KR100430894B1 - 혼합골재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 혼합골재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

특히, 투입된 원료에서 철분과 이물질을 1차 제거하고, 1차 제거된 원료를 조크러셔에 의해 파쇄한 후, 철분과 이물질을 2차 제거하여 소정 입도의 골재로 선별하게 되는데, 이 선별된 골재에는 석탄회와 석분, 마사토 중 하나 이상의 물질이 혼합되어 혼합골재로 제조되는 것으로서, 버려지거나 매립, 폐기되는 제강 슬래그나 석탄회를 이용한 인공골재의 제조를 통해 환경파괴를 막아 환경을 보호하고, 원가 비용을 절감할 수 있는 혼합골재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

혼합골재 및 그 제조방법{A MIXED AGGREGATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 혼합골재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 제강 슬래그에 석탄회, 석분, 마사토 중 적어도 하나 이상의 물질이 섞인 혼합골재를 제조함으로서 천연 골재자원의 채취로 인한 자연고갈을 막고, 재활용 비율을 극대화시켜 원가절감을 통한 제조비를 절감할 수 있는 혼합골재 및 그 제조방법을 제공한다.

일반적으로 모래, 자갈, 분쇄된 모래, 분쇄된 자갈 또는 파석 등과 같은 골재는 콘크리트를 만들기 위하여 시멘트나 물 등과 함께 사용되는데, 그 중에서 천연골재는 강바닥, 산지 끝 저변부나 구릉지 등에서 채취해야 하여 천연자원의 고갈됨으로 그에 따른 자원의 효율적 이용 및 자연 환경의 보존과 유지를 위하여 그 사용이 점차 감소되고 있는 실정이며, 이와같이 천연골재가 부족함에 따라, 슬래그를 이용한 인공골재의 생산이 활발해 지고 있다.

그러나, 슬래그를 이용한 인공골재를 제조에 있어서, 60mm 이하의 골재를 제조하기 위해서는 파쇄공정 및 선별공정에서 많은 인력과 장비 및 비용이 소요되는 문제점과 함께, 20mm 이하로 파쇄, 선별되는 슬래그 골재의 경우에는 슬래그중에 포함된 Sio₂Al₂O₃,HgO,MgO,CaO 성분 등을 감싸고 있는 CaO 성분등이 제거되어 골재를 사용한 구조물의 성형시 그 강도가 매우 떨어지는 문제점이 발생되었다.

한편, 석탄을 원료로 하는 석탄 화력발전소에서는 매년 상당한 분량의 플라이 애쉬(Fly Ash)와, 신더 애쉬(Cinder Ash), 총 발생량의 약 15%~20%를 차지하는 바텀 애쉬(Bottom Ash) 등으로 이루어지는 석탄회가 발생되고 있으며, 그 처리를 위한 매립지 선정이나 처리시설의 확보의 어려움으로 석탄회의 처리용 국가적, 사회적 문제로 대두되고 있다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 천연 골재자원의 고갈, 부족으로 인한 대체 골재자원을 확보함으로서 골재를 안전적으로 공급하고, 제조공정을 단순화하여 소요경비를 절감할 수 하는 혼합골재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 적용된 혼합골재 제조장치의 간략 구성도.

도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼합골재 제조장치의 간략 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 혼합골재 제조방법을 도시한 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 혼합골재 제조방법을 도시한 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 혼합골재 제조방법을 도시한 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

100...어뎁터 스크린 200a...제1자력선별기

200b...제2자력선별기 300...죠크라셔

400...그리즐리 피더 500...임팩트 크러셔

600...진동스크린

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제강 슬래그에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 섞인 혼합물을 어뎁터 스크린에 투입하고, 이동되는 원료에서 철분과 이물질을 1차 제거하는 원료 투입단계와,

철분과 이물질이 1차 제거된 원료를 조크러셔에 의해 파쇄한 후 60mm 입도를 갖는 그리즐리 피더에 투입하여 선별하는 원료 선별단계 및,

그리즐리 피더에 의해 선별된 혼합골재에서 이물질과 철분을 2차 제거하는 혼합골재 분리단계로 이루어진다.

또한, 본 발명은 제강 슬래그를 어뎁터 스크린에 투입하고, 이동되는 원료에서 철분과 이물질을 1차 제거하는 원료 투입단계와,

1차 철분과 이물질이 제거된 원료를 조크러셔에 의해 파쇄한 후, 파쇄된 골재에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질을 투입하는 혼합물 투입단계와,

60mm 입도를 갖는 그리즐리 피더에 투입하여 선별하는 원료 선별단계 및,

혼합된 골재에서 철분과 이물질을 2차로 제거하는 혼합골재 분리단계로서 이루어진다.

더하여, 본 발명은 제강 슬래그를 어뎁터 스크린에 투입하고, 이동되는 원료에서 철분과 이물질을 1차 제거하는 원료 투입단계와,

1차 철분과 이물질이 제거된 원료를 조크러셔에 의해 파쇄한 후 60mm 입도를 갖는 그리즐리 피더에 투입하여 선별하는 원료 선별단계 및,

철분과 이물질을 2차 제거한 후 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질을 혼합하는 혼합골재 분리단계로서 이루어진다.

본 발명에 따른 상기 혼합골재 분리단계는, 제강 슬래그 골재에 석탄회, 석분, 마사토가 섞인 혼합골재를 임팩트 크러셔에 의해 파쇄하고, 이물질과 철분을 3차 제거한 후 진동스크린에 의해 5mm이하의 혼합골재와 5~25mm의 혼합골재로 분리하는 혼합골재 분쇄단계가 더 포함될 수 있다.

그리고, 상기 혼합골재 분리단계는, 선별된 골재와 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 혼합물로 이루어진 혼합골재에 수분을 균일하게 혼합한 후 1~15일 동안 야적하여 경화시키는 혼합골재 경화 단계를 더 포함하여도 좋다.

한편, 본 발명은 제조된 혼합골재는 제강 슬래그에서 선별된 골재 60~90중량%와, 석탄회,석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 혼합 물질 10~40중량%가 혼합되어 이루어진다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은, 도 1 또는 도 2에서 도시된 바와 같이, 300mm 이하의 원료를 선별하는 어뎁터 스크린(100)과, 상기 어뎁터 스크린(100)에서 걸러진 원료가 투입 저장되는 호퍼와, 상기 호퍼에 연결되어 60mm 이하의 제강 슬래그를 걸러내는 거친 눈의 체인 그리즐리 피더(400)와, 상기 그리즐리 피더(400)를 통과하지 못한 60mm 이상의 원료를 60mm이하로 파쇄하는 조크러셔(300) 및 25mm 이상의 원료를 25mm 이하로 파쇄하는 임팩트 크러셔(500)와, 원료에 섞여 있는 철분을 분리하는 자력선별기로 크게 구성되어 이루어 진다.

여기서, 상기 어뎁터 스크린(100)은 300mm 입도를 갖는 것을 기본으로 하되 필요한 용도에 따라 스크린망의 입도 크기는 가감할 수 있고, 상기 그리즐리 피더(400)는, 60mm 입도를 갖는 것을 기본으로 하되, 입도의 크기는 어뎁터 스크린(100)과 마찬가지로 필요에 따라 크게하거나 작게 할 수도 있음은 물론이다.

먼저, 도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 제강 슬래그와 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 섞인 혼합물을 어뎁터 스크린(100)에 투입되는 원료 투입단계와, 조크러셔(300)로 파쇄한 후 그리즐리 피더(400)에 선별되는 원료 선별단계 및, 파쇄된 혼합물에서 이물질과 철분을 제거하는 혼합골재 분리단계로 크게 이루어진다.

즉, 본 발명은 먼저, 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 혼합물과 제강 슬래그를 호퍼에 설치된 어뎁터 스크린(100)으로 투입한다.

이때, 어뎁터 스크린(100)에 의해 투입된 원료는 일정크기로 선별되고, 선별된 원료는 콘베이어를 타고 일측의 조크러셔(300)로 이동하게 되는데, 선별된 원료가 콘베이어로 이동중에는 콘베이어의 상부에 소정간격 이격되어 설치된 제1자력선별기(200a)에 의해 철분이 1차로 분리되고, 수작업에 의해 원료중에 섞여 있던 이물질도 제거하게 된다.

계속하여, 1차로 이물질과 철분이 제거된 원료는 조크러셔(300)로 이동하여 파쇄하게 되는데, 바람직하게는 파쇄되는 원료의 크기가 60mm 이하의 입도를 갖도록 파쇄하는 것이 좋다.

파쇄된 혼합 골재는 콘베이어를 이동하면서 제2자력선별기(200b)에 의해 철분이 2차로 제거되고, 수직업에 의해 이물질이 다시 한번 제거됨으로서, 제강 슬래그 골재에 석탄회, 석분, 마사토가 섞인 혼합골재가 제조된다.

이때, 상기 조크러셔(300)에 의해 파쇄된 혼합 골재를 임팩트 크러셔(500)에 의해 잘게 파쇄하고, 철분과 이물질을 제거한 후, 진동스크린(600)의 상,하 스크린망을 통해 5mm이하의 혼합골재와, 5~25mm의 혼합골재를 생산하여도 좋다.

한편, 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 제강 슬래그를 어뎁터 스크린(100)에 투입되는 원료 투입단계와, 조크러셔(300)와 의해 1차 파쇄한 후 파쇄된 골재에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 하나 이상의 혼합물질을 투입하는 혼합물 투입단계와, 60mm 입도의 그리즐리 피더로 선별하는 원료 선별단계 및, 선별된 혼합 골재에서 철분과 이물질을 제거하는 혼합골재 분리단계로 이루어질 수 있다.

즉, 본 발명은 호퍼에 설치된 어뎁터 스크린(100)으로 제강 슬래그를 투입하면 어뎁터 스크린(100)에 의해 일정크기로 선별된 원료는 콘베이어를 따라 일측의 조크러셔(300)로 이동하게 되고, 콘베이어로 이동하면서 콘베이어의 상부에 설치된 제1자력선별기(200a)에 의해 1차로 철분이 제거되고, 수작업에 의해 원료중에 섞여 있던 이물질도 제거 된다.

1차로 이물질과 철분이 제거된 원료는 조크러셔(300)로 이동되어 파쇄되는 원료의 크기가 바람직하게는 60mm 이하의 입도를 갖도록 파쇄한 후, 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 포함된 혼합물을 투입한다.

계속하여, 혼합물이 투입된 골재를 60mm 입도를 갖는 그리즐리 피더(400)로 선별한 후 콘베이어를 이동하면서 제2자력선별기(200b)에 의해 철분을 2차로 제거하고, 수직업에 의해 이물질이 다시 한번 제거하면 재강 슬래그 골재에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나가 섞인 혼합골재가 제조된다.

이때, 상기 조크러셔(300)에 의해 파쇄된 혼합 골재를 임팩트 크러셔(500)에 의해 잘게 파쇄하고, 철분과 이물질을 제거한 후, 진동스크린(600)의 상,하 스크린망을 통해 5mm이하의 혼합골재와, 5~25mm의 혼합골재를 생산할 수 있음은 물론이다.

또한, 도 5에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 제강 슬래그를 어뎁터 스크린(100)에 투입되는 원료 투입단계와, 조크러셔(300)에 의해 파쇄되어 그리즐리 피더(400)에 투입되는 원료 선별단계와, 철분과 이물질을 제거한 후 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질을 혼합하는 혼합골재 분리단계로 이루어질 수 있다.

즉, 본 발명은 호퍼에 설치된 어뎁터 스크린(100)으로 제강 슬래그를 투입하고, 이동되는 원료에서 제1자력선별기(200a)을 통해 철분을 제거하고, 이물질은 수작업으로 제거한다.

1차로 이물질과 철분이 제거된 원료는 조크러셔(300)를 통해 원료의 크기가 60mm 이하의 입도를 갖도록 파쇄하는 것이 좋으며, 파쇄된 골재는 60mm 입도의 그리즐리 피더(400)를 거쳐 일정 입도로 선별되게 된다.

그리고, 선별된 골재는 콘베이어를 이동하면서 제2자력선별기(200b)에 의해 철분이 2차로 제거되고, 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 혼합된 혼합물을 선별된 골재에 혼합하여 최종적으로 혼합골재를 제조하게 된다.

여기서, 상기 조크러셔(300)에 의해 파쇄된 혼합 골재를 임팩트 크러셔(500)에 의해 잘게 파쇄하고, 철분과 이물질을 제거한 후, 진동스크린(600)의 상,하 스크린망을 통해 5mm이하의 혼합골재와, 5~25mm의 혼합골재를 생산할 수도 있다.

한편, 제강 슬래그 골재에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상이 섞인 혼합골재는 수분을 균일하게 혼합한 후 1~15일 동안 야적하여 경화되도록 하여도 좋다.

이와같이 제강 슬래그로 부터 선별된 골재에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 혼합 물질이 투입된 혼합골재에는, 제강 슬래그에 의한 골재가 60~90중량%와, 석탄회, 석분, 마사토로 이루어진 혼합물이 10~40중량% 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.

일 실시예로, 제강 슬래그에서 선별된 골재에 석탄회, 석분, 마사토가 섞여이루어진 혼합골재에 콘크리트를 소정량(혼합골재 대비 10~30중량%) 물과 함께 투입하여 콘크리트 조성물을 제조하여도 좋다.

여기서, 상기 석탄회는, 연소실 하부에 발생되어 총 석탄회 발생량의 15%~20%를 차지하고 매립지나 처리시설 확보가 어려운 바탐애쉬로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 제강 슬래그나 석탄회과 같은 산업적 가치가 떨어지는 산업 폐기물을 골재 대용으로 재 사용함으로서, 환경오염을 막고 생산원가를 현저히 절감할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 제강 슬래그로 부터 선별된 인공골재에 석탄회를 혼합하여 높은 압축강도를 갖도록 하여 내구성을 크게 향상시키는 등 골재의 질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있는 것은 물론이다.

이와같이 본 발명에 의하면, 제강 슬래그로 부터 선별된 골재에 석탄회, 석분, 마사토를 혼합하여 매립되거나 폐기되는 폐기물을 이용하여 골재를 제조함으로서 천연 골재자원의 채취로 인한 자연고갈과 환경파괴를 막아 환경을 보호하고, 재활용 비율을 극대화시켜 경제적 부가 가치를 창출할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굵은 골재에 작은 입도를 갖는 석탄회, 석분, 마사토를 혼합함으로서, 굵은 골재에서 가는 골재로의 파쇄시 발생되는 소요비용을 절약할 수 있고, 공정을 단순화 하여 제조단가를 낮출 수 있는 경제적인 잇점이 있다.

Claims (6)

1. 제강 슬래그에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질이 섞인 혼합물을 어뎁터 스크린에 투입하고, 이동되는 원료에서 철분과 이물질을 1차 제거하는 원료 투입단계;

   철분과 이물질이 1차 제거된 원료를 조크러셔에 의해 파쇄한 후 60mm 입도를 갖는 그리즐리 피더에 투입하여 선별하는 원료 선별단계;

   그리즐리 피더에 의해 선별된 혼합골재에서 이물질과 철분을 2차 제거하는 혼합골재 분리단계로서 이루어지는 혼합골재 제조방법.
2. 제강 슬래그를 어뎁터 스크린에 투입하고, 이동되는 원료에서 철분과 이물질을 1차 제거하는 원료 투입단계;

   1차 철분과 이물질이 제거된 원료를 조크러셔에 의해 파쇄한 후, 파쇄된 골재에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질을 투입하는 혼합물 투입단계;

   60mm 입도를 갖는 그리즐리 피더에 투입하여 선별하는 원료 선별단계;

   혼합된 골재에서 철분과 이물질을 2차로 제거하는 혼합골재 분리단계로서 이루지는 혼합골재 제조방법.
3. 제강 슬래그를 어뎁터 스크린에 투입하고, 이동되는 원료에서 철분과 이물질을 1차 제거하는 원료 투입단계;

   1차 철분과 이물질이 제거된 원료를 조크러셔에 의해 파쇄한 후 60mm 입도를 갖는 그리즐리 피더에 투입하여 선별하는 원료 선별단계;

   철분과 이물질을 2차 제거한 후 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 물질을 혼합하는 혼합골재 분리단계로서 이루어지는 혼합골재 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 혼합골재 분리단계는, 제강 슬래그 골재에 석탄회, 석분, 마사토가 섞인 혼합골재를 임팩트 크러셔에 의해 파쇄하고, 철분과 이물질을 3차 제거한 후 진동스크린에 의해 5mm이하의 혼합골재와 5~25mm의 혼합골재로 분리하는 혼합골재 분쇄단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 혼합골재 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 혼합골재 분리단계는, 선별된 골재에 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 혼합물을 섞어 이루어진 혼합골재에 수분을 균일하게 혼합한 후 1~15일 동안 야적하여 경화시키는 혼합골재 경화 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합골재 제조방법.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 혼합골재는 제강 슬래그에서 선별된 골재 60~90중량%와, 석탄회, 석분, 마사토 중에서 적어도 하나 이상의 혼합물질 10~40중량%이 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼합골재.