• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.112-118
• /
• 2012

철강 산업에서는 고로 슬래그, 전기로 슬래그, 전로 슬래그 등 많은 부산물이 발생한다. 그 중 제강 슬래그는 일반 골재와 달리 높은 CaO와 낮은 $SiO_2$가 존재하며, 이를 시멘트와 콘크리트에 적용하게 되면 일부 알칼리 반응을 발생시키는 원인이 된다. 한편, 국내외적으로 제강 슬래그 중 전기로 산화슬래그의 콘크리트 구조용 골재로 사용하는 기준이 제정되어 사용을 장려하고 있지만, 슬래그에 대한 체적 안정성은 해결하지 못하였다. 최근에 이런 문제점을 해결하기 위하여 제강 슬래그의 고속의 공기로 냉각하는 방법이 국내에서 개발되었으며, 이를 적용할 경우 슬래그의 체적 붕괴를 야기시키는 유리 석회의 함유량을 최소화시키고 철 산화물에 대한 안정성을 갖는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 철강 산업에서 발생되는 제강슬래그의 고속의 공기로 냉각한 급냉 전기로 산화슬래그의 콘크리트용 골재로서 활용하기 위한 기초 연구이다. 이를 위해 급냉 전기로 산화슬래그 잔골재의 품질 특성을 검토하였으며, 골재의 입도별에 따른 모르타르 특성을 검토하였다. 실험 결과 급냉 전기로 산화슬래그 잔골재의 특성은 아토마이저 공정에 의한 특성을 반영하고 있으며, 기존 콘크리트용 골재 입도 분포 범위에 비해 작은 입도 분포 범위를 가지는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제20권6호
• /
• pp.71-77
• /
• 2011

용융클링커 제조용 혼합원료 중의 하나로 고로슬래그를 사용하였다. 고로슬래그를 사용한 혼합원료는 용융클링커 제조를 위해 1620에서 용융하였다. 냉각된 클링커는 XRD 패턴으로 클링커 광물의 생성여부를, 색도분석기로 색도를 분석하였다. 용융클링커는 XRD 분석을 통해 OPC 광물과 동등의 클링커 광물을 포함하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 용융시멘트는 OPC보다 백색도가 높아, 색상이 OPC보다 옅게 관찰되었다. 용융시멘트의 LSF 및 SM이 높아짐에 따라 백색도는 낮아졌다. 또한 슬래그를 용융시켜 제조한 시멘트 클링커는 고로 슬래그시멘트보다 백색도가 높았다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.77-84
• /
• 2005

제강 슬래그는 제강 공정에서 발생되는 부산물로서 주로 에이징 한 후 도로용 노반재로 사용된다. 제강 슬래그내에 포함된 free-CaO와 물과의 반응하여 체적팽창을 일으키기 때문에 공기중에 장시간 에이징 하는 것이 필요하다. 이러한 문제 때문에 제강 슬래그를 콘크리트용 골재로 사용하는데 어려움이 있다. 그러나, 본 연구에서는 고온의 용융상태에서 고속공기로 뿜어 급냉시킨 제강 슬래그를 사용하였다. 이와 같이 급냉시키는 방법은 제강 슬래그내의 free-CaO의 생성량을 저감시킨다. 본 연구에서는 통계적 실험계획법 중 일원배치법을 이용하여 급냉 제강 슬래그 대체율이 플로우, 고성능감수제의 첨가율, 물-시멘트비 및 압축강도 등 모르타르의 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, 이들 데이터를 분산분석 후 F-검정을 실시하여 급냉 제강 슬래그가 모르타르의 특성에 유의한 영향을 주고 있는 지를 검정하였다. F-검정결과 유의수준 $1\%$내에서 급냉 제강 슬래그 대체율이 증가할수록 모르타르의 플로우 증가, 고성능감수제 첨가율 및 물-시멘트비의 감소, 압축강도의 증진에 크게 영향을 미치는 것을 검정하였다. 또한, 유동성 및 압축강도를 고려할 때 강모래에 대하여 급냉 제강 슬래그 대체율 $75\%$를 사용하는 것이 가장 우수한 유동성과 압축강도 발현하는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제33권2호
• /
• pp.54-61
• /
• 2024

천연방사성핵종의 붕괴에 의해 생성된 Pb에 의해 오염된 철강을 재용해하면 Pb는 금속, 슬래그, 기상으로 분배된다. 본 연구에서는 Fe 중에 5 wt%의 안정한 Pb를 첨가하고 CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO계 슬래그와 함께 용융시켜 Pb의 금속/슬래그/가스상으로의 분배 거동을 조사하였다. 슬래그 염기도((wt%CaO)/(wt%SiO2))가 증가함에 따라 Fe 중 Pb 용해도는 약간 증가하는 경향을 나타내었으며, 슬래그 중 Pb는 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 염기도 증가에 따라 Pb의 슬래그/금속 사이의 분배비는 감소하는 경향을 나타내었다. 열역학적 계산 결과 슬래그 중 PbO의 활동도계수와 무관하게 Pb의 슬래그/Fe상 중 분배비는 매우 낮은 값으로 실험 결과와 유사한 수준을 나타내었다. Fe-Pb 중 Pb의 계산 증발속도가 Fe의 약 22배에 달하여 Pb의 대부분이 기상으로 증발되었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
• /
• pp.1237-1242
• /
• 2008

A study on waste heat utilization of melted slags at pyorlysis, gasification and melting system was performed. Researchers studied heat balance of substances that flow and flow out to the system which is consisted of melting furnace, combustion chamber, and waste heat boiler, then they calculated melting slags' quantity of heat by the first law of thermodynamics. If they use water cursh pit outflow which is gotten by quenching of melting slag as a energy for heating and cooling system, steam of waste heat boiler would be delivered to a steam turbine, making energy, then they will get 67,671,000 won of profit a year. It will take 3 years to repossess the cost that they invested for building it. And, if we predict durability of trash burner is 20 years, we will get approximately 1,150,407,000 won of profits in 17 years without the period when we repossess the building costs.

• 한국재료학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.281-288
• /
• 2017

In this study, Fe-Ni slag, converter slag and dephosphorization slag generated from the steel industry, and fly ash or bottom ash from a power plant, were mixed at an appropriate mixing ratio and melted in a melting furnace in a mass-production process for glass ceramics. Then, glass-ceramic products, having a basalt composition with $SiO_2$, $Al_2O_3$, CaO, MgO, and $Fe_2O_3$ components, were fabricated through casting and heat treatment process. Comparison was made of the samples before and after the modification of the process conditions. Glass-ceramic samples before and after the process modification were similar in chemical composition, but $Al_2O_3$ and $Na_2O$ contents were slightly higher in the samples before the modification. Before and after the process modification, it was confirmed that the sample had a melting temperature below $1250^{\circ}C$, and that pyroxene and diopside are the primary phases of the product. The crystallization temperature in the sample after modification was found to be higher than that in the sample before modification. The activation energy for crystallization was evaluated and found to be 467 kJ/mol for the sample before the process modification, and 337 kJ/mol for the sample after the process modification. The degree of crystallinity was evaluated and found to be 82 % before the process change and 87 % after the process change. Mechanical properties such as compressive strength and bending strength were evaluated and found to be excellent for the sample after process modification. In conclusion, the samples after the process modification were evaluated and found to have superior characteristics compared to those before the modification.

• 자원리싸이클링
• /
• 제15권2호
• /
• pp.3-9
• /
• 2006

용융전로슬래그로부터 일반 포틀랜드 시멘트로의 전환에 관한 기초 연구의 일환으로, 전로슬래그의 $Al_{2}O_{3}$ 농도에 따를 고체 CaO 입자와 용융슬래그간의 계면반응을 알아보고자 하였다. 염기도($B=CaO/SiO_2$)를 1과 2로 조정한 전로슬래그에 소정의 $SiO_2$와 $5{\sim}15wt%\;Al_{2}O_{3}$를 첨가제로 첨가하여 MgO도가니에 넣고 $1500^{\circ}C$에서 30분간 가열 용해하여 균질화 한 후, 같은 온도의 소결 CaO펠렛을 투입하여 $10{\sim}30$분간 반응시켰다. 반응 후 급냉한 시편을 도가니의 직경방항으로 절단해서 펠렛 단면의 CaO직경 변화를 측정하여 슬래그중 $Al_{2}O_{3}$첨가에 따른 CaO의 용해속도를 조사하고, 계면 생성층을 SEM/EDX로 관찰하였다. 그 결과, 슬래그의 염기도가 2인 경우, 염기도가 1인 경우 보다 생성층 $C_{3}S$상의 두께는 $Al_{2}O_{3}$를 15wt.%까지 첨가함에 따라 3.5배 증가하였으며, $C_{6}AF_{2}$ 또는 $C_{4}AF$양도 2배 정도 증가됨을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제14권5호
• /
• pp.13-17
• /
• 2005

용융전로슬래그를 일반 포틀랜드 시멘트로 활용하기 위하여, 용융슬래그와 $C_3A(3CaO{\cdot}Al_2O_3)$가 반응하여 시멘트의 구성상인 $C_4AF$가 생성되는 기구와 생성속도를 조사하고자 한다. 전로슬래그에 소정의 $SiO_2$를 첨가하여 MgO도가니에 넣고 $1300^{\circ}C{\sim}1350^{\circ}C$에서 30분간 가열 용해하여 균질화 한 후, 같은 온도로 가열해 둔 소결 $C_3A$펠렛을 투입하여 $10{\sim}30$분간 반응시켰다. 반응 후, 급냉한 시편을 도가니의 직경방향으로 절단해서 펠렛 단면의 $C_3A$직경 변화를 측정하여 $C_3A$의 용해속도를 조사하고, 계면반응 생성상을 SEM/EDX로 관찰하였다. 그 결과 $C_3A$ 펠렛의 슬래그로의 용해속도는 $1300^{\circ}C$에서 $0.75{\times}10^{-4}(cm/sec)$으로부터 $1350^{\circ}C$에서 $1.67{\times}10^{-4}(cm/sec)$으로 증가하였으며, 슬래그와 $C_3A$ 펠렛 사이에 $C_4AF$와 $C_{12}A_7$의 혼합층이 생성됨을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권7호
• /
• pp.25-31
• /
• 2010

본 연구에서는 국내 최초로 플라즈마 토치를 사용한 재(ash) 용융설비에서 발생한 슬래그를 대상으로 기존에 제시되지 않은 새로운 냉각방식(분체냉각방식)을 적용하여 현재 적용되고 있는 슬래그 냉각방법보다 적용성 및 부가가치를 높일 수 있는 냉각방식을 제시했다. 재료적 특성분석 및 토공재료로의 재활용 가능성을 검토하여 향후 공정 개발에 적용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 소각재(ash)는 Y시의 fluidized bed method에서 배출되는 하수슬러지를 소각하여 실험재료로 사용하였다. 하수슬러지 소각 잔재의 XRF 분석결과는 $SiO_2$가 전체 32%로 가장 많은 비율을 차지하고 있으며, CaO, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등이 주성분 원소로 구성되어 있다. XRD 분석결과에서는 냉각슬래그 입자로부터 전형적인 유리화 진행을 찾을 수 있었으며 냉각슬래그 분말로부터 크리스탈상이 관찰되었는데 그 이유는 분말이 녹지 않은 상태로 표면에 존재하기 때문이라 판단된다. EDX 분석으로부터 냉각매체로 사용된 전후에 분체의 성분이 바뀌지 않았으며 만약 다른 형태를 사용한다면 활용성이 더해진 분말을 생산할 수 있을 거라 판단된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제5권1호
• /
• pp.3-8
• /
• 1996

석회석슬럿지, 폐주물사, 석탄회 및 폐유리병 등의 산업폐기물을 용융처리하여 시멘트 클링커 상의 일부인 $C_2$S(2CaO.$SiO_2$)를 얻고, 폐기물 원료의 배합비율을 변화시킬 때 각 폐기물의 최종 생성물에 미치는 영향을 조사하였다. 일정한 염기도를 갖도록 혼합된 폐기물을 $1370^{\circ}C$에서 용융 처리한 결과 $\beta$-C$_2$S 및 $C_2$AS(2CaO.$Al_2$$O_3$.$SiO_2$)상으로 이루어진 용융물을 얻을 수 있었고, 2가지 상의 분율은 폐기물 원료의 조합방법에 따라 변하였다. 직교배열표를 이용하여 각 폐기물의 함량이 최종 용융물의 상에 미치는 영향을 조사한 결과, $\beta$-$C_2$S 상의 분율을 증가시키기 위해서는 석탄회의 함량을 감소시키고 폐유리병의 함량을 증가시켜야 함이 밝혀졌다. 분산분석을 행한 결과 석탄회의 함량조절이 최종 용융물의 상을 조절하는데 있어서 가장 중요한 인자임을 알 수 있었다.