KR20220121049A - 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석 - Google Patents
폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석에 관한 것으로, 본 발명은 (a) 분리단계, (b) 1차분쇄단계, (c) 1차탈철단계, (d) 2차분쇄단계, (e) 2차탈철단계, (f) 3차분쇄단계, (g) 선별단계, (h) 수세단계, (i) 건조단계; (j) 혼련단계, (k) 압축성형단계, (l) 검수단계, (m) 포장단계 및 (n) 출하단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 연삭능력이 떨어지지만 강도가 충분한 폐내화물로부터 추출한 산화알루미나를 중심부에 배치하고 원자재인 산화알루미나를 외부에 배치함으로써 연마지석의 품질 및 신뢰성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 폐내화물을 재활용함으로써 폐기물처리비용을 절감할 수 있고, 환경을 보호할 수 있으며, 자원의 활용도를 높이는 효과가 있다.
본 발명은 연삭능력이 떨어지지만 강도가 충분한 폐내화물로부터 추출한 산화알루미나를 중심부에 배치하고 원자재인 산화알루미나를 외부에 배치함으로써 연마지석의 품질 및 신뢰성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 폐내화물을 재활용함으로써 폐기물처리비용을 절감할 수 있고, 환경을 보호할 수 있으며, 자원의 활용도를 높이는 효과가 있다.
Description
본 발명은 연마지석에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석에 관한 것이다.
일반적으로, 내화물(耐火物)이란 불에 타지 않고 높은 온도에도 잘 견디는 비금속 재료를 통틀어 이르는 말이다.
특히, 제철소에서는 전로, 래들, RH 설비 등의 내장내화재로서 알루미나질 연와, 알루미나-실리카질 연와, 알루미나스피넬질 캐스타블, 알루미나-마그네시아질 캐스타블, MgO-C계 연와, MgO계 연와, MgO-Cr2O3계 연와 등의 내화물이 사용되고 있다.
그런데, 제철소의 제강에서 사용되는 내화물이 더이상 사용되지 못하고 폐기되는 것을 폐내화물이라 부르며, 제철설비에서 발생하는 폐내화물중 산성 또는 중성 내화물에는 다양한 순도의 산화알루미나(Al2O3)의 원료가 사용하는데, 전체 발생량의 극히 적은 부분만이 재활용되고 나머지 대다수 물량을 매립장에 매립하여 처리할 수 밖에 없었으며, 환경오염의 문제가 발생될 수 있다.
한편, 연마제는 정밀 연마공정(fine polishing)에서 벌크재료의 제거 및 절삭공정에 이르기까지 다양한 가공 공정에서 활용된다. 예를 들어, 유리 입자들(loose particles)로 구성된 자유 연마제는 반도체 산업의 화학기계연마(CMP) 공정 같은 연마용 슬러리에 사용된다. 대안으로, 연마제는 연마지석 및 연마포지(coated abrasive) 같은 고정 연마제품의 형태를 취할 수 있으며, 이러한 고정 연마제품으로는 연삭(grinding)- 휠, 벨트, 롤, 디스크 등과 같은 장치들이 있을 수 있다.
고정 연마제가 서로에 대한 연마 입자들의 위치를 고정시키는 재료 기재 내의 연마 입자 또는 연마 그릿을 활용한다는 점에서, 고정 연마제는 일반적으로 자유 연마제와는 다르다. 상용되는 고정 연마 그릿은, 예컨대 다이아몬드 및 입방정질화붕소(cBN) 같은 초연마제뿐만 아니라 알루미나, 탄화규소, 예컨대 가닛과 같은 다양한 광물을 포함할 수 있다. 특히 연마지석 제품과 관련하여, 연마 그릿은 결합재 내에서 서로에 대해 고정되어 있다.
이와 같은 연마지석은 미리 정해진 두께를 갖는 원판으로 만들어지되, 통상적으로 중심에 가까운 부분보다 상대적으로 바깥 부분의 연삭능력이 더욱 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고순도 재생원료만으로는 자원 활용 증대가 제한적이므로, 추가적인 용도를 발굴하여 폐내화물을 재차 사용하고자 하는 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 폐내화물에 포함되어 있는 산화알루미나를 물리적 과정을 통하여 추출하고 원자재인 산화알루미나의 물성을 최대한 발휘하도록 하는 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 강도는 충분하지만 연삭능력이 상대적으로 원자재의 산화알루미나보다 떨어지는 폐내화물의 산화알루미나계 연마재를 중심부분에 배치하고, 원자재의 산화알루미나를 중심부분의 외측에 배치한 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법은, (a) 폐내화물을 알루미나를 포함하는 폐내화물과 기타 폐내화물로 분리하는 분리단계; (b) 상기 알루미나를 포함하는 폐내화물을 분쇄기로 투입하여 1차적으로 분쇄하는 1차분쇄단계; (c) 1차 분쇄된 폐내화물로부터 1차적으로 탈철하는 1차탈철단계; (d) 1차 탈철된 폐내화물을 2차적으로 분쇄하는 2차분쇄단계; (e) 2차 분쇄된 폐내화물을 2차적으로 탈철하는 2차탈철단계; (f) 2차 탈철된 폐내화물을 3차적으로 분쇄하는 3차분쇄단계; (g) 3차 분쇄된 폐내화물 중 입도 크기가 20 ∼ 220mesh인 폐내화물을 선별하는 선별단계; (h) 선별된 폐내화물 표면을 수세(washing)하여 분진을 제거하는 수세단계; (i) 수세된 폐내화물을 건조하는 건조단계; (j) 건조된 폐내화물을 혼련하는 혼련단계; (k) 혼련된 폐내화물을 압축하고 성형하여 연마지석으로 형성하는 압축성형단계; (l) 압축성형된 연마지석을 검수하는 검수단계; (m) 검수된 연마지석을 포장하는 포장단계; 및 (n) 포장된 연마지석을 출하하는 출하단계;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석은, 미리 정해진 크기의 반경의 범위 내에 위치하고 산화 알루미나계의 폐내화물을 포함하는 중심부재; 및 상기 중심부재의 반경을 초과하는 범위의 외부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석에 있어서, 상기 중심부재는 청구항 1의 연마지석 제조방법을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석에 있어서, 상기 중심부재는 상기 중심부재와 상기 외부재의 합쳐진 부피에 대하여 60 ∼ 80％에 해당하고, 상기 외부재는 상기 중심부재와 상기 외부재의 합쳐진 부피에 대하여 20 ∼ 40％에 해당할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석에 있어서, 상기 중심부재는, 산화알루미늄(Al2O3) 90 ∼ 95 질량％; 산화철(Fe2O3) 0 ∼ 0.8 질량％; 및 기타 물질 4.9 ∼ 9.3 질량％;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석에 있어서, 상기 중심부재의 입도 크기는 20 ∼ 220mesh일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석에 있어서, 상기 중심부재의 비커스 경도(Vicker's Hardness,HV)는 1,700 ∼ 2,100일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석에 있어서, 상기 중심부재의 용적밀도(Bulk Density)는 1.50 ∼ 1.98g/㎤일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법으로 제작된 폐내화물을 포함하는 연마지석에 있어서, 상기 중심부재의 진비중은 3.50 ∼ 3.93g/㎤일 수 있다.
본 발명은 연삭능력이 떨어지지만 강도가 충분한 폐내화물로부터 추출한 산화알루미나를 중심부에 배치하고 원자재인 산화알루미나를 외부에 배치함으로써 연마지석의 품질 및 신뢰성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 폐내화물을 재활용함으로써 폐기물처리비용을 절감할 수 있고, 환경을 보호할 수 있으며, 자원의 활용도를 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 종래의 연마지석의 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법으로 제조된 폐내화물을 포함하는 연마지석의 사진이다.
도 2는 종래의 연마지석의 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법으로 제조된 폐내화물을 포함하는 연마지석의 사진이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법의 순서도이다.
도 1을 참조하면, (a) 분리단계, (b) 1차분쇄단계, (c) 1차탈철단계, (d) 2차분쇄단계, (e) 2차탈철단계, (f) 3차분쇄단계, (g) 선별단계, (h) 수세단계, (i) 건조단계; (j) 혼련단계, (k) 압축성형단계, (l) 검수단계, (m) 포장단계 및 (n) 출하단계를 포함할 수 있다.
먼저, (a) 분리단계에서는 제철설비에서 발생된 폐내화물을 산화알루미나계의 폐내화물과 기타 폐내화물로 구분하여 분리할 수 있다(S10).
다음으로 (b) 1차분쇄단계에서는 상기 산화알루미나계의 폐내화물을 분쇄기로 투입하여 1차적으로 분쇄할 수 있다(S15). 이때, 조 크러셔(Jaw Crusher)를 이용하여 상기 산화알루미나계의 폐내화물을 분쇄할 수 있다.
(c) 1차탈철단계에서는 1차 분쇄된 폐내화물로부터 1차적으로 탈철할 수 있다(S20). 이때, 탈철을 위해 마그넷(magnet)을 이용할 수 있고, 상기 마그넷의 자력으로 철을 제거할 수 있다.
(d) 2차분쇄단계에서는 1차 탈철된 폐내화물을 2차적으로 분쇄할 수 있다(S25). 이때, 해머 크러셔(Hammer Crusher)를 이용하여 상기 1차 탈철된 폐내화물을 분쇄할 수 있다.
(e) 2차탈철단계에서는 2차 분쇄된 폐내화물을 2차적으로 탈철할 수 있다(S30). 이때, 탈철을 위해 상기 마그넷을 이용할 수 있고, 상기 마그넷의 자력으로 철을 제거할 수 있다.
(f) 3차분쇄단계에서는 2차 탈철된 폐내화물을 3차적으로 분쇄할 수 있다(S35). 이때, 롤밀(Roll Mill)을 이용하여 상기 2차 탈철된 폐내화물을 분쇄할 수 있다.
(g) 선별단계에서는 3차 분쇄된 폐내화물 중 입도 크기가 20 ∼ 220mesh인 폐내화물을 선별할 수 있다(S40).
(h) 수세단계에서는 선별된 폐내화물 표면을 수세(washing)하여 분진을 제거할 수 있다(S45).
(i) 건조단계에서는 수세된 폐내화물을 건조할 수 있다(S50).
(j) 혼련단계에서는 건조된 폐내화물을 혼련할 수 있다(S55).
(k) 압축성형단계에서는 혼련된 폐내화물을 압축하고 성형하여 연마지석으로 형성할 수 있다(S60).
(l) 검수단계에서는 압축성형된 연마지석을 검수할 수 있다(S65).
(m) 포장단계에서는 검수된 연마지석을 포장할 수 있다(S70).
(n) 출하단계에서는 포장된 연마지석을 출하할 수 있다(S75).
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법에 따라 제조된 폐내화물을 포함하는 연마지석을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법으로 제조된 폐내화물을 포함하는 연마지석은 중심부재(10)와 외부재(20)로 구분될 수 있다.
상기 연마지석의 중심부재(10)는 미리 정해진 크기의 반경의 범위 내에 위치하고, 외부재(20)는 중심부재(10)의 반경을 초과하는 범위, 즉 중심부재(10)의 외측에 위치할 수 있다.
참고로, 중심부재(10)는 중심부재(10)와 외부재(20)의 합쳐진 부피 즉, 상기 연마지석의 부피에 대하여 60 ∼ 80％에 해당하고, 외부재(20)는 중심부재(10)와 외부재(20)의 합쳐진 부피, 즉 상기 연마지석의 부피에 대하여 20 ∼ 40％에 해당할 수 있다.
이때, 중심부재(10)는 상기에서 언급한 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법으로 제조되는 것이 바람직하다.
중심부재(10)는 산화알루미늄(Al2O3) 90 ∼ 95 질량％, 산화철(Fe2O3) 0 ∼ 0.8 질량％ 및 기타 물질 4.9 ∼ 9.3 질량％을 포함할 수 있다.
또한, 중심부재(10)의 입도 크기는 20 ∼ 220mesh인 것이 바람직하다.
중심부재(10)의 비커스 경도(Vicker's hardness,HV)는 1,700 ∼ 2,100인 것이 바람직하다.
중심부재(10)의 용적밀도(Bulk Density)는 1.50 ∼ 1.98g/㎤인 것이 바람직하다.
중심부재(10)의 진비중은 3.50 ∼ 3.93g/㎤인 것이 바람직하다.
도 2는 종래의 연마지석의 사진이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법으로 제조된 폐내화물을 포함하는 연마지석의 사진이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예는 종래의 연마지석과 동일한 산화 알루미나를 사용하되 단지 폐내화물에 포함된 산화 알루미나를 사용할 뿐, 외형으로나 기능적으로나 큰 차이가 없다. 다만, 본 발명의 일실시예는 버리기보다 재활용을 통해 폐자원 처리비용 절감과 환경오염의 최소화 등의 효과를 포함한다.
| 규제물질 | Pb | Cu | As | Hg | Cd | Cr | CN |
| 허용기준치(ppm) | 3.0∨ | 3.0∨ | 1.5∨ | 0.005∨ | 0.3∨ | 1.5∨ | 1.0∨ |
| 시험결과(ppm) | 미검출 | 미검출 | 미검출 | 미검출 | 미검출 | 미검출 | 미검출 |
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법으로 제조된 폐내화물을 포함하는 연마지석의 중금속 용출 시험을 하여 기록하였다. 표 1을 통해 본 발명의 일실시예는 중금속이 검출되지 않고 허용기준치를 모두 만족시키는 것을 알 수 있다.
| 테스트 | 인성치(％) | 진비중(g/cc) | 부피비중 | 경도(HV) | 피삭제감량(%) |
| 1차 | 30 | 3.56 | 1.78 | 1,826 | 56 |
| 2차 | 34 | 3.79 | 1.66 | 2,085 | 89 |
표 2는 본 발명의 일실시예의 물성을 테스트하여 나타낸 것이다.
여기서 1차 테스트는 중심부재(10)를 폐내화물을 포함하는 연마지석 100％로 형성한 것의 테스트이고, 2차 테스트는 중심부재(10)를 폐내화물을 포함하는 연마지석 50％와 원재료 연마재인 산화 알루미나 50％를 혼합하여 연마지석을 형성한 것의 테스트이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 폐내화물을 포함하는 연마지석의 제조방법 및 그것을 이용한 연마지석을 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
Claims (9)
- (a) 폐내화물을 알루미나를 포함하는 폐내화물과 기타 폐내화물로 분리하는 분리단계;
(b) 상기 알루미나를 포함하는 폐내화물을 분쇄기로 투입하여 1차적으로 분쇄하는 1차분쇄단계;
(c) 1차 분쇄된 폐내화물로부터 1차적으로 탈철하는 1차탈철단계;
(d) 1차 탈철된 폐내화물을 2차적으로 분쇄하는 2차분쇄단계;
(e) 2차 분쇄된 폐내화물을 2차적으로 탈철하는 2차탈철단계;
(f) 2차 탈철된 폐내화물을 3차적으로 분쇄하는 3차분쇄단계;
(g) 3차 분쇄된 폐내화물 중 입도 크기가 20 ∼ 220mesh인 폐내화물을 선별하는 선별단계;
(h) 선별된 폐내화물 표면을 수세(washing)하여 분진을 제거하는 수세단계;
(i) 수세된 폐내화물을 건조하는 건조단계;
(j) 건조된 폐내화물을 혼련하는 혼련단계;
(k) 혼련된 폐내화물을 압축하고 성형하여 연마지석으로 형성하는 압축성형단계;
(l) 압축성형된 연마지석을 검수하는 검수단계;
(m) 검수된 연마지석을 포장하는 포장단계; 및
(n) 포장된 연마지석을 출하하는 출하단계;
를 포함하는 폐내화물을 포함하는 연마지석 제조방법.
- 미리 정해진 크기의 반경의 범위 내에 위치하고 산화 알루미나계의 폐내화물을 포함하는 중심부재; 및
상기 중심부재의 반경을 초과하는 범위의 외부재;
를 포함하는 폐내화물을 포함하는 연마지석.
- 제2항에 있어서,
상기 중심부재는 청구항 1의 연마지석 제조방법을 이용하여 제조된 연마지석.
- 제2항에 있어서,
상기 중심부재는 상기 중심부재와 상기 외부재의 합쳐진 부피에 대하여 60 ∼ 80％에 해당하고,
상기 외부재는 상기 중심부재와 상기 외부재의 합쳐진 부피에 대하여 20 ∼ 40％에 해당하는 폐내화물을 포함하는 연마지석.
- 제2항에 있어서,
상기 중심부재는,
산화알루미늄(Al2O3) 90 ∼ 95 질량％;
산화철(Fe2O3) 0 ∼ 0.8 질량％; 및
기타 물질 4.9 ∼ 9.3 질량％
을 포함하는 폐내화물을 포함하는 연마지석.
- 제2항에 있어서,
상기 중심부재의 입도 크기는 20 ∼ 220mesh인 폐내화물을 포함하는 연마지석.
- 제2항에 있어서,
상기 중심부재의 비커스 경도(Vicker's hardness,HV)는 1,700 ∼ 2,100인 폐내화물을 포함하는 연마지석.
- 제2항에 있어서,
상기 중심부재의 용적밀도(Bulk Density)는 1.50 ∼ 1.98g/㎤인 폐내화물을 포함하는 연마지석.
- 제2항에 있어서,
상기 중심부재의 진비중은 3.50 ∼ 3.93g/㎤인 폐내화물을 포함하는 연마지석.
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|---|---|---|---|---|
| CN115958543A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-14 | 佛山市南海利剑磨具有限公司 | 一种抛釉磨块及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101233129B1 (ko) | 2007-03-14 | 2013-02-15 | 생-고벵 아브라시프 | 연마지석 제품 및 그의 제조방법 |
-
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