• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.551-556
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• 2018

대부분의 용융 아연 도금 설비에 사용되고 있는 소재는 SM45C(기계구조용 탄소강, KS규격)으로, 주로 저렴한 가격적인 측면에 의해 사용되고 있다. 용융 아연 도금의 특성상 해당 용탕에서 발생되어 올라오는 Zn Fume과 고온의 열에 의한 도금 설비의 산화가 발생되고 있으며 현재 용융 아연 도금 설비의 교체 주기의 시기는 6개월으로 많은 시간과 설비 비용이 낭비 되어오고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 소재들(Inconel625, STS304, SM45C)을 이용하여 고온과 Zn Fume 환경에서 강제로 산화 시켜 각각의 부식성을 확인하고 비교 분석하였으며, 각 소재들의 용융 아연 도금 현장 설비에 적용 가능성을 파악하고자 진행하였다. 강제 산화 실험은 650도의 대기로 내에 Zn 용탕을 두고, Ar 가스를 용탕 내에서 직접 버블링하여 Zn fume를 발생시켜 고온, Zn fume에 의한 부식을 행하는 실험을 하였다. 30일 후 Sample들을 꺼내어 표면의 산화층을 EDS, SEM으로 확인하고, 동전위분극 시험을 이용하여 부식성을 비교 분석하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.271-280
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• 2019

제조산업 분야의 디지털트랜스포메이션의 일환인 스마트공장은 데이터 기반으로 모니터링 및 분석 그리고 예측을 통해서 의사결정 방식을 획기적으로 변화시키고 있다. 특히 설비에 대한 예지보전은 스마트공장의 핵심적인 요소로서 필요성이 증대되고 있다. 본 연구의 목적은 철강 도금공정의 예지보전을 위해 도금로 설비의 열화 특성을 고려한 잔존수명 분석과 예측모델을 산출하는 것이다. 상관성 분석, 다중회귀 분석, 주성분회귀 분석 그리고 시간의 경과에 따른 열화의 추이 파악을 위하여 이동회귀 방식을 제안하여 진행하였다. 그 결과 도금로 열화는 생산성 인자들과 주된 의존적 관계가 있으며, 특히 환경 온도 인자들의 영향성이 열화의 추이 변화에 관계가 있음을 추론할 수 있었다. 예측된 잔존수명을 활용하여 도금로 교체가 필요한 시점을 사전에 알려주는 예지보전을 구현하였다. 향후 설비의 열화 추이 파악에 본 연구에서 수행한 방안이 적절한 사례가 되어 보다 정합성 있는 예지보전 구현이 가능해지기를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.98-103
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• 2018

산업의 발전에 따라 설비 및 재료 등 따라서 재료 표면의 특성을 내식성 및 고강도, 내마모성 등을 향상 시키기 위하여 지금까지 많은 코팅 기술들이 발전해 왔다. 그 중 CCO(CaCoO, 이후 CCO) 박막 형성은 전자재료 영역에서 연구, 사용이 되어오고 있는데, 이 CCO 박막의 특징 중 하나가 고온의 열에 강하다는 것이 있다. 특히 CCO 박막을 형성 시키는 방법 또한 비교적 간단하여 고온의 산화 분위기에 도입이 가능 할 것으로 판단되었다. 따라서 본 연구에서는 이 CCO 박막의 코팅이 용융 아연 도금 설비에 적용을 하기 전에, 고온 및 Zn fume에 대한 부식성을 파악하여 용융 아연 도금 설비에 적용이 가능한지를 파악하기 위한 실험 및 분석을 실시 하였다. 우선 기본 소재 STS304 표면에 CCO 박막을 형성 시키고, 650도의 대기로에서 Zn fume의 분위기 내에서 산화 시킨 후 CCO 박막의 부식 정도를 확인 및 측정 하였다. 산화는 30일간 진행되었고, 30일 후 SEM을 이용하여 CCO박막의 형상을 확인 하였으며 동전위분극 실험을 통하여 부식성을 분석하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제14권5호
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• pp.213-217
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• 2015

Recently, household electronic industries require environmentally-friendly and highly functional steels in order to enhance the quality of human life. Customers especially require both excellent corrosion and abrasion resistant anti-fingerprint steels for digital TV panels. Thus POSCO has developed new functional electro-galvanized steels, which have double coated layers with organic-inorganic composites on the zinc surface of the steel for usage as the bottom chassis panel of TVs. The inorganic solution for the bottom layer consists of inorganic phosphate, magnesium, and zirconium compounds with a small amount of epoxy binder, and affords both improved adhesion properties by chemical conversion reactions and corrosion resistance due to a self-healing effect. The composite solution for the top layer was prepared by fine dispersion of organic-inorganic ingredients that consist of a urethane modified polyacrylate polymer, hardener, silica sol and a titanium complex inhibitor in aqueous media. Both composite solutions were coated on the steel surface by using a roll coater and then cured through an induction furnace in the electro-galvanizing line. New anti-fingerprint steel was evaluated for quality performance through such procedures as the salt spray test for corrosion resistance, tribological test for abrasion resistance, and conductivity test for surface electric conductance regarding to both types of polymer resin and coating weight of composite solution. New composite coated anti-fingerprint steels afford both better corrosion resistance and abrasion properties compared to conventional anti-fingerprint steel that mainly consists of acrylate polymers. Detailed discussions of both composite solutions and experimental results suggest that urethane modifications of acrylate polymers of composite solutions play a key role in enhanced quality performances.

• Corrosion Science and Technology
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• 제9권6호
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• pp.259-264
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• 2010

In continuous hot dip galvanizing process, oxide formation on steel surface has an influence on Zn wetting. High strength automotive steel contains high amount of Si and Mn, where Si-Mn composite oxides such as $Mn_2SiO_4$ or $MnSiO_3$ covers the surface after annealing. Zn wetting depends on how the aluminothermia reaction can reduce the Mn-Si composite oxides and then form inhibition layer such as $Fe_2Al_5$ on the steel surface. The outward diffusion of metallic ions such as $Mn^{2+}$, $Si^{2+}$ in the steel matrix is very important factor for the formation of the surface oxides on the steel surface. The surface state and grain boundaries provide an important role for the diffusion and the surface oxide reactions. Some elements such as P, Sb, and B have a strong affinity for the interface precipitation, and it influence the diffusivity of metallic ions on grain boundaries. B oxide forms very rapildly on the steel surface during the annealing, and this promote complex oxides with $SiO_2$ or MnO. P has inter-reacted with other elements on the grain boundaries and influence the diffusion through on them. Small addition of Sb could suppress the decarburization from steel surface and retards the formation of internal and external selective oxides on the steel surface. Interface control by the trace elements such as Sb could be available to improve the Zn wettability during the hot dip galvanizing.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.553-561
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• 2017

본 연구에서는 산업용 가열 설비에 대한 연소 유동장과 복합 열전달 해석을 위하여 오픈소스 기반의 3차원 해석 시스템을 구축하고 실제 운전 중인 재가열로에 대한 해석을 통해 유용성을 확인하였다. 효율적인 가열로 전용 해석 체계를 위하여 오픈소스 OpenFOAM 라이브러리를 적용함으로써 다양한 해석 기능들을 추가로 개발할 수 있는 확장성과 상용 프로그램 도입에 비하여 경제성 측면에서도 장점들을 가지고 있다. 개발된 프로그램을 활용하여 실제 연속 아연 도금 강판 생산 공정 내의 수평형 소둔로에 대한 해석을 수행하였다. 해석 결과로부터 대상 가열 설비의 가열 성능은 고온 연소 기체에 의한 대류 보다는 복사 열전달 효과가 지배적이며, 이송되는 강판 표면으로 유입되는 복사 열전달량은 총 열전달량의 76% 수준으로 분석되었다. 현 가열로 전용 해석 시스템은 핵심적인 가열 설비 해석 기능을 포함하고 있지만, 다양한 연소 조건에 적용 가능한 난류 연소 모델과 가열로 벽면 열경계에 대한 추가적인 연구가 필요함을 확인하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제11권1호
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• pp.5-13
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• 1978

本 실험에서는 熔融亞鍍金工程에서 다른 諸要因을 一定하게 하고 鋼金溫度와 浸積時間에 따른 亞鉛附着量과 銑損失을 組織학的인 면에서 考察하였다. 銑損失에 要하는 活性化에너지를 구하였으며 試料範위內에서 附着量에 미치는 최적조건을 찾으므로서 不당한 銑損失을 막고 亞鉛原단位를 줄이는데 目的이 있다. 銑損失量과 드로스(Dross)발생량이 상호 密接한 關係에 있으며 도로스 발생량이 감소되면 亞鉛原단位가 감소되었다. 실驗結論은 다음과 같다. 1. 同一時間內에서 詩片-I은 470$^{\circ}$까지 도금층 두께 형성이 온도에 비례하며 浸積時間 8分정도에서 最大값을 나타낸다. 2. 詩片-5는 浸積時間에 比例해서 附着量이 급증함을 나타내었는데 이는 Si의 영향이 지배적이며 그 이외의 試料에서는 20分이후 附着量增加率이 극히 적었다. 浸積時間은 20分이 가장 적당하며 더 이상 오해 浸積시키면, 銑損失量만, 증가할 것이다. 3. 銑損失에 要하는 活性化에너지는 다음과 같으며 이와같은 값은 ${\gamma}$相의 成長에 미치는 活性化에너지 값과 거의 비슷하리라 생각됨. 詩片 - I = 18,500 Cal/mole 詩片 - III = 22,000 Cal/mole 詩片 - V = 42,300 Cal/mole

• 자원리싸이클링
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• 제28권5호
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• pp.30-41
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• 2019

아연의 전세계 생산량은 약 1,300만 톤 정도이며, 철, 알루미늄, 구리에 이어서 네 번째로 많이 사용되는 금속이다. 아연을 리사이클링하여 2차지금을 생산하는 경우 광석으로부터 1차지금을 생산하는데 필요한 에너지의 약 75 %를 절약할 수 있으며, $CO_2$ 발생량은 약 40 %를 절감할 수 있다. 그러나 아연의 주 용도가 철강재의 도금용이기 때문에 아연의 리사이클링율은 약 25 % 수준으로 다른 금속보다 낮은 수준이다. 아연의 리사이클링 원료에는 제강분진, 황동 제조시에 발생하는 분진, 비철금속의 제조공정에서 발생하는 슬러지, 아연 잉곳의 재용해나 용융아연도금을 할때 생성되는 드로스, 폐건전지, 그리고 금속성 스크랩 등이 있다. 제강분진과 폐건전지가 가장 활발하게 리사이클링 되고 있다. 이러한 리사이클링 공정의 대부분은 건식제련법을 응용하고 있으나, 최근에는 건식과 습식의 복합처리에 관해서도 많은 관심이 주어져 있다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권4호
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• pp.281-290
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• 2011

In order to gain better understanding of the selective surface oxidation and its influence on the galvanizability of a transformation-induced plasticity (TRIP) assisted steel containing 1.5 wt.% Si and 1.6 wt.% Mn, a model experiment has been carried out by depositing Si and Mn (each with a nominal thickness of 10 nm) in either monolayers or bilayers on a low-alloy interstitial-free (IF) steel sheet. After intercritical annealing at $800^{\circ}C$ in a $N_2$ ambient with a dew point of $-40^{\circ}C$, the surface scale formed on 590 MPa TRIP steel exhibited a microstructure similar to that of the scale formed on the Mn/Si bilayer-coated IF steel, consisting of $Mn_{2}SiO_{4}$ particles embedded in an amorphous $SiO_{2}$ film. The present study results indicated that, during the intercritical annealing process of 590 MPa TRIP steel, surface segregation of Si occurs first to form an amorphous $SiO_{2}$ film, which in turn accelerates the out-diffusion of Mn to form more stable Mn-Si oxide particles on the steel surface. During hot-dip galvanizing, particulate $Fe_{3}O_{4}$, MnO, and Si-Mn oxides were reduced more readily by Al in a Zn bath than the amorphous $SiO_{2}$ film. Therefore, in order to improve the galvanizability of 590 TRIP steel, it is most desirable to minimize the surface segregation of Si during the intercritical annealing process.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권4호
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• pp.601-611
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• 2005

In this paper, an active vibration control of a tensioned, elastic, axially moving string is investigated. The dynamics of the translating string are described with a non-linear partial differential equation coupled with an ordinary differential equation. A right boundary control to suppress the transverse vibrations of the translating continuum is proposed. The control law is derived via the Lyapunov second method. The exponential stability of the closed-loop system is verified. The effectiveness of the proposed control law is simulated.