KR20100107967A - 폐주물사를 이용한 점토기와 제조방법 및 점토기와의 배합토 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐주물사를 이용한 점토기와 제조방법 및 점토기와 배합토 조성물

에 관한 것으로, 폐주물사로 인한 환경오염 방지, 점토기와의 생산원가 절감, 폐주물사로 인한 생산불량이 최소화, 양질의 점토기와 제조, 점토기와 제조공정 관리의 용이성을 얻을 수 있도록 한 것이다.

즉, 모래, 점토를 배합하여 배합토를 제조하는 단계와; 상기 배합토에서 돌을 선별하는 선별 단계와; 상기 선별 단계를 마친 배합토의 1차 분쇄단계와; 상기 1차 분쇄된 배합토를 분쇄하여 원료를 얻은 2차 분쇄단계와; 상기 원료 내의 함수율을 저감 시키는 함수율 저감 단계와; 상기 함수율이 저감된 원료를 진공 압출하는 단계와; 압출된 원료를 기와 형태로 성형하는 단계와; 상기 기와 완제품을 건조하는 단계와; 상기 건조된 기와 완제품을 소성 하는 단계를 포함하는 것에 있어서, 상기 배합토 제조단계에서 모래 대신 폐주물사와 무기성오니를 일정비율 배합하여 배합토를 제조하는 방법과, 폐주물사와, 무기성오니, 점토로 조성되는 점토기와 배합토를 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

폐주물사를 이용한 점토기와 제조방법 및 점토기와의 배합토 조성물{The blending clay composition of the clay roof tile manufacturing method which uses the waste molding sand and the clay roof tile}

본 발명은 폐주물사를 이용하여 양질의 점토기와를 제조할 수 있고, 나아가 생산원가의 절감, 성형의 난이성 배제 등을 달성할 수 있는 점토기와 제조방법 및 점토기와 배합토의 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 폐주물사라 함은 산업기계, 항만, 선박, 자동차부품, 금속공작기계 등 생산과정에서 필연적으로 발생 되는 폐기물로서 연간 배출량은 48만 톤 정도에 이르는데, 재활용(복토매립 등)되는 것보다 매립에 의한 폐기 또는 방치하는 경우가 대부분이어서 환경에 악영향을 미치고 있는 실정이다. 이에 폐주물사를 재활용하는 방안이 많이 연구되고 있지만 폐주물사에 포함되어 있는 유해물질(납, 카드뮴, 크롬 등)로 인하여 그 재활용 범위가 매우 낮다. 따라서 폐주물사의 재활용 범위를 넓히기 위해 폐주물사를 벽돌, 블록, 시멘트 골재로 재활용하고는 있지만, 강 도 저하 및 백화현상 등과 같은 이유로 재활용이 기피 되고 있다.

한편 폐주물사를 점토기와 제조에 재활용하는 방법도 시도되었으나, 폐주물사를 기와의 주원료인 점토에 혼합하게 되면 점토의 가소성이 떨어지기 때문에 기와 성형에 대한 난이성과 완제품의 물성 저하가 야기되어 실제로 폐주물사를 기와 제조에 재활용을 할 수 없었다.

본 발명은 점토기와를 제조함에 있어 폐주물사의 특성(점토의 가소성 저하 유발)으로 인하여 폐주물사를 점토기와 제조에 재활용할 수 없었던 점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 점토기와 제조 공정에서 폐주물사를 배합하더라도 점토기와의 질적 향상 도모와 성형의 난이성을 없앨 수 있도록 함에 그 목적이 있는 것이다.

또한 위 제조방법에 적합한 점토기와 제조용 배합토 조성물을 얻을 수 있도록 함에도 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 점토기와 제조방법은, 모래(사질) 함유 20 ~ 27중량%, 함수율 16~18중량%가 되도록 점토와 모래(사질)를 1차 배합하는 배합토 제조 단계와; 상기 배합토를 석별기에 투입하여 배합토에 포함된 돌을 석별하는 석별단계와; 상기 석별 단계를 마친 배합토를 압착 분쇄하면서 배합의 효과를 높이도록 하는 1차 분쇄단계와; 상기 1차 분쇄단계로부터 얻어진 1차 분쇄 배합토를 150㎛ 정도로 미쇄하여 점토기와 원료를 얻을 수 있도록 한 2차 분쇄단계와; 상기 원료를 교반하면서 원료 내의 함수율이 16~18중량%로 유지되도록 하는 함수율 저감 단계와; 상기 함수율 저감 단계를 거친 원료를 진공 토련기에 투입 및 진공 압출하는 단계와; 압출된 원료를 기와 형태로 성형하여 기와 완제품을 얻는 성형단계와; 상기 기와 완제품을 함수율 2중량% 미만으로 건조하는 단계와; 상기 건조된 기와 완제품을 소성하는 단계를 포함하는 것에 있어서, 상기 배합토 제조단계에서 모래 대신 폐주물사와 무기성오니(마사 세척슬러지)를 일정비율 배합하는 것을 특징으로 한다.

또한 배합토 제조단계에서의 폐주물사, 무기성오니, 점토의 배합비율을 폐주물사 20중량% ~ 50중량%, 무기성오니 10중량% ~ 30중량%, 점토 30중량% ~ 70중량%로 하는 것을 특징으로 한다.

한편 점토기와의 배합토를 점토, 폐주물사, 무기성오니로 조성하되, 상기의 비율로 조성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 대부분 폐기 또는 방치되는 폐주물사를 점토기와 제조에 재활용 할 수 있어 폐주물사로 인한 환경오염 방지에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 점토기와의 생산원가 절감을 도모할 수 있다.

한편 본 발명은 점토에 배합되는 폐주물사가 점토의 가소성을 떨어트리는 작용을 하더라도 위 가소성 저하 작용을 무기성오니가 보안해주기 때문에 점토기와의 물성이 변하지 않는 효과와 함께 폐주물사로 인한 생산불량이 최소화 되는 효과가 있다.

그리고 폐주물사 내에 포함된 성분(규사, 흑연, 철분)이 다양한 효능을 발휘하고, 또 무기성오니가 점토의 가소성을 향상시키기는 작용을 하므로 양질의 점토기와를 얻을 수 있음은 물론 점토기와 제조공정 관리가 용이한 효과도 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시를 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같은데, 그에 앞서 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 설명은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되어 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 점토기와 제조방법은 배합토 제조단계, 석별 단계, 1차 분쇄 단계, 2차 분쇄단계, 함수율 저감 단계, 진공 압출 단계, 성형 단계, 건조단계, 소성단계로 이루어진다.

상기 배합토 제조 단계는, 점토, 폐주물사, 무기성오니(마사 세척슬러지)를 함수율 16~18중량%가 되도록 배합하는 것이다.

상기 석별 단계는, 배합토를 석별기에 투입하여 배합토에 포함된 돌을 석별하는 것으로, 배합토의 차기 분쇄 공정에서 걸림 현상이 생기지 않도록 하는 것이다.

상기 1차 분쇄 단계는, 돌이 선별된 배합토를 롤 간격 2mm로 유지되는 롤크락셔로 압착 분쇄하는 것인데, 이 단계는 압착 분쇄로 인한 배합토의 배합 효과가 높아지게하는 작용도 한다.

상기 2차 분쇄단계는, 1차 분쇄된 배합토를 롤 간격 1mm 이하로 유지되는 롤크락셔로 분쇄하여 150㎛ 정도의 입자크기로 분쇄하여 분말형 점토기와 원료를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

상기 함수율 저감 단계는, 분말형 점토기와 원료를 교반하면서 원료 내의 함수율이 16~18중량%로 유지되도록 하는 것으로, 배합을 촉진케 하는 작용도 한다.

상기 진공 압출단계는, 함수율이 저감된 원료를 진공 토련기에 투입하여 진공압출하는 것이다.

상기 성형 단계는, 진공 압출된 원료를 몰드와 후렉션프레스를 이용하여 기와 형태로 성형하는 것이다.

상기 건조 단계는 성형된 기와를 건조대차에 적재하여 건조실에서 함수율 2 중량% 미만으로 건조하는 것이다.

상기 소성 단계는, 건조된 기와 완제품을 소성용 가마에 적재하여 소성하는 것이다.

한편 상기 배합토 제조 단계에서 폐주물사, 무기성오니, 점토의 배합 비율을 아래 표와 같이 하여 점토기와를 제조하고, 그 후 점토기와의 특성을 실험한 결과 함수율, 휨파괴하중, 흡수율, 내동해성, 강일감량, 흑색발현, 겉모양의 데이터가 양호한 것으로 나타났다.

	단 위	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	KS규격
폐주물사:오니:점토	중량%	20:10:70	30:20:50	40:20:40	50:20:30
합수율	%	18	18	18	18
휨파괴하중	N/	3.211	3.119	2.974	2.473	2,800 이상
흡수율	%	4.75	5.43	6.21	8.45	9 이하
내동해성	유.무	무	무	무	무	무
강일감량	%	5.47	6.03	6.27	6.44
흑색발현	흑색	흑색	흑색	흑색	흑색
겉모양	이상유.무	이상 무	이상 무	이상 무	이상 무	이상 무

폐주물사를 이용하여 점토기와를 제조하더라도 위 표와 같은 실험결과가 도출된 것은, 폐주물사가 주조공정에서 1300 ~ 1400℃로 1차 소결됨으로 인하여 유기물의 함량 및 소성수축이 점토에 비하여 낮고, 또 페주물사는 건조 수축률을 줄여 건조불량을 줄임은 물론 소성수축과 소성변형을 보완해주는 규사성분, 폐주물사의 흑연성분이 소성환경의 차이에 따라 변화를 보이는 점토의 특징을 보안해주고, 색상의 광택을 형성하는 흑연성분, 기와 소성 시 산화소성 분위기로 소성되면서 산화제2철, 산화제3철이 되어 기와의 흑색 및 은색의 발현을 미려하게 하는 철분성분을 포함하고 있기 때문이다.

그리고 폐주물사와 함께 배합되는 무기성오니는 점토의 가소성을 떨어트리는 폐주물사가 배합토에 40중량%이상 투입되었을 때 폐주물사의 가소성 저하 작용을 보안하고, 또 무기성오니는 색상이 회색으로 발현되는 단점이 있어 배합토에 10중량% 이상을 투입할 수 없었으나, 폐주물사의 특성이 이를 보안 할 수 있어 30중량%까지 투입할 수 있게 된다.

즉, 폐주물사는 무기성오니의 회색발현 단점을 보안하고, 무기성오니는 점토의 가소성을 저하시키는 폐주물사의 단점을 보안해주기 때문에 배합토 제조에서 폐주물사와 무기성오니의 투입 비율을 다양하게 설정할 수 있는 것이다.

따라서 점토기와 제조에 보다 많은 량의 폐주물사를 이용할 수 있게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 모래, 점토를 배합하여 배합토를 제조하는 단계와; 상기 배합토에서 돌을 선별하는 석별 단계와; 상기 석별 단계를 마친 배합토의 1차 분쇄단계와; 상기 1차 분쇄된 배합토를 분쇄하여 원료를 얻은 2차 분쇄단계와; 상기 원료 내의 함수율을 저감 시키는 함수율 저감 단계와; 상기 함수율이 저감된 원료를 진공 압출하는 단계와; 압출된 원료를 기와 형태로 성형하는 단계와; 상기 기와 완제품을 건조하는 단계와; 상기 건조된 기와 완제품을 소성 하는 단계를 포함하는 것에 있어서, 상기 배합토 제조단계에서 모래 대신 폐주물사와 무기성오니를 일정비율 배합하여 배합토를 제조하는 것을 특징으로 하는 폐주물사를 이용한 점토기와 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 배합토를 구성하는 폐주물사, 무기성오니, 점토를 폐주물사 20중량% ~ 50중량%, 무기성오니 10중량% ~ 30중량%, 점토 30중량% ~ 70중량%로 배합하는 것을 특징으로 하는 폐주물사를 이용한 점토기와 제조방법.
3. 점토기와의 배합토를 점토, 폐주물사, 무기성오니로 조성하는 것을 특징으로 하는 점토기와의 배합토 조성물.
4. 제 3항에 있어서, 폐주물사 20중량% ~ 50중량%, 무기성오니 10중량% ~ 30중량%, 점토 30중량% ~ 70중량%로 배합하는 것을 특징으로 하는 점토기와의 배합토 조성물.