| 초록 |
슬래그는 연간 발생량이 470만톤 이상으로 크게 선철을 정련할 때 생산되는 고로 슬래그와 철에서 강을 정련할 때 생산되는 제강 슬래그로 나누어 진다. 고로 슬래그의 경우 고로시멘트용 원료로 재사용되어지면서 슬래그에 대한 시각이 폐기물에서 새로운 자원으로 인식이 변해가고 있는 추세이다. 이런 슬래그들은 각각 지닌 잠재수경성(Latent Hydraulic Property), 내수성, 내해수성, 내화성, 내구성 등의 화학적 성질과 경제성에 따라 시멘트 도료, 도로, 토목, 항만공사, 비료 및 토양 개량재 등으로 사용되어 지며 나머지는 매립되거나 유리용 원료로 사용되어진다. 슬래그가 지닌 화학적 특성과 경제성 및 환경에 대한 관심고조에 따라 재활용의 범위가 점차 확대되고 있는 것이다. 이러한 재활용의 일환으로 슬래그를 이용한 광물섬유제조를 들 수 있는데 최근 그 제조 방법에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 광물섬유는 천연 섬유의 일종으로 광물에서 얻어지는 것을 총칭하는데 암석을 용해하여 섬유상으로 제조된 석면과, 규사를 용해하여 제조하는 유리섬유로 분류할 수 있다. 광물섬유는 내열성이 높고 불연성, 경량성, 단열성, 흡음성, 내구성의 특징을 갖추고 있고 가격이 저렴하고 제조가 용이하나 근래에는 환경규제품으로 사용의 제한을 받고 있다. 이러한 환경적인 문제점을 보완하면서 각광받은 현무암 섬유는 1450℃의 자연 현무암 용융물로부터 얻어지는 섬유로 일반적으로 비강도와 인장강도가 높으며 내진동성, 내 알칼리성, 내 산성이 강하고 고온 단열성을 가지며 공기나 물과 어떤 유독 반응도 일으키지 않으며 불연소성이다. 특히 흡음성이 뛰어나며 환경 친화적인 관계로 우수한 섬유 강화 복합재료나 방음, 단열 매트 등 다양한 활용이 시도되고 이 현무암 자체의 광물학적 결정분포나 성분이 지역에 따라 서로 달리 산출되고 있어 자연 상태 그대로 전처리 없이 용융 분사하여 제조되는 현무암 섬유는 현무암 자체의 특성에 따라 적절한 제조방법이 확립되어야 하며 합리적인 활용을 위하여 그 물리화학적 특성이 연구되어야 한다. 최근 슬래그의 성분이 현무암 섬유의 성분과 비슷하다는 특성을 이용하여 섬유를 제작하는 여러 연구가 시도되고 있지만 산업용 섬유로의 기능적인 요구에 만족시키지 못하고 있다. 이에 따라 현무암 원석에 다종으로 배합된 슬래그를 첨가하여 방사하는 방식에 대한 연구가 진행 중이다. 현무암 원석의 방사방법에는 주로 용융방사 공정이 사용되고 있는데 용융방사 공정은 광물의 용융점, 유리전이온도, 고온점도, 화학적 조성 등 다양한 특성이 중요하다. 본 연구에서는 현무암 원석에 다종으로 배합된 슬래그를 첨가하여 화학적 성분 변화의 관계를 측정하였고, 섬유의 방사에 필수적인 성분모델을 확립한 후 광물섬유의 방사를 위해 다종으로 배합된 슬래그가 현무암 원석의 광물학적 특성에 어떤 영향을 미치는지 평가해 보았다. |
