• 보존과학회지
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• 제36권2호
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• pp.143-151
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• 2020

본 연구에서는 인제 부평리유적 4-2지구 통일신라시대 제철유적에서 출토된 슬래그 5점에 대해 분석을 수행하였으며 그 결과를 통하여 당시의 제철공정을 밝히고자 하였다. 인제 부평리유적출토 슬래그의 전철량은 3.65~23.78%로 고대 제철에서 일반적으로 나타나는 전철량보다 상당히 낮았다. 조재량 또한 65.92~88.96%로 매우 높아 철과 슬래그의 분리가 원활하게 이루어졌을 것으로 보이며 그로 인해 철의 회수율이 상당히 좋았을 것으로 추정된다. 화합물 분석결과 대부분의 시료에서는 크리스토발라이트가 검출되었으며 FAS 상태도와 FCS 상태도에 분석된 데이터를 대입하여 추정한 노 내 온도 또한 1600℃ 이상으로 나타나 탄소를 포함한 철이 완전히 용융되어 주철을 생산하기에 충분한 온도로 조업이 이루어졌음을 확인하였다. 미세조직 관찰 결과 철편에서는 백주철 조직이 관찰되고 백주철 조직에서 철-탄소-인의 3원계 공정인 스테다이트가 함께 관찰되었다. 이는 제철부산물이 생성될 당시 주조 공정을 위한 간접제련이 이루어졌다는 증거가 된다. 분석결과를 토대로 인제 부평리유적은 철광석을 용해하여 선철을 생산한 간접제련유적인 것을 추정하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제4권4호
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• pp.283-303
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• 2016

Several types of industrial byproducts are generated. With increased environmental awareness and its potential hazardous effects, the utilization of industrial byproducts in concrete has become an attractive alternative to their disposal. One such by-product is ground granulated blast furnace slag (GGBS), which is a byproduct of the smelting process carried out in the iron and steel industry. The GGBS is very effective in the design and development of high-strength and high-performance concrete. This paper reviews the effect of GGBS on the workability, porosity, compressive strength, splitting tensile strength, and flexural strength of concrete.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.170-178
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• 2005

Multi-hole type oxygen combustion burner was developed for industrial gasification and smelting furnace. We investigated characteristics of flame, radiation transfer, and soot emission in the convectional oxygen burner with respect to the feeding condition of fuel and oxygen. Regarding the results of the conventional burner, we designed new burners which have larger fuel consumption rate and radiation heat transfer. We changed the size and hole number and shape of the exit plane of the burner. In addition, the performance of the burner was tested with respect to the feeding condition of the fuel and air: Normal Diffusion flame(NDF) and Inverse Diffusion Flame(IDF). We investigated the flame configuration, radiation heat transfer, and soot formation by using a CCD camera, heat flux meter, and Laser Induced Incadescence(LII), respectively. The stable operating condition was obtained by the flame configuration and the flame of the burner which has dented exit plane was more stable in whole operating conditions. The characteristics of radiative heat transfer were sensitive to the feeding condition of reactants and the flame of 75% primary oxygen and 25% secondary oxygen of the IDF case shows maximum radiation heat transfer. The soot volume fraction of the flame was measured in the axial direction of the flame and the amount of soot volume fraction is proportion to the radiation heat transfer. As a result, we can get the optimal operating condition of the newly designed burner which enhances the characteristics of flame stabilization and radiation heat transfer.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.310-316
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• 2020

본 연구에서는 도전성이 우수하고 조달이 쉬운 금속계열 산업부산물을 EMP차폐용 콘크리트 골재로 사용하기 위해 골재의 안정성 평가 및 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그, 페로몰디브덴을 선정하여 사용하였으며 골재의 성분 분석과 골재안정성 평가를 실시하였다. 또한 산업부산물 골재를 콘크리트 골재로 사용하여 기본 물성 평가 및 EMP 차폐 성능 평가를 실시하였다. 실험 결과 산업부산물 골재중 페로몰리브덴은 Free-CaO가 높아 골재로서의 안정성이 낮게 나타났으며 나머지 골재들은 콘크리트용 골재로 사용하기에 무방한 것으로 평가 되었다. 또한 압축강도 실험 결과 페로몰디브덴을 제외한 산업부산물 골재를 제외한 실험체는 Plain 실험체 보다 높은 압축강도를 발현하였다. EMP차폐 성능 평가 결과 EMP 차폐성능이 높은 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그 이며 골재의 평균입경이 작거나 균일하게 분포되면 차폐성능은 증가할 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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• pp.393-397
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• 2001

The innovatory process, that is the direct separation and recovery of the iron and zinc metals contained in the high temperature exhaust gas generated from the electric arc furnace fer the inn scrap melting and/or the dust treatment, has been proposed. This proposed process consists of the moving coke bed filter that is directly connected to the electric furnace, and the following heavy metal condenser. The exhaust gas passes through the filter and the condenser right after exhausting from the electric furnace. The moving coke bed filter is being controlled at about 1000℃ and collects iron and slag components contained in the high temperature exhaust gas. Heavy metals such as zinc and lead pass through the filter as vapor. Based on the thermodynamic considerations, the iron oxide and the zinc oxide are reduced in the filter. The solution loss reaction rate is comparatively low at about 1000℃ in the coke bed filter by the analysis using the mathematical simulation model. The heavy metal condenser is installed in the position after the coke bed filter, and rapidly cools the gas from about 1000℃ to 450℃ by a full of the cooling medium like the solid ceramic ball in addition to the cooling from the wall. The zinc and lead vapor condense and separate f개m the gas in a liquid state. The investigation of the characteristics of the exhaust gas of the commercial electric arc furnace, the fundamental experiments of the laboratory scale and the bench scale ensured the formation of this proposed process. A small-scale pilot plant examination is carrying out at present to confirm the formation of the process. It is certain that the dust generation of the electric arc furnace is extremely decreased, and it can save the energy consumption of usual dust treatment processes by the realization of this process.

• 보존과학회지
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• 제37권1호
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• pp.34-42
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• 2021

This study analyzes six slags excavated from the iron making site in Gogi-ri, Namwon, Korea to understand the characteristics of the ruins, and to confirm the iron making process performed at the time. The chemical components of the iron making by-products from the Gogi-ri site were analyzed, and the findings indicate total Fe contents between 23.24% and 37.56%, which are lower than the typical total Fe content found in ancient iron making processes. The deoxidation agent contents of the slags ranged from 43.88% to 58.13%, which are higher than the typical deoxidation agent content of ancient iron making processes. The high content suggests smooth separation between iron and slags, and TiO₂ detected from the site suggests the use of materials with high titanium content in the iron making in the region. As for the microstructures of the slags, some slags have long pillar-shaped fayalites, while others have pillar-shaped wüstite along with ulvöspinel. Slags from the forging furnace show hammer scales created by both the earlier stages and later stages of forging work. The findings suggest that the iron making site in Gogi-ri, Namwon, Korea used to be an iron making facility where a full range of iron making process was carried out ranging from smelting to forging, and the ironmakers used a wide array of technologies to manufacture iron products.

• 자원리싸이클링
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• 제23권4호
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• pp.69-74
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• 2014

심해저 망간단괴를 용융환원 제련시 발생된 슬래그에 규사와 cokes를 일정량 배합하여 아크로에서 재용융하여 Fe-Si-Mn 합금철을 제조하는 과정에서 발생하는 2차 슬래그는 아직 특정 용도가 개발되지 않은 폐슬래그로 취급되는데, 이 폐슬래그의 재활용 방안에 대하여 요업 원료로의 활용가능성과 건설재료로의 활용가능성을 검토하였다. 망간단괴 폐슬래그를 포틀랜드시멘트, 캐스타블내화물과 같은 요업원료로 사용하는 것은 조성 차이가 많아서 직접적인 활용이 곤란하고, 다른 활용방법으로서 폐슬래그를 도로 노반재나 성토재 및 복토재 등과 같은 건설재료로 활용하는 것이 무난하다고 판단된다. 도로 건설재료로 사용시 혹시 있을지도 모를 토양 오염에 대비하여 유해물질들에 대한 용출시험을 KS 기준에 따라 수행한 결과 폐슬래그의 무해성을 확인할 수 있었다. 따라서, 망간단괴 폐슬래그를 도로 성토재나 노반재와 같은 건설재료로 활용하는 방안을 제안코자 한다.

• 보존과학회지
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• 제33권4호
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• pp.297-312
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• 2017

고대 제철 공정에서 원광석 내의 철과 기타 광물의 분리가 원활하게 이루어질 수 있도록 조재제를 첨가하는 경우가 많다. 하지만 조재제 첨가 유무를 판단할 수 있는 정확한 기준이 될 만한 자료가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 조재제 첨가에 따라 달라지는 슬래그의 재료학적 특성을 파악하기 위해 제련 실험을 진행하였다. 총 3차례 진행된 실험에서 산출된 슬래그의 미세조직을 관찰하고 성분을 분석하였다. 1차 실험은 조재제를 첨가하지 않았으며, 산출된 슬래그의 전철량은 39.45~52.94 wt%로 확인되었다. 조재제를 첨가한 2, 3차 실험에서는 34.89~38.92 wt%로 감소하였다. 미세조직 분석 결과 2, 3차 실험에서는 철산화물 이외에 Gehlenite, Hercynite와 같은 CaO 화합물이 나타난다. 비금속개재물 성분 간 비율을 비교한 결과, 1차 실험의 유리질바탕의 $CaO/SiO_2$ 값이 0.42를 기준으로, 이보다 높을 경우 조재제를 첨가하였을 것으로 판단된다. $Al_2O_3/SiO_2-CaO/SiO_2$ 비교 분석한 결과, $Al_2O_3-SiO_2$ 비율은 유사한 제련공정 시스템(원광, 노벽, 연료)을 판단하는 지표로 활용할 수 있을 것으로 본다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.338-343
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• 2017

본 논문은 이산화탄소 배출저감 및 산업폐기물을 재활용하기 위한 일환으로 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 사용하였다. 고로슬래그 미분말은 선철의 제련 시 부산물로서 발생하는 고온 용융상태의 고로슬래그를 물로 급냉 시켜 유리화한 것으로 반응성이 높아 시멘트 및 콘크리트용 혼화재료로 다양하게 사용되고 있다. 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트는 수화발열속도 저감, 온도상승 억제, 장기강도 향상, 수밀성 증대에 의한 내구성 향상 및 염화물 이온 침투억제에 의한 철근의 발청 억제 등의 다양한 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 재령 초기 낮은 압축강도로 인해 사용량이 적은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 고로슬래그 미분말을 치환할 경우 낮은 압축강도를 보완하기 위해 증기양생이 초기 강도 발현에 미치는 영향을 평가하였고, 압축강도, SEM, EDS, XRD와의 관계를 분석하여 콘크리트의 압축강도 발현특성을 검토하였다. 그 결과 고로슬래그 미분말을 30% 치환한 콘크리트가 가장 우수하였으며, 이는 증기양생에 의해 고로슬래그 미분말의 피막을 파괴하여 ettringite 및 C-S-H겔 등의 수화물을 생성함으로 압축강도에 영향을 마친 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제50권1호
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• pp.4-17
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• 2017

본 연구에서는 부여 관북리 유적 "나" 지구에서 출토된 9점의 제철 관련 유물에 대한 분석을 실시하여 제철유구의 성격을 확인하고자 하였다. 연구결과, GB1과 GB6은 반환원괴로 확인되며, GB2, GB3, GB4, GB5는 정련 과정에서 생성된 단야재로 확인되었다. 노벽 시편인 GB7의 내측에서는 고온지시광물인 Mullite, Cristobalite가 확인되었고, $FeO-Al_2O_3-SiO_2(FAS)$ 삼원상태도에 대입한 단야재의 정출온도는 $1200{\sim}1300^{\circ}C$로 확인되었다. 덩이쇠인 GB8은 괴련강계 단조철기로 확인되었는데, 이는 철기제작을 위한 중간소재로 사용된 것으로 보이며, GB8의 내부에서 관찰되는 비금속 개재물은 단야재의 조직과 성분이 유사함을 알 수 있다. 따라서 부여 관북리 유적 "나" 지구의 제철유적은 직접제철법으로 생산된 괴련철의 정련을 기본으로 하는 소규모 제철시설이었던 것으로 추정할 수 있다.