철강슬래그의 재활용
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 22

철강슬래그의 재활용 PowerPoint PPT Presentation


  • 920 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

철강슬래그의 재활용. 2010.03.18. 목 차. 철강 Slag 란 ? 철강 Slag 제조공정 철강 Slag 종류 철강 Slag 재활용 철강 Slag 환경적 문제 결론. 고로 슬래그. 제강 슬래그. 철강 Slag 란 ?. 1. 철강 슬래그란 ? 일관 제철공정을 갖춘 제철소의 경우 원료 , 제선 , 제강 , 압연 및 스테인리스 등의 생산 과정을 거치면서 수많은 종류의 부산물 및 폐기물을 다량 발생하며 고로 슬래그와 제강 슬래그로 구분.

Download Presentation

철강슬래그의 재활용

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


6416787

철강슬래그의 재활용

2010.03.18


6416787

목 차

  • 철강 Slag란?

  • 철강 Slag 제조공정

  • 철강 Slag 종류

  • 철강 Slag 재활용

  • 철강 Slag 환경적 문제

  • 결론


6416787

고로 슬래그

제강 슬래그

철강 Slag란?

1. 철강 슬래그란 ?

일관 제철공정을 갖춘 제철소의 경우 원료, 제선, 제강, 압연 및 스테인리스

등의 생산 과정을 거치면서 수많은 종류의 부산물 및 폐기물을 다량 발생하며

고로 슬래그와 제강 슬래그로 구분

※. 일관제철소;제선, 제강, 압연의 세 공정을 모두 갖춘 제철소를 말한다. 제선은 원료인

철광석과 유연탄 등을 커다란 고로에 넣어 액체상태의 쇳물을 뽑아내는 공정을,

제강은 이렇게 만들어진 쇳물에서 각종 불순물을 제거하는 작업을,

압연은 쇳물을 슬래브(커다란 쇠판)형태로 뽑아낸 후 여기에 높은 압력을 가하는

과정

(Blast furnace slag)

(Steel making slag)


6416787

철강 Slag란?

  • 고로 Slag : 철을 제련하는 제철 과정에서 발생하는 찌꺼기.

    철광석 가운데 철분을포함하지 않는 부분이녹아

    용광로로부터나오는 것.

  • 제강 Slag : 제강단계에서 전로로부터 나오는 불순물.

    전로 Slag, 전기로 Slag(전기로 산화, 환원 Slag) 있다.

(Blast furnace slag)

(Steel making slag)


6416787

철강 Slag 제조공정


6416787

철강 Slag 종류

철강 Slag

괴재 Slag

(air-cooled slag)

고로 Slag

수재 Slag

(granulated slag)

전로 Slag

제강 Slag

전기로 Slag


6416787

  • 도로용(기층, 보조기층, 밀러)

  • 철도도상용

  • 콘크리트용 골재

  • 항만재료

  • 지반계량재

  • 규산석회비료

  • 암면

  • 기타

서냉슬래그

고로슬래그

  • 포틀랜드, 고로시멘트용(시멘트 혼합용)

  • 시멘트 플링커 원료

  • 콘크리트 혼합제

  • 결양기포 콘크리트 원료(ALC)

  • 지반 계량제

  • 노상, 보조기층 안정처리 : 차단충용

  • 규산석회 비료

  • 항만재료

  • 토목용재

수재슬래그

철강슬래그

전로슬래그

  • 도로 노반용

  • 아스팔트 콘크리트

  • 시멘트 씰링커 원료

  • 항만공사용 재료

    (뒷채문재, 복토용, Sand mat 용)

  • 비료 및 토양 개량제

  • 석회질 비료

제강슬래그

전기로슬래그

산화슬래그

환원슬래그

철강 Slag 종류


Slag slag

철강 Slag 종류 –고로 Slag

  • 제철소 고로에서 선철을 제조하는 과정에서 발생하는 생성물

  • 주원료(철광석)와 부원료(코크스, 석회석)의 회분에 존재하는 SiO2와 Al2O3등이 고온(약 1,500℃)의 쇳물과 함께 광물성분이 용해된 용융Slag가 발생.

  • 용융 Slag는 비중의 차이를 이용하여 쇳물과 분리시킴.

  • 냉각 방법에 따라

    (1) 괴재 Slag ( Palletized Slag -Air Cooled )

     용융 Slag를 대기 중에서 서서히 냉각

    (2) 수재 Slag ( Granulated Slag - Water Cooled )

     용융 Slag를 고압의 물을 이용하여 급냉

발생량: 1ton 조강시 약 300kg 발생


Slag slag1

철강 Slag 종류 –제강 Slag

  • 철에서 강을 만들기 위해 쇳물에 녹아있는 탄소, 규소성분 등을 제거하는 공정에서 제강 Slag가 발생

  • 제강 Slag에는 미 반응 CaO (free-CaO, 유리석회)가 포함되어 있는 관계로

    재활용시 수개월 정도 야적하거나 뜨거운 증기를 이용한 Aging 과정이 필요

    (1) 전로 Slag (BOF Slag, Convert Slag)

     고로에서 제조된 쇳물에 고압의 산소를 불어넣어 정련하는

    공정에서 생성

    (2) 전기로 Slag ( EAF Slag)

     고철 등을 전기로에서 정련할 때 외부에서 열을 가하여 원

    료를 용해하여 정련.


Slag slag2

철강 Slag 종류 –제강 Slag

(1) 전로 Slag (BOF Slag, Convert Slag)

 고로에서 제조된 쇳물에 고압의 산소를 불어넣어 정련하는 공정에서 생성

 주 원료 : 용선, 고철

부 원료 : 생석회(CaO), 석회석(CaCO3) 및 돌로마이트(MgCO3∙ CaCO3)

 발생량: 1ton당 150~180kg 발생

(2) 전기로 Slag ( EAF Slag)

 고철 등을 전기로에서 정련할 때 외부에서 열을 가하여 원료를 용해하여 정련

 종류: 전기로 산화 Slag, 환원 Slag

(a) 전기로 산화 Slag : 용강을 교반하면서 산소를 흡입하면 강중의

탄소가 반응하여 CO의 기포가 생성되면서, 불필요한 성분의

산화물이 부상하고, 생성회와 반응하여 Slag 생성

(b) 환원 Slag : 산화과정에서 강제적으로 혼입한 과잉의 산소제거와 탈황을

위하여 환원제로 알루미늄, 코크스 가루를 살포하고, 생석회 등을

투입하여 환원 처리하면 Slag와 용강이 생성.

 발생량: 전기로 산화 Slag  1ton당 120~150kg

환원 Slag  1ton당 50kg


6416787

철강 Slag 재활용

비료

시멘트용

기타

파쇄골재

시멘트

도로 토목용

원료

미분말

http://www.law.go.kr/admRulInfoP.do?admRulSeq=2000000010046

철강슬래그 및 석탄재배출사업자의 활용지침


6416787

철강 Slag 재활용

  • 도로용 (고로 Slag)

    고로슬래그는 도로용 골재로 사용하면 장기간에 걸쳐 노면의 지지력이 증가하는

    특성

    공공도로에 대량으로 사용

    천연 골재에 비하여 품질, 시공성, 경제성이 우수  

    복합슬래그 (제강슬래그 +고로슬래그 혼합)는 고로슬래그의 장점인 지지력 안정

    성과 제강슬래그의 장점인 견고성을 적절히 결합한 것으로 일본의 경우 1970년

    대부터 도로에 널리 사용

  • 시멘트 원료용(수재 Slag)

    일반시멘트에 5%, 고로슬래그 시멘트에는 30 ~ 60%가 원료로 사용

    고로슬래그 시멘트는 일반시멘트에 비하여 수밀성, 내열성, 내해수성, 내약품성

    등이 우수하여 해양 및 연안 시설물, 각종 산업기지 및 도시하수시설 등으로 이용

    도가 넓어지고 있다.


6416787

철강 Slag 재활용

  • 토목용

    수재슬래그나 괴재슬래그를 20mm이하로 파쇄한 것은 천연모래처럼 사용

    급경사면이나 높은 성토지 조성, 연약지반의 개량 등에 사용할 경우 시공이 용이하고 안정성을 확보

  • 항만 공사용

    제강슬래그는 내부 마찰각이 크고 치밀하며 무거운 특성을 가지고 있어 항만공사용 토목재료로 활용

  • 비료 및 토지 개량제

     고로슬래그는 가용성규산, 석회, 마그네슘 및 각종 미량원소를 함유하고 있어 산

    성토양의 개량과 작물의 증산효과가 있는 규산질비료의 원료로 사용

     제강슬래그는 인산이나 각종 미네랄이 작물의 육성에 도움을 주며 산성토양의 개량제로 이용

  • 새로운 이용분야

     철강슬래그를 해양용 바닥복토재, 적조방지제, 인공어초 및 해조초 등 새로운 분야로의 연구 개발과 적용이 활발하게 이루어지고 있다.


6416787

고로 Slag 활용(슬래그 시멘트)

석회석

용광로

선철

철광석

코크스

고로슬래그

용광로

시멘트공장

클링거

석고

슬래그 시멘트


6416787

고로 Slag 활용 –규산질 비료

  • 규산질 비료

     알카리성분 (석회질성분 약 40%) 및 규산성분 (약 25%)을 다량함유하고 있는

    무공해 비료

     작물의 병 해충 및 내도복성을 강화시켜 증수효과

     화학비료의 과다시비로 산성화된 토양과 중금속으로 오염된 토양을 중성으로

    개량 시켜주는 역할

  • 규산질 비료(규산)의 벼에 미치는 효과

    증수 효과 : 23~30%

    내도복성 증진 : 규화세포의 형성으로 도복 예방 및 경감

    내충성 증진 : 이화명충, 벼멸구, 미세해충, 등

    기상 재해 내성 증진 : 한발(가뭄), 냉해, 염해, 일조부족

    독성, 영양장해 억제 효과 : 알루미늄, 아연, 망간, 철, 비소, 카드늄, 게르마늄, 질소과다 흡수 억제

    부족 비료성분 흡수 촉진 : 질소, 인산, 칼리, 고토, 규산

    포장절수 효과 자재 : 14%의 절수 효과

    증산량 억제 효과 (한해 내성) : 33% 절감

    노화 경감, 광합성 촉진, 품질 향상, 생체 온도 조절


6416787

도로용 복합슬래그

표층

기층

입도조정기층

복합슬래그 MS-25

보조기층

복합슬래그 MS-40, CS- 40

노상

복합슬래그 CSO-70


6416787

폐기물을 활용한 경질 다공성 흡음재 개발-토신(ト-シン)

  • 산업폐기물과 리싸이클재의 혼합에 의한 환경 친화적인 경질 다공성 흡음재

    분쇄 유리 소결체와 철의 고로 생성 시에

    나오는 폐기물의 수재 Slag를 혼합하여 탄

    생한 제품.

  • 특징

     철로 주변에 부설하는 것만으로 3~5dB

    경감할 수 있고, 체감소음을 약 30% 낮출

    수 있으며, 지하철 구내에서도 소음 절감

    가능.

    제진 블록은 흡음블록에 부틸 고무를 붙인

    것으로 선박의 엔진 룸 벽의 제진 및 흡음에

    적합.


6416787

용융 Slag를 석재화- 쯔기시마기계(月島機械)

  • 용융 Slag를 서냉에 의해 천연석과 다름없는 석재로 하는 것으로 석재화로에서 3시간에 걸쳐서 보온한 후, 서냉하는 것에 의해 용융 Slag를 석재화 하는 기술이다.

     이 회사는 쓰레기를 열분해로에서 소석회를 투입하고, 400~600℃에서 가스화,

    염화수소를 중화하고, 분해가스는 1000℃정도의 연소로에서 다이옥신을 발생

    하지 않고 연소한다.

     미 연소분의 타르나 재는 용융로에서 1400℃에서 용융, 발생하는 Slag는 천천히

    서냉 하여 석재화 하여 완전 재활용.

     재를 완전히 석재화하고, 분해가스와 타르를 분리하여 타르만을 용융한다.

     열 분해로에서 염소분이 90%이상 저감되므로 다이옥신 발생이 극히 적다.


6416787

제강 Slag 활용 – 인공 어초

  • 제강슬래그의 경우 고로슬래그와는 달리 팽창 자리성(자연적으로 붕괴하는 성질)이 있어

  • 도로 건설용 자재로의 이용이 늦어졌으나 최근 이를 극복할 수 있는 활용기술이 활발히 연구되고 있음.

  • 고로슬래그에 비해 제강슬래그는 천영석 및 생물의 부착이 많기 때문에 커다란 전로슬래그의 덩어리를 해저에 퇴적하거나 중간크기의 덩어리는 상자에 넣어 어초(漁礁)로 활용하는 사례가 늘고 있음.

  • 또한 제강슬래그는 논농사용 특수비료나 밭농사 및 목초시설 원예용 비료로 재활용 할 수 있고 혹은 제철원료로도 재사용되고 있음.

슬래그를 재활용해서 만든 어초


6416787

철강 Slag 환경적 문제

  • 제강 Slag 환경적 문제점

     Aging이 필요한 이유

    : (1)제강 공정에서 발생하는 슬래그는 공기 중에서 상온으로 냉각하여 굳힌

    다음 분쇄하여 처리

    (2) 이러한 공정으로 발생하는 제강슬래그는 미 반응 유리석회 CaO (free

    CaO, 또는 F-CaO)의 함량이 0.1~20%까지 변화

    (3) F-CaO 함량이 1% 이상이 되면 팽창성 반응에 의해 스스로 붕괴됨

    (F-CaO 함량이 증가할수록 커지는 경향이 있음)

    (※ F-CaO는 환경 오염원이자 슬래그 용도를 제한하는 화합물이다.)

    (4) F-CaO + H2O  Ca(OH)2

    (유리석회 + 물  수산화칼슘)

     알칼리 화합물인 Ca(OH)2는 해수, 공기오염 등 환경 악화 용인이

    자 화학적 풍화작용을 일으켜 제강슬래그 사용용도를 제한함

    (5) 제강 슬래그는 1~3개월의 야적에 의해 Aging이 필요하며, 이러한 공

    정으로 넓은 야적장, 침출수, 비산먼지 등의 환경적인 문제 발생


6416787

철강 Slag 환경적 문제

  • 제강 Slag 환경적 문제점

     야적 또는 성토재로 사용 시

    : (1) 야적에서 Aging 하는 경우 침출수로 인한 환경오염이 발생한다.

    (2) CaO + H2O = Ca(OH)2

    (화학적으로 불안정한 미 반응 유리석회가 물과 반응하여 안정한

    수산화칼슘이 생성되며, 부피가 2배 정도 팽창하게 됨)

    (3) Ca(OH)2  Ca2+ + 2OH-

    (강 알칼리 수가 되어서 pH가 10정도가 됨)


6416787

결론

  • 철강 슬래그의 산출량은 매우 많다.( 국내 1,700만톤, 세계 4억톤)

     2005년 국내기준 : 고로 슬래그 (850만톤), 제강 슬래그 (830만톤)

     고로 슬래그는 고로시멘트의 원료로 재활용 (70% 정도) 되고 있음.

  • 제강 슬래그는 그 화학적 조성과 미 반응 유리석회의 높은 함량 때문에 침출수 등

    환경적 우려가 크며, 제한적인 재활용 (단순 매립제 이용, 대규모 야적장, 장기 숙성이 요구, 팽창 현상에 의한 콘크리트 골재의 사용의 어려움)

  • 막대한 양의 철강 슬래그는 천연골재의 부족으로 인한 국내 콘크리트 산업의 중요한 대체재로서 활용 가능성이 높다.


  • Login