 폐수배출량 = (용수 사용량 + 공정 중 발생량) - (생활 용수량 + 보일러 용수량 + 제품 함유량

+ 공정 중 증발량 + 기타 방류되지 않는 양)

나. 수질 오염물질의 배출 허용기준에 대한 법규

각 지역별 수질 오염물질의 허용기준은 다음과 같다.

- 1일 폐수 배출량 2,000톤 이상(단 위: ㎎/l)

항 목

지역구분

생물 화학적

산소 요구량화학적 산소 요구량 부유 물질량

청정지역 30 이하 40 이하 30 이하

가 지역 60 이하 70 이하 60 이하

나 지역 80 이하 90 이하 80 이하

특례지역 30 이하 40 이하 30 이하


39

- 1일 폐수 배출량 2,000톤 미만 (단 위: ㎎/l)

항 목

지역구분

생물 화학적

산소 요구량화학적 산소 요구량 부유 물질량

청 정 지 역 40 이하 50 이하 40 이하

가 지 역 80 이하 90 이하 80 이하

나 지 역 120 이하 130 이하 120 이하

특 례 지 역 30 이하 40 이하 30 이하

※ 청정지역 : 환경기준(수질) Ⅰ등급 정도의 수질을 보전하여야 한다고 인정하는 수역의 수

질에 향을 미치는 지역으로 환경부장관이 정하여 고시하는 지역

※ 가 지역 : 환경기준(수질) Ⅱ등급 정도의 수질을 보전하여야 한다고 인정하는 수역의 수질

에 향을 미치는 지역으로 환경부장관이 정하여 고시하는 지역

※ 나 지역 : 환경기준(수질) Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ등급 정도의 수질을 보전하여야 한다고 인정하는 수역

의 수질에 향을 미치는 지역으로 환경부장관이 정하여 고시하는 지역

※ 특례지역 : 환경부장관이 공단 폐수 종말처리 구역으로 지정하는 지역 및 시장, 군수가 산

업입지 및 개발에 관한 법률 제8조의 규정에 의하여 지정하는 농공단지

다. STS 생산 업체별 총 질소 관련현황

(허용기준(나 지역): 60㎎/l이하)

회사명STS 생산량

(천톤)

방류 폐수량

(㎥/일)

총 질소 농도

(㎎/l)

하수 종말 처리장총 질소 평균농도(㎎/l)

유 입 수 방 류 수

A 1,323 1,460 500-1,500 - -

B 170 350 400-1,500 20.4 20.7

C 156 950 220-2,00035.4- 30-35

D 165 1,200 150-220

E 131 330 950-2,000 - -

F 145 400 200-600 120-150 20-30

질소 화합물은 스테인레스강 압연공정에서 산세 처리에 사용하고 폐기하는 질산 용액이 배

출수 중에 잔존하게 되며, 2003년부터 배출수 중의 총 질소농도의 규제가 시작되므로 질산 대체

물질 개발, 또는 배출수 중 질화물의 무해화 기술 개발이 시급하다.

철강산업

40

제5장

추진과제 및 발전 전략

제1절 추진 과제

1. 전기로 고청정 조업기술 개발

국내 철강 생산 능력을 양분하고 있는 전기로 제강 업계의 공통 관심 사항이다. 각 업체별로

전기로 제강조업에서의 에너지 원단위 및 생산 원가 절감을 위한 설비개선 및 요소기술 개발 노

력을 경주하고 있다. 국내의 한정된 인적, 물적 자원을 공동 활용하여 공통 애로기술을 개발함

으로써, 기업 간 중복 개발투자를 억제하고 높은 시너지 효과가 기대된다.

2. 함철 부산물의 환경친화적 재활용 기술 개발

철강공정에서는 Dust, 슬러지, 스케일 등 함철 부산물이 다량 발생하고 있다. 부산물의 폐

기처리는 환경오염은 물론, 처리비용에 의한 제품의 생산원가 부담 요인이 되고 있다. 철강공정

에서 발생되는 부산물 중에는 공해물질 외에도 다량의 유가금속이 함유되어 있으므로, 부산물

의 폐기처리는 2차 공해뿐만 아니라 유가자원의 낭비요인이 된다. 그러므로 철강공정에서 불가

피하게 발생하는 함철 부산물을 전기로 공정 내에 재투입하는 환경 친화적 자원 재활용 기술을

개발할 필요가 있다.

3. 철강공정 폐수 중의 질소농도 저감 기술 개발

환경부는 2003년부터 방류수 중의 총 질소 농도를 60 ppm 이하로 규제할 예정이며, 방류수

중의 질소는 스테인레스강의 산세공정에서 사용되는 질산이 주 요인이다. 따라서 질산 대체용

무질산 산세용액 개발 등 방출수 중의 질소농도 저감 대책이 시급한 실정이다.

제5장 추진과제 및 발전 전략

41

4. 제강 슬래그의 순환 재사용 공정 개발

철강공정에서 슬래그는 양적으로 가장 많이 발생하는 폐기물로서 거의 대부분 타 산업분야

에서 재활용할 수 있으나, 부가가치가 지나치게 낮기 때문에 많은 양이 매립 처리되고 있는 실

정이며, 특히 정련 슬래그의 조성과 물성은 제품의 품질과 접한 관계가 있으며, 야금학적 정

련제로서 재 이용할 수 있는 유용한 성분을 다량 함유하고 있다. 따라서 슬래그를 공정 중에 순

환 재 사용함으로써 폐기 처리량 저감에 의한 비용절감과 자원의 고부가가치 재활용 효과를 기

대할 수 있다.

5. 저급 노폐고철의 다량 사용 기술 개발

현재 우리나라는 고철 수요량의 상당 부분을 수입에 의존하고 있으나, 철강 축적량의 급격한

증가에 따라 가까운 장래에는 국내 고철의 공급과잉 상태가 예상된다. 선진국들의 사례로부터

특히 품위가 낮은 저급 노폐고철의 처리문제가 환경관련 사회문제로 대두될 것으로 예상된다.

그러므로 철강공정에서의 저급 노폐고철의 적극적인 사용기술을 조기에 확립함으로써, 저급 노

폐고철의 자원화 및 고체철원의 자급화를 위한 기반을 구축할 필요가 있다.

철강산업

42

<표5-1-1> 중장기 기술로드맵

단 계 1 단 계 2 단 계 3 단 계

단계별 목표 환경친화적 기반조성 환경친화적 공정 개발 환경친화적 공정기술 확립

과제년도 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

공

정

기

술

환경친화적

조업기술

개발

제품기술

친환경 제품

개발

재

자

원

화

기

술

함철부산물

복합처리

기술개발

슬래그

고부가가치화

기술개발

고철회생

기술개발

주

변

기

술

에너지

효율향상 및

배출물

무해화

기술개발

전기로 에너지 저감기술 개발

고철 신속

용해기술 개발

용강의 품질 및 실수율

향상기술 개발

전기로 고청정 조업기술

개발

스크랩 열분해 가스화 기술 개발

저슬랙 조업기술 개발

고 스크랩 조업기술 개발

친환경 조업 기술 개발

고기능 저합금강 제조기술 개발

순환성원소 상향강 제조기술 개발

친환경 제품 개발

함철부산물의 전기로 공정

재투입기술 개발

전기로 분진 적정

처리기술 개발

함철부산물의 환경친화적

재활용기술 개발

재투입물질의 조업 및

품질에 대한 영향 평가

제강슬레그 공정 재사용 기술 개발

용융슬래그 순환 기술 개발

제강슬래그 순환

재사용 공정 개발

저급 노폐 고철의

품위향상 기술 개발

저급 노폐 고철

대량사용 기술 개발

고철 대체철원

제조공정 기술 개발

스테인레스강 표면산화

스케일 제거기술 개발

배출수 무공해 처리

기술 개발

배출수 중 질소농도

저감기술 개발

스테인레스강 산세용

질산 대체제 개발

고산소 부하기술 개발

제5장 추진과제 및 발전 전략

43

제2절 발전 전략

환경기술의 우위를 점하고 있는 선진국들로부터 자국의 산업 보호정책의 일환으로 환경과

무역을 연계한 통상압력이 가중될 것으로 예상되며, 그 요구 조건을 수용할 경우 국내 철강산업

의 제품생산 비용이 현격히 상승하여 국제적 가격 경쟁력을 유지하기 어려울 것으로 우려된다.

우리나라 철강업계는 국제적으로 강화되는 환경규제에 능동적으로 대처하고 국내 환경문제

를 근본적으로 해결함으로써, 철강산업의 대외 경쟁력을 지속적으로 유지할 수 있는 지속형 철

강산업 구조를 구축하기 위한 방안으로서, 단기적으로는 기존 공정에서의 공해물질 배출량 저

감, 에너지 절감 및 폐자원의 재활용 기술을 개발, 활용하고, 중기적으로는 친환경적 공정 개발

및 기존 공정의 보완방안을 생각할 수 있으며, 장기적으로는 혁신적인 무공해 신공정 개발에 주

력해야 할 것으로 판단된다.

그러므로 중, 단기적인 기술개발 전략으로서 기존의 공정을 개량하거나 최소한의 설비 보완

을 통해 현 설비의 기능을 최대한 활용하면서 환경 친화적이고 에너지 효율을 극대화할 수 있는

공정기술을 확립하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

철강산업

44

이 보고서는 산업자원부에서 시행한

청정생산기술 개발사업의 기술개발

보고서입니다

제1장 서 론 ... · 2003-08-08 · 제2장 도금산업의 현황 5 ´ r ñ $ Ý ¸ ù ¸ û £...

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