소석회를 이용한 금속광산 폐광미의 고형화처리 연구

이현철 강원대학교 대학원 2009 국내석사

고형화는 폐기물과 이를 구성하는 유독물질을 환경으로의 이동속도와 독성의 정도를 감소시킨 상태로 전환하기 위하여 고체를 포함한 충분한 양의 고화제를 유독물질에 첨가하여 고형물질을 형성시키는 공정을 말한다. 고형화처리 공정에는 처리비용이 비교적 저렴하고 처리효율이 높은 시멘트와 포졸란물질이 주로 사용되고 있다. 일반적으로 폐광산에 산재해 있는 광미는 포졸란 유발물질인 SiO₂, Al₂O₃ 성분을 다량 함유하고 있다. 이러한 포졸란 유발 성분에 석회를 첨가하여 포졸란 반응을 일으킴으로써 불용성의 실리카질 화합물을 생성시켜 광미의 유실로 인한 농경지 오염 및 광미 침출수에 의한 수계오염 예방을 목표로 하였다. 금장광미의 화학조성 분석결과 SiO₂, Al₂O₃ 성분 및 Fe₂O₃ 성분이 주요 산화물 형태의 원소로 존재하는 것으로 나타났으며, 토양오염공정시험법에 의한 중금속 농도는 Cd 17.8mg/kg, Cu 564mg/kg, Pb 3440mg/kg, Zn 4845mg/kg으로 대책기준을 초과하는 것으로 나타났다. 고농도의 중금속을 함유한 금장광미의 고형화 처리를 위하여 가능성평가의 예비실험과 최적배합비를 통한 본 실험으로 나누어 연구를 진행하였다. 고형화 가능성평가를 위한 예비실험에서는 광미:소석회 비율을 5:1로 하여 고화체를 제작, 압축강도 측정 및 중금속 농도 측정을 실시하였다. 실험결과 압축강도는 미국 EPA 폐기물 매립권고기준인 3.5kgf/㎠을 만족하는 강도값을 나타냈으며, 중금속 농도는 원시료의 농도보다 현저하게 낮은 농도를 나타냈다. 현장적용을 위한 최적배합 실험에서는 ASTM D6276에 의한 광미와 소석회의 최적배합비를 도출하였고, KS F 2312에 따라 최적함수비를 측정하였다. 실험결과 최적배합비는 광미:소석회 비율 20:1로 나타났으며 최적함수비는 13.1%로 나타났다. 최적비율에 따라 광미와 소석회를 혼합하여 고화체를 제작하였고 제작한 고화체는 40℃에서 7일간 양생 후 물리화학적 특성평가를 위한 실험을 실시하였다. 고화체의 압축강도 실험은 양생후, 동결융해 10cycles, 20cycles, 야외매립의 네 가지 조건으로 실시하였으며, 측정결과 모든 조건에서 EPA 기준을 만족하는 값을 나타냈다. 압축강도 측정 후 파쇄된 고화체는 토양오염공정시험법과 폐기물공정시험법에 따라 중금속 농도를 측정하였고, 중금속 농도 측정결과 우려기준과 대책기준 이하의 농도로 나타났다. 현장매립을 가정하여 실시한 큐빅형태 고화체의 인공강우 실험은 pH4로 조정한 인공강우를 고화체 상부로 주입하여 하부로 유출되는 유출수를 채수하여 중금속농도를 분석하였다. 분석결과 유출수의 중금속 농도는 음용수 수질기준 이하의 낮은 농도를 나타냈다. 본 연구에서 제안한 소석회를 이용한 광미의 고형화처리는 현장적용시 경제적이고 효율적인 처리 방안을 제시할 수 있을 것으로 예상된다. Solidification is one of the stabilization processes for wastes and their components to reduce their toxicity and migration rates to surroundings. Hydrated limes were applied as cementing materials to solidify heavy metals contaminated tailings from the Geumjang mine and the solidified tailing specimens were tested for their appropriateness in accordance with the suggested test methods. In preliminary tests for the solidified tailing specimens, all the solidified specimens have higher uniaxial compressive strengths than 3.5kgf/㎠, the standard recommended for land reclamation solids by EPA(Environmental Protection Agency). Even in leaching tests for the solidified tailing specimens, concentrations of heavy metals such as Cd, Cu, Pb, and Zn were decreased significantly below the environmental warning standards in comparison with those of raw tailing samples. In the main tests, the optimum mixing ratio of tailings, hydrated lime, and water was determined through a preliminary test. The mixtures of mine tailings and hydrated lime solidified through pozzolanic reaction were tested for their durability against repeated freezing and thawing processes. After repeated freezing and thawing, the uniaxial compressive strengths of all the solidified mixture specimens decreased in comparison with those before test but still higher than 3.5kgf/㎠, and concentrations of heavy metals such as Cd, Cu, Pb, and Zn were below the standards. Effluents in the repetitive artificial tests show pH's of 7.4 to 9.1 and concentrations of heavy metals such as Cd, Cu, Pb, and Zn of below 0.05ppm. Conclusively this study shows potential applicability of hydrated limes to in-situ stabilization of abandoned mine tailings.

국내산 석회석의 석회 제조 과정에서의 소성 특성에 관한 응용광물학적 연구

이현철 강원대학교 대학원 2009 국내석사

현재 국내에서 생석회 제조 용도로 사용되는 세립질 석회석을 대상으로 이들의 소성 특성을 규제하는 원광의 응용광물학적 세부 영향 요인들의 관여 정도를 평가함으로서, 생석회 제조 과정에서 원광 선택의 중요성을 고취시키고자 하였다. 이를 위해서 원광의 조성 및 조직적 특성과 동일한 가열처리 조건(온도: 1000℃, 시간: 30분, 2, 4, 10, 16 시간) 하에서 합성된 소성 산물들의 품질 특성을 체계적으로 분석 및 계측하고 그 결과를 비교.검토 하였다. 선정된 광석들은 모두 방해석 품위가 98 wt%를 상회하는 고품위 석회석이지만 결정도, 조직 및 불순물의 조성의 조성에 있어서 다소간의 차이를 나타낸다. 이 같은 원광 특성상의 차이에 따라 합성된 생석회는 다양한 품질 특성을 보인다. 이 연구에서는 중요한 원광 특성 인자인 원암의 결정 입도, 결정형상 및 조직에 관한 사항을 총체적으로 지시하는 형상계수와 경계 빈도수 논리와 방법론을 적용하여 석회석 원광과 합성된 생석회 간의 생성적 관계를 해석하였다. 일반적으로 광석의 결정 형상계수와 경계 빈도수의 증가는 생석회 제조 과정에서 높은 소성율과 낮은 소결 정도를 조장할 뿐만 아니라 분화율에 있어서도 긍정적인 효과를 보였다. 그렇지만 결정 형상계수와 경계 빈도수가 상대적으로 클 경우에는 쉽게 과소성 되기 때문에 고반응성 생석회를 제조하는 데에는 가열처리 시간을 최소화하는 공정상의 기술이 요구된다. 석회석이 산출되는 암층별로는 풍촌층 석회석이 상대적으로 매우 낮은 소성율을 나타내는 것이 특징이고, 갑산층과 정선층 석회석은 소성율과 분화율에 있어서 좋은 품질 특성을 보였다. 소성율과 소결 정도 및 분화율 등에 있어서 전반적으로 정선층에서 산출된 석회석이 고반응성 생석회의 원료로서 가장 적합한 것으로 평가되었다. 또한 소결 현상은 상대적으로 황철석 및 침철석과 같은 함철광물의 함량이 높은 갑산층 석회석에서 보다 두드러지게 나타나는 것이 특징이다. This study is aimed to emphasize the significance of ore selection in lime manufacturing through the evaluation of applied-mineralogical impact factors of crude ores controlling calcination characteristics for some domestic limestones used currently for lime manufacturing. To do this work, systematic characterization and determination were carried out for the limestone ores and their calcination products in a fixed calcining condition (target temperature: 1000℃, retention time: 30 minutes, 2, 4, 10, 16 hours), and the results were correlated and discussed. Selected high-Ca limestones in this study are as much as > 98 wt%, but they are somewhat diverse in crystallinity, texture, and impurity composition. Synthesized quicklimes are varied depending on such a difference in ore characters. Theory and methodology for shape factor and grain boundary frequency representing the whole factor of crystal size, crystal shape, and texture, were adopted in this study to elucidate the genetic relationship between limestone ore and its calcined equivalent. In general, an increase in crystal shape factor and grain boundary frequency obviously facilitates not only higher calcination rate and lower sintering effect but also good decrepitation in quality. However, a technical advance to minimize the retention time is necessary for manufacturing of highly-reactive quicklime, because higher crystal shape factor and grain boundary frequency may induce easily to the dead-burned state. The Pungchon limestone has relatively very low calcination rate, and the limestones from the Gabsan formation and the Jeongseon formation exhibit good quality in calcination rate and decrepitation. Among these samples, the limestone ore from the Jeongseon formation is evaluated to be best for crude ore in manufacturing of highly-reactive quicklime. In addition, it is characteristic that the Gabsan limestone comparative rich in Fe-bearing mineral such as pyrite and goethite is more conspicuous in sintering effect.

광산배수 및 광물찌꺼기 중화처리공정을 이용한 CO2 포집 연구

이현철 강원대학교 대학원 2014 국내박사

CO2의 포집 및 저장을 위한 다양한 기술 중 광물탄산화기술은 Ca 또는 Mg 성분을 다량 함유한 천연광물 및 산업부산물과 CO2를 반응시켜 탄산염광물을 형성함으로써 CO2를 저장하는 기술이다. 원료로 활용할 수 있는 자원이 풍부하고 장기적으로 안정하게 CO2를 저장할 수 있기 때문에 가치 있는 기술로 평가받고 있다. 최근 다양한 재료를 활용한 광물탄산화 연구가 활발하게 진행되고 있으며, CO2 포집을 위한 보다 경제적이고 효율성 있는 원료물질의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 CO2 포집을 위한 방안으로 소석회를 이용한 광산배수와 광물찌꺼기의 중화처리공정을 활용하였다. 소석회를 이용한 중화처리공정에 CO2를 주입하여 탄산칼슘을 형성함으로써 CO2를 포집하고자 했으며 동시에 중금속을 제어할 수 있는 친환경적이고 경제적인 기술을 개발하고자 했다. 광산배수의 중화처리공정을 이용한 CO2 포집을 위해 고농도의 인공광산배수를 제조하여 가능성을 평가하였으며, 실험결과를 바탕으로 현장 광산배수에 적용하여 효율성을 검토하였다. 중화-탄산화처리는 아크릴 반응조를 이용하여 상온·상압에서 교반속도와 CO2 주입량을 달리하여 수행하였다. 전체적인 실험은 단순 중화처리, 소석회 투입 후 CO2 지속 주입, 5분간 소석회 교반 후 CO2 주입으로 나누어 실시하였으며, 탄산칼슘의 생성이 가능하면서 용존 금속의 제어가 가능한 가장 효율적인 조건을 도출하였다. CO2를 지속주입 하여 중화-탄산화처리 한 경우 pH가 충분히 증가하지 못해 용존 금속의 제어가 비효율적으로 나타났으며, 5분간 소석회를 교반 하여 pH가 충분히 증가한 후 CO2를 주입했을 때 용존 금속이 효율적으로 제어되었다. 500 ml의 인공광산배수를 중화-탄산화처리 한 결과 탄산칼슘의 생성을 방해하는 고농도의 황산염 환경에서도 0.11 g의 CO2가 포집되었으나 주입된 CO2의 2.3%만이 포집되어 매우 낮은 고정화 효율을 나타냈다. 강릉지역의 영동, 와룡, 와룡 7갱에서 채취한 현장광산배수를 대상으로 인공광산배수 중화-탄산화처리와 같은 조건하에서 연속형 반응조를 이용하여 중화-탄산화처리 한 결과, 광산배수 500 ml 당 영동 0.21 g, 와룡 0.11 g, 와룡 7갱 0.12 g의 CO2가 포집되었고 각각 7.3, 3.5, 4%의 CO2 고정화 효율을 나타내 인공광산배수 보다 높은 효율을 나타냈다. 또한 CO2 주입량의 변화 없이 광산배수의 처리용량을 5 L로 증가시켜 중화-탄산화처리 한 결과, 영동 2.26 g, 와룡 1.23 g, 와룡 7갱 1.34 g의 CO2가 포집되었고 CO2 고정화효율은 각각 53, 33, 41%로 연속형 반응조 결과보다 최대 10배 증가하였다. 따라서 처리용량과 목적에 맞는 적정 CO2 주입이 중화-탄산화처리의 경제성과 효율성을 높이기 위한 가장 중요한 요소인 것으로 나타났다. 현장배수의 중화-탄산화 과정에서도 CO2의 주입으로 인한 슬러지로부터 금속의 재용출이 발생되지 않아 용존 금속의 효율적인 제어가 가능했다. 광물찌꺼기의 안정화-탄산화처리에 이용한 송천광산 광물찌꺼기는 Ca, Mg 함량이 낮아 자체적으로 탄산화처리는 불가능하기 때문에 소석회와 물을 첨가한 후 CO2를 주입하여 안정화-탄산화처리를 실시하였다. 10 g의 광물찌꺼기를 이용한 안정화-탄산화처리 예비 실험을 통해 방해석의 형성은 확인 되었으나 생성량이 매우 적어 CO2 포집량 산정이 불가능 하였다. 예비실험 결과를 바탕으로 광물찌꺼기 처리량을 30 g으로 증가시키고 고액비를 달리하여 실시한 안정화-탄산화처리 결과 고액비별로 최소 0.26 g에서 최대 0.47 g의 CO2가 포집되었으며, CO2 고정화 효율은 최소 2.9%에서 최대 12%를 나타냈다. 광물찌꺼기의 안정화-탄산화처리 과정에서 발생된 반응액과 처리된 광물찌꺼기의 폐기물 공정시험법에 의한 중금속 용출시험 결과 기준치를 만족하는 낮은 농도를 나타냈다. 광물찌꺼기의 안정화-탄산화처리 보다 광산배수의 중화-탄산화처리가 더욱 효율적인 것으로 나타났으며, 장기적인 측면을 고려할 때 경쟁력 있는 처리방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

활성황토를 혼입한 모르터의 물리적특성에 관한 연구

이현철 전남대학교 대학원 2007 국내석사

현재 구미ㆍ일본 등 선진국에서는 친환경적 측면에서의 시멘트 사용량을 줄이는 방안이 제기되고 있으며, 자원의 순환적 재활용과 환경 친화적인 재료의 개발 등을 통해 시멘트의 환경부하를 저감하기 위한 대체자원의 개발연구가 진행되고 있다. 황토는 우리나라 전통건축에 있어서 돌, 나무와 함께 온돌바닥 및 벽체, 미장재료로 활용되어 온 대표적인 전통 건축재료 중의 하나로써, 활성화를 통한 포졸란 반응성, 높은 축열성, 자정력, 탈취 및 항균성능, 인체에 유익한 원적외선 방사 등의 장점을 가진 대표적인 친환경 재료이다. 또한 우리나라는 세계적으로 유명한 고령토의 산지이며 질적으로 우수한 황토가 풍부하게 매장되어 있어 국내 수급이 용이하고 그 활용 및 개발 조건이 유리한 원료이다. 하지만 현재 그 활용방안이 다각적인 측면에서 연구되고 있으나, 개기공으로 되어 있어 큰 수축에 의한 균열, 낮은 강도특성 등의 결점으로 인해 현대적 건축 재료로의 자원화 개발이 되지 못한 실정이다. 그러므로 천연포졸란 성질을 갖고 있는 활성황토의 재료특성과 장점을 활용하여 공동주택 바닥마감 및 조적, 타일, 미장공사 등 현재 건축 비구조재로 광범위하게 사용되고 있는 시멘트 모르터에 혼화재로써 적용하여 사용한다면 현대적 건축 재료로서의 큰 의의가 있다고 할 수 있다. 이와 같은 관점에서 본 연구에서는 환경문제의 개선 및 친환경성의 증진을 위한 시멘트 대체재로서의 황토의 건축적 활용가능성을 높이기 위하여, 천연 포졸란재료인 황토의 다양한 활성화 조건 및 배합ㆍ양생조건에 따른 활성황토 모르터의 물리적특성에 관한 기초적 연구를 수행하였다. 이에 황토를 활용한 모르터의 물성 영향인자 및 수준 설정을 통해, 황토 활성화 및 배합인자 조건으로서 소성온도, 소성시간, 황토분말도, 냉각방식, 대체율, 물시멘트비(W/C), 잔골재 종류 및 평균입경, 양생방법에 따른 모르터의 경화 전, 경화 후 물리적특성에 대해 비교분석을 실시함으로써, 활성황토 모르터의 물성영향인자에 대한 상관관계 분석과, 최적 활성화 및 배합 조건의 규명을 통하여 활성황토 혼입 모르터의 재료공학적 연구 데이터 마련 및 활용가능성을 제시하고자 하였다. 본 연구를 통해 도출된 결론은 다음과 같다. (1) 황토의 열반응 분석결과 1차적으로 450~470℃에서 흡열반응이 나타난 후 600℃부근에서 황토의 중량이 다시 증가한 점으로 미루어, 1차적인 황토의 활성화 시작온도는 500℃미만 활성화가 가속화되는 범위는 600℃일 것으로 판단된다. 단, 1,050℃ 이상의 온도에서는 황토가 고상반응을 나타낸 바, 플로우값이 현저하게 저하되고 내부 공극이 다소 많이 발생함에 따라 압축강도의 저하를 가져와 건축적 적용을 위한 활성화 온도로는 부적합할 것으로 사료된다. (2) SEM 분석을 통한 모르터의 미시수화구조 분석결과 800℃에서 활성화시킨 활성황토 모르터에서 포졸란반응이 높게 나타남에 따라 치밀한 C-S-H 구조를 보였고, 건조수축률은 DI=1.05로 최소치를 나타냈다. 또한 압축강도는 활성온도 800~850℃에서 표준모르터에 비해 FI=1.18로 18%가 증가하며 가장 높게 나타났다. 이에 모르터에 활용하기 위한 황토의 최적 활성온도 범위는 800~850℃가 적당할 것으로 판단된다. (3) 황토분말도 3수준별 황토의 활성시간에 따른 모르터의 물리적특성에 있어 황토분말도 13㎛일때 FI=1.26, 활성시간 1시간 조건일 때 FI=1.51로 가장 치밀한 C-S-H구조를 보이며 압축강도 측면에서 가장 높게 나타난 바, 황토분말도는 13㎛의 범위, 활성시간은 1시간이 모르터의 성능 면에서 가장 적정한 조건이라 판단된다. (4) 황토분말도별 냉각방식과 대체율에 따른 모르터의 물리적특성 분석결과, 냉각방식에 따른 플로우는 비슷한 수준을 보였으나 압축강도는 급랭시킨 황토가 10%정도 높게 나타난 바, 급랭시킨 황토일수록 활성화상태가 양호한 것으로 판단된다. 또한 황토대체율 20%에서 시멘트수화구조가 치밀해지고 압축강도 영향계수가 높게 나타난바, 적정 황토대체율의 범위는 20% 범위일 것으로 판단된다. (5) 황토분말도별 잔골재 평균입경에 따른 모르터의 물리적특성 분석결과, 물성영향계수를 고려할 경우 압축강도의 발현을 높이고 적정 플로우값 및 건조수축률의 확보를 위해서는 2.36mm 범위의 잔골재를 사용하는 것이 가장 바람직하다고 판단된다. (6) 황토분말도별 물시멘트비에 따른 모르터의 물리적특성 분석결과, 적정 플로우값을 얻기 위한 물시멘트비는 60~70%(SI=0.71~0.96), 건조수축률은 50% (DI=0.80), 압축강도는 동일 황토분말도 조건하에서 50%~60%(FI=1.49~1.35)일 때 가장 양호하게 나타나, 활성황토 모르터의 물성측면에서 물시멘트비 60%일때 일반 표준모르터보다 35% 이상 압축강도를 더 확보할 수 있으며, 소기의 플로우값 및 건조수축변화율도 기대할 수 있을 것으로 판단된다. (7) 모르터 배합 후 양생조건에 따른 활성황토 모르터의 압축강도특성 분석결과, 수중양생에 비해 대기 중에서 양생시킨 모르터의 압축강도가 10%~15% 정도 감소하는 것으로 나타나 활성황토 모르터의 시공시 대기양생이 적용될 경우 적정품질과 강도발현을 확보하기 위하여 적절한 보양 및 양생방법 등의 개선방안 이루어져야 할 것으로 판단된다. (8) 압축강도에 영향을 미치는 실험변수요인별 상관계수 분석결과, 활성온도에서는 800℃미만이 r=0.92, 800℃이상이 r=-0.97, 활성시간에서는 r=0.89, 황토의 대체율에서는 r=0.69로 압축강도 상관성이 높게 나타난 바, 모르터 배합 시 이들 조건에 대한 신뢰수준은 높게 평가될 것으로 판단된다. (9) 모르터의 혼화재로써 활용하기 위한 황토의 활성화 조건으로는 활성온도 800~850℃, 활성시간 1시간, 냉각방식은 급랭방식이 개별 변수요인별 적정조건이라 판단된다. 또한 모르터의 배합 및 양생조건에서는 황토분말도 13㎛, 대체율 20%, 잔골재 종류는 강사, 잔골재 평균입경 2.36mm, 물시멘트비 60%(작업성 고려), 양생방식에서는 수중양생이 적정 조건이라 판단된다.

Zn-plated steel표면 위에 형성시킨 철6가화합물 피막의 내식특성에 대한 연구

이현철 漢陽大學校 大學院 1997 국내석사

크롬(6가)화합물(chromate)은 자동차용 강판의 표면처리공정(chromate conversion coating)등 중요한 산업공정에 널리 사용되고 있는 산업용 화합물이다. 그러나 크롬(6가) 이온은 맹독성 발암물질(known carcinogen)이므로 이의 사용이 강력히 통제되고 있으며 크롬(6가)화합물이 사용되는 공정의 청정대체 공정기술 개발에 대한 필요가 시급한 형편이다. 이같은 필요를 충족시키기 위해서 아연도금강(Zn-plated steel)에 chromate conversion coating 공정의 대체로서 철(6가) 화합물(ferrate)을이용하는 공정에 대하여 연구하였다. 전기화학적 방법으로 potassium ferrate(K2FeO4)를 합성하였고, X-RD로 확인하였다. 이를 이용하여 알칼리 ferrate액을 제조하였고, 아연도금시편을 이 알칼리용액에 침지(dipping)하여 표면에 ferrate피막 층을 얻었다. 전자현미경(SEM)을 통해서 표면형상을 분석하였고, XPS를 이용하여 ferrate피막 층의 산화상태를 분석한 결과 magnetite형태의 철산화피막이 형성됐음을 확인하였다. 이 산화피막에 대한 염수분무시험 결과 아연도금층 보다 낳은 내식성을 보이지 않았다. 그러나 전기화학적으로 동전위분극시험한 결과 chromate층 보다는 못하지만 아연도금층 보다는 더 낳은 내식성을 보였다. 또 도장 후 밀착성시험 결과 ferrate처리 후 도장한 시편이 chromate처리 후 도장한 시편과 거의 동등한 밀착성을 보였다.

공고생의 대학 진학의 의미와 한계

이현철 경북대학교 대학원 2005 국내석사

(Abstract) The purpose of this study is to explore meanings and limitations of entering university in technical high school students who can easily enter university of higher grade because the total number of students fall off sharply. These days, we have had many problems which are different from past ones in our society. Each university excessively competes for recruitment. So, technical high school students can enter any universities or colleges. Therefore, technical high school students get foundation to enter a school of higher grade. So we need something different from past generations in the view of educational policy and curriculum. This is the starting point of this study. This is the study on how we considerate to enter the university and what the limitation of entering to university is in technical high school students. To accomplish the purpose of this study, the depth-interview is applied(the sample for study is a technical high school student and an university student in Daegu). The findings are as Follows: First, a technical high school student and an university student were against social discrimination and recognition to improve their social status. Second, a technical high school student and an university student were against moving to working classes by compulsion without respecting to characteristics of each of the students. Third, teacher and educational institution suggest impractical alternative plans for technical high school students. This is the limitation that they have faced. Finally, a technical high school student and an university student encountered limitations of turning over academic achievement and social capital. This shows a pattern of social reproduction.

작업준비시간이 공정시간보다 긴 다품종 소량생산 체제에서의 병렬기계 일정계획

이현철 고려대학교 대학원 2005 국내석사

본 논문은 작업준비시간이 작업순서에 따라 달라질 뿐만 아니라 전체 작업완료시간에 큰 영향을 미치는 경우를 고려한 순서 의존적 병렬기계의 작업순서 결정문제를 다룬다. 이 문제는 다품종 소량생산 체제를 갖춘 자동차 부품업체 등에서 다수의 긴급주문이 요구되는 경우에 빈번히 발생하며, 이 문제보다 단순한 형태인 작업순서가 배제된 모형이 NP-complete로 알려져 있다. 본 논문은 이 문제에서 작업준비시간이 공정시간보다 더 긴 경우에 효과적으로 사용될 수 있는 알고리즘을 제시하고 기존 알고리즘과 성능을 비교 분석 한다. 제시되는 알고리즘은 단순 병렬기계 문제에 적용되는 알고리즘과 배송문제에서 사용되는 절약알고리즘의 혼합 형태이다. 본 연구에서는 배송문제의 절약알고리즘을 작업준비시간의 작업순서의존성을 부분적으로 해결하기 위하여 사용하며, 최종적으로 재 최적화 기법을 적용한다. 또한, 실험계획법에 의한 계산실험과 통계적 분석기법을 사용하여 제안된 알고리즘과 기존 문헌상에 제안된 다중삽입알고리즘의 해 품질과 계산 성능을 비교한다. 비교실험 결과 제시된 알고리즘이 다중삽입알고리즘보다 전반적으로 우수한 결과를 나타내며, 특히 작업준비시간이 공정시간보다 더 긴 경우에는 보다 더 효과적임을 보여 준다.

사출성형기용 고효율 인버터의 스위칭 데드타임 변화에 대한 출력전류 특성 분석

이현철 釜慶大學校 産業大學院 2006 국내석사

수동적 전기특성을 이용한 인체의 신호전달방향 계측법 개발

이현철 원광대학교 2004 국내석사

點熔接 面積比와 位置變化가 두 四角平板의 挫屈應力에 미치는 影響

이현철 東亞大學校 大學院 1999 국내석사

사각 평판을 이용한 산업구조물을 사용하는 산업은 항공기, 자동차, 철도 차량, 선박 등이 있고, 취급성과 성형성이 매우 우수하여 구조물 설계시에 필수적인 요소이다. 따라서 평판에 관한 연구가 국내외적으로 여러 공학자들에 의해 다양한 각도로 이루어져 왔다. 실제로 설계 시에 파괴양식 평가 및 재료거동의 이해가 이루어진 후 형상과 재질이 선택되고, 그 다음에 응력 및 변형해식에 의해서 최종적으로 설계가 수행된다. 평판구조물에서 가장 큰 문제는 좌굴(buckling)에 의한 안정성(stability)의 문제로 좌굴강도(buckling strength)에 관한 연구가 수행되고 있으며, 박판의 좌굴강도는 항복강도 보다 작기 때문에 보강재를 사용하여 좌굴강도를 증가시켜야 한다. 이 때 보강재와 평판을 전면적으로 용접할 수 없으므로 점용접(spot welding)을 사용하게 되지만 점용접 접합부에 관한 연구는 전무한 실정이다. 실재로 점용접 접합부는 경험적인 판단에 의해 설계가 이루어져 비효율적이고, 좌굴붕괴사고의 위험성도 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 평판의 좌굴강도에 영향을 미치는 여러 설계 파라메타 중에 세 가지 즉, 점용접 면적비, 점용접 거리비 및 점용접 상대위치를 설계 파라메타로 선택하여 압축 및 진단하중이 작용할 때 평판의 임계응력에 미치는 영향에 관한 연구를 수행한 결과를 요약해보면 다음과 같다. 1. 점용접 면적비가 변화함에 따른 임계하중(critical load)과 응력비의 변화를 살펴본 결과 응력비와 면적비는 선형적인 관계가 아님을 알 수 있었고, 최소자승법(least-squares method)을 사용해 표준편차가 매우 미소한 4차 다항식의 근사식으로 표현하였으므로 실제로 필요한 좌굴강도에 대한 점용접 면적비 선택을 용이하게 하였다. 2. 점대칭 형태로 용접될 때 거리비 변화에 따른 임계응력의 변화를 살펴보면 압축의 경우 case Ⅰ, case Ⅱ는 e=0.5에, case Ⅲ은 e=0.7에 점용접될 때 최대의 보강효과를 가지고, 전단의 경우 case Ⅰ, case Ⅱ는 e=0.3에 case Ⅲ은 e=0.5에 점용접될 때 최대의 보강효과를 가진다. 또한, 거리비 변화에 따른 최소임계응력에 대한 최대임계응력의 증가율은 전체적으로 형상비가 작아질수록 커졌다. 3. 점용접이 점대칭이 아닌 경우에 점용접 상대위치에 대한 치수최적설계(size optimization)를 추행한 결과 압축의 경우 r≤1, model Ⅰ, model Ⅱ에서 길이방향 및 폭방향 상대위치는 분할영역 중앙점 부근에 위치시키고, 분할 경계선에 대해서 대칭적으로 배열할 때 보강효과가 가장 크며, model Ⅲ에서 길이방향 및 폭방향 상대위치는 중앙 부근에 위치시키고, 그 형태는 v자로 위치시키는 것이 가장 보강효과가 켰다. r 1인 경우도 유사한 결과를 얻었으며, 전단의 경우도 압축과 유사한 경향을 보였다. 전체적으로 압축보다 전단의 경우에 최적점용접위치가 각 영역의 중앙부에 더욱 가깝게 위치하고 있었다. 또한, 분할영역의 중앙점 보다 최적의 점용접점에서 압축임계하중 증가율은 최고 17.7% 증가하였고, 전단임계하중의 증가율은 최고 37% 증가했다. Industrial structures, which are made of plates, are aircraft, auto mobiles. trains and ships, etc., and the plates are so easy to treat and form that they may be essential to design Therefore, the study of plates have been performed by lots of engineers from all directions. Practically, in order to design, fracture modes were analyzed and behavior of materials were understood, and then forms and materials were chosen After these, design was performed by analysing stress and strain The stability of a plate structure is very crucial problem which results buckling Therefore, studies on buckling strength have been performed a lot Because the buckling strength of thin plates is lower than the yield strength of the matenal. reinforcement material must he used to increase the buckling strength I n this case. because to weld reinforcement plates and rectangular plates was impossible, spot welding was used, however, the study on spot welded joints have not been performed so far The spot welded joints are practically designed by experimental decisions. so it is inefficient and has the risks of buckling demolition In this study, three parameters such as area ratio. distance ratio and relative location of spot welding which can have influence on the buckling strength should be chosen, then the result of the study on the effect of three parameters on the critical stress under compressive and shearing load are as followed 1 The relations of stress ratio and area ratio were not linear when investigating the change of critical load and stress ratio according to the change of spot welded area ratio Practically, in order to choose the needed area ratio of spot welding about buckling strength easily, forth order polynomial expression which has standard deviations close to zero is expressed by using the least-squares method 2. In welding of point symmetry, in changing of critical stress according to the changes of distance under compression, CaseⅠ, CaseⅡ have e=0.5, and CaseⅢ has e=O.7, in these distance ratios, maximum reinforcement effectives were occurred. Also, the increase ratio of the maximum critical stress according to the minimum critical stress was gradually increased while aspect ratio was decreased. 3. In welding of point asymmetry, the maximized reinforcement effect relative location of spot welding under compression were that on the condition of r≤l, in modelⅠ, modelⅡ, relative locations of longitudinal and transverse directions were around the center of each available region, relative locations of model Ⅱ were symmetrically according to boundary line of separated regions, in model Ⅲ, relative locations of longitudinal and transverse directions were around the center and the shape of the locations was arrayed like Ⅴ, that on the condition of r≥l, the results were similar to the above. And the case of shearing was similar to compression, too Conclusions are that on the condition of shearing, the most efficient relative locations of spot welding were closer to the center of each available region than compression, that on the most efficient relative locations of spot welding compared with the center of separated regions, compressive critical load was increased to 17.7%, and shearing critical load was increased to 37%