• 자원리싸이클링
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• 제30권1호
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• pp.14-25
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• 2021

고품질 철강의 수요가 증가함에 따라 2차 정련 공정의 중요성이 높아지고 있다. 하지만 공정 시간에 따라 변화하는 용강, 슬래그 및 비금속 개재물의 조성은 정련 공정이 평형 상태가 아님을 의미하며, 정련 공정에서는 용강, 슬래그, 비금속 개재물, 내화물 및 합금 원소 간의 동시 다발적 반응이 일어난다. 다양한 상들의 비평형 상태에서 복잡한 반응을 고려하기 위해, 이전 연구자들은 실험을 통해 도출된 반응 속도 수식들을 기반으로 kinetic 기반의 고급강 제조 정련 시뮬레이션 모델을 발표하였다. 정밀한 시뮬레이션 모델의 개발을 위해 보고된 2차 정련 모델들의 분석 및 검토가 필요하다. 본 연구에서는 국내외로 발표된 정련 공정 관련 종합 모델들 및 단일 반응 모델들에 대하여 검토하고 소개하였다.

• 연구논문집
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• 통권28호
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• pp.161-172
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• 1998

철강재생 공장내의 전기 용융로에서 발생된 먼지중의 아연 성분을 재생하는 공정인 Waelz 공정에서는 매년 많은 양의 slag가 발생되어진다. 표면이 유리질성인 이 slag의 물리적 특성이 매우 우수하며, 건축 현장에서 골재(모래나 자갈)의 대체물질로 사용 가능한 만큼 높은 안정성을 지니고 있다. 유럽공동체 과 제인 본 연구는 여러 종류의 slag에 대한 용출특성, 물리-화학적 특성조사 및 광물학적 특성 연구에 주안점을 두었다. 용출실험으로는 법규실험과 slag의 재사용 시나리오와 관련된 여러 주요인자에 대한 영향(pH, 산환원 전위, 용매의 화학적특성, L/S비 등)에 대하여 조사되어졌다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권1호
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• pp.3-13
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• 2021

고급강은 소비자가 원하는 적절한 조성을 갖추고 있고 비금속 개재물의 제어를 통해 높은 청정도를 지닌 강을 의미하며, 철강 제품의 품질은 2차 정련 공정에서 제어하는 것이 지배적이다. 2차 정련에서는 시간이 흐름에 따라 용강, 슬래그, 비금속 개재물, 내화물 및 합금원소 간의 복잡한 반응이 동시에 일어나기 때문에 공정에 대한 제어가 쉽지 않다. 따라서 이전 연구자들은 2차 정련의 공정 예측을 위해 Kinetic 기반의 시뮬레이션 모델을 발표하였고, 정밀한 공정 예측을 위해 현재까지 발표된 시뮬레이션 모델들의 검토 및 분석이 필요하다. 본 연구에서는 Coupled Reaction 모델 기반의 2차 정련 모델들을 분석 및 검토하였고, 시뮬레이션 결과를 검토하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권4호
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• pp.321-327
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• 2018

본 논문은 한국 철강 생산업체에서 발생되고 있는 ERS의 free CaO를Ethylene glycol법을 이용하여 정량 평가하였다. ERS 생산업체 2곳을 선정하여 ERS의 물리적 특성 및 화학성분 분석을 비교하였으며, Ethylene glycol법을 이용하여 생산업체별, 입경 차이(size), 야적 위치(IN, OUT), 에이징 기간(1day, 7days, 14days, 21days, 28days)에 따른 분류로 free CaO 정량 평가를 진행하였다. 본 연구의 실험결과 ERS의 생산업체별 화학 성분이 일부 차이를 나타내고 있었으며, 야적 위치별, 입경, 에이징 기간에 따른 free CaO의 함량 차이가 나타남을 확인하였다. 이는 free CaO가 비정질 물질로서 에이징 기간이 증가하여도 결정화 되지 못한 것으로 사료된다.

• 한국재료학회지
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• 제27권5호
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• pp.281-288
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• 2017

In this study, Fe-Ni slag, converter slag and dephosphorization slag generated from the steel industry, and fly ash or bottom ash from a power plant, were mixed at an appropriate mixing ratio and melted in a melting furnace in a mass-production process for glass ceramics. Then, glass-ceramic products, having a basalt composition with $SiO_2$, $Al_2O_3$, CaO, MgO, and $Fe_2O_3$ components, were fabricated through casting and heat treatment process. Comparison was made of the samples before and after the modification of the process conditions. Glass-ceramic samples before and after the process modification were similar in chemical composition, but $Al_2O_3$ and $Na_2O$ contents were slightly higher in the samples before the modification. Before and after the process modification, it was confirmed that the sample had a melting temperature below $1250^{\circ}C$, and that pyroxene and diopside are the primary phases of the product. The crystallization temperature in the sample after modification was found to be higher than that in the sample before modification. The activation energy for crystallization was evaluated and found to be 467 kJ/mol for the sample before the process modification, and 337 kJ/mol for the sample after the process modification. The degree of crystallinity was evaluated and found to be 82 % before the process change and 87 % after the process change. Mechanical properties such as compressive strength and bending strength were evaluated and found to be excellent for the sample after process modification. In conclusion, the samples after the process modification were evaluated and found to have superior characteristics compared to those before the modification.

• 자원리싸이클링
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• 제28권4호
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• pp.44-50
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• 2019

국내 전기로 공정에서 산화 반응열 및 탄소 연소열 등으로 인한 화학에너지는 전체 투입 에너지 대비 30%정도로 알려져 있다. 전기로에서 $CO_2$를 저감하기 위해서는 전기로 용해 구간 중에 사용되는 전력에너지를 줄이고 화학에너지 사용을 높여야 한다. 일반적으로 용강 중 탄소를 단독으로 투입할 경우, 탄소가 용강에 용해되기 전 낮은 밀도로 인해 슬래그 층으로 부유한다. 용강 중 탄소 농도가 높을 시 취입하는 산소와 용강 중 탄소의 연소반응으로 인해 전력에너지를 낮추며 화학에너지 사용량을 높일 수 있다. 따라서 탄소 연소열의 효율을 높이기 위해서는 용강 중 새로운 탄재 장입 조건이 필요하다. 한편, Al 제련 후의 부산물로 알려져 있는 Al 드로스는 금속성 Al을 25 mass% 이상 함유하고 있으며 Al은 탄소와 비교하여 높은 산화열을 가지고 있다. 그러나 Al 드로스는 재활용이 어려워 거의 매립하고 있으며, Al 드로스 내 Al의 산화열을 효과적으로 활용하기 위해서는 철강 공정 적용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 화학 에너지의 활용 증대를 위한 기반연구로서, 분코크스와 Al 드로스를 화학에너지 연료로서 활용하여 다양한 배합비 및 반응 온도에서 용강 중 탄소 및 알루미늄의 용해 농도와 용해효율을 조사하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.8-16
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• 2024

포틀랜드 시멘트, 철강 산업 등에서 원료로 사용되는 석회석(CaCO₃, calcium carbonate)은 고온에서 탈탄산 분해 반응에 의해 CO₂를 배출한다. 석회석 사용에 의한 CO₂ 배출을 저감하기 위해 CO₂ 배출의 원인이 되는 carbonate 광물을 함유하지 않거나 함유량이 적으면서도 CaO를 함유한 산업부산물로 석회석을 대체하려는 기술이 제안되었다. 이들 산업부산물에 함유된 CO₂를 정량 측정하는 방법으로 Loss of Ignition(LOI), Thermo-Gravimetric Analysis(TG), Infrared Spectroscopy(IR) 등이 사용되나, 산업부산물의 특성에 따라 CO₂ 배출량을 과대 또는 과소 평가할 우려가 있다. 본 연구에서는 CaCO₃ 시료와 고온에서 산화반응에 의해 중량이 증가하는 시료 각각에 carbonate 형태로 함유된 CO₂의 함량을 측정하는 방법으로 LOI, TG, IR 및 DTG(Differential Thermo-Gravimetric Analysis) 방법의 신뢰도와 시험방법별 측정결과를 비교 검토하였다. CaCO₃ 시료에 대해서는 검토한 모든 시험결과는 충분한 수준의 신뢰도를 나타내었다. 반면, 고온에서 중량이 증가하는 시료의 CO₂ 함량에 대해서는 LOI와 TG는 시료의 CO₂ 함량을 제대로 평가하지 못했으며, IR은 예측값에 비해 CO₂ 함량을 과대평가하는 경향을 나타내었으나, DTG에 의한 평가 결과는 예측값에 근사하였다. 이로부터 수 % 미만 수준의 미량의 CO₂를 함유하고, carbonate 광물의 분해 배출 온도에서 CO₂ 배출에 의한 중량 감소 외에도 중량이 변화하는 시료의 경우 DTG를 이용하여 CO₂ 함량을 구하는 것이 LOI나 TG, IR을 이용한 평가보다 합리적이라고 판단된다.