• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권6호
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• pp.691-700
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• 2018

Ground granulated blast furnace slag (GGBS) is a by product obtained from iron and steel industries, useful in the design and development of high quality cement paste/mortar and concrete. This paper investigates the applicability of relevance vector machine (RVM) based regression model to predict the compressive strength of various GGBS based concrete mixes. Compressive strength data for various GGBS based concrete mixes has been obtained by considering the effect of water binder ratio and steel fibres. RVM is a machine learning technique which employs Bayesian inference to obtain parsimonious solutions for regression and classification. The RVM is an extension of support vector machine which couples probabilistic classification and regression. RVM is established based on a Bayesian formulation of a linear model with an appropriate prior that results in a sparse representation. Compressive strength model has been developed by using MATLAB software for training and prediction. About 70% of the data has been used for development of RVM model and 30% of the data is used for validation. The predicted compressive strength for GGBS based concrete mixes is found to be in very good agreement with those of the corresponding experimental observations.

• 한국주조공학회지
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• 제42권6호
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• pp.347-357
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• 2022

본 연구에서는 주조공장의 장입재 충전 거동을 3차원적으로 시각화하고자 하였다. 장입재와 용해로의 실제 조건을 반영하여 시뮬레이션하였다. 3차원 시각화 시뮬레이션이 제조 현장의 장입재 충전 거동을 사실적으로 잘 구현하는지 확인하였다. 3차원 시각화 시뮬레이션에 의한 현실적인 충전 상태를 이상적인 충전 상태와 비교하였다. 어떤 경우에 두 충전 상태의 차이가 발생하는지 분석하였다. 3차원 시각화 시뮬레이션을 제조 공정에 적용할 경우의 특징을 살펴보았고, 주조 분야에서의 여러 활용 방안을 제안하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권2호
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• pp.68-72
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• 2002

Iodine ($I_2$)을 이용한 기상성장법(chemical vapour transport CVT)으로 상용 FeSi$_2$분말로부터 $\beta$-$FeSi_2$ 및 $\alpha$-$FeSi_2$단결정을 제조하였다 $FeSi_2$ 분말은 iodine과 함게 석영 ampoule에 넣은 후 진공배기하여 two-zone 전기로 내에서 기상성장 시켰다. CVT법에 의한 기상성장시 고온부분의 source측 온도는 $1050^{\circ}C$이었으며 $\beta$-$FeSi_2$와 $\alpha$-$FeSi_2$ 단결정이 얻어지는 성장측 온도는 각각 $750^{\circ}C$ 및 $950^{\circ}C$이었다. 이때 얻어진$\alpha$-$FeSi_2$ 단격정은 $l0\times10 \textrm{mm}^2$크기의 판상결정이었고 orthorhombic 구조의 $\beta$-$FeSi_2$, 단결정은 길이 10mm의 needle형 결정임을 알 수 있었다. $\alpha$-$FeSi_2$ 단결정의 조성을 EPMA로 조사한 결과 Si이 화학양론비보다 많은 $FeSi_{2.58}$ 이었다. CVT법으로 합성된 $\beta$-$FeSi_2$ 격정의 승온에 따른 상의 안정성을 조사한 결과 $930^{\circ}C$ 이상에서 $\alpha$-$FeSi_2$로 상변태함을 알 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제38권4호
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• pp.289-300
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• 2022

In the 6^th and 7^th centuries, 5 iron artifacts excavated form the Baekje Stone Tomb in Guryong-ri site, Ungcheon, Boryeong, were studied. The sample were metal microscopic observation, SEM-EDS analysis and Raman micro-spectroscopy analysis were conducted to understand the metallurgical characteristics. The microstructure observation showed the presence of ferrite and pearlite throughout, and differences in carbon content existed depending on the direction. Non-metallic inclusions were in the form of long lines, and most of them were wüstite, fayalite. It is indicated that the artifacts were forge welded using hypoeutectoid steel, with signs of carburizing and decarburizing processes. Some crystals with high P₂O₅, TiO₂, CaO content were identified as sarcopside, ulvöspinel, and perovskite, respectively, through Raman spectroscopy. A comparison of the results with previous studies on the sites of Bujang-ri site in Seosan and Bongseon-ri site in Seocheon, which are adjacent sites in the coastal area, revealed that, while heat treatment technology was available, the artifacts were not heat-treated considering the purpose for use for these artifacts. The chemical composition of the non-metallic inclusions P₂O₅, TiO₂, CaO were plotted in proportions to SiO₂ and compared with adjacent sites. Considering that the P₂O₅/SiO₂ ratio was widely distributed, the refining technology was not uniform. In addition, the TiO₂/SiO₂ ratio was found to be higher than that of other sites, meaning that a titanium-containing ore was used to manufacture the artifacts, unlike in surrounding sites, but it is not detected in all artifacts, so it may have been affected by various factors such as furnace walls in addition to raw materials. Although slag formers were used, considering the CaO/SiO₂ ratio and the (Al₂O₃/SiO₂)/(CaO/SiO₂) ratio, which appear to be similar to the surrounding sites, but it is possible that CaO containing raw ore was used because it is also affected by the components of raw ore. As a result of the study, it is highly likely that ore different from that of the surrounding sites was used for production, but a more comprehensive comparative study with the surrounding sites is needed in the future.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권3호
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• pp.115-122
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• 2019

제강분진(Electric arc furnace dust)은 제강공정에서 발생하는 분진폐기물로서 중금속을 다량 포함하고 있어 관리가 매우 중요하다. 제강분진은 아연, 철 등의 유가금속을 다량 함유하고 있기 때문에 최근 이를 재활용하는 연구가 활발하게 진행 중이며, 본 연구에서는 전처리 과정 없이 제강분진을 청색 계열의 세라믹 안료의 코발트를 대체할 수 있는 원료로 사용하였다. 또한 합성된 청색 세라믹 안료를 잉크젯 프린팅용 세라믹 잉크로 개발하기 위해 미립화 과정에서의 입도 분포, 결정 구조 및 발색 특성 변화에 대해 고찰하였다. 제강분진이 첨가된 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 우수한 청색 발색 특성을 보이며, 어트리션 밀링(Attrition Milling)을 이용한 미립화 공정을 통하여 단정(monomodal) 분포의 입도를 확보할 수 있었다. 3시간 밀링 후 $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료의 평균 입도는 $0.271{\mu}m$로 제강분진이 첨가되지 않은 $CoAl_2O_4$ 세라믹 안료의 5시간 밀링 후의 평균 입도인 $0.303{\mu}m$보다 더욱 작은 것을 확인하였다. 특히, $Co_{0.75}Zn(EAFD)_{0.25}Al_2O_4$ 세라믹 안료는 미립화 공정 중 발색 변화(${\Delta}E{^*}_{ab}$) 값이 5.67로 $CoAl_2O_4$ 보다 작아서 더 우수한 발색 특성을 보이는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 분진폐기물인 제강분진을 어떠한 전처리 과정 없이 고가의 코발트를 대체하여 청색 계열의 세라믹 안료의 원료로 사용할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

• 청정기술
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• 제6권1호
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• pp.61-69
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• 2000

본 연구에서는 시멘트 산업에서 이용 가능한 무기질 산업폐기물의 발생현황 및 물성을 조사하여 시멘트원료, mineralizer/flux, 시멘트 혼합재, 특수시멘트 제조원료 등 용도별 재활용 방안을 결정하고 적용실험을 하였다. 산업폐기물의 시멘트 원료로의 이용에 있어, 철질원료 대체용으로는 Cu-slag, Zn-slag, 전기로 슬래그 및 전로 슬래그 등이, 규석질 원료의 대체용으로 폐주물사가 사용되었다. 제당회사에서 발생되는 $CaF_2$가 주성분인 폐소석회와 아연제련 공정에서 부산되는 폐기물인 jarosite를 mineralizer/flux로 사용하여 클린커의 소성온도를 약 $100{\sim}150^{\circ}C$ 낮출 수 있었다. 혼합재료의 이용에 있어, Cu-slag와 STS sludge를 혼합 첨가한 경우 시멘트 혼합재로서의 충분한 물성을 얻을 수 있었고, fly ash 및 석회석도 시멘트의 혼합재로 적당량 첨가함으로서 시멘트의 성능을 향상시킬 수 있었다. 특수 시멘트의 원료로의 이용에 있어서는, 알루미늄 폐슬러지를 원료로 속경성 클린커를 제조하고 이를 이용하여 2시간내에 $300kg/cm^2$강도를 발현하는 초속경 시멘트를 제조하였고, 두 종류의 도시쓰레기 소각회를 원료로 이용하여 $C_3S(3CaO{\cdot}SiO_2)$와 $C_{11}A_7{\cdot}CaCl_2(11CaO{\cdot}7Al_2O_3{\cdot}CaCl_2)$가 주요 광물인 시멘트를 제조할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제5권2호
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• pp.72-78
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• 1992

지구외핵은 순수한 철원소 이외에, 철보다 원자량이 낮은 원소가 상당량 포함되어 있다. 수소도 외핵내에 존재할 가능성이 있는 성분 중의 하나로 인식되고 있다. 따라서, 철수화물에 대한 압력에 따른 수소의 용해도에 대한 연구와 병행하여, 기타 금속수화물에 대한 연구의 확대 또한 중요하다. 수소는 또한 석유의 대체물질로써 그 가능성이 매우 높으며, 금속수화물상태로 수소를 보다 효율적으로 저장할 수 있는 설정구조에 대한 연구 역시 요구된다. 이러한 두가지 이류로, $TiH_2$를 철수화물의 결정구조적 유사물로 선택하여, 고온-고압하에서 특성화 현상을 연구하였다. 결정질 $TiH_2$ 분말시료에 대하여 두가지 다른 온도-압력 조건하에서 고온-고압실험이 시해되었다. 이러한 실험 중 하나는 소형 고온 발생장치가 부착된 피스톤-실린더 다이아몬드 앤질기기를 이용하여 압력은 최고 15 GPa 까지, 온도는 500${\circ}$에 고정시킨 상태에서 처리한 시료를 상온-상압상태로 변환시켜 X-선 회절실험을 하였다. 이러한 실험에서, 11.3 GPa 압력 이상에서 고온-고압처리한 시료로 부터 사방정계 결정구조를 보이는 비가역성의 새로운 광물상을 발견하였는데 이는 Ti수화물이 고압하에서 안정한 결정 격자구조를 보이는 새로운 것이다. 이 상변이에 따른 몰부피의 변화는 약 10%이다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2001년도 추계학술강연 및 발표대회
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• pp.7-7
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• 2001

The increasing interest in light weight materials coupled to the need for cost -effective processing have combined to create a significant opportunity for aluminum P/M. particularly in the automotive industry in order to reduce fuel emissions and improve fuel economy at affordable prices. Additional potential markets for Al PIM parts include hand tools. Where moving parts against gravity represents a challenge; and office machinery, where reciprocating forces are important. Aluminum PIM adds light weight, high compressibility. low sintering temperatures. easy machinability and good corrosion resistance to all advantages of conventional iron bm;ed P/rv1. Current commercial alloys are pre-mixed of either the AI-Si-Mg or AL-Cu-Mg-Si type and contain 1.5% ethylene bis-stearamide as an internal lubricant. The powder is compacted in closed dies at pressure of 200-500Mpa and sintered in nitrogen at temperatures between $580~630^{\circ}C$ in continuous muffle furnace. For some applications no further processing is required. although most applications require one or more secondary operations such as sizing and finishing. These sccondary operations improve the dimension. properties or appearance of the finished part. Aluminum is often considered difficult to sinter because of the presence of a stable surface oxide film. Removal of the oxide in iron and copper based is usually achieved through the use of reducing atmospheres. such as hydrogen or dissociated ammonia. In aluminum. this occurs in the solid st,lte through the partial reduction of the aluminum by magncsium to form spinel. This exposcs the underlying metal and facilitates sintering. It has recently been shown that < 0.2% Mg is all that is required. It is noteworthy that most aluminum pre-mixes contain at least 0.5% Mg. The sintering of aluminum alloys can be further enhanced by selective microalloying. Just 100ppm pf tin chnnges the liquid phase sintering kinetics of the 2xxx alloys to produce a tensile strength of 375Mpa. an increilse of nearly 20% over the unmodified alloy. The ductility is unnffected. A similar but different effect occurs by the addition of 100 ppm of Pb to 7xxx alloys. The lend changes the wetting characteristics of the sintering liquid which serves to increase the tensile strength to 440 Mpa. a 40% increase over unmodified aIloys. Current research is predominantly aimed at the development of metal matrix composites. which have a high specific modulus. good wear resistance and a tailorable coefficient of thermal expnnsion. By controlling particle clustering and by engineering the ceramic/matrix interface in order to enhance sintering. very attractive properties can be achicved in the ns-sintered state. I\t an ils-sintered density ilpproaching 99%. these new experimental alloys hnve a modulus of 130 Gpa and an ultimate tensile strength of 212 Mpa in the T4 temper. In contest. unreinforcecl aluminum has a modulus of just 70 Gpa.

• 한국가스학회지
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• 제2권4호
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• pp.60-66
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• 1998

열 풍로 공정은 고로 공정에 필요한 고온의 일정량의 공기를 연속적으로 생산하는 공정이다. 제철소 내에서 발생되는 부생가스를 연료로 사용하는 열 풍로 공정은 제선 공정 전체 에너지의 약 $20\%$를 소비하여 대표적인 에너지 소비 공정으로 인식되어 왔다. 그러므로, 열 풍로 열 효율 향상을 통한 에너지 절감 노력이 해석적인 방법과 실험적인 방법을 통해 지속적으로 이루어져 왔다. 조업 중 발생되는 열 전달 현상의 복잡성 그리고 조업 조건 변동에 따른 모델 내 Parameters들의 변화로 인하여 해석적인 방법을 통한 정확한 모델 구축에 많은 어려움을 겪어 왔다. 본 연구에서는 컴퓨터의 발전과 더불어 발전되어온 실험적 모델 중 하나인 신경회로망을 이용, 조업 변수들과 열 효율과의 관계를 나타내는 모델을 구축하고자 한다. 또한 기존 신경 회로망을 이용할 경우, 모델의 성능을 저하시키는 Over-parameterization의 문제점을 극복하기 위하여, 고차원의 조업 데이터를 Walsh-Hadamard 변환을 이용하여 저 차원으로 투영하여 조업 데이터의 특성을 추출, 이를 이용한 열 풍로 열 효율 예측을 위한 신경회로망 모델을 구축하였다. 본 연구를 통하여, 조업 변수들과 열 효율간의 관계를 나타내는 모델을 구축, 열 효율 예측결과를 나타냈으며, 모델의 예측 성능을 평가하기 위하여 다변량 통계적 방법인 Partial Least Square (PLS) 방법과 비교하였다.