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$SiO_2$를 첨가하여 환원개질한 전로슬랙의 골재특성
고인용,T. R. Meadowcroft 한국자원리싸이클링학회 2000 資源 리싸이클링 Vol.9 No.1
건축용 고품질 골재, 시멘트 산업 그리고 체절용 플럭스 등 보다 더 가치 있는 분야로의 전로슬랙의 재활용을 극대화하기 위해서는 사용목적에 맞게 전로슬랙의 조성과 특성을 조절하는 것이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 슬랙의 화원.개질을 목적으로 전로슬랙에 $SiO_2$의 첨가량을 바꾸고 일정량의 탄소를 섞어 $1650^{\circ}C$에서 환원 용해하였다. 환원이 종료된 후, 개질된 슬랙은 노대에서 상온까지 서냉하였다. 얻어진 슬랙에 대하여 SEM-EDX, XRD, Chemical Anaysis에 의해 상조직, 상분포, 조성분포등을 조사하였다. 또한 자연골재와의 물성비교를 위하여 압축강도와 밀도도 측정하였다. XRD분석에 의하면, 전로슬랙 중량에 대하여 10%의 $SiO_2$를 첨가하여 환원개질한 전로슬랙은 bredigite + merwmite의 혼합상으로 존재하며, 20% 및 30% $SiO_2$를 첨가한 경우엔 모두 akcrmante로 존재하고 있다. 그러나 SEM-EDX 분석 결과는 개질슬랙의 상분포가 슬랙조성에 따라 아주 민감하게, 그리고 복잡하게 변화함을 보여주고 있다. 또한 개질슬랙의 성질은 이러한 상분포에 의해 많은 영향을 받는다. 카드뮴 약 1/3과 바나듐의 약 1/5은 환원후에도 개질슬랙중에 남으며, 그밖의 많은 중금속원소들은 환원개질에 의해 90%~95% 이상의 금속철 중에 흡수되거나 휘발하여 제거된다. 25%의 $SiO_2$를 혼합하여 환원한 후 서냉에 의해 얻은 개질전로슬랙의 압축강도와 밀도는 자연화강암에 거의 근접한 값을 보이고 있어, 고품질의 건축용 골재로도 사용 가능하며, 이는 Thyssen 제철소에서 개발하여 건축용으로 공급하고 있는 $SiO_2$를 첨가한 산화개질 슬랙골재 보다도 우수한 것이다. In order to maximize the recycling of converter slag to the more valuable fields, such as high quality aggregates for construction, cement industry and flux for ion making. It will be very important to control the compositions and properties of converter slag to suit the purpose of utilizastion. In this study, converter slag (STELCO, CANADA) was mixed with 5%~30% $SiO_2$and 7% carbon, and then reduced at $1650^{\circ}C$. After the reduction was completed, the reformed slags were cooled to room temperature in the furnace. All of the slags were then characterized using SEM-EDX, XRD and chemical analysis. Also the compressive strengths and densities of the reformed slags were measured to compare with natural aggregates. XRD analysis shows that th phases of reformed slags are changed from bredigite+merwinite mixed phases of 10% $SiO_2$added reduction to akermanite phases of 20% and 30% $SiO_2$ added reduction. But the SEM-EDX analysis revealed that the phase distribution of the reformed slags was changed very sensitively and complicately depends on the change of slag compositions. And also the properties of reformed slags are changed very much depend on the phase distribution. About one third of Cadmium and on fifth of Vanadium are remained in reduction reformed converter slag. Another heavy metal elements such as cobalt, zinc, lead are removed up to more than 90-95% of original slag. The compressive strength and density of 25% $SiO_2$ added and reformed slag is very near to natural granite. This is superior more than 10% to Thyssen's $SiO_2$ added and oxidized converter slag aggregates.
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