• 대한금속재료학회지
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• 제50권2호
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• pp.129-135
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• 2012

High speed casting technology is an attractive method to increase the productivity of continuous casting. However, high speed casting causes flow instability of molten steel in a mold. In this study, Large Eddy Simulation (LES) has been performed to identify the characteristics of mold flow for various shapes of submerged entry nozzles. The LES code has been newly developed to efficiently compute the two-phase flow by using the Fractional Step Method (FSM) combined with the Volume of Fluid (VOF) method. The Immersed Boundary Method was used to implement the shape of the submerged entry nozzle. Three cases of discharge angle of the submerged entry nozzle were computed and compared. The current results shed light on improving shape design of a submerged entry nozzle.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권1호
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• pp.111-120
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• 2021

During the core disruptive accident (CDA) of sodium-cooled fast reactor (SFR), the molten fuel and steel are solidified into debris particles, which form debris bed in the lower plenum. When the boiling occurs inside debris bed, the flow of coolant and vapor makes the debris particles relocated and the bed flattened, which called debris bed relocation. Because the thickness of debris bed has great influence on the cooling ability of fuel debris in low plenum, it's very necessary to evaluate the transient changes of the shape and thickness in relocation behavior for CDA simulation analysis. To simulate relocation behavior, a large number of debris bed relocation experiments were carried out by improved bottom gas-injection experimental method in this paper. The effects of different experimental factors on the relocation process were studied from the experiments. The experimental data were also used to further evaluate a semi-empirical onset model for predicting relocation.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.22-28
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• 2013

Robotic GMA (Gas Metal Arc) welding process is one of widely acceptable metal joining process. The heat and mass inputs are coupled and transferred by the weld arc to the molten weld pool and by the molten metal that is being transferred to the weld pool. The amount and distribution of the input energy are basically controlled by the obvious and careful choices of welding process parameters in order to accomplish the optimal bead geometry and the desired quality of the weldment. To make effective use of automated and robotic GMA welding, it is imperative to predict online faults for bead geometry and welding quality with respect to welding parameters, applicable to all welding positions and covering a wide range of material thickness. MD (Mahalanobis Distance) technique was employed for investigating and modeling the GMA welding process and significance test techniques were applied for the interpretation of the experimental data. To successfully accomplish this objective, two sets of experiment were performed with different welding parameters; the welded samples from SM 490A steel flats. First, a set of weldments without any faults were generated in a number of repeated sessions in order to be used as references. The experimental results of current and voltage waveforms were used to predict the magnitude of bead geometry and welding quality, and to establish the relationships between weld process parameters and online welding faults. Statistical models developed from experimental results which can be used to quantify the welding quality with respect to process parameters in order to achieve the desired bead geometry based on weld quality criteria.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.551-556
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• 2018

대부분의 용융 아연 도금 설비에 사용되고 있는 소재는 SM45C(기계구조용 탄소강, KS규격)으로, 주로 저렴한 가격적인 측면에 의해 사용되고 있다. 용융 아연 도금의 특성상 해당 용탕에서 발생되어 올라오는 Zn Fume과 고온의 열에 의한 도금 설비의 산화가 발생되고 있으며 현재 용융 아연 도금 설비의 교체 주기의 시기는 6개월으로 많은 시간과 설비 비용이 낭비 되어오고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 소재들(Inconel625, STS304, SM45C)을 이용하여 고온과 Zn Fume 환경에서 강제로 산화 시켜 각각의 부식성을 확인하고 비교 분석하였으며, 각 소재들의 용융 아연 도금 현장 설비에 적용 가능성을 파악하고자 진행하였다. 강제 산화 실험은 650도의 대기로 내에 Zn 용탕을 두고, Ar 가스를 용탕 내에서 직접 버블링하여 Zn fume를 발생시켜 고온, Zn fume에 의한 부식을 행하는 실험을 하였다. 30일 후 Sample들을 꺼내어 표면의 산화층을 EDS, SEM으로 확인하고, 동전위분극 시험을 이용하여 부식성을 비교 분석하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.46-53
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• 2024

전기로 제강공정에서 연속주조 조업 완료 후 ladle에 잔존하는 슬래그의 헌열과 슬래그 중 잔존 CaO를 활용하기 위해 전기로 출강 후 ladle 상부에 슬래그를 투입하여 Ladle Furnace(LF) 공정에서의 전력과 생석회의 사용량을 저감하는 공정이 연구되어 산업현장에서 활용되고 있다. 하지만 이러한 공정은 LF 공정과 연속주조 공정상 시점이 맞지 않으면 재활용율이 낮아진다. 슬래그 재활용율을 높이기 위해서 시점이 맞지 않는 경우 ladle의 슬래그를 슬래그 포트에 미리 부은 후 재활용하는 방법에 대해서 LF 조업 영향성을 분석하였다. Ladle 용융 슬래그를 재활용 방법에 대해 열역학 프로그램 Factsage 8.3에서 FSsteel(steel database)와 FToxid(oxide database)를 활용하여 슬래그 조성에 대한 액상화율을 계산하였고, 재활용 방법에 따라 각 10heats 조업 적용을 통해 슬래그 중 탈황능과 LF 조업성에 대해서 비교하였다. 그 결과 연속주조 조업 완료 후 바로 ladle에 슬래그를 재활용하는 방법에서 전력 사용량이 0.3MWh 낮고, LF 조업시간은 1.2분 단축되었으며, 탈황율은 5.8% 높은 결과를 얻었다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권4호
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• pp.54-59
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• 2016

전기로 공정에서 슬래그는 Fe를 약 20 ~ 35 wt.% 함유한 채로 슬래그 포트로 배출되어 냉각되고 있다. 슬래그 배출 전에 환원하여 용강으로 회수한다면 제강회수율을 향상할 수 있으며, 슬래그 배출량을 감소할 수 있다. 일반적으로 전기로 공정에서는 슬래그 포밍과 (FetO)의 환원제로 카본계의 환원제가 활용되고 있다. 본 실험은 Metal을 유도용해로에 용해한 후 슬래그와 환원제로 흑연분탄과 저가의 Al dross powder를 Pellet으로 투입하여 (FetO)의 환원 회수와 복인(復燐)에 대한 영향성을 조사하였다. 실험결과 Al dross에 의한 환원 회수율은 흑연분탄에 비해 2.5배 이상의 효과를 나타내었으며, 복인(復燐)에 대한 영향은 50 ppm 이하로 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.986-989
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• 2003

철강공정 중에서 고로에서 용융된 쇳물은 연주공정을 거쳐 슬라브(slab) 재질로 변한 후 다음 공정인 열연공정으로 이동하게 된다. 본 논문은 슬라브 재질의 단면에 마킹된 소재관리번호를 슬라브가 열연공정으로 이동하기 전에 철강공정 상에서 실시간으로 인식하기 위한 인식시스템 개발에 관한 연구다. 이를 위해 획득한 슬라브의 단면 영상에 대해 전처리 필터를 적용하여 노이즈를 제거시킨 그레이레벨 영상에 대해 대략적인 번호영역을 추출한 후, 개별 번호영역을 추출하여 최종으로 소재의 관리번호를 추출하는 방법을 사용한다. 그리고 슬라브의 소재 관리번호 추출을 위해 KL-변환 (Karhunen-Loeve transform) 알고리즘을 사용한다. 개발된 슬라브번호 인식 시스템을 사용하여 실제로 공정 상에서 획득한 슬라브 단면 영상데이터에 대해 적응해본 결과 약 94%의 인식률을 가졌다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.219-224
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• 2017

본 연구는 수송기계 축 등에 이용되는 캠 형상 부분만을 기존의 단조품인 SF45와 축 부분은 일반기계구조용 탄소강재인 SM45C를 직경 20 mm를 이용하여 이종 마찰용접을 수행하였다. 최적조건을 규명하기 위해 인장시험 등 용접품질과의 상관관계를 고찰하였고, 또한 최적조건에서 마찰용접 후 열처리를 시행하여 용접재(As-welded)와 후열처리재(PWHT)에 대한 회전굽힘 피로시험을 시행하였다. 결과적으로 두 이종재가 강한 혼합으로 계면에서도 개재물 및 산화막이 플래시로 토출되어 양호한 접합상태임을 확인하였다. 더욱이 모재(SF45)와 후열처리재의 피로한도 각각 180 MPa, 250 MPa로 나타났다. 이는 후열처리재가 SF45 모재에 비해 약 40 %의 피로수명이 향상되었음을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권2호
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• pp.196-196
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• 2000

Formation of the weld defect, such as a blowhole and a pit in lap-jointed fillet arc welds has been a serious problem in arc welding of Zn-coated steel sheet. In this study, the relationship among welding conditions, welding materials and defect formation was investigated in order to minimize these defects in the CO₂ welds. In addition, the arc stability of the commercial welding wires was evaluated for revealing their effects on defect formation. Main conclusions obtained are as follows:1) There was no difference between shear tensile strength of the sound welds and that of the welds with blowholes whose diameters are less than 0.5mm. However, the welds with blowholes whose diameters are equal or larger than 0.5mm and pits exhibited tensile strength 10~20% and 30~40% lower than that of the sound welds respectively.2) The optimum welding condition to effectively prevent or reduce the weld defects formation are as follows:- The welding variables of 220A-23V-100cm/min and 120A-190V-30cm/min were recommended for minimizing the weld defects.- The gap between the two sheets at the lap-joint should be controlled to more than 0.2mm- Solid wire was less susceptible to the formation of the weld defects than the flux-cored wire.- The low welding current condition produced less weld defects than the hihg welding current condition.3) One of the reason why the amount of the defect was reduced at the low welding current was the gas discharging by the active agitation of the molten pool, due to an increasing in the number of the short circuit. (Received September 27, 1999)

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권2호
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• pp.69-76
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• 2000

Formation of the weld defect, such as a blowhole and a pit in lap-jointed fillet arc welds has been a serious problem in arc welding Zn-coated steel sheet. In this study, the relationship among welding conditions, welding materials and defect formation was investigated in order to minimize these defects in the CO₂welds. In addition, the arc stability of the commercial welding wires was evaluated for revealing their effects on defect formation. Main conclusions obtained are as follows: 1) There was no difference between shear tensile strength of the sound welds and that of the welds with blowholes whose diameters are less than 0.5mm. However, the welds with blowholes whose diameters are equal or large than 0.5mm and pits exhibited tensile strength 10∼ 20% and 30∼40% lower than that of the sound welds respectively. 2) The optimum welding condition to effectively prevent or reduce the weld defects formation are as follows: -The welding variables of 220A-23V-100cm/min and 120A-19V-30cm/min were recommended for minimizing the weld defects. -The gap between the two sheets at the lap-joint should be controlled to more than 0.2mm. -Solid wire was less susceptible to the formation of the weld defects than the flux-cored wire. -The low welding current condition produced less weld defects than the high welding current condition. 3) One of the reason why the amount of the defect was reduced at the low welding current was the gas discharging by the active agitation of the molten pool, due to an increasing in the number of the short circuit.