• 한국재료학회지
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• 제20권10호
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• pp.524-534
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• 2010

Glass was fabricated using refused coal ore obtained from the Dogye coal mine in Samcheok. We additionally used soda ash and calcium carbonate to make a glass with the chemical composition of soda-lime glass, and we also used white, brown, and green glass cullet to make various kinds of colored glass. Transparent glass was fabricated by melting batch materials including refused coal ore at $1550^{\circ}C$ for 1 hr in an electrical furnace. The light transmittance and color chromaticity were measured by a UV/VIS/NIR spectrometer. Transparent glass with a light transmittance of over 80% was fabricated using normal refused coal ore and white glass cullet. Various kinds of colored glass with a light transmittance of 30-80% were fabricated using refused coal ore and brown or green glass cullet. The light transmittance of the mixed color glass samples, fabricated using normal refused coal ore and brown glass cullet and green glass cullet, indicated 30-47%, a relatively low value, in the condition of a cullet ratio of 20-50%. The characteristics of the color chromaticity of the glass samples were indicated in a chromaticity diagram by x-coordinates, y-coordinates, Y (lightness). The values of x-coordinates and y-coordinates were moved with a regular directional property according to the kind and amount of glass cullet. Therefore, we concluded that refused coal ore can be used for raw materials of color glass products like art glass and glass tile.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권4호
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• pp.180-188
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• 2013

삼척도계지역의 탄광에서 석탄채굴시에 부산물로 발생되는 사암계 석탄폐석을 원료로 사용하여 E-glass fiber 조성의 유리를 제조하였다. 본 연구에서는 카본함량이 비교적 적은 실리카-알루미나질의 사암계 석탄폐석을 사용하였으며, 폐석의 투입량을 0~35 %까지 변화시켰다. 서로 다른 석탄폐석 투입량을 갖는 배치원료를 $1550^{\circ}C$에서 2시간 용융하여 E-glass조성을 갖는 투명하고 맑은 유리가 얻어졌고, 81~84 %의 높은 가시광투과율, $5.39{\sim}5.61{\times}10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창계수, 851~$860^{\circ}C$의 연화점을 나타내었다. 유리섬유 시편은 $1150^{\circ}C$에서 섬유인상장치를 통해 얻어졌고, 복합재료의 보강용 유리섬유로서 내화학성 시험과 기계적 특성평가를 위한 인장강도를 측정하였다. 그 결과 석탄폐석을 사용한 E-glass fiber의 특성이 석탄폐석을 사용하지 않은 보통 E-glass 섬유에 비해 충분히 양호한 특성을 나타내어 E-glass 섬유용 원료로서 석탄폐석의 활용가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권1호
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• pp.43-52
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• 2010

삼척 도계지역의 탄광에서 석탄채취시에 발생되는 석탄폐석을 이용하여 유리를 제조하였다. 소다라임계 화학조성을 갖는 유리를 제조하기 위하여 화학원료로서 소다회, 탄산칼슘 등의 원료를 추가로 사용하였고, 화학원료인 탄산칼슘 대신에 천연광물원료인 석회석을 사용하였을 때의 특성을 검토하였다. 전기로를 사용하여 $1,550^{\circ}C$에서 1시간 용응하여 투명한 유리를 제조할 수 있었다. 석탄폐석의 종류 및 파유리의 종류에 따라 다양한 종류의 유리샘플이 제조되었다. 유리샘플의 투과율 및 색차와 같은 광학적 특성을 UV/VIS/NIR Spectrometer를 이용하여 측정하였고, 또한 열팽창계수 및 연화점과 같은 열적특성도 측정하였다. 그 결과, 일반 선탄경석으로는 70% 이상의 가시광선투과율을 갖는 투명한 유리를 제조할 수 있었으며, 또한 쉘(shell) 타입의 선탄경석으로는 0~35%의 가시광선 투과율을 갖는 검정색의 칼라유리를 제조할 수 있었다. 따라서 석탄폐석을 이용하여 건축재료로서 유리타일이나 발포유리와 같은 유리 2차제품을 제조하는데 활용할 수 있으리라 판단되었다.

• 한국재료학회지
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• 제29권11호
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• pp.727-733
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• 2019

In this study, the glass melting properties are evaluated to examine the possibility of using refused coal ore as replacement for ceramic materials. To fabricate the glass, refused coal ore with calcium carbonate and sodium carbonate in it (which are added as supplementary materials) is put into an alumina crucible, melted at $1,200{\sim}1,500^{\circ}C$ for 1 hr, and then annealed at $600^{\circ}C$ for 2 hrs. We fabricate a black colored glass. The properties of the glass are measured by XRD (X-ray diffractometry) and TG-DTA (thermogravimetry-differential thermal analysis). Glass samples manufactured at more than $1,300^{\circ}C$ with more than 60 % of refused coal ore are found by XRD to be non-crystalline in nature. In the case of the glass sample with 40 % of refused coal ore, from the sample melted at $1,200^{\circ}C$, a sodium aluminum phosphate peak, a disodium calcium silicate peak, and an unknown peak are observed. On the other hand, in the sample melted at $1,300^{\circ}C$, only the sodium aluminum phosphate peak and unknown peak are observed. And, peak changes that affect crystallization of the glass according to melting temperature are found. Therefore, it is concluded that glass with refused coal ore has good melting conditions at more than $1,200^{\circ}C$ and so can be applied to the construction field for materials such as glass tile, foamed glass panels, etc.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권6호
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• pp.266-273
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• 2011

삼척 도계지역의 탄광에서 석탄채취 시에 부산물로 발생되는 석탄폐석을 원료로 하여 제조된 분말유리와 다양한 종류의 발포제를 활용하여 발포유리를 제조하였다. 유리는 소다라임계 화학조성을 갖는 유리였고, 유리분말에 발포제로서 탄산칼슘, 인산칼슘, 그리고 석탄폐석 중 카본함량이 높은 셰일(shale) 계의 석탄폐석분말을 사용하였고, 이들 원료에 액상 바인더를 첨가하여 혼합한 후, 판상의 형태로 성형하였다. 성형체를 건조한 후 전기로에서 $800^{\circ}C$ 20분간 열처리함으로써 다공성의 발포유리 패널을 제조할 수 있었다. 발포제의 종류에 따라 다양한 특성을 갖는 발포유리샘플이 제조되었으며, 이들의 비중 및 압축강도와 같은 물리적 특성을 측정하였고, 기공의 크기 및 형태를 현미경으로 관찰하였다. 석탄폐석으로 제조한 폐유리를 활용하여 비중 0.4~0.7, 압축강도 30~72 kg/$cm^2$를 갖는 발포유리 샘플을 얻을 수 있었으며, 특히 액체인산 칼슘 발포제를 사용하여 0.47의 낮은 비중과 72 kg/$cm^2$의 높은 압축강도를 갖는 발포유리를 얻을 수 있었다. 따라서 삼척지역에 폐기된 다량의 석탄폐석이 건축용 및 산업용 발포유리 2차 제품을 제조하는데 충분히 활용이 가능하리라 판단되었다.