Hyeongjoo Kim;Hyeonki Lee;Taegew Ham;Sohee Jeong;Hyeongsoo Kim
Journal of the Korean GEO-environmental Society
/
v.25
no.5
/
pp.39-47
/
2024
In this study, the environmental implications of electric arc furnace steel slag, commonly used in road construction and soil reinforcement, were examined. Experiments were conducted to assess the leaching of heavy metals based on particle size and to investigate ion leaching from specimens with varying mixtures of steel slag and clay. The official waste test revealed no detectable heavy metals in the sample items. However, when subjected to leaching experiments and analyzed using ICP-OES, certain heavy metals were found. The reaction of steel slag with water, facilitated by free CaO within the slag, was identified as the cause of leaching. Results showed that aluminum, exhibiting the highest leaching rate, displayed an inverse relationship with particle size. In mixed soil containing steel slag and clay, higher steel slag content resulted in increased aluminum leaching. Nonetheless, the quantity of leached aluminum was notably lower in mixed soil compared to pure steel slag. Furthermore, leaching of other heavy metals remained within acceptable limits. These findings suggest that recycling mixed soil of steel slag and clay for road construction or soil stabilization presents reduced environmental risks compared to using steel slag alone. Utilizing such mixtures could offer an environmentally sustainable and safe alternative.
During steelmaking in EAF, recycled scraps is used as a main material, melted by arc, and electricity use as a main energy. Slag foaming is an important technology for reducing electrical energy. CO gas generated by the reaction between injection carbon and (FeO), [C] and injection {$O_2$}. CO gas generated by this reaction is collected in slag, resulted in slag foaming. In general, the carbon materials used in the EAF process is anthracite and coke. This study investigated the effects of the carbon materials used on slag foaming in the steelmaking process. As a result of this study, the slag foaming height is increased by cokes rather than anthracite, and with an increase in the amount of particles samller than $500{\mu}m$. Based on these results, the application to the operation resulted in increase of slag forming height, reduction of injection carbon, and reduction of electrical energy.
Electric arc furnace and converter slag are produced by about 6 millions tons in Korea at 2000 year. But compared with blast furnace slag, those are utilized only in unvalued material like landfill and road construction. There are unstable materials, like free CaO, in electric arc furnace and converter slag at steel-manufacturing process. This might cause volume expansion in concrete, if electric arc furnace and converter slag aggregates were used in concrete. This expansion may reach to crack or collapse of concrete. It is therefore settled by standard specification for concrete that electric arc furnace and converter slag aggregates have not to use in concrete. First of all, volume stability and stabilized process should be solved in electric arc furnace and converter slag aggregate to use in concrete. In this study, 6 types of aging are evaluated for effects of stabilization to reduce the expansion of electric arc furnace and converter slag. h converter slag aggregate, these types of aging are not good for volume stability for concrete aggregate, and even if converter slag aggregate is treated with aging, concrete with it has some problems that strength is reduced with curing days. But in electric arc furnace slag aggregate treated with hotwater and steam aging, the expansion of electric arc furnace slag aggregate is reduced about two times than that of converter slag aggregate, and electric arc furnace slag aggregate concrete has good results in strength compared with control concrete using crushed stone.
Beom-Soo Kim;Sun-Mi Choi;Sang-Chul Shin;Sun-Gyu Park;Jin-Man Kim
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
/
v.11
no.1
/
pp.70-78
/
2023
Blast furnace slag, a by-product of the steel industry, is mostly recycled as concrete admixture, but electric arc furnace slag has not been recycled to date. In particular, since electric arc furnace slag partially contains free lime (free-CaO) in the discharge, it is necessary to review this in order to recycle f or construction materials. Recently an atomizing process which is a method of rapidly cooling electric arc furnace slag has been developed and applied. Therefore, in order to use the fine aggregate of oxidized slag from electric furnace restored by this method as an aggregate for concrete, physical damage and chemical reviewing are required. In this study, a physical and chemical review was conducted on the fine aggregate of Electric Arc Furnace Oxidizing Slag (EFOS) as a by-product of the steel manufacturing process with atomizing process. In this experimental study, EFOS was experimentally examined about whether it can be used as concrete fine aggregate. Also, we intend to provide basic data for the future use of the EFOS fine aggregate. As a result of the experimental study, it was found that the fine aggregate of the EFOS satisfied the quality standards of the fine aggregate for concrete in most items specified by Korean Standard.
Kim, Jin-Man;Kwak, Eun-Gu;Choi, Sun-Mi;Kim, Ji-Ho;Lee, Won-Young;Oh, Sang-Youn
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
/
v.6
no.4
/
pp.112-118
/
2012
Steel industry produces many by-products and wastes such as blast furnace slag, electric arc furnace slag, and converter slag. As in the case of rock, the main component of steel slag are CaO and $SiO_2$ ; further, steel slag is as alkaline as portland cement or concrete. Electric arc furnace oxidizing slag is possible to use as an aggregate for concrete ; however, it has been reclaimed because of it's expansibility caused by free CaO. Recently, a innovative rapid cooling method for melting steel slag has been developed in Korea, which reduces free lime content to minimum level and increases the stability of iron oxide. Therefore, this study describes the results of a series of research to utilize globular shape of electric arc furnace oxidizing slag fine aggregates made by rapidly cooled method for the construction industry by cooling rapidly melted slag from the steel industry. First of all, an experiment was carried out to investigate the quality characteristics of rapidly cooled electric arc furnace oxidizing slag fine aggregates in order to determine whether they can be applied to the construction industry. Then, by applying them to concrete of various particle sizes, we explored experimentally the desired condition to apply rapidly cooled electric arc furnace oxidizing slag fine aggregates to concrete.
This study aimed to investigate the changes in chemical components that occur when weak clay is mixed with steel slag modified with calcium oxide, and to understand the expression characteristics of compressive strength according to hydrophilicity and curing time. XRF testing, SEM imaging, vane shear strength and uniaxial compressive strength testing were conducted. Calcium (Ca) released from the steel slag increases the Ca content in clay by increasing the number of crystal particles and forming a coating layer known as calcium silicate hydrate (CaO-SiO2-H2O) through chemical reactions with SiO2 and Al2O3 components. The weak clay stabilized with steel slag is classified into an initial inactive zone where strength relatively does not increase and an activation zone where strength increases over curing time. The vane shear strength of the initial inactive area was found to be 4.4 to 18.4 kN/m2 in the state of the weight mixing ratio Rss 30% (steel slag 30% + clay 70%). In the case of the active area, the maximum uniaxial compressive strength increased to 431.8 kN/m2 after 480 hours of curing time, which increased due to the apparent adhesion strength of clay through pozzolanic reaction. Therefore, considering the strength expression characteristics of stabilized mixed clay based on the mixing ratio (Rss) during the recycling of steel slag can enhance its practicality in civil engineering sites.
With the increase of steel production research interest on the recycling of slag as a by-product also increases steadily. Currently in Korea a lot of researches on blast-furnace slag have been made. However, the researches on the steel slag have been rarely made. Also, a research of steel slag, especially the use of oxidation furnace slag as aggregates for concrete progress, is performing actively, but the research results on the furnace slag are almost nothing. Recently, the research about the furnace slag as backfill material and embankment material confirmed the possibility of the clay soil amendment. Therefore, the object of this study is to review the possibility as civil engineering materials for soil improvement and to find the optimum mixture ratio of furnace slag. This research analyzed the ingredient component of the reduced slag by SEM, XRF, XRD tests and examined the strength increase using unconfined compression tests when the clay and reduced slag are mixed each other. Through this test, the definite strength increase is confirmed according to the mixture of the reduced slag and the possibility of soil improvement is also confirmed based on this result. The object of the study is both utilizing the by-product for civil engineering purpose and effective recycling by the application of the furnace slag for soil improvement.
Only a few studies have been conducted using reduced slag as recycled material. The reduced slag in electric furnace is produced as a by-product in making a steel and a few applications of the reduced slag as expensive additives and bonding materials or as the stabilized soils was reported. The purpose of this study is to present the feasibility of the reduced slag as recycled material, especially, in a field of civil engineering. In order to achieve the purpose experiments such as SEM and XRF analysis was conducted for the reduced slag in electric furnace. Based on the results various geotechnical experiments were conducted to know engineering properties of slag-soil mixtures. Weathered soils and clay are mixed with reduced slag for various ratios. As the ratio of reduced slag to weathered soil increases, the maximum dry unit weight of the mixture decreased with increasing optimum moisture content. The results indicates that there is no effect on a reduced slag by compaction efforts. The shear strengths of the weathered soil-slag mixtures are slightly higher or similar to those of weathered soils. The permeability of the weathered soil-slag mixtures is similar to that of silty or sandy soils. Therefore, it is possible to use the mixtures as embankment or backfill materials in the fields. The unconfined strength of the mixtures of reduced slag and clay is higher than that of clay and it tends to increase with the curing time. Therefore it can be used to improve the soft ground.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
/
v.2
no.1
/
pp.128-135
/
2006
Steel slag (divided into electric arc furnace slag and convener slag) is being produced by millions of tons per every year in many industrial countries. About 6.5 million tonnes of steel slag is produced yearly as an industrial by-product in Korea. Generally natural aggregate is relatively stable and does not enter into complex chemical reactions with water. Unfortunately, however. steel slag aggregate contains a small amount of free lime. The hydration of free lime makes steel slag aggregate unstable and liable to expand. In this paper, firstly, several aging methods are used in order to decrease the volume expansion of electric arc furnace slag, that is stabilization. The volume expansion of electric arc furnace slag is formulated from the experiment. From the formula, the residual expansibility is predicted with immersion expansion. Compressive strength of concrete with electric arc furnace slag has relation with the residual expansibility in slag aggregate.
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
/
v.7
no.2
/
pp.70-77
/
2012
The Ladle Furnace Slag, about 20% of the electric arc furnace slag, has high content of free CaO and free MgO, which generates the expansion collapse by hydration reaction. Although many researchers have been endeavoring to recycle the EAF reducing slag in construction fields, there is not found the effective recycling method up to now. However, the LFS(Ladle Furnace Slag) contains mineral composition of the system of calcium aluminate with high-reactivity. Therefore, it is possible to developed the quick setting property and the high strength at the early age by the rapid cooling. This study aimed to check the reactive minerals and predict the reactivity with water on the LFS discharged from different steel product plants. The test results show that many types of LFS has hydration reactivity and can use in construction field as a inorganic binder with the rapid setting property.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.