KR0146888B1 - 분코크스를 이용한 성형 연료 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분 코크스, 점토, 톱밥및 초산비닐 에멀젼을 혼합한 후, 상온에서 가압성형하므로서, 분 코크스를 연료로서 재사용할 수 있을 뿐만 아니라 제조시 고온건류공정을 생략할 수 있는 분코크스를 이용한 성형연료 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 중량%로, 1mm 이하의 분코크스: 65~70%, 점토혼합물: 5~10%, 착화촉진제: 10~15% 및 에멀젼결합재: 10~15%를 혼합한 후, 140~150kg/㎠ 의 압력범위로 압축성형함을 특징으로 하는 분코크스를 이용한 성형연료를 제조하는 방법을 제공함을 그 요지로 한다.

Description

분 코크스를 이용한 성형 연료 제조방법

본 발명은 제철용 코크스를 생산하는 과정에서 발생되는 분코크스를 이용하는 셩형 연료 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 분코크스, 착화촉진제및 점토혼합물에 에멀젼 결합재를 첨가하여 성형연료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

제철용 코크스를 제조하는 과정에서 입경 15mm 이하의 분코크스가 다량 발생하는 데 이는 총 코크스의 생산량의 10% 정도에 이른다.

이와같은 미립의 분코크스는 고로의 통기성, 통액성 악화 때문에 고로에서 직접 사용할 수 없다. 따라서, 현재 이 분코크스는 소결광 제조시 연료로서 활용하거나 코크스 제조시 탄소성분 조정재로 사용된다.

이러한, 분 코크스를 원료로 하는 성형 연료의 경우 야금용 코크스로 재활용하는 것은 불가능하기 때문에, 성형 연료로 재생시켜 활용하는 것이 분 코크스의 고부가 이용방법이 되므로, 이와같은 방법에 대한 많은 연구가 종래 행해졌으며, 최근까지도 활발히 진행되고 있다.

일반적으로 야금용 성형연료의 경우, 주로 코크스 오븐에서 점결성 석탄을 1200℃까지의 고온에서 견류하여 제조한다. 그리고 야금용이 아닌 성형연료의 경우 비점결성의 석탄, 가령 무연탄등을 이용하여 성형 연료를 제조한다.

이와같은 야금용이 아닌 일반성형연료의 제조방법은 종래 상당수 제시되어 있으며, 그중 일본특공소 54-27001 호가 대표적이다.

일본 특공소 54027001호는 무연탄을 휘발분 15%인 점결성 석탄과 휘발분 8%인 석유 코크스와 혼합하여 150℃, 34기압에서 가열, 가압한 후 800℃이상의 고온에서 8시간이상 건류하여 성형연료를 제조하는 방법이다.

그러나, 이 방법에서는 1차 가열, 가압후에 상당량의 휘발분이 원료내에 함유되어 있기때문에 성형후에 높은 강도를 유지하기 위해서는 2차로 고온에서 장시간 건류해야하는 필요한 단점이 있다.

이에, 본 발명자는 상기한 종래방법의 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 분코크스, 점토, 톱밥 및 초산비닐 에멀젼을 혼합한 후 상온에서 가압성형하므로써, 분코크스를 연료로서 재사용할 수 있을 뿐만 아니라 제조시 고온건류공정을 생략할 수 있는 분코크스를 이용한 성형연료 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명은 중량%로, 1 mm이하의 분 코크스: 65~70 %, 점토혼합물: 5~10%, 착화촉진제: 10~15% 및 에멀젼 결합제:10~15%를 혼합한 후, 140~150kg/㎠의 압력범위로 압축성형하여 분 코크스를 이용한 성형연료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에서는 상기한 목적달성을 위해 성형연료중에 분코크스는 입도가 1 mm 이하인 것으로 65~70중량% 함유해야 함이 바람직하며, 그 이유는 다음과 같다.

분 코크스는 탄소재로 첨가되며 그 입도가 1 mm 이상일 경우에는 결합력이 떨어져 강도가 하락하기 때문에, 1mm 이하로 함이 바람직하고, 그 함량이 65% 이하일 경우에는 성형연료의 발열량이 낮은 문제점이 있으며, 70% 이상일 경우에는 성형연료 혼합물중 다른 혼합물의 비율이 상대적으로 낮아져서 결합력이 떨어지는 문제점이 있으므로, 상기 분코크스의 함량은 65~70 %로 제한함이 바람직하다.

점토혼합물은 성형연료의 강도와 형상유지를 목적으로 첨가되는 것으로서 그 양이 5%이하일 경우에는 압궤강도가 낮아지는 문제점이 있으며, 10% 이상일 경우에는 발열량이 적게 되는 문제점이 있으므로, 상기 점토 혼합물의 함량은 5~10%로 제한함이 바람직하다.

착화 촉진제는 주된 탄소물질로 사용하는 분코크스가 착화성이 매우 나쁘기 때문에 성형연료의 착화를 촉진시키기 위해 첨가되는 것으로, 성형연료의 착화를 촉진시킬 수 있는 것이면 어떤 것을 사용해도 무방하나 톱밥을 사용함이 보다 바람직하다. 이러한 착화촉진제의 함량이 10% 이하일 경우에는 착화에 어려운 문제점이 있으며, 15% 이상일 경우에는 성형연료의 강도유리에 악영향을 미치며 또한 착화 촉진제의 역할로 연소가 빨리되는 문제점이 있으므로, 상기 착화촉진제의 함량은 10~15% 범위로 제한함이 바람직하다. 이와같은 착화 촉진제의 첨가는 셩형연료의 착화성 면에서 매우 중요하다.

에멀젼 결합재는 상기 성분들 즉, 분코크스, 착화촉진제 및 점토혼합물의 결합재로 첨가되는 것으로, 그 함량이 10%로 이하일 경우에는 결합력이 낮아지는 문제점이 있으며, 15% 이상일 경우에는 분코크스 함량이 적어 발열량이 낮아지는 문제점이 있으므로, 상기 에멀젼 결합재는 10~15% 범위로 첨가됨이 바람직하다. 본 발명에서는 이러한 에멀젼 결합재로 초산비닐 에멀젼을 사용함이 보다 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 상기와 같은 함량을 갖는 성분들을 혼합한 후, 상온에서 가압하여 성형원료로 성형하게 되는데, 이때 성형압력은 140~150kg/㎠ 범위로 제한함이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.

성형압력이 140kg/㎠이하일 경우에는 결합력이 떨어져 강도가 낮은 문제점이 있으며, 150kg㎠이상일 경우에는 성형연료내에 기공이 없어져 연소되는데 어려운 문제점이 있기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1 과 같은 혼합비를 갖도록 분코크스, 결합재, 톱밥 및 점토를 혼합조에서 충분히 혼합한 후, 압축기로 상온에서 150kg/㎠의 압력으로 성형하여 성형연료를

제조한 후, 압궤강도 및 발열량을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

이때, 분코크스는 1 mm 이하의 분말을 사용하였으며, 결합재는 초산비닐 에멀젼을 샤용하였다.

상기 표 1 에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(1-3)의 경우, 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예(1-6)에 비하여 압궤강도 및 발열량에 있어서, 모두 우수하게 나타남을 알 수 있다. 통상, 압궤강도의 경우 140kg/㎠이상이면 운반 및 보관시 원형보유에 전혀 문제가 없기 때문에 상기의 표 1의 발명예(1,2,3)의 경우 성형 연료로서의 활용이 충분히 가능함을 알 수 있다.

또한, 상기 발명예(1-3)의 성형연료를 공업분석하고 냉간강도를 측정하여 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.

상기 표 2 에 나타난 발명예(1-3)의 성형연료의 물성으로 보아 본 발명에 의한 성형연료의 경우 최소한 성형연료로서는 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의해 제조되는 성형 연료 즉, 1 mm 이하의 분 코크스 70%, 점토 5~10%, 톱밥 10~15%, 초산비닐 에멀젼 10%의 혼합물을 상온에서 50kg/㎠로 가압성형하여 만든 것은 성형 연료로서 활용 될 수 있는 효과가 있다.

그리고, 종래의 성형 연료제조시 연질핏치나 중질핏치를 첨가하여 성형 연료를 제조하는 방법에 비해 가열 성형 및 고온건류 공정이 불 필요하기 때문에 보다 경제적인 효과가 있다.

Claims (1)

1. 중량%로, 점토혼합물: 5~10%, 톱밥: 10~15%, 초산비닐에멀젼: 10~15% 및 나머지 1mm 이하의 분코크스로 이루어진 원료를 혼합한 후, 140~150kg/㎠의 압력범위로 압축성형함을 특징으로 하는 분코크스를 이용한 성형연료 제조방법.