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중소기업 기술로드맵 조회결과

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금속 및 세라믹소재

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고강도 철강소재
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

고강도 철강소재 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 기존의 철강 기술 한계 돌파를 위한 초고강도/고연성/저온인성 임계형 기술과 고변형능/초내식성/용접성/ 전자파차폐/생체적합성 신기능 창출을 위한 융합형 기술간 통합 접목을 통한 신기능성 ‘고강도 철강소재’를 의미
  • 범위 : 고강도 철강소재의 범위는 화학조성, 핵생성 및 성장, 변형 및 가공(기계가공, 소성가공, 용접/접합, 주조/단조, 재활용 등)의 임계제어를 통한 불순물 및 나노 석출물 입자의 순기능화이며, 신기능 창출 기술은 복합상화 구현 및 새로운 강화기구 응용 기술
3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망

- 2000년 이후 세계 철강수요를 이끌었던 ‘차이나 붐’(China Boom)이 과잉설비투자로 인한 ‘차이나 쇼크’(China Shock)로 바뀌는 상황
- 최근 자동차 제조사들은 고비중의 철강소재를 대신하여 비중이 낮은 알루미늄과 폴리머의 사용을 점차 증가시키고 있는데, 이에 대응하여 Al과 같은 경량 합금원소를 다향 첨가하여 철강소재의 밀도를 낮추고자 하는 연구가 활발히 진행 중
- 경제구조의 리밸런싱(rebalancing)이 가속화되면서 세계 철강소비의 45%를 차지하던 중국의 철강수료가 정점에 달했고 과도한 설비확장에 따른 공급과잉이 글로벌 철강시장의 수급 불균형을 야기
- 세계철강협회(World Steel Association)에 의하면 2015년에는 세계 철강산업의 공급과잉규모가 8억 1,100만 톤으로 조강 총생산량의 33.4%에 달하며(가동률 100% 가정), 그 규모가 2011년 이후 지속적으로 확대
- 하지만, 중국 국가발전개혁위원회(NDRC)는 2020년까지 조강생산량을 1억~1억 5천만 톤 감축하겠다는 계획을 발효했으며, 2016년 12월 철강생산 세계 2위의 허베이강철과 9위 서우두강철의 합병을 성공시켜 공급 물량의 감축의지를 보임
- 철강산업에서 인구 고령화에 따른 산업구조전환과 민간소비위축을 유발하는 인구절벽(demographic cliff) 현상에 대비해야 한다는 지적이 제기
- 고령화를 경험하고 있는 선진국의 경우 서비스업 중심의 산업구조전환이 공통적으로 나타났으며, 제조업과의 전후방 산업연관효과가 큰 철강소비량이 동반 하락하는 경향을 보임
- 자동차에 사용되는 철강소재는 2015년 5,876만 톤에서 2020년 7,133만 톤으로 증가할 것으로 예상

전력변환장치 기술로드맵

[ 고강도 철강소재 분야의 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 천 톤, %)

제품 시장현황 및 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
세계시장 61,088 63,502 66,012 68,621 71,333 74,151 3.95

[ 고강도 철강소재 분야의 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 천 톤, %)

제품 시장현황 및 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
세계시장 2,797 2,770 2,744 2,718 2,692 2,666 -0.95

* 자료: World Steel Association(https://www.worldsteel.org,), 2015 International Organization of Motor Vehicle Manufacturers(OICA), http://www.oica.net, 2015 금속소재백서 재인용(2015) 주 : 자동차용 철강소재 사용량 = 자동차 생산량X0.9톤(자동차 1대 사용량) 자동차용 강판 사용량 = 자동차용 철강소재 사용량의 70%로 추정

4.기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 해외업체동향
- 독일의 Max-Planck-Institut für Eisenforshung는 고특성 신 합금 설계 기술(저 비중강, 마레이정가), 조합야금, 전산기반 소재해석기술, 소재 정밀 분석 기술 개발 진행 중
- 룩셈부르크 ArcelorMittal는 고강도강 설계 및 제조 기술, 저 비중강 설계 및 제조, 핫프레스포밍강 제조, 표면처리, 고강도강 성형 및 접합기술 개발 진행 중
- 미국의 Colorado School of mine은 3세대 고강도강 설계기술, Quench & Partitioning 공정기술, 고강도강 성형 및 접합기술 개발 진행 중
-  Nippon Steel & Sumitomo Metal는 연간 약 900만 톤의 자동차용 강재를 생산하고 있고, 중국, 태국, 멕시코 등지에 용융아연도금설비 투자하였으며, 자국 내 생산된 내연코일을 이용하여 도금강판을 제조 공급
- 닛산 자동차당 평균 15%의 경량화 및 2005년 연비 평균 대비 약 35%의 연비 향상이 목표
- JFE는 중국, 태국, 인도네시아에 CGL 설비를 투자하여 생산량을 증대
- 환경 규제 기준을 만족시키기 위해서는 대폭적인 경량화가 불가피하며, 이에 따른 기존 소재의 한계 극복을 위한 이종 재료 간 접합 기술이 자동차 제조기업 사이에서도 폭넓은 사용 예상
- 자동차 경량화 시장 개척을 위해 철강 및 화학 기업, 자동차부품 기업의 경쟁이 치열해질 전망

(2) 국내업체동향
- 포스코는 세계에서 유일하게 최고 강도 수준인 2GPa급 제품 생산에 성공
- 현대제철은 열연제품을 생산하고, 현대하이스코에서 냉연 및 도금 제품을 생산
- 철강소재는 가공성이 우수한 초고강도강(UHSS 및 AHSS)을 자동차에 양을 증가시키기 위한 ULSAB적용 기술
- 국내의 경량화 기술 중 탄소소재개발 기술수준은 기술 초기단계

5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 고강도 철강소재의 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
수송기기용 철강소재 고강도/고성형성 자동차용 강판 제조 기술 고강도화, 고성형성, 자동차용 강판, 수송기기용 소재
고강도/저비중 경량강판 제조 기술 고강도화, 경량소재, 수송기기용
표면처리 및 성형 기술 금속 표면처리, 철강소재 성형
사회기반 및 해양플랜트용 철강소재 초고강도 건축/교량용 강판, 내화강재, 강선 제조 기술 고강도, 다용도 강판, 해양플랜트용
저온인성 보증용 초고강도 강재 및 조선/해양구조용 고망간강 제조 기술 고강도, 저온인성, 해양플랜트용, 고망간강 소재
용접 재료 및 용접 기술 철강소재용접
에너지산업용 철강소재 심해/극지에 사용되는 극후물 고강도 강재 제조 기술 고특성 철강소재
에너지 수송효율 향상 및 안전성 확보를 위한 라인파이프강 제조 기술 에너지 채굴 철강소재
극저온 및 고압에너지 저장을 위한 강재 및 평가기술 개발 극저온인성, 우수한 특성의 철강소재