• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.549-555
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• 2007

제강슬래그는 제강 공정에서 발생되는 부산물로서, 제강슬래그 내에 포함된 free-CaO와 물과의 반응으로 체적 팽창을 일으킬 위험성이 있어 콘크리트용 골재로 사용되지 못하고 에이징 한 후 도로용 노반재 등으로 주로 사용되고 있다. 한편, 수중 콘크리트 구조물의 보수에는 주로 에폭시 모르타르가 이용되는데, 이때 사용하는 에폭시 모르타르는 에폭시, 분체계 및 충전재로 나누어지고, 충전재는 규사 1호사를 사용하고 있다. 이러한 규사 1호사는 고품질의 천연골재로 고가이며, 수급이 점점 어려워지고 있어 에폭시 모르타르의 원가 상승의 원인이 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 free-CaO의 함유량이 적은 급냉 제강슬래그를 수중 콘크리트 구조물의 보수용에 이용되는 수중 경화형 에폭시 모르타르에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 급냉 제강슬래그를 기존에 사용되던 규사에 대하여 중량비로 25, 50, 75, 100% 대체한 결과 급냉 제강슬래그를 사용량의 증가에 따라 플로우치의 약간의 증진, O-lot 시험에 의한 노즐 통과 시간의 대폭적인 개선, 상대점도의 증가, 압축강도 및 휨강도의 증진 등의 영향이 있는 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권3호
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• pp.115-122
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• 2019

제강분진(Electric arc furnace dust)은 제강공정에서 발생하는 분진폐기물로서 중금속을 다량 포함하고 있어 관리가 매우 중요하다. 제강분진은 아연, 철 등의 유가금속을 다량 함유하고 있기 때문에 최근 이를 재활용하는 연구가 활발하게 진행 중이며, 본 연구에서는 전처리 과정 없이 제강분진을 청색 계열의 세라믹 안료의 코발트를 대체할 수 있는 원료로 사용하였다. 또한 합성된 청색 세라믹 안료를 잉크젯 프린팅용 세라믹 잉크로 개발하기 위해 미립화 과정에서의 입도 분포, 결정 구조 및 발색 특성 변화에 대해 고찰하였다. 제강분진이 첨가된 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 우수한 청색 발색 특성을 보이며, 어트리션 밀링(Attrition Milling)을 이용한 미립화 공정을 통하여 단정(monomodal) 분포의 입도를 확보할 수 있었다. 3시간 밀링 후 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료의 평균 입도는 $0.271{\mu}m$로 제강분진이 첨가되지 않은 $CoAl_2O_4$ 세라믹 안료의 5시간 밀링 후의 평균 입도인 $0.303{\mu}m$보다 더욱 작은 것을 확인하였다. 특히, $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 미립화 공정 중 발색 변화(${\Delta}E{^*}_{ab}$) 값이 5.67로 $CoAl_2O_4$ 보다 작아서 더 우수한 발색 특성을 보이는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 분진폐기물인 제강분진을 어떠한 전처리 과정 없이 고가의 코발트를 대체하여 청색 계열의 세라믹 안료의 원료로 사용할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.31-38
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• 2012

건설 순환골재와 슬래그, 석탄회 등은 물과 접촉 시 화학반응에 의해 침출수가 용출되고 있지만 대부분 폐기물공정 시험방법의 기준에 만족하여 대체골재로 사용되고 있다. 그러나 제강슬래그의 경우 화학반응성을 가지고 있으므로 물과 반응하여 용출되는 침출수가 환경적인 문제를 일으킬 수 있다. 즉 발생되는 침출수는 강알칼리성으로 주변 환경에 영향을 주고 백탁수가 생성되어 토목용 골재로 활용하기 위해서는 이러한 문제점을 해결해야 한다. 따라서 본 연구에서는 제강슬래그 침출수의 중금속 분석과 물과 혼합하여 용출된 침출수의 pH변화 및 환경적 특성을 분석하였다. 실험결과 교반하였을 경우 제강슬래그 내 Free CaO와 물과의 화학반응이 더욱 활발하게 이루어지고 있었으며, 입경이 작을수록 pH가 높게 나타났다. 폐기물 공정시험결과 시료 2종 모든 시험항목에서 중금속은 검출되지 않았지만, ICP시험 분석결과에서는 Al, Pb, Zn, Fe등의 중금속이 검출되었다. 제강슬래그와 수분이 접촉하면 화학반응이 일어남을 확인할 수 있었으며, 이는 향후 여러 가지 실험조건을 고려하여 분석해야 할 것으로 판단된다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2006년도 춘계임시총회 및 제27회 학술발표대회
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• pp.150-155
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• 2006

제강공정에서 발생되는 $CaO-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}$계 조성을 갖는 2 차 정련슬래그 (래들 슬래그)를 이용하여 하수슬러지용 고화재개발 및 하수슬러지 고화체의 물성에 관한 연구를 수행하였다. 래들슬래그는 냉각과정에서 분화되는 성질이 있어 냉각후 분말상의 슬래그가 만들어진다. 분말상 슬래그의 주 결정상은 $12CaO{\cdot}7Al_{2}O_{3}$ 및 $2CaO{\cdot}SiO_{2}$로 구성되어 있다. $12CaO{\cdot}7Al_{2}O_{3}$ 상은 속경성 시멘트의 특징이 있다. 또한 $CaSO_{4}$와 혼합사용시 ettringite 상을 형성시켜 하수슬러지의 함수율 저감효과 및 강도발현 효과가 우수한 결과를 얻었다. $Cl^{-}$ 이온의 고정화면에서는 고화재중 래들슬래그의 혼합비가 높을수록 고화체 구조내에 $Cl^{-}$ 이온이 고정화되어 용출량은 감소하였다. 고화재로서 제강부산물을 사용하기 때문에 경제성이 있으며, $Cl^{-}$ 이온 함량이 높은 하수슬러지 고화재로서의 재활용이 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.364-371
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• 2015

폴리머 콘크리트의 원가절감을 위해서 생산비의 대부분을 차지하는 폴리머 결합재의 사용량을 절감하는 것이 매우 중요하다. 산업부산물로 얻을 수 있는 플라이 애쉬와 아토마이징 제강 환원슬래그는 구형의 재료이다. 구형의 제강환원슬래그는 래들로 환원공정에서 생산되는 제강슬래그를 아토마이징 기술로 제조하였다. 폴리머 콘크리트 복합재료의 제 물성을 조사하기 위하여 폴리머 결합재의 첨가율과 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율에 따라 다양한 배합의 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하고 물성시험을 실시하였다. 시험결과, 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율과 폴리머 결합재의 첨가량이 증가됨에 따라 공시체의 압축 및 휨강도는 현저하게 향상되었다. 내열수성시험에서 압축강도, 휨강도, 밀도 및 세공의 평균직경은 감소되었으나 총세공량과 공극률은 증가되었다. 탄산칼슘(충전재)과 강모래(잔골재)대신 구형의 플라이 애쉬와 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용하여 만든 폴리머 콘크리트의 작업성이 현저히 개선되어 본 연구에서 개발된 폴리머 콘크리트는 종래의 제품보다 폴리머 결합재의 사용량을 18.2% 절감할 수 있게 되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권5호
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• pp.30-41
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• 2019

아연의 전세계 생산량은 약 1,300만 톤 정도이며, 철, 알루미늄, 구리에 이어서 네 번째로 많이 사용되는 금속이다. 아연을 리사이클링하여 2차지금을 생산하는 경우 광석으로부터 1차지금을 생산하는데 필요한 에너지의 약 75 %를 절약할 수 있으며, $CO_2$ 발생량은 약 40 %를 절감할 수 있다. 그러나 아연의 주 용도가 철강재의 도금용이기 때문에 아연의 리사이클링율은 약 25 % 수준으로 다른 금속보다 낮은 수준이다. 아연의 리사이클링 원료에는 제강분진, 황동 제조시에 발생하는 분진, 비철금속의 제조공정에서 발생하는 슬러지, 아연 잉곳의 재용해나 용융아연도금을 할때 생성되는 드로스, 폐건전지, 그리고 금속성 스크랩 등이 있다. 제강분진과 폐건전지가 가장 활발하게 리사이클링 되고 있다. 이러한 리사이클링 공정의 대부분은 건식제련법을 응용하고 있으나, 최근에는 건식과 습식의 복합처리에 관해서도 많은 관심이 주어져 있다.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.104-110
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• 2015

폴리머 콘크리트는 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트에 비하여 가격이 8~10배 비싼 것으로 알려져 있다. 그러므로 폴리머 콘크리트 제품 생산에 있어서 생산비의 대부분을 차지하는 폴리머 결합재의 사용량을 절감하는 것이 매우 중요하다. 폴리머 결합재의 절감기술을 개발하기 위하여 철강 산업에서 발생되는 제강 산화공정 슬래그와 환원공정 슬래그를 사용하여 아토마이징 공법으로 표면이 매끄러운 구형의 골재를 제조하였다. 폴리머 콘크리트 제조에 일반적으로 사용되는 탄산칼슘(충전재)과 강모래(잔골재) 대신 구형의 아토마이징 산화공정 슬래그와 환원공정 슬래그를 사용하면 최밀 충전효과와 볼베어링 효과로 작업성이 향상되어 폴리머 결합재의 절감효과를 기대할 수 있다. 폴리머 콘크리트 복합재료의 물성을 조사하기 위하여 폴리머 결합재의 첨가율과 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율에 따라 다양한 배합의 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하였다. 시험결과, 아토마이징제강 슬래그의 대체율이 증가됨에 따라 공시체의 압축강도는 증가되었으나 휨강도는 폴리머 결합재의 첨가율에 따라 최대값이 다르게 나타났다. 내열수성시험에서 압축강도, 휨강도, 밀도 및 세공의 평균직경은 감소되었으나 총세공량과 공극률은 증가되었다. 탄산칼슘과 강모래대신 구형의 아토마이징 제강 산화슬래그와 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용하여 만든 폴리머 콘크리트는 작업성이 현저히 개선되어 종래의 제품보다 폴리머 결합재의 사용량을 19.0% 절감할 수 있는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제7권5호
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• pp.13-18
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• 1998

전기로 제강분진의 물성을 파악하기 위하여 분진의 성분, 형상, 입도, 자성, 비중, 공극율 및 용출에 관한 성질을 조사하였다. 분진의 대부분은 서브 마이크론에서 수십 마이크론에 이르는 다양한 크기의 구형입자들이 서로 응집된 상태이고, 큰 입자에는 철분이 그리고 작은 입자에는 아연이 주로 농집되며, XRD 분석으로는 franklinite(${ZnFe}_{2}{O}_{4}$), magnetite(${Fe}_{3}{O}_{4}$), zincite(ZnO) 등의 결정이 확인된다. 분진을 습식으로 체가름하였을 때에 +200 mesh의 입단은 1.5% 정도이고 magnetite와 quartz의 결정을 함유하며, 200∼500 mesh는 magnetite, franklinite, zincite가 혼재되고, 분진의 약 82%를 차지하는 -500 mesh에는 franklinite와 zincite의 결정이 혼재한다. 공극율이 78% 정도인 분진을 약 1㎪로 압착하면 공극율은 68% 정도가 되고, 약 13㎪로 압착하면 53% 정도로 된다. 제강분진을 폐기물 처리공정 시험방법에 따라 용출시켰을 때에 허용기준치를 초과한 중금속은 카드뮴, 납, 수은이었다.

• 자원리싸이클링
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• 제24권3호
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• pp.27-33
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• 2015

제강분진(Electric Arc Furnace Dusts)은 유해폐기물로 지정되어있는 유해한 환경오염물질이다. 이 분진은 철강산업의 부산물로써 철, 아연, 니켈, 구리 등 많은 유가금속을 포함하고 있어 적절한 처리를 거치면 폐기물이 아닌 자원으로 재활용이 가능하다. 본 연구에서는 국내 전기로에서 발생하는 제강분진을 대상으로 가장 높은 함유량을 가진 아연의 회수를 위한 최적조건을 도출하기 위해 습식침출법을 적용하였다. 분진과 황산의 고액비, 침출시간, $MnO_2$ 투입량 등의 조건을 종합하여 실험을 진행하여 최적 아연회수조건을 도출하였다. 황산농도 3 M, 고액비 1:2, 철 제거를 위한 폭기 1.8 L/min 강도로 2시간에서 95%의 아연 회수율이 관찰되었다. 그러나, 현장 적용의 현실성을 고려한 다른 최적의 조건은 저농도 황산과 $MnO_2$ 3.5 g을 투입했을 경우 약 80 %의 아연 회수율을 나타내었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.49-57
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• 2011

치열한 경쟁과 원자재 가격 급등은 시행착오를 최소화 하면서 제철소를 최적으로 설계하여 운영할 것을 한층 더 강력하게 요구하고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션은 이 요구에 부합되는 방법론을 제공할 수 있다. 본 논문의 목적은 제강 연주 공장의 설계와 운영을 지원하기 위한 시뮬레이터를 제안하는 것이다. 본 연구에서 제안하는 시뮬레이터는 유지보수와 확장에 용이하도록 널리 알려진 Arena로 개발되었으며 사용의 편의성을 위하여 엑셀 기반으로 입출력 인터페이스를 설계하였다. 또한 운반 대차와 천정 크레인으로 구성되는 복잡한 운반 모듈을 포함하여 모델의 정확도를 높였다. 시뮬레이터는 생산량 분석과 물류 분석을 통하여 제강 연주 공장 설계안의 적정성을 평가하는데 유용하게 사용될 수 있다. 그리고 다양한 상황별로 최적의 제품 조합을 도출하는데 적용될 수 있으며, 공정별 설비별로 작업을 배정하는 조업 운영 패턴을 평가하고 정확도를 향상시키는 도구로써 활용이 가능하다.