• 보존과학회지
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• 제27권2호
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• pp.163-179
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• 2011

이 연구는 대전 원신흥동 유적에서 출토된 도가니, 토기 및 기와의 재료학적 특성과 원료의 동질성 검토를 통한 원산지 해석을 목적으로 수행하였다. 현미경 관찰 및 X-선 회절분석 결과, 각 시료의 광물조성은 거의 일치하나 기벽의 두께 및 포함된 광물의 분급에서 상당한 차이를 보인다. 이 중 토기는 0.5~0.7cm의 얇은 기벽에 가장 정선된 태토 특성을 보이는 반면 도가니와 기와는 기벽이 1.3~2.5cm로 두꺼우며 분급이 불량한 석영, 정장석 및 사장석이 다량 관찰된다. 도가니의 경우, 태토에 혼합된 짚이 소성과정에서 탄화되어 크고 길쭉한 공극이 관찰되는 느슨한 기질적 특성을 가진다. 이와 같이 재료학적으로 차이를 보이지만 이들은 유적지 토양과 광물조성 및 지구화학적 거동특성이 상당히 일치하고 있어 모두 동일한 모암의 풍화에 의해 생성된 점토를 이용해 제작한 것으로 추정된다. 또한 $1,050{\sim}1,150^{\circ}C$의 소성온도를 경험한 것으로 판단되는 경질토기를 제외하면 모든 세라믹 유물들은 $850{\sim}950^{\circ}C$의 온도영역에서 소성하였을 것으로 해석된다. 한편 도가니의 용융물은 구리와 주석의 편석을 일부 포함한 슬래그로 판단되나 부분적으로 치밀한 적색 및 녹색 유리질 조직이 관찰되는 것으로 보아 유리 용융물의 가능성도 있어 보인다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.257-262
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• 2015

현재 전 세계적으로 지구온난화의 주범인 $CO_2$ 저감을 위한 노력을 하고 있으며, 산업발전에 필요한 화력발전 등에서 발생한 부산물을 재활용하는 방안이 시급하다. 따라서 본 연구는 산업부산물인 비산재와 폐기물 슬래그를 이용하여 모르타르 경화체를 제작하였으며 알칼리 활성화제 첨가에 따른 물성을 비교하기 위해 비교적 낮은 농도인 3 M의 NaOH solution을 사용하였고, 이 경화체에 초임계 이산화탄소 조건($40^{\circ}C$, $80kgf/cm^2$ pressure, 60 min)에서 탄산화를 통하여 $CO_2$를 경화 체내에 안정적으로 고정화 시켜 이에 따른 물성을 평가하였다. 탄산화 인자인 CaO의 함량이 많을수록 탄산화율은 높게 나타났으며, 탄산화 후 무게변화율이 최대 약 12 % 증가하였다. 탄산화 후 압축강도는 전과 비슷한 수준이었으며, 이를 통해 탄산화를 통해 $CO_2$를 안정하게 고정화시킨 친환경 소재에 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 탄산화 반응 후에 생성되는 $H_2O$로 인해 추가적인 양생을 통해 장기적인 관점에서 탄산화를 통해 물성향상 또한 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.69-69
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• 2010

최근 컨테이너 선박의 초대형화로 극후물 고장력 강재인 항복응력 460MPa급 고장력강인 EH47이 개발되었다. 두께 80mm의 극후물 용접에서 용접생산성 향상을 위하여 EGW/FCAW로 양면 용접이 검토되고, 입열량은 최대 300kJ/cm의 대입열 용접이 요구된다. 이를 위해서는 강재 및 용접재료 모두 300kJ/cm 용접부 성능이 선급 규격을 만족하여야 함은 물론 마지막 조립단계에서 적용되기 때문에 용접재료의 용접작업성도 매우 크게 요구되고 있다. 먼저 대입열 용접금속에서 요구되는 저온 충격인성($vE_{-20^{\circ}C}{\geq}57J$)을 만족하기 위하여는 용접금속의 미세조직 제어가 필요하며, 특히 조대한 입계페라이트 생성을 억제하고 미세한 입내 페라이트를 균일 분포하는 것이 중요하지만, 이를 위해 용접금속의 소입성이 지나치게 높이면 경화조직인 베이나이트 분율이 증가하여 오히려 용접금속 저온 충격인성을 저하시키므로, 적절한 용접금속의 성분 제어가 중요하다. 한편 용접부는 선급에서 요구하는 최소 강도인 570MPa를 만족하기 위하여 용접금속의 소성구속 현상을 활용하여 용접부 인장강도를 확보 할 수 있음을 확인했다. 이를 위해서는 용접금속의 적정한 경화도 확보가 필요하였다. 전술한 바와 같이 대입열 용접금속 저온 충격인성 확보와 용접부 강도 측면을 고려하여 용접금속 최적의 탄소당량 범위를 제시코자 하였다. 한편 용접재료의 용접작업성은 EGW용접의 용적이행 현상은 자유비행이행으로 이루어지고 있으며 특성상 용접중 용적과 용융지 사이에 많은 순간단락 현상을 동반하고 있으며, 슬래그 유동이 불안정하면 아크 꺼짐 현상도 관찰되고 있다. 따라서, 현장용접시 원할한 용접작업성을 확보할 수 있는 평가 기준으로써 아크 전류 및 전압의 변동 정도를 설정하고, 용접재료의 용접작업성 확보 기준을 제시코자 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.129-139
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• 2010

석탄으로부터 수소, 일산화탄소 등의 가스 연료를 생산하기 위하여 개발된 석탄 가스화 공정은 이산화탄소 저장, 환경 유해 물질 저감 등의 우수성으로 인하여 최근 세계 각국에서 앞다투어 개발에 나서고 있다. $75{\mu}m$ 이하의 미분탄을 이용하는 분류층 가스화 공정은 용량의 대형화가 쉽고, 에너지 전환 효율이 우수하여 석탄가스화복합발전(IGCC) 등에 널리 이용되고 있다. 특히 석탄슬러리를 원료로 사용하는 습식 분류층 가스화 공정은 기술적으로 성숙되어 가장 많이 보급되고 있다. 본 논문에서는 습식 분류층 가스화 공정을 이루는 석탄전처리, 버너, 가스화기, 슬래그용융, 가스화 운전 특성과 설계 및 해석을 위한 수치모사 등의 요소기술 개발 현황을 고찰하였다. 습식 석탄가스화는 IGCC 플랜트에서 뿐만 아니라 합성석유, SNG, 화학원료 제조용으로 활용될 수 있으며 융합 공정, 연료 다변화 등에 대응하기 위하여 요소기술별 추가적인 기술개발이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권10호
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• pp.753-761
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• 2012

The reduction behavior of low level oxides such as (T.Fe), (MnO) and ($P_2O_5$) in molten EAF slag was investigated using commercial reductants. In an air atmosphere, the slag volume increased and the reduction rate of the slag was very low due to the oxidation loss of reductants by oxygen in the air. The reduction rate of the slag was also low when a commercial reductant was used alone in an Ar gas atmosphere. The reason is probably because the material transfer through the interface between the slag and reductant is difficult due to the formation of high melting point oxide. When reductants were mixed with burnt lime in order to form low melting point reaction products, the reduction rate of the slag increased up to the range of 45-70%. By using the mixtures of reductants and burnt lime so as to form a low melting point slag at the reaction end, the reduction rate of the slag was improved up to 60-85%.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권1호
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• pp.33-39
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• 2020

본 연구에서는ALC 패널을 대체하고자 석탄가스화 복합발전에서 배출되는 용융 슬래그를 주원료로 실리콘 웨이퍼 부산물로 발생하는 Si sludge를 발포제로 경량 지오폴리머를 제조하여 알칼리 활성화제의 몰 농도, W/S 비, Fiber, Polystyrene(스티로폼) 첨가에 따른 비중과 압축강도 등의 물리적 특성을 측정하고 ALC 판넬 대체 가능성을 분석/비교 하였다. W/S 비, 알칼리 활성화제의 몰 농도 조절을 통해 ALC 기준에 부합되는 시편을 만들 수는 없었으나 이를 섬유상 물질 및 스티로폼 등의 외부물질을 첨가하여 물성향상 한계의 벽을 뛰어넘고자 하였다. 유리섬유와 탄소섬유 첨가 지오폴리머는 ALC 패널의 기준에 도달하지 못했지만, 유리 섬유 0.3 wt.%를 첨가한 경우 압축강도가 3배 이상 증가했다는 면에서 경량 지오폴리머의 압축강도를 크게 향상시키는 방법으로 제시될 수 있었다. 스티로폼 첨가 시편의 경우 스티로폼 최대 첨가량은 5 0 vol.%였으며, 삽입물의 첨가 방법에 따라 물성이 크게 변화하였다. 단일 삽입물을 첨가한 경우 강도 17.8 MPa 밀도 0.996 g/㎤으로 ALC 패널 기준과 유사한 물성을 얻을 수 있었다. 향후연구를 통해 시편제조 재현성 및 제조방법의 어려움을 극복한다면, 스티로폼 삽입 지오폴리머는 ALC 패널을 대체할 가능성이 충분히 있다고 판단되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권3호
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• pp.259-264
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• 2002

본 연구에서는 석탄회로 제조된 인공경량골재에 석회석을 첨가하였을 때 소성온도 및 시간에 따른 소성특성을 관찰하였다. 소성온도의 증가에 따라 quartz($SiO_2$)가 감소한 반면 mullite($3Al_2O_3{\cdot}2SiO_2$)가 증가되었으며, 석회석의 첨가에 의해 clinoptiolite와 pagioclase와 같은 소성에 의한 소성광물이 생성되었다. 석탄회 및 석회석으로 제조된 경량골재의 소성성은 주로 소성시간보다는 소성온도에 의해서 좌우되는 것으로 확인되었다. 또한 소성온도 및 시간의 증가는 골재내 형성된 거대기공의 미세화 및 폐기공의 형성으로 전체 기공부피를 축소시키는 경향을 나타냈다. 1000$^{\circ}$C에서 5분가 소성시킨 경량골재의 표면은 용융 슬래그 층의 융착현상에 의해 개기공이 거의 없었으나 내부는 발포가스에 의해 수 ${\mu}$의 미세기공이 폐기공 형태로 균일하게 분포하였다. 이로부터 석회석이 첨가된 소성 경량골재의 적정 소성조건은 소성온도는 약 1000$^{\circ}$C, 소성시간은 5분이 바람직한 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권1호
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• pp.50-59
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• 2023

전기로에서 고철(Scrap)의 용해과정에서 발생되는 분진량은 고철장입량의 약1.5%정도이며, 주로 백필터(Bag Filter)에서 포집된다. 전기로 제강분진의 주요한 구성원소인 아연(Zn)과 철(Fe)중에서 아연성분은, 제강분진에 탄소계의 환원재(코크스, 무연탄)와 석회석(C/S제어)을 첨가하여 Pellet형태로 가공한 후에 반응로(Rotary Kiln 또는 RHF)에 장입하여 환원, 휘발, 재산화의 단계적인 세부반응을 거쳐서, 60wt%Zn을 함유한 조산화아연(Crude Zinc Oxide)으로 회수된다. 한편 제강분진 중의 철(Fe)성분은, Fe-Base의 Clinker(2차부산물)라고 하는 고형물의 형태로 반응기로부터 배출된다. 기존의 Fe-Clinker의 처리방법은, 각국의 상황에 따라서 다양한 방안들이 시행되고 있는데, 대표적인 처리방법으로는 매립, 재활용(로반재, 콘크리트용 골재, 시멘트제조용 Fe-Source), 그 외에 다양한 처리방법들이 있다. 이들 방법들 중에서 매립의 경우는, 침출수에 의한 환경오염, 고가의 매립비용, Fe자원의 낭비 등의 이유로, 결코 바람직한 처리방법이라고 할 수는 없다. 그러나 Fe-Clinker중의 Fe성분을 전기로를 이용하여 직접적으로 재활용하는 방법에 대한 연구결과는 거의 찾아볼 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 Fe-Clinker중의 Fe성분을 보다 적극적으로 회수하기 위한 방법으로서, 먼저 Fe-Clinker를 분쇄하고 이어서 비중선별과 자력선별을 순차적으로 실시하여, Fe-성분이 농축된 조분(Coarse particle, >약10㎛)과 슬래그성분을 주로 함유한 미분(Fine particle, <약10㎛)으로 분리하였다. 이렇게 분리한 조분에 탄소계 환원제(코크스, 무연탄)와 점결재(전분)를 첨가하여 단광 Clinker를 제조하여, 전기로에 고철을 장입할 때에 소량(1~3wt%)의 단광Clinker를 함께 장입하여, 단광Clinker의 첨가재(가탄재, Fe-Source, 발열재 등으로서의 역할)로서의 사용가능성을 조사하였다. 그 결과, 비록 소량이지만, 전력원단위와 생산수율이 다소 향상되는 효과를 나타내었으며, 용융금속에 대한 가탄효과도 확인할 수 있었다.