• 한국세라믹학회지
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• 제33권7호
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• pp.832-838
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• 1996

Thermite reaction products of MgO and Al were added to MgO-C refractory to improve the properties of corrosion against the attack of slag, oxidation and mechanical spalling. Corrosion rate of MgO-C-MgAl2O4 spinel refractory at the ratio of 3.3(CaO/SiO2) slag was smaller than that of MgO-C and MgO-C-Al refractory. The excellent corrosion resistance of the MgO-C-MgAl2O4 spinel refractory against the slag attack was appeared by Al and MgAl2O4 spinel with high melting point and corrosion resistance and the high thermal conductivity and low thermal expansion of AIN. Hot M.O.R at 140$0^{\circ}C$ and the resistance of oxidation weight loss at 90$0^{\circ}C$ were 210kg/cm2 and -12% respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권2호
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• pp.129-136
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• 1998

The effects of MgO on the resistance to corrosion and oxidation of Al2O3-SiC-C refractory have been in-vestigated. The resistance to oxidation was improved as the amount of MgO increased. The resistance to corrosion was enhanced until 2 wt% MgO content but degraded over that content. From the dependence of temperatuer on the oxidation resistance oxidation was suppressed by the microstructural densification caused by spinel formation over 1200~130$0^{\circ}C$and the formation MgO-Al2O3-SiO2 liguid-phase over 130$0^{\circ}C$ The weight loss of specimens containing MgO with various purity at range of 95 to 99% and par-ticle size of -0.045 mm to -0.074 mm was examined. The oxidation resistance was not changed signficantly with the particle size and purity of MgO powders.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.53-60
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• 2021

현재 EAF 전기로 제강공정에서는 슬래그 중의 MgO 함량을 증가시켜 탈황능과 내화재 수명을 개선시키고자 돌로마이트(백운석) 용제(Flux)를 첨가하고 있으며, 또한 에너지효율을 증가시키기 위해 용강 중에 가탄재를 취입하고 있다. 이러한 견지에서 폐 MgO-C계 내화재를 재활용하는 연구를 진행하였다. 폐 MgO-C계 내화재는 MgO(>70%)과 탄소(>10%)를 대량 함유하고 있기 때문이다. 이런 목적으로 제강 슬래그를 대상으로 해서 폐 MgO-C계 내화재를 첨가하는 효과를 실험하였고 그 결과를 경소 돌로마이트를 첨가한 결과와 비교하여 폐 MgO-C계 내화재 재활용 효과를 평가하였다. 폐 MgO-C계 내화재를 사용해서 얻은 결과가 슬래그 염기도 측면에서 경소 돌로마이트를 사용한 결과와 유사하게 나타남으로써 기존 경소 돌로마이트 대체 가능성을 확인하였다. 특히 폐 MgO-C계 내화재를 사용한 경우에는, 폐 내화재에 다량 함유된 흑연 성분에 의한 슬래그 중의 철산화물과의 환원반응으로 CO가스가 발생하여 생긴 크고 작은 기포들이 관찰되었으며 이로써 슬래그 Foaming 효과를 기대할 수 있는 것으로 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권1호
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• pp.77-83
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• 2019

MgO-C refractories are used in basic furnaces and steel ladles due to their many desirable properties, such as excellent thermal shock resistance via low thermal expansion, and high thermal conductivity. However, the mechanical and thermal properties of the refractory continuously deteriorate by spalling phenomena and pore generation due to the oxidation of graphite, used as a carbon source, indicating that the characteristics and performance of MgO-C refractories need to be improved by using a new material or composition. In this study, the use of a Hertzian indentation test as a method for determining the damage and fracture behavior of an MgO-C refractory is described. The results highlight that Hertzain indentation tests can be one of the important evaluation tools for quasi-plastic damage accumulation of MgO-C refractories during falling process of scrap metal.

• 한국재료학회지
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• 제24권1호
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• pp.53-59
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• 2014

The corrosion resistance of submerged entry nozzle (SEN) materials were investigated for high-class steel manufacturing. Composite samples were fabricated by mixing $ZrO_2$, $Al_2O_3$, MgO, mullite, spinel, and carbon. The raw materials were mixed with attrition milling, compacted in a uniaxial pressure of 200MPa and calcined at $1000^{\circ}C$ for 3 h in $N_2$ atmosphere. The bulk density and apparent porosity of the calcined samples were measured by the liquid displacement method in water using Archimedes's principle. The corrosion resistance of the samples were measured by cup test with mold powder at $1550^{\circ}C$ for 2 h. The microstructure and elemental analysis of samples were observed by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrum (EDS), and X-ray diffraction pattern (XRD). The XRD result shows that the starting raw materials were crystalline phase. The microstructure of fabricated specimen was investigated before and after corrosion tests at $1000^{\circ}C$ and $1550^{\circ}C$ for 2h. $ZrO_2$-C composite showed good resistance in the slag corrosion test. Among the composite oxide materials, $ZrO_2-Al_2O_3$-C and $ZrO_2$-MgO-C showed better resistance than $ZrO_2$-C in the slag corrosion test. The diameter variation index of $ZrO_2$-C refractory was 16.1 at $1000^{\circ}C$ for 2 h. The diameter variation index of the $ZrO_2-Al_2O_3$-C refractory was larger than that of the $ZrO_2$-C refractory at $1550^{\circ}C$ for 2 h.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.44-51
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• 2022

현재 전기로(EAF) 제강 공정에서는 내화재 보호 및 탈황능 개선을 위해 MgO 함유 Flux인 경소돌로마이트를 사용하고 있으며, 탈산 효과와 동시에 Slag foaming을 통한 전력에너지를 저감시키기 위해 가탄제를 투입하고 있다. 본 연구에서는 상기 효과들을 경제적으로 달성하기 위해 폐 MgO-C계 내화재를 사용하고자 한다. 폐 MgO-C계 내화재는 현재 대부분 재활용되지 못하고 폐기되고 있는 실정이지만 다량의 MgO와 흑연 성분을 함유하고 있어 제강용 Flux로서의 효용가치가 입증되면 대량 재활용이 가능할 것으로 기대된다. 본 실험에서는 상용 EAF slag 조성을 토대로 Target 조성 범위를 설정하였다. Target EAF slag가 원만히 형성될 수 있도록 하기 위해 Flux와 함께 투입될 Pre-melt base slag를 제조하였다. Pre-melt base slag는 SiO₂, Al₂O₃, FeO를 혼합하여 알루미나 도가니에 장입 후 1450℃에서 1시간 이상 가열하여 제조하였다. 이후 제조된 Pre-melt base slag에 혼합 Flux #2(경소돌로마이트+폐 MgO-C계 내화재+석회석)을 가하여 용융반응 시험을 수행하고 그 결과를 기존 제강 Flux에 해당하는 혼합 Flux #1(경소돌로마이트+석회석) 경우와 비교 평가하여 그 대체 가능성을 평가하였다. 신뢰성있는 평가를 도출하기 위해 XRD, XRF 및 Slag foam height, Slag basicity, 철 회수 등의 평가를 종합하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.40-46
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• 2024

본 연구에서는 제철공정에서 발생되는 산업폐기물인 폐 MgO-C 내화물로부터 고순도 흑연을 재생하기 위해 산화마그네슘(MgO)을 용해 할 목적으로 사용되는 강 산성용액을 대체하기 위해 상대적으로 약 산성용매인 아세트산 용매를 사용하는 새로운 접근 방식을 제시 하였다. 폐내화물에서 MgO만 선택적으로 킬레이트 하는 아세트산의 농도를 달리하고 초음파 부상분리법 통해 높은 실수율 재생 흑연을 정제 회수 할수 있었다. 특히 2 M 아세트산을 용매를 사용 한 경우 흑연의 회수율은 99.7 %를 나타내며 회수된 흑연의 순도는 72.7 %로 분석되었으며 물을 용매로 사용한 공정에 대비하여 상당한 개선방법을 확보하였다. 또한, 본 연구에서 제시된 기술은 폐내화물 내 MgO와 아세트산의 반응을 통해 아세트산마그네슘을 생산하는 방법을 제공하여 고효율의 흑연 정제 및 분리와 마그네슘 추출을 위한 자원을 함께 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.657-662
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• 2004

마그카본계 내화물의 산화저항성을 증대시키기 위하여 섭씨 100$0^{\circ}C$에서 120$0^{\circ}C$에서 산화기구를 조사하고, TiC를 첨가하여 산화저항성 증가에 대한 효과를 관찰하였다. 산소공급을 위해 공기를 분당 0.2리터의 속도로 흘려주었으며 열천칭으로 무게변화가 없어질 때까지 매 30초 간격마다 무게감소를 측정하였다 본 실험에서 사용된 마그카본계 시편의 산화거동과 관련한 유효확산 계수는 1.39${\times}$$10^{-4}$ $m^2$/sec이다. 이러한 실험조건에서 총체적인 산화공정은 산화된 기공층을 통하여 내부로 향하는 산소의 확산에 의해 지배되는 반응으로 해석할 수 있다. TiC를 첨가한 시편은 마그카본계 내화물의 산화 저항성을 증대시켰다.

• 한국결정성장학회지
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• 제11권2호
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• pp.78-84
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• 2001

The binary forsterite($Mg_2SiO_4$)/spinel ($MgAl_2O_4$) system, a possible refractory for industrial applications, is investigated for their density and grain growth the same firing conditions as the each component material between $1400^{\circ}C$ and $1700^{\circ}C$ ($1650^{\circ}C$). The forsterite grain growth exponent is established to be equal to 5 for all compositions within this binary system. Generally; the spinel addition to forsterite inhibited the forsterite grain growth. The activation energies for the forsterite grain growth of the eight compositions(weight ratio of forsterite/spinel) within the binary system are determined to be: 952$\pm$79(95/5), 363$\pm$37(90/10), 219$\pm$21(80/20), 220$\pm$44(70/30), 112$\pm$16(50/50), 112$\pm$23(30/70), 198$\pm$26(10/90), and 121$\pm$12(5/95) KJ/mol. The more forsterite is contained within the binary system, the higher value the activation energy for forsterite grain growth. It is considered that the forsterite grain growth at the higher forsterite compositions are more inhibited by spinel than that of the lower forsterite compositions.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.33-40
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• 2023

본 연구에서는 산화마그네슘계 내화물(Magnesium oxide-based refractory)을 함유한 팽창성 지반에서의 말뚝기초 거동을 분석하였다. 고정단 말뚝이 설치된 모형토조에 용융마그네시아(Fused magnesia, FM)를 활용하여 지반의 융기를 유도하였으며, FM함유량(FM_c = 30%, 50%, 70%)을 변화하여 시간에 따른 깊이별 융기량과 말뚝의 축력을 분석하였다. FM_c가 증가할수록 더 큰 융기량이 측정되었으며, 시료의 표면으로 갈수록 융기량이 누적되어 깊이에 따라 융기량이 감소하였다. 그러나 깊이별 융기율의 차이와 그에 따른 팽창압의 차이로 인하여 FM_c = 30%와 50%일때 말뚝에 뚜렷한 압축력과 인장력이 발현되었으며, FM_c = 70%일 때에는 말뚝 전체에 인장력만이 발현되었다. 이런한 결과는 산화마그네슘계 내화물이 포함된 혼합토 내의 말뚝거동을 분석하는데 중요한 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.