• 한국주조공학회지
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• 제25권6호
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• pp.254-258
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• 2005

Semisolid process is possible in any material system possessing a freezing range where the microstructure should consist of the nondendritic globular solid phase separated and enclosed by the liquid phase, referred to as semisolid slurry. There are two primary semisolid processing routes, thixocasting and rheocasting. Especially, rheocasting process has become a new focus in the field of semisolid process because of its many advantages such as no special billet required and possibility of in-house scrap recycling, compared with the thixocasting process. In-Ladle direct thermal control (DTC) rheocasting has been developed, based on the fact that there is slurry and mush transition in every molten metal and the transition, which normally occurs in the range of liquid traction of 0.1 to 0.6, could be controlled by controlling solid shape and relative solid-liquid interfacial energy. In this study, A356 Al alloy was investigated to verify In-Ladle DTC rheocasting for obtaining semisolid slurry. Modeling of heat transfer was carried out to investigate the effect of pouring temperature and ladle material, geometry and temperature and the simulation results were compared with the actual experiments.

• 한국주조공학회지
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• 제20권1호
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• pp.38-45
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• 2000

The remelting for recycling or thin aluminum scrap, such as aluminum chip generally involves melting of these pieces submerged in molten salt flux. In this study, the effects of salt flux compositions and alloying elements on the aluminum dropletscoalescence and oxide film removal were studied in 99.8%Al, Al-1.01%Cu, Al-1.03%Si, and Al-1.38%Mg alloys as a function of holding time at $740^{\circ}C$ Salt fluxes based on NaCl-KCl(1:1) with addition of 5wt.% fluorides(NaF, $Na_3AlF_6$, $CaF_2$) or 5 wt.% chloride($MgCl_2$, $AlCl_3$) were used. The experimental results show that NaCl-KCl(1:1) with addition of 5 wt.% fluorides exhibits better coalescence ability than that with chlorides. The oxide film is not removed by NaCl-KCl(1:1) with addition of 5 wt.%chlorides, while it is removed by NaCl-KCl(1:1) with addition of 5 wt.% fluorides. The aluminum droplets coalescence and oxide film removal by salt fluxes are related to interfacial tension tension between metal and salt flux.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 춘계임시총회 및 제25회 학술발표대회
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• pp.23-27
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• 2005

본 연구에서는 유가금속 성분이 약 45%인 폐인쇄회로기판을 사용하여 염산 용액에서 전해생성된 염소에 의한 침출 거동을 조사하였다. 폐인쇄회로기판내 유가금속 중 구리는 약 84%에 해당하였다. 전해생성된 염소에 의한 침출거동에 미치는 변수들의 영향을 조사한 결과 염소의 전핸생성 및 교반에 의한 용액으로의 용해 및 혼입 단계가 침출율에 가장 큰 영향을 주었다. 염산농도 1M, 전류밀도 $20\;mA/cm^2$, 교반속도 600 rpm, 용액온도 $50^{\circ}C$의 조건에서 99%의 침출율을 얻었다. 전해생성된 염소의 침출반응 이용율은 교반속도가 높고 전류밀도가 낮을수록 높아졌다. 반응 초기에는 알루미늄, 납, 주석 등 시료내 기타 금속성분들의 침출이 주로 일어났으며, 이러한 반응이 둔화됨에 따라 구리의 침출이 증가하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.54-61
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• 2024

천연방사성핵종의 붕괴에 의해 생성된 Pb에 의해 오염된 철강을 재용해하면 Pb는 금속, 슬래그, 기상으로 분배된다. 본 연구에서는 Fe 중에 5 wt%의 안정한 Pb를 첨가하고 CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO계 슬래그와 함께 용융시켜 Pb의 금속/슬래그/가스상으로의 분배 거동을 조사하였다. 슬래그 염기도((wt%CaO)/(wt%SiO2))가 증가함에 따라 Fe 중 Pb 용해도는 약간 증가하는 경향을 나타내었으며, 슬래그 중 Pb는 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 염기도 증가에 따라 Pb의 슬래그/금속 사이의 분배비는 감소하는 경향을 나타내었다. 열역학적 계산 결과 슬래그 중 PbO의 활동도계수와 무관하게 Pb의 슬래그/Fe상 중 분배비는 매우 낮은 값으로 실험 결과와 유사한 수준을 나타내었다. Fe-Pb 중 Pb의 계산 증발속도가 Fe의 약 22배에 달하여 Pb의 대부분이 기상으로 증발되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.73-80
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• 2013

산업적 요구에 따른 금속 소재의 사용량은 급증하고 있으나, 한정된 유용가능 자원으로 인해 원소재 가격이 급속도로 상승하고 있어, 이들 금속 자원의 안정적 확보가 국가 경쟁력 확보 및 지속적인 경제 성장의 핵심 요소로 인식되고 있다. 전량 수입에 의존하고 있는 마그네슘 소재의 경우, 수명을 다한 자동차 및 3C(Camera, Computer, Communication) 제품의 폐부품과 마그네슘의 용해 과정에서 발생하는 슬러지 및 드로스 등의 저품위 스크랩은 전량 폐기되고 있어 자원순환의 효율성을 제고하고 독자적인 원소재 수급 체계를 확립하기 위해서는 저품위 스크랩의 재활용 기술 개발 및 상용화가 절실하다. 본 연구에서는 폐마그네슘의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1974년~2012년까지의 미국, 유럽연합, 일본, 한국의 등록/공개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링 하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내보았다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.17.1-17.1
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• 2009

발포금속은 1948년에 Sosnik에 의해 알루미늄에 수은을 증발시키는 방법으로 발포 알루미늄을 제조한 이래, 1951년 Elliot에 의해 진보된 방식인 발포 매개체를 용탕에혼입하는 방법으로 발포금속을 제조하기 시작하였다. 현재 이들 선진국가의 생산방법 및 현황은 균질 기공의 조절, 연속주조 방식과 원가절감, 그리고 제조기술의 진보를 통하여 다양한 분야에 적용되고 있다. 그러나 실용화를 위해서는 요구특성을 만족하고 동시에 가격 경쟁력을 가진 제조기술의 보유 및 개발과 독특한 특성을활용한 새로운 적용 분야의 개척이 필요하다고 생각되며, 이를 위해 Harvard, MIT, Aachen, HMI 등 구미 유수 대학과 NASA, 미국방성등의 연구기관, ERG, 신강(新鋼) wire등 산업체를 중심으로제조 및 특성평가에 관한 기초연구와 활용방안이 활발히 모색중에 있다. 그리고 일부 자동차 생산 업체를중심으로 발포금속을 적용한 초경량, 에너지 절감형의 자동차 부품 소재,항공기 방열판 등에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속 기체의 GASAR 공법은 Lotus 공법으로 Osaka 대학에서 개발되어 열교환기, 항공기, 방열기 등으로 응용이 확대되고 있다 국내에서 완제품생산은 실내장식용 복합패널로서 한소 프라임이 운영상의 문제로 생산을 중단하였으며, 유닉슨(주), 금강(주)에서 Batch식, 금성산업에서 Pot식이 일부 생산 및 연구가 진행되었으나 현재는 본연구실의 협조로 (주) 폼텍에서 발포패널을 주로 생산하고 있고 (주)드림메탈과 (주)아크로폼텍에서일부 생산되고, (주)동일알루미늄에서는 폐 scrap을 이용한 발포 Al 제조가 연구단계에 있다. 생기원에서는 분말 가열 흡음패널이 개발되었으나 강도와 내열성이 낮아 이들 특성을 향상시크는 연구가 진행중이다. 이들 제품은 성능상으로는 동양강판의 흡음패널과 KIMM의 필터용은연구개발이 낮은 수준이며, 본 연구팀과 공동 개발한 (주)폼텍의 복합패널은 10여 가지의 실용특허로 건축마감재로서 오히려 선진국수준을능가한 상태이다, 한편, 발포금속 기능성 개발은, 이들이 가지고 있는 우수한 특성 때문에 군수용으로부터 민수 산업용까지 전분야에 적용이 가능한 소재이므로 수요처를확장하고 있으므로 제품의 균질성, 안정성과 기능성 개발 향상을 위해 지속적이고 체계적인 연구가 필요하다고 생각된다.

• 한국주조공학회지
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• 제35권4호
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• pp.75-79
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• 2015

Commercial Zr-based amorphous alloy was recycled and oxygen was introduced during the recycling process. The oxygen content can have a great effect on the glass forming ability and the mechanical properties of the alloy. Therefore, it was closely examined. The initial oxygen content in the raw material was 1,244 ppm. It was increased to 3,789 ppm in the alloy after ten recycling processes. As the recycling processes were repeated, the oxygen content increased. Specifically, after four recycling processes, it increased sharply as compared to that after three recycling processes. After ten recycling processes, the glass transition temperature (Tg) increased from 613 K to 634 K and the crystallization temperature (Tx) increased from 696 K to 706 K. On the other hand, the super-cooled liquid region (${\Delta}T=Tx-Tg$) decreased slightly from 83 K to 72 K while the reduced glass transition temperature (Trg = Tg/Tm) was 0.63, remaining constant even when the oxygen content was increased. These results indicated that the increased oxygen content deteriorated the glass forming ability. The bending strength as determined in a three-point bending test showed a sharp decrease from 3,055 to 2,062 MPa as the oxygen content was increased from 1,244 ppm to 3,789 ppm; the extension was also decreased from 3.02 to 1.74 mm. These findings meant that the alloy became brittle.

• 자원리싸이클링
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• 제15권6호
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• pp.3-9
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• 2006

본 연구에서는 색도인식이 가능한 버신 비젼시스템을 설계 제작하고, 제작한 시스템을 이용하여 철스크랩에 혼합되어 있는 Cu스크랩을 자동으로 분리하는 시험연구를 행하였다. 머신비젼시스템은 크게 측정부, 이송부 그리고 ejector로 구분되며, CCD카메라, 광원 및 frame grabber로 구성된 측정부에서 이메지 프로쎄싱 알고리즘에 의해 이송되어 오는 스크랩 표면의 색도를 인식하게 된다. 또한 그 인식결과에 따라 I/O interface가 구성된 콘트롤러에 의해 에어노즐을 작동하도록 하여 임의로 지정한 특정 표면색상의 스크랩만을 분리하도록 되어 있다. 본 시스템을 이용하여 철스크랩에 포함된 Cu스크램의 선별실험을 수행한 결과, 스크랩 이송속도가 15 m/min.에서 90%이상의 선별효율을 나타내어, 향후 선별기능의 고속화가 실현될 경우 산업적으로 적용 가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 춘계임시총회 및 제25회 학술발표대회
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• pp.57-61
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• 2005

본 연구에서는 색도인식이 가능한 머신 비젼시스템을 설계 제작하고 제작한 시스템을 이용하여 철스크랩에 혼합되어 있는 Cu 스크랩을 자동으로 분리하는 시험연구를 행하였다. 머신비젼시스템은 크게 측정부, 이송부 및 ejector로 구분되며 CCD카메라, 광원 및 frame grabber로 구성된 측정부에서 이메지 프로쎄싱 알고리즘에 의해 이송되어 오는 스크랩 표면의 색도를 인식하게 된다. 또한 그 인식결과에 따라 I/O interface가 구성된 콘트롤러에 의해 에어노즐을 작동하도록 하여 임의로 지정한 특정한 표면색상의 스크랩만을 분리하도록 되어 있다. 본 시스템을 이용하여 철스크랩에 포함된 Cu스크랩의 분리시험을 행한 결과, 스크랩 이송속도가 15m/min.에서 90% 이상의 분리효율을 나타내어 향후 분리효율의 고속화가 실현될 경우 산업적으로 적용가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권1호
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• pp.92-101
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• 2021

국내 도시광산업체의 해외진출을 장려하기 위해 유럽 32개국과 일본, 미국의 폐기물 발생 및 재활용 현황을 정리하였다. 그 결과 EU(European Union) 32개국 중 독일의 물질소비량과 폐기물 발생량이 가장 많았고, EU의 폐기물 조성 중 광산폐기물이나 흙 등 무기물이 가장 많은 부분을 차지하고 있었다. 폐기물 처리방법으로서 매립과 재활용이 각각 39%와 38%으로 아직까지 재활용할 여지가 많은 것으로 판단되었다. 일본의 전체 폐기물 발생은 최근 4억톤 이하로 감소하고 있는 추세이며, 제조업에서 가장 많은 폐기물이 발생하였다. 폐기물 중 재활용되는 비율은 50%를 조금 넘는 수준이나, 금속스크랩의 경우 90%를 상회하고 있으며, 폐플라스틱의 경우 60%로 나타났다. 미국의 폐기물발생량은 최근 2억6천5백만톤을 상회하고 있으며, 폐기물 중 52.1%가 매립되고 있고 재활용은 25.1%정도에 불과하여 향후 재활용산업에 진출할 여지가 높다고 판단된다.