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크롬-프리 캐스터블 개발

전문가 제언: ○ 최근 환경문제가 대두되면서 free(無)라는 단어가 자주 접하고 있다. 제일 먼저 나온 단어가 Pb-free이며 이제는 친숙하게 되었으나, 크롬에 대한 free는 아직은 많이 접하지 못하고 있다. 환경규제에 따라 중금속인 Pb, Cd, Hg, Cr6+ 사용이 문제가 되고 있으며 유럽지역은 RoHS를 제정하여 규제를 실시하고 있다.

○ 크롬은 Cr+3와 Cr6+가로 존재하며 특히 Cr6+가 물질이 더 위험하다. 이 크롬은 철강사업을 포함하여 많은 산업에 이용되고 있으며, 내화물 공업에서는 주로 철강과 시멘트 산업에 사용되는 염기성내화물 제조에 쓰이고 있다. 최근에는 크롬을 함유하지 않은 마그네시아질 벽돌이나 스피넬질 벽돌 개발이 되고 있으며 점차 적용되고 있는 추세이다.

○ 이 문헌에서는 폐기물처리 용융로에 이용되는 캐스터블 내화물 개발에 관한 연구내용이다. 최근 쓰레기 소각에 의한 다이옥신이 발생하고, 소각재의 매립처리 과정에서 지하수를 오염시키는 문제가 발생하고 있다. 이 해결 방안으로 제안된 것이 소각제를 용융하는 방법이다.

○ 이 용융로에 이용되는 내화물은 알칼리나 염소 등의 영향과 1,300℃ 이상의 고온에서 견디는 내구성이 있는 재료가 요구된다. 현재 산화크롬을 함유한 내화물(벽돌이나 부정형내화물)이 많이 사용되고 있으나 6가 크롬 문제를 가지고 있고, 사용 후 폐 재료의 무공해 처리가 필요하게 되고 있다.

○ 그래서 크롬을 함유하지 않은 내화물의 개발이 필요하게 되었으며 여기서는 크롬산화물 대신에 이트륨을 넣어서 시험을 한 결과물이다. 이 와 관련한 특허에서 Y2O3:0.3～15%, Al2O3:85% 이상의 조성을 범위를 요청하고 있다. 그러나 전자사업에 많이 사용되는 이트륨이 고가의 희토류 금속이므로 제품의 경제성이 의문시 된다.

○ 향후 국내에서도 쓰레기처리 관련하여 용융로 시스템이 도입될 것으로 생각되어 기기제조업계와 내화물 메이커의 많은 관심이 있기를 바란다.

저자: Hideyuki Tsuda, Yutaka Kitazawa, Yukihiro Suekawa et al
자료유형: 학술정보