• 제목/요약/키워드: Metallurgical refining

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과공정 Al-Si 합금의 마모 특성에 미치는 잔류응력의 영향에 관한 연구 (A Study on the Relationship between Residual Stress and Wear Peroperty in Hypereutectic Al-Si Alloys)

  • 김헌주;김창규
    • 한국주조공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.89-96
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    • 2000
  • The effects of modification processing on the refinement of primary Si and the wear behavior of hyper-eutectic Al-Si alloys have been mainly investigated. Refining effects of primary Si in Al-17%Si alloy was more efficient than that of B.390 alloy. Optimum condition of getting the finest primary Si microstructure was when AlCuP modifier is added into the melt at $750^{\circ}C$ and held it at $700^{\circ}C$ for 30 minutes. Wear loss in the specimens of as-cast condition decreases as the size of primary Si decreases, in the order of B.390 alloy, B.390 alloy with AlCuP addition, Al-17%Si alloy and Al-17%Si alloy with AlCuP addition. Wear loss in the aged condition of Al-17%Si alloy, B.390 alloy and B.390 alloy with AlCuP addition decreased due to the increase of compressive residual stress in the matrix by the aging treatment. While, wear loss increased in the aged specimens of Al-17%Si alloy with AlCuP addition and Hepworth addition in which compressive residual stress decreases by the aging treatment. Therefore, it is assumed that higher compressive residual stress in the matrix can reduce the wear loss in composite materials such as hyper-eutectic Al-Si alloys.

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FeO-MnO-CaO-SiO2-MgOsatd. 슬래그에서의 P의 열역학적 거동 (Thermodynamic of Phosphorus in FeO-MnO-CaO-SiO2-MgOsatd. Slag Systems)

  • 조문경;박경호;민동준
    • 대한금속재료학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.188-194
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    • 2009
  • Recently, new extraction technology for manganese nodule has been developed as alternative noble metallic resources. It is important to understand thermodynamic behaviors of phosphorus in low basic slag system from the viewpoint of the refining processing optimization. Thermodynamic behaviors of phosphorus in the $FeO-MnO-CaO-SiO_2-MgO_{satd.}$ slag system were investigated at 1723 K with various oxygen potential and slag composition of low basicity. The experimental results for dependence of phosphorus on oxygen potential and slag basicity indicated that the dissolution mechanism of phosphorus into slag of low basicity could be derived as follows; $[P]+5/4O_2+(O^{2-})=({PO_{3.5}}^{2-})$ Present experimental results implied that stability of phosphorus in slag would be depended on both of $O^{2-}$ (basicity) and content of $Ca^{2+}$ in molten slag. The thermodynamic effect of FeO, MnO and $Na_2O$ on low basicity on phosphate capacity was discussed.

용융(熔融) PbO-SiO2계(系) 슬래그와 Bi 사이의 Bi와 Pb의 분배거동(分配擧動) (Distribution Behavior of Bi and Pb Between Molten PbO-SiO2 Slag and Bi)

  • 김세종;김응진;손호상
    • 자원리싸이클링
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    • 제21권5호
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    • pp.65-71
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    • 2012
  • 용융 PbO-$SiO_2$계 슬래그와 Bi를 $775{\sim}850^{\circ}C$의 마그네시아 도가니 중에서 평형시켜 Pb와 Bi의 평형분배에 대하여 조사하였다. 분위기 중의 산소분압은 $P_{CO2}/P_{CO}$의 비율을 조정하여 제어하였다. Pb의 분배비인 (%PbO)/[%Pb]는 슬래그 중의 $SiO_2$ 농도가 증가함에 따라 증가하였으며, Bi의 분배비인 ($%Bi_2O_3$)/[%Bi]는 슬래그 중의 $SiO_2$ 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 그리고 반응 온도가 높을수록 금속 상중의 Pb 농도는 증가하였다. 이러한 결과는 열역학적으로 예측한 결과와 잘 일치하였다.

일방향 응고에 의한 금속급 실리콘 중 Fe 제거 (Removal of Fe from Metallurgical Grade Si by Directional Solidification)

  • 사공성대;손인준;손호상
    • 자원리싸이클링
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    • 제30권4호
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    • pp.20-26
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    • 2021
  • 태양전지용 실리콘은 주로 반도체급 실리콘 제조공정에서 발생하는 규격외 실리콘을 사용하여 왔다. 태양전지의 보급 활성화를 위해서는 보다 저렴한 정제 공정의 개발이 필요하다. 태양전지용 실리콘을 위한 저비용이면서 효율적인 방법은 금속급 실리콘을 정제하여 고순도화하는 것이다. 본 연구에서는 금속급 용융 실리콘 중의 Fe를 제거하기 위해 고주파 유도로 중에서 일방향 응고를 실시하였다. 실험조건과 실험결과를 유효 편석계수, Scheil 식 및 Peclet 수로 평가하였다. 시료의 하강속도가 감소함에 따라 불순물의 매크로 편석과 잉곳의 순도가 증가하였다. 이러한 결과는 시료의 하강속도 감소에 따른 유효 편석계수의 감소에 의한 것으로 생각된다.

철강 생산 공정에서 Soft Computing 기술을 이용한 온도하락 예측 모형의 비교 연구 (Comparative Analysis of Models used to Predict the Temperature Decreases in the Steel Making Process using Soft Computing Techniques)

  • 김종한;성덕현
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.173-178
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    • 2007
  • This paper is to establish an appropriate model for predicting the temperature decreases in the batch transferred from the refining process to the caster in steel-making companies. Mathematical modeling of the temperature decreases between the processes is difficult, since the reaction mechanism by which the temperature changes in a molten steel batch is dynamic, uncertain and complex. Three soft computing techniques are examined using the same data, namely the multiple regression, fuzzy regression, and neural net (NN) models. To compare the accuracy of these three models, a limited number of input variables are selected from those variables significantly affecting the temperature decrease. The results show that the difference in accuracy between the three models is not statistically significant. Nonetheless, the NN model is recommended because of its adaptive ability and robustness. The method presented in this paper allows the temperature decrease to be predicted without requiring any precise metallurgical knowledge.

Mechanical Behavior and Microstructure Evolution during Semi-Solid Squeeze Cast Processing of Ignition-Proof Mg-Zn-Ca-Zr Alloy

  • Chang, Si-Young;Choi, Jung-Chul
    • 한국주조공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.502-509
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    • 1997
  • The mechanical behavior and microstructural evolution in the ignition-proof Mg-Zn-Ca-Zr alloy produced by the semisolid squeeze casting are clarified and the mechanical properties are also compared with those of squeeze cast Mg-Zn-Ca-Zr alloy. The tensile strength and elongation increase slightly as the solid fraction depending on temperature decreases, while the 0.2% proof stress decreases. The size of primary crystal increases with increasing holding time. The tensile strength and 0.2% proof stress of the semi-solid squeeze cast Mg-Zn-Ca-Zr alloy decrease as the size of primary crystal increases, indicating the dependence of strength on the size of primary crystal. The elongation of the semi-solid squeeze cast Mg-Zn-Ca-Zr alloy is two times as large as the squeeze cast Mg-Zn-Ca-Zr alloy and the tensile strength is unchanged despite the growth of primary crystal, resulting from the refining of the melted ${\alpha}Mg$ phase and the brittle eutectic compound as well as the reduction of solidification shrinkage and porosities.

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방연석 제련실험을 통한 납 추출과정 및 물리화학적 거동변화 연구 (Extraction Process of Lead and Variations of Physicochemical Properties using the Smelting Experiment of Galena)

  • 한우림;김소진;이은우;황진주;김수기;한민수
    • 보존과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.69-79
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    • 2013
  • 납을 획득하는 방법과 처리과정에서 일어나는 물리 화학적 거동변화를 확인함으로써 납이 함유된 고대 금속유물의 제작기법 연구에 활용하고자 방연석을 현재 가행 중인 광산에서 채취하여 세척 및 선광 등의 전처리 공정을 거쳐 제련 및 정련실험을 실시하였다. 실험결과, 납은 배소-화학반응에 의해 추출되며, $1,000^{\circ}C$이상의 고온에서도 방연석이 matte 내 존재하고 있음을 알 수 있었다. 이후 잔존하고 있는 방연석을 제거하기 위해 정련실험을 실시한 결과, 약 $11.1g/cm^3$의 비중을 갖는 금속 납이 추출되었으며 방연석 내 미량으로 존재하고 있던 Ag가 입계 내에 응집되는 것을 확인하였다. 이를 통해 고순도의 납을 제작하기 위해서는 적어도 1번 이상의 정련 과정과 은을 제거하기 위한 회취법 등이 시행되었을 것이다.

데이컴(DACUM) 기법을 활용한 기계·금속 교사의 직무 분석 (Job/Occupational Analysis of Secondary Mechanical and Metallurgical Education Teachers Using the DACUM Methodology)

  • 이창훈;서원석;김태훈;조한진;김기수
    • 대한공업교육학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.130-154
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    • 2015
  • 이 연구는 데이컴(DACUM) 기법을 활용하여 기계 금속 교사의 직무(job)를 분석하는 것이다. 데이컴 직무 분석은 15명으로 구성된 데이컴 위원회를 중심으로 2015년 1월에 데이컴 워크샵을 통하여 실시하였다. 데이컴 워크샵을 통해 도출된 기계 금속 교사의 데이컴 차트의 타당성을 확보하기 위하여 검증위원들의 검증을 받았다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 기계 금속 교사는 중등 교원 자격을 가지고 공업계열 특성화고등학교, 산업 수요맞춤형고등학교 등에서 학생들에게 기계 금속 관련 전문 교과목을 가르치고, 인성교육, 진로지도, 생활지도 등의 업무를 기획하고 수행하는 자로 정의하였다. 둘째, 기계 금속 교사의 직무 수행을 위해 요구되는 16개의 책무(전문교과교육준비, 전문교과교수활동, 학생생활지도, 취업진로지도, 교무행정업무수행, 자기계발, 기계제도, 범용공작기계가공, 수치제어공작기계가공, 자동화설비제작, 산업설비제작, 금속소재가공, 금속재료시험, 금속재질개선처리, 자동차정비, 자동차차체수리)와 199개의 과업을 도출한 후, 각 과업별 중요도, 난이도, 수행 빈도 및 특정 과업의 입직 초기 요구를 구명하였다. 셋째, 기계 금속 교사 직무 분석 결과를 바탕으로 데이컴 차트를 제시하였다.

냉간가공에 의한 CuZnAl계 현상기억합급의 결정립미세화와 특성평가 (The Effect of Cold-rolling on Microstructure and Transformation Behavior of Cu-Zn-Al shape Memory Alloy)

  • 이상봉;박노진
    • 한국재료학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.322-326
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    • 1999
  • 본 연구는 냉간가공과 열처리를 통해 Cu-26.65Zn-4.05Al-0.31Ti(wt%) 형상기억합금의 결정립을 미세화하기 위한 목적으로 수행하였다. 냉간가공을 위하여는 α-상이 가능한 많이 존재하는 (α+β)-조직을 가져야 하는데, 이는 550℃에서 열처리함으로써 얻었고, 최종두께 1mm로 냉간압연하였다. 총 압연율은 70%와 90%이었다. 냉간압연한 판재를 800℃에서 가열 후 급랭함으로써 형상기억특성을 갖는 상으로 변태시켰으며, 이 대 결정립크기를 측정한 결과, 열간압연한 경우보다 냉간압연과 열처리를 한 경우의 결정립이 월등히 작아졌음을 보여주었다. 냉간압연과 열처리를 한 경우에는 냉간압연 변형율이 큰 경우가 결정립이 더 작아지는 경향을 보였다. 또한 결정립크기가 작아짐에 따라 변태온도가 저하되었으며 오스테나이트상이 더 안정하게 되었음을 확인할 수 있었다. In this study, cold-rolling and appropriate annealing was adopted for the grain refining of Cu-26.65Zn-4. 05Al-0.31Ti(wt%) shape memory alloy. For the cold deformation of this alloy the ducti1e α-phase must be contained. After heat treatment at 550℃ the (α+β)-dual phase with 40vol.% α-phase was obtained which could be rolled at room temperature. This alloy was cold rolled into a final thickness of 1.0mm with total reduction degrees of 70% and 90%. The rolled sheets were betanized at 800℃ for various times, then quenched into ice water. The grain size of co]d rolled samples were 60∼80 ㎛ which is much smaller comparing with the hot-rolled samples. And the 90% rolled sample showed smaller grain size than the case of the 70% rolled one. The small grain size had influence on the phase transformation temperatures and stabilization of the austenitic phases.

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급속응고법으로 제조한 과공정 Al-17Si-5Fe 합금 압출재의 미세조직 및 기계적 특성 (Mechanical Characteristics and Microstructures of Hypereutectic Al-17Si-5Fe Extruded Alloys Prepared by Rapid Solidification Process)

  • 김태준;김덕현;이세동;백아름;임수근
    • 한국주조공학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.26-31
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    • 2019
  • In this study, the mechanical characteristics and microstructure of hypereutectic Al-17Si-5Fe extruded alloys prepared by a rapid solidification process (RSP) were investigated. The hypereutectic Al alloy was fabricated by means of RSP and permanent casting. For RSP, the Al alloy melted at $920^{\circ}C$, cooling the specimens at a rate of $10^6^{\circ}C/s$ when the RSP was used, thus allowing the refining of primary Si particles more than when using permanent casting, at a rate of about 91%. We tested an extrusion RSP billet and a permanent-cast billet. Before the hot-extrusion process, heating to $450^{\circ}C$ took place for one hour. The samples were then hotextruded with a condition of extrusion ratio of 27 and a ram speed of 0.5 mm/s. Microstructural analyses of the extruded RSP method and the permanent casting method were carried out with OM and SEM-EDS mapping. The mechanical properties in both cases were evaluated by Vickers micro-hardness, wear resistance and tensile tests. It was found that when hypereutectic Al-17Si-5Fe alloys were fabricated by a rapid solidification method, it becomes possible to refine Si and intermetallic compounds. During the preparation of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy by the rapid solidification method, the pressure of the melting crucible was low, and at faster drum speeds, smaller grain alloy flakes could be produced. Hot extrusion of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy during the rapid solidification method required higher pressure levels than hot extrusion of the permanent mold-casted alloy. However, it was possible to produce an extruded material with a better surface than that of the hot extruded material processed by permanent mold casting.