• Title, Summary, Keyword: 슬래그

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Prediction of Slag Behavior in an Entrained Flow Coal Gasifier for IGCC (IGCC용 분류층 석탄가스화기 내부에서의 슬래그 거동 예측)

  • Chung, Jaehwa;Chi, Junhwa;Lee, Joongwon;Kim, Simoon;Seo, Seokbin;Park, Hoyoung
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.75.2-75.2
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    • 2011
  • 고온고압에서 운전되는 IGCC용 분류층 석탄가스화기는 석탄에 포함된 회 성분을 대부분 용융 슬래그 형태로 가스화기 벽을 타고 흘러내리게 하여 가스화기 하부로 배출시킨다. 이러한 용융 슬래그를 원활하게 배출시키는 것은 가스화기의 안정적인 운전에 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 슬래그 층 내의 물질수지, 운동량 및 에너지 보존을 고려하여 석탄가스화기내의 슬래그 거동을 해석할 수 있는 모델 식을 유도하였다. 유도된 슬래그 거동 모델 식들을 적용하고 가스화기의 형상을 고려하여 가스화기 내부에서의 슬래그 거동을 해석하였다. 또한 슬래그 물성치들인 슬래그 점도, 슬래그 비열, 슬래그 밀도, 슬래그 열전달 계수 등을 슬래그의 조성 변화에 따라 별도로 산정하여 슬래그 해석의 입력 데이터로 사용하였다. 슬래그에 첨가되는 석회석의 비율을 해석의 주요 변수로 사용하여 가스화기 하부에서 용융 슬래그 및 고체 슬래그 두께, 용융 슬래그 층 내부에서의 슬래그 점도분포 및 슬래그 속도분포 등 슬래그 거동의 주요 특성들을 예측하였다. 해석결과로 석탄에 석회석의 첨가량을 증가시키면 슬래그의 임계점도온도(temperature of critical viscosity)와 점도가 낮아지므로 가스화기 벽면에서의 용융 슬래그의 유동속도는 빨라지며, 고체 슬래그와 용융 슬래그의 두께가 감소하는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다.

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The prediction of crystalline formation in slag viscosity changes at gasifier atmosphere (가스화 조건에서 슬래그 점도 변화에 영향을 미치는 결정 형성 예측)

  • Ju, Hyunju;Lee, Joongwon;Oh, Myongsok
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.76.1-76.1
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    • 2011
  • 석탄 가스화기 내에서 슬래그의 축적에 의한 막힘 현상 등으로 발생 가능한 조업중단을 예방하기 위해 탄의 종류에 따른 슬래그의 유동을 정확히 예측하는 것은 중요하다. 슬래그의 유동은 원료인 석탄의 회 성분 조성 그리고 가스화기 온도의 영향을 크게 받는다. 회가 용융된 형태인 슬래그의 융점 특성을 파악하여 슬래그 거동을 예측하기 위해서는 회를 조성하고 있는 주성분의 비율 뿐 아니라 소량의 성분들도 고려하여야 한다. 또한, 가스화기 조업 조건 중 수증기 분압이 슬래그 점도에 미치는 변화를 파악하여 공정 조건 확립 및 슬래그 계통 제어 로직에 반영 할 수 있다. 따라서, 대표적 열화학 평형계산 프로그램인 Factsage를 이용하여 슬래그 성분의 액상선 온도를 예측해보았다. 슬래그는 회 성분의 조성에 따라 결정 슬래그와 유리 슬래그로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 결정 슬래그로는 Alaska Usibelli 탄을, 유리 슬래그로는 Kideco 탄의 조성을 사용하여, 가스화기 조업 조건 중 수증기의 분압에 따라 석탄 슬래그의 형성 및 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성에 대한 상관관계를 예측해 보았다. 또한, 슬래그 유동에 영향을 줄 수 있는 요인으로써, 석탄의 품질을 결정하는 인자인 Base/Acid Ratio, Iron in Ash, Calcium in Ash, Silica-to-Alumina Ratio, Inron-to-Calcium Ratio를 달리 변화시켜가며 슬래그 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성을 예측하였다. 이 예측결과는 향후 실험 데이터와 비교하여, 슬래그 처리 부분의 모니터링에 기초 자료로 활용될 뿐 아니라, 슬래그점도 측정 시스템의 운전 파라미터를 도출하는데 이용 가능할 것이다.

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The Phenomenon of the Slag Foaming and the Result of using Various Slag Deforming Agents in the Steelmaking Converter (제강(製鋼) 전로(轉爐) 정연시(精鍊時) 슬래그 폼(Slag Foam)발생(發生) 현상(現像) 및 진정제(鎭靜劑) 종류(種類)에 따른 사용효과(使用效果))

  • Chun, Sang-Ho;Song, Choong-Ok;Ban, Bong-Chan
    • Resources Recycling
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    • v.15 no.2
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    • pp.18-23
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    • 2006
  • Foaming of slag is a thermodynamically unstable phenomenon and has significant effects in iron and steelmaking processes. For better recycling method of pulp sludge, the application as an defoaming agent during steelmaking process was adopted and tested. The forming machine has been modified in order to produce the briquettes, which are made of pulp sludge and slag with different weight ratio. Influencing factors on the foaming phenomena have been studied and tested for better understanding of foaming phenomena. Experiments were carried out with $CaO-FeO-SiO_2$ based slags with Ar gas injection and addition of coke particles. The slag basicity and (%FeO) contents adapted as major factors to treasure foaming tendency of the slag system. It was found that foam index (${\Sigma}$) gradually decreased as both the basicity and the (FeO) content increase. Four kinds of antifoaming agent such as aluminium dross, cokes, rice bran and pulp sludge with steelmaking slag have been tested in actual process. Aluminium dross was the most effective, and pulp sludge with steelmaking slag also showed the desired results.

Factors Causing Slag Inclusion in SMAW (SMAW의 슬래그 혼입에 대한 각종 요인의 영향)

  • 구정서;백승호;김영환
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.2 no.2
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    • pp.29-37
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    • 1984
  • 발전설비를 비롯한 산업설비, 각종 압력용기 및 철구조물 제작시 발생하는 여러가지의 용접불량 중에서 슬래그 혼입이 차지하는 비율이 전체 불량의 절반 이상을 차지하고 있다. 특히 여타의 용접법에 비해 SMAW에 의한 슬래그 혼입의 발생이 가장 많으므로 이에 대한 결함 발생의 경향을 조사하고 그 방지대책을 설정하기 위하여 이번 실험을 실시하게 되었다. 수동 용접봉의 피복제 중 가스 발생 원인은 아아크 분위기를 생성하고 기타 부분은 슬래그가 되어 용융금속을 둘러싸서 이것을 보호하면서 용융지로 이행한다. 슬래그는 용융지 내에서 비이드 표면으로 부상하면서 탈산반응이나 불순물을 제거하는 정련작용을 한다. 또한 적당한 합금 원소의 보충, 용융금속의 유동성 증가 등에 의하여 양호한 용착금속의 생성을 돕는다. 한편, 슬래그는 고온금속을 덮어 이것을 보호함과 동시에 급냉을 완화하는 작용을 한다. 그러나 이러한 슬래그가 응고하는 용착금속 사이에 혼입된다면 용착금속의 기계적 성질을 저하시키는 중요한 요인이 된다. 슬래그 혼입에 대하여 간단하고 일반적인 방지대책은 많이 언급되어 있으나 슬래그 혼입의 방지대책에 대해 깊이 있는 연구가 거의 없다. 이번 실험에서는 광범위한 요인의 선제, 싯수의 제안으로 인하여 새로운 슬래그 혼입 기구의 설정이나 특정한 요인의 영향에 대한 정확한 한계치의 설정보다는 각 요인에 대한 정성적인 영향을 분석하였다.

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Properties of Reformed Electric Arc Furnace Slag as Cement Admixtures (용융개질 전기로슬래그의 시멘트 혼화재로서 특성)

  • Kim, Kee-seok;Bae, In-kook;Seo, Joo-beom;Choi, Jae-Seok;Lee, Yoon-kyu;Kim, Hyung-seok
    • Resources Recycling
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    • v.24 no.6
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    • pp.31-37
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    • 2015
  • Ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) which is by-product of steel industry has been recycled as a cement admixture though the other steel slags are used as aggregates. In this study, the electric arc furnace slag (EAFS) was used as a cement admixture after the reduction of iron oxide in the slag at the interface of molten slag and water quenching. Consequently, the reformed EAFS (REAFS) had higher grindability than that of granulated blast furnace slag. And in mortar tests, the strength properties of specimens using REAFS were 98% of plain specimens of GGBFS upto 20% replacement ratio of GGBFS with REAFS.

Application of Coal Ash Viscosity Models for Analyzing Operation Temperatures of an Entrained Flow Gasifier (분류층 가스화기에서 운전온도 분석을 위한 석탄회 점도모델 적용)

  • Chung, Jaehwa;Lee, Joongwon;Park, Seik;Kim, Simoon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.77.2-77.2
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    • 2011
  • 고온고압에서 운전되는 분류층 석탄가스화기에서 석탄의 회성분을 용융슬래그로 원활하게 배출하는 것은 석탄가스화기의 안정적인 운전을 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서는 분류층 석탄가스화기에서 원활한 슬래그의 배출조건을 파악하기 위해서 여러 슬래그 점도예측 모델들을 사용하여 가스화기의 운전온도 변화에 따른 슬래그의 점도변화를 해석하여 점도해석모델들의 적용성을 비교분석하였다. 본 연구에서 선정한 가스화기 설계탄의 회 성분을 토대로 슬래그의 점도를 계산한 결과 점도해석 모델별로 온도에 대한 점도 값이 매우 상이하게 예측되었다. 또한 설계탄에 대한 점도예측 모델들을 적용한 계산결과로부터 슬래그의 점도가 80 poise가 되는 온도인 $T_{80}$이 매우 높은 값으로 예측되었다. 따라서 가스화기의 운전온도에서 용융 슬래그를 원활하게 배출하기 위해서 설계탄에 Flux를 첨가하여 슬래그의 점도를 낮추어 줄 필요가 있음을 알았다. 기존의 점도예측 모델들 중에 점도 예측 값이 중간치 정도의 경향을 보이는 Hoy가 개발한 모델을 기준으로 가스화기의 적정 운전온도에서 Flux로 첨가할 석회석 양을 산출하였다. 본 슬래그 점도모델들의 적용 결과로부터 실제 가스화기의 운전이나 설계에 슬래그의 특성을 파악하여 운전조건 도출이나 해석에 활용하기 위해서는 운전예정인 탄종에 대한 점도측정 실험을 병행하여 적정한 점도 예측모델을 선정하는 것이 중요함을 알 수 있었다.

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Development activator for physical properties of slag Cement (슬래그 시멘트의 물성제어를 위한 활성화제 개발)

  • Park, Nam-Kyu;Lee, Jong-Kyu;Chu, Yong-Sik;Song, Hun
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • pp.545-548
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    • 2008
  • In this study aluminium sulfate, Ca(OH)$_2$, K-R Slag and $Na_2SO_4$ were used as active admixtures and their concentration 1, 3, 5, 7 weight percent in cement. The physical properties of active admixtures cement mortar were investigated by flow test and compressive strength. It was found that the resulting active admixtures exhibited the higher compressive strength than OPC mortar up. From the test results, cement mortars added active admixture have a good fundamental property.

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An Experimental Study on Rapid Repairing Mortar for Road with Steel Slag (철강 슬래그를 사용한 도로용 긴급보수 모르타르에 관한 실험적 연구)

  • Jung, Ui-In;Kim, Bong-Joo;im, Jin-Man;Kwak, Eun-Gu
    • Journal of the Korea Institute of Building Construction
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    • v.18 no.5
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    • pp.419-427
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    • 2018
  • The purpose of this study is to recycle steel slag generated from the iron producing process and to use steel slag as a construction material which is currently landfilled Steel slag is subjected to aging treatment due to the problem of expansion and collapse when it reacts with water. The Slag Atomizing Technology (SAT) method developed to solve these problems of expanding collapse of steel slag. In this study, experimental study on the emergency repair mortar using the reducing slag, electric arc furnace slag and silicon manganese slag manufactured by the SAT method is Reduced slag was shown an accelerated hydration when it was replaced with rapidly-setting cement, and the rate of substitution was equivalent to 15%. It is shown that the electric furnace oxide slag is equivalent to 100% of the natural aggregate, and it can be replaced by 15-30% when the silicon manganic slag is substituted for the electric furnace oxide slag. With the above formulation, it was possible to design the rapidly repair mortar for road use. These recycling slags can contribute on achieving sustainability of construction industry by reducing the use of cement and natural aggregates and by reducing the generation of carbon dioxide and recycling waste slag.

The Experimental Study on the Properties on Concrete to use the Electric Arc Furnance Slag as Fine Aggregate (전기로슬래그 잔골재를 사용한 콘크리트의 기초물성에 관한 실험적 연구)

  • Choi, Sung-Woo;Kim, Jeong-Sik;Jeun, Jun-Young;Kim, Eun-Kyum;Ryu, Deuk-Hyun
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • pp.389-392
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    • 2008
  • Electric-furnace-slag has the expansion, due to the reaction with water and free Cao. So compared with the blast-furnace-slag, the recycling range of EFS is subject to restriction. But the expansive reaction of EFS is removed, the it is possible to use aggregate for concrete. This study is the basic properties of concrete to used stabilized EFS(oxidized EFS). The EFS is used fine aggregate in concrete, and replaced by sea-sand(natural sand). The replacement ratio are 0%, 25%, 50%, 75%, 100%. The result of study, to used oxidized EFS-sand, the flowability and the compressive strength is increased. Also it is possible to reduce the Bleeding. It is necessary more study about using the EFS aggregate, like the durability, the mechanical property for concrete

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A Study of Concrete Mix Proportioning Design for Blast-furnace Slag Cement (슬래그시멘트의 콘크리트 배합설계 연구)

  • 김진춘;공양식;김동석
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • pp.215-220
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    • 1994
  • 본 연구의 목적은 당사 콘크리트 배합설계 프로그램인 쌍용배합설계시스템(Ssangyong Mix Proportioning Design System ; 이하 SMPD라 칭한다)을 기본으로해서 슬래그시멘트에 대한 콘크리트 배합설계(안)을 제안함으로써 콘크리트 현장에서 합리적으로 콘크리트를 제조할 수 있도록 하는데 있다. 연구 내용은 슬래그시멘트와 보통시멘트간의 콘크리트 물성차이를 실험실적으로 규명하기 위해서 슬래그 함유량 및 양생 온도별로 슬래그시멘트의 콘크리트 강도발현특성, 물시멘트비, 단위수량변화 및 응결특성 등을 검토하였으며 그 결과를 이용하여 슬래그시멘트의 콘크리트 배합설계를 시행, 표준배합과 현장배합표를 제시하였다.

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