• 자원리싸이클링
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• 제27권2호
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• pp.68-76
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• 2018

전기로 제강분진은 아연, 연, 철의 2차자원으로서 매우 중요하다. 또한 제강분진의 리싸이클링은 분진 중에 함유되어 있는 증금속 성분 등의 유해원소에 의한 환경문제의 처리에 유용한 방법이다. 본 조사는 기존의 전기로 제강분진을 처리하는 방법의 개선이나 새로운 처리방법의 개발을 위해 건식처리 방법에 대하여 알아보았다. 상업중인 처리방법은 노의 형상 등에 따라 로터리 킬른형, 회전노상형, 샤프트형, 용융환원로형 등으로 구분할 수 있었다. 이러한 처리에서의 생성물은 ZnO와 환원철 또는 슬래그이다. 제강분진으로부터 ZnO를 만드는 기구는 탄소 열환원과 공기에 의한 아연증기의 산화에 의한 것이다.

• 보존과학회지
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• 제37권6호
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• pp.807-820
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• 2021

본 연구에서는 한반도 남부지역에서 출토된 조선시대 노벽을 대상으로 자연과학적 분석을 통해 지역 간 재료나 배합비율, 피열온도 등 상관성 및 차이점을 파악하고자 하였다. 전라지역의 김제 은곡, 남원 성산리 투구봉, 화순 쌍산 항일의병 유적과 경상지역의 고성 소을비포성지, 합천 야로 유적에서 출토된 노벽을 선정하여 분석하였다. 분석 결과, 소성의 정도에 따라 층위변화가 존재하며, 고성 노벽은 2개의 층위, 나머지 유적 노벽은 3개 층위로 구성되었다. 김제 은곡과 성산리 투구봉, 합천 야로 유적은 각상의 입자상, 성산 유적은 아각상, 고성 유적은 아원마상의 입자상을 보여 지역에 따라 특징적인 차이는 아니었다. 유적에 따라 피열온도는 1300℃와 1100℃ 정도로 구분되었으나 이 또한 지역에 따라 나타나는 현상은 아니었다. 주요성분함량에서 TiO₂는 대부분의 시료가 1%를 넘지 않아 사철제련이 아니거나 저티탄 사철을 사용한 노였을 것으로 추정되었다. 지역 간 유사성은 크지 않으며, 유적의 성격과 제철원료, 노벽을 구성하는 원재료의 성분조성에 따라 상관성이 지어지는 것으로 보인다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2006년도 춘계임시총회 및 제27회 학술발표대회
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• pp.61-65
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• 2006

• 자원리싸이클링
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• 제7권2호
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• pp.39-45
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• 1998

LD 제강 더스트를 제철원료로 LD 전로 제강 슬래그를 용제로 하고 폐타이어에 의해 제조한 건류탄을 환원제로 사용하여 반사로에서 환원 실험하여 배합비, 온도 및 반응시간 변화에 따른 환원율 및 철 회수율의 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1) $1300^{\circ}C$에서 1시간 동안 환원실험한 결과 탈아연율(removal rate of zinc)이 97%이상이며 잔사중의 Zn은 0.1~0.2%이었다. 2)페렛트 중에 LD 스래그 15~20%, 폐타이어 건류탄 4.1~6.7% 함유된 시료를 대기압, $1350^{\circ}C$에서 3시간동안 환원실험한 결과 선철의 회수율은 89.3~92%이었다. 3)환원제련시에 집진장치에서 회수한 더스튼 Zn 60%의 조산화아연이었다. 4) 회수한 선철의 성분은 Fe 96%, C 1.6%, P 0.08%, S 0.05%이었다. 5) 환원시에 생성한 슬래그의 조성은 $Ca_2Al_2SiO_7$, 8CaO $5SiO_2$ 및 $Na_3Ca_6(PO_4)_5$가 확인되었다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.139-145
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• 2021

본 연구의 목적은 건식 공정을 통해 폐전지에서 금속을 회수하는 것이다. 특히, 열처리 온도를 변수로 하여 공정 중에 발생되는 액상 및 기상상태의 생성물과 공정 후에 회수되는 고상상태의 생성물에 대하여 정성 및 정량적으로 분석하여 비교하였다. 폐전지의 커버를 제거한 후, NaCl 용액에 존치하여 방전시켰다. 폐전지를 파쇄과정을 통하여 가루형태로 만들어서 산소 분위기의 튜브 전기로에서 폐전지의 용융실험을 수행하였다. 리튬이온 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 고체상태 생성물의 회수율은 80.1 wt%이었고, 주성분은 27.2 wt%의 코발트이었으며 그 외 리튬, 구리, 알루미늄 등이 미량 존재하였다. 니켈-수소 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 회수율이 99.2 wt%로 건식공정으로부터 손실되는 금속이 거의 없었으며 약 37.6 wt%의 니켈이 주성분이었다. 그 외, 철을 포함하여 여러 금속을 가지고 있다. 니켈-카드뮴 폐전지는 온도가 증가할수록 카드뮴이 기화되면서 회수율이 65.4 wt%까지 낮아진다. 반응온도 1050 ℃에서 회수된 고체상태의 주 금속성분은 41 wt%의 니켈과 12.9 wt%의 카드뮴이었다. 또한 니켈-카드뮴 폐전지는 다른 이차 폐전지로부터 검출되지 않은 벤젠과 톨루엔 성분이 기체상태의 생성물에서 검출되었다. 본 연구 결과는 폐 이차전지의 건식 리사이클링 공정 연구에 기초 자료로서 활용 가능하다.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제30권4호
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• pp.752-763
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• 1997

To evaluate the effect of manganese on the respiratory system, we investigated the respiratory symptoms of 63 male workers exposed to, fume containing manganese (Mn), iron (Fe) and silica (Si), and compared them with those of 66 male workers not exposed to the fume in a manganese alloy smelting factory. The prevalence ratios of the seven respiratory symptoms were not different between two groups. The presence of any respiratory symptom was not related with the age, duration of employment, smoking status of workers, and exposure to fume. In furnace workers, it was not related with the airborne Mn, Fe, and Si concentration in the total or respirable fume. Airborne Mn concentrations of all 4 furnaces in the respirable fume were below $1mg/m^3$. There were two suspicious cases of pneumoconiosis among furnace workers and one definite case(1/2) among casting workers who were not exposed to fume. The above results suggest that the exposure to the low airborne Mn concentration is not related with respiratory symptoms and pneumoconiosis. However, it is necessary to study the respiratory effects of Mn using the symptom questionnaire with consideration of the severity and persistence, of symptoms and the time interval from exposure.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권4호
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• pp.65-72
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• 2022

For sustainable development in the construction industry, blast furnace slag has been used as a substitute for cement in concrete. In contrast, ferronickel slag, which is the by-product generated during smelting to ferronickel used in the manufacturing of stainless steel and nickel alloys, has a limitation to use as a binder and an aggregate due to its expansive characteristics. Recently, stabilization technology of ferronickel slag has been improved and studies have been carried out to utilize ferronicke slag as fine aggregate in concrete. Therefore, in this study, basic mechanical properties of concrete used in ferronickel slag aggregate was evaluated. The compressive strength (24, 30, 40 MPa) and replacement rate of ferronickel slag aggregate (0, 10, 25, 50%) were considered as experimental variables. As a result of test, concrete replaced fine aggregate with 25% ferronickel slag aggregate showed superior performance in the compressive strength and flexural strength.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권2호
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• pp.4-23
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• 2020

이 연구는 우리나라 철 주조기술의 다양성과 기술 체계를 규명하기 위한 목적으로 진행되었으며, 이를 위해 고문헌 조사 및 유물 분석, 제작 도구와 제작 기술에 대한 현지 조사 그리고 주조와 거푸집에 사용된 재료의 과학 분석 등을 실시하였다. 불미기술은 송풍구인 풀무를 이용하여 주철을 녹인 뒤 그 쇳물을 토제 거푸집에 부어 주물을 완성하는 철 주조기술로 현재 유일하게 제주도에서만 전승되고 있는데, 모래 거푸집을 사용하는 육지와 비교해 토제 거푸집을 사용하고 있다는 것이 큰 차이점이라 할 수 있다. 무쇠솥 주조기술에는 석비레, 모래, 점토 등을 섞어 만든 모래 거푸집을 이용한 주물사주조법(鑄物砂鑄造法)과 점토에 볏짚과 갈대 등을 섞어 만든 토제 거푸집을 이용한 도토주조법(陶土鑄造法)이 사용되고 있다. 주물사주조법에 의한 무쇠솥 주조는 거푸집 만들기, 속심 제작, 쇳물 작업, 거푸집에 쇳물 붓기, 완성품 다듬기 등 5단계의 작업공정을 거치며, 도토주조법에 의한 무쇠솥 주조는 거푸집 만들기, 거푸집 굽기, 질먹 입히기, 쇳물 작업, 쇳물 붓기, 완성품 다듬기 등 크게 6단계의 작업 공정으로 이루어진다. 두 주조법은 거푸집의 재료, 거푸집을 불에 굽고 질먹을 입히는 제작 공정에서 차이를 보인다. 이번에 연구한 불미기술은 토제 거푸집 무쇠솥 주조로 진흙 채취 및 반죽, 거푸집 제작, 초벌 굽기, 화적모살 및 질먹 바르기, 건조 및 비얄질, 거푸집 합장, 둑(용광로)제작, 재벌 굽기, 제련, 쇳물 붓기, 주물 다듬기 등 단계별 주조 공정에 사용된 재료 및 도구 분석과 제작 기술에 담겨진 과학 기술 원리를 규명하여 우리 고유 철 주조기술의 기술 체계를 밝혀 보았다. 그리고 무쇠솥 도토주조를 위해 이용한 재료와 완성품을 과학 분석한 결과, 거푸집은 주성분이 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃으로 이루어진 진흙과 모래이고, 이형재는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, K₂O가 함유된 흑연이며, 완성된 무쇠솥의 미세 조직은 시멘타이트(Fe₃C)와 펄라이트(페라이트와 시멘타이트의 층상 구조)로 이루어진 백주철 조직임을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권1호
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• pp.50-59
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• 2023

전기로에서 고철(Scrap)의 용해과정에서 발생되는 분진량은 고철장입량의 약1.5%정도이며, 주로 백필터(Bag Filter)에서 포집된다. 전기로 제강분진의 주요한 구성원소인 아연(Zn)과 철(Fe)중에서 아연성분은, 제강분진에 탄소계의 환원재(코크스, 무연탄)와 석회석(C/S제어)을 첨가하여 Pellet형태로 가공한 후에 반응로(Rotary Kiln 또는 RHF)에 장입하여 환원, 휘발, 재산화의 단계적인 세부반응을 거쳐서, 60wt%Zn을 함유한 조산화아연(Crude Zinc Oxide)으로 회수된다. 한편 제강분진 중의 철(Fe)성분은, Fe-Base의 Clinker(2차부산물)라고 하는 고형물의 형태로 반응기로부터 배출된다. 기존의 Fe-Clinker의 처리방법은, 각국의 상황에 따라서 다양한 방안들이 시행되고 있는데, 대표적인 처리방법으로는 매립, 재활용(로반재, 콘크리트용 골재, 시멘트제조용 Fe-Source), 그 외에 다양한 처리방법들이 있다. 이들 방법들 중에서 매립의 경우는, 침출수에 의한 환경오염, 고가의 매립비용, Fe자원의 낭비 등의 이유로, 결코 바람직한 처리방법이라고 할 수는 없다. 그러나 Fe-Clinker중의 Fe성분을 전기로를 이용하여 직접적으로 재활용하는 방법에 대한 연구결과는 거의 찾아볼 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 Fe-Clinker중의 Fe성분을 보다 적극적으로 회수하기 위한 방법으로서, 먼저 Fe-Clinker를 분쇄하고 이어서 비중선별과 자력선별을 순차적으로 실시하여, Fe-성분이 농축된 조분(Coarse particle, >약10㎛)과 슬래그성분을 주로 함유한 미분(Fine particle, <약10㎛)으로 분리하였다. 이렇게 분리한 조분에 탄소계 환원제(코크스, 무연탄)와 점결재(전분)를 첨가하여 단광 Clinker를 제조하여, 전기로에 고철을 장입할 때에 소량(1~3wt%)의 단광Clinker를 함께 장입하여, 단광Clinker의 첨가재(가탄재, Fe-Source, 발열재 등으로서의 역할)로서의 사용가능성을 조사하였다. 그 결과, 비록 소량이지만, 전력원단위와 생산수율이 다소 향상되는 효과를 나타내었으며, 용융금속에 대한 가탄효과도 확인할 수 있었다.

• Conservation and Restoration of Cultural Heritage
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• 제1권1호
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• pp.9-22
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• 2012

The most widely excavated iron artifacts used as weapons or farm tools from central southern regions of Korea were subjects of non-metallic inclusion analysis through metallographic examination, microhardness measurement, and scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy. Through metallographic interpretation and study of the analyzed results, the steel manufacturing and iron smelting using heat processing in the iron artifacts excavated from the central southern region of the ancient Korean peninsula was studied, and the analysis of the non-metallic inclusions mixed within the metallic structures was interpreted as the ternary phase diagram of the oxide to infer the type of iron ores for the iron products and the temperature of the furnace used to smelt them. Most of the ancient forged iron artifacts showed $Al_2O_3/SiO_2$ with high $SiO_2$ contents and relatively low $Al_2O_3$ contents for iron ore, indicating t hat for $Al_2O_3$ below 5%, it is presumed that magnetic iron ores were reduced to bloom iron (sponge iron) with direct-reduction process for production. The temperature for extraction of wustite for $Al_2O_3$ below 1% was found to be $1,020{\sim}1,050^{\circ}C$. Considering the oxide ternary constitutional diagram of glassy inclusions, the steel-manufacturing temperature was presumed to have been near $1,150{\sim}1,280^{\circ}C$ in most cases, and minimum melting temperature of casting iron part excavated in Daeseong-ri. Gyeonggi was near $1,400^{\circ}C$, and it is thought that hypoeutectic cast iron of about 2.3% carbon was casted and fragility of cast iron was improved by decarburizing in solid state.