KR102466288B1 - Manufacturing apparatus for molded articles, method thereof and molded articles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 성형체 제조설비, 성형체 제조방법 및 성형체에 관한 것으로, 슬래그를 마련하는 과정; 플라스틱을 마련하는 과정; 심재를 마련하는 과정; 상기 슬래그의 적어도 일부에 상기 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정; 상기 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물을 압출하고, 상기 혼합물에 상기 심재를 공급하여, 상기 심재가 내장된 성형체를 제조하는 과정;을 포함하고, 압출 시 설비 손상을 억제할 수 있고, 성형체의 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a molded article manufacturing facility, a molded article manufacturing method, and a molded article, the process of preparing slag; The process of preparing plastic; process of preparing heartwood; attaching the plastic to at least a portion of the slag to prepare a slag-plastic composite; Extruding a mixture of the slag-plastic composite and plastic, supplying the core material to the mixture, and manufacturing a molded body having the core material embedded therein, suppressing damage to equipment during extrusion, and strength of the molded body can be further improved.
Description
본 발명은 성형체 제조설비, 성형체 제조방법 및 성형체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제철소에서 발생하는 부산물과 폐플라스틱을 활용하여 기계적 물성이 우수한 성형체를 제조할 수 있는 성형체 제조설비, 성형체 제조방법 및 성형체에 관한 것이다. The present invention relates to a molded article manufacturing facility, a molded article manufacturing method, and a molded article, and more particularly, a molded article manufacturing facility capable of manufacturing a molded article with excellent mechanical properties by utilizing by-products and waste plastics generated in steelworks, a molded article manufacturing method, and a molded article. It is about.
제철 공정은 철강 제품을 제조하면서 여러 가지 종류의 부산물을 다량 발생시키고 있다. 이러한 부산물 중에 하나의 예로, 슬래그를 들 수 있으며 슬래그는 크게 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 페로니켈 슬래그로 구분될 수 있다. 고로 슬래그는 고로에 장입된 철광석, 코크스 및 석회석 등에 포함된 비철성분이 용융된 것으로, 다량의 CaO와 SiO2을 함유하고 있다. 이러한 고로 슬래그는 시멘트 원료, 비료, 도료, 및 토목용 골재 등에 활용되어 주로 건축용 소재로 활용이 되고 있다. 제강 슬래그도 고로 슬래그처럼 다량의 CaO와 SiO2을 함유하는데, 고로 슬래그와 유사하게 건축용 소재로 재활용되고 있다. 그런데 고로 슬래그와 제강 슬래그의 경우, CaO의 함량이 높아 수분 흡수율이 높기 때문에 이들을 이용하여 건설된 구조체는 강도, 내마모성 등 기계적인 물성이 낮은 문제가 있다. 또한, 고로 슬래그와 제강 슬래그의 대부분은 매립 처분되고 있는 실정으로 다양하게 활용할 수 있는 방안이 요구된다. The steelmaking process generates a large amount of various kinds of by-products while manufacturing steel products. One example of these by-products is slag, and slag can be largely classified into blast furnace slag, steelmaking slag, and ferronickel slag. Blast furnace slag is a molten non-ferrous component included in iron ore, coke, and limestone charged into a blast furnace, and contains a large amount of CaO and SiO 2 . Such blast furnace slag is mainly used as a material for construction by being used as a cement raw material, fertilizer, paint, and aggregate for civil engineering. Steelmaking slag, like blast furnace slag, contains a large amount of CaO and SiO 2 , and similarly to blast furnace slag, it is recycled as a building material. However, in the case of blast furnace slag and steelmaking slag, since the content of CaO is high and the water absorption rate is high, the structure constructed using them has a problem of low mechanical properties such as strength and wear resistance. In addition, since most of the blast furnace slag and steelmaking slag are disposed of in landfills, a method for utilizing them in various ways is required.
한편, 페로 니켈 슬래그는 페로니켈 용강을 생산하는 과정에서 발생하며, SiO2와 MgO를 다량 함유하고 있다. 페로 니켈 슬래그는 고로 슬래그 및 제강 슬래그와는 달리 CaO 함량이 매우 적어 수분 흡수율이 낮고 경도가 높아, 이를 이용하여 건설된 구조체의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 그러나 페로 니켈 슬래그를 성형하여 건축용 소재를 형성하는 경우, 페로 니켈 슬래그의 경도가 높아 성형 설비를 쉽게 마모시켜 성형 설비의 수명을 저하시키는 문제가 있다. Meanwhile, ferronickel slag is generated in the process of producing ferronickel molten steel and contains a large amount of SiO 2 and MgO. Unlike blast furnace slag and steelmaking slag, ferronickel slag has a very low CaO content, low moisture absorption and high hardness, so that the wear resistance of a structure constructed using it can be improved. However, when forming a building material by molding ferronickel slag, there is a problem in that the hardness of the ferronickel slag is high and easily wears the molding equipment to reduce the life of the molding equipment.
본 발명은 설비의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있는 성형체 제조설비, 성형체 제조방법 및 성형체를 제공한다. The present invention provides a molded article manufacturing facility, a molded article manufacturing method, and a molded article capable of improving the durability and lifespan of the facility.
본 발명은 기계적인 물성이 우수한 성형체를 제조할 수 있는 성형체 제조설비, 성형체 제조방법 및 성형체를 제공한다. The present invention provides a molded article manufacturing facility, a molded article manufacturing method, and a molded article capable of manufacturing a molded article with excellent mechanical properties.
본 발명은 제조 비용을 절감할 수 있고, 환경 오염을 저감시킬 수 있는 성형체 제조설비, 성형체 제조방법 및 성형체를 제공한다. The present invention provides a molded article manufacturing facility, a molded article manufacturing method, and a molded article capable of reducing manufacturing costs and reducing environmental pollution.
본 발명의 실시 형태에 따른 성형체 제조방법은, 슬래그를 마련하는 과정; 플라스틱을 마련하는 과정; 심재를 마련하는 과정; 상기 슬래그의 적어도 일부에 상기 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정; 상기 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물을 압출하고, 상기 혼합물에 상기 심재를 공급하여, 상기 심재가 내장된 성형체를 제조하는 과정;을 포함할 수 있다.A molded body manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a process of preparing slag; The process of preparing plastic; process of preparing heartwood; attaching the plastic to at least a portion of the slag to prepare a slag-plastic composite; and extruding a mixture of the slag-plastic composite and plastic, and supplying the core material to the mixture to manufacture a molded body in which the core material is embedded.
상기 슬래그를 마련하는 과정은 슬래그의 CaO 함량을 조정하는 성분 조정 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the slag may include a component adjustment process of adjusting the CaO content of the slag.
상기 플라스틱을 마련하는 과정은, 폐플라스틱을 수집하는 과정; 및 상기 폐플라스틱을 파쇄하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of preparing the plastic may include collecting waste plastic; and crushing the waste plastic.
상기 심재를 마련하는 과정은, 상기 플라스틱보다 융점이 높은 물질을 함유하는 심재를 마련하는 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the core material may include preparing a core material containing a material having a higher melting point than the plastic.
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은, 상기 플라스틱의 융점 이상의 온도를 갖도록 상기 슬래그를 가열하는 과정; 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정; 및 상기 가열된 슬래그의 표면에 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함할 수 있다.The manufacturing of the slag-plastic composite may include heating the slag to have a temperature equal to or higher than the melting point of the plastic; Injecting the plastic into the heated slag; and attaching plastic to the surface of the heated slag.
상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정은, 상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 5 내지 10중량%의 플라스틱을 투입하는 과정을 포함할 수 있다.The process of adding the plastic to the heated slag may include adding 5 to 10% by weight of plastic based on the total sum of the heated slag and the plastic.
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은, 상기 가열된 슬래그의 온도를 상기 플라스틱의 융점 이상의 온도로 유지하는 과정; 상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 교반하여 상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 접촉시키고, 상기 가열된 슬래그의 열을 이용하여 상기 플라스틱을 용융시키는 과정; 및 상기 가열된 슬래그의 표면에 용융된 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함할 수 있다.The manufacturing of the slag-plastic composite may include maintaining the temperature of the heated slag at a temperature equal to or higher than the melting point of the plastic; stirring the heated slag and the plastic to bring the plastic into contact with the heated slag, and melting the plastic using the heat of the heated slag; and attaching molten plastic to the surface of the heated slag.
상기 성형체를 제조하는 과정은, 상기 슬래그-플라스틱 복합체와 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 30 내지 80중량%의 슬래그-플라스틱 복합체를 마련하는 과정을 포함할 수 있다. The process of manufacturing the molded body may include a process of preparing a slag-plastic composite of 30 to 80% by weight based on the total sum of the slag-plastic composite and the plastic.
상기 성형체를 제조하는 과정은, 상기 플라스틱의 용융 온도 이상의 온도에서 상기 혼합물을 압출하는 과정을 포함하고, 상기 혼합물의 용융물에 상기 심재를 접촉시키는 과정을 포함할 수 있다.The process of manufacturing the molded body may include extruding the mixture at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the plastic, and contacting the core material with a melt of the mixture.
상기 심재를 공급하는 과정은, 상기 혼합물이 압출 방향으로 후방에서 상기 혼합물에 상기 심재를 공급하는 과정; 및 상기 혼합물이 압출되는 힘을 이용하여 상기 심재를 상기 혼합물의 내부로 자동으로 공급하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of supplying the core material may include: supplying the core material to the mixture from the rear in the extrusion direction of the mixture; and automatically supplying the core material into the mixture by using the extruding force of the mixture.
상기 심재를 공급하는 과정은, 상기 혼합물 내부에 서로 이격되어 배치되도록 복수의 심재를 공급하는 과정을 포함할 수 있다.The process of supplying the core material may include supplying a plurality of core materials so as to be spaced apart from each other in the mixture.
상기 슬래그를 마련하는 과정은 페로니켈 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 페로니켈 슬래그를 마련하는 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the slag may include a process of preparing ferronickel slag generated in the process of manufacturing molten ferronickel steel.
본 발명의 실시 형태에 따른 성형체 제조설비는, 슬래그의 표면에 플라스틱의 용융물을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 수 있는 코팅부; 상기 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물을 용융 압출하여 성형체를 제조하기 위한 성형부; 및 상기 성형부의 외부에서 상기 성형부의 내부에 심재를 공급하기 위한 심재 공급부;를 포함할 수 있다.A molded body manufacturing facility according to an embodiment of the present invention includes a coating unit capable of producing a slag-plastic composite by attaching a melted material of plastic to the surface of slag; a molding unit for producing a molded body by melting and extruding a mixture of the slag-plastic composite and plastic; and a core material supply unit for supplying a core material from the outside of the forming unit to the inside of the forming unit.
상기 코팅부는, 회전 가능하고, 내부에 상기 슬래그를 수용할 수 있는 공간을 형성하는 코팅 용기; 및 상기 슬래그를 가열하도록 상기 코팅 용기에 형성되는 제1가열 수단;을 포함할 수 있다.The coating unit is rotatable, and a coating container forming a space capable of accommodating the slag therein; and a first heating means formed in the coating vessel to heat the slag.
상기 성형부는 내부를 관통하는 관통구가 형성되는 스크류를 포함할 수 있다.The molding unit may include a screw having a through hole penetrating the inside thereof.
상기 심재 공급부는, 상기 관통구에 상기 혼합물이 압출되는 방향으로 심재를 공급하도록, 상기 성형부의 후방에 설치될 수 있다. The core material supply unit may be installed at the rear of the molding unit to supply the core material to the through-hole in a direction in which the mixture is extruded.
본 발명의 실시 형태에 따른 성형체는, 플라스틱; 상기 플라스틱 내에 입자 형태로 분산되도록 배치되는 슬래그; 및 내부를 가로지르도록 배치되는 심재;를 포함할 수 있다.A molded article according to an embodiment of the present invention is plastic; slag arranged to be dispersed in the form of particles in the plastic; and a core material disposed to cross the inside.
상기 심재의 양단이 외부로 노출될 수 있다. Both ends of the core material may be exposed to the outside.
상기 심재는 상기 플라스틱보다 융점이 높은 물질을 포함할 수 있다.The core material may include a material having a higher melting point than the plastic.
상기 슬래그는 상기 슬래그 전체에 대해서 10중량% 이하의 CaO를 함유하고, 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 페로니켈 슬래그 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 플라스틱은 폐플라스틱을 포함할 수 있다.The slag may contain 10% by weight or less of CaO based on the total amount of the slag, include at least one of blast furnace slag, steelmaking slag, and ferronickel slag, and the plastic may include waste plastic.
상기 플라스틱은 폴리에틸렌(PolyEthylene, PE), 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP), 폴리스타이렌(PolyStyrene, PS) 및 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plastic may include at least one of polyethylene (PolyEthylene, PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and polycarbonate (PC).
본 발명의 실시 형태에 의하면, 제철공정에서 발생하는 슬래그와 폐플라스틱을 이용하여 기계적인 물성이 우수한 성형체를 제조할 수 있다. 또한, 성형체 내부에 심재를 형성함으로써 성형체의 기계적인 물성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 성형체는 건축용 자재, 토목용 자재 등으로 사용될 수 있고, 강도, 내식성 등이 우수하여, 이를 이용하여 건설된 구조체의 내충격성, 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 게다가 심재가 내장된 성형체는 외부 충격을 받더라도 쉽게 부서지거나 조각을 형성하지 않으므로, 성형체 조각으로 인해 발생할 수 있는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a molded article having excellent mechanical properties can be manufactured using slag and waste plastic generated in the steelmaking process. In addition, by forming a core material inside the molded body, mechanical properties of the molded body can be further improved. Such a molded body can be used as a building material, civil engineering material, etc., and has excellent strength, corrosion resistance, etc., and can improve the impact resistance, durability and lifespan of a structure constructed using the same. In addition, since the molded body in which the core material is embedded does not easily break or form pieces even when subjected to external impact, safety accidents that may occur due to pieces of the molded body can be prevented in advance.
또한, 성형체를 제조하기 위해 슬래그와 폐플라스틱의 혼합물을 압출하는 경우, 슬래그가 스크류와 압출기 몸체의 내면에 직접 접촉하여 스크류와 압출기 몸체를 마모시키는 현상을 억제할 수 있다. 따라서 스크류와 압출기 몸체의 수명을 연장하여 교체 또는 보수 기간을 연장할 수 있으므로, 설비를 보수하거나 교체하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있다. In addition, when a mixture of slag and waste plastic is extruded to produce a molded body, it is possible to suppress a phenomenon in which the slag directly contacts the inner surface of the screw and the extruder body and wears the screw and the extruder body. Therefore, since the replacement or maintenance period can be extended by extending the life of the screw and the extruder body, the cost required to repair or replace the equipment can be reduced.
그리고 폐기물을 이용하여 고부가가치 제품을 제조하기 때문에 폐기물을 처리하는 비용과 제품을 제조하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있다. In addition, since high value-added products are manufactured using waste, the cost of treating waste and the cost of manufacturing products can be reduced.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조설비를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 성형체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에서 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 성형체를 개념적으로 보여주는 도면. 1 is a view schematically showing a molded product manufacturing facility according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing the process of manufacturing a molded body sequentially by the molded body manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart sequentially showing a process of manufacturing a slag-plastic composite in the method for manufacturing a molded body according to an embodiment of the present invention.
4 is a view conceptually showing a molded body manufactured by a molded body manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments will complete the disclosure of the present invention, and will fully cover the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform you. Like reference numerals designate like elements in the drawings.
본 발명은 제철공정에서 발생하는 슬래그와, 생활 폐기물, 산업 폐기물 등으로부터 수집된 폐플라스틱을 이용하여, 기계적인 물성이 우수한 제품을 제조하는 기술에 관한 것이다. 이하에서는 슬래그와, 폐플라스틱으로 건축 자재, 토목 자재 등으로 사용되는 성형체를 제조하되, 성형체 내부에 심재를 형성하는 예에 대해서 설명한다. 여기에서 슬래그는 슬래그 전체 중량에 대해서 CaO 성분을 10중량% 이하로 함유할 수 있으며, 폐플라스틱은 열을 가하면 용융되고, 냉각시키면 다시 고체 상태로 변화하는 열가소성 플라스틱을 포함할 수 있다. 그리고 심재는 폐플라스틱보다 융점이 높고, 연성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. The present invention relates to a technique for manufacturing a product having excellent mechanical properties by using slag generated in a steelmaking process and waste plastic collected from household waste, industrial waste, and the like. Hereinafter, an example in which a molded body used as a building material, a civil engineering material, etc. is manufactured from slag and waste plastic, and a core material is formed inside the molded body will be described. Here, the slag may contain 10% by weight or less of CaO based on the total weight of the slag, and the waste plastic may include a thermoplastic that melts when heated and changes back to a solid state when cooled. In addition, the core material may include a material having a higher melting point than waste plastic and having ductility.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 1 is a view schematically showing a molded product manufacturing facility according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조설비는, 슬래그의 표면에 플라스틱 코팅층을 형성하여 슬래그-플라스틱 복합체를 형성할 수 있는 코팅부(100), 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱을 압출하여 성형체(E)를 형성하기 위한 성형부(300) 및 성형부(300)의 외부에서 성형부(300)의 내부에 심재(W)를 공급하기 위한 심재 공급부(500)를 포함할 수 있다. 또한, 성형체 제조설비는 성형부(300)의 온도를 제어하기 위한 제어부(미도시)와, 성형체를 절단하기 위한 절단부(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a molded product manufacturing facility according to an embodiment of the present invention includes a
코팅부(100)는 슬래그의 표면에 플라스틱, 예컨대 폐플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 형성할 수 있다. The
코팅부(100)는 슬래그를 가열하고, 가열된 슬래그의 표면에 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 형성할 수 있는 코팅기(110)와, 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시킬 수 있는 냉각기(120)를 포함할 수 있다. 또한, 코팅부(100)는 필요에 따라 슬래그-플라스틱 복합체를 파쇄할 수 있는 파쇄기(미도시)를 더 포함할 수 있다. The
코팅기(110)는 내부에 슬래그와 플라스틱을 수용할 수 있는 공간을 형성하는 코팅 용기(112)와, 코팅 용기(112) 내부의 공간을 가열할 수 있는 제1가열 수단(114)을 포함할 수 있다. 이때, 코팅 용기(112)는 내부에 수용되는 슬래그와 플라스틱을 혼합 또는 교반시킬 수 있도록 회전 가능하게 형성될 수 있다. 예컨대 코팅 용기(112)는 일측으로 기울어져 회전할 수 있는 드럼 믹서를 포함할 수 있다. 제1가열 수단(114)은 코팅 용기(112)에 형성되어, 코팅 용기(112)를 가열할 수 있다. 이때, 제1가열 수단(114)은 코팅 용기(112) 내부에 수용되는 슬래그가 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열될 수 있도록 코팅 용기(112)를 가열할 수 있다. 이러한 구성을 통해 코팅 용기(112)에 슬래그가 투입되면, 코팅 용기(112)를 회전시키면서 제1가열 수단(114)을 이용하여 슬래그를 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열시킬 수 있다. 그리고 코팅 용기(112)에 플라스틱이 투입되면 가열된 슬래그의 열에 의해 플라스틱이 용해되면서 슬래그의 표면에 부착되어 슬래그-플라스틱 복합체가 형성될 수 있다. The coating machine 110 may include a coating vessel 112 forming a space capable of accommodating slag and plastic therein, and a first heating means 114 capable of heating the space inside the coating vessel 112. have. At this time, the coating vessel 112 may be rotatably formed to mix or stir the slag and plastic accommodated therein. For example, the coating container 112 may include a drum mixer that can be tilted to one side and rotated. The
냉각기(120)는 코팅 용기(112)에서 형성된 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시킬 수 있다. 냉각기(120)는 슬래그-플라스틱 복합체를 수용할 수 있는 공간을 형성하는 냉각 용기(122)와, 냉각 용기(122) 내부의 공간을 냉각시킬 수 있는 냉각 수단(124)을 포함할 수 있다. 냉각 용기(122)는 내부에 수용되는 슬래그-플라스틱 복합체를 유동시킬 수 있도록 회전 가능하게 형성될 수 있다. 예컨대 냉각 용기(122)는 코팅 용기(112)처럼 일측으로 기울어져 회전할 수 있는 드럼 믹서를 포함할 수 있다. 그리고 냉각 수단(124)은 냉각 용기(122)에 형성되어, 냉각 용기(122)를 냉각시킬 수 있다. 이러한 구성을 통해 코팅 용기(112)에서 냉각 용기(122)로 슬래그-플라스틱 복합체가 배출되면, 냉각 용기(122)를 회전시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 유동시킬 수 있다. 이에 슬래그-플라스틱 복합체가 냉각 용기(122)의 내벽에 접촉되면서 균일하게 냉각될 수 있다. The cooler 120 may cool the slag-plastic composite formed in the coating container 112 . The cooler 120 may include a
한편, 슬래그-플라스틱 복합체는 슬래그의 표면에 플라스틱, 예컨대 코팅용 플라스틱을 용융시켜 부착시킴으로써 형성될 수 있다. 이에 슬래그-플라스틱 복합체가 입자 형태로 형성되지 않고 용융된 플라스틱에 의해 슬래그-플라스틱 복합체 입자가 서로 엉겨 붙어 덩어리를 형성할 수 있다. 다만, 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시키는 과정에서 슬래그-플라스틱 복합체끼리 충돌하면서 슬래그-플라스틱 복합체 덩어리가 부서져 슬래그-플라스틱 복합체 입자로 형성될 수도 있다. 그러나 슬래그-플라스틱 복합체 덩어리가 슬래그-플라스틱 복합체 입자로 분리되지 않을 수도 있다. 따라서 슬래그-플라스틱 복합체가 냉각되면, 필요에 따라 파쇄기를 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체 덩어리를 파쇄하여 입자 형태로 분리시킬 수도 있다. Meanwhile, the slag-plastic composite may be formed by melting and attaching a plastic, for example, a coating plastic to the surface of the slag. Accordingly, the slag-plastic composite particles are not formed in the form of particles, but the slag-plastic composite particles are entangled with each other by the molten plastic to form lumps. However, in the process of cooling the slag-plastic composite, as the slag-plastic composites collide with each other, the slag-plastic composite lump may be broken to form slag-plastic composite particles. However, the mass of the slag-plastic composite may not be separated into particles of the slag-plastic composite. Therefore, when the slag-plastic composite is cooled, the slag-plastic composite lump may be crushed and separated into particles using a crusher, if necessary.
성형부(300)는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱, 예컨대 충진용 플라스틱, 그리고 심재(W)를 압출하여 성형체(E)를 제조할 수 있다. The
성형부(300)는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱을 수용할 수 있는 공간을 형성하는 압출기 몸체(312)와, 압출기 몸체(312) 내부에 회전 가능하도록 형성되는 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)에 연결되는 다이(320)를 포함할 수 있다. 또한, 성형부(300)는 압출기 몸체(312)에 수용되는 슬래그-플라스틱 복합체 및 플라스틱을 가열하도록 압출기 몸체(312)에 형성되는 제2가열 수단(340)를 포함할 수 있다. 그리고 성형부(300)는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱을 압출기 몸체(312)에 투입하기 이전에 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱을 균일하게 혼합하기 위한 혼합 용기(미도시)를 포함할 수 있다. The
압출기 몸체(312)는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱 또는 슬래그-플라스틱 복합체 및 플라스틱을 포함하는 혼합물을 수용할 수 있는 공간이 형성되고, 일방향, 예컨대 수평방향으로 연장되는 중공형으로 형성될 수 있다. 압출기 몸체(312)는 양쪽이 개방된 대략 원통형으로 형성될 수 있으며, 일측 상부에는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱을 포함하는 혼합물을 주입하기 위한 주입구(314)가 형성될 수 있다. 혼합물을 압출기 몸체(312)에 쉽게 주입할 수 있도록 주입구(314)는 깔때기 형상으로 형성되거나, 호퍼 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 압출기 몸체(312)에서 주입구(314)와 이격된 타측은 개방되어 혼합물을 배출할 수 있는 배출구(316)로 사용될 수 있다.
다이(320)는 압출기 몸체(312)의 배출구(316)에 연결될 수 있고, 양쪽이 개방된 중공형으로 형성될 수 있다. 이때, 다이(320)에서 혼합물이 압출되는 쪽은 압출구(미도시)로서, 압출구는 압출기 몸체(312)의 내경보다 작은 내경을 갖도록 형성될 수 있다. 다이(320)는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물을 원하는 형상을 갖는 성형체(E)로 형성할 수 있도록, 다이(320)의 내부 공간은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대 성형체(E)를 직사각형 판재 형상을 갖도록 형성하는 경우, 다이(320)의 내부 공간은 직사각형 슬릿 형상의 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 또는 성형체(E)를 원통형 바형상을 갖도록 형성하는 경우, 다이(320)의 내부 공간은 원형의 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. The
제2가열 수단(340)은 압출기 몸체(312)를 가열하도록 압출기 몸체(312)에 형성될 수 있다. 제2가열 수단(340)은 플라스틱을 융점 이상의 온도로 가열할 수 있고, 압출기 몸체(312) 내부에서 플라스틱이 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록 압출기 몸체(312)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.The second heating means 340 may be formed on the
스크류(330)는 압출기 몸체(312)의 내부에 압출기 몸체(312)가 연장되는 방향을 따라 배치될 수 있다. 이때, 스크류(330)의 일측은 압출기 몸체(312)의 외부로 연장되도록 배치되고, 베어링 등과 같은 연결수단(331)을 통해 압출기 몸체(312)의 개방된 일측에 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 그리고 스크류(330)의 타측은 압출기 몸체(312)와 다이(320)의 연결 부위까지 연장되도록 배치될 수 있다. 스크류(330)에는 스크류(330)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동기(332)가 연결될 수 있다. 구동기(332)는 압출기 몸체(321)의 타측에서 외부로 노출된 스크류(330)의 일측에 연결될 수 있다. 스크류(330)는 구동기(332)에 의해 회전하며, 압출기 몸체(312) 내부로 주입된 혼합물을 배출구(316)쪽으로 이동시켜 다이(320)를 통해 압출기 몸체(312)의 외부로 압출시킬 수 있다. 또한, 스크류(330)는 내부에 심재(W)를 수용할 수 있도록, 스크류(330)가 연장되는 방향을 따라 관통구(334)가 형성될 수 있다. 관통구(334)는 연결수단(331)쪽, 예컨대 압출기 몸체(312)의 일측에서 외부와 연통되고, 다이(320)쪽에서는 압출기 몸체(312)의 내부 공간과 연통될 수 있다. 이때, 관통구(334)는 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 관통구(334)는 다이(320)의 압출구의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 심재 공급부(500)는 압출기 몸체(312)의 일측, 예컨대 구동기(332)가 배치되는 쪽에 설치될 수 있다. 또는, 심재 공급부(500)는 혼합물이 압출되는 방향에 대해서 압출기 몸체(312)의 후방에 설치될 수 있다. 심재 공급부(500)는 와이어 형상의 심재(W)를 권취 및 권출할 수 있도록 형성될 수 있다. 여기에서 심재(W)는 플라스틱의 융점보다 높은 융점을 가지며, 연성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 심재(W)는 알루미늄, 구리, 철 등과 같은 금속 물질을 포함할 수도 있고, 면사(綿絲) 등과 같은 섬유를 포함할 수도 있다. 심재(W)는 성형체의 폭 또는 두께보다 얇은 굵기, 예컨대 0.1 내지 3㎜ 정도의 굵기를 갖도록 형성될 수 있다. 심재(W)는 성형체 내부에 삽입되어 성형체의 강도를 높이며, 성형체가 파손되는 경우 성형체 조각이 떨어져 나가는 것을 억제 혹은 방지하는 역할을 할 수 있다. The
심재 공급부(500)는 이러한 심재(W)를 관통구(334) 내부로 공급할 수 있다. 이때, 심재 공급부(500)는 제어부의 제어를 받을 수 있는 별도의 구동 수단(미도시)을 포함하여, 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물이 압출되는 속도와 동일한 속도로 관통구(334) 내부에 심재(W)를 공급할 수 있다. 또는 심재 공급부(500)는 심재(W)가 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물에 접촉 또는 부착되면, 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물이 압출되는 힘에 의해 심재(W)를 자동으로 권출할 수 있도록 형성될 수도 있다. The core
제어부는 압출기 몸체(312)가 연장되는 방향 또는 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물이 압출되는 방향으로 압출기 몸체(312)의 온도를 조절하도록 제2가열 수단(340)을 제어할 수 있다. 즉, 슬래그-플라스틱 복합체를 압출기 몸체(312)에 주입했을 때, 주입구(314)쪽 온도가 지나치게 높으면, 복합체 표면의 플라스틱이 빠르게 용융될 수 있다. 이 경우, 슬래그-플라스틱 복합체를 형성하고 있는 슬래그가 노출되고, 스크류(330)의 회전이 회전함에 따라 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)와 접촉할 수 있다. 이로 인해 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)의 내면이 마모될 수 있다. 또한, 슬래그-플라스틱 복합체를 형성하고 있는 슬래그가 노출되면, 슬래그와 플라스틱 간의 비중차이로 인해 슬래그와 용융된 플라스틱이 고액분리되어, 용융된 플라스틱 중에 슬래그가 균일하게 분산되지 못할 수도 있다. 따라서 제어부는 압출기 몸체(312)에서 혼합물이 주입되는 주입구(314) 쪽의 온도보다 혼합물이 압출되는 배출구(316) 쪽 온도를 더 높게 조절할 수 있도록 제2가열 수단(340)을 제어할 수 있다. 또는, 제어부는 압출기 몸체(312)에서 혼합물이 주입되는 주입구(314) 쪽에서 혼합물이 압출되는 배출구(316) 쪽으로 갈수록 온도가 높아지도록 제2가열 수단(340)을 제어할 수 있다. 이를 통해 슬래그-플라스틱 복합체를 구성하는 플라스틱이 용융되는 시점을 지연시킬 수 있다. 따라서 슬래그-플라스틱 복합체의 슬래그가 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)의 내면과 접촉하는 시간이 단축되어 스크류(330) 및 압출기 몸체(312)의 내면이 마모되는 현상을 저감시킬 수 있다. 또한, 용융된 플라스틱 중에 슬래그 또는 슬래그-플라스틱 복합체가 균일하게 분산되도록 하여, 제조되는 성형체의 품질을 향상시킬 수 있다. The controller may control the
또한, 제어부는 심재 공급부(500), 예컨대 심재 공급부(500)의 구동 수단과, 성형부(300)의 구동기(332)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 심재 공급부(500)가 구동 수단을 이용하여 심재(W)의 공급 속도를 조절할 수 있는 경우, 제어부는 심재 공급부(500)의 구동 수단과 성형부(300)의 구동기(332)의 동작을 제어하여 혼합물의 압출 속도와 심재(W)의 공급 속도를 제어할 수 있다. In addition, the control unit may control the operation of the core
이러한 구성을 통해 혼합물과 심재(W)는 압출기 몸체(312) 내부에 공급된 후, 스크류(330)의 회전에 의해 압출기 몸체(312) 내부를 따라 이동하여 다이(320)를 통해 압출기 몸체(312) 외부로 압출되어 심재(W)가 내장된 성형체(E)로 제조될 수 있다. 이때, 혼합물은 제2가열 수단(340)에 의해 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열될 수 있다. 이렇게 혼합물이 가열되면, 혼합물 중 플라스틱 성분이 용해되어 플라스틱 용융물을 형성하게 되고, 용융된 플라스틱, 예컨대 충진용 플라스틱의 용융물 내에 슬래그가 균일하게 분산될 수 있다. 또한, 심재(W)는 플라스틱 용융물에 부착되어, 혼합물이 압출되는 힘에 의해 다이(320)를 통해 혼합물과 함께 압출기 몸체(312)의 외부로 압출될 수 있다. Through this configuration, the mixture and the core material (W) are supplied into the
성형부(300)는 혼합물을 압출하여 성형체(E)를 연속적으로 형성할 수 있다. 이렇게 형성되는 성형체(E)는 절단부(400)에 의해 일정한 길이 또는 원하는 길이를 갖도록 절단될 수 있다. 이러한 절단부(400)는 성형체가 배출되는 방향으로 압출기 몸체(312)의 전방, 또는 다이(320)의 전방에 압출기 몸체(312)와 이격되도록 배치될 수 있다. The
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a molded article manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 성형체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법에서 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 성형체를 개념적으로 보여주는 도면이다. Figure 2 is a flow chart showing the process of manufacturing a molded body sequentially by the molded body manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a process of manufacturing a slag-plastic composite sequentially in the molded body manufacturing method according to an embodiment of the present invention , and FIG. 4 is a view conceptually showing a molded article manufactured by the molded article manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법은, 슬래그를 마련하는 과정(S110)과, 플라스틱을 마련하는 과정(S120)과, 심재(W)를 마련하는 과정(S130)과, 슬래그와 플라스틱을 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정(S140) 및 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱을 압출하여 성형체를 제조하는 과정(S150)을 포함할 수 있다. 여기에서 슬래그를 마련하는 과정, 플라스틱을 마련하는 과정 및 심재를 마련하는 과정 순으로 설명하지만, 이들 과정이 순차적으로 수행되는 것은 아니며, 그 순서는 정해지지 않고 다양하게 변경될 수 있다. Referring to FIG. 2, the molded body manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a process of preparing slag (S110), a process of preparing plastic (S120), and a process of preparing a core material (W) (S130). , a process of manufacturing a slag-plastic composite using slag and plastic (S140) and a process of manufacturing a molded body by extruding the slag-plastic composite and plastic (S150). Here, the process of preparing the slag, the process of preparing the plastic, and the process of preparing the core material are described in order, but these processes are not performed sequentially, and the order is not determined and may be variously changed.
슬래그-플라스틱 복합체를 제조하기 위해 슬래그를 마련할 수 있다. 이때, 슬래그는 제철공정에서 발생하는 다양한 슬래그를 포함할 수 있으며, CaO를 10중량% 이하로 포함할 수 있다. 또는 슬래그는 CaO를 0 중량% 내지 5중량%, 또는 0.01 내지 2.0중량% 정도로 포함할 수 있다. 이러한 슬래그는 페로 니켈 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 페로 니켈 슬래그를 포함할 수 있다. 또는, 슬래그는 페로 니켈 슬래그, 고로 슬래그, 전로 슬래그 및 전기로 슬래그 등을 혼합하거나, 상기 슬래그들에 별도의 부원료를 혼합하여, 10중량% 이하의 CaO를 함유하도록 성분이 조정된 슬래그를 포함할 수도 있다. 이 경우, 슬래그에 함유되는 CaO 함량은 적을수록 좋다. Slag can be prepared to produce a slag-plastic composite. At this time, the slag may include various slags generated in the steelmaking process, and may include CaO at 10% by weight or less. Alternatively, the slag may include 0% to 5% by weight, or 0.01 to 2.0% by weight of CaO. Such slag may include ferronickel slag generated in the process of manufacturing ferronickel molten steel. Alternatively, the slag may include ferronickel slag, blast furnace slag, converter furnace slag, electric furnace slag, etc., or slag whose components are adjusted to contain 10% by weight or less of CaO by mixing the slag with a separate auxiliary material. may be In this case, the smaller the CaO content contained in the slag, the better.
아래의 표 1은 슬래그의 종류에 따른 주요 성분의 함량을 나타내고 있다. Table 1 below shows the content of the main components according to the type of slag.
상기 표 1에 나타난 바와 같이 페로니켈 슬래그는 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 전기로 슬래그에 비해 CaO의 함량이 매우 적은 것을 알 수 있다. CaO는 수분을 흡수하는 성질이 있기 때문에 CaO를 다량 함유하는 고로 슬래그, 제강 슬래그 및 전기로 슬래그를 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하거나, 성형체를 제조하는 경우, 100℃ 이상의 온도에서 슬래그에 흡수된 수분이 증발하는 현상이 발생하게 된다. 이렇게 증발된 수분은 슬래그-플라스틱 복합체나 성형체 내에 기포를 발생시켜 슬래그-플라스틱 복합체나 성형체의 강도를 저하시키는 문제가 있다. 따라서 다른 슬래그들에 비해 CaO 성분을 적게 함유하는 페로니켈 슬래그를 단독으로 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 이를 이용하여 고강도의 성형체를 제조할 수 있다. 또는, 슬래그 전체 중량에 대해서 10중량% 이하의 CaO를 함유하도록, 페로니켈 슬래그, 고로 슬래그, 전로 슬래그 및 전기로 슬래그들을 혼합하여 슬래그의 성분을 조절한 후 성형체를 제조하는데 사용할 수 있다. 또는, 슬래그 전체 중량에 대해서 10중량% 이하의 CaO를 함유하도록, 페로니켈 슬래그, 고로 슬래그, 전로 슬래그 및 전기로 슬래그 중 적어도 하나의 슬래그에 별도의 부원료를 혼합하여, 슬래그의 성분을 조절한 후 성형체를 제조하는데 사용할 수도 있다. 다시 말해서 CaO의 함량이 서로 다른 슬래그를 서로 혼합함으로써 성형체에 사용되는 슬래그를 마련할 수 있다. 이때, CaO 함량이 높은 슬래그와 CaO 함량이 낮은 슬래그를 혼합하여, CaO 함량을 10중량% 이하로 조정할 수 있다. 또는, CaO 함량이 10중량%를 초과하는 슬래그와 SiO2를 다량 함유하는 부원료를 혼합하여, CaO 함량이 10중량% 이하로 조정된 슬래그를 성형체 제조에 사용할 수 있다. 예컨대, 고로 슬래그와 페로니켈 슬래그를 합한 전체 중량에 대해서 10중량%의 고로 슬래그와 페로니켈 슬래그 90중량%의 페로니켈 슬래그를 혼합하고, 이를 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 수 있다. 또는, 전기로 슬래그(산화)와 페로니켈 슬래그를 합한 전체 중량에 대해서 15중량%의 전기로 슬래그(산화)와 85중량%의 페로니켈 슬래그를 혼합하고, 이를 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 수 있다. 이때, 고로 슬래그나 제강 슬래그에 비해 CaO 함량이 적은 전기로 슬래그(산화)를 페로니켈 슬래그와 혼합하여 사용하는 것이 CaO 함량을 쉽게 조절할 수 있다. 이와 같이 제철공정에서 발생하는 다양한 슬래그들을 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하고, 제조된 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱을 압출하여 성형체를 제조할 수 있다. 이하에서는 페로니켈 슬래그를 이용하여 성형체를 제조하는 예에 대해서 설명한다. As shown in Table 1, it can be seen that ferronickel slag has a very small CaO content compared to blast furnace slag, steelmaking slag, and electric furnace slag. Since CaO has a property of absorbing moisture, when a slag-plastic composite is manufactured using blast furnace slag, steelmaking slag, and electric furnace slag containing a large amount of CaO, or a molded body is manufactured, it is absorbed into the slag at a temperature of 100 ° C or higher. Evaporation of moisture occurs. The evaporated moisture causes bubbles in the slag-plastic composite or molded body to lower the strength of the slag-plastic composite or molded body. Therefore, a slag-plastic composite can be prepared by using ferronickel slag alone, which contains less CaO than other slags, and a high-strength molded body can be manufactured using the ferronickel slag. Alternatively, ferronickel slag, blast furnace slag, converter slag, and electric furnace slag may be mixed to contain 10% by weight or less of CaO based on the total weight of the slag, and the components of the slag may be adjusted and then used to manufacture a molded body. Alternatively, after adjusting the components of the slag by mixing a separate auxiliary material with at least one slag of ferronickel slag, blast furnace slag, converter slag, and electric furnace slag to contain 10% by weight or less of CaO with respect to the total weight of the slag. It can also be used to manufacture molded bodies. In other words, the slag used in the compact can be prepared by mixing slags having different contents of CaO with each other. At this time, the CaO content may be adjusted to 10% by weight or less by mixing slag with a high CaO content and slag with a low CaO content. Alternatively, slag having a CaO content of more than 10% by weight and a supplementary material containing a large amount of SiO 2 may be mixed, and slag having a CaO content adjusted to 10% by weight or less may be used for manufacturing a molded body. For example, 10% by weight of blast furnace slag and 90% by weight of ferronickel slag based on the total weight of the blast furnace slag and ferronickel slag are mixed, and a slag-plastic composite can be manufactured using the mixture. Alternatively, 15% by weight of electric furnace slag (oxidized) and 85% by weight of ferronickel slag are mixed with respect to the total weight of the electric furnace slag (oxidized) and ferronickel slag, and a slag-plastic composite can be prepared using the mixture. can At this time, it is possible to easily adjust the CaO content by mixing electric furnace slag (oxidation) with ferronickel slag, which has a lower CaO content than blast furnace slag or steelmaking slag. In this way, a slag-plastic composite can be manufactured using various slags generated in the steelmaking process, and a molded body can be manufactured by extruding the manufactured slag-plastic composite and plastic. Hereinafter, an example of manufacturing a molded body using ferronickel slag will be described.
페로니켈 슬래그는 다른 슬래그들에 비해 CaO의 함량이 매우 적으며, 경도(모스 경도)가 7 내지 7.5Mohs 정도로 매우 높다. 또한, 페로니켈 슬래그는 도 4에 도시된 것처럼, 모가 지고 각이진 다면체 입자로, 입자 형상이 매우 불규칙하다. 이러한 페로니켈 슬래그를 이용하여 성형체를 제조하면, 구형 입자 형상을 갖는 슬래그에 비해 슬래그 입자 간의 접촉 면적이 증가하게 되어 슬래그 입자 간 결합력을 높여줄 수 있다. 이를 통해 성형체 내에 페로니켈 슬래그의 밀도가 높아지게 되어, 기계적인 물성이 우수한 고강도의 성형체를 제조할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 성형체의 원료로 사용되는 슬래그로서, 페로니켈 슬래그를 사용하는 예에 대해서 설명하며, 이하에서는 페로니켈 슬래그를 슬래그라 명명한다. Ferronickel slag has a very low content of CaO compared to other slags and has a very high hardness (Mohs hardness) of about 7 to 7.5 Mohs. In addition, as shown in FIG. 4, ferronickel slag is a polyhedral particle with angular angles, and the particle shape is very irregular. When a molded article is manufactured using such ferronickel slag, the contact area between slag particles is increased compared to slag having a spherical particle shape, so that bonding strength between slag particles can be increased. Through this, the density of the ferronickel slag in the molded body is increased, so that a high-strength molded body having excellent mechanical properties can be manufactured. In the embodiment of the present invention, an example of using ferronickel slag as a slag used as a raw material for a molded body will be described, and hereinafter, ferronickel slag will be referred to as slag.
슬래그-플라스틱 복합체를 제조하기 위해 슬래그의 입자 크기를 선별할 수 있다. 페로니켈 용탕을 제조하는 과정에서 발생한 슬래그를 파쇄할 수 있다. 슬래그가 파쇄되면 90% 이상의 슬래그는 6㎜ 이하의 입자 크기를 갖는데, 그 중에서 0.01 내지 0.15㎜ 또는 0.05 내지 0.1㎜ 정도의 입자 크기를 갖는 슬래그를 선별하여 슬래그-플라스틱 복합체의 원료로 사용할 수 있다. 이때, 슬래그의 입자 크기는 작을수록 좋으나, 슬래그의 입자 크기를 지나치게 작게 가공하면, 슬래그를 파쇄하는데 소요되는 비용이 증가할 수 있다. 반면, 슬래그의 입자 크기가 0.15㎜를 초과하면, 슬래그와 플라스틱 간의 접촉 면적을 충분하게 확보하기 어려우므로, 이를 이용하여 제조되는 성형체의 강도를 충분하게 향상시키기 어려운 문제가 있다. The particle size of the slag can be screened to produce a slag-plastic composite. Slag generated in the process of manufacturing ferronickel molten metal can be crushed. When the slag is crushed, more than 90% of the slag has a particle size of 6 mm or less. Among them, slag having a particle size of about 0.01 to 0.15 mm or 0.05 to 0.1 mm can be selected and used as a raw material for a slag-plastic composite. At this time, the smaller the particle size of the slag, the better. However, if the particle size of the slag is processed to be too small, the cost required to crush the slag may increase. On the other hand, if the particle size of the slag exceeds 0.15 mm, it is difficult to sufficiently secure a contact area between the slag and the plastic, and thus, it is difficult to sufficiently improve the strength of a molded body manufactured using the slag.
성형체의 원료로 사용되는 플라스틱, 예컨대 코팅용 플라스틱과 충진용 플라스틱을 마련할 수 있다. 플라스틱은 열을 가하면 용융되고, 냉각시키면 다시 고체 상태로 변화하는 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리스타이렌(Polystyrene, PS), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 등과 같은 열가소성 플라스틱을 포함할 수 있다. 여기에서 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE)와 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene, LDPE)를 포함할 수 있으며, 여기에서는 비교적 높은 강도를 구현할 수 있는 고밀도 폴리에틸렌이 사용될 수 있다. 이때, 플라스틱은 생활 폐기물, 산업 폐기물로부터 수집된 폐플라스틱을 포함할 수 있다. 수집된 플라스틱, 예컨대 폐플라스틱은 세척하여 불순물을 제거한 다음, 5㎜ 이하 또는 1 내지 4㎜정도의 크기를 갖거나, 2 내지 3㎜ 정도의 크기를 갖도록 파쇄된 후 성형체의 원료로 사용될 수 있다. 플라스틱의 크기는 가로, 세로 및 두께 중 가장 큰 부분이 5㎜ 이하일 수 있다. 플라스틱의 크기가 지나치게 작으면, 플라스틱을 코팅 용기(112)나 압출기 몸체(312)에 투입할 때 비산하거나 슬래그와의 무게 또는 비중 차이가 증가하여 슬래그 또는 슬래그-플라스틱 복합체와 쉽게 혼합되지 않을 수 있다. 반면, 플라스틱의 크기가 지나치게 큰 경우, 슬래그나 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱이 균일하게 혼합되지 않을 수 있다. 게다가 슬래그-플라스틱 복합체를 제조 시 쉽게 용융되지 않고, 슬래그와 플라스틱의 접촉 빈도나 접촉 면적이 저감되어 슬래그의 표면을 충분하게 코팅하기 어려운 문제가 있다. 따라서 플라스틱을 적절한 크기로 파쇄하여, 슬래그와 균일하게 혼합될 수 있도록 하고, 슬래그와의 접촉 빈도나 접촉 면적을 증가시킴으로써 슬래그가 플라스틱으로 원활하게 코팅되도록 할 수 있다. Plastics used as raw materials for the molded body, such as coating plastics and filling plastics, may be provided. Plastics are thermoplastics such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and polycarbonate (PC), which melt when heated and change back to a solid state when cooled. can include Here, polyethylene may include high density polyethylene (HDPE) and low density polyethylene (LDPE), and here, high density polyethylene capable of implementing relatively high strength may be used. In this case, the plastic may include waste plastic collected from domestic waste and industrial waste. The collected plastic, for example, waste plastic, is washed to remove impurities, and then crushed to have a size of 5 mm or less, about 1 to 4 mm, or about 2 to 3 mm, and then used as a raw material for a molded body. The size of the plastic may be 5 mm or less in the largest part of the width, length, and thickness. If the size of the plastic is too small, when the plastic is injected into the coating container 112 or the
그리고 성형체(E) 내부에 삽입하기 위한 심재(W)를 마련(S130)할 수 있다. 심재(W)는 여기에서 심재(W)는 플라스틱의 융점보다 높은 융점을 가지며, 연성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 심재(W)는 알루미늄, 구리, 철 등과 같은 금속 물질을 포함할 수도 있고, 면사(綿絲) 등과 같은 섬유를 포함할 수도 있다. 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물을 압출할 때, 혼합물을 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열하기 때문에 압출 시 및 압출 후 심재(W)가 그 형태나 특성을 유지해야 하므로, 심재(W)는 플라스틱의 융점보다 높은 융점을 갖거나 변형되지 않는 물질로 형성하는 것이 좋다. 또한, 심재(W)는 성형부(300), 즉 스크류(330) 내부로 원활하게 공급될 수 있도록, 연성을 갖는 물질로 형성하는 것이 좋다. 심재(W)는 성형체(E)의 폭 또는 두께보다 얇은 굵기, 예컨대 0.1 내지 3㎜ 정도의 굵기를 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 심재(W)의 굵기는 성형체(E)의 크기나 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 심재(W)는 성형체 내부에 삽입되어 성형체를 구성하는 플라스틱과 부착되고, 이를 통해 성형체의 강도를 높이고 성형체가 파손되는 경우 성형체 조각이 떨어져 나가는 것을 억제 혹은 방지하는 역할을 할 수 있다. In addition, a core material (W) to be inserted into the molded body (E) may be prepared (S130). The core material W may be formed of a material having a melting point higher than that of plastic and having ductility. For example, the core material W may include a metal material such as aluminum, copper, iron, or the like, or may include a fiber such as cotton yarn. When extruding a mixture of a slag-plastic composite and plastic, since the mixture is heated to a temperature higher than the melting point of the plastic, the core material (W) must maintain its shape and characteristics during and after extrusion, so the core material (W) It is preferable to form a material that has a melting point higher than the melting point or is not deformed. In addition, the core material (W) is preferably formed of a material having ductility so that it can be smoothly supplied into the forming
이와 같이 성형체를 제조하기 위한 원료, 예컨대 슬래그, 플라스틱 및 심재가 마련되면, 슬래그와 플라스틱을 이용하여 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 수 있다. In this way, when raw materials for manufacturing a molded body, for example, slag, plastic, and a core material are provided, a slag-plastic composite can be manufactured using the slag and plastic.
도 3을 참조하면, 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은, 슬래그를 가열하는 과정(S141)과, 가열된 슬래그에 플라스틱을 투입하고, 혼합하는 과정(S142)과, 슬래그 표면에 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정(S143) 및 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각시키는 과정(S144)을 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라 냉각된 슬래그-플라스틱 복합체를 파쇄하는 과정(S145)을 수행할 수도 있다. Referring to FIG. 3, the process of manufacturing the slag-plastic composite includes heating the slag (S141), injecting and mixing the plastic into the heated slag (S142), and attaching the plastic to the surface of the slag to A process of preparing a slag-plastic composite (S143) and a process of cooling the slag-plastic composite (S144) may be included. Also, if necessary, a process of crushing the cooled slag-plastic composite (S145) may be performed.
먼저, 슬래그를 코팅 용기(112)에 투입하고, 제1가열 수단(114)를 이용하여 슬래그를 가열(S141)할 수 있다. 슬래그를 가열하는 동안 코팅 용기(112)를 회전시켜 슬래그를 코팅 용기(112)의 내벽에 골고루 접촉시켜 슬래그를 균일하게 가열할 수 있다. 이때, 슬래그는 플라스틱의 용융 온도 이상이고, 플라스틱이 연소되는 온도보다 낮은 온도로 가열될 수 있다. 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 때 사용되는 플라스틱의 종류에 따라 슬래그의 가열 온도는 달라질 수 있으나, 슬래그는 200℃ 이하 또는 150 내지 180℃ 정도로 가열될 수 있다. 슬래그의 가열 온도가 지나치게 낮으면 플라스틱이 용융되지 않아 슬래그의 표면에 부착되지 않을 수 있다. 이 경우, 슬래그의 표면 일부에만 플라스틱이 부착되거나, 슬래그의 표면에 플라스틱이 아예 부착되지 않아 슬래그-플라스틱 복합체의 제조 효율이 낮아지는 문제가 있다. 반면, 슬래그의 가열 온도가 지나치게 높으면 플라스틱이 연소 또는 탄화되어 슬래그-플라스틱 복합체를 제조할 수 없는 문제가 있다. First, the slag may be put into the coating container 112, and the slag may be heated (S141) using the
슬래그가 플라스틱의 융점 이상의 온도로 가열되면, 코팅 용기(112)에 플라스틱, 즉 코팅용 플라스틱을 투입하여 슬래그와 혼합(S142)할 수 있다. 코팅용 플라스틱은 앞서 마련한 플라스틱 중 일부를 의미할 수 있다. 이때, 슬래그와 코팅용 플라스틱을 합한 전체 중량에 대해서, 슬래그는 90 내지 95중량% 정도로 투입되고, 코팅용 플라스틱은 5 내지 10중량% 정도로 투입될 수 있다. 코팅용 플라스틱의 투입량이 지나치게 적으면 슬래그의 표면을 충분하게 코팅할 수 없다. 이에 슬래그-플라스틱 복합체를 압출하는 과정에서 슬래그가 압출기 몸체(312)의 내면과 스크류(330)와 직접 접촉되어 압출기 몸체(312)의 내면과 스크류(330)를 마모시키는 문제가 있다. 반면, 코팅용 플라스틱의 투입량이 지나치게 많으면 슬래그-플라스틱 복합체 제조 후 코팅용 플라스틱이 덩어리로 남거나 슬래그-플라스틱 복합체를 서로 엉겨 붙게 만들 수 있다. 이 경우, 성형체 제조 시 슬래그-플라스틱 복합체가 성형체 내에 균일하게 분산되지 않기 때문에, 슬래그-플라스틱 복합체를 입자 형태로 만들기 위해 별도의 파쇄 공정을 수행(S145)해야 하므로 공정이 복잡해지는 문제가 있다. When the slag is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the plastic, the plastic, that is, the coating plastic may be introduced into the coating container 112 and mixed with the slag (S142). The plastic for coating may mean some of the previously prepared plastics. At this time, with respect to the total weight of the slag and the coating plastic, the slag may be added at about 90 to 95% by weight, and the coating plastic at about 5 to 10% by weight. If the input amount of the plastic for coating is too small, the surface of the slag cannot be sufficiently coated. Accordingly, in the process of extruding the slag-plastic composite, the slag directly contacts the inner surface of the
이와 같이 코팅 용기(112)에 코팅용 플라스틱이 투입되면, 코팅 용기(112)를 회전시켜 가열된 슬래그와 코팅용 플라스틱을 상호 접촉시킬 수 있다. 이에 가열된 슬래그의 열에 의해 코팅용 플라스틱이 용융되면서 슬래그의 표면에 부착됨으로써 슬래그-플라스틱 복합체가 제조(S143)될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 것처럼 슬래그(S)의 표면에 플라스틱 코팅층(C)이 형성된 슬래그-플라스틱 복합체가 제조될 수 있다. When the plastic for coating is put into the coating container 112 as described above, the heated slag and the plastic for coating may be brought into contact with each other by rotating the coating container 112 . Accordingly, the plastic for coating is melted by the heat of the heated slag and attached to the surface of the slag, thereby manufacturing a slag-plastic composite (S143). That is, as shown in FIG. 1 , a slag-plastic composite in which a plastic coating layer (C) is formed on the surface of slag (S) can be manufactured.
슬래그-플라스틱 복합체가 제조되면, 고온의 슬래그-플라스틱 복합체를 냉각 용기(122)에 투입하여 냉각(S144)시킬 수 있다. 이때, 냉각 용기(122)를 회전시키면, 고온의 슬래그-플라스틱 복합체가 냉각 수단(124)에 의해 냉각된 냉각 용기(122)의 내면에 접촉하면서 균일하게 냉각될 수 있다. 또한, 냉각 용기(122)가 회전함에 따라 슬래그-플라스틱 복합체가 서로 충돌하기 때문에 서로 부착되어 있던 슬래그-플라스틱 복합체가 부서지면서 슬래그-플라스틱 복합체가 입자 형태로 만들어질 수 있다. When the slag-plastic composite is manufactured, the high-temperature slag-plastic composite may be put into the cooling
이후, 냉각된 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱, 즉 충진용 플라스틱, 그리고 심재(W)를 압출하여 성형체를 제조(S150)할 수 있다. Thereafter, a molded body may be manufactured by extruding the cooled slag-plastic composite, plastic, that is, plastic for filling, and the core material W (S150).
성형체를 제조하기 위해 성형체의 원료인 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱을 정해진 양으로 준비할 수 있다. 이때, 충진용 플라스틱은 앞서 플라스틱을 마련하는 과정에서 마련된 플라스틱 중 일부를 의미할 수 있다. 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱을 합한 전체 중량에 대해서, 슬래그-플라스틱 복합체는 30 내지 80중량%, 충진용 플라스틱은 20 내지 70중량%로 준비할 수 있다. 또는 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱을 합한 전체 중량에 대해서, 슬래그-플라스틱 복합체는 40 내지 60중량, 충진용 플라스틱은 40 내지 60중량%로 준비할 수 있다. 이 경우, 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱을 합한 전체 중량에 대해서, 슬래그는 27 내지 76중량%, 충진용 플라스틱은 14 내지 73중량% 포함될 수 있다. 슬래그의 함량이 지나치게 적으면, 슬래그에 비해 강도가 낮은 충진용 플라스틱의 함량이 상대적으로 증가하게 되어, 이를 이용하여 제조되는 성형체의 기계적인 강도를 충분하게 확보할 수 없다. 반면, 슬래그의 함량이 지나치게 많으면, 슬래그를 결합시키는 충진용 플라스틱의 함량이 상대적으로 감소하여 슬래그 간의 결합력이 저하될 수 있다. 이로 인해 성형체의 기계적인 강도를 충분하게 확보할 수 없다. 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱의 함량은 제조하고자 하는 성형체의 용도에 따라 달라질 수 있다. 예컨대 성형체가 높은 충격 강도를 요구하는 용도에 사용되면, 슬래그-플라스틱 복합체의 함량보다 충진용 플라스틱의 함량을 높게 조절할 수 있다. 반면, 성형체가 높은 굴곡 강도를 요구하는 용도에 사용되면, 슬래그-플라스틱 복합체의 함량을 충진용 플라스틱의 함량보다 높게 조절할 수 있다. 또한, 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱 이외에 성형체의 용도에 따라 착색제, 자외선 안정제, 사용화제 등의 첨가제를 추가로 사용할 수도 있다. 예컨대 미관을 위해 성형체에 색상을 부여하는 경우, 착색제를 더 사용할 수 있고, 성형체가 햇빛에 노출되는 부분에 사용되는 경우 자외선 안정제를 더 사용할 수도 있다. 또한, 성형체 제조 시 물성이 다른 폐플라스틱들이 서로 잘 섞이게 하는, 즉 균일하게 혼합시킬 수 있도록 상용화제를 더 사용할 수 있다. 이러한 첨가제는 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱 전체를 1이라 할 때 0.01 내지 0.05중량부로 사용될 수 있다. 첨가제의 함량이 지나치게 적으면, 첨가제에 의한 효과를 충분하게 발휘할 수 없다. 반면, 첨가제의 함량이 지나치게 많으면, 첨가제 사용에 의한 비용이 증가하게 되고, 성형체 중 첨가제의 함량이 증가하여 성형체의 강도가 저하될 수 있다. In order to manufacture the molded body, the slag-plastic composite, which is a raw material of the molded body, and the plastic for filling may be prepared in a predetermined amount. In this case, the plastic for filling may mean some of the plastics prepared in the process of preparing the plastics previously. 30 to 80% by weight of the slag-plastic composite and 20 to 70% by weight of the plastic for filling can be prepared with respect to the total weight of the slag-plastic composite and the plastic for filling. Alternatively, 40 to 60% by weight of the slag-plastic composite and 40 to 60% by weight of the plastic for filling may be prepared based on the total weight of the slag-plastic composite and the plastic for filling. In this case, based on the total weight of the slag-plastic composite and the plastic for filling, 27 to 76% by weight of the slag and 14 to 73% by weight of the plastic for filling may be included. If the content of slag is too small, the content of plastic for filling, which has a lower strength than that of slag, is relatively increased, and mechanical strength of a molded body manufactured using the same cannot be sufficiently secured. On the other hand, if the content of the slag is too large, the content of the filling plastic for bonding the slag is relatively reduced, and thus the bonding strength between the slags may be deteriorated. For this reason, it is not possible to sufficiently secure the mechanical strength of the molded body. The content of the slag-plastic composite and the filling plastic may vary depending on the purpose of the molded body to be manufactured. For example, when the molded body is used for a purpose requiring high impact strength, the content of the plastic for filling may be adjusted higher than the content of the slag-plastic composite. On the other hand, when the molded article is used for applications requiring high flexural strength, the content of the slag-plastic composite can be adjusted higher than that of the filling plastic. In addition, in addition to the slag-plastic composite and the filling plastic, additives such as a colorant, an ultraviolet stabilizer, and a solubilizing agent may be additionally used according to the purpose of the molded body. For example, when color is imparted to the molded body for aesthetics, a colorant may be further used, and when the molded body is used in a part exposed to sunlight, a UV stabilizer may be further used. In addition, a compatibilizer may be further used to mix waste plastics having different physical properties, that is, to mix them uniformly when manufacturing a molded article. These additives may be used in an amount of 0.01 to 0.05 parts by weight when the total of the slag-plastic composite and the filling plastic is 1. If the content of the additive is too small, the effect of the additive cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, if the content of the additive is excessively large, the cost due to the use of the additive increases, and the content of the additive in the molded body increases, which may decrease the strength of the molded body.
한편, 슬래그의 비중은 2 내지 3 정도이고, 플라스틱, 예컨대 코팅용 플라스틱 또는 충진용 플라스틱의 비중은 0.8 내지 0.95 정도이다. 그리고 슬래그와 플라스틱을 이용하여 제조되는 성형체는 슬래그의 비중보다 작고, 플라스틱의 비중보다 큰 비중, 예컨대 1 내지 2 정도의 비중을 가질 수 있다. 따라서 성형체의 사용 용도에 따라 슬래그와 플라스틱의 혼합 비율을 적절하게 조절할 수 있다. 예컨대 성형체를 습식 바닥재로 사용하는 경우, 슬래그의 함량을 증가시켜 성형체의 비중을 높임으로써 우천으로 인한 부력의 영향을 저감시킬 수 있다. On the other hand, the specific gravity of slag is about 2 to 3, and the specific gravity of plastic, such as plastic for coating or plastic for filling, is about 0.8 to 0.95. In addition, a molded article manufactured using slag and plastic may have a specific gravity smaller than that of slag and greater than that of plastic, for example, about 1 to 2. Therefore, the mixing ratio of slag and plastic can be appropriately adjusted according to the use of the molded body. For example, when the molded body is used as a wet flooring material, the effect of buoyancy due to rain can be reduced by increasing the specific gravity of the molded body by increasing the content of slag.
이와 같이 성형체의 원료가 준비되면, 준비된 원료, 즉 슬래그-플라스틱 복합체, 충진용 플라스틱 및 심재 또는 슬래그-플라스틱 복합체, 충진용 플라스틱, 심재 및 첨가제를 압출기 몸체(312)에 공급할 수 있다. 이때, 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱 또는 슬래그-플라스틱 복합체, 충진용 플라스틱 및 첨가제는 압출기 몸체(312)에 공급 또는 주입하기 이전에 별도의 혼합 용기에서 혼합하고, 그 혼합물을 압출기 몸체(312)에 공급할 수도 있고, 각각의 원료를 압출기 몸체(312)에 독립적으로 공급할 수도 있다. When the raw materials for the molded body are prepared in this way, the prepared raw materials, that is, the slag-plastic composite, filling plastic and core material or the slag-plastic composite, filling plastic, core material and additives may be supplied to the
또한, 심재 공급부(500)를 이용하여 압출기 몸체(312) 내부, 즉 스크류(330) 내부로 심재(W)를 공급할 수 있다. 이때, 혼합물이 압출되는 방향으로 후방에서 스크류(330)의 내부에 형성되는 관통구(334) 내부로 심재(W)를 삽입할 수 있다. 심재(W)는 압출기 몸체(312)에 혼합물을 공급하기 이전에 스크류(330)의 관통구(334)를 통해 다이(320) 외부로 노출되도록 공급될 수 있다. 심재(W)를 스크류(330)의 내부를 관통하는 관통구(334)에 삽입하면, 스크류(330)가 회전하더라도 심재(W)는 회전하지 않고 공급된 상태를 유지할 수 있다. 만약, 심재(W)가 회전하게 되면, 심재(W)가 꼬이거나 끊어질 수 있고, 혼합물 내에 기포를 발생시키는 등의 문제가 발생할 수 있다. In addition, the core material W may be supplied to the inside of the
압출기 몸체(312)에 공급된 혼합물은 제2가열수단(340)에 의해 가열되고, 혼합물 중 플라스틱이 용융될 수 있다. 그리고 혼합물은 스크류(330)의 회전에 의해 다이(320) 쪽으로 압출되면서, 스크류(330)의 단부와 다이(320) 사이에 배치되어 있는 심재(W)와 접촉하게 되고, 심재(W)는 플라스틱의 용융물에 부착되어 혼합물과 함께 다이(320) 외부로 압출될 수 있다.The mixture supplied to the
또는, 심재(W)는 혼합물을 압출기 몸체(312)에 공급함과 동시에, 또는 혼합물을 압출기 몸체(312)에 공급한 이후에, 관통구(334) 내부로 공급될 수도 있다. 이 경우, 심재(W)는 심재 공급부(W)를 통해 적어도 관통구(334)와 다이(320) 사이의 공간까지 삽입될 수 있다. 그리고 압출기 몸체(312)에 혼합물을 공급하고, 제2가열수단(340)을 이용하여 혼합물을 가열하면, 혼합물 중 플라스틱이 용융될 수 있다. 그리고 혼합물은 스크류(330)의 회전에 의해 다이(320) 쪽으로 압출되면서, 스크류(330)의 단부와 다이(320) 사이에 배치되어 있는 심재(W)와 접촉하게 되고, 심재(W)는 플라스틱의 용융물에 부착되어 혼합물과 함께 다이(320) 외부로 압출되어 성형체(E)로 제조될 수 있다. 이때, 스크류(330)는 압출기 몸체(312) 내부에 설치되어 있고, 그 위치가 변동되지 않기 때문에 성형체 내부에서 심재(W)의 배치 위치를 일정하게 유지할 수 있다. Alternatively, the core material W may be supplied into the through-
이와 같이 혼합물과 심재(W)를 압출하면서, 심재 공급부(500)의 구동 수단을 이용하여 심재(W)의 공급 속도를 조절할 수도 있다. While extruding the mixture and the core material W in this way, the supply speed of the core material W may be adjusted by using the driving means of the core
압출기 몸체(312)에 원료 또는 혼합물이 주입되면, 스크류(330)를 동작시켜 원료를 압출함으로써 성형체를 제조할 수 있다. 이때, 스크류(330)는 압출기 몸체(312)에 원료가 주입되기 이전부터 동작시킬 수도 있고, 압출기 몸체(312)에 원료가 주입됨과 동시에 동작시킬 수도 있다. 또한, 심재(W)는 스크류(330)를 회전시키기 이전에 관통구(334) 내부로 공급할 수도 있고, 스크류(330)가 회전하고 있는 상태에서 관통구(334) 내부로 공급할 수도 있다. When a raw material or mixture is injected into the
압출기 몸체(312)에 원료를 주입할 때, 원료 중 슬래그를 사전에 코팅용 플라스틱으로 코팅하여 주입함으로써 원료 압출 시 슬래그가 압출기 몸체(312)의 내면 및 스크류(330)와 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 슬래그, 예컨대 페로니켈 슬래그는 경도가 매우 높은 물질로 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)와 직접 접촉하면, 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)를 마모시키는 문제가 있다. 따라서 슬래그의 표면을 코팅용 플라스틱으로 코팅하여 슬래그-플라스틱 복합체 상태로 압출기 몸체(312)에 주입하면 슬래그가 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)를 마모시키는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)의 내구성을 향상시켜 이들의 보수 또는 교체 기간을 연장할 수 있다. 또한, 슬래그의 표면을 코팅용 플라스틱으로 코팅 또는 피복하여 충진용 플라스틱과 함께 압출하면, 코팅용 플라스틱과 충진용 플라스틱이 용융되면서 서로 쉽게 결합하게 된다. 이에 슬래그와 플라스틱 간의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다. 게다가 슬래그와 충진용 플라스틱 간의 비중 차이를 저감시켜 압출시 슬래그와 충진용 플라스틱이 분리되는 현상을 억제할 수 있고, 슬래그를 충진용 플라스틱 내에 균일하게 분산시킬 수 있다. When injecting the raw material into the
압출기 몸체(312)에 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱을 지속적으로 공급하고, 관통구(334)로 심재(W)를 지속적으로 공급하면서, 다이(320)를 통해 압출시켜 심재(W)가 내장된 성형체를 연속적으로 제조할 수 있다. 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱은 압출기 몸체(312) 내부에서 충분하게 혼합되면서 다이(320)쪽으로 이동하게 된다. 또한, 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱은 제2가열수단(340)에 의해 가열되어, 플라스틱 성분이 용융될 수 있다. 이에 심재(W)는 플라스틱 용융물에 부착되고, 플라스틱 용융물 및 슬래그 혼합물 또는 플라스틱 용융물 및 슬래그-플라스틱 복합체의 혼합물이 압출되는 방향으로 이동할 수 있다. The slag-plastic composite and plastic for filling are continuously supplied to the
이와 같이 성형체를 제조하는 과정에서, 압출기 몸체(312)의 내부 온도를 조절할 수 있다. 압출기 몸체(312)에서 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱이 주입되는 주입구(314) 쪽은 약 170 내지 190℃ 정도로 가열하고, 슬래그-플라스틱 복합체와 충진용 플라스틱 및 심재(W)가 압출되는 쪽은 200 내지 230℃ 정도로 가열할 수 있다. 이는 주입구(314) 쪽 온도가 지나치게 높으면 슬래그-플라스틱 복합체에서 코팅용 플라스틱이 쉽게 용융되기 때문이다. 이렇게 코팅용 플라스틱이 쉽게 또는 빨리 용융되면 슬래그가 노출되서 압출기 몸체(312)와 스크류(330)와 직접 접촉하게 되고, 이로 인해 압출기 몸체(312)와 스크류(330)가 마모될 수 있다. 따라서 원료의 이동방향을 따라 압출기 몸체(312)의 온도를 증가시켜 코팅용 플라스틱이 용해되는 것을 지연시킴으로써 슬래그가 압출기 몸체(312) 및 스크류(330)를 마모시키는 것을 방지할 수 있다. In the process of manufacturing the molded body as described above, the internal temperature of the
다이(320)를 통해 심재(W)가 내장된 성형체가 압출되면, 성형체를 냉각시킨 후 절단부(400)를 이용하여 성형체를 일정한 길이 또는 목표로 하는 길이로 절단하여 원하는 크기의 제품을 제조할 수 있다. 이때, 성형체 또는 제품의 형상은 다이(320)의 내부 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이러한 방법으로 슬래그와 플라스틱을 이용하여 성형체를 대량으로 제조할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 성형체 제조방법으로 제조된 성형체를 개념적으로 보여주는 도면이다. 성형체(E)는 절단부(400)를 통해 일정한 길이 또는 목표로 하는 길이를 갖도록 형성되며, 내부에 심재(W)가 내장될 수 있다. 심재(W)는 성형체(E)의 내부를 가로지르도록 배치될 수 있고, 심재(W)의 표면에는 플라스틱이 긴밀하게 결합될 수 있다. 여기에서는 성형체(E) 내부에 하나의 심재(W)가 형성된 것으로 도시하지만, 심재(W)는 성형체(E) 내부에 복수개로 형성될 수도 있다. 또한, 성형체(E)는 연속적으로 제조된 후 일정 길이로 절단되기 때문에, 심재(W)는 성형체(E) 내부에 연속적으로 형성될 수 있고, 성형체(E)의 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. When the molded body having the core material W is extruded through the
이와 같은 방법으로 성형체를 제조하면, 슬래그에 의해 압출기 몸체(312)와 스크류(330)가 마모되는 것을 방지하여 압출기 몸체(312)와 스크류(330)의 내구성 및 사용 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 심재(W)가 압출기 몸체(312)의 내면과 스크류(330)의 외면 사이에 노출되지 않기 때문에 심재(W)가 스크류(330)의 회전에 의해 심재(W)가 끊어지거나 스크류(330)에 감기는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. When the molded article is manufactured in this way, it is possible to prevent the
그리고 폐기물인 슬래그, 폐플라스틱을 이용하여 건축 소재, 토목 소재 등과 같은 고부가가치 제품을 제조함으로써 폐기물에 의한 환경 오염을 저감시킬 수 있고, 건설 비용을 절감할 수 있다. 또한, 성형체 내부에 심재(W)가 배치되어 있기 때문에 성형체는 더욱 높은 강도를 가질 수 있다. 특히, 성형체를 구성하는 플라스틱이 심재(W)에 견고하게 부착 또는 결합되어 있으므로, 성형체에 충격이 가해지더라도 성형체가 쉽게 깨지거나 부서져서 떨어져나가는 것을 방지할 수 있다. In addition, by using waste slag and waste plastic to produce high value-added products such as building materials and civil engineering materials, environmental pollution caused by wastes can be reduced and construction costs can be reduced. In addition, since the core material W is disposed inside the molded body, the molded body can have higher strength. In particular, since the plastic constituting the molded body is firmly attached or bonded to the core material W, even if an impact is applied to the molded body, it is possible to prevent the molded body from being easily broken or broken.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto, and is limited by the claims described below. Therefore, those skilled in the art can variously modify and modify the present invention within the scope not departing from the technical spirit of the claims to be described later.
100: 코팅부 110: 코팅기
120: 냉각기 300: 성형부
312: 압출기 몸체 320:다이
330: 스크류 340: 제2가열 수단
400: 절단부 500: 심재 공급부
E: 성형체 W: 심재 100: coating unit 110: coating machine
120: cooler 300: molding unit
312: extruder body 320: die
330: screw 340: second heating means
400: cutting unit 500: core supply unit
E: molded body W: core material
Claims (21)
플라스틱을 마련하는 과정;
심재를 마련하는 과정;
상기 슬래그의 적어도 일부에 상기 플라스틱을 부착시켜 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정;
상기 플라스틱의 용융 온도 이상의 온도에서 상기 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물을 압출하고, 상기 혼합물에 상기 심재를 공급하여, 상기 심재가 내장된 성형체를 제조하는 과정;을 포함하고,
상기 성형체를 제조하는 과정은,
상기 혼합물의 용융물에 상기 심재를 접촉시키는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. the process of preparing slag;
The process of preparing plastic;
process of preparing heartwood;
attaching the plastic to at least a portion of the slag to prepare a slag-plastic composite;
Extruding a mixture of the slag-plastic composite and plastic at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the plastic, and supplying the core material to the mixture to manufacture a molded body having the core material embedded therein,
The process of manufacturing the molded body,
A molded body manufacturing method comprising the step of contacting the core material with the melt of the mixture.
상기 슬래그를 마련하는 과정은 슬래그의 CaO 함량을 조정하는 성분 조정 과정을 포함하는 성형체 제조방법.The method of claim 1,
The process of preparing the slag includes a component adjustment process of adjusting the CaO content of the slag.
상기 플라스틱을 마련하는 과정은,
폐플라스틱을 수집하는 과정; 및
상기 폐플라스틱을 파쇄하는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법.According to claim 1 or 2,
The process of preparing the plastic,
The process of collecting waste plastic; and
A method for manufacturing a molded body comprising crushing the waste plastic.
상기 심재를 마련하는 과정은,
상기 플라스틱보다 융점이 높은 물질을 함유하는 심재를 마련하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법.According to claim 1 or 2,
The process of preparing the core material,
A method for manufacturing a molded body comprising the step of preparing a core material containing a material having a higher melting point than the plastic.
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은,
상기 플라스틱의 융점 이상의 온도를 갖도록 상기 슬래그를 가열하는 과정;
가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정; 및
상기 가열된 슬래그의 표면에 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법. According to claim 1 or 2,
The process of manufacturing the slag-plastic composite,
heating the slag to have a temperature equal to or higher than the melting point of the plastic;
Injecting the plastic into the heated slag; and
Method for manufacturing a molded body comprising a; process of attaching plastic to the surface of the heated slag.
상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 투입하는 과정은,
상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 5 내지 10중량%의 플라스틱을 투입하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. The method of claim 5,
The process of injecting the plastic into the heated slag,
A method for manufacturing a molded body comprising the step of adding 5 to 10% by weight of plastic with respect to the total sum of the heated slag and the plastic.
상기 슬래그-플라스틱 복합체를 제조하는 과정은,
상기 가열된 슬래그의 온도를 상기 플라스틱의 융점 이상의 온도로 유지하는 과정;
상기 가열된 슬래그와 상기 플라스틱을 교반하여 상기 가열된 슬래그에 상기 플라스틱을 접촉시키고, 상기 가열된 슬래그의 열을 이용하여 상기 플라스틱을 용융시키는 과정; 및
상기 가열된 슬래그의 표면에 용융된 플라스틱을 부착시키는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법.The method of claim 5,
The process of manufacturing the slag-plastic composite,
maintaining the temperature of the heated slag at a temperature equal to or higher than the melting point of the plastic;
stirring the heated slag and the plastic to bring the plastic into contact with the heated slag, and melting the plastic using the heat of the heated slag; and
A method for manufacturing a molded body comprising a step of attaching molten plastic to the surface of the heated slag.
상기 성형체를 제조하는 과정은,
상기 슬래그-플라스틱 복합체와 상기 플라스틱을 합한 전체에 대해서, 30 내지 80중량%의 슬래그-플라스틱 복합체를 마련하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. According to claim 1 or 2,
The process of manufacturing the molded body,
and preparing a slag-plastic composite of 30 to 80% by weight based on the total sum of the slag-plastic composite and the plastic.
상기 심재를 공급하는 과정은,
상기 혼합물이 압출 방향으로 후방에서 상기 혼합물에 상기 심재를 공급하는 과정; 및
상기 혼합물이 압출되는 힘을 이용하여 상기 심재를 상기 혼합물의 내부로 자동으로 공급하는 과정;을 포함하는 성형체 제조방법. According to claim 1 or 2,
The process of supplying the core material,
supplying the core material to the mixture from the rear in the extrusion direction of the mixture; and
and automatically supplying the core material into the mixture by using the extruding force of the mixture.
상기 심재를 공급하는 과정은, 상기 혼합물 내부에 서로 이격되어 배치되도록 복수의 심재를 공급하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. The method of claim 10,
The process of supplying the core material includes supplying a plurality of core materials to be disposed spaced apart from each other inside the mixture.
상기 슬래그를 마련하는 과정은 페로니켈 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 페로니켈 슬래그를 마련하는 과정을 포함하는 성형체 제조방법. The method of claim 1,
The process of preparing the slag includes a process of preparing ferronickel slag generated in the process of manufacturing ferronickel molten steel.
상기 슬래그-플라스틱 복합체와 플라스틱의 혼합물을 용융 압출하여 성형체를 제조하기 위한 성형부; 및
상기 혼합물의 용융물과 함께 압출되도록, 상기 성형부의 외부에서 상기 성형부의 내부에 심재를 공급하기 위한 심재 공급부;를 포함하는 성형체 제조설비.a coating unit capable of producing a slag-plastic composite by attaching a melted material of plastic to the surface of the slag;
a molding unit for producing a molded body by melting and extruding a mixture of the slag-plastic composite and plastic; and
Molded body manufacturing equipment comprising a; core material supply unit for supplying a core material from the outside of the molding unit to the inside of the molding unit so as to be extruded together with the melt of the mixture.
상기 코팅부는,
회전 가능하고, 내부에 상기 슬래그를 수용할 수 있는 공간을 형성하는 코팅 용기; 및
상기 슬래그를 가열하도록 상기 코팅 용기에 형성되는 제1가열 수단;을 포함하는 성형체 제조설비. The method of claim 13,
The coating part,
A coating container that is rotatable and forms a space capable of accommodating the slag therein; and
Molded body manufacturing equipment comprising a; first heating means formed in the coating vessel to heat the slag.
상기 성형부는 내부를 관통하는 관통구가 형성되는 스크류를 포함하는 성형체 제조설비.The method of claim 13,
Molded body manufacturing equipment including a screw in which a through hole penetrating the inside of the molding unit is formed.
상기 심재 공급부는, 상기 관통구에 상기 심재를 공급하도록, 상기 성형부의 후방에 설치되는 성형체 제조설비.The method of claim 15
The core material supply unit is installed behind the molding unit to supply the core material to the through hole.
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