• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2013.04a
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• pp.77-77
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• 2013

최근의 산업활동에서는 신규 원료 개발과 생산 효율성을 높이기 위하여 분체 공정이 증가하고 있는데, 미세 분진의 취급으로 분진운의 형성과 착화가 용이해지므로 분진폭발이나 화재 위험성이 증가하고 있다. 분진을 안전하게 사용하고 저장, 취급하기 위해서는 착화 전의 위험성 지표로서 최저발화온도(MIT ; Minimum Ignition Temperature)를 사전에 파악해 두는 것이 중요하다. 분진농도의 발화온도는 장치 내의 발화위험성이나 분진 취급 공정의 사고예방대책 관리를 위한 실용적 관점에서 중요하게 활용되는 폭발특성값이다. 또한 분진의 발화온도는 분진농도에 의존하며 농도변화에 따른 가장 낮은 온도를 MIT라고 한다. 본 연구에서는 화재폭발사고 빈도가 줄지 않고 있는 Mg 및 Mg-Al합금(60:40 wt%, 50:50 wt%, 40:60 wt%)을 대상으로 조성비율에 따른 최저발화온도를 실험적으로 조사하였다. Mg 및 Mg-Al(60:40 wt%), Mg-Al(50:50 wt%), Mg-Al(40:60 wt%) 시료의 평균입경은 142, 160, 151, $152{\mu}m$이다. MIT실험장치는 IEC 61241-2-1(Methods for Determining the Minimum Ignition Temperatures of Dust, 1994)에 준거하여 제작하여 사용하였다. 실험장치는 가열로, 분진운 시료홀더, 온도조절장치, 압축공기 제어장치 등으로 구성되어 있다. 구체적인 실험방법은 시험분진를 분진홀더에 장착하고 0.5 bar의 압축공기를 0.3 sec 동안 사용하여 일정 온도로 가열된 로의 내부로 분진운을 부유시킬 때에 분진운이 발화하여 가열로 하단부의 개방구에까지 화염이 전파하는지를 디지털비데오카메라로 기록, 평가하여 발화 유무를 판정하였다. Mg합금에 대한 MIT를 측정한 결과 $740^{\circ}C$가 얻어졌으며, Mg-Al(60:40 wt%)의 MIT는 $820^{\circ}C$로 조사되었다. 그러나 Mg-Al(50:50 wt%) 및 Mg-Al(40:60 wt%)에 대해서는 최대 가열로의 설정온도를 $890^{\circ}C$까지로 하여 농도를 변화시키면서 조사하였으나 발화가 일어나지 않았다. 문헌에 따르면 Mg입자 표면의 산화피막은 다공성으로 일정 온도에서 산화반응이 시간에 따라 직선적으로 증가하는데 반하여, Al의 산화피막은 보호 작용을 하여 일정 온도에서 산화반응속도가 표면과 내부의 농도 기울기에 의한 확산속도에 의존한다고 보고하고 있다. 본 연구결과를 토대로 Mg-Al합금의 발화특성을 고찰해 보면, Mg-Al합금에서 자기 전파성이 작은 Al성분의 증가는 착화지연이 증가하여 연소성이 감소하여 최저발화온도의 증가로 이어지는 것으로 추정되었다. 또한 발화온도는 주어진 조건의 온도장에서 분진이 존재하는 시간 길이에 따라 변화하므로, 발화온도를 실험적으로 측정하는 경우에는 측정장치나 방법에 따라 달라지므로 사업장의 현장에 발화온도를 적용하는 경우에는 장치 내의 분진의 존재시간을 고려할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2013.04a
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• pp.116-116
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• 2013

마그네슘은 스마트폰, 전자기기 케이스, 내화벽돌과 아크용접봉 제조시의 첨가물 등으로 사용되고 있는데, 최근에는 재활용을 위한 마그네슘 용해로를 취급하거나 가공하는 사업장이 증가하고 있어 사고위험성이 높아지고 있다. 금속분을 취급하는 사업장에서의 금속분진은 저장이나 축적 등과 같이 주로 퇴적물로서 존재한다. 퇴적분진의 발화온도는 퇴적물 형상과 두께, 입경, 분위기 가스의 유속, 산소농도, 부유분진의 농도, 퇴적밀도, 수분 등의 많은 영향인자가 관여하기 때문에 이론적 예측이 힘들고 실험적인 측정에 의존할 수 밖에 없는 것이 현실이다. 본 연구에서는 연소성이 높고 화재폭발사고사례가 많은 마그네슘(Mg) 분진을 사용하여 승온속도 변화에 따른 열분해특성을 조사하였다. 퇴적분진의 열적특성을 조사하기 위하여 METTLER TOLEDO의 TGA/DSC1를 사용하였으며, Mg 시료의 평균입경은 38, $142{\mu}m$이다. 입경 $38{\mu}m$의 Mg 시료의 열중량분석 결과, 중량증가는 $400{\sim}500^{\circ}C$의 범위에서 시작되며 $550^{\circ}C$에서 급격하게 중량이 증가하고 있으며, 증량증가개시온도(Temperature of weight gain)는 $460^{\circ}C$에서 시작하여 $900{\sim}950^{\circ}C$ 범위에서 중량 증가 포화값에 도달하였다. 입경 $142{\mu}m$의 Mg에 대하여 공기중 승온속도를 5, 10, $20^{\circ}C/min$으로 변화시키면서 실온에서 $900^{\circ}C$까지 가열 시키는 경우의 시료의 중량 변화에 따른 열분해 특성은 승온속도가 증가할수록 2단계의 S자 곡선은 완만하게 상승을 나타내며 중량증가개시온도가 높아지는 경향을 보이고 있다. 중량증가개시온도가 승온속도에 따라 변화하는 결과를 나타내고는 있지만, 시료량의 증가에 따른 영향을 열중량분석 실험방법의 제약으로 인하여 확인할 수 가 없었다. 그러나 만일 시료량이 크게 증가하는 경우에는 동일한 승온조건에서 중량증가 개시온도는 낮아질 가능성이 있다. 중량증가는 시료의 산화반응에 의한 것이므로 시료량의 증가는 시료 내부에의 열의 축적을 용이하게 하여 보다 낮은 온도에서도 산화반응이 충분히 일어나는 조건이 형성되기 때문이다. 승온속도가 증가할수록 산화 반응한 괴상형태의 연소입자가 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 승온속도에 따른 중량개시온도 곡선을 보면 [그림 24]와 같으며 승온속도 5, 10, $20^{\circ}C/min$의 증가에 따라 중량개시온도는 각각 490, 510, $530^{\circ}C$가 얻어졌으며 승온속도의 증가에 따라 중량개시온도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.86 no.4
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• pp.509-520
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• 1997

This is a report on the early vegetation, plant community structure, and secondary succession of cut and uncut sites of burned areas in Mt. Gumo-sun. The forest fire occurred on April, 1994 and the pine forest and its floor vegetation were burned down. The investigation was carried out from April, 1995 to October, 1996. The results are summarized as follows : The floristic composition of cut and uncut sites of burned area and unburned area were composed of 32, 36, and 34 kinds of vascular plants respectively. The biological spectra showed the $H(G)-D_1-R_5-e$ type, $H(M)-D_1-R_5-e$ and $M(N)-D_1-R_5-e$ in cut, uncut, and unburned site respectively. The dominant species based on $SDR_3$ of the cut site were Miscanthus sinensis var. purpurascens(100.00). Caret humilis(52.27), Quercus serrata(51.19) and Lysimachia clethroides(39.40), however, in the uncut sites the dominant species were Quercus acutissima(56.91), Pinus densiflora(26.83) in the tree layer, Quercus serrata(50.43), Lindera glauca(40.51), Lespedeza bicolor(37.85) in the shrub layer, and Miscanthus sinensis var. purpurascens(72.27), Pteridium aquilium var. latiusculum(60.92), Carex humilis(63.63) in the herb layer. Pinus densiflora(99.88), Miscanthus sinensis var. purpurascens(82.74), Quercus serrata(77.47) and Carex humilis(74.02) were dominant in the unburned site. The species diversity(H) and evenness index(e) were 1.05, 0.70 and 1.32, 0.85 in the cut and uncut site, respectively and 0.22, 0.63 in the unburned site. Dominance index(C) was 0.15, 0.06 and 0.96 in the cut, uncut site and unburned site, respectively. Degree of succession(DS) was 345.19, 747.47 and 674.34 in cut, uncut and unburned site, respectively. The index of similarity(CCs) was 0.66 between cut and uncut sites, 0.50 between unburned and cut sites and 0.61 between unburned and uncut sites. The amount of exchangeable sodium, calcium, magnesium and soil pH were increased, but the amount of organic matter, available phosphous, total nitrogen, total carbon and exchangeable potassium were decreased in cut site after fire.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.95 no.3
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• pp.334-341
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• 2006

This study was to investigate the growth of planted red pine (Pinus densiflora S. et. Z.) seedling, soil properties and understory vegetation structure after fertilizer treatments [unfertilized plot (control), CF plot (Combination Fertilizer), UF plot (Urea Formaldehyde Fertilizer)] in a Pinus densiflora stand planted after the forest fires in Gosung, Gangwon province. The height growth rates of seedlings in four years were 264% in unfertilized, 404% in CF, and 388% in UF plots, respectively. The root collar diameters were increased 340% in unfertilized, 454% in CF, and 427% in UF plots, respectively. No significant changes occurred in soil total nitrogen and potassium ion ($K^+$) with the fertilization. However, available $P_2O_5$, content in the soil surface (0-15 cm) increased with the fertilizer application. Soil organic matter increased significantly with fertilizer treatments, while gradual decrease occurred in unfertilized plots. Sodium ion ($Na^-$) decreased in all sites. Soil pH, CEC, calcium ion ($Ca^{2+}$) and magnesium ion ($Mg^{2+}$) contents were not significantly different among treatments. Although Shannon's species diversity index and species richness in understory vegetation did not change with fertilizer treatments, vegetation cover rates in forest floor increased significantly with the fertilization. These results suggest that the increase of pine seedling growth and vegetation cover rates with fertilization could enhance soil stabilization in forest tire areas.