[发明专利]利用炼铁工艺的副产物的无机纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种利用炼铁工艺的副产物的无机纤维及其制备方法，更具体地，涉及一种如下的无机纤维及其制造方法，无机纤维的纤维体通过配合炼钢工艺中产生的炉渣来制备，所述纤维体中包含20至60重量％的二氧化硅(SiO₂)、5至30重量％的氧化铁(Fe₂O₃)、1至5重量％的氧化铝(Al₂O₃)、15至40重量％的氧化钙(CaO)以及15至35重量％的氧化镁(MgO)。

技术领域

本发明涉及一种利用炼铁工艺的副产物的无机纤维及其制备方法，涉及将炼钢工艺中附带产生的炉渣等副产物作为原料而用作各种材料的无机纤维的制备方法。

背景技术

近年来，随着与全球二氧化碳减排相关的各种规章制度的增加和对于燃料效率的要求的提高，汽车工业不仅在实现现有塑料配件的轻量化上下苦工，在用塑料复合材料替代金属配件的汽车轻量化方面也在进行大量的研究开发。尤其，世界各国按照不同的地区设定有关汽车尾气排放和二氧化碳排放的规章制度以及对于汽车燃油经济性的新目标，强烈表达了实现汽车轻量化的意志。原本以2020年为目标推进的如上政策被提前至2016年，反映了世界各国以通过汽车轻量化解决环境污染和提升效率性为目的积极参与复合材料开发的意志。为此，韩国政府也于2009年6月提出有关改善汽车燃油经济性的新方向和指导方针，制定了今后5年内通过投资约1500亿韩元的研发费用每年改善5％的汽车燃油经济性的计划。

长纤维增强热塑性塑料(LFT,Long Fiber Reinforced Thermoplastic)是一种汽车配件的主要复合材料，已应用于如门模块、前端模块(FEM，Front End Module)和仪表板(IP，Instrument Panel)等多种部位。其原因在于，由于油价飙升引起的能源危机，对汽车轻量化的需求显著增加，并且LFT作为在提升生产效率的同时实现轻量化的材料受到了诸多期待。在工业领域，正在对将价格相对低廉的聚丙烯用作基础材料并将长纤维用作增强材料的长纤维增强热塑性复合材料进行大量研究。典型的例子是LFT，它作为可替代汽车工业中的工程塑料、热固性材料和部分金属配件的理想技术而备受关注。

复合材料的性质受各种因素的影响，其中一个因素是增强用纤维的长度。LFT其如文字意指的，是一种颗粒(Pellet)中的增强纤维的长度保持在约8mm至12mm、且能够注塑成型的材料。现有纤维复合材料的颗粒中的纤维长度在2mm以下，相对于此，增强纤维的长度长约为其的4至6倍，因此会极大地影响最终注塑后性质的增强。在未来，必然要开发将各种工程塑料作为基础材料的利用环保生物纤维等的增强材料。然而，尽管其机械性质和物理性质卓越，但由于其制备成本比玻璃纤维高10倍以上，因此使用领域受到了限制。

另外，造船和炼钢等工艺中每年产生的炉渣为1700万吨，其主要用作水泥和涂料制剂。关于炉渣高增值化的研究一直在进行，并且使用炼铁副产物或工业废料的有关玻璃纤维的研究也被认为在应对未来无机纤维市场的快速增长方面具有充分的价值。利用工业废料的复合材料的使用在韩国首次提出，并且由于其组成成分与玄武岩相似，因此可以认定具有与玄武岩纤维类似的性质。在韩国国内，使用玄武岩制备的所有玻璃纤维产品都以高价进口，由于大量消耗其会造成资源缺乏，并且在采掘过程中会引起环境破坏等环境问题等，因此需要提供一种使用钢铁副产物炉渣替代在生产费用中占据高成本的玄武岩的新的资源再利用方法。

发明内容

技术课题

为此，本发明的一个方面提供一种利用炼铁工艺的副产物的无机纤维。

本发明的另一方面提供一种利用炼铁工艺的副产物的无机纤维的制备方法。

技术课题解决手段