• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.407-415
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• 2008

슬래그의 팽창성 붕괴는 주로 Free-CaO의 수화 반응이 주된 원인으로 분석되고 있으며, 이 문제의 해결 방안을 마련하기 위해 여러 기관에서 연구가 진행되고 있고, 더불어 콘크리트용 골재로의 활용 방안을 지속적으로 연구하고 있다. 현재, 국내에서는 고로 슬래그에 대한 연구는 많이 이루어지고 있지만, 전기로 및 전로 슬래그와 같은 제강 슬래그에 대한 연구는 극히 미비한 실정이다. 이에, 본 연구의 주재료인 전기로 산화 슬래그의 기초적인 물성 분석뿐만 아니라, 화학적인 메커니즘을 규명하여 콘크리트용 잔골재로서의 활용 가능성을 분석하고, 실생활에 응용하는데 그 목적이 있다고 하겠다. 그렇기 때문에, 본 연구의 진행 방향으로 전기로 산화 슬래그의 성분 분석과 함께 기본 물성을 측정하고, 이후에 중/장기 강도 및 세부적인 내구성 분석을 실시하여, 시멘트 콘크리트 적용의 적합성 평가 후, 규격을 제안하는 절차를 밟았다. 본 연구에 대한 기대 효과는 산업 부산물의 활용에 따른 환경 보전 및 재활용이라는 측면 이외에도, 전기로 산화 슬래그의 시멘트 콘크리트용 잔골재서의 상용화에 있다고 하겠다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2001년도 정기총회 특별강연 및 춘계학술연구발표회(1)
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• pp.409-411
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• 2001

(주)서울암면은 현무암, 안산암, 백운석등의 천연원료를 사용하는 기존 공정 대신에 제철소에서 발생하는 고로슬래그를 주원료로 이용하는 공정으로 암면을 제조하고 있다. 본 연구에서는 재활용율이 낮은 산업부산물인 전기로 슬래그, 폐주물사, 알루미늄 드로스 둥을 암면원료로 대체사용하는 기술을 개발하고자 하였다. 시험생산은 전기로슬래그와 석탄을 분체로 혼합한 브리켓트를 만들어, 기존원료의 많은 부분을 대체하여 큐폴라로에 장입하여 생산하였으며 폐주물사, 알루미늄 드로스 등의 첨가율도 조절하였다. 생산된 암면 제품은 한국공업규격인 KS F4701 암면 단열재 시험법에 규정된 규격을 만족하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권2호
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• pp.40-45
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• 2019

전기로 공정은 스크랩을 재활용하여 주원료로 사용하고 아크에 의해 용해하며, 전력을 주 에너지로 사용한다. 슬래그 포밍은 전력에너지 저감에 중요한 요소 기술이다. 투입되는 가탄재(분탄)와 슬래그 중 FeO와의 반응과 용강 중의 카본과 투입되는 산소와의 반응에 의해 CO가스가 발생된다. 이러한 반응에 의해 발생된 CO가스는 슬래그에 포집되어 슬래그 포밍 현상이 일어난다. 전기로 제강 공정에서 일반적으로 가탄재는 가공분탄(무연탄)과 cokes를 사용하고 있다. 본 연구는 전기로 제강 공정에 사용되는 가탄재에 따른 슬래그 포밍의 영향을 조사하였다. 연구 결과 가공분탄 보다는 cokes에 의해 슬래그 포밍 높이가 증가 되었으며, 입도 $500{\mu}m$ 이하의 입자 함량이 증가할수록 포밍높이가 증가하는 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 조업에 적용한 결과, 슬래그 포밍높이 증가와 가탄재 원단위 저감, 전력에너지 저감의 효과를 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.55-61
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• 1989

본 연구에서는 전기로슬래그를 잔골재로 사용하기 위한 기초단계로서 전기로슬래그의 화학성분, 조성광물 및 물리적성질에 대하여 고찰하였으며, 전기로슬래그의 팽창기구(膨脹機構), 안정화방안(安定化方案)에 대하여 검토하였다. 그리고 안정화된 전기로슬래그를 잔골재의 일부와 대체한 콘크리트의 기초적 성질을 알아보기 위하여 실시한 실험결과에 대해서도 고찰하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.70-78
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• 2023

철강산업 부산물인 고로슬래그는 대부분이 콘크리트 혼화재 등으로 재활용되고 있지만, 제강슬래그는 아직까지 뚜렷한 재활용 용도가 마련되지 않고 있다. 특히 제강슬래그는 배출과정에 있어서 다량의 유리석회(Free CaO)를 함유하고 있어, 유리석회에 의한 팽창 붕괴성을 가지고 있기 때문에 콘크리트용 골재로 재활용하기 위해서는 이에 대한 검토가 필요한 실정이다. 최근에는 고온의 액상 제강슬래그를 고압의 압축공기로 분무하여 슬래그를 매우 작은 크기의 입자로 공기 중에 노출시킴으로써 급냉하는 방식인 아토마이징 공정이 개발되어 적용되고 있다. 따라서 이러한 방법으로 배출되는 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트용 골재로 사용하기 위해서는 충분한 물리·화학적 검토가 필요하다. 본 연구에서는 국내 E사에서 철강제조 공정의 부산물로 배출되는 전기로 산화슬래그 잔골재를 대상으로 물리·화학적 검토를 실시하였다. 즉, 아토마이징 공정을 통해 생산되는 전기로 산화슬래그 잔골재가 콘크리트용 골재로서 사용 가능한가에 대하여 실험적으로 검토함으로써 향후 전기로 산화슬래그 잔골재의 활용에 기초적인 자료를 제공하고자 한다. 실험결과, 전기로 산화슬래그 잔골재는 대부분의 항목에서 콘크리트용 잔골재의 품질규준을 만족하고 있는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권1호
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• pp.36-41
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• 2013

전기로 제강공정 중 LF 공정에서 슬래그는 전기로(EAF)에서 이월된 슬래그와 출강 중에 조재제인 생석회, 돌로마이트 등이 용강 중에 투입되어 생성된다. LF 조업이 끝나면 ladle은 연속주조 공정(CCM)으로 이송되며, ladle 하부의 노즐을 통해 tundish로 용강을 내보내어 연속 주조조업을 하게 된다. 일반적으로 연속 주조공정 후 ladle에 남는 슬래그와 잔강(殘鋼)은 슬래그 포트(Pot)에 받아 슬래그 야적장으로 이송되어 파쇄 후 처리된다. 본 연구에서는 연속 주조공정 후 ladle에 잔류한 용융슬래그(잔강(殘鋼) 포함)를 전기로 출강 후에 ladle 상부에 직접 투입하여 LF 공정 초기의 슬래그를 형성하는데 활용하고자 하였다. 그 결과 LF 공정 중에 사용되는 생석회의 원단위는 2.2 ~ 3.2 kg/steel-ton 저감되었으며, 용강의 생산회수율은 0.3 ~ 0.5% 증가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.367-375
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• 2009

최근 골재 수급불균형 문제 및 천연자원 고갈에 관한 사회적 관심이 집중되는 가운데, 종래 철강공정에서 부산물로 발생하는 슬래그 중 전기로 산화슬래그는 그 물리적 특성이 일반 골재와 유사한 특성이 있어 콘크리트용 골재로서 활용가능성이 높게 평가되나 슬래그 중 함유되어 있는 free-CaO에 의한 표면결함을 야기하는 문제를 내재하고 있다. 본 연구는 이러한 전기로 산화슬래그 골재의 화학적 안정성 확보방안을 도출하고 이를 통해 안정화된 슬래그 골재를 용도별 콘크리트용 잔골재로 활용하여 콘크리트의 역학적 성능 및 내구성능을 실험적으로 평가하여 전기로 산화슬래그 잔골재의 활용방안을 제시하는데 그 목적이 있다. 본 연구결과, 전기로 산화슬래그의 골재입경 조정, 소정 기간동안의 자연 에이징 처리에 의해 팝아웃 등의 표면결함을 대폭 저감할 수 있는 것으로 나타났으며, 콘크리트 용도별 대체율에 따른 역학적 성능 및 내구성능은 일반 골재와 비교하여 동등 또는 동등이상의 성능을 발현하는 것으로 평가되었다. 향후 전기로 산화슬래그 잔골재 활용시에는 콘크리트의 미관저해 현상이 나타나지 않도록 충분한 사전 에이징 또는, 가공처리 등 안정성 확보를 위한 품질관리가 반드시 선행되어야 할 것이다. 또한, 철강부산물의 친환경적인 자원순환 시스템을 확립하기 위해서는 전기로 산화슬래그 골재에 대한 품질관리 지표 구축과 더불어 다양한 용도개발이 이루어져야 하며 각종 공학적 특성 및 내구성에 관한 지속적인 연구개발이 이루어져야 할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.133-142
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• 2014

최근 골재 수급불균형 문제 및 천연자원 고갈에 관한 사회적 관심이 집중되는 가운데, 종래 철강공정에서 부산물로 발생하는 슬래그 중 전기로 산화슬래그는 그 물리적 특성이 일반 골재와 유사한 특성이 있어 콘크리트용 골재로서 활용가능성이 높게 평가되나 슬래그 중 함유되어 있는 free-CaO에 의한 표면결함을 야기하는 문제를 내재하고 있다. 본 연구는 이러한 전기로 산화슬래그 골재의 화학적 안정성 확보 방안을 도출하고 이를 통해 안정화된 슬래그 골재를 용도별 콘크리트용 잔골재로 활용하여 콘크리트의 역학적 성능 및 내구성능을 실험적으로 평가함으로서 최종적으로 전기로 산화슬래그 잔골재의 활용방안을 제시하는 데 그 목적이 있다. 본 연구결과, 전기로 산화슬래그의 골재입경 조정, 소정 기간 동안의 자연 에이징 처리에 의해 팝아웃 등의 표면결함을 대폭 저감할 수 있는 것으로 나타났으며, 콘크리트 용도별 대체율에 따른 역학적 성능 및 내구성능은 일반 골재와 비교하여 동등 또는 동등 이상의 성능을 발현하는 것으로 평가되었다. 향후 전기로 산화슬래그 잔골재 활용시에는 콘크리트의 미관저해 현상이 나타나지 않도록 충분한 사전 에이징 또는, 가공처리 등 안정성 확보를 위한 품질관리가 선행되어야 할 것이다. 또한, 철강부산물의 친환경적인 자원순환 시스템을 확립하기 위해서는 전기로 산화슬래그 골재에 대한 품질관리방안 확립과 더불어 다양한 용도개발이 이루어져야 하며 각종 공학적 특성 및 내구성에 관한 지속적인 연구개발이 이루어져야 할 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권6호
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• pp.93-101
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• 2010

본 연구에서는 전기로 환원슬래그를 시멘트 혼화재로 이용하였을 때의 전기로 환원슬래그의 수화반응 특성과 압축강도 특성을 연구하였다. 전기로 환원슬래그에는 17.1%의 f-CaO 및 속경성 클링커 광물인 37.1%의 $C_{11}A_7CaF_2$와 21.0%의 $Ca_3A$가 함유되어 있었다. 보통 포틀랜드시멘트(OPC, Ordinary Portland Cement)에 전기로 환원슬래그를 30%까지 치환할 경우, 초결 및 종결시간이 각각 305분과 425분에서 10분과 30분으로 단축되는 급결성을 보였다. OPC에 전기로 환원슬래그의 치환량이 7%까지 증가됨에 따라 혼합시멘트의 압축강도는 OPC보다 높아졌으나, 7%이상에서는 점차 압축강도가 낮아져 20%이상 치환하였을 때에는 OPC보다 초기강도 및 장기강도가 모두 낮았다. 전기로 환원슬래그 자체의 수화반응 생성물을 조사한 결과, $C _{11}A_7CaF_2$는 물과 반응하여 $C_3AH_6$로 변화되었다. 그러나 OPC에 환원슬래그를 치환하여 사용할 경우, 환원슬래그의 치환율이 높아짐에 따라 f-CaO가 많아지고 준안정성의 수화물인 $C_4AH_{13}$의 생성량이 증가되기 때문에 OPC에 환원슬래그를 7%미만으로 치환하여 사용해야만 안정된 경화체를 형성하여 압축강도가 OPC보다 높아졌다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.31-37
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• 2011

철강의 생산 중에 부산물로 발생하는 전기로 제강 환원슬래그는 토질안정제로서의 적용성, 결합재 및 팽창재로서 활용법에 대한 약간의 연구 보고만 있을 뿐, 전기로 제강 환원슬래그 재활용에 관한 연구 및 시공실적은 거의 없는 실정이다. 본 연구는 전기로 제강 환원슬래그를 토목 분야에 재활용할 수 있는 방법을 모색하는데 이러한 목적을 달성하기 위하여 SEM, XRF 시험을 수행하였다. 이를 바탕으로 풍화토 및 점토와 환원슬래그를 일정한 혼합율로 혼합한 후, 환원슬래그 혼합토의 물리 공학적 특성을 고찰하기 위한 다양한 지반공학적 실내시험을 수행하였다. 다짐시험에서는 환원슬래그의 혼합율이 증가할수록 최대건조단위중량이 감소하고 최적함수비는 증가하였다. 이것은 환원슬래그를 성토재 및 재하재로 사용할 경우, 환원슬래그가 혼합된 풍화토는 지내력의 증가 등의 관점에서는 성토재 및 재하재로 적합하지 않음을 의미한다. 환원슬래그와 풍화토를 혼합한 환원슬래그 혼합토의 전단강도 특성은 일반적인 모래의 내부마찰각보다 약간 크거나 비슷하였고, 투수특성 또한 실트 또는 모래와 비슷한 결과를 확인하였다. 환원슬래그와 점토를 혼합한 환원슬래그 혼합토의 일축압축강도는 순수점토의 일축압축강도보다 크게 나타났고, 재령일수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 따라서 연약점토 지반의 표층개량에 적용할 경우 개량효과가 있을 것으로 판단된다.