KR20130034504A - 산화 슬래그의 처리방법 - Google Patents

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Abstract

산화 슬래그의 처리방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 환원 슬래그를 미분말 상태로 제조하는 단계; 및 환원 슬래그 미분말을 용융된 산화 슬래그에 취입하여 철성분의 함량을 감소시키는 단계를 포함하는 산화 슬래그의 처리방법을 제공한다.

Description

산화 슬래그의 처리방법{OXIDATION SLAG PROCESSING METHOD}
본 발명은 산화 슬래그의 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기로 제강공정에서는 전기로 슬래그가 발생될 수 있다. 전기로 슬래그에는 산화 슬래그와 환원 슬래그가 있다.
산화 슬래그는 토목 분야에서 콘크리트 및 아스콘 골재 등으로서의 할용성 연구가 활발하게 진행되고 있다. 산화 슬래그는 철성분이 많이 함유되어 있으므로 콘크리트 및 아스콘 골재로 활용될 때에 중량이 무거워질 수 있다.
대한민국 공개특허 제2010-107747호(2010.10.06. 공개)에는 인공골재의 제조방법 및 이로 제조된 인공골재가 개시된다. 인공골재는 입도가 다른 산화 슬래그와, 석회석 슬러지, 폐수처리 슬러지 및 물을 혼합하여 혼합물을 형성하고, 혼합물에 시멘트를 추가하여 입상체를 형성한다. 입상체에 시멘트 및 물을 추가하여 입상체 표면을 코팅한다. 코팅된 입상체를 건조시켜 인공골재를 제조한다.
본 발명의 실시예는, 산화 슬래그의 비중을 감소시킬 수 있는 산화 슬래그의 처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 환원 슬래그를 미분말 상태로 제조하는 단계; 및 환원 슬래그 미분말을 용융된 산화 슬래그에 취입하여 철성분의 함량을 감소시키는 단계를 포함하는 산화 슬래그의 처리방법을 제공한다.
상기 환원 슬래그를 미분말 상태로 제조하는 단계는, 상기 환원 슬래그를 물과 반응시켜 에이징 처리하는 단계; 및 상기 에이징 처리된 환원 슬래그를 분쇄 및 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 환원 슬래그 미분말을 취입하는 단계에서는, 미분말 분사기를 회전시키고 상하로 움직이면서 용융된 산화 슬래그를 혼합할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 산화 슬래그의 비중을 상대적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 산화 슬래그의 처리방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 미분말 분사기의 일 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 산화 슬래그의 처리방법에 관해 상세히 설명하기로 한다.
전기로 공정에서는 산화 슬래그와 환원 슬래그가 발생될 수 있다. 산화 슬래그는 전기로의 산화공정에서 발생되고, 환원 슬래그는 정련로의 환원공정에서 발생될 수 있다.
산화 슬래그는 환원 슬래그에 비해 비중이 상대적으로 무겁다. 즉, 산화 슬래그에는 철성분이 30~40 중량부 정도 함유될 수 있다. 환원 슬래그에는 철성분이 15~20 중량부 정도 함유될 수 있다. 아래의 [표 1]은 산화 슬래그와 환원 슬래그에 함유된 성분의 일 예를 나타낸 것이다.
성분 T-Fe SiO2 Al2O3 MgO CaO
산화 슬래그 34.5 15.2 7.5 5.5 19.4
환원 슬래그 18.7 10.5 2.7 5.7 38.3
[표 1]에서 T-Fe는 산화철과 비산화철을 모두 합한 철성분의 총합을 의미한다.
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 산화 슬래그는 철성분이 상대적으로 많이 함유되어 있으므로, 천연 골재에 비해 비중이 상대적으로 무겁다. 예를 들면, 산화 슬래그는 비중이 대략 2.3kg/m3 정도인 것에 비해 천연 골재의 비중은 대략 1.6kg/m3 정도이다.
산화 슬래그가 콘크리트나 아스콘의 골재로 사용되는 경우 천연 골재에 비해 무게가 무거워질 수 있다. 산화 슬래그의 무게가 상대적으로 무거워지면 골재를 운반 효율이 현저히 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 산화 슬래그의 비중을 감소시킬 수 있다. 아래에서는 본 발명의 실시예에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 산화 슬래그의 처리방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 1을 참조하면, 환원 슬래그를 미분말 상태로 제조한다. 즉, 환원 슬래그는 물과 반응시켜 에이징 처리할 수 있다(S11). 환원 슬래그를 에이징 처리하는 이유는 다음과 같다.
환원 슬래그에는 free-CaO이 포함되어 있다. free-CaO 성분은 콘크리트 타설 후 부피 팽창에 의한 터짐 현상이나 크랙을 발생시킬 수 있다. 이러한 free-CaO 성분은 물과 수화반응하여 소석회로 변경될 수 있다.
따라서, 환원 슬래그에 물을 뿌려주면서 6개월 정도의 시간이 경과되도록 하는 에이징 처리를 하여, 환원 슬래그에서 free-Cao가 석회석으로 변경되도록 한다.
에이징 처리된 환원 슬래그는 분쇄기를 이용하여 미분말로 분쇄된다. 이때, 환원 슬래그는 2mm 이하의 입도로 분쇄될 수 있다. 분쇄된 미분말은 고온에서 건조된다. 이렇게 환원 슬래그의 비분말이 제조될 수 있다(S12).
도 1은 본 발명에 따른 산화 슬래그의 처리방법을 도시한 플로우 차트이고, 도 2는 본 발명에 따른 미분말 분사기의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전기로에서 용융된 산화 슬래그가 슬래그 포트(10)로 배출될 수 있다(S13). 이때, 슬래그 포트(10)에는 용융된 산화 슬래그가 수용된다. 슬래그 포트(10)는 이동대차에 의해 다음 공정으로 이송될 수 있다.
이동 대차에는 미분말 분사기(20)가 설치될 수 있다. 미분말 분사기(20)는 1500℃ 이상의 온도에서 견딜 수 있는 내화물 소재로 제작될 수 있다.
미분말 분사기(20)는 내부에 유로(21)가 형성된 봉 형태로 형성될 수 있다. 미분말 분사기(20)의 하부에는 경사지게 분지된 분지 유로(23)가 형성될 수 있다. 따라서, 비분말 분사기(20)는 아래로 경사지게 환원 슬래그 미분말을 분사할 수 있으므로, 환원 슬래그 미분말이 용융된 산화 슬래그에 원활하게 혼합되도록 할 수 있다.
미분말 분사기(20)는 구동장치에 의해 슬래그 포트(10)에 제공될 수 있다(S14). 이때, 미분말 분사기(20)는 용융된 산화 슬래그에 침지된다.
미분말 분사기(20)는 고온 고압으로 환원 슬래그 미분말을 용융된 산화 슬래그에 취입한다(S15(. 미분말 분사기(20)는 회전됨과 아울러 상하로 움직일 수 있다. 이러한 미분말 분사기(20)는 용융된 산화 슬래그를 교반시키면서 미분말 환원 슬래그가 용융된 산화 슬래그에 균일하게 혼합되도록 할 수 있다(S16). 환원 슬래그의 투입량은 산화 슬래그의 목표 비중 감소율에 따라 결정될 수 있다.
이때, 환원 슬래그에는 철성분이 15~20 중량부 정도 함유되어 있다. 따라서, 환원 슬래그가 산화 슬래그에 혼합되면, 혼합 슬래그의 비중이 현저히 감소될 수 있다. 결국, 산화 슬래그가 콘크리트나 아스콘의 골재로 사용될 경우, 골재의 무게를 감소시킬 수 있다. 나아가, 골재의 운반성을 확보할 수 있다.
또한, 환원 슬래그에 함유된 free-CaO 성분이 소석회로 변경되므로, 환원 슬래그가 골재에 포함되더라도 콘크리트의 터짐 현상이나 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 산화 슬래그가 골재에 사용되더라도 골재의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 산화 슬래그의 활용도를 확대할 수 있다. 또한, 환원 슬래그가 콘크리트나 아스콘 골재를 제조하는데 이용될 수 있다.
또한, 상기한 미분말 환원 슬래그와 용융 산화 슬래그는 이동대차가 이동되는 동안에 충분히 혼합될 수 있다. 따라서, 다음 공정이 곧 바로 진행되도록 할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 슬래그 포트 20: 미분말 분사기

Claims (3)

  1. 환원 슬래그를 미분말 상태로 제조하는 단계; 및
    환원 슬래그 미분말을 용융된 산화 슬래그에 취입하여 철성분의 함량을 감소시키는 단계를 포함하는 산화 슬래그의 처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환원 슬래그를 미분말 상태로 제조하는 단계는,
    상기 환원 슬래그를 물과 반응시켜 에이징 처리하는 단계; 및
    상기 에이징 처리된 환원 슬래그를 분쇄 및 건조하는 단계를 포함하는 산화 슬래그의 처리방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 환원 슬래그 미분말을 취입하는 단계에서는,
    미분말 분사기를 회전시키고 상하로 움직이면서 용융된 산화 슬래그를 혼합하는 것을 특징으로 하는 산화 슬래그의 처리방법.
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