KR20030089034A - 스테인레스 제강부산물의 재활용을 위한 펠릿의 제조방법및 이로부터 제조되는 펠릿 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테인레스 제강공장에서 발생하는 부산물을 펠릿화하여 재활용하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 스테인레스 제강부산물에 물을 첨가하고 장시간 방치하여 수화반응에 의하여 스테인레스 제강부산물 중의 생석회를 완전히 분화시킨 후 바인더를 첨가하여 혼합하고 이 혼합물을 펠리타이저(pelletizer)에 투입하여 펠릿화하는 방법 및 그로부터 제조되는 펠릿을 제공한다.

본 발명은 스테인레스 제강부산물을 다양한 조합으로 펠릿화함으로써, 펠릿(pellet)을 위탁 용해하여 유가자원만 회수할 수 있고 단광제조에만 머물렀던 스테인레스 제강부산물을 보다 다양하게 재활용할 수 있다. 또한 충분한 수화반응으로 원료를 완전히 분화시키므로 강도가 우수하고 재분화현상이 발생하지 않으며, 펠릿의 형태이기 때문에 운반과 처리가 용이하다.

Description

스테인레스 제강부산물의 재활용을 위한 펠릿의 제조방법 및 이로부터 제조되는 펠릿{Method for preparing pellet to recycle byproduct from stainless steel manufacturing processes and pellet prepared therefrom}

현재 포스코(POSCO) 스테인레스 제 1 및 제 2 제강공장과 제 3 제강공장 증설시 스테인레스 제강공정에서 발생하는 부산물인 정련로 중더스트, 제 1 제강스케일, 전기로 더스트, 소둔산세 산화철의 환경친화적이고 경제적 처리방법이 절실히 요구되고 있다.

중더스트는 슬래그와 혼합처리하고 있으나, 이러한 처리방법은 환경문제를 유발하여 부적절하다. 더스트의 경우 단광(briqqutte)으로 제조하여 위탁 용해시키고 있으나, 단광원료로 사용시 생석회의 함량 편차가 커서 물배합관리 및 단광제조가 곤란하고, 또한 생석회 입자의 수화반응에 의해 재분화현상이 발생하여 단광성형체가 붕괴되기 때문에 운반과 처리가 어렵다. 일부 부산물들은 전기로에 직접 장입하고 있으나, 직장입시 직장입 물량 과다로 인한 스테인레스 제강 생산성을 저하시킨다. 또한 일부 개별적으로 직접 재활용되지 못하는 부산물은 고형화 처리되어 바다에 매립되고 있으나, 2차적 해양오염과 같은 환경문제를 유발할 수 있다.

본 발명자는 수화반응을 통하여 스테인레스 제강부산물을 완전히 분화시킨 후 다양하게 조합하여 펠릿 형태로 제조한다면, 제강부산물을 다양하게 재활용할 수 있으며 강도가 우수하고 재분화현상을 방지하면서도 운반과 처리가 용이하다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 스테인레스 제강부산물로부터 펠릿을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 따라 제조된 펠릿을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 스테인레스 제강부산물을 이용하여 펠릿을 제조하는 과정을 도시한 공정도이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펠릿의 제조방법은 스테인레스 제강부산물에 물을 첨가하고 장시간 방치하여 수화반응에 의하여 스테인레스 제강부산물 중의 생석회를 완전히 분화시킨 후 바인더를 첨가하여 혼합하고 이 혼합물을 펠리타이저 (pelletizer)에 투입하여 펠릿화한 다음 펠릿(pellet)을 양생 및 건조시키는 것이다.

더욱 구체적으로 상기 펠릿의 제조방법은 스테인레스 제강부산물에 생석회의 함량에 따라 물을 첨가하고 적어도 5시간 동안 방치하여 수화반응에 의하여 스테인레스 제강부산물 중의 생석회를 완전히 분화시키는 단계; 상기 스테인레스 제강부산물 100 중량부에 대하여 바인더 10 내지 15 중량부를 첨가하고, 최종 수분함량이 10 내지 15 중량%가 되도록 물을 첨가하여 혼합하는 단계; 회전속도, 경사각 및 수분의 조절과 코팅제거가 가능한 판을 구비한 펠리타이저에 상기 혼합물을 투입하고 물 또는 멜라민 계통의 응결제를 분무하면서 상기 판을 회전시킴으로써 응결핵을 성장시켜 펠릿화하는 단계; 및 수득한 펠릿을 양생 및 건조시키는 단계를 포함한다.

본 발명에서 스테인레스 제강부산물은 중더스트 단독 또는 제강스케일, 산화철 및 더스트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 제강부산물과 중더스트의 조합이다. 예를 들면 중더스트 단독, 중더스트와 제강스케일, 중더스트와 나머지 부산물 등 다양한 조합이 가능하다.

본 발명에서 사용되는 중(重)더스트는 정련로 집진이송라인의 덕트(duct)내에 침적된 무거운 더스트를 의미하고, 제강스케일은 연주슬라브 그라인딩 또는 냉각시 표면에 불순물이 물과 함께 침전된 것이며, 더스트는 전기로 또는 정련로에서 비산되는 것을 집진한 더스트이다.

본 발명에서 스테인레스 제강부산물은 반드시 중더스트를 포함하며, 그 이유는 수화반응에 참여하는 생석회의 양이 중더스트에 가장 많이 함유되어 있기 때문이다. 스테인레스 제강부산물 중에서 중더스트의 함량이 부족하면 수화반응이 충분히 일어나지 않으므로 중더스트의 함량은 적어도 40 중량% 이상이 되게 한다.

스테인레스 제강부산물 중에 제강스케일이 포함될 경우 스크린의 막힘현상이 발생하여 효과적인 선별이 곤란하고 원활한 펠릿타이징(pelletizing)이 불가능하므로, 2 ㎜ 이하의 입자를 제거할 수 있는 선별기를 이용하여 철편 및 이물질을 제거하여 입자크기가 2 ㎜ 이하인 것을 사용한다.

본 발명의 주요한 특징은 수화반응을 통하여 펠릿의 원료인 스테인레스 제강부산물을 완전히 분화시키는 것으로서, 이를 위하여 제강부산물에 함유된 생석회의 함량 편차에 따라 물의 첨가량을 조절하고 장시간 방치한다. 물의 첨가량이 적으면 충분한 수화반응을 기대할 수 없으며, 반대로 물의 첨가량이 많으면 원료물질이 너무 질어져 이송라인이나 저장조에 코팅되는 문제가 발생하므로, 물의 첨가량은 스테인레스 제강부산물 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부가 적절하다. 또한 완전한 분화가 일어나도록 장시간 동안 방치하는 것이 중요하다. 방치시간이 적으면 원료가 충분히 분화되지 않아 제조된 펠릿이 크랙발생으로 파괴될 수 있으므로, 적어도 5시간 이상을 방치하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 바인더(binder)는 제강부산물의 결합력을 증강시키기 위한 것으로, 예를 들면 시멘트, 당밀, 규산소다 또는 정련로 슬래그를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 시멘트를 사용한다. 본 발명에서 사용되는 응결제는 펠릿핵을 형성하기 위한 것으로, 예를 들면 물 또는 멜라민 계통의 응결제를 사용할 수 있으며, 여기서 멜라민 계통의 응결제는 멜라민 포름알데히드 착화물이다.

상술한 방법에 따라 스테인레스 제강부산물로부터 제조되는 펠릿은 재분화되지 않으며 강도가 우수하다. 구체적으로 본 발명의 방법에 따라 제조된 펠릿의 강도는 25 kgf/㎠ 이상으로, 운반 및 처리과정에서 파손되지 않는다. 펠릿의 직경은 5 ㎜ 이상으로 제조하는 것이 바람직하며, 5 ㎜ 이하일 경우 저강도발현 및 미분발생량이 증가한다. 따라서 펠릿의 직경을 5 ㎜ 이상으로 제조하기 위하여 수득한 펠릿을 양생 및 건조하기 전에 펠릿의 입도를 선별할 수 있으며, 구체적으로 펠릿이 소정의 입도 또는 강도에 미달될 경우 이를 다시 펠릿타이저로 반송하여 목적하는 입도 또는 강도를 지닌 펠릿을 수득할 수 있다.

이하 스테인레스 제강부산물이 중더스트, 제강스케일, 산화철 및 더스트를 모두 포함한 조합일 경우를 예를 들어 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

첫번째 단계는 펠릿을 제조하기 위한 원료의 예비처리단계로서, 가장 중요한 포인트는 중더스트의 완전분화를 유도하는 것이다. 중더스트가 완전히 분화되지 않으면 펠릿타이징후 양생 및 건조과정에서 펠릿에 크랙(crack)이 발생하고 강도가 미약해지는 문제가 발생한다.

중더스트는 세립형태의 작은 입자로 구성되어 있으며, 다량의 생석회를 포함하고 있다. 생석회는 수분과 접촉하면 많은 열을 발생하면서 팽창하여 분화된다. 중더스트에 포함된 아주 미세한 생석회 입자는 빠른 시간내에 반응이 이루어지나, 입도가 굵은 생석회는 반응속도가 느리기 때문에 충분한 반응시간이 필요하다. 수화반응시에는 수분이 증발하게 되며, 증발되는 수분량은 공급된 수분량의 10∼30%를 차지한다.

중더스트와 제강스케일을 일정한 비율로 혼합기에 장입하고 물을 공급한 후, 중더스트와 제강스케일 및 물이 서로 충분히 섞이도록 5분간 믹싱하여 1차 반응시킨다. 이때 물은 중더스트의 생석회 성분 함량에 따라 중더스트와 제강스케일의 혼합물 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부의 범위내에서 가감 조절하여 적당량을 공급한다. 수분을 많이 공급하면 수화반응에는 무리가 없으나 원료가 너무 질어져 원료의 이송라인 및 저장조의 코팅(coating)화 문제가 발생한다.

제강스케일은 수분함량이 대략 10% 정도로 습한(wet) 상태이다. 제강스케일에는 철편과 슬러지 덩어리가 함께 존재하므로, 단독으로 스크린할 경우 스크린의 눈막힘 현상이 발생하여 처리가 곤란하다. 따라서 중더스트와 제강스케일을 혼합처리함으로써 수화반응에 의해 슬러지의 결속력을 약화시키고 습한 상태에서 분말상태로 유도하여 스크린의 눈막힘 현상을 방지하고 원활히 철편을 분리할 수 있다.

1차적으로 혼합기에서 다량의 생석회 성분이 반응하나, 입도가 굵은 미반응량이 상당수 포함되어 있다. 미반응된 원료로 성형(pelletizing)하였을 경우 펠릿으로 성형된 후 양생과정에서 2차적 수화반응에 의한 재분화가 일어나 펠릿이 파손되거나 강도가 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 미분화된 원료가 2차적으로 완전히 분화될 수 있도록 충분한 저장공간을 가진 호퍼(hopper)에서 5시간 정도 정체시킨다. 5시간 정도 경과되면 원료 내부 및 표면의 수분이 다량 증발되고, 중더스트는 완전히 분화되어 분말상태의 원료가 된다.

두번째 단계는 스크린(screen) 공정으로, 혼합된 원료 중 제강스케일에 포함된 철편 및 이물질을 스크린하여 제거하는 단계이다. 제강스케일은 물에 젖은 상태이며, 그 안에 작은 철편들이 섞여 있다. 이러한 작은 철편들을 선별하기 위해서 스크린을 하여야 하는데 젖은 상태에서는 스크린의 눈막힘 현상이 발생하고 제강스케일의 슬러지(sludge) 덩어리로 인하여 효과적인 선별이 곤란하므로, 미리 중더스트와 혼합하여 제강스케일에 포함된 수분을 중더스트와의 수화반응으로 소모시킨다.

충분히 정체시켜 완전히 분화가 완료되면, 분말상태의 혼합원료를 저장호퍼에서 서서히 불출시키면서 스크린하여 철편을 선별한다. 이때 사용되는 스크린의 규격은 2 ㎜ 이하로 하여 펠릿타이징시 펠릿화율을 향상시키도록 한다. 스크린되지 않은 제강스케일의 경우에는 펠릿타이징시 입자가 큰 철편이 잔량으로 많이 남게 되어서 연속작업이 어려워진다. 그러므로 혼합원료를 2 ㎜ 이하로 스크린하는 것이 바람직하다.

세번째 단계는 완전히 분화되고 스크린된 혼합원료, 다른 제강부산물 및 바인더를 혼합하여 결합시키는 단계이다. 철편과 이물질이 제거되고 완전히 분화된 원료를 계량빈(bin)으로 이송하여 계량한 후, 다른 제강부산물인 더스트 및 산화철의 일정량과 바인더와 함께 믹서에 투입한다. 이때 최종 수분함량이 10 내지 15 중량%가 되도록 물을 추가로 첨가하여 3분 정도 혼합 및 분쇄한다.

바인더는 혼합물의 결합력을 증강시키기 위해서 사용되는데 파우더 형태의 시멘트, 액상의 당밀, 규산소다를 적용시킨 결과 액상의 바인더는 강도 발현에 영향이 적고 크랙이 발생하였으며, 따라서 작업의 편리성 측면에서 보통 시멘트를 사용하는 것이 적당하다.

바인더의 첨가량은 요구되는 강도에 따라 달라질 수 있으나, 제강부산물 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하일 경우에는 강도가 약하여 운반과정 중에 파손되어 먼지가 발생할 위험이 있으며, 15 중량부 이상일 경우에는 제조원가가 상승할수 있으므로, 10 내지 15 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 바인더의 첨가량이 10 중량부 이상일 경우 펠릿의 강도가 25 kgf/㎠ 이상이 되어 운반 및 처리과정에서 안전하다. 한편 바인더로서 정련로 분말 슬래그를 추가로 투입할 수 있으며, 상기 정련로 슬래그를 첨가할 경우 강도가 증가하므로 시멘트의 첨가량을 어느 정도 줄일 수 있다.

네번째 단계는 펠릿의 형성단계로서, 상기 세번째 단계의 혼합물을 펠릿타이저에 투입하고 물 또는 멜라민 계통의 응결제를 분무하면서 펠릿타이저의 판을 회전시킴으로써 응결핵을 성장시켜 펠릿화한다. 제조된 펠릿의 크기가 5 ㎜ 이하일 경우에 저강도발현 및 미분 발생량이 증가되므로, 5 ㎜ 이상의 직경이 되게 펠릿을 제조하는 것이 바람직하다.

펠릿핵을 형성하기 위한 상기 혼합물의 투입량, 수분의 분무량 또는 응결제의 투입량은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 결정할 수 있을 것이다. 펠릿핵을 형성하기 위해서 수분을 첨가하는 대신 멜라민 포름알데히드 착화물과 같은 멜라민 계통의 응결제를 사용하여도 무방하다.

기본적으로 경사판을 사용하는 펠리타이저(pelletizer)에서 펠릿의 생산률은 원판의 수평에 대하여 기울어진 각에 따라 변할 수 있으며, 원판의 기울기는 45 내지 55˚가 보편적이며, 최적의 작용을 위해 원판의 회전수를 변속하기도 한다. 또한 원료의 원활한 배급과 원판의 마모를 줄이기 위해 기계적으로 진동하는 스크레퍼를 설치할 수도 있다. 이 경우 스크레퍼의 위치, 원료공급위치 및 수분분출지점이 펠릿 성형에 중요한 영향을 주며, 그 위치 등은 적용대상 및 요구조건에 따라변하게 된다. 혼합원료에 수분이 많을 경우는 파우더 인젝터(powder injector)를 수분이 적을 경우는 워터 인젝터를 두어 수분 조정이 가능하도록 설치할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 경사판형 펠리타이저에서 펠릿이 만들어지는 기본원리는 다음과 같다. 경사판을 회전시키면 원판내의 미분이 원심력에 의하여 테두리를 따라 원판의 상부로 이동하게 되고 중력에 의하여 다시 원판 하부로 내려오게 되는데, 이러한 과정이 반복되면 작은 펠릿이 미분을 응집시켜 크기가 커지게 된다. 상기 과정은 크게 두 단계로 나누어 설명할 수 있다. 첫번째는 미분 상호간에 첨가된 물의 접착력이나 분자간의 인력에 의하여 응집의 중심이 되는 핵의 생성단계이다. 두번째는 생성된 핵 주위에 미분이 층을 이루며 집적되는 성장단계인데, 이 단계에서는 핵의 생성단계에서보다 펠리타이저 내에서 많은 순환이 요구되며 소량의 수분이 사용된다. 공정이 진행되면서 생성되는 펠릿크기의 분포는 펠릿간의 충돌 등에 의한 파괴력과 입자가 펠릿에 부착되는 응집력의 평형에 의하여 결정된다.

펠릿의 크기 및 강도는 시스템 변수 및 작동 조건에 따라 변하게 된다. 펠릿에 영향을 미치는 가장 중요한 작동조건은 수분의 함량과 원판 내에 체류하는 시간이다. 정상적인 작동조건에서 수분의 함량을 증가시키면 펠릿의 크기는 증가하게 되나 강도는 약해지고, 원판 내에 펠릿이 머무르는 시간이 길어질수록 크고 강하게 된다. 원판 내에서 펠릿의 체류시간은 원판의 깊이를 깊게 하거나 회전수를 높이고 판의 기울기를 적게 함으로써 연장할 수 있다. 또한 펠릿이 원판의 상부에서 하부로 미끄러지면서 미분을 응집하여 그 크기가 커지므로 상부에서 하부로 미끄러지는 시간에도 영향을 받는다.

다섯번째 단계는 펠릿의 양생단계로서, 제조된 펠릿을 자연 건조시킬 수도 있으나 양생시간 단축을 위해 온풍으로 건조 양생시키거나 스팀을 사용해도 무방하다. 양생시간이 대략 5시간 정도이면 적정강도를 얻을 수 있다. 이때 온풍이나 스팀의 온도가 지나치게 높거나 펠릿의 온도가 85℃를 초과하게 되면 펠릿이 갈라지거나 강도가 약해지는 현상이 나타나므로 주의해야 한다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예가 본 발명을 한정하는 것으로 해석하여서는 아니되며, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능하다.

실시예 1

펠릿의 원료로서 중더스트는 정련로 집진이송라인 덕트내 침적된 것, 제강스케일은 제 1 제강공정에서 부산된 것, 산화철은 소둔산세공정에서 부산된 것, 더스트는 전기로에서 비산되는 것을 집진한 더스트를 사용하였다. 표 1은 이들 원료의 성분을 나타낸 것으로, 그 조성 중에 철, 크롬, 니켈과 같은 유가금속을 함유하고 있었다.

구 분	T.Fe	M-Fe	Cr2O3	NiO	MnO	CaO	SiO2	MgO	TiO2
정련로 중더스트	35.75	16.13	16.99	3.25	3.7	22.56	6.51	7.15	0
제강스케일	49.53	11.07	15.47	7.60	1.08	3.96	2.53	0.33	tr
소둔산세 산화철	47.15	tr	9.77	11.44	0.57	tr	0.68	tr	tr
전기로 더스트	27.09	0.92	19.23	2.18	3.52	4.32	6.61	1.54	0.15
[주] 단위: 중량%, T.Fe: 총철, M-Fe: 금속철, tr: 미량

본 실시예에서는 원판(pan) 및 원판지지대가 샤프트(shaft)에 고정되어 있고 좌우회전이 및 원판의 각도조정이 가능하도록 설계된 펠리타이저를 사용하였다. 상기 원판의 직경 및 깊이는 각각 1,000 ㎜, 150 ㎜이었으며, 회전수는 18 내지 27 rpm, 경사각은 45 내지 55˚의 범위에서 변화시켰다. 펠릿의 압축강도는 최소눈금단위가 0.5 kgf/㎠이고 최대 100 kgf/㎠까지 측정 가능한 압축시험기를 사용하여 측정하였다.

먼저 중더스트 40 중량% 및 제강스케일 20 중량%에 수분을 15 중량% 첨가하여 혼합한 후 수화반응이 충분히 일어날 수 있도록 호퍼에 5시간 동안 방치하였다. 충분히 원료를 분화시킨 후, 2 ㎜ 네트로 스크리닝하여 제강스케일에 포함된 철편 및 기타 이물질을 제거하였다. 수화반응이 완전히 일어났을 때 산화철 15 중량%, 전기로 더스트 25 중량% 및 바인더 15 중량%를 넣고 전체 수분함량을 15%로 맞추고 균일하게 혼합하였다.

상기 혼합원료 소정량을 펠리타이저의 경사형 원판에 투입하고 경사판을 서서히 회전시키면서 회전의 반대측으로 슬립(slip)되는 원료에 물을 미세하게 분무하였다. 원료는 세립을 형성하면서 그 크기가 점차 성장하였다. 이때 펠릿 표면에 존재하는 수분이 표면장력 및 모세관현상의 결합력으로 조립작용을 하므로, 펠릿 표면에 수분이 보이면 상기 원료를 수분이 보이지 않을 정도의 소량으로 펠릿에 살포하는 과정을 반복하여 소정의 크기가 될 때까지 펠릿을 점차 성장시켰다. 초기 형성된 펠릿은 1 m 높이에서 낙하시켜도 파손되지 않았다. 상기한 방법에 따라 크기가 10 내지 30 ㎜의 펠릿이 제조되었다. 수득한 펠릿은 자연상태의 실온에서 1일 방치하고 85℃의 건조기(dry oven)에 5시간 건조시키거나 양생건조호퍼에서 양생 및 건조시켰다.

구분	배합비(중량%)	바인더(중량%)	수분(중량%)	1일 양생 및 건조후 압축강도(kgf/㎠)
	중더스트				제강스케일	산화철	전기로더스트
A	40	20	15	25	15	15	38
B	40	20	15	25	15	15	0

표 2는 상술한 바와 같이 5시간 방치하여 충분히 수화반응을 시킨 후 제조한 펠릿(A)과 수화반응 직후 바로 제조한 펠릿(B)을 비교한 것이다. 표 2에 따르면 충분한 수화반응이 일어나도록 한 후 펠릿을 제조한 경우에는 제조후 양생 및 건조시에 크랙발생이 없고 강도에 문제가 없었다. 그러나 수화반응 직후 바로 제조한 펠릿의 경우에는 제조후 양생 및 건조시 수화반응에 의한 재분화현상으로 펠릿의 형태가 파괴되고 강도가 발현되지 않았다. 따라서 중더스트가 충분히 분화되도록 반드시 장시간 동안 방치하는 것이 필수적임을 확인하였다.

실시예 2

본 실시예에서는 바인더의 종류 및 첨가량이 펠릿의 강도에 미치는 영향을 조사하였다. 중더스트는 충분히 수화반응시켰으며, 표 3과 같이 바인더로 시멘트, 당밀, 정련로 분말 슬래그의 첨가량을 변화시키면서 실시하였다. 재현성을 위해 3번 반복시험을 하였으며, 1일 강도는 10개의 펠릿을 임의로 무작위하게 채취한 것의 평균강도값이고 소수점 이하는 반올림하여 계산하였다.

표 3에서 A, B 및 C는 바인더로서 시멘트만을 사용하여 그 양은 변화시킨 경우이고, D와 E는 바인더로 당밀을 추가로 사용한 경우이며, F, G 및 H는 정련로 슬래그를 추가로 사용한 경우이다. 표 3에서 보는 바와 같이, 시멘트의 첨가량이 10% 이상 되어야 요구하는 펠릿의 강도가 발현되었다. 당밀은 강도 발현에 전혀 기여하지 못하였고 오히려 시멘트 단독으로 사용한 경우보다도 강도가 현저히 감소하였다. 정련로 슬래그는 펠릿의 강도 발현에 유효하였으며, 그 첨가량이 증가할수록 펠릿의 강도가 비례적으로 증가하였다. 따라서 정련로 슬래그를 사용하면 목적하는 강도가 발현되기 위해 필요한 시멘트의 첨가량을 감소시킬 수 있다.

구분	배합비(중량%)	시멘트(중량%)	당밀(중량%)	슬래그(중량%)	수분(중량%)	1일강도(kgf/㎠)
	중더스트						제강스케일	산화철	전기로더스트
A	40	20	15	25	8	-	-	15	21
B	40	20	15	25	10	-	-	15	27
C	40	20	15	25	15	-	-	15	38
D	40	20	15	25	10	5	-	15	5
E	40	20	15	25	10	5	-	15	3
F	40	20	15	25	15	-	15	15	37
G	40	20	15	25	15	-	20	15	49
H	40	20	15	25	15	-	25	15	58

실시예 3

본 실시예에서는 스테인레스 제강부산물에 속하는 중더스트, 제강스케일, 산화철 및 전기로 더스트의 가능한 조합에 따라 펠릿을 제조하였다. 표 4의 배합조성에 따라 충분히 수화반응시킨 후 펠릿화하였다.

구분	배합비(중량%)	시멘트(중량%)	슬래그(중량%)	수분(중량%)	1일강도(kgf/㎠)	2일강도(kgf/㎠)
	중더스트						제강스케일	산화철	전기로더스트
A	100	0	0	0	15	20	15	73	-
B	64	36	0	0	15	-	15	67	-
C	64	0	36	0	15	-	15	6	33
D	64	0	0	36	15	-	15	37	-
E	40	37	0	23	15	-	15	38	-

표 4에 따르면, 중더스트를 포함하는 제강부산물의 모든 조합에서 펠릿화에 문제가 전혀 없었고 강도도 양호하게 발현되었다. 중더스트와 산화철의 조합인 C의 경우 1일강도는 낮았으나 2일강도는 양호하게 나타났다. 따라서 중더스트 단독 또는 다른 제강부산물과의 다양한 조합이 가능함을 확인하였다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 지금까지 단광(Briqqutte)제조, 중더스트를 정련로 슬래그와 혼합처리 또는 부산물을 전기로에 직접 장입해 오던 스테인레스 제강부산물을 다양한 조합으로 펠릿화함으로써, 펠릿을 위탁 용해하여 유가자원만 회수할 수 있고 단광제조에만 머물렀던 스테인레스 제강부산물을 보다 다양하게 재활용할 수 있다. 또한 충분한 수화반응으로 원료를 완전히 분화시키므로 강도가 우수하고 재분화현상이 발생하지 않으며, 펠릿의 형태이기 때문에 운반과 처리가 용이하다.

Claims (13)

1. (a) 스테인레스 제강부산물에 생석회의 함량에 따라 물을 첨가하고 적어도 5시간 동안 방치하여 수화반응에 의하여 스테인레스 제강부산물 중의 생석회를 완전히 분화시키는 단계;

   (b) 상기 스테인레스 제강부산물 100 중량부에 대하여 바인더 10 내지 15 중량부를 첨가하고, 최종 수분함량이 10 내지 15 중량%가 되도록 물을 첨가하여 혼합하는 단계;

   (c) 회전속도, 경사각 및 수분의 조절과 코팅제거가 가능한 판을 구비한 펠리타이저(pelletizer)에 상기 (b) 단계의 혼합물을 투입하고 물 또는 멜라민 계통의 응결제를 분무하면서 상기 판을 회전시킴으로써 응결핵을 성장시켜 펠릿화하는 단계; 및

   (d) 상기 (c) 단계에서 수득한 펠릿(pellet)을 양생 및 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 제강부산물을 이용한 펠릿의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스테인레스 제강부산물이 중더스트 단독 또는 제강스케일, 산화철 및 더스트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 제강부산물과 중더스트의 조합인 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 중더스트가 정련로 집진이송라인의 덕트(duct)내에침적된 무거운 더스트인 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 제강스케일이 연주슬라브 그라인딩 또는 냉각시 표면에 불순물이 물과 함께 침전된 것임을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
5. 제 2항에 있어서, 상기 더스트가 전기로 또는 정련로에서 비산되는 것을 집진한 더스트인 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
6. 제 2항에 있어서, 상기 스테인레스 제강부산물이 적어도 40 중량% 이상의 중더스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
7. 제 2항에 있어서, 상기 제강스케일이 2 ㎜ 이하의 입자를 제거할 수 있는 선별기를 이용하여 철편 및 이물질을 제거하여 입자크기가 2 ㎜ 이하인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 물의 첨가량이 스테인레스 제강부산물 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 바인더가 시멘트, 당밀, 규산소다 또는 정련로 슬래그인 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 멜라민 계통의 응결제가 멜라민 포름알데히드 착화물인 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 (d) 단계 전에 펠릿의 입도를 선별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿의 제조방법.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 방법에 따라 스테인레스 제강부산물로부터 제조되는 펠릿.
13. 제 12항에 있어서, 상기 펠릿의 강도가 25 kgf/㎠ 이상이고, 직경이 5 ㎜이상인 것을 특징으로 하는 펠릿.