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지속적인 자원순환 사회 실현을 위해 철강산업 부산물중 슬래그의 고부가가치 활용법으로 슬래그울 제조 연구가 필요하다. 본 연구에서는 주물용 및 야금용 코크스의 연소 거동을 조사하고 연소속도 상수를 도출하여 큐폴라 내부 온도를 예측하기 위한 모델의 기초 연구에해당한다. 연소 실험은 상온에서 N₂가스로 분위기 치환후 1273, 1373, 1473K 조건에서 Dried Air (500, 800 ml/min) 분위기에서 열중량분석법으로 분석하고, 연소 후 회수된 회분상을 XRD로 확인하였다. 실험 결과 온도 및 산소 유량 증가에 따라 두 코크스 모두 연소속도가증가하였으며, 야금용 코크스가 반응성이 우수하였으나 발열량은 주물용 코크스가 더 높아 큐폴라 용융로 열원으로서의 활용 가능성을보였다. 회분은 주로 SiO2와 Al2O3로 구성되었고 Fe2O3와 CaO를 함유하는 상도 미량 포함하는 것으로 확인되었다. 또한 반응 속도 실험데이터를 기반으로 유량 조건에 따라 각각의 연소속도 상수(kc)를 온도와의 관계식으로 도출하여 큐폴라 내부 온도 분포 모델 개발에 활용할 수 있는 기초 자료를 마련하였다.

The transition to a sustainable circular economy necessitates the high-value utilization of slag, with slag wool production emerging as a promising approach. This study investigated the combustion behavior of foundry and metallurgical cokes and derived their combustion rate constants as foundational data for modeling temperature distribution inside a cupola furnace.

Combustion experiments were conducted at 1273, 1373, and 1473 K, by first purging with N₂ gas at room temperature, followed by thermogravimetric analysis under dried air flows of 500 and 800 ml/min; post-combustion residues were characterized through X-ray diffraction. The combustion rates of both cokes accelerated with an increase in temperature and oxygen flow; the metallurgical coke exhibited higher reactivity, while the foundry coke possessed a higher calorific value. These findings indicate that foundry coke is a suitable heat source for the cupola. The residues mainly comprised SiO2 and Al2O3, with minor phases such as Fe2O3 and CaO. Based on kinetic data, combustion rate constants (kc) were derived as Arrhenius-type functions of temperature for each flow condition, providing key parameters for developing an internal temperature distribution model for the cupola.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
하프늄의 제련과 리사이클링 = Smelting and recycling of hafnium 손호상 p. 3-13
희토류 영구자석 재활용 기술 동향 연구 = Review on rare earth permanent magnet recycling technology 김동수, 강정신 p. 14-28
표준 혼합 시료 기반 카올리나이트 정량 분석 기초 연구 = Preliminary study on the quantitative analysis of kaolinite based on standard mixed samples 김남일, 조정훈, 구상서, 황용선 p. 29-37
폐배터리 습식 제련 침출 잔사의 수침출-알칼리 배소 기반 정제 및 구조 회복에 관한 연구 = A study of purification and structural recovery of spent LIB hydrometallurgical leaching residues via water leaching-alkali roasting 김기현, 안낙균, 박경수 p. 38-47
Influence of controlled cooling rates on clinker microstructure and phase evolution with machine learning-based compressive strength prediction = 제어된 냉각 속도가 클링커 미세구조와 상 진화에 미치는 영향 및 머신러닝 기반 압축강도 예측 Bilguun Mend, Youngjun Lee, Yong-Sik Chu p. 48-61
미네랄울 제조용 큐폴라로의 고체연료 다각화를 위한 주물용 및 야금용 코크스의 연소 거동 = Combustion behavior of foundry and metallurgical cokes to diversify solid fuel in cupola for mineral wool production 김선중 p. 62-69
국내 천연 흑연광의 고순도 흑연 생산을 위한 부유선별-화학적 정제에 대한 실험적 연구 = Experimental study on flotation-chemical purification for high-purity graphite production from domestic natural graphite ore 강세린, 안재민, 김동현, 김성민, 한성수, 이원재, 신승욱, 노기민, 정해성, 한요셉 p. 70-81
국내 저품위 흑연광의 광물 조성에 따른 분쇄 거동 및 부유선별 성능의 영향 = Influence of mineral composition on grinding behavior and flotation performance of low-grade domestic graphite ore 김동현, 안재민, 배성현, 강세린, 한성수, 이원재, 김성민, 노기민, 신승욱, 한요셉 p. 82-93
Magnetizing roasting characteristics to enhance the magnetic separation efficiency of titanium ore from the Taebaek myeon-san layer titanium deposit = 태백 면산층 타이타늄 광석의 자력선별 효율 향상을 위한 자화배소 특성 연구 Fausto Moscoso Pinto, Seongho Lee, Hyung-Seok Kim p. 94-107

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