• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제27권5호
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• pp.49-53
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• 2018

제철기술은 고순도, 친환경화와 더불어 공정능력 및 제조원가를 고려한 최적의 공정개발이 요구되고 있다. 전로조업의 전 공정인 용선예비처리 단계에서 탈황처리가 실시된다. 탈황제로 CaO와 $CaCO_3$에 반응촉진제로 형석이 첨가되어 사용되지만, 슬래그 중 불소농도의 규제로 인하여 사용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 형석을 대체하기 위해 CaO에 알루미늄 드로스와 알루미나를 함유한 래들 슬래그를 배합하여 첨가하는 방안을 제시하였다. 알루미늄 드로스와 알루미나 함유 래들 슬래그를 CaO에 배합하여 제조한 탈황제의 온도에 따른 물성과 KR(Kanvara Reactor)에서 탈황능을 비교하는 시험을 하였다. 본 연구에서 개발한 탈황제는 형석을 기반으로 제조한 종전의 탈황제와 탈황능이 동일하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.546-553
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• 2022

본 연구에서는 창원시 관내 도로 중 제강슬래그가 보조기층재로 사용된 도로에서 지속적인 포장면 크랙과 요철이 발생하여 물류운송의 불편 및 사고의 위험도가 증가하며 유지보수 예산 및 행정력 손실 등의 어려움이 있어 포장면 크랙 및 요철 발생 원인을 파악하고자 하였다. 3개 대상 도로에서 포장 절단 및 굴착을 실시하고 시료를 채취하여 수침 팽창시험과 X선 회절분석시험을 수행하였다. 제강슬래그의 주요 팽창원인은 CaO와 MgO의 수화반응 결과이며, CaO는 수개월 내에 수화반응이 종료되나 MgO는 소성되는 온도에 따라 반응 속도가 매우 느린 것으로 알려져 있다. X선 회절분석 시험 결과 3개 도로에서 채취된 시료의 MgO 함유량은 전체 평균 약 47%, CaO 함유량은 전체 평균 약 14%로 높은 MgO 함유량을 보였으며, MgO에 의한 느린 수화반응으로 인한 팽창이 장기적으로 도로 융기를 유발하고 그로인하여 도로 포장면에 크랙 및 요철이 발생된 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권3호
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• pp.309-318
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• 2024

본 연구는 산업부산물인 STS슬래그, 열병합애시, 리턴더스트를 고로슬래그와 천연석고를 기반으로 한 프리캐스트 콘크리트에 적용하였을 때 미치는 영향에 대해 검토하였다. 본 연구의 범위에서 산업부산물의 사용량에 따른 공기량, 슬럼프, 압축강도를 측정하여 실험에 사용된 산업부산물들의 최적의 사용량을 추정하였다. 압축강도는 산업부산물들의 사용량에 관계없이 모두 우수한 결과를 보였으며, 특히 산업부산물들의 사용량 10% 범위에서 초기재령의 강도발현이 우수한 것으로 나타났다. 이는 XRD 및 SEM 분석을 통하여 산업부산물들이 프리캐스트 콘크리트의 제작과정인 증기양생을 거치며 콘크리트 강도에 영향을 미치는 수화생성물들을 보다 효율적으로 생성하였기 때문인 것으로 판단된다. 다만, 빠르게 강도를 발현해야하는 프리캐스트 콘크리트의 특성과 작업성 등을 고려한다면, 초기 재령에 강도가 빠르게 발현되는 산업부산물들의 사용량 10% 전후가 적정 사용량으로 판단된다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2006년도 춘계임시총회 및 제27회 학술발표대회
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• pp.150-155
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• 2006

제강공정에서 발생되는 $CaO-Al_{2}O_{3}-SiO_{2}$계 조성을 갖는 2 차 정련슬래그 (래들 슬래그)를 이용하여 하수슬러지용 고화재개발 및 하수슬러지 고화체의 물성에 관한 연구를 수행하였다. 래들슬래그는 냉각과정에서 분화되는 성질이 있어 냉각후 분말상의 슬래그가 만들어진다. 분말상 슬래그의 주 결정상은 $12CaO{\cdot}7Al_{2}O_{3}$ 및 $2CaO{\cdot}SiO_{2}$로 구성되어 있다. $12CaO{\cdot}7Al_{2}O_{3}$ 상은 속경성 시멘트의 특징이 있다. 또한 $CaSO_{4}$와 혼합사용시 ettringite 상을 형성시켜 하수슬러지의 함수율 저감효과 및 강도발현 효과가 우수한 결과를 얻었다. $Cl^{-}$ 이온의 고정화면에서는 고화재중 래들슬래그의 혼합비가 높을수록 고화체 구조내에 $Cl^{-}$ 이온이 고정화되어 용출량은 감소하였다. 고화재로서 제강부산물을 사용하기 때문에 경제성이 있으며, $Cl^{-}$ 이온 함량이 높은 하수슬러지 고화재로서의 재활용이 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권2호
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• pp.33-42
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• 2023

금속 에멀젼(metal emulsion)은 제강 공정의 효율성을 높이는 방법으로 수십 년 동안 연구되어 왔습니다. 본 연구는 육안으로 관찰하기 어려운 고온 실험의 단점을 보완하기 위해 상온에서 관찰 가능한 수모델을 이용하여 수행하였다. 슬래그 내 금속 에멀젼의 대신하여 증류수를 실리콘 오일에 적하하여 운동량 균형 방정식에 의한 계산 결과와 비교하는 실험을 하였다. 물방울의 하강 속도는 물방울의 직경과 유체(실리콘 오일)의 점도가 증가함에 따라 감소하였다. 교반 조건에서 실리콘 오일에서 물방울의 하강 속도를 시뮬레이션하기 위해 유체(실리콘 오일)의 유속을 입자 이미지 속도계(PIV) 방법으로 측정하였다. 물방울의 하강 속도 계산은 점성 실리콘 오일을 교반하거나 교반하지 않고 측정된 값과 잘 일치하였다.

• 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

• 자원리싸이클링
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• 제7권3호
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• pp.27-35
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• 1998

전기로 제강업체에서 생성되는 분진을 매립할 경우 토양 및 수질오염등의 심각한 환경문제를 야기시킬 수 있지만 적절한 처리공정을 거치게 되면 고부가가치를 얻을 수 있는 Fe, Zn, Pb, Cd 등의 원소들이 함유되어 있다. 이에 국내외 제강업체에서는 폐자원의 재자원화 측면 뿐만 아니라 환경오염 억제 차원에서 이러한 전기로 분진중 유가금속의 회수를 위한 처리공정의 개발이 시급히 요구되고 있으나, 현재 전기로 분진의 대부분은 재활용 처리되지 않고 매립되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전기로 분진에 함유된 산화철을 Fe로 회수하기 위한 기초자료를 얻고자 실제 전기로 분진의 화학적 조성과 유사한 시료를 제조하여 $1500^{\circ}C$ Ar 분위기 하에서 탄소첨가량 및 연기도의 변화가 슬래그내의 $Fe_2O$ 회수율에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 합성시료의 고온용융특성 조사에서 탄소환원당량 대비 탄소첨가량이 증가함에 따라 연화점 및 용융점이 증가하였으며 슬래그중 $Fe_2O$의 환원속도는 탄소환원당량대비 탄소첨가량이 100%, 염기도 1.7에서 가장 높았다. 또한 $Fe_2O$의 환원반응차수는 거의 1차반응임을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국재료학회지
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• 제19권9호
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• pp.473-480
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• 2009

In order to provide the mechanism of nozzle clogging, recovered nozzles for high strength steel grade were examined carefully after continuous casting. The thickness of clogged material in SEN is increased in the following order: from the bottom to the top of the nozzle, upper part of slag line, and the pouring hole. Nozzle clogging material begins to form due the adhesion of metal to nozzle wall, the decarburization, and reduction of oxide in the refractory by Al and Ti in the melt. The reduction of oxide in the refractory by Al and Ti improves the wettability of the melt on the refractory and forms a thin Al-Ti-O layer. Metal containing micro alumina inclusions is solidified on the Al-Ti-O layer, and the solid layer grows due to the heat evolution through the nozzle wall. Thermodynamic calculation has been made for the related reactions. The effect of superheat to the nozzle clogging is discussed on ultra low carbon steel and low carbon steel.