dd

1. 2014. 7. 16
에코 철강 슬래그 제조를 위한
그린 프로세스 개발
세부 2과제 : 철강 용융 슬래그 기능재료 제조기술 개발
세부 주관기관 한국건설생활환경시험연구원
참 여 기 관 한국지질자원연구원
한 양 대 학 교
참 여 기 업 태영건설 외 6개 중소기업
세부책임자 : 한국건설생활환경시험연구원 최 재 석
4차년도 현장실태조사

2. 목 차
기술 개발 개요
향후 연구 내용
세부 기술 개발 내용
에코 철강
슬래그 제조를 위한
그린 프로세스 개발
제 2 세부과제
철강 용융 슬래그
기능재료 제조기술 개발
기술 개발 실적
기술 개발 정량적 목표

3. 기술 개발 개요
- 산화 슬래그에 존재하는
산화철 환원 회수
- 제강슬래그의 잔류 성분에
적정 첨가제를 혼입 시멘트
클링커 제조 기술
시멘트계 혼화재
용융슬래그 시멘트계
혼화재 개질 기술
S’
전기로
산화 슬래
그
A
골재
생성영
역
SiO2
1723
CaO
~257
0
Al2O3
~2020
고로슬래
그
생성영역
BFS
- 저온소성클링커 장치를
활용한 환원슬래그 개질
- 기능성 물질화 기술
용융슬래그 개질
석재화 기술
CSA 기능성 재료
용융슬래그 다기능
골재 제조 기술
기능성 골재
- 안정된 광물상의
다기능 골재 제조 기술
- 용융슬래그 포트내 성분
조절제 혼입 및 냉각기술
제강 슬래그
신속평가 기술
기능재료 안정성 평가
- Aging 신속평가기술 개발
오토클레이브, 화학분석법
-KS 표준 및 규제 완화
전기로산화슬래그 골재를 사용한
콘크리트의 설계시공 지침
전기로
용강
용융슬래그

4. 정량적 목표 대비 실적
슬래그
골재 활용제품
실증화 기술
평가항목
(주요성능 Spec’)
단위
개발 목표(변경)
4차년 5차년
계획 달성도 계획
전기로 산화슬래그
골재 활용제품
실증화기술
[공장대량생산 시스템]
구조용
(기초con,c/
아스팔트)
건 2
골재 생산(레미콘용)완료
7/1 생산시스템 검토
2
2차제품용
(원심력관/
어초블럭)
건 2
최적양생조건 도출
3/21 생산
2
전기로 용융산화슬래그
잠재수경성 미분말
제조기술
[냉각설비 일체형 semi-
pilot구축 및 최적화]
분말도 cm2/g 5,000
5,000
(자체검토)
-
활성도지수 % 65
67
(공인성적서)
75
이상
팽창도 % 0.2
0.19
(공인성적서)
0.1
이하
환원슬래그
CSA 클링커 실증화
기술 개발
[저온소성 semi-pilot
구축 및 최적화]
자극제
활성도지수
% 60
62
(공인성적서)
70
이상
고화재
압축강도
MPa 2.5
2.6MPa
(자체시험결과,공인시험중)
3.5
이상
평가 및 인증시스템
개발
신속평가
방법 KS
- D/B구축 D/B구축완료
1건
제정
건축학회
시공지침
-
공청회 개최
시공지침(안)
최종시공지침 제정
1건
제정
전기로산화슬래그
Semi –pilot
제품 생산기술
(잠재수경성
개질시멘트)
전기로환원슬래그
Semi –pilot
제품 생산기술
(자극제, 고화재)
제품활용 극대화
제도적 기반 확보
[KS, 시공지침]
기술개발 목표
보완사항-실증화
보완사항-실증화
보완사항- 신규
4차년도
4

5. 1,2세부 연계 주요 연구 목표
T.Fe 多
16%이상
7% 이하
7%~16%
• 수쇄 급냉처리
(비정질화, 활성도지수 75이상)
• 4,000cm2/g blain 이상 분쇄
• 수쇄급냉처리 일체형 고주파유도로
semi-pilot 구축 및 실증화
- 1세부 탄소환원봉 사용
T.Fe 7%급 재료 수급(약 25톤)
• 서냉처리
- 비중 3.0이하, 흡수율 2.0 이하
• 스크린 작업
- 콘크리트용 표준입도 및 조립율
• 기초콘크리트 및 아스팔트 실증화
- 공장시스템 적용 대량생산시스템
• 서냉처리,
- 비중 3.5이상, 흡수율 3.0 이하
• 스크린 작업
전기로산화슬래그
개질 시멘트 혼화재
제품명
천연골재 대체
기능성 골재
환원슬래그
CSA 클링커
• 서냉처리
• CSA 저온소성 semi-pilot
구축 및 실증화
• CaO, Al2O3, SiO2 제품별
적정량 첨가 후 저온 소성
적용처
[레미콘 및 2차제품 골재]
광물질계 혼화재
[고로슬래그미분말 대체]
• 자극제
• 연약지반 고화재
• PSC용 혼화재
• 매스콘크리트
T.Fe 小
1단계
2단계
3단계
[해양 및 방사능차폐용 골재]
1세부 제강사 배출 물성
2세부 연구 목표
전
기
로
용
융
산
화
슬
래
그
5
전기로
환원슬래그
4차년도

6. 4차년도 주요 기술개발 내용
개발 목표 주요 내용 및 범위 정량적목표치 성과물 명칭
○ 전기로 산화슬래그 골재 활용 제품
실증화 기술 개발(I)
◦ 개질 처리된 저비중 골재의 기초콘크리트 및
아스팔트 적용 실증화 기술 개발
Mock-up
Test 2회
바닥 콘크리트
/아스팔트
Mock-up 시험체
◦ 개질 처리된 저비중 골재의 2차제품 생산
실증 시스템 개발 - 생태블럭, 어초블록
2차제품
생산기술 확보
호안블럭,
카스토퍼
○ CSA저온 소성 클링커 실증화 기술
개발(I)
◦ CSA 저온 소성 클링커 생산 시스템 Semi-
Pilot(안) 설계
100%
CSA저온소성
클링커생산장치(안)
◦ CSA 저온소성 클링커 개질 기술 개발(자극
제, 고화제)
자극제 개발
고화제 개발
자극제
고화제
○ 전기로용융산화슬래그 비정질화
최적 냉각 시스템 개발(I)
◦ 전기로용융산화슬래그 미분말 생산용 Semi-
Pilot 생산 시스템 구축
100%
냉각시스템 일체형
고주파 유도로
◦ 고품위 비정질화 냉각 시스템 개발 활성도 지수 60%
전기로용융산화
슬래그 미분말
○ 평가 및 인증시스템 개발(I)
◦ 신속평가방법 KS(안) 적용, 국내 제강사
슬래그 물성 D/B 구축
100%
신속평가법 물성
D/B
◦ 콘크리트용 전기로산화슬래그 골재 시방서
제정
공청회 1회 시방서 1건
6
4차년도

7. 전기로 산화슬래그 골재 활용 실증화 기술개발
○ 개질 처리된 저비중 골재의 대량 생산시스템 구축 및 실증화
• 콘크리트용 골재 생산설비 최적화 기술 지원
• 레미콘 공장 생산시스템 활용 대규모 실증화 시험 실시
- 기초 콘크리트 Mock-up
- 아스팔트 도로 Mock-up
 개질 처리된 전기로산화슬래그 골재 생산(현대제철 개질 슬래그)
: 0~10mm 15ton, 10~25mm 15ton(생산 완료-2014.02.28)
골재 기초 물성 평가 완료(비중 3.1 , 흡수율 2.6 - KCL)
 레미콘 공장 대량 생산
시스템 검토
시공사 : 서해콘크리트(서산)
타설위치 : 서산옥외실증시험센터
타설량 : 기초con(45m2),
아스팔트 도로(45m2)
타설일시 : 2014.07.1일 타설
7

8. 전기로 산화슬래그 골재 활용 실증화 기술개발
○ 개질 처리된 저비중 골재의 대량 생산시스템 구축 및 실증화
• 슬래그 도어 및 슬래그 분리선별 장치로 생산된 콘크리트용 EFS 골재
• 바닥 콘크리트 배합비
• 콘크리트 및 아스팔트 실증화 시험
Fck
(MPa)
Gmax
(cm)
슬럼프
(cm)
공기량
(%)
W/C
(%)
S/a
Unitweight(kg/m3)
고성능
AE감수제W C S
G
치환율 G EFG
24 25 15±2.5 4.5±1.5 50 45 180 360 780 50% 486 486 적정량
터파기공사 다짐 콘크리트 포설 및 보강재 표면 마감
아스팔트 포설 롤러 다짐 롤러 다짐 표면 마감

9. 전기로 산화슬래그 골재 활용 실증화 기술개발
○ 개질 처리된 저비중 골재의 대량 생산시스템 구축 및 실증화
• 2차 제품용 골재 생산 및 실증 시스템 개발(골재 재료분리 최소화, 최적증기양생 조건 등)
• 레미콘 공장 생산시스템 활용 대규모 실증화 시험 실시(생태블럭, 어초블럭)
① 증기양생 최적 양생조건 초기 도출 시험 수행
Curing period
1days 14days 28days
Compressivestrength(MPa)
20
25
30
35
40
45
50
55
0h
1h
2h
3h
- presteaming time -
전양생시간과 압축강도
Curing period
1days 14days 28days
Compressivestrength(MPa)
30
35
40
45
50
55
60
65
10¡É/h
20¡É/h
30¡É/h
40¡É/h
Rate of temperature rise (¡É/h)
온도상승구배와 압축강도
 최적 양생 조건 도출
전양생시간 : 2시간 내외
온도상승구배(60 ℃ 까지) : 10℃～20℃/h
최고양생온도 : 60℃ 6시간 유지
9

10. 전기로 산화슬래그 골재 활용 실증화 기술개발
 2차제품 공장 대량 생산 시스템 검토
시공사 : 지이티-피씨(경주)
폭로시험위치 : 서산옥외실증시험센터
타설계획 : 호안블록 생그린스톤 맘모스형 30개
카스토퍼 대형 30개
타설일시 : 2014.03.21일
사용골재 : 개질 전기로산화슬래그 골재, (굵은골재, 잔골재)
• 시험 목적 및 수행 결과
- 2차 제품 업체의 컨베이어 벨트 운송능력 평가
- 2m3 급 2차제품 업체 믹서의 믹싱 능력
- 타설성 평가(반진동 제품 및 완전 진동제품)
- 탈형 후 마무리면 표면 평가
- 물리 내구 성능 평가 등
○ 저비중 EFS 골재를 사용한 2차제품 생산성 및 제품화 가능성 평가
10

11. ○ 전기로 산화슬래그의 환원실험 - Carbon 에 의한 환원 반응
11
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
△Gº-T diagram for the reduction reaction of various oxides by solid carbon
)()()()( gCOsFesCsFeO 
TG 23.26016,32 
73.5
996.6
)log(log 



Taa
Pa
K
CFeO
COFe
)(3)(2)(5)(32 gCOsFesCsOFe 
TG 65.135410,1870

64.29
954,40
)log(log 3
32
32




Taa
Pa
K
COFe
COFe
Temperature(ºC)

12. Alumina crucible
(MoSi2
Heating
Element)
Slag & Carbon powder
Ar gas
Super kanthal furnace
시료 분쇄
→
환원제 혼합
→
환원소성
→
자력선별
→
측정항목
산화슬래그
-100 mesh
Graphite
Powder
3~10 wt%
1,500 ℃
1 Hr
Argon gas
2,000 Gauss
건식자력선별
ICP 및 습식
성분분석
실험 조건
Atmosphere Argon
Reductant ratio (wt% of slag) 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Temperature (ºC) 1500
Time (Min) 30
Crucible Alumina
실험 조건 및 방법
○ 전기로 산화슬래그 환원 실험 (환원제 필요량 확인)
12
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발

13. ○ 용융 환원 실험 결과
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
3 4 5 6 7 8 9 10
0
5
10
15
20
FecontentsofSlag(wt%)
Reducing Agent (wt%)
0 2 4 6 8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
ChemicalComposition(wt%)
Reducing Agent (wt%)
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
T-Fe
Fig. 환원제 혼입량에 따른 시료의 외관 변화.
 이론상 필요한 C의 양은 슬래그의 4% 수준
 환원제 혼입량이 5%가 넘어가면서 Metal로
환원된 Fe 가 육안으로 관찰 가능
 8wt% 이상 혼입 시 미 반응한 Carbon
powder 가 잔류
 실험 시 대략 6wt%의 C가 필요할 것을 보임
Fig. 환원제 투입량에 따른 시료 내 Fe 성분 변
화.
Fig. 환원제 투입량에 따른 시료 내 주요성분 변
화. 13

14.  수쇄시스템 일체형 용해로 구축(Pilot Plant)
○ 설비명
비정질 슬래그 미분말 제조를 위한 수쇄시스템 일체형 용해로
○ 도입배경
◦『에코철강슬래그제조를 위한 그린프로세스 개발』사업단계
-. 1단계[‘10.04.01~’13.03.31(3년)]: 용융슬래그 조성 및 냉각제어관련 Lab Scale 연구
-. 2단계[‘13.04.01~’15.03.31(2년)]: 조성 및 냉각제어 Semi-pilot Scale 규모확대 및 최적화
◦ Semi-pilot scale 규모에서의 설비 및 고부가가치 슬래그 제품의 최적화
-. 철강슬래그가 고온에서 용융되어있는 상태에서 조성을 제어하고, 급냉시스템을 적용할 경우,
Fe를 15%이상 회수할 수 있으며, 비정질 슬래그의 미분말화를 통해 보조기층용이 아닌 시멘트혼화재
로의 고부가가치화가 실현될 수 있음
14
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발

15. ○ 수쇄 냉각시스템 일체형 용해로 개념도
•100kg급 용해로의 용적기준 적용시 28.6L(약 30L)에 해당(슬래그 비중 3.5일 경우)
그림. 비정질 슬래그 미분말 제조를 위한 수쇄시스템 일체형 용해로
○ 설치장소 : KCL 서산옥외실증센터
※ 주요 기능
- 경동기능(속도 및 각도)
- 환원봉 삽입 및 교반 기능
- 고압 수쇄 시스템 조절 기능
15
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발

16. 1) Working Zone
① 내부규격: 600W × 600D × 500H mm
② 외부규격: 1,650W × 3,300D × 2,300H mm
③ Case Material: SUS304 (Water Cooling 2중 Jacket)
④ 내부 Case: SUS304
⑤ 외부 Case 표면온도: 가동 중 60℃ 이하 설계.
2) Heating Element
① Moly 전극봉: Ø40
② Quantity: 2 EA 설치 , Spare: 2 EA
③ Heating: Ø40, 300mm
④ Terminal: Ø40, 400mm
⑤ Element Holder Type: Cu 부스바
⑥ Contact Straps Type: AL Strap or Cu Strap
3) Insulations
① 전주 내화물: 200 * 200 * 150T
② Ceramic Brick or Ceramic Board
③ 2중 Water Jacket
※ 내화재는 최대 온도 1650℃에서 견딜 수 있는 Ceramic Brick이나 Board 를 사용.
○ 장비주요사양
16
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발

17. ○ 시험결과
10 20 30 40 50 60
0
10
20
30
40
Intensity(a.u.)
melting EAF slag-rapid cooling(water)-for mortar
EAF(KCL)-0232 Theta (CuKa)
구축된 Semi Pilot을 이용하여 용융환원 개질,
고압수쇄 급냉비정질화 되어 고로수쇄슬래그와 유사한
XRD peak를 나타냄.(XRF 분석중)
17
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발

18. ○ 용융 개질 Pilot Plant 실험
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
환원제 투입량 증가에 따라 로내 잔류 환원 Fe 양 증가.
이론적 필요 환원제 이상의 환원제 투입에도 투입 슬래그 양의 10% (Total Fe 기준 50% 가량) 정도의 잔류 Fe양에는 일
부 환원 Fe가 용융 개질 슬래그 배출 시 같이 배출되었을 것으로 판단됨.
<슬래그 용융 개질 실험> <로내 잔류 환원 Fe>
사진 사진
18

19. ○ 용융 개질 Pilot Plant 실험
Reduction
Agent
(wt.%)
Chemical composition(wt.%) Reduction
ratio
(%)
Basicity
SiO2 AlO3 T-Fe TiO2 CaO MgO MnO
0 20.00 13.29 21.34 0.86 22.03 7.82 6.39 0.0 1.54
3 21.12 13.99 16.72 0.86 24.60 8.10 7.17 21.65 1.41
6 22.38 15.34 11.64 0.89 26.08 8.41 7.39 45.45 1.22
9 23.12 15.78 8.76 0.89 29.98 8.90 4.46 58.95 1.22
Basicity = (CaO+MgO+MnO+FeO) / (SiO2+Al2O3)
• 환원제 투입량 증가에 따라 개질슬래그의 T-Fe 양이 감소하는 경향을 나타냄.
• 환원제 투입량 9%기준 약 60%의 철분이 환원됨.
• 실험실내 소규모 실험과 차이를 보이는 것은 슬래그 용융 및 용융슬래그 상부 피막제어 시 필연적으로 접촉시키는 화염 으
로 인해 일부 환원제들이 산화되었기 때문으로 판단됨.
• 추후 환원제의 산화에 영향을 미치지 않는 추가 열원의 공급이 필요할 것으로 보임.
환원제 투입량에 따른 개질 전기로 산화슬래그의 조성 변화
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
19

20. 실험 조건
용융슬래그 배출량 최대 고정
용융슬래그의 양 투입 시료기준 30 kg
수분 분사량 3, 5, 7 L/min.
온도측정 방식
적외선온도계에 의한 간
접측정 3회 평균
수분 분사량 3 L/min. 5 L/min. 7 L/min.
배출 슬래그 온도 137℃ 89℃ 83℃
○ 급랭 Pilot Plant 실험
• 수분 분사량 증가에 따라 배출 슬래그 온도 저하.
• 분당 5L 이상 물 분사 시 온도 저하 폭이 줄어들어 5L/min. 이상으로 고정 사용.
• 급랭 조작된 개질슬래그의 XRD 광물상 분석을 실시한 결과 일부 망간-알루미나 화합물인 Galaxite이 생성되며 나머지 성분
들은 비정질 화 된 것을 확인.
10 20 30 40 50 60
0
10
20
30
40
50 G: Galaxite (MnAl2
O4
)
G
G
G
G
Intensity(a.u.)
2 Theta (degree)
REAFS
G
<용융 슬래그 급랭 실험> <급랭 슬래그의 XRD 패턴>
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
20

21. ○ 개질 전기로 산화슬래그 분쇄 실험 - 볼밀사용
Fig. 실험에 사용된 볼밀.
시료 및 강구 투입
→
본드밀 분쇄
→
시료 채취
→
측정 항목
개질 산화슬래그
고로슬래그
2kg
Steel Ball
20.3kg
57 rpm
60~180 min.
20 min.단위
입도분석
분말도 측정
실험방법
실험 조건
Mill 용적 305mmΦⅹ305mm Length
Ball 충진량 (Steel ball)
20.3 kg (30 v/v%),
15.9~26.5mm
시료 투입량 (Slag) 2 kg (40 v/v%)
분쇄 조제(DEG) 첨가량 0.03 wt% of slag
분당 회전수 (rpm) 57 rpm
분쇄 시간 (HR) 60~180 min.
실험 조건 및 방법
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
21

22. ○ 입도 분석 결과 (Marlvern, Mastersizer 2000)
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
• 초기 시료의 입도 차이에 따라 분쇄 초기에는 REAFS가 입도가 굵으나, 분쇄시간이 증가함에 따라 GGBFS 보다 REAFS
가 더 미분쇄 되는 것으로 나타남.
분쇄시간
(min.)
입도 (㎛)
GGBFS REAFS
D (0.1) D (0.5) D (0.9) D (0.1) D (0.5) D (0.9)
60 2.731 29.202 92.821 7.431 47.011 154.645
80 1.923 22.458 72.052 3.211 32.480 115.870
100 1.908 18.906 56.599 1.976 22.111 80.164
120 1.471 15.728 48.383 2.003 18.763 62.805
140 1.223 13.708 43.422 1.291 15.223 52.093
160 1.079 11.822 38.313 0.960 12.244 45.171
180 0.976 10.685 36.109 0.758 9.596 38.368
※D(0.1~0.9) : 측정 된 시료입자 중 가장 작은 입도 부터 누적비율 0.1, 0.5, 0.9 에 해당하는 입자.
22

23. ○ 분말도 분석 결과 (공기투과식 시멘트 BET 측정, KS L 5106)
• 입도분석결과와 마찬가지로 REAFS가 GGBFS에 비해 피분쇄성이 뛰어나 분쇄시간에 따른 분말도의 기울기가 가파름.
• 해당 실험 조건으로 약 160분간 분쇄하여 상용 고로슬래그미분말의 분말도인 4000~50000blaine으로 제조 가능.
60 80 100 120 140 160 180 200
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
4960
4230
3710
3270
2890
2140
1620
4820
4360
4140
3550
3330
2920
GGBFS
REAFS
Blaine(cm
2
/g)
Grinding Time (min.)
2420
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
23

24. ○ 비산거리에 따른 입도 및 비중 변화
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
체의 호칭치수(㎜) 10 5 2.5 1.2 0.6 0.3 0.15 PAN 계
통과후 잔유량(g) 0.0 20.1 63.1 121.7 62.6 27.4 8.0 2.1 305.0
잔류율(%) 0.0 6.6 20.7 39.9 20.5 9.0 2.6 0.7 100.0
누적 잔류량(g) 0 20 83 205 268 295 303 305 305
누적 잔류율(%) 0.0 6.6 27.3 67.2 87.7 96.7 99.3 100.0 -
통과량 백분율(%) 100 93 73 33 12 3 1 - -
조립률 3.85
절건 밀도(g/cm3) 2.91
체의 호칭치수(㎜) 10 5 2.5 1.2 0.6 0.3 0.15 PAN 계
통과후 잔유량(g) 0.0 1.0 22.7 149.7 83.3 28.5 8.9 2.3 296.4
잔류율(%) 0.0 0.3 7.7 50.5 28.1 9.6 3.0 0.8 100.0
누적 잔류량(g) 0 1 24 173 257 285 294 296 296
누적 잔류율(%) 0.0 0.3 8.0 58.5 86.6 96.2 99.2 100.0 -
통과량 백분율(%) 100 100 92 41 13 4 1 - -
조립률 3.49
절건 밀도(g/cm3) 2.92
체의 호칭치수(㎜) 10 5 2.5 1.2 0.6 0.3 0.15 PAN 계
통과후 잔유량(g) 0.0 0.0 7.1 131.3 126.9 32.1 3.5 0.4 301.3
잔류율(%) 0.0 0.0 2.4 43.6 42.1 10.7 1.2 0.1 100.0
누적 잔류량(g) 0 0 7 138 265 297 301 301 301
누적 잔류율(%) 0.0 0.0 2.4 45.9 88.1 98.7 99.9 100.0 -
통과량 백분율(%) 100 100 98 54 12 1 0 - -
조립률 3.35
절건 밀도(g/cm3) 2.92
- near(가까운 지점) 시험결과
- middle(중간 지점) 시험결과
- Far (먼 지점) 시험결과
그림. 비산거리에 따른 입도분포
- 수쇄슬래그 비산거리에 따른 입도변화
: 비산거리 1.5m 간격으로 시료를 채취
: KS F 2502에 준하여 입도분석 실시
- 시험결과
: 비산거리가 멀수록 개질처리된 슬래그의
입자가 작아짐.
: 비산거리에 따른 비중 변화는 관찰되지
않음.
24

25. 배합
→
성형
→
양생
→
측정항목
잔골재 투입 후
2 Min.
Binder 투입후
3 Min.
JIS Mold
4×4×16㎝
수중양생 후
오토클레이브양생
플로우
길이변화
압축강도
○ 몰탈 실험 방법
○ 몰탈 실험 배합 (고로 슬래그 및 개질 슬래그 내 무수석고 4% 혼입, KS L ISO 679)
ID
Binder
Sand Water Sum
Cement GGBFS REAFS
OPC plain 508.4 0.0 0.0 1525.3 254.2 2287.9
SLAG plain 252.3 252.3 0.0 1513.8 252.3 2270.7
REAFS 251.5 0.0 251.5 1509.1 251.5 2263.6
GGBFS : Ground Granulated Blast Furnace Slag
REAFS : Reforming Electric Arc Furnace Slag
Unit weight (kg/m3)
25
 개질 전기로 산화슬래그의 Mortar 실험
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발

26. ○ 유동성 측정결과
 개질 전기로 산화슬래그의 Mortar 실험
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
• 개질 산화슬래그(REAFS)를 사용한 경우 OPC 시험체와 유사한 유동성을 갖는 것으로 나타났으며,
• 고로슬래그(GGBFS) 시험체의 경우 OPC 및 REAFS 에 비해 유동성이 약 10% 정도 낮게 나타남.
실험 조건
흐름판 및 낙하 높이 D 254㎜, H 12.7㎜
몰드 크기 70*100*50 ㎜
작동방식 전동식
낙하 속도 100회/분
낙하 횟수 10회
OPC REAFS-C REAFS-A GGBFS
201㎜ 205㎜ 207㎜ 180㎜
26

27. ○ 압축강도 측정결과
0 5 10 15 20 25 30
10
20
30
40
50
60
38.7
22.6
8.3
39.0
24.4
13.0
56.6
45.3
24.2
57.6
46.9
CompressiveStrength(MPa) Age (Days)
OPC
REAFS-C
REAFS-A
GGBFS
31.4
• 고로슬래그(GGBFS)를 사용한 시험체의 경우 28일 강도가 56.6MPa로 OPC의 28와 전반적으로 유사한 강도를 나타냄
• 탄소(REAFS-C) 및 알루미늄(REAFS-A)을 사용한 개질산화슬래그의 경우 28일 강도가 각각 39.0, 38.7MPa로 OPC의
67% 수준으로 나타남.
• 개질슬래그에는 잠재수경성에 영향을 미치는 칼슘계 성분이 부족하기 때문인 것으로 판단됨.
• 철분을 최대한 환원시켜 반응성을 띨 수 있는 성분의 함량을 높이고, 고로슬래그 보다 우수한 피분쇄성을 이용해 좀 더
높은 분말도로 분쇄하여 강도차이 극복 필요.
 개질 전기로 산화슬래그의 Mortar 실험
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발
27

28. ○ 길이변화 측정결과
길이변화
시험전 2.54 3.65 2.87
시험후 2.05 3.19 2.39
길이차 0.49 0.46 0.48
변화율 0.19 0.18 0.19
※ KS F 5107 시멘트의 오토클레이브 팽창도시험방법
길이변화율 기준치 0.2% 이하 만족
28
 개질 전기로 산화슬래그의 Mortar 실험
전기로용융산화슬래그 비정질화 최적 냉각 시스템 개발

29. ○ 시험생산 내역
• 화학분석에 따른 혼합비율 결정
• 조성물 성분조절 원료 3종을 혼합(Slag,FA,석고)
10~15mm 구형화, 1,200~1,300℃ 소성
원료 투입 중량대비 투입비 조정 무중력 혼합
혼합된 원료이송
(분석을 위한 임시 배출) 구형화 구형화 바인더 투입
구형화 생성물 원료 소성로 이송 원료 저장고 적재
소성예열기 원료 투입 예열후 원료투입 원료물질 소성
Slag Fly Ash 무수석고
66 24 10
• 광물상 분석결과, 저온소성클링커 메인 광물상인
CSA상과 C2S상 그리고 미량의 MgO상 생성
29
CSA저온 소성 클링커 실증화 기술 개발

30. ○ 개발 자극제 몰탈 실험
- CSA 클링커 미분말 : 이수석고 비율 = 5:4(3차년도 도출)
- OPC, 자극제 혼입율 5, 7%, 고로슬래그 치환율 40%(A배합), 30%(B배합)
- 몰탈 시험체는 4ⅹ4ⅹ16㎝ 형태로 제작
- 응결시간은 KS L 5103 길모어 침에 의한 시멘트 응결시간 시험방법으로 측정
30
시험
체명
W/B
(%) B:S
자극제
치환율
(%)
단위량(g)
W C BFS 자극제
이수석
고
S
OPC
50 1:3
- 875 1750 - - - 5250
A - 875 1050 700 - - 5250
A-5 5 875 1050 700 48.5 39 5250
A-7 7 875 1050 700 68 54.5 5250
B - 875 1225 525 - - 5250
B-5 5 875 1225 525 48.5 39 5250
B-7 7 875 1225 525 68 54.5 5250
CSA저온 소성 클링커 실증화 기술 개발

31. 자극제 물성 시험 공시체 제작
재료의 배합 및 진동다진기를 이용한 시험체 제작
○ 개발 자극제 배합 시험체 모습
31
CSA저온 소성 클링커 실증화 기술 개발

32. ○ 개발 자극제 몰탈 실험 결과
- 고로슬래그 40% 치환율인 A배합에서 우수한 압축강도 발현
- 자극제 혼입율은 7% 수준에서 가장 효과적
- 자극제를 혼입하지 않은 A배합 : OPC대비 30% 활성도 지수
- 자극제를 7% 혼입한 A-7 배합 : OPC 대비 62.1% 활성도 지수 32
CSA저온 소성 클링커 실증화 기술 개발
시 험 항 목
시 험 결 과
OPC A A-5 A-7 B B-5 B-7
압축강도
(N/㎟)
1일 강도 9.5 2.9 4.6 5.9 2.0 2.2 3.4
3일 강도 30.4 16.1 17.4 19.5 14.0 15.8 15.3
7일 강도 44.2 33.3 37.7 36.7 32.1 35.4 37.2
28일 강도 56.3 55.4 67.5 64.5 51.5 55.5 56.2
휨강도
(N/㎟)
1일 강도 2.4 0.9 1.1 1.4 0.6 0.8 0.8
3일 강도 5.8 4.1 4.0 4.1 3.6 3.6 3.6
7일 강도 6.5 6.4 6.7 6.6 6.3 6.6 7.0
28일 강도 7.9 9.0 8.9 8.7 8.6 8.5 9.4

33. ○ 소성장치 설계안 (50kgf/Hr)
• 시료 Hopper 하부의 진동을 조절하여 시료 투입량 조절
• Kiln의 기울기 및 회전수를 조절하여 로내 시료의 체류시간을 조절
• 3-Zone 가열 시스템으로 외기에 노출된 투입부와 토출부의 온도를 일정하게 유지 및 조절
33
CSA저온 소성 클링커 실증화 기술 개발
 저온소성클링커 semi-pilot(안) 설계

34. 평가 및 인증시스템 개발
 연구 방법
전기로 슬래그 골재 팽창성 평가 적용 가능 시험 방법 조사
물리적 평가 방법
화학적 평가 방법
시멘트의 오토클레이브
팽창도 시험방법
자기수축 및 팽창 시험방법
골재의 알칼리 실리카
반응성 신속 시험방법
골재의 알칼리 잠재 반응성
시험방법
콘크리트의 알칼리 실리카
반응성 시험방법
모르타르 및 콘크리트의 길
이변화 시험방법
시멘트의 안정성 시험방법 수중침지법
Ethylene Glycol 법
XRF/염기도 분석
XRD/리트 벨트법
골재 안정성 시험 방법
제강슬래그 골재의 팽창도
시험방법
-제 1부: 오토클레이브에 의
한 모르타르바법 팽창도 평
가 방법
-제 2부: 오토클레이브를 이
용한 골재 체가름 시험법
수행 방법
1차년도
2차년도
3차년도
4차년도
연구목표
전기로 산화슬래그 골재
free-CaO 정량 평가
방법 개발(KS 제안)
34

35. 평가 및 인증시스템 개발
 연구 방법
XRF 실험을 통한 염기도 분석 – 슬래그 미분말
35

36. 평가 및 인증시스템 개발
 연구 방법
XRF 실험을 통한 염기도 분석 – 슬래그 미분말
전기로 산화슬래그의 염기도와 Free-CaO 함유율의
관계
전기로 산화슬래그의 염기도와 콘크리트 길이 변화율
의 관계
36

37. 평가 및 인증시스템 개발
 연구 방법
분말형 화학적 실험 방법 – 슬래그 미분말
1. 시료를 1g을 준비하여 250ml 삼각-flask에 넣
고 Ethylene Glycol 50ml를 넣고 glass ball 5~6
개를 넣어서 50-100 ℃에서 5분 간격으로 30분동
안 처리.
2. 브흐너 깔대기에 NO.5B 여과지 2장을 깔고 흡
입 여과하면서 Ethylene Glycol 30ml로 3회 세
척한다.
산성 중성 염기성
V : N/10 – HCl 소비량(ml)
Free CaO(%) = V x F x K / 시료무게(g) x 100 F : N/10 – HCl Factor
K : N/10 – HCl 1ml에 상당하는 CaO 양
(1ml = 0.002804g CaO)
3. 여액을 흡입용 가지 삼각-flask에 받아 brom cresol green 2~3방울 가하고 0.1N HCl 표준용액으로 표
준 청색에서 맑은 녹색이 나타나는 점을 종점으로 한다.
37

38. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 개요 및 방법
Ethylene glycol 실험 방법
1. Sample 작업 2. Ethylene Glycol 첨
가
3. 60℃ 중탕기에 5분 간격으로 30분동안 처리. 4. 흡입 여과
5. Bromocresol green (지시약) 첨가6. HCL 첨가7. 맑은 녹색에서 종점.
38

39. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 개요 및 방법
시료의 분취 및 체취 방법 (KS F 2501 , KS F2553)
1. 전기로 슬래그 샘플 채취 2. 100°C 건조 3. DISK MILL로 파쇄(100㎛) 4. 시료 보관
KS F 2553
(골재의 시료 분취 방법)
1. 시료는 KS F 2501에 의해 시료를 체취를 한다.
2. 산지 시료 전체를 3번 이상 뒤집어서 충분히 섞는다.
3. 마지막으로 뒤집을 때에는 삽을 이용하여 전체 시료를 원뿔
형 무더기가 되도록 한다.
4. 원뿔형 무더기가 균일한 두께와 지름으로 편평히 만든후 4분
한다.
5. 4분된 시료의 대칭된 둘은 남기고 둘은 버린다.
6. 위와 같은 방법으로 일정 시료가 될 때까지 반복한다.
39

40. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 개요 및 방법
실험 개요
[Series 1] [Series 2]
[Series 3] [Series 4]
40

41. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 결과
Series 1
에틸렌 글리콜 법을 이용하여 CaO(97%)를 실험한 결과 95.34%의
Free-CaO의 함량이 나타남으로써 약 98%의 정량 평가를 할 수 있었음.
본 실험에서 사용한 EOS, ERS는 충분한 기간 동안
에이징 처리된 것을 사용하였음.
Cement의 free-CaO의 함량은 ASTM
에서 2% 이하를 기준으로 나타내고
있으며, 보통 포틀랜드 시멘트의 경우
1% 미만을 나타내고 있음.
41

42. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 결과
Series 2
Free-CaO
감소
Free-CaO
감소
Free-CaO
감소
Free-CaO
감소
42

43. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 결과
Series 3
전기로 환원슬래그
외부(powder)
전기로 환원슬래그
외부(기공)
전기로 환원슬래그
내부
전기로 산화슬래그의 경우 야적장의 에이징 위치에 따라
많은 차이를 나타내고 있지만, 모두 0.5% 이하로 나타남.
전기로 환원슬래그의 경우 에이징의 위치에 따른 변화량
이 나타나고 있지만, Free-CaO의 함량이 높음을 알 수
있음.
Free-CaO
감소
Free-CaO
감소
Free-CaO
감소
Free-CaO
감소
43

44. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 결과
Series 4
EOS 및 ERS는 4주 이상 에이징 처리 된 것을
사용하였음.
EOS8:ERS2에서 Free-CaO의 함량이 0.5%를 초과
하고 있음.
기존 모르타르바법과 비교 시 전기로 환원슬래그
를 20% 함유 시 길이변화가 크게 나타났음.
0.5%
44

45. 평가 및 인증시스템 개발
 실험 결과
[전기로 슬래그의 CaO 및 염기도 분석] [전기로 슬래그의 CaO 및 Free-CaO 분석]
전기로 산화슬래그는 CaO의 함량이 40% 이하에서
염기도가 2.0으로 만족하였음.
(KS F 4571, JIS A 5011)
전기로 환원슬래그는 CaO의 함량이 40%이상이며
염기도에서 모두 2.0 이상을 나타냄.
전기로 산화슬래그는 CaO의 함량이 40% 이하로
나타났으며, Free-CaO의 함량에서 모두 0.5% 이하
를 나타냄.
전기로 산화슬래그 CaO %
전기로 환원슬래그 CaO %
염기도
전기로 산화슬래그 CaO %
전기로 환원슬래그 CaO %
45

46. 평가 및 인증시스템 개발
 결 론
결 론
전기로 슬래그
야적
에틸렌
글리콜 법
전기로 산화
슬래그 배출
오토클레이브를
이용한
모르타르바법
별도 처리
NO
NO
YES YES
Free-CaO
함량 0.5%
기준
길이변화율
기준
- 소요기간 : 약 3시간
- Free-CaO 함량 기준으로
분별.
- 화학적 분석방법으로 신속한
분석 가능.
- 소요기간 : 3일
- 모르타르바를 제작
하여 길이변화를 12
시간 간격으로 판별.
- 물리적 평가방법
46

47. 개발내용 및 추진실적
M/SNo.
주요 내용
및 범위
성과물 명칭
추진실적
정량적목표
1
전기로 산화슬래그 골재
활용제품 실증화 기술개발
- 2차제품 생산기술
- 레미콘, 아스팔트
실증화기술
ㆍ저비중 3.1 골재, 2차 제품 생산 기술 개발
- 5~25mm급 : 호안블럭
- 5mm이하급: 카스토퍼
⇒ 공장 생산시스템 검토 완료 : 장기 옥외폭로시험 수행 중(KCL옥외실증센터)
ㆍ개질 전기로 산화슬래그 목업시험체 구축 검토
- 구조용 레미콘 생산시스템 검증
- 아스콘 생산시스템 검증
⇒ 비중 3.10, 흡수율 2.6% 골재 레미콘 및 아스콘 활용기술개발(서산옥외실증센터)
ㆍ학술/논문 발표 3건, 특허등록 2건
- 2차제품 2종,
- 콘크리트,아스콘
목업시험체
2
CSA 저온 소성 클링커
실증화 기술 개발
CSA저온소성 클링커
개질 기술
ㆍ저온소성 클링커(CSA) 생산장치 설계(안) 개발
ㆍ환원슬래그 클링커 개질 자극제 개발
⇒ 활성도 지수 62%
ㆍ환원슬래그 클링커 개질 고화제 개발
⇒ 압축강도 2.6MPa
ㆍ학술/논문 발표 1건
- CSA 저온소성 클링커
Semi-Pilot 설계(안)
- 자극제, 고화제 개발
3
전기로용융산화슬래그 비정
질화 최적 냉각 시스템 개발
- 수쇄처리 일체형
용해로 구축
- 고품위 비정질화
냉각시스템 개발
ㆍ수쇄처리 일체형 용해로 구축완료
- 서산옥외실증시험센터에 구축, 환원 및 급냉 개질 시험 8회 수행
ㆍ용융 산화슬래그 활용 슬래그 시멘트 개발
- 환원제에 의한 개질 및 냉각시스템 제조기술 확보
⇒ 분말도 5,000cm2/g, 활성도 67%, 팽창도 0.19% 이하 전기로산화슬래그 개질 기술 확보
ㆍ학술/논문 발표 4건
- 분말도 5,000이상
- 활성도 65이상
- 팽창도 0.2 이하
4
평가 및 인증시스템 개발
신속평가방법 KS(안) ㆍ팽창성 신속평가방법 KS 규격(안) 도출
- 에틸렌 글리콜법을 이용한 슬래그내 Free-CaO 정량 기술 및 물성 D/B 확보
ㆍ전기로산화슬래그 설계 및 시공지침(안) 개발
ㆍ학술/논문 발표 5건, 특허등록 2건
- 국내제강슬래그 물성
D/B 구축
- 시공지침(안) 개발 47

48. 4차년도 주요 특허/논문 실적
구 분 제 목 출 처 기 타
논문 및
학술발표
9 건
환원개질 전기로산화슬래그를 사용한 슬래그 시멘트의 강도특성 2013 금속재료학회 2013.04
자극제 종류에 따른 고로수쇄슬래그 시멘트의 강도특성 2013 콘크리트학회 2013.05
환원개질을 통한 전기로 산화슬래그의 물리적 특성 2013 금속재료학회 2013.04
전기로 산화슬래그의 시멘트 혼화재로서의 활용 2013 금속재료학회 2013.10
전기로 산화슬래그 골재를 활용한 중량 콘크리트의 단위 용적 중량 변화에 따
른 x-선 차폐 성능 비교(우수학술)
2013 한국건축시공학회 2013.05
체가름에 의한 전기로 산화슬래그의 팽창율 신속평가 시험 방법 개발 2013 대한건축학회 2013.05
Ethylene glycol법을 이용한 전기로 슬래그의 Free-CaO 정량 평가에 관한 실험
적 연구
2013 한국구조물진단
유지관리공학회
2013.10
전기로 산화슬래그 내의 Free CaO 및 MgO 습식 용출 실험 연구 2013 금속재료학회 2013.10
CO2 양생을 이용한 시멘트계 재료의 압축강도 발현에 관한 실험적 연구 (최우
수 학술상)
2013 한국건축시공학회 2013.05
야적장 채취 위치에 따른 전기로 산화 및 환원슬래그 내의 Free-CaO 함유량 평
가 연구 (우수발표논문상)
2013 대한건축학회 2013.05
시멘트 페이스트 내 고로슬래그 미분말 반응도에 관한 실험적 연구 2014 한국콘크리트학회 2014.05
에이징 기간에 따른 전기로 슬래그 내의 Free-CaO 정량 평가 방법에 관한 실험
적 연구
2014 한국콘크리트학회 2014.05
시멘트 페이스트내 고로슬래그 미분말 반응도와 압축강도에 관한 실험적 연구 2014 한국콘크리트학회 2014.05
전기로산화슬래그의 환원개질 및 수경특성연구 2014 한국자원리싸이클 2014.05
구 분 제 목 출원번호 등록/출원일
국내특허
등록(4건)
전기로 산화슬래그 골재의 팽창도 신속 측정방법
등록
제10-1322268호
2013-10-21
철강용융 슬래그를 활용한 건축마감용 고품질 석재 제조방법
등록
제10-1321239호
2013-10-16
제강슬래그의 물리 화학적 안정성 측정방법
등록
제10-1337548호
2013-10-21
용융슬래그에 함유된 유가금속의 환원 방법 및 환원장치
등록
제10-1275827호
2013-06-11
 논문/학술발표 9건, 특허 등록 4건
48

49. 기관별 주요 연구 내용
한국건설생활환경시험연구원
전기로 용융슬래그 개질 기술
- 조절제 설계 및 최적 결정화 시스템 개발
- 대량 및 연속 생산형 2차 제품 제조기술 개발
[저비중 골재 및 건축용 고품질 석재 제조기술]
• 전기로 산화 용융슬래그 활용
시멘트계 혼화재 개발
• 전기로 환원슬래그 특수 시멘트 개발
• 슬래그 팽창성 신속 평가
기술 개발
• 슬래그 PC 2차 제품화
• 시방서 및 KS규격(안)
한국지질자원연구원
한양대학교
• 고주파 유도로 시험 지원
• 개발제품 성분분석,혼합기술
• 용융개질 슬래그 제공
• 개발시멘트 물성평가지원
• 기능성석재 제조기술
• 시방서 및 시험방법KS(안)
• 용융개질 슬래그 제공
• 현장적용성 평가 지원
주관 기관
참여 기관 (연구소) 참여 기관 (대학)
참여 기관 (기업)
 ㈜ 태영건설
신성종합건설
• 개발제품 현장적용 지원
- 숏크리트용 혼화재 적용시험
 네비엔, 인천선강, 흥진개발
• 개질 슬래그 생산 설비 지원
세와비전, JNT Inc.
• 슬래그 2차 가공 및 유통
• 혼화재 관련 실험 지원
49

50. 4차년도 사업비 집행 실적
▣ 세부2과제 4차년도 연구비 사용현황
ㆍ주관기관 : 한국건설생활환경시험연구원
ㆍ참여기관 : 한국지질자원연구원, 한양대학교 외 7개 기업 (단위 : 천원)
※ 연구시설 장비 및 재료비(한국건설생활환경시험연구원 )
- 수쇄시스템일체형 용해로 구축으로 인한 재료비 증가
구 분
계 획 실 적 잔액
현 금 현 물 현 금 현 물 현금집행율(%) 현금
1. 직접비 503,214 166,000 500,164 166,000 99 3,051
- 인건비 124,000 166,000 121,000 166,000 100
기존인력 124,000 166,000 121,000 166,000 100
신규인력
- 학생인건비 15,840 15,840 100
- 연구시설·장비 및
재료비
295,008 321,426 107 -21,654
- 연구활동비 33,066 13,309 42 18,594
- 연구과제추진비 26,100 19,989 77 6,111
- 연구수당 9,200 8,600 100
2. 간접비 65,786 65,785 100
3. 전년도 이월금
합 계 468,000 166,000 565,950 166,000 99 3,050
50

51. 향후 연구 계획
 저온소성 CSA 클링커 생산 Semi-Pilot 구축 및 실증화
 조성제어 용융슬래그의 최적 비정질화를 위한 냉각(급냉-서냉) 기술 개발
 현장 적용시험을 통한 개발 제품 검증
II. 전기로 산화/환원 용융슬래그의 Pilot Scale 적용기술 개발
III. 제품화 실증 기술 개발
 전기로산화슬래그 저비중 골재 실증화 기술
- TTP 및 해양 콘크리트용 골재 개발
 전기로 환원슬래그 특수 용도개발
- 자극제, 고품질 연약지반 고화재 품질 향상
I. 용융 슬래그 최적개질을 위한 고도화 기술개발
 잔유 슬래그의 성분변화 및 냉각방법 변화에 따른 잠재수경성 (고로수쇄슬래그
성분화) 재료 설계 최적화(고비중 환원제의 제조조건 확립)
IV. 개발 제품 시장진입을 위한 경제성 분석 및 평가시스템 개발
 신속평가방법 개발 완료
- 물성 D/B 구축 완료, 전문위원회/토목부회에 발의
 전기로산화슬래그 골재, 용융산화슬래그 미분말, 자극제, 고화재 경제성 분석
51

52. 5차년도 개발 목표
○ 주요 기술개발 내용
개발 목표 주요 내용 및 범위 정량적목표치 성과물 명칭
○ 전기로 산화슬래그 골재 활용제
품 실증화 기술 개발(II)
◦ 개질 처리된 저비중 골재의 레미콘 생산시스
템 실증화 기술 개발
Mock-up
Test 1회
해양 콘크리트
Mock-up 시험체
◦ 개질 처리된 저비중 골재의 2차제품 생산 실
증 시스템 개발
2차제품
생산기술 확보
TTP
○ CSA저온 소성 클링커 실증화 기술
개발(II)
◦ CSA 저온 소성 클링커 생산 시스템 Semi-
Pilot 구축
100%
CSA 저온소성
클링커 생산장치
◦ CSA 저온소성 클링커 개질 기술 최적화 기술
개발
활성도 70 이상
압축강도 3.5 이상
자극제
고화제
○ 전기로용융산화슬래그 비정질화 최
적 냉각 시스템 개발(II)
◦ 전기로용융산화슬래그미분말 생산용 Semi-
Pilot 생산 시스템 고도화 기술 연구
100%
냉각시스템 일체형
고주파 유도로
◦ 고품위 비정질화 냉각 시스템 개발 활성도 지수 75%
전기로용융산화슬
래그 미분말
○ 평가 및 인증시스템 개발(II)
◦ 신속평가방법 KS(안) 개발 100% KS(안) 제안
◦ 콘크리트용 전기로산화슬래그 골재 시방서
제정
1건 시방서(안) 제안
5차년도
52

53. 슬래그
골재 활용제품
실증화 기술
평가항목
(주요성능 Spec’)
단위
개발 목표
4차년 5차년
계획 달성도 계획
전기로 산화슬래그
골재 활용제품
실증화기술
[공장대량생산 시스템]
구조용
(기초con,c/
아스팔트)
건 2 2
1건
해양콘크리트 구조물 실증화
2차제품용
(원심력관/
어초블럭)
건 2 2
1건
TTP 2차 제품 실증화
전기로 용융산화슬래그
잠재수경성 미분말
제조기술
[냉각설비 일체형 semi-
pilot구축 및 최적화]
분말도 cm2/g 5,000 5,000(자체검토) -
활성도지수 % 65 67(공인성적서) 75 이상
팽창도 % 0.2
0.19(공인성적서
)
0.1 이하
환원슬래그
CSA 클링커 실증화
기술 개발
[저온소성 semi-pilot
구축 및 최적화]
자극제
활성도지수
% 60 62(공인성적서) 70 이상
고화재
압축강도
MPa 2.5 2.6MPa 3.5 이상
평가 및 인증시스템
개발
신속평가
방법 KS
- D/B구축 D/B구축완료 1건 제정
건축학회
시공지침
-
공청회 개최
시공지침(안)
최종시공지침 제
정
1건 제정
전기로산화슬래그
Semi –pilot
제품 생산기술
(잠재수경성
개질시멘트)
전기로환원슬래그
Semi –pilot
제품 생산기술
(자극제, 고화재)
제품활용 극대화
제도적 기반 확보
[KS, 시공지침]
실증화
실증화
5차년도
53
실증화
○ 정량적 목표
5차년도 개발 목표

54. 경청해 주셔서 감사합니다!

55. 레미콘용 골재 경제성 검토(20km 운송기준)
■ 기존 노반재 출하단가 2,800원/ton
■ 레미콘용 EFG 출하 가능단가 4,630원/ton (운송비고려-20km 기준)
현재보다, 약 1,830원 정도 단가 상승 효과
100만톤 생산시 18억 3천만원 추가 이윤 창출 가능
20km기준 ( 인천 )
레미콘용 천연 골재
(150원/km/ton)
노반재, 보조기층재
(150원/km/ton)
레미콘용 전기로산화
슬래그 골재
(150원/km/ton)
운송비
1ton 3,000원/ton 3,000원/ton 3,000원/ton
1m3(①) 4,500원(1.5ton=m3) 5,700원(1.9ton=m3) 5,700원(1.9ton=m3)
골재가격(②)
(1)10,000원/m3
(6,670원/ton)
5,320원/m3
(2)(2,800원/ton)
(3)8,800원/m3
(4,630원/ton)
도착도(①+②) 14,500원/m3 11,020원/m3 14,500원/m3
(1) 천연 골재가 - 10,000원 내외/m3 : 한국물가정보 2010(전국평균)
(2) 노반재 상차가 - 2800원/ton : 인천선강-> 송도공사 현장 납품가
(3) 전기로산화슬래그 굵은 골재 가격 산정
도착도 14,500원/m3 - 운송비 5,700원/m3 = 8,800원/m3

56. 레미콘용 골재 경제성 검토 (10km,30km 운송기준)
10km기준 ( 인천 )
레미콘용 천연 골재
(150원/km/ton)
노반재, 보조기층재
(150원/km/ton)
레미콘용 전기로산화
슬래그 골재
(150원/km/ton)
운송비
1ton 1,500원/ton 1,500원/ton 1,500원/ton
1m3(①) 2,250원(1.5ton=m3) 2,850원(1.9ton=m3) 2,850원(1.9ton=m3)
골재가격(②)
(1)10,000원/m3
(6,670원/ton)
5,320원/m3
(2)(2,800원/ton)
(3)9,400원/m3
(4,947원/ton)
도착도(①+②) 12,250원/m3 8,170원/m3 12,250원/m3
30km기준 ( 인천 )
레미콘용 천연 골재
(150원/km/ton)
노반재, 보조기층재
(150원/km/ton)
레미콘용 전기로산화
슬래그 골재
(150원/km/ton)
운송비
1ton 4,500원/ton 4,500원/ton 4,500원/ton
1m3(①) 6,750원(1.5ton=m3) 8,550원(1.9ton=m3) 8,550원(1.9ton=m3)
골재가격(②)
(1)10,000원/m3
(6,670원/ton)
5,320원/m3
(2)(2,800원/ton)
(3)8,200원/m3
(4,315원/ton)
도착도(①+②) 16,750원/m3 13,870원/m3 16,750원/m3
거 리 단가 차이 추가 이윤
10km 4,947원 - 2,800원 2,147원/ton
20km 4,630원 - 2,800원 1,830원/ton
30km 4,315원 - 2,800원 1,515원/ton

57. 전기로환원슬래그 개질 자극제 경제성 검토
1. 물유리
실험용 : 1,870,000 원/ton (상품 검색)
상업용 : 267,000 원/ton
(“초 단열성 실리카 에어로 겔 에너지 신소재 기술개발” 발췌, 한국에너지기술연구원)
2. 가성소다 NaO
H
품위에 따라 가격차이가 발생 (96~99%)
중국현지가격 미화 220~630 달러/톤 가량
240,000~690,000 원/톤 (alibaba.com)
3. 수산화칼륨 KO
H
주로 중국산으로 수순화칼륨 (순도 92%) 기준 6180 위엔/톤
1,100,000 원/톤 (2012.10.30. 기준, Chemnet Korea)
■ 환원슬래그 개질 자극제 단가 : 95,500원/톤 *분석자료참고
- 하급 가성소다 NaOH 240,000원/톤 대비 40% 수준(95,500원)의 가격대를 형성
- 제강사 환원슬래그 30,000원/톤(무처리)로 판매 가능
열연 환원슬래그 발생량(톤/년, 2012년 현대제철 기준) 40,000만톤 ×
30,000원/톤
연간 약 12억원 추가이윤 창출
○ 기존 상용 자극제 상용 단가 분석
○ 개발된 환원슬래그 개질 자극제와의 경제성 비교

58. 전기로환원슬래그 개질 자극제 경제성 검토
1차 원료비
항목
1차 원료비
Slag FA G
원료가격
(원/톤)
30,000 30,000 30,000
배합비 66 24 10
배합가격 19,800 7,200 3,000
원료비합계 ○ 원료비=19,800+7,200+3,000 =30,000원/톤
소성 생산비 항목 혼합 및 소성비
비용(원/톤) ○ 제조비용* : 100,000원/톤 (*1,000톤 생산기준)
생산비용(원/톤) 30,000원 + 100,000원 = 130,000원
원료비
항목
2차 이수석고 원료비
1차 소성재료 이수석고
원료가격
(원/톤)
130,000 30,000
배합비 55.5 44.5
배합가격 72,150 13,350
원료비합계 ○ 원료비=72,150+13,350 =85,500원/톤
혼합 생산비 항목 혼합비
비용(원/톤) ○ 제조비용* : 10,000원/톤 (*1,000톤 생산기준)
생산비 합계(원/톤) 85,500원 + 10,000원 = 95,500원/톤

59. 전기로 산화슬래그의 용융 환원 개질 경제성 검토
제조설비비別
세부항목
연간 50만톤 용융 전기로 산화슬래그 환원 개질 비고
A
(1,000억 가정)
B
(750억 가정)
C
(500억 가정)
용융 환원 장비+
분리선별 장비+
파.분쇄 장비등 포함
제조원가
재료비 30,000 원/톤 환원제 등
노무비 10,000 원/톤
(50 명, 명당 연간 1억
기준)
경비 20,000 원/톤 15,000 원/톤 10,000 원/톤 감가상각비(10년) 등
합계 60,000 원/톤 55,000 원/톤 50,000 원/톤
판매비
(매출액)
(금속철 + 개질슬래그)
140,000 원/톤
(700 억원/년)
Fe : 0.2t * 500,000
= 100,000 원/톤
Slag : 0.8t * 50,000
= 40,000 원/톤
순이익
80,000 원/톤
(400 억/년)
85,000 원/톤
(420 억/년)
90,000 원/톤
(450 억/년)
세전 이익
연간 400만톤 기준 3,200 억/년 3,400 억/년 3,600 억/년
국내 제강사
전체 적용시
- 전기로 산화슬래그 용융 환원 개질 산물(판매 제품)
1. 금속 철(고철용)
2. 잠재 수경성 슬래그(고로수쇄슬래그 유사물성 제품)
- 현재 전기로 산화슬래그 매출액: 3,000원/톤( 120억원/년, 400만톤 기준)
- 용융 전기로 환원개질시 매출액: 140,000원/톤(5,600억원/년, 400만톤 기준), 약45배 부가가
치 향상
< 제조 원가 상세 내역 >