“우리의 발, ‘철’이 만듭니다”

[재미있는 철 이야기-5] 교통수단
자동차·철도·배·비행기 등 전 분야서 활용
철강·교통수단 발달 맞물려 ‘상생관계’ 지속

[아시아경제 채명석 기자] 현대사회는 교통수단이 고도로 발달한 사회다. 이러한 교통수단은 철에 상당 부분을 의존하고 있다.

자동차는 현대인의 필수품이다. 집집마다 텔레비전이 있듯이 자동차 역시 보유하고 있는 것을 당연하게 여기는 시대다. 자동차는 현대인의 발 노릇을 하고 있다. 그런데 이 자동차는 온갖 종류의 철강이 어우러져 있는 철강 덩어리다.

우선 차의 몸통이 모두 철강재다. 또 엔진, 클러치, 기어 등 중요한 부품도 모두 철강으로 이뤄졌다. 나사와 같이 작은 부품까지 철강이 아니고서는 제 역할을 해내지 못한다.

전혀 상상조차 하기 힘든 곳에서도 철강을 발견할 수 있다. 바로 타이어의 내부로 ‘스틸 타이어코드’라는 철강 소재의 섬유가 외부의 고무를 보강, 타이어의 형상과 압력을 유지한다.

철강이 자동차에 폭넓게 적용되는 까닭은 ‘안전’이란 요소를 충족시켜 주는 소재이기 때문이다. 철강은 무척 단단해 잘 변형되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 내부의 승객을 보호하는 데 뛰어나다.

특히 자동차에 쓰이는 고급 철강은 잘 부서지거나 부러지지 않으며 찢어지지도 않는다.

자동차 문짝을 강화하기 위해 철강으로 봉이나 판을 만들어 문짝 속을 보강해 놓았는데, 이 보강물은 옆에서 다른 차와 충돌할 경우 안에 있는 사람을 보호해 주는 역할을 한다.

◆철로 된 길에 철로 된 기차가 달린다= 자동차와 함께 육상교통 수단의 쌍벽을 이루는 것이 철도교통이다.

도심 도로와 고속도로는 나날이 늘어가는 자동차 수에 밀려 원활한 교통량을 보장하지 못하고 있다. 따라서 철도교통 수단이 다시금 인기를 끌고 있다. 이제 철도교통은 도시 내부에서는 지하철의 형태로, 도시와 도시를 연결하는 데 있어서는 일반철도와 고속철도의 형태로 발전했으며, 자기부상열차 같은 미래형 교통수단으로의 진화도 상당 부분 진행 중이다.

철도교통은 그 탄생에 있어서부터 철과 긴밀한 관계를 맺고 있다.

기차가 다니는 길인 ‘레일’이 바로 철로 만들어진다. 처음으로 철로 된 레일이 등장한 것은 1767년으로 영국의 레이널드(Raynolds)가 철로 오목한 모양의 레일을 제작한 것이 그 출발점이었다.

1814년에는 영국의 스티븐슨(George Stephenson)이 증기기관차를 만들었다. 그가 제작한 증기기관차는 1825년 9월 27일 영국 스톡턴과 달링턴 사이 약 40㎞를 시속 16㎞로 달리면서 철도의 대중화·실용화 시대를 활짝 열었다. 이렇게 철도교통은 철로 된 탈것이 철로 된 길을 따라 움직이는 교통수단으로서 출발했다.

최초의 레일이 깔린 뒤 지구상에 놓인 레일의 길이는 지속적으로 늘어나 오늘날 전 세계 철도를 다 이으면 무려 112만 3000㎞를 넘는다고 한다. 이중 우리나라 철도의 길이는 3000㎞ 정도다. 레일에 사용된 철강만 따져도 어마어마한 양이 된다는 것은 쉽게 짐작할 수 있다.

◆철을 물에 띄운다?= 교통수단 중 세계사에 가장 결정적인 영향을 끼친 것을 들라면 단연 선박을 꼽을 수 있다.

선박은 대항해 시대를 거쳐 아메리카 대륙 발견의 주역이었으며, 서구 유럽사회를 오늘날 선진국의 반열에 올려놓은 일등공신이다.

인류 최초의 배로 불리는 파피루스배가 7000여년전 나일강의 물살을 가른 이후 배를 만드는 소재는 나무로, 그리고 철강으로 발전을 거듭해 왔다.

1776년 여객운송용으로 영국 요크셔의 해안에서 건조된 최초의 철선 이후 현대 선박의 소재로 철강 이외의 것을 생각하는 것은 어려우리만큼 배와 철강은 불가분의 관계에 놓이게 됐다.

그 무거운 철이 물에 뜬다는 사실이 놀랍기만 하다. 그러나 그 무거운 철보다 선박을 건조하는 데 더 적합한 소재가 없다는 사실은 더욱 놀라운 일이다.

◆스틸 타이어코드, 선박 TMCP 고장력강= 철강은 바다, 강, 육지 등 장소와 상관없이 교통수단의 가장 중요한 소재로서 그 역할을 다하고 있다. 하지만 각 교통수단에 사용되는 대표적 철강재는 약간씩 차이가 있다.

자동차에는 다양한 철강재가 두루 쓰인다. 열연제품은 방향을 바꾸는 데 필요한 조향장치와 동력전달장치, 측면 문짝의 보강재, 휠디스크와 림 등에 사용되며, 냉연제품은 자동차의 몸체에 이용된다.

스틸 타이어코드는 타이어를 더욱 강하게 하는 보강재로 아주 가느다란 철사를 여러 번 꼬아서 만든다. 타이어가 쉽게 펑크 나지 않는 것은 바로 이 철강재 때문이다.

현대 대형선박은 전부 철강재로 만들어진다. 현대의 선박은 그 몸집이 커지고 있어서 사용되는 철판도 따라서 두꺼워질 수 밖에 없다. 철판을 분류해 보면 두께가 얼마냐에 따라 후판(Plate), 중후판, 후물, 극후물 등으로 나뉘는데 후판은 두께가 6㎜이상∼12㎜미만, 중후판은 12㎜이상∼40㎜미만, 후물은 40㎜이상∼100㎜미만인 것을 말한다. 극후물은 가장 두꺼운 철판이어서 100㎜ 이상인 경우에 해당된다. 선박을 건조할 때는 이러한 두꺼운 철판들을 사용한다.

이러한 후판 중 높은 품질을 자랑하는 것이 선급 고장력강인데 열처리나 TMCP(Thermo Mechanical Control Process) 제조법을 통해 만든다. TMCP 고장력강은 열처리 공정을 생략한 제품으로서 선박을 건조하는 과정에서 용접시 뛰어난 품질을 갖는 철강재다.
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채명석 기자 oricms@asiae.co.kr