• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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• pp.1639-1645
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• 1991

Because of the important role LD converters play in the production of high quality steel, various dynamic models have been attempted in the past by many researchers not only to understand the complex chemical reactions that take place in the converter process but also to assist the converter operation itself using computers. And yet no single dynamic model was found to be completely satisfactory because of the complexity involved with the process. The process indeed involves dynamic energy and mass balances at high temperatures accompanied by complex chemical reactions and transport phenomena in the molten state. In the present study, a mathematical model describing the dynamic behavior of LD converter process has been developed. The dynamic model describes the time behavior of the temperature and the concentrations of chemical species in the hot metal bath and slag. The analysis was greatly facilitated by dividing the entire process into three zones according to the physical boundaries and reaction mechanisms. These three zones were hot metal (zone 1), slag (zone 2) and emulsion (zone 3) zones. The removal rate of Si, C, Mn and P and the rate of Fe oxidation in the hot metal bath, and the change of composition in the slag were obtained as functions of time, operating conditions and kinetic parameters. The temperature behavior in the metal bath and the slag was also obtained by considering the heat transfer between the mixing and the slag zones and the heat generated from chemical reactions involving oxygen blowing. To identify the unknown parameters in the equations and simulate the dynamic model, Hooke and Jeeves parttern search and Runge-Kutta integration algorithm were used. By testing and fitting the model with the data obtained from the operation of POSCO #2 steelmaking plant, the dynamic model was able to predict the characteristics of the main components in the LD converter. It was possible to predict the optimum CO gas recovery by computer simulation

• 한국세라믹학회지
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• 제42권4호
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• pp.260-268
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• 2005

규조토를 주원료로 사용한 서로 다른 조성비의 세라믹 슬러리를 압출성형하여 내열보호관을 제조하고, 기계적 강도, 미세구조, 탄소분석을 하였다. 입도가 $50\~100\;{\mu}m$ 다공성 규조토를 $60wt\%$로 고정하고, 조성물 변수로써 유$\cdot$무기바인더로 silica sol$(4.3\~7.3\;wt\%)$, CMC(Sodium CarboxyMethyl Cellulose $(6\~9\;wt\%)$) 및 paper powder$(4.7\~7.7\;wt\%)$를 $1\;wt\%$씩 변화시켜 최적의 배합비를 얻었다. 시편의 특성을 조사한 결과, 규조토 $60\;wt\%$에 silica sol $5.3\;wt\%$, CMC $7\;wt\%$를 첨가하였을 경우, 꺽임강도 7.12 MPa, 탄성율 1090 MPa, 압축강도 1.47 MPa, 탄소 $2.3\;wt\%$ 이하로 철강산업에서의 온도$\cdot$성분측정 및 sample 채취를 할 수 있는 용융금속 프로브용 규조토 내열보호관을 제조할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제24권5호
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• pp.395-400
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• 2011

본 연구는 [지정폐기물 중 신규유해물질 항목설정 및 시험방법 확립에 관한 연구]에 선정된 우선관리대상 미규제 유기물질 3종(PCDD/DFs, PAHs, PCBs)에 대해 효과적인 관리를 위하여 수행하였다. 국립환경과학원에서 제시된 함량시험법에 따라 분석하였으며, 폐유기용제, 폐페인트, 분진이 포함된 도료 및 제철 제강공정에서 발생하는 폐기물을 대상으로 함량을 결정하였다. GC/MSD를 이용한 PAHs 7종을 조사한 결과, 나프탈렌(N.D~1631.33 mg/kg)이 검출되었다. 폐유기용제와 폐페인트의 나프탈렌 결과 값은 해양배출처리기준을 초과하는 것으로 조사되었다. PCB 7종에 대해 함량 분석값은 전부 불검출로 나타났다. PCDD/DFs 분석결과, 바젤협약 기술지침서의 low POP 기준에 부합한 것으로 조사되었다. 10공정(빌렛, 불룸)에서 배출되는 분진 시료에서 PCDD/DFs의 함량 결과는 N.D~5.66 ng I-TEQ/g으로 조사되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.395-400
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• 2017

본 연구에서는 무회분 석탄을 바인더로 첨가한 코크스의 물리적 및 화학적 성질들을 실험적으로 분석하고 강도 향상 메커니즘에 대해 고찰하였다. 또한 제철소에서의 $CO_2$ 저감을 위해 반탄화 과정을 거친 바이오매스 연료를 이용하였다. 무회분 석탄과 함께 팽윤현상(Swelling)이 일어나지 않는 발전용 석탄을 함께 탄화시켜서 전자현미경(SEM)을 이용하여 인터페이스를 관찰하였다. 또한 코크스의 강도 분석을 위하여 I.T.T (Indirect Tensile Test)와 함께, 화학적 구조 고찰을 위하여 $^1H$ NMR 및 $^{13}C$ NMR 분석을 사용하였다. 무회분 석탄의 $^1H$ NMR 및 $^{13}C$ NMR 분석으로 도출된 분자 구조와 코크스 강도의 관계를 도출하였으며, 그 결과 코크스의 강도는 무회분 석탄을 바인더로 첨가함으로써 증가될 수 있음을 확인하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권1호
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• pp.168-183
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• 2020

기원전 5세기부터 중국에서는 주조철기의 사용을 늘리기 위해 주조철기 특유의 취성(脆 性)을 제거하려 노력해 왔다. 그중 한 가지는 주조철기를 생산한 다음 별도의 가마에서 풀림열처리를 하는 기술이다. 이 기술은 조직 내 탄소를 응집하거나 제거해, 주조철기의 취성을 제거하고 단조(鍛造)를 가능하게 만드는 것이다. 풀림열처리 기술의 실체를 명확히 하기 위해 현재의 제철 기술 및 중국·일본의 연구 성과를 바탕으로 한반도 출토 고대 주조철기 가운데, 풀림열처리 기술이 확인된 가단주철제 주조철기를 검토하였다. 그 결과 원삼국시대 이전까지 가단주철제 주조철기는 모두 외부로부터 수입된 것으로 추정된다. 또한 일본 이시가미신궁에 소장 중인 칠지도가 한반도에서 제작된 것으로 본다면, 4세기에 들어서야 백제에서는 풀림열처리 기술을 확보했을 가능성이 있다. 하지만 당시에는 괴련철을 중심으로 철 생산이 이루어졌으며, 괴련철을 정련한 괴련강을 소재로 다량의 단조철기가 제작되었다. 또한 기존의 주조철기 중 주조괭이를 제외한 대부분의 주조철기가 단조철기로 대체되었다. 따라서 삼국시대까지 풀림열처리 기술은 많이 사용되지 못하였다. 하지만 통일신라시대에 들어서 철 생산 및 유통의 지역 거점인 장안리 유적에서 확인될 정도로 기술이 확산된 것을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제6권3호
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• pp.3-8
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• 1997

I사의 전기로 제강 슬래그(이하 슬래그)는 상당량의 금속철(metal Fe)과 wustite(FeO), magnetite(Fe$_3$O$_4$), gehlenite(${CaAl}_{2}{SiO}_{7}$) 및 monticellite(CaMgSiO$_4$)등으로 구성된다. 슬래그에 함유된 금속철(Fe 품위: 95%이상)을 회수하기 위해서는 금속철을 단ㄱ체로 분리시키는 것이 바람직하며, 매립으로 활용할 수밖에 없는 슬래그를 단계적으로 파쇄하면 대부분의 금속철은 구상의 단체로 분리된다. 구상의 단체인 금속철의 크기에 따라 흡인되는 자장의 세기를 측정하면 금속철이 흡인되는 최소 자장의 세기는 약 100G로 거의 일정하다. 다단계로 파쇄한 슬래그를 100G의 자장에서 회수한 산물은 95%이상의 철분이 함유된 금속철이었으나, 자장의 세기를 증가시키면 철의 산화물 및 알칼리 토금속류의 화합물등도 함께 회수되므로 품위가 저하된다. 따라서 매립되는 슬래그를 다단계로 파쇠하고, 각 입도에서 100G로 자선하면 파쇄된 슬래그에 함유된 대부분의 금속철을 회수할 수 있다. I사에서 매립하는 35만톤의 슬래그를 다단계로 파쇄하는 경우에, 30~4.7mm의 입도에서는 매립되는 전체 슬래그중의 약 0.73%인 2천 5백톤 정도의 금속철이 100G의 자장에서 회수될 수 있고, 4.7~0.3mm서도 약 1.2%인 4천 2백톤 정도가 회수될 수 있다. 그러므로 자력선별로 회수할 수 있는 금속철은 매립되는 슬래그중의 약 1.9%인 6천 7백톤 정도가 된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.478-482
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• 2021

본 논문에서는 버려지는 전기로산화슬래그를 재활용하여 차폐용 콘크리트를 제작하는데 있어 필요한 차폐효과 측정방법에 대하여 연구하였다. 차폐용 콘크리트 블록의 전자파 차폐효과를 측정하기 위한 시스템의 결과와 실제 콘크리트로 구축된 건축물의 차폐효과를 비교하여, 소형화된 콘크리트 블록의 전자파 차폐효과 측정 시스템의 유효성을 검증하였다. 콘크리트 건축물의 크기는 2.9 × 2.9 × 3.4m이고 콘크리트 블록은 0.3 × 0.3 × 0.2m로 차폐효과 측정 방법은 MIL-STD-188-125-1을 준용하였다. 비교하여 위하여 사용되는 주파수 대역은 600MHz - 2GHz이고 비교되는 콘크리트의 구성은 일반적인 콘크리트와 전기로산화슬래그가 포함된 콘크리트이다. 콘크리트 구조물의 경우에는 구조적 안전성을 위하여 철근이 15cm 간격으로 설치되어 있지만, 철근의 전자파 특성을 주파수가 증가할수록 차폐효과 특성이 점점 감소하기에 두 비교대상의 측정결과에서 약간의 차이가 발생하였다. 결론적으로는 콘크리트 블록을 통한 차폐효과 측정결과는 건축물을 만들었을 때의 결과와 유사하여, 전자파 엔지니어링 설계에 충분히 활용할 수 있을 것으로 생각되고 표준시편을 활용한 콘크리트의 차폐효과 측정 시스템이 유효함을 검증하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.152-160
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• 2021

본 연구에서는 건설 산업의 고도화에 따라 대량 발생하는 철강 슬래그 및 페로니켈슬래그의 활용을 위해 모르타르 배합에 혼입하여 실험적 연구를 진행하였다. 물의 흡수율이 낮은 BOF와 표면이 매끄러운 성질을 가진 FNS를 시멘트에 치환하면, 희석효과(dilution effect) 작용으로 플로 값과 응결시간이 증가하였다. 다만, BOF를 표준사 대비 10% 초과하여 혼입할 경우 재료 분리 현상(segregation)이 발생하였고, 이에 다량의 혼입 배합은 실험에서 제외하였다. BOF 잔골재와 FNS 혼입 모르타르는 응결 지연으로 인한 수화열 감소로 종결이 완료된 후 길이변화가 발생하지 않았다. BOF 잔골재를 혼입한 모르타르의 압축강도는 표준사와 시멘트만을 혼입한 모르타르 강도 보다 감소되었지만 FNS와 함께 혼입한 배합의 경우 양생 일이 증가함에 따라 압축강도도 증가하였다. BOF 잔골재를 혼입한 B10F0 및 B10F20 모르타르에서는 수화가 진행되어 BOF 원재료 XRD에서 관찰할 수 있었던 larnite, mayenite, wuestite 클링커는 거의 관찰되지 않았지만, FNS의 낮은 수화 반응성으로 FNS의 클링커는 관찰되었다. 주사전자현미경 분석 결과 수화결정체로 존재하지 않고 수화가 진행 중인 FNS를 확인할 수 있었으며 이를 통해 FNS의 잠재수경성을 확인하였다. FNS를 첨가하지 않은 시편의 경우 BOF 골재가 겔이나 침상결정이 아닌 전체가 괴상으로 존재하였으며, 인산화칼슘(calcium phosphate) 형성을 확인하였다. 다만, 전로슬래그를 혼입할 경우 내부 공극은 밀실함이 다소 저하되었으며, 추후 BOF를 잔골재 또는 건설 재료로 활용할 경우 적정 배합비 선정이 필요할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제38권3호
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• pp.217-233
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• 2022

경주 금척리 유적은 5세기 후반에서 6세기 전반에 조성된 금척리고분군(사적 제43호)과 매우 연접하며, 유적이 위치한 지역은 그 일대의 유력 지배세력의 무덤으로 알려져 있다. 신라성장에 일익을 담당했던 인근 유적과도 밀접한 관련성이 있을 것으로 추정되는 경주 금척리 유적에서 출토된 철기를 대상으로 금속학적 방법론을 도입한 연구를 진행하였다. 철기의 용도에 따른 제작기법 차이를 확인하기 위해 용도별로 분류하여 8점을 선정하고, 미세조직 및 비금속개재물을 연구하였다. 분석 결과 제작 공정은 탄소함량이 높은 소재를 사용하여 형상을 단조하는 방법과 탄소함량이 낮은 소재를 사용하여 형상 단조만을 하는 기법, 형상 단조 후 필요에 따라 강도를 높이기 위한 침탄작업을 실시하는 기법이 적용된 것으로 확인된다. 이후 부위별 기능을 고려한 제강법과 열처리기술을 선택적으로 적용하여 기계적 성질을 향상시켰으며 제련공정에는 저온환원법이 적용되었을 가능성이 크다. 또한 경주 중심부와 외곽에 위치한 유적에서 출토된 철기 유물과 비교해본 결과 제련 및 제작기술에서 상호 유사한 것이 확인된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.31-38
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• 2015

현재 기후 온난화의 주요원인 이산화탄소의 배출은 전 세계적으로 문제가 되고 있다. 이에 따라, 기존에 존재하는 화력 발전소 및 철강 공장과 같은 다량의 이산화탄소를 발생시키는 공장에서는 이산화탄소의 격리와 저장 등의 기술이 필요해졌고, 현재 많은 공장에서 실제 분리가 일어나고 있다. 또한 이러한 직접적인 배출량 감소 말고도 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄일 수 있는 일산화탄소, 수소 등의 환원가스의 재사용에 대해서도 여러 방식으로 연구가 이루어지고 있다. 이에 따라, 대표적인 가스 분리공정 중 하나인 Pressure swing adsorption(PSA)나, 최근 몇몇 공장에서 실 사용이 이루어지고 있는 막 분리공정을 사용하여 이산화탄소, 일산화탄소 및 수소를 분리하는 많은 연구들이 수행되어 왔다. 또한, 이 두 종류의 공정을 합친 하이브리드 공정에 대한 연구도 존재했다. 하지만 분리 목표 가스가 두 가지 이상인 다성분 기체에 대하여 연속공정 모델을 만들고, 이 모델 전체에 대해 조업 최적화 및 경제성 평가를 다룬 연구는 진행되어 오지 않았다. 본 논문에서는 이산화탄소, 일산화탄소, 수소 및 다른 기체들을 포함한 다성분 기체를 대상으로 환원가스로 사용 가능한 일산화탄소, 수소와 분리 저장이 필요한 이산화탄소를 분리하는 PSA와 막 공정을 사용한 연속공정 모델을 개발하고, 이 모델을 사용하여 가능한 시나리오들을 생성한 뒤 조업 최적화를 진행해 경제성을 평가하였다. 그 결과, 수소 가스의 조성이 초기에 14% 정도일 경우 수소를 분리하는 것보다 연료로 사용해야 하며, $CO_2$와 CO의 조성이 30% 정도로 유사할 경우 $CO_2$를 먼저 분리하는 것이 유리하다는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 진행한 결과를 통해 분리 대상 기체의 분리 경제성을 분석하여 가스 분리 여부 결정에 도움을 줄 수 있을 것이다.