• 한국결정성장학회지
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• 제21권3호
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• pp.129-135
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• 2011

제철공업에서 부산물로 발생되는 EAF(Electric Arc Furnace) dust는 유해한 철분 성분을 다량 함유하고 있어 환경파괴를 일으킬 위험이 있는 지정폐기물이다. EAF dust의 자원화를 위하여 석탄화력 발전소에서 발생되는 바닥재와 준설토에 EAF dust를 첨가하여 세라믹 다공체의 제조 가능성을 연구하였다. 또한 등유는 비교적 저온에서 발포기구에 작용하는 탄소(C)의 효과를 보기위해 첨가하였다. 혼합은 건식 공정으로 했으며, 소결 방법은 $1050^{\circ}C$부터 $1200^{\circ}C$까지 $50^{\circ}C$ 간격으로 10분간 직화소성 하였다. 소결된 시편의 비중, 흡수율 및 미세구조를 관찰한 결과, EAF dust는 시편 내의 발포 현상을 용이하게 하여 초경량 다공체 골재를 얻을 수 있었다. $1150{\sim}1200^{\circ}C$의 소결온도에서 10 wt% EAF dust를 첨가한 인공경량골재는 비중 1.0 g/$cm^3$ 이하의 초경량 인공 경량 골재를 만드는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권2호
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• pp.136-141
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• 2006

The stabilizing behavior of heavy metals in the silicate glass containing Electric Arc Furnace dust (EAF dust) were studied by the Toxic Characterization Leaching Procedure (TCLP) test, and the change of crystalline phase and glass network structure were investigated as a function of EAF dust content added. The glass containing EAF dust of $30\;wt\%$ an oxygen/network former ratio(R) of $2\~3$ allowing a fairly stable network structure thus showed much lower heavy metal leaching concentration than that for containing EAF dust above $50\;wt\%$ at TCLP test. For the glass containing EAF dust $50\~60\;wt\%$, however, the R was over 3, which weakened the glass network structure and increased the heavy metals leachate. Adding the EAF dust to a glass decreased the degree of Si-O-Si symmetry and increased the number of non-bridging oxygen, which decreased the chemical durability of glasses. When the dust content in a glass was over $70\;wt\%$, the Zn and Fe ions reacted to form the spinel crystal rather than to bind to network structure of glass and leaching concentration of those ions from the specimen decreased, so the spinel phase could be attributed to lowering a heavy metal leaching.

• 자원리싸이클링
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• 제7권5호
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• pp.13-18
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• 1998

전기로 제강분진의 물성을 파악하기 위하여 분진의 성분, 형상, 입도, 자성, 비중, 공극율 및 용출에 관한 성질을 조사하였다. 분진의 대부분은 서브 마이크론에서 수십 마이크론에 이르는 다양한 크기의 구형입자들이 서로 응집된 상태이고, 큰 입자에는 철분이 그리고 작은 입자에는 아연이 주로 농집되며, XRD 분석으로는 franklinite(${ZnFe}_{2}{O}_{4}$), magnetite(${Fe}_{3}{O}_{4}$), zincite(ZnO) 등의 결정이 확인된다. 분진을 습식으로 체가름하였을 때에 +200 mesh의 입단은 1.5% 정도이고 magnetite와 quartz의 결정을 함유하며, 200∼500 mesh는 magnetite, franklinite, zincite가 혼재되고, 분진의 약 82%를 차지하는 -500 mesh에는 franklinite와 zincite의 결정이 혼재한다. 공극율이 78% 정도인 분진을 약 1㎪로 압착하면 공극율은 68% 정도가 되고, 약 13㎪로 압착하면 53% 정도로 된다. 제강분진을 폐기물 처리공정 시험방법에 따라 용출시켰을 때에 허용기준치를 초과한 중금속은 카드뮴, 납, 수은이었다.

• 자원리싸이클링
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• 제12권6호
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• pp.47-56
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• 2003

PVC를 열분해시켰을 때에 방출되는 염화수소와 전기로 제강공정에서 발생하는 분진을 반응시켜 PVC의 염소와 분진에 함유되어있는 유가금속을 염화물로 회수하기 위해 국내 I 사와 P 사의 전기로 제강공정에서 분진을 채취하여 물성을 조사하고, 순수한 PVC 분말과 분진을 혼합하여 펠릿을 제조한 후에 이를 $300^{\circ}C$에서 가열하여 생성되는 염화물과 펠릿의 상태를 조사하였다. 분진의 주 구성 광물은 zincite와 franklinite였으며, I dust와 P dust에 함유되어있는 아연중에서 각각 약 50%와 48%가 zincite로 존재하고 있는 것으로 나타났다. 펠릿은 30$0^{\circ}C$에서 15분 이상의 가열로 PVC 분말의 모든 염소가 방출되었으며, 방출된 염화수소는 20%의 PVC 혼합량까지는 거의 전량이 분진과 반응하여 염화물을 형성하였다. 염화수소와의 반응은 zincite의 반응속도가 franklinite보다 빨라서 먼저 반응하고 이후의 남은 염화수소가 franklinite와 반응하므로 염화철(III)이 생성되지 않기 위한 PVC의 혼합량은 zincite의 양에 좌우된다.

• 대한치과기공학회지
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• 제33권4호
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• pp.263-270
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• 2011

Purpose: The grindability of binary Ti-X%Zr(X=10,20,40) alloys in order to develop a Ti alloy with better machinability than unalloyed titanium has been evaluated. Methods: Experimental Ti-Zr alloys were made in an argon-arc melting furnace. Slabs of experimental alloys were ground using a SiC abrasive wheel on an electric handpiece at circumferential speeds(12000,18000,25000 or 30000rpm) by applying a force(200gr). Grinding rate was evaluated by measuring the amount of metal volume removed after grinding for 1 minute and the volume ratio of metal removed compared to the wheel material lost, which was calculated from the diameter loss (grinding ratio). Experimental datas were compared to those for cp Ti(commercially pure titanium) and Ti-6%Al-4%V alloy were used controls. Results: It was observed that the grindability of Ti-Zr alloys increased with an increase in the Zr concentration. More, they are higher than cp Ti, particularly the Ti-20%Zr alloy exhibited the highest grindability at all circumferential speeds. There was significant difference in the grinding rate and grinding ratio between Ti-20%Zr alloy and cp Ti at any speed(p<0.05). Conclusion: By alloying with Zr, the Ti exhibited better grindability at all circumferential speeds. the Ti-20%Zr alloy has a great potential for use as a dental machining alloy.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.383-383
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• 2009

Silicon is commercially prepared by the reaction of high-purity silica with wood, charcoal, and coal, in an electric arc furnace using carbon electrodes, so called the metallurgical refining process, which produces ~98% pure Si (MG-Si). This can be further purified to solar grade silicon (SoG-Si) by various techniques. The most problematic impurity elements are B and P because of their high segregation coefficients. In this study, we explored the possibility of the using Cat-CVD for Si purification. The existing hot-wire CVD was modified to accommodate the catalyzer and the heating source. Mo boat (1.5 cm ${\times}$ 1 cm ${\times}$ 0.2 cm) was used as a heating source. Commercially available Si was purchased from Nilaco corporation (~99% pure). This powder was kept in the Mo-boat and heated to the purification temperature. In addition to the purification by cat-CVD technique, other methods such as thermal CVD, plasma enhanced CVD, vacuum annealing was also tried. It is found that the impurities are reduced to a great extent when treated with cat-CVD method.

• 자원리싸이클링
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• 제18권3호
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• pp.36-41
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• 2009

본 연구에서는 철강 산업 부산물인 전기 아크로에서 발생되는 슬래그(이하 EAF-slag 표기)를 탄산화 반응에 따른 슬래그이 물성변화 및 몰탈 시험을 통해 콘크리트용 대체 골재로써의 가능성을 검토하였으며, 특히 본 연구에서는 탄산화 처리에 따른 EAF-slag의 물성 변화에 대하여 논하였다. 연구 결과 EAF-slag의 탄산화 처리에 따라 EAF-slag 입자 표면에 칼사이트가 생성되면서 골재로써의 표면 기공율을 감소하였으며, pH도 7까지 안정화되는 것을 확인할 수 있었다. EAF-slag를 모래 대체에 따른 몰탈 압축 강도실험 결과 EAF-slag의 모래 대체 50%의 경우 7일 강도뿐만 아니라 28일 강도 증가도 함께 관찰되었다.

• 대한치과기공학회지
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• 제35권4호
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• pp.295-302
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• 2013

Purpose: The grindability of Ti-10%Zr-X%Cr(X=0,1,3) alloys in order to develop Ti alloys for dental applications with better machinability than unalloyed titanium has been evaluated. Methods: Experimental Ti-10%Zr-X%Cr(X=0,1,3) alloys were made in an argon-arc melting furnace. Slabs of experimental alloys were ground using a SiC abrasive wheel on an electric handpiece at one of the four rotational speeds of the wheel (12000, 18000, 25000 or 30000rpm) by applying a force(100gf). Grindability was evaluated by measuring the amount of metal volume removed per minute(grinding rate) and the volume ratio of metal removed compared to the wheel material lost, which was calculated from the diameter loss (grinding ratio). Experimental datas were compared the results with those of cp-Ti(commercially pure titanium) Results: It was observed that the grindability of Ti-10%Zr-X%Cr(X=0,1,3) alloys increased with an increase in the Cr concentration. More, they are higher than cp-Ti, particularly the Ti-10%Zr-3%Cr alloy exhibited the highest grindability at all rotational speeds except 12000rpm. There was significant difference in the grinding rate and grinding ratio between Ti-10%Zr-3%Cr alloy and cp-Ti at all rotational speeds(p<0.05). Conclusion: The Ti-10%Zr-3%Cr alloy exhibited better grindability at high rotational speeds, great potential for use as a dental machining alloy.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.329-336
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• 2006

제철부산물은 슬래그, 슬러지 및 분진 등의 다양한 부산물을 함유하며 이중 제강분진은 중금속 함량이 높아 지정폐기물로 버려지고 있다. 그러나 제강분진의 경우 Fe(0), Fe(II) 함량이 60% 이상으로 이의 활용에 대한 많은 연구가 있어왔다. 이중 최근에 제안되는 것이 제강분진을 이용한 독성 물질 함유 침출수의 처리이다. 이는 투수성 반응벽을 매립장 바닥차수재에 적용한 개념으로 침출수와 제강분진을 반응시켜 침출수의 TCE, PCE, 다이옥신 및 $Cr^{6+}$ 등의 독성물질을 환원, 무독화 시키고자 하는 것이다. 이를 위해 제강분진의 원소용출 특성규명이 선결되어야 하며 특히 제강분진의 장기적이고 다양한 환경에서의 용출특성을 알아보고자 다양한 용출방법을 택하였다. 즉, 가용용출시험, pH 고정 시험 및 연속주상시험 등을 이용하여 제강분진의 중금속 용출특성을 밝히고자 하였다. 중금속 항목 중 Cr과 Zn가 특정 pH 환경에서 우려수준 이상으로 용출되었으나 다른 원소들의 경우 위해성을 나타내는 농도 이하로 용출된다. 이중 Zn의 경우 제강분진 침출수의 pH가 12내외인 점을 고려할 경우 용출 가능성은 매우 낮을 것으로 판단된다. 그러나 Cr의 경우 반대로 알칼리 환경에서 더 용출된다. 따라서 제강분진 재활용에 앞서 Cr 용출을 제어할 수 있는 방법이 선행되어야 할 것이다. 주상시험에서 Cr 농도는 시간이 경과하면서 빠르게 감소하는 것이 관찰되었으며 이는 입자표면에 주로 분포한 Cr이 용출되거나 환원철과 반응하여 $Cr(OH)_3$ 등으로 공침, 제거되는 두 가지 가능성을 시사한다. Cr과 다른 중금속들의 용출제어 방법의 선행이 가능하다는 전제에서 중금속 농도가 매우 높은 폐수나 침출수에 제강분진을 제한적으로 적용이 가능하다고 판단된다.