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CaO 함량이 많은 철강 슬래그로 세라믹스 제조

전문가 제언: ○ 제철산업은 철강을 생산할 뿐 아니라 다양한 종류의 부산물과 폐기물이 발생한다. 철강슬래그는 고로슬래그와 재강슬래그로 나눌 수 있다. 고로에서 철광석을 선철로 만들 때 고로슬래그가 발생하고, 제강슬래그에는 전로에서 선철을 강으로 제조할 때 전로슬래그가 생기고 고철을 사용하여 강을 제조할 때 전기로슬래그가 생긴다.

○ 현재 세계 조강 생산량은 연간 약 10억 톤에 이르고 있다. 조강 기술에 따라 나라별로 차이는 있으나 고로슬래그는 1톤 조강 시 약 300kg, 제강슬래그는 전로슬래그의 경우 약 170kg의 슬래그가 발생하고 있다. 따라서 철강슬래그의 산출량은 4억 톤 이상으로 추산할 수 있다.

○ 고로슬래그 중에서 비정질이며 잠재 수경성을 지닌 수재 슬래그는 시멘트의 원료나 콘크리트 혼화제로 활용되고 결정질인 괴재 슬래그는 도로 노반재, 토목용 성토재에 사용된다. 제강슬래그는 미반응 유리 석회를 함유하여 물과 반응할 때 팽창하여 흩날리므로 장시간 야적하여 반응한 후 사용할 수 있다.

○ 본 연구에서 제강슬래그를 40% 함유하고 도자기 원료로 점토, 장석, 석영 및 활석을 사용하여 세라믹스를 제조하는 조건을 조사하였다. 이때 점토와 장석에 함유된 석회와 알칼리의 함량이 다른 원료를 사용하여 적정 소성 온도를 찾았다.

○ 지금 철강슬래그 중에서 고로 슬래그의 63% 정도가 시멘트 원료로 사용하고 있으며 나머지는 대부분 토목 성토재나 도로 노반재로 사용하고 있다. 그 성분을 분석해 보면 함량의 차이는 있지만 모두 세라믹 원료로 사용할 수 있다. 강도가 높으면서 흡수율이 적은 세라믹스를 제조하기 위하여 점점 고갈되어가는 세라믹 원료 대신 철강슬래그를 사용하면 원료비가 절약될 것이다.

저자: Lihua Zhao, et al.
자료유형: 니즈학술정보