Abstract
The effects of $Al_2$O$_3$ addition upon the sintering range of clay-EAF dust (the specified wastes produced from steel making process) system body which would be used as a constructing bricks were investigated. The slope of apparent density to sintering temperature decreased for Clay-dust body containing 5~15 wt% A1203 sintered at 1200-125$0^{\circ}C$, and the absorption(%) of specimen sintered above 125$0^{\circ}C$ decreased due to the formation of open pores produced by pore bloating. For the specimen without any $Al_2$O$_3$ addition sintered at 1275$^{\circ}C$, the major phase was cristobalite, the small amount of mullite (3Al$_2$O$_3$ 2SiO$_2$) formed and the hematite (Fe$_2$O$_3$) remained. In the Clay-dust system body containing $Al_2$O$_3$ 15 wt%, however, the cristobalite disappeared and the major phase was mullite. Also the part of $Al_2$O$_3$ reacted with hematite to form hercynite (FeAl$_2$O$_4$). From the these results, addition of $Al_2$O$_3$ to Clay-dust system body enlarges a sintering range; decreasing an apparent density and absorption slop to sintering temperature owing to consumption of liquid phase SiO$_2$ at higher temperature and gas-forming component Fe$_2$O$_3$ at reduced atmosphere which would decrease an amount of liquid formed and increase the viscosity of the liquid produced during the sintering process.
금속 제련공정에서 배출되는 특정폐기물인 EAF(Electrical Arc furnace) dust를 점토와 혼합하여 건축용 벽돌을 제조함에 있어 A1203의 첨가가 소결범위에 미치는 영향을 연구하였다. $Al_2$O$_3$ 첨가되지 않은 시편은 1200-125$0^{\circ}C$에서 과량의 액상에 의해 기포가 형성되고 개기공(open pores)이 감소함으로 겉보기 밀도가 크게 감소하였으며 125$0^{\circ}C$ 이상에서는 기포가 시편 외부로 소멸되어 흡수율이 증가되었다. 그러나 $Al_2$O$_3$가 첨가된 Clay-Dust 계 소결체는 1200-125$0^{\circ}C$ 구간에서 소결온도에 따른 밀도 변화율이 크게 감소되었고, 125$0^{\circ}C$ 이상에서는 흡수율(%)의 증가율이 둔화되었다. $Al_2$O$_3$가 첨가되지 않은 시편은 1275$^{\circ}C$에서 소결된 경우 cristobalite상이 주된 상인 반면, mullite(3Al$_2$O$_3$ 2SiO$_2$)상은 소량 합성되었고, 원료성분인 hematite(FeAl$_2$O$_4$)는 소멸되지 않아 액상이 과량 생성되는 조성임을 확인하였다. 반면 $Al_2$O$_3$가 l5 wt% 첨가된 시편의 경우, 1275$^{\circ}C$에서 cristobalite는 완전 소멸되고 mullite상이 합성되어 주상이 되며, hematite 상이 일부 AI$_2$O$_3$와 반응하여 hercynite(FeAl$_2$O$_4$)상을 형성하여 액상 생성량이 많지 않을 것으로 분석되었다. 이상의 결과로부터 Clay-Dust계에 $Al_2$O$_3$를 첨가하면 액상의 발생량과 특성 및 결정상 종류를 변화시켜줌으로써 시편물성의 변화율을 감소시켜 소결온도 범위를 넓히는 효과가 있는 것으로 분석되었다.
