熔融 轉爐슬래그와 燒結 CaO 펠렛 사이의 界面反應
Interface Reaction of Molten Converter Slag and Sintered CaO Pellet
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초록
용융 전로슬래그를 보통 포틀랜트 시멘트로 전환하여 활용하기 위한 목적으로, 용융 슬래그와 소결 CaO 펠렛을 상호 반응시켜, 슬래그의 염기도 및 반응온도에 따른 CaO의 슬래그 중으로의 용해속도 및 반응생성층을 조사하였다. 전로슬래그에 사전에 계산된 양의 시약급 SiO2를 첨가하여 MgO 도가니에 넣고 1350℃ ～1500℃로 30분간 가열․용해하여 균질화 한 후, 같은 온도로 가열해 둔 소결 CaO 펠렛을 투입하여 10 ～ 30분간 반응시켰다. 반응 후 급냉한 시편을 도가니의 직경방향으로 절단해서 펠렛 단면의 CaO 직경 변화를 측정하여 CaO의 용해속도를 조사하고, 계면 생성층을 SEM/EDX로 관찰하였다. 전로슬래그의 염기도를 1로 조절한 경우, CaO의 용해속도(반응계면의 이동속도)는 1350℃에서 9.8㎛/min 였고, 온도상승에 따라 1500℃에서 18.0㎛/min으로 증가하였다. 염기도를 2로 조절한 경우는 각각 7.6㎛/min, 15.0㎛/min으로 조금 감소하였다. CaO의 용해속도는 Arrhenius의 온도의존성을 만족하며, CaO 용해반응의 겉보기 활성화에너지 값은 36kcal/mole이었다. 슬래그의 염기도가 1인 경우, 1500℃에서 10분～30분간 반응시켰을 때 생성된 C2S의 두께는 64㎛～118㎛, C3S층의 두께는 28㎛～90㎛ 이었다. 한편, 슬래그의 염기도가 2인 경우, 1500℃에서 10분～30분간 반응시켰을 때 형성된 C3S층의 두께는 90㎛～120㎛ 이었다.
Abstract
As a basic study of the re-using molten converter slag as an ordinary portland cement by conversion process, molten slag andand the changes of the reaction layer was also investigated. The converter slag reagent-grade SiO2 added was melted and holdfor 30 minutes in MgO crucible betwen 1350~1500oC. Then sintered CaO pellet heated at the same temperature was dippedinto the molten slag and hold for 10~30 min. After the reaction, the crucible was cooled in air and the specimen was cut off tothe horizontal direction of the crucible. The dissolution rate of CaO pelet was measured by the change of the radius of sinteredCaO pelet and the interface layer was observed by SEM/EDX and XRD. The dissolution rate of sintered CaO pellet contactedwith the slag of basicity 1 was 9.8 m/min at 1350o m/min at 1500oC. The rate was slightly decreasedto 7. 6 m/min at 1350oC and 15.0 m/min at 1500oC in the slag of basicity 2. The dissolution rate of CaO in converter slag wasfolowed to the rule of Arrhenius' temperature dependency, and the apparent activation energy of the dissolution of CaO was36 kcal/mole. In case of the slag basicity of 1, the thickness of C2S layer was 64~118 m and the thickness of C3S was 28~90 mfor 10~30 minutes at 1500oC. And the thickness of the C3S layer was 90~120 lag basicity of 2.
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