KR100929312B1 - 슬래그를 이용한 석부작 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬래그를 이용한 석부작 제조에 관한 것이다.

기존의 천연암석은 석부작으로 활용할 수 있는 형태와 특성을 갖춘 수석을 선발하여 작품에 이용하였으나, 슬래그는 석부작 작품의 특징상 개인의 취향에 따라 다양한 모양으로 가공할 수 있고, 대량으로 발생되므로 공급을 원활히 할 수 있다.

서냉슬래그, 가공단계, 양생단계, 성형단계, 부착단계

Description

슬래그를 이용한 석부작 제조방법 {A process of pot-planting which makes slag}

슬래그를 대기중에서 천천히 냉각시킨 서냉슬래그는 다양한 비료성분을 함유하고 있다. 또한 미세한 다공질 조직으로 이루어져 있어 투과성이 뛰어나고 풍부한 산소를 함유하고 있으며 수분을 보유하는 능력이 뛰어나다.

<표 1>고로 서냉슬래그의 비료성분

주 성 분			미 량 성 분
규산	석회	고토	망간	철	황	구리	아연	몰리브덴	붕소
30%	40%	5%	0.7%	0.5%	0.1%	16ppm	84ppm	5pm	250ppm

<표 2> 슬래그의 유해성분 용출 시험 결과(계기물공정시험법)

구분	납 또는 그화합물	구리 또는 그화합물	카드뮴 또는 그화합물	6가크롬	비소 또는 그화합물	수은 또는 그화합물
고로슬래그	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨	검출안됨
기 준	3	3	0.3	1.5	1.5	0.005

석부작과 분경은 돌과 식물을 아름답게 조화시켜 자연을 느낄 수 있도록 만들어진 제품이다. 최근 취미생활 및 인테리어 소품으로 인기 있는 석부작 종류는 난을 이용한 석부, 이끼와 야생초석부, 나무와 조화를 이루는 분재 석부 등이 있다. 특히 자연을 닮은 풍경을 연출하여 산수화를 연상시키는 분경은 아파트 베란 다, 발코니를 꾸미는 좋은 실내외 조경으로 수요가 늘어나고 있다.

지금까지 석부작은 수석이나 현무암 등의 자연암석을 주로 이용하여 제작하였다. 특히 화산 폭발시 형성된 제주석은 기이한 모양의 화산탄과 현무암, 각종 용암석으로 석부작의 좋은 재료로 사용되고 있다. 그러나 보존가치가 있는 제주석(현무암, 조면암, 용암석)을 보존하고 무분별한 채취를 방지하기 위하여 허가받지 않은 제주석 반출을 금지하고 있다. 이로 인하여 일반인은 석부작의 훌륭한 재료인 현무암을 구하기 힘들어 졌으며, 일부 수석 애호가와 조경업자들의 제주석 불법 거래와 심각한 자연훼손까지 우려되고 있다.

종래의 배경기술들로는

1. 등록 10-0454243 석부작 제작방법

채석장에서 버려지는 폐자연석을 강제풍화시킨 암석을 이용하여 석부작을 제조하는 방법에 관한 기술이다.

이 기술은 폐자연석을 이용하기 때문에 비료성분을 불규칙하게 함유하기 때문에 착상보조액이 꼭 필요하며, 본 발명은 슬래그 자체가 철강 산업의 부산물로서 인위적으로 생성된 인공암석이며 석부작의 원료가 되는 슬래그 자체에 식물에 필요한 비료성분을 일정하게 보유하고 있어 큰 차이가 있다.

2. 공개 10-2004-0025760 원예용 인조석 및 이를 이용한 석부작 및 사용방법

원예용 인조석 제조와 제조된 인조석을 이용하여 석부작 사용에 관한 기술이다. 이 기술은 스티로폼, PVC, 나무, 모르타르 또는 콘크리트 등을 포함하는 원료를 이용 하여 성형하는 기술이지만, 본 발명은 철강산업 부산물인 슬래그를 단독으로 이용하여 석부작을 제조하는 기술로서 차이가 있다. .

3. 등록 10-0731476 석부작 제작방법

이 기술은 자연석 외주면에 부착하고자 하는 수목의 일정 면적만큼 패이도록 홈을 형성하여 와이어를 이용하여 고정시킨 후 발근 촉진제를 부착하여 수목이 세워지도록 고정시킨 다음 마사를 채운 후 접착제를 이용하여 고정하여 석부작을 제작하는 기술로서 . 본 발명은 슬래그 생성과정에서 자연적으로 발생된 공극과 홈을 수목이 부착하는 공간으로 제공되며, 별도의 촉진제나 고정장치가 필요없는 슬래그 특성을 최대한 이용한 석부작 제조방법 과는 다르다.

4. 등록 10-0659147 인공석재 및 그 제조방법

이 기술은 장식, 원예용 인공석제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 고분자나 석고와 같은 재료를 이용하여 성형틀을 제조한 후 여기에 포틀랜드 시멘트, 고강도 시멘트, 토탄을 필수성분으로 하여 석부작에 사용할 수 있는 인조석 및 그의 제작에 관한 기술로서 매우 다르다.

지금까지 슬래그 활용은 시멘트원료, 건설, 토목 분야에 집중되어 있고, 토양개량 비료, 건축자재, 내화물, 흡착제 등으로 활용되고 있으며, 최근에는 해양용 인공어초에 관한 연구 개발이 이루어지고 있다. 그러나 석부작과 분경에 활용된 사례는 없으며 이과 관련된 연구 시도도 없었다.

본 발명은 슬래그를 이용한 석부작 제조에 관한 것이다.

제철 공업에서 발생하는 폐기물인 슬래그(slag)는 철의 원료인 철광석과 코크스, 석회석 등을 고로(용광로)에서 약 1,500℃의 쇳물과 함께 용융시켜 철 성분을 분리해 선철을 제조하고 남는 암석 성분을 주성분으로 하는 고로슬래그와 선철 중의 규소 등을 분리하여 강을 제조하는 과정에서 발생하는 제강슬래그로 크게 분류된다.

또한 용융 상태의 슬래그를 냉각하는 방법에 따라 고압의 물을 이용하여 급속히 냉각시키며 모래 형태의 급랭슬래그, 대기중에서 자연상태와 유사하게 천천히 냉각시켜 암석형태의 서냉슬래그, 바람을 불어 냉각시켜 구슬모양의 풍쇄슬래그로 구분되는데, 석부작과 분경에 이용할 수 있는 슬래그는 천천히 냉각시켜 암석형태로 이루어진 서냉슬래그가 적합하다.

본 발명 슬래그를 이용한 석부작 제조방법은 아래의 사진들을 통하여 단계별로 진행한다.

1. 다양한 크기와 형태의 서냉슬래그

2. 적당하게 가공된 서냉슬래그

3. 다양한 식물을 부착하는 모습

4. 완성된 석부작

본 발명 슬래그를 이용한 석부작 제조방법에 있어서 해결하고자 하는 과제는 자연석 채취와 개발로 인한 환경파괴를 방지하고, 영양액이 필요하지 않고, 물주 는 횟수가 적어야 하며, 다양한 모양으로 가공하기 쉬어야하고 , 식물이 활착하기 쉽고 뿌리내림이 좋아야 하며, 유해성분 용출이 없어야 하고, 가격이 저렴하고 발생량이 많도록 하고자 함에 있다.

본 발명 슬래그를 이용한 석부작 제조방법은 아래의 단계를 통하여 해결하고자 하는 과제를 풀고자 한다.

1. 암석형태 슬래그를 통상의 방법으로 적당하게 파쇄 가공하는 단계

2. 가공된 슬래그의 황성분과 알카리 성분을 제거하기 위한 양생 단계

3. 가공 양생된 슬래그를 작품에 어울리도록 성형하는 단계

4. 성형된 슬래그에 이끼 및 식물을 부착하는 단계

위의 단계들에 대한 자세한 설명은 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서 서술한다.

서냉슬래그의 제조 공정 과정에서 생성된 다양한 크기의 구멍 때문에 천연암석보다 경도와 무게가 가볍다. 이로 인하여 망치나 정, 절단기 등의 통상의 방법으로 적당한 크기와 모양으로 파쇄 가공하기 쉽다. 기존의 천연암석은 석부작으로 활용할 수 있는 형태와 특성을 갖춘 수석을 선발하여 작품에 이용하였으나, 슬래그는 석부작 작품의 특징상 개인의 취향에 따라 다양한 모양으로 가공할 수 있고, 대량으로 발생되므로 공급을 원활히 할 수 있다.

1. 자연암석을 대체하는 인공암석이므로 자연석 채취와 개발로 인한 환경파괴 방지

2. 슬래그 자체의 비료성분을 일정하게 보유하고 있어 별도의 영양액이 필요하지 않다.

3. 슬래그의 미세한 구멍으로 인하여 통기성과 수분 보유력이 우수하여 천연암석보다 물주는 횟수가 적다.

4. 천연 암석에 없는 미세한 구멍으로 인하여 강도가 약하여 가볍고 다양한 모양으로 가공하기 쉽다.

5. 슬래그 표면이 거칠고 요철이 있어 식물이 활착하기 쉽고 뿌리내림이 좋다.

6. 엄격한 제철과정에 의하여 슬래그 성분이 일정하며 유해성분 용출이 없다.

7. 철강폐기물인 슬래그를 재활용하므로 가격이 저렴하고 발생량이 많다.

본 발명은 아래와 같은 단계를 통하여 구성되어 진다.

1. 암석형태 슬래그를 통상의 방법으로 적당하게 파쇄 가공하는 단계

본 발명은 서냉슬래그의 제조 공정 과정에서 생성된 다양한 크기의 구멍 때문에 천연암석보다 경도와 무게가 가볍다. 이로 인하여 망치나 정, 절단기 등의 통상의 방법으로 적당한 크기와 모양으로 파쇄 가공하기 쉽다. 기존의 천연암석은 석부작으로 활용할 수 있는 형태와 특성을 갖춘 수석을 선발하여 작품에 이용하였으나, 슬래그는 석부작 작품의 특징상 개인의 취향에 따라 다양한 모양으로 가공할 수 있고, 대량으로 발생되므로 공급을 원활히 할 수 있다.

2. 가공된 슬래그의 황성분과 알카리 성분을 제거하기 위한 양생 단계

본 발명은 대기중에서 서서히 냉각되어 암석형태의 슬래그를 이용한다.

서냉슬래그는 제철공정 특성상 다량의 석회 성분과 미량의 황 성분을 함유하고 있으며 이들 성분은 식물에게 필수원소로 생육에 꼭 필요한 성분이다.

그러나 석부작의 특성상 식물의 뿌리를 암석에 직접 부착시켜 생육하기 때문에 과도한 알카리와 황성분은 뿌리 부착 및 식물 활착에 나쁜영향을 끼친다.

따라서 슬래그의 황성분과 알카리 성분을 제거하는 다음의 과정이 꼭 필요하다. 양생시간은 슬래그의 크기와 양에 따라 조절할 수 있으나 슬래그에서 발생하는 황탁수(黃濁水)가 발생하지 않을 때까지 양생하여야 한다.

다음은 황탁수(黃濁水)가 발생하지 않도록 하는 보편적인 방법이다.

1. 물에 넣고 10분 이상 끓인다.

2. 고온 고압의 증기를 2분 이상 접촉시켜 준다.

3. 흐르는 물에 1일 이상 담군다.

4. 물(바닷물)에 2일 이상 담군다.

3. 가공 양생된 슬래그를 작품에 어울리도록 성형하는 단계

본 발명은 슬래그의 다양한 크기가 발생하는 특성을 이용하여 단독 혹은 1개 이상의 슬래그를 이용하여 석부작을 제조할 수 있다.

슬래그를 수반에 올려놓으면 불안정 하다. 특히, 입석(立石)으로 세울 때는 그러하다.

그러므로 일반적인 경화제(호마이카나 에폭시종류)로 슬래그를 서로 부착하여 바닥에 스스로 서 있을 수 있게 한 후 수반에 놓고 모래, 자갈, 급랭슬래그 등으로 수반을 채운다.

또 다른 방법으로 수반에 경화제 혹은 볼트를 이용하여 슬래그를 직접 붙이는 것이다.

위의 방법을 이용하는 이유는 석부작을 이동시에 돌을 들면 수반도 같이 들려서 이동이 더 용이하다.

4. 성형된 슬래그에 이끼 및 식물을 부착하는 부착단계

본 발명은 양생된 슬래그 표면의 다양한 공극이 존재하고 있는 특성을 이용하여 여러가지 식물을 직접 부착하여 뿌리가 활착할 수 있다.

식물은 슬래그의 미세공극을 통하여 충분한 공기와 수분을 공급받고 슬래그 자체 비료성분을 이용할 수 있어 별도의 발근제나 착상 보조액은 필요하지 않다.

시중에서 판매되는 발근제를 희석하여 식물을 부착하기 전에 충분히 스프레이하면 발근 및 부착효과를 향상시킬 수 있다.

또한 부착되어 있는 식물의 초기 활착을 위하여 통상의 질소, 인산, 칼륨 비료를 비료 공급기준에 준하여 물에 희석하여 주 2회 스프레이하면 초기 활착을 촉진시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 석부작 제조방법에 있어서,

   대기중에서 자연상태와 유사하게 천천히 냉각시켜 암석형태의 서냉슬래그를 적당히 파쇄하는 가공단계와;

   상기 가공된 슬래그의 황성분과 알카리 성분을 제거하기 위한 양생단계와;

   상기 가공 양생된 슬래그를 작품에 어울리도록 성형하는 성형단계와;

   상기 성형된 슬래그에 이끼 및 식물을 부착하는 부착단계 특징으로하는

   슬래그를 이용한 석부작 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 양생단계에서 황탁수(黃濁水)가 발생하지 않을 때까지 파쇄가공된 서냉슬래그를 물에 넣고 10분 이상 끓이거나, 고온 고압의 증기를 2분 이상 접촉시켜 주거나, 흐르는 물에 1일 이상 담구어 두거나, 바닷물에 2일이상 담구어 두는 방법 중에서 1가지 혹은 2가지 이상의 복합적인 방법으로 가공한 것을 특징으로 하는 슬래그를 이용한 석부작 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 성형단계에서 통상의 경화제로 슬래그를 서로 부착하여 바닥에 스스로 서 있을 수 있게 한 후 수반에 놓고 모래, 자갈, 급랭슬래그 등으로 수반을 채우는 방법 또는 볼트를 이용하여 슬래그를 직접 붙이는 방법 중 하나를 사용하여 석부작을 이동시에 돌을 들면 수반도 같이 들려서 이동이 더 용이하게 만든 것을 특징으로 하는 슬래그를 이용한 석부작 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기의 부착단계에서 통상의 발근제를 희석하여 식물을 부착하기 전에 충분히 뿌려주어 발근 및 부착효과를 향상시키며, 부착되어 있는 식물의 초기 활착을 위하여 통상의 질소, 인산, 칼륨 비료를 비료 공급기준에 준하여 물에 희석하여 주 2회 뿌려주어 초기 활착을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 슬래그를 이용한 석부작 제조방법.