포스코퓨처엠 광양 양극재 2공장 르포
[시사저널e=정용석 기자] 지난 22일 오후 전남 광양시 율촌산업단지 내 포스코퓨처엠 이차전지 소재 ‘콤플렉스 1’은 밀려드는 주문에 맞춘 제품 생산과 공장 증설로 바쁘게 움직이고 있었다. 약 5만평(16만5203㎡) 규모의 양극재 공장 부지에는 연산 9만톤(t) 규모의 제 1, 2 양극재 공장이 들어서 있다.
리튬을 생산하는 포스코필바라리튬솔루션, 리사이클링을 담당하는 포스코HY클린메탈도 콤플렉스 1부지 내 자리 잡고 있다. 포스코필라바리튬솔루션 증설 작업도 한창이었다.
포스코퓨처엠 관계자는 “광양 공장은 수직계열화를 통해 효율성을 극대화했다”며 “향후 다른 지역에도 공장을 지으면 ‘원료→ 양극재 생산→재활용’으로 이어지는 벨류체인을 구축할 계획”이라고 했다.
◇ 양극재 담긴 그릇 ‘사가’···이동·교체 모두 로봇팔 담당
방진 마스크와 보호 안경, 안전모를 쓰고 공기샤워기 내에서 미세먼지를 제거하고 나서야 양극재 2공장 입구에 들어설 수 있었다. 김대완 광양 양극재2공장 부공장장은 “양극재 생산 공정에서 약간의 이물질이나 수분이 들어가면 품질이 저하하는 문제가 발생할 수 있다”면서 광양 양극재 2공장을 설명했다.
양극재를 구성하는 핵심광물 가루를 반죽하고 나면 최고 1000도의 온도로 굽는 소성 공정에 투입된다. 소성 작업은 양극재 핵심 공정이다. 각 회사가 가진 기술력에 따라 생산되는 양극재의 품질은 천차만별이다. 특히 이곳에서 생산하는 단결정 양극재의 경우 온도와 습도 등 공정 환경을 더욱 세심하게 제어해야 한다.
가마에 해당하는 소성로 인근에선 ‘윙~윙~’거리는 기계음만 들려왔다. 55m나 되는 기다란 소성로 내에선 사가(도가니)에 담긴 검정색 가루 형태의 양극재가 컨베이어 벨트를 타고 이동하고 있었다.
양극재는 은색 파이프라인을 통해 사가에 담긴다. 양극재는 자성에 약해 공기를 타고 파이프라인을 이동하도록 설계됐다는 게 김 부공장장의 설명이다. 칸 당 5kg 수준인 사가를 옮기는 작업은 로봇 팔과 컨베이어 벨트가 담당한다. 3단 4열로 쌓인 사가는 소성로에서 가열 작업을 거친다.
축구장 23개 크기의 공장이지만 안내를 담당한 김 부공장장 외엔 직원 찾기가 힘들었다. 수명을 다한 사가를 교체하는 작업도 로봇 팔이 한다. 김 부공장장은 “라인 당 2000여 개나 되는 사가를 사람이 직접 교체하면 근골격계 질환 등 문제가 발생할 수 있다”며 “X레이 장비 등을 통해 최적의 교체 주기를 계산하고 있다”고 설명했다.
◇ 시료 캡슐, 초속 5m 속도로 품질검사실로···재고 관리도 ‘자동화’
이렇게 생산한 양극재 가운데 소량은 시료로 포장돼 품질 검사 과정을 거친다. 소성, 분쇄, 수세 등 단계를 거칠 때마다 시료를 캡슐에 담아 품질검사실로 보낸다. 시료는 실시간으로 품질검사실로 이동하는데, 시료가 이동하는 통로는 ‘에어 슈팅’ 기술이 적용된 초속 5m 속도의 공기가 흐르는 파이프라인이다.
완성된 양극재와 원료를 보관하는 물류 창고는 완전 무인화 시스템으로 운영된다. 20m 높이, 약 1615평의 창고에는 최대 1만2000t의 양극재와 원료를 보관할 수 있다. 개당 500~750kg에 달하는 ‘톤백’에 담긴 원료와 반제품, 완성품 등은 필요한 공정으로 옮겨지기 위해 철제 구조물을 오르내린다.
김 부공장장은 “양극재는 수분과 이물에 취약해 창고 역시 폐쇄적 공간으로 설계됐다”면서 “만일의 사고에 대비해 항온·항습 장치 6대가 가동하고 있다”고 설명했다.
이날 방문한 포스코퓨처엠의 광양 양극재 공장은 연간 9만t의 양극재를 생산할 수 있다. 단일 공장 기준 세계 최대 규모다. 2019년 7월부터 4단계에 걸쳐 완성됐다.
한편 이날 인근에 위치한 ‘콤플렉스 2’ 부지 내에선 포스코퓨처엠 NCA 양극재 공장 착공식이 열렸다. 내년 4월 신규 공장이 완공되면 포스코퓨처엠은 광양에서만 14만2500t의 양극재 생산능력을 갖추게 된다.
