KR100508511B1 - 토페도 레들카 폐내화물의 재활용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철공정중에서 발생되는 토페도 레들카 폐내화물의 재활용 방법에 관한 것으로, 그 목적은 TLC 폐내화물의 발생성상을 고려하여 성상별로 분리해 내어 폐기물의 재활용을 통한 자원의 절약과 유가물 회수에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

토페도 레들카 폐내화물을 파쇄하는 단계,

파쇄된 폐내화물을 1차 자력선별하여 비함철 폐내화물과 함철 폐내화물로 분리하는 단계,

상기 함철 폐내화물을 분쇄하고, 2차 자력선별하여 철편류와 분상의 폐내화물로 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 토페도 레들카 폐내화물의 재활용 방법에 관한 것을 그 기술요지로 한다.

Description

토페도 레들카 폐내화물의 재활용 방법{Recycle Processing of Topedo Ladle Car Waste Refractory}

본 발명은 제철공정중에서 발생되는 토페도 레들카 폐내화물의 재활용 방법에 관한 것으로, 발생되는 TLC폐내화물을 선별, 파쇄하여 해당 입도별 성분특성을 고려하여 철원회수와 토목용 골재 및 비료원료로 재활용하는 방법에 관한 것이다.

토페도 레들카(Topedo Ladle Car, 이하 TLC라 함) 는 고로공정에서 발생되는 용선을 철로를 이용하여 제강공정까지 운송하는 설비이다. TLC는 회당 용선 운반량이 300여톤이상으로, 운반하는 용선은 1,450℃~1,500℃의 고온이다. 따라서, TLC 내부에는 알시카(Al2O3-SiO2) 내화벽돌로 축조되어 있으며, 약 2000회 정도를 사용하게 되면 용선에 의한 내화물 침식현상으로 내화물을 교체해 주어야 한다.

TLC 내화물 교체는 TLC 내화물에 부착되어 있는 지금(地金)과 슬래그를 제거하고 브레이커로 내화물을 파쇄하는 공정으로 실시되며 발생량은 연간 40,000톤에 이르고 있다. 도 1은 TLC폐내화물이 실제 사진이다. 발생하는 TLC 폐내화물은 지금, 슬래그, 폐내화물이 혼재되어 발생되어지는데, 브레이커에 의한 파쇄공정에 의해 많은 양의 분(紛)성분을 포함한다.

그러나, TLC폐내화물은 활용기술 및 활용처가 없어 재활용이 되지 못하고 전량 매립에 의존하고 있는 실정이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, TLC 폐내화물의 발생성상을 고려하여 성상별로 분리해 내어 폐기물의 재활용을 통한 자원의 절약과 유가물 회수에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 TLC폐내화물 재활용방법은,

토페도 레들카 폐내화물을 파쇄하는 단계,

파쇄된 폐내화물을 1차 자력선별하여 비함철 폐내화물과 함철 폐내화물로 분리하는 단계,

상기 비함철 폐내화물을 입도선별하는 단계 및,

상기 함철 폐내화물을 분쇄하고, 2차 자력선별하여 철편류와 분상의 폐내화물로 분리는 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

TLC 폐내화물은 지금과 폐내화물로 구성되며, 폐내화물은 SiO₂, CaO, MgO가 주성분이다. 따라서, 폐내화물에서 지금을 분리해 내어 철원으로 활용하고, 폐내화물은 특성에 맞추어 재활용할 수 있는 것이다.

본 발명에 따라 TLC폐내화물을 재활용하는 방법을 도 2~5를 통해 설명한다.

먼저, TLC폐내화물 덩어리를 파쇄한다. 파쇄는 TLC폐내화물에서 지금이 이탈할 수 있을 정도의 크기로 파쇄해낸다. 본 발명에 따르면, 40mm이하로 파쇄할 때, TLC폐내화물에서 지금의 자력선별이 용이할 뿐 아니라, 재활용을 위한 재분쇄공정을 줄일 수 있다. 40mm이하로 파쇄하는 것은 가능하면 1단계로 하지만, TLC폐내화물이 덩어리로 얻어지는 점을 감안할 때 다단계로 행하는 것이 작업부하가 적다. 즉, 500mm이하로 입도선별한 다음에 200mm이하로 1단계 파쇄하고, 이어 40mm이하로 2차파쇄한다.

원하는 입도로 파쇄한 TLC폐내화물을 1차 자력선별하여 함철폐내화물과 비함철폐 내화물로 분리한다.

분리된 함철 폐내화물은 지금류가 대부분이지만, 지금표면에 다량의 슬래그 및 내화물이 코팅되어 그 자체로는 재활용이 곤란하다. 따라서, 함철 폐내화물은 다시 분쇄하여 철성분과 슬래그 및 폐내화물 성분을 분리시킨다. 분쇄는 25mm이하로 행하는 것이 바람직하다. 분쇄한 후 2차 자력선별을 통하여 철편류와 분상의 폐내화물을 분리해 낸다. 본 발명에서 자력선별은 자력선별기에서 행해진다. 자력선별기는 드럼형 자력선별기, 벨트형 자력선별기, 크로스 벨트형 자력선별기, 롤(Roll)형 자력선별기 등이 통상적으로 많이 이용되고 있다.

상기 1차자력선별에 회수한 비함철 폐내화물과 2차 자력선별공정에서 회수한 분상의 폐내화물의 용도에 대해 검토한 결과, 가장 적합한 용도는 다음과 같다.

1차 자력선별기를 통과한 비함철 폐내화물은 수침팽창성이 KS기준 1.5%이하를 만족할 뿐 아니라, 폐기물관리법상 유해성분이 거의 용출되지 않으므로, 도로로반재로 재활용할 수 있다. 1차 자력선별기를 통과한 비함철 폐내화물은 그 자체로서는 수침팽창율이 다소 높으므로, 다른 도로로반재(고로 슬래그 등)와 혼합하여 사용하는 것이 권장된다.

아래 표 1에는 도로로반용 철강슬래그 입도규격 (KS F 2535)이 제시되어 있다. 따라서, TLC폐내화물을 도로로반재로 재활용하고자 하는 경우에 1차 자력선별하기전의 파쇄단계에서 TLC폐내화물을 40mm이하로 파쇄하는 것이 권장된다. 또한, 1차 자력선별기를 통과한 비함철 TLC폐내화물도 다시 한번 40mm이하로 입도선별하는 것이 좋다.

상기 2차 자력선별한 분상의 폐내화물은 그 성분분석 결과, 표 2와 같이 규산질 비료의 성분요건을 만족한다.

비료 규격중 MgO 함량이 기준에 소폭 미달하나, 기존 규산질 비료원료로 활용되는 다른 슬래그 예를 들어, 고로슬래그의 MgO 함량이 5%로 비료기준 대비 월등히 높으므로 고로 괴재 및 수재슬래그와 혼합 사용시 비료활용에 문제가 없다. 따라서, 분상의 TLC폐내화물을 입도에 맞게 분상 및 입상, 사상 규산질 비료로 활용할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

발생되는 TLC 폐내화물을 입도별로 선별하여 그 구성비를 조사하고 그 결과를 표 3에 나타내었다.

입도별 성분은 +40㎜는 지금성분과 폐내화물이 주성분이고 +25㎜~40㎜는 지금조각과 슬래그가 -25㎜는 대부분 슬래그가 주성분이다

TLC 폐내화물의 재활용 추진을 위하여 큰 부피의 TLC폐내화물을 브레이카로 파쇄하면서 500mm이하로 먼저 입도선별하였다. 선별기는 폐내화물에 철성분과 수분함량이 많은 것을 고려하여 그리즐리 타입으로 설치하였다. 500mm이하로 선별된 폐내화물을 1차 조크라샤를 이용하여 다시 200mm이하로 파쇄하고 다시 2차 조크라샤를 이용하여 40mm이하로 파쇄하였다.

파쇄한 TLC폐내화물을 자력선별하여 비함철 폐내화물을 현재 도로로반재로 사용하는 고로스래그와 혼합(TLC 비함철 폐내화물:5중량% 나머지 고로슬래그)하여 도로용 골재로의 활용 가능여부를 확인하고, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 슬래그류나 폐내화물류를 골재나 도로 노반용으로 사용할 경우 각 성분별 팽창성을 고려해야 한다. 슬래그나 폐내화물의 팽창성은 용선을 용강으로 정제할 때 사용하는 생석회가 불안정한 상태로 슬래그 중에 존재하여 생석회가 물과 반응할 때 발생하게 된다.

표 4에서 알 수 있듯이, 고로슬래그와 혼합한 TLC 폐내화물의 수침팽창율은 KS 기준인 1.5%이하 기준을 만족하여 도로 노반재 활용이 가능한 것으로 나타났다.

상기 TLC폐내화물과 고로슬래그에 대한 일축압축강도값을 조사하고 그 결과를 표 5에 나타내었다. 양생기간은 14일 기준 강도값이다.

상기 TLC폐내화물과 고로슬래그에 대한 용출시험 결과를 표 6에 나타내었다.

표 6에서 알 수 있듯이, 폐기물관리법상 유해기준대비 유해성분이 거의 용출되지 않아 재활용 추진에 문제가 없음을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 토페도 레들카 폐내화물에서 철원을 회수하고 용도별로 도로노반재 및 비료 원료로 재활용할 수 있어, 자원의 절약과 원료대체를 통한 생산비 절감을 도모하고 폐기물 처리비 절감 및 매립량 감소를 유도할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

도 1은 토페도 레들카 폐내화물의 발생 사진

도 2는 본 발명의 토페도 레들카 폐내화물의 재활용 공정의 일례도

도 3은 토페도 페들카 폐내화물의 1차입도선별공정 사진

도 4는 1차자력선별기에서 회수된 함철 폐내화물의 사진

도 4는 1차자력선별기를 통과한 함철 폐내화물을 분쇄하고 2차자력선별한 폐내화물로서

도 5(a)는 2차자력선별기에서 회수된 분철 사진

도 5(b)는 2차자력선별기를 통과한 분상의 폐내화물 사진

Claims (4)

1. 토페도 레들카 폐내화물을 파쇄하는 단계,

   파쇄된 폐내화물을 1차 자력선별하여 비함철 폐내화물과 함철 폐내화물로 분리하는 단계,

   상기 함철 폐내화물을 분쇄하고, 2차 자력선별하여 철편류와 분상의 폐내화물로 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 토페도 레들카 폐내화물의 재활용 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 토페도 레들카 폐내화물의 파쇄는, 1단계 이상의 파쇄공정을 거쳐 40mm이하로 파쇄함을 특징으로 하는 토페도 레들카 폐내화물의 재활용방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 1차 자력선별한 비함철 폐내화물은 도로노반재 원료로 활용함을 특징으로 하는 토페도 레들카 폐내화물의 재활용방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 분상의 폐내화물은 비료로 활용하는 것을 특징으로 하는 토페도 레들카 폐내화물의 재활용방법.