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철강슬래그의 도로용 토목재료 이용

전문가 제언: ○ 철강 제련공정에서는 원료 중에 함유된 맥석과 조재제로서 첨가하는 석회석으로 인하여 제련 찌꺼기인 슬래그가 불가피하게 발생한다. 장입원료의 조건에 따라 다르나 고로공정에서는 선철 1톤당 약 300kg의 고로슬래그가 발생하고, 제강공정에서는 용강 1톤당 약 100kg의 제강슬래그가 발생한다. 국내에서는 2009년도에 8,868천 톤의 고로슬래그와 7,831천 톤의 제강슬래그가 발생한 것으로 집계됐다.

○ 고로슬래그는 염기도{=(%CaO)/(%SiO2)}가 1.2 정도로 낮고 수경성이 있어 오래전부터 급랭시킨 수재로 만들어 시멘트용 원료나 도로공사용 골재로 이용되어 왔다. 그러나 염기도가 4.0 이상으로 높은 제강슬래그는 재화되지 않은 석회분(CaO, free lime)이 존재하여 팽창, 붕괴하는 성질이 있어 시멘트 원료로는 사용이 곤란하므로 증기로 에이징(aging)하여 Ca(OH)2로 안정화시킴으로써 도로용이나 성토용 골재로 이용되고 있다.

○ 국내의 경우 철강슬래그의 재활용을 위한 공업규격(KS)과 이를 이용하는 설계시공지침 등이 규정되어 있다. KS규격으로는 도로용 철강슬래그(KS F2535), 시멘트 원료(KS L5210, KS L5201), 콘크리트용 골재(KS L2544), 암면원료(KS L4701) 등이 규정되어 있다. 이 외에도 도로용 골재의 이용에는 공사용 표준시방서가 고시(건설교통부)되어 있고, 제강슬래그의 재활용에는 크기 100㎜ 이하는 1개월 이상, 100㎜ 이상은 3개월 이상 숙성(aging)하여 사용하도록 고시(환경부)되어 있다.

○ 2009년도 국내 철강슬래그의 재활용 실적을 보면 고로슬래그는 시멘트 원료가 76.4%로 가장 많고 기타 도로용 골재(17.6%), 비료용(4.8%) 순이다. 제강슬래그는 성토용(43.2%)과 도로용 골재(27.2%), 철강공정용(21.7%)과 기타 잡석용(2.7%), 비료용(1.1%) 등이다. 특수한 용도로서 인공어초와 바다숲 형성에도 철강슬래그의 이용이 계획되고 있다. 철강슬래그는 아직도 폐기물이라는 인식에서 벗어나지 못하고 있으므로 보다 적극적인 재활용을 위해서는 녹색인증제품의 등록, 고부가가치 제품의 개발 등을 위한 연구개발이 요구된다.

저자: Haruhiko Shinozaki
자료유형: 학술정보