Earticle

점토에 혼입물이 포함되면 수축의 정도를 완화시켜 건조과정에서의 비틀어짐이나 갈라짐을 막아주는 역할을 한다. 이에 삼국시대에 제작된 나주 옹관을 바탕으로 옹관 제조 시 태토에 첨가하는 혼입물의 역할과 환원 소성 시 발생하는 태토의 상태 변화로 인한 옹관의 물성변화를 규명하였다. 나주 오량동 유적의 태토를 이용하여 혼입물 비율(0%, 20%, 40%)을 달리 배합한 재현시료를 제작하고, 여기에 소성온도(1000℃, 1100℃, 1200℃)를 달리하여 소성하였다. 소성 완료된 시료는 육안 관찰, 광학현미경(50배) 관찰, 비중 · 기공률 측정을 통해 물리적 특성을 확인하고, X-선 형광 분석(XRF), X-선 회절 분석(XRD)을 통해 성분의 함량과 특정 광물의 존재 여부를 확인하였다. 그 결과 소성온도 증가에 따른 체적 팽창과 원형의 기공 발생, 혼입물 함량 증가에 따른 비중 증가가 발생하였으며, XRF 분석에서는 SiO2의 증가와 Al2O3의 감소 현상이 일어났다. SiO2의 증가는 혼입물을 이루는 석영 입자의 영향 때문으로 추정되며, 따라서 혼입물의 첨가는 소성온도 증가로 인해 발생되는 태토의 체적 팽창을 억제를 위한 것으로 판단된다.

Adding temper into clay prevents to shrink and crack, or twist the clay during the dry process. The purpose of this study is to identify the role of temper and the physical property of earthenware coffin according to the clay state modification in the reduction firing based on earthenware coffins found in Naju which had been made in Three Kingdom Period. Clay from the Oryang-dong site in Naju was used as circle shaped samples. The samples were tempered with various proportions (0%, 20%, 40%) and fired in various temperature (1000℃, 1100℃, 1200℃). Physical properties were identified by macroscopy, an optical microscope (x50), specific gravity and porosity. Chemical components and existence of specific minerals were identified by analysing XRF and XRD. As a result, the more firing temperature increase, clay volume expansion. To prevent the volume expansion, temper was added.

본 연구는 환원 소성을 위한 실험용 전기 가마의 축로 및 소성에 관한 연구이다. 현재 시판되고 있는 기존의 실험 가마는 산화의 전기 실험가마인데, 그것만으로는 도예가들의 작업에 필요한 유약의 실험이나 소지의 연구에서 산화소성밖에 할 수 없다는 단점이 있다. 그리고 환원소성 전기 가마는 내적공간(內積公刊)이 실험용으로 사용하기에 불편하며, 환원소성 전기 가마의 결과물이 가스 가마와 비교할 때 결과물에서 눈에 띄는 차이가 있었다. 또한 고체 환원제를 사용하는 환원 가마의 경우 그 업체의 전용가마를 사용한 경우에 한해서 환원의 결과를 볼 수 있는데 환원전용 가마에서의 결과물과는 다소 차이가 났으며, 고체 환원제를 다른 일반적인 전기 가마에 사용할 경우 환원현상이 일어나지 않는 문제점이 있다. 본 연구는 기존 실험로에서 환원소성이 불가능한 부분을 개선한 다목적 실험로에 관한 연구 이다. 기존의 전기 가마와 같은 전기를 사용하여 온도를 상승시키되, 환원은 기화식 기름버너, 나무, 공업용 대형 가스 토치를 사용하여 기물을 환원소성 할 수 있도록 설계하였고, 또한 전력을 공급하지 않고도 기름과, 가스만을 사용하여 다양하게 실험함으로써 환원소성이 가능하도록 제작하였다. 일반적인 환원 소성용 전기 가마에는 소성실에 벤츄리 가스버너를 사용하여 가마의 한 부분에서 환원제를 직접 투여하는 방식을 사용하고 있거나, 고체 환원제를 내용물과 함께 섞어 재임하는 소성방식을 취하고 있다. 이러한 방식은 환원작용이 소성실 전체에 균등하게 미치지 못하며, 일부에서 산화현상이 나타나기가 쉽다. 또한 실험 가마에 적용할 경우 균일한 결과 도출이 힘들어 실험이 힘들다고 보여 진다. 이러한 단점을 최대한 보완할 수 있도록 가마를 아래, 위 분리하여 아래쪽은 가스, 기름, 나무를 사용하는 연소실로 위쪽은 소성시로 하였다. 아래 연소실에서 연소한 화염이 소성실로 올라가 연소될 때 환원 분위기를 인위적으로 조절 하여 환원작용을 소성실 전체에 균일하게 할 수 있도록 하였던 것이다. 전기 용량은 약 3KW로 일반 가정에서도 충분히 사용할 수 있는 용량이며 내부용적은 작은 물컵 8개를 재임할 수 있도록 하였다. 구체적 규격은 30mm×30mm test piece를 한단에 12개 를 5단으로 60개 이상을 소성 할 수 있는 크기이다. 기본적인 온도상승은 전기 열선으로 상승 시키며 950℃부터 아래쪽 연소실에서 가스나 나무, 등유 등 환원 할 수 있는 연료를 연소시키는 구조이다. 아울러 열선이 없는 유사시에는 위의 연료들만으로도 재벌온도까지 상승시킬 수 있는 장점이 있다. 본 연구의 목적은 일반적으로 쓰기 용이한 전기 실험로의 틀을 그대로 사용하면서, 환원제로 서 가스와 나무 기름을 사용하여, 전통적인 작업을 하는 도예가로부터 현대적인 작업을 하는 작가에 이르기까지 누구에게나 아주 저렴한 비용과 최소한의 노력으로 쉽게 제작할 수 있는 유용한 전기 실험가마를 개발 보급하는데 있다.

This is a study on the axial furnace and firing of laboratory electric kiln for reducing firing. Conventional laboratory kilns, which are usually sold on the market, are oxidation-oriented electrical laboratory kilns, which can only do oxidative calcification in the study of glaze experiments and possession necessary for the work of potters. This study was designed to increase the temperature mainly by electricity such as electric furnace, but to reduce and burn the product by using rotary oil burner, wood, industrial large gas torch, This is a study on the multi-purpose experiment. In addition, it was made to be capable of reducing and firing by various experiments using only oil and gas without supplying the electrolytic solution. In the case of a conventional reduced-firing electric kiln, a reducing agent is added to the firing chamber. However, in this method, the reducing action does not reach the entire firing chamber uniformly, and oxidation phenomenon easily occurs in some portions. In order to compensate for these disadvantages, the furnace was separated from the upper and lower parts, and the lower part was made into a combustion chamber using gas, oil, wood, and the like. When the flame burned in the lower combustion chamber rises to the firing chamber and is burned, the reducing atmosphere is artificially controlled so that the reducing action can be made uniform throughout the firing chamber. The electric capacity is about 3 KW and it can be used well in ordinary households. The internal volume can be regulated by 8 small water cups. Specifically, a size of 30 mm × 30 mm test piece is capable of burning more than 60 pieces of 5 pieces of 12 pieces on one end. The basic temperature rise is the electric heating wire, which burns fuel that can be reduced to gas, wood, kerosene, etc. in the lower combustion chamber from 950℃. In addition, when the heat is not available, the above fuels alone can raise the temperature to the conglomerate. The purpose of this study is to make use of the framework of electric experiment which is easy to write in general, and to use it as a reducing agent, such as gas and wood oil, It is to develop a useful electric laboratory kiln that can be easily manufactured with very low cost and minimal effort.

본 연구는 재가열 소성에 의한, 금속성 광택 유약의 발색에 관한 연구이다. 유약의 조성은 고정하고 소성 후 재가열 온도와 소성시간에 따라서 발색의 변화를 연구하였다. 기본 유약에 질산은(LG1), 질산은 과 탄산동(LG2), 질산은과 코발트(LG3), 탄산동(LG4)을 함유한 유약을 1050℃까지 산화소성 후, 500℃부 터 50℃간격으로 950℃까지 각 온도별로 1시간, 2시간, 3시간 3회 재가열 환원 소성하여 120개의 시편을 COLOR METER TES-135A를 이용하여 색을 측정하고 발색을 분석 하였다. 질산은(LG1)는 650-700℃ 1시간 환원소성에서 황금색에 가까운 발색을 보였다. 그리고 750℃에서 80 0℃에서는 진주색과 보라색이 혼합된 발색을 보였고 850℃-900℃에서는 연한 갈색에서 짙은 갈색 및 밤 색을 띠었다. 소성시간이 증가하거나 재가열 소성온도가 높아짐에 따라 채도와 명도가 낮아졌으며, 진주 색에 무지개 빛 광택이 나타났다. 질산은과 탄산동(LG2)는 500℃부터 녹색을 띠기 시작하였으며, 550℃에서는 투명한 황금빛유질에 어두 운 녹색을 띠었다. 600-650℃에서 황금빛 유질과 녹색이 가장 양호하게 발색되었으나, 재가열이 2-3시간 지남에 따라 불투명한 pearl 색상으로 변하였고, 700-750℃에서 푸른색의 유탁 한 유조에 표면에 무지개 빛이 나타났으며, 800-850℃는 어두고 탁한 유조에 표면에 핑크색을 띠었다. 900-950℃에서는 명도와 채도가 떨어져, 탁하고 어두운 pearl 색상을 띠었다. 질산은과 코발트(LG3)는 산화코발트1%와 질산은2%가 함유된 유약으로 500-550℃에서는 어두운 코발 트 발색을 하였고, 650℃에서 코발트와 질산은의 황금색이 가장 양호한 발색을 보였으나, 재가열시간이 2시간이 지남에 따라 유조가 불투명한 pearl 발색으로 변하였고, 750-850℃에서 불투명한 pearl 발색에 의하여 코발트의 발색이 나타나지 못하였다. 탄산동(LG4)은 유약 조성에 질산은이 배합되어 있지 않고 탄산동이 2%로 함유된 유약으로, 탄산동 (CUCO3)의 발색은 500℃, 2시간, 3시간 재가열한 시편에서 부분적으로 녹색이 감지되었다. 550℃에서 1 시간 재가열한 시편은 올리브 그린의 발색을 띠기 시작하였으며, 2시간과 3시간 재가열한 시편에서는 녹색 바탕에 금속동과 같은 붉은 색상을 띠었다. 750-800℃에서 금속동의 발색이 가장 양호하게 나타났 다. 850-950℃에서는 명도가 매우 어두운 회색 바탕에 붉은 갈색 불투명한 녹색을 띠었다. 이상과 같은 실험으로 산화소성 후 냉각과정에서의 온도별 환원 재가열 소성만으로도 다양한 발색이 가능함을 알 수 있었다.

This study is a study on the color development of metallic luster glaze by reheat firing. The composition of the glaze was fixed and the change in color development was studied according to the reheating temperature and firing time after firing. Glazes containing silver nitrate (LG1), silver nitrate and copper carbonate (LG2), silver nitrate and cobalt (LG3), and copper carbonate (LG4) in the basic glaze are oxidized and calcined to 1050℃, then from 500℃ to 50℃ at intervals of 950℃ By reheating and firing three times in total for 1 hour, 2 hours, and 3 hours for each temperature, 120 specimens were measured for color using the Color Meter Tes 135A, and color development was analyzed. LG1 showed a golden color development at 650-700℃ for 1 hour in reduced firing. And at 750℃ to 800℃, pearl and purple colors were mixed, and at 850℃ to 900℃, it was light brown to dark brown and brown. As the firing time increased or the reheating firing temperature increased, a pearlescent luster appeared. LG2 started to appear green at 500℃, and at 550℃, it was dark green with a transparent golden color. Golden oil and green color developed best at 600-650℃, but changed to an opaque pearl color after 2-3 hours of reheating, and rainbow light on the surface of a fuzzy colored oily tank at 700-750℃ It appeared, and 800-850℃ showed a pink color on the surface in a dark turbid tank. At 900-950℃, the brightness and color saturation fell, giving it a cloudy, dark pearl color. LG3 is a glaze containing 1% of cobalt oxide and 2% of silver nitrate. It has a dark cobalt color at 500-550℃, and the golden color of cobalt and silver nitrate at 650℃ showed the best color, but the reheating time was over 2 hours. Accordingly, the tank turned into an opaque pearl color, and the color of the cobalt was not observed due to the opaque pearl color at 750-850℃. LG4 is a glaze that contains 2% of copper carbonate without silver nitrate in the glaze composition, and the color of CUCO3 was partially detected in green specimens reheated for 2 or 3 hours at 500℃. Specimens reheated for 1 hour at 550℃ began to show the color of olive green, and specimens reheated for 2 hours and 3 hours began to show red color of metallic copper on a green background. The color development of metallic copper was the best at 750-800℃. At 850-950℃, the brightness was very dark gray with a reddish-brown opaque green color. Through the above experiments, it was found that various colorings are possible only by reducing reheating firing by temperature in the cooling process after oxidation firing.

This article introduces technique to reduce harmonic by using the $5^{th}$ and $7^{th}$ harmonic tune filter and line reactor in the comparison to the technique of intervening firing method at the pulse of the 6-pulse phase-controlled converter in every 1/6 period. The design of the technique introduced in this article is to reduce the harmonic distortion of the current and the voltage resulted from three-phase thyristor phase-controlled converter. The waveform obtained from the experiment was analyzed on the spectrum of the current, voltage and the total harmonic distortion. The double firing method causes zero vectors of output voltage and input current. Designing the mechanism of the converter based on the idea of Park Vector Theory, the number of harmonic distortion in the intervening firing method were compared to those in normal firing method.

The effect of reduction and re-oxidation firing on the PTCR properties of Sm-doped Barium Titanate ceramics was investigated for the application of multilayered PTC thermistor. The lattice parameter a, c decreases monotonically with increasing oxygen concentration in the reoxidation atmosphere, which seems to be related with the electrostatic Coulomb interaction between oxygen vancancy and nearest other atoms. With increasing oxygen concentration, the resistivity at room temperature and the magnitude of resistivity jump as a function of temperature increased in the region of oxygen concentration of 0 $\sim$ 10%. However, the resistivity at room temperature and the magnitude of resistivity jump is nearly constant and saturated in the region of oxygen concentration of 10 $\sim$ 20%. These phenomena is considered to be related with the variation of oxygen and barium-vancany concentration near the grain boundary.

Simulation model of induction type fixed speed wind power generator is developed. It is shown that the peak value of inrush current during start up changes according to the firing angle control strategy of soft starter. New proposed firing angle control scheme showed $25\%$ of reduction of peak current which results in smaller drop of gird voltage at the point of common coupling during start up.

The emission of $NO_{x}$ during coal combustion is a major reason of environment impact. $NO_{x}$ is an acid rain precursor and participates in the generation of smog through ozone production. $NO_{x}$ can be divided into thermal $NO_{x}$, fuel $NO_{x}$ and prompt $NO_{x}$. Thermal $NO_{x}$ is formed in a highly temperature condition dependent. Fuel $NO_{x}$ is dependent on the local combustion characteristics and initial concentration of nitrogen bound compound, while prompt $NO_{x}$ is formed in a significant quantity in some combustion environments, such as low temperature and short residence times. This paper presents numerical simulation of the flow and combustion characteristics in the furnace of a tangential firing boiler of 500MW with burners installed at the every comer of the furnace. The purpose of this paper is to investigate the reduction of $NO_{x}$ emission in a 500MW pulverized coal tangential firing boiler with different OFA's and burner angles. Calculations with different air flow rates of over fired air(OFA) and burner angles are performed.

국내외 석탄화력발전소에서 REC(Renewable energy certificate) 확보를 위해 혼소되고 있는 바이오매스는 기존의 목질계 바이오매스인 우드 펠릿에서부터 최근 들어 초본계 바이오매스로의 확대가 진행되고 있다. 초본계 바이오매스의 경우 목질계 바이오매스에 비해 K, Na 등의 알칼리계 금속 함량이 더 높아 회융점이 더 낮고, 이 때문에 보일러 튜브에의 회 점착을 늘려 보일러의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 초본계 바이오매스 연소시 회 융점을 높여 회 점착을 감소시키기 위해 많이 사용되고 있는 첨가제인 카올린(kaolin)이 석탄-바이오매스 혼소시 미치는 영향을 열화학 평형 계산을 통해 분석하고자 하였다. 이전 연구에서 수행된 80 kW_th 급 미분탄 - 바이오매스 혼소 실험에서 카올린을 사용하는 경우 오히려 회 점착량이 늘어나는 원인을 해석을 통해 분석하였으며, 해석을 수행한 결과 석탄에 많이 포함되어 있는 Al₂O₃ 때문에, Al-Si 계열 첨가제인 카올린 투입시 aluminosilicate 화합물의 생성이 촉진되어 용융점이 낮은 mullite가 많이 형성, 카올린을 더 사용할수록 슬래그 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 추가적으로 바이오매스 혼소율을 0~100%까지 10% 간격으로 증가시켜가면서 해석을 수행하였으며, 그 결과 비선형적인 액상 슬래그 생성 특성을 확인하였다. 결과적으로는 바이오매스 혼소율 50~60% 조건일 때 가장 적은 량의 액상 슬래그가 생성됨을 파악하였다. phase diagram을 분석한 결과, 고용융점 화합물(leucite, feldspar)이 해당 조건에서 가장 많이 생성되는 것을 확인하였다.

Biomass has been used to secure renewable energy certificates (REC) in domestic and overseas coal-fired power plants. In recent years, biofuel has been diversified from traditional wood pellets to non-woody biomass. Non-woody biomass has a higher content of alkaline metals such as K and Na than wood-based biomass, resulting in a lower melting point and an increase in slagging on boiler tubes, which reduces boiler efficiency. This study analyzed the effect of kaolin, an additive commonly used to increase melting points, on biomass co-firing to coal through thermochemical equilibrium calculations. In a previous experiment on biomass co-firing to coal conducted at 80 kW_th, it was interpreted that the use of kaolin actually increased the amount of fouling. In this study, analysis showed that when kaolin was added, aluminosilicate compounds were generated due to Al₂O₃, which is abundant in coal, and mullite was formed. Thus, it was confirmed that the amount of slag increased when more kaolin was used. Further analysis was conducted by increasing the biomass co-firing rate from 0% to 100% at 10% intervals, and the results showed non-linear liquid slag generation. As a result, it was found that the least amount of liquid slag was generated when the biomass co-firing rate was between 50 and 60%. The phase diagram analysis showed that high melting point compounds such as leucite and feldspar were most abundantly generated under these conditions.

본 연구에서는 $9.2MW_e$의 상용규모 순환유동층 보일러에서 화학첨가제 사용에 따른 미세입자 저감에 대한 영향을 확인하였다. 또한 화력 발전소에서 화석연료의 연소 중 발생하는 미세입자를 포집하기 위하여 간단하고 효과적인 포집설비를 개발하였다. 연소 배가스 중 PM 10이하의 입자를 감소시키기 위하여 화학첨가제를 사용하였으며, 사용한 화학첨가제는 borax solution을 사용하였다. 포집된 미세입자 중 PM 10이하의 입자 거동을 확인하기 위하여 입도분석기와 SEM 분석을 통해 확인하였다. Borax solution은 배가스중에 용융된 미네랄을 흡수하여 미세입자를 성장시키는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 borax solution을 사용함으로써 $10{\mu}m$ 이하의 미세입자가 감소되었음을 확인할 수 있었다.

In this study, the effect of chemical additives on the reduction of fine particles was identified in $9.2MW_e$ commercial scale circulating fluidized bed boiler firing bituminous coal. Futhermore, a simple and effective method of fine particle collection has been developed to collect the fine particles of the boiler during fossil fuel combustion. Chemical additives were used to reduce particles below 10 PM in the flue gas, and borax solution was used as a chemical additive. In order to identify the particle behavior of PM 10 or less among the collected fine particles, it was analyzed through particle size analyzer and SEM analysis. The Borax solution tends to absorb molten mineral in the flue gas and make fine particles grow. As a result, it was analyzed that particles smaller than $10{\mu}m$ were reduced by using borax solution.