KR100226919B1

KR100226919B1 - Preparation of coke for metallurgy using powder coke

Info

Publication number: KR100226919B1
Application number: KR1019950046821A
Authority: KR
Inventors: 이성수; 이상열
Original assignee: 이구택; 포항종합제철주식회사
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR970042949A

Abstract

본 발명은 고로에서 철광석의 환원에 사용되는 야금용 코크스의 제조방법에 관한 것으로, 점결탄을 건류하여 야금용 코크스를 점결탄에 분코크스를 적정량 첨가하고 이를 적정 온도범위로 열간성형 및 열처리함으로서, 야금용 코크스를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention relates to a method for producing metallurgical coke used for the reduction of iron ore in blast furnaces, by carbonizing coking coal and adding an appropriate amount of powdered coke to the coking coal and hot forming and heat-treating it to an appropriate temperature range, It is an object of the present invention to provide a method for producing coke.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, 분코크스 50%이하 및 나머지 유동도 1170ddpm 이상의 석탄으로 조성되는 배합원료를 상기 석탄의 최고 유동온도에서 열간성형하고 고화온도 이상에서 압출한후, 560-650℃의 온도범위에서 열처리하는 것을 포함하여 이루어지는 분코크스를 이용한 야금용 열간성형코크스 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing coke by distilling coal, wherein the blended raw material is composed of coal by weight%, less than 50% of coke, and a residual flow rate of 1170ddpm or more. The present invention relates to a method for manufacturing hot forming coke for metallurgy using powdered coke, which includes hot forming at a temperature and extruding at a solidification temperature or higher, followed by heat treatment at a temperature range of 560-650 ° C.

Description

Manufacturing method of hot forming coke for metallurgy using powdered coke

제1도는 본 발명의 열처리온도 변화에 따른 성형 코크스의 강도 변화를 나타낸 그래프1 is a graph showing the change in strength of the molded coke according to the heat treatment temperature change of the present invention

본 발명은 고로에서 철광석의 환원에 사용되는 야금용 코크스의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 분코크스를 석탄에 적정량 혼합하여 야금용 성형코크스를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing metallurgical coke used for the reduction of iron ore in a blast furnace, and more particularly, to a method for producing metallurgical shaped coke by mixing a suitable amount of powdered coke in coal.

석탄은 통상 무연탄, 역청탄, 갈탄, 아탄 등으로 대별된다. 이와같이 분류되는 석탄중에서 실로(室爐)식 코크스로에서 야금용 코크스 제조에 사용될 수 있는 석탄은 역천탄에 국한되는데, 이러한 역청탄은 또한 그 성분중 유황분, 회분, 휘발분등과 같은 원료성상에 대한 제약이 있으므로 역천탄중 실제 코크스 원료용으로 사용될 수 있는 부분은 전체 석탄 매장량의 5%도 되지 않는 실정이다.Coal is generally classified into anthracite coal, bituminous coal, lignite coal, and atan coal. Among the coals classified as such, the coal that can be used for the manufacture of metallurgical coke in a silo type coke oven is limited to bituminous coal, which is also restricted to raw material properties such as sulfur, ash, volatiles, etc. Therefore, the portion of bituminous coal that can be used for the actual coke raw material is less than 5% of the total coal reserves.

이러한 역청탄은 또한 코크스 제조를 위한 건류시 서로 점결하는 세기가 다른데이러한 점결세기, 즉 점결성에 따라 강점결탄, 준강점결탄, 약점결탄, 비점결탄으로 구분하여 코크스 제조를 위한 원료탄 배합에 활용하고 있다. 코크스 제조를 위해서는 역천탄 중에서도 점결탄을 사용해야만 한다.These bituminous coals are also used in blending raw coal for coke production by dividing them into coking strengths of different coking strengths, that is, coking coals, coking coals, weak coking coals and non-coking coals. Coking coal must be used among the bituminous coals for coke production.

상기한 바와같은 역천탄중 점결탄을 원료로 이용한 일관 제철소에서의 코크스 제조는 원료를 실로식 코크스로에 장입하고 불황성 분위기로 유지하고 밀폐시킨 상태에서 1,000℃이상의 온도로 건류하므로서 이루어 지는데, 이 경우 90%이상의 점결탄을 사용하여야만 고로에서 철광석 환원에 유용하게 이용될 수 있는 코크스를 제조할 수 있다.Coke production in an integrated steel mill using coking coal from bituminous coal as a raw material as described above is carried out by charging the raw material into a silo coke oven, maintaining it in an unstable atmosphere, and distilling it to a temperature of 1,000 ° C. or higher in this case. Coke coke that can be usefully used for iron ore reduction in blast furnaces can only be produced by using more than% coking coal.

그런데 상기와 같은 방법으로 실로에서 석탄을 건류하여 코크스를 제조하게 되면 제조된 코크스의 약 10%는 입도가 15㎜ 이하인 분코크스이다. 이러한 분코크스는 유용한 성분인 탄소를 다량으로 함유하고 있으나, 미분으로 강도가 약하기 때문에 고로내에서 철광석의 환원에 직접 사용될 수 없으며 또한 제철소에서 별도의 특정한 용도가 없기 때문에 야드에 야적되게 되어 분진공해의 원인이 되는 단점이 있다.However, when coke is produced by distilling coal in a silo in the same manner as described above, about 10% of the coke manufactured is powdered coke having a particle size of 15 mm or less. These powdered coke contains a large amount of carbon, a useful component, but because of its weak strength, it cannot be directly used for the reduction of iron ore in blast furnaces, and also has no specific use in steel mills, so it is deposited in the yards. There is a disadvantage that causes.

상기와 같은 코크스 제조공정외에 제철공장의 다른 공장에서도 상기와 마찬가지로 분코크스가 발생되는데, 이러한 분코크스 역시 야드에 야적되어 공해의 원인이 된다.In addition to the coke production process as described above, other coke plants are produced in the same way as the above, the coke is generated, such a coke is also stored in the yards cause pollution.

이에, 본 발명자는 상기한 코크스 제조공정에서 발생되는 분코크스 뿐만 아니라 제철공장 전체에서 발생되는 분코크스를 고로내에서 철광석의 환원에 상용되는 코크스의 원료로 효과적으로 이용하기 위하여 연구의 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것이다.Thus, the present inventors conducted experiments to effectively use not only the coke generated in the coke manufacturing process but also the coke generated in the entire steel mill as a raw material of coke commonly used for the reduction of iron ore in the blast furnace. Based on the results, the present invention has been proposed.

본 발명은 점결탄을 건류하여 야금용 코크스를 제조시 점결탄에 분코스를 적정량 첨가하고 이를 적정 온도범위로 열간성형 및 열처리 하므로서, 야금용 코크스를 제조하는 방법을 제공 하고자 하는데 그 못적이 있다.The present invention is to provide a method for producing a metallurgical coke by adding the appropriate amount of the powdered coking coal to the coking coal when manufacturing the metallurgical coke by carbonizing the coking coal and hot forming and heat treatment to the appropriate temperature range.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.

본 발명은 점결탄을 건류하여 코크스를 제조하는 방법에 있어서, 중량%로, 분코크스 50% 이하 및 나머지: 유동도 1170ddpm 이상의 점결탄(이하, '석탄' 이라 한다)으로 조성되는 배합원료를 상기 석탄의 최고유동온도에서 열간성형하고 고화온도 이상에서 압출한 후, 560-650℃의 온도범위에서 열처리하는 것을 포함하여 이루어지는 분코크스를 이용한 열간성형코크스 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for producing coke by distilling coking coal, wherein the blended raw material is composed of coking coal (hereinafter referred to as 'coal') by weight%, less than 50% of powdered coke and the remainder: flow rate of 1170ddpm or more. The present invention relates to a method for producing hot formed coke using powdered coke, which includes hot forming at a maximum flow temperature and extruding at a solidification temperature or higher, followed by heat treatment at a temperature range of 560-650 ° C.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

여러 종류의 석탄중 점결탄을 공기와 차단하여 건류하는 과정에서 온도를 서서히 승온시킬때 어떤 온도가 되면 석탄자체가 녹기 시작하여 유동성을 가지기 시작하며, 유동상태의 석탄은 점차 온도가 상승됨에 따라 유동성이 증가하여 유동상태가 극에 달했다가 이후 점차 감소하여 고화한다.When the temperature is gradually raised in the process of blocking coking coal from various types of coal and drying it, the coal itself starts to melt at a certain temperature and starts to have fluidity. The flow increases to the extreme and then gradually decreases to solidify.

이와같은 석탄의 건류과정에서 석탄이 연화하기 시작하는 온도를 연화점, 우동도가 최대인 온도를 최고유동점, 이때의 유동도를 최고 유동도, 석탄이 고화되어 유동성을 나타내지 않기 시작하는 온도를 고화점이라 한다.In the coal drying process, the temperature at which coal starts to soften is the softening point, the temperature at which the maximum degree of udon is the highest flow point, the maximum flow rate at this time, and the temperature at which coal starts to show no fluidity. This is called.

본 발명을 상기와 같은 석탄건류시의 열적 성질을 이용하여 점결성이 있는 석탄과 점결성이 전혀 없는 분코크스를 적절히 배합하여 야금용 코크스로 제조하는 방법에 관한 것이다. 즉, 성형기에서 석탄과 분코크스 혼합원료를 성형하고 불활성 분위기인 열처리로에서 성형된 성형체를 열처리하여 성형코크스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 여기서 분코크스와 점결탄을 혼합한 원료의 배합성상, 성형압, 성형온도, 성형체의 열처리온도 등의 조절이 성형코크스 품질을 좌우하는 중요한 요인이 된다.The present invention relates to a method for producing a metallurgical coke by appropriately mixing the coking coal and the coking powder without any coking properties using the thermal properties of the coal drying as described above. That is, the present invention relates to a method of manufacturing molded coke by forming coal and powdered coke mixed raw materials in a molding machine and heat-treating the molded body in a heat treatment furnace in an inert atmosphere. Here, the adjustment of the blending properties, molding pressure, molding temperature, heat treatment temperature of the molded body, etc., of the raw materials in which the powdered coke and the coking coal are mixed is an important factor that determines the quality of the molded coke.

본 발명에서는 분코크스: 50중량%(이하 '%' 라 한다.)이하 및 나머지: 유동도 1170ddpm 이상의 석탄으로 배합원료를 조성함이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다. 분코크스의 사용량이 50중량% 이상일 경우에는 결합체의 역할을 하는 점결탄의 양이 작아져서 배합된 분 코크스의 전체를 결합시키지 못하는 문제점이 있기 때문이다. 또한, 결합체로서의 역할을 하는 석탄의 유동도가 1170ddpm 이하일 경우에는 배합원료 전체의 점결성이 낮아지기 때문이다.In the present invention, the powdered coke: 50% by weight (hereinafter referred to as '%') and the remainder: It is preferable to form a blended raw material with coal with a flow rate of 1170ddpm or more, for the following reasons. This is because when the amount of powdered coke is 50% by weight or more, the amount of coking coal serving as a binder decreases, and thus the entire powdered powdered coke cannot be bonded. In addition, when the flow rate of coal, which serves as a binder, is 1170ddpm or less, it is because the cohesion of the entire blended material is lowered.

본 발명에서는 상기와 같이 배합원료를 상기석탄의 최고유동온도에서 열간 성형하고 고화온도 이상에서 압출한 후 560-650℃의 온도범위내에서 열처리하여 성형 코크스를 제조함이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.In the present invention, it is preferable to manufacture the molding coke by hot-molding the blended raw material at the maximum flow temperature of the coal as described above and extruding it at a solidification temperature and then heat-treating it within a temperature range of 560-650 ° C. Same as

배합원료를 상기 석탄의 최고 유동온도에서 열간성형하는 것은 석탄이 가진 점결성을 최대로 이용하고자 하기 때문이며, 고화온도 이상에서 압출하는 이유는 석탄의 성형이 고화온도에서 완료되기 때문이다.The hot forming of the blended raw material at the maximum flow temperature of the coal is to maximize the cohesiveness of the coal, and the reason for extruding above the solidification temperature is that the molding of the coal is completed at the solidification temperature.

열처리는 성형체의 경화를 목적으로 실시하는 것으로 그 온도가 560℃ 이하일 경우에는 성형체의 경화가 일어나지 않는 문제점이 있으며, 650℃ 이상일 경우에는 성형체가 열충격으로 인해 균열이 발생되기 쉬우므로 열처리 온도는 560-650℃의 온도범위로 제한함이 바람직하다.The heat treatment is carried out for the purpose of curing the molded body. If the temperature is 560 ° C. or less, there is a problem that the molded body does not harden. If the temperature is 650 ° C. or more, the molded body is easily cracked due to thermal shock. It is desirable to limit the temperature to 650 ° C.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

하기표 1 과 같은 특성을 갖는 석탄들중 석탄 B와 분코크스를 1:1의 비율로 배합한후, 하기표 2 와 같은 조건으로 열간성형, 압출하여 겅형체를 제조하고 그 성형체의 강도를 측정하여 그 결과를 하기표 2에 나타내었다. 이때 열간 성형압은 150㎏/㎠이었다.Among the coals having the characteristics as shown in Table 1 below, coal B and powdered coke were mixed at a ratio of 1: 1, and then hot formed and extruded under the conditions as shown in Table 2 to prepare a molded body, and the strength of the molded body was measured. The results are shown in Table 2 below. At this time, the hot forming pressure was 150 kg / cm 2.

상기 표 2 에서 알수 있는 바와같이, 본 발명의 열간성형온도 및 압출온도 범위를 만족하는 발명예(3, 7)의 경우, 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예 (1-2, 4-6)의 경우에 비하여 높은 성형체의 강도를 나타냄을 알 수 있다.As can be seen in Table 2, in the case of Inventive Examples (3, 7) satisfying the hot forming temperature and extrusion temperature range of the present invention, Comparative Examples (1-2, 4-6) that do not satisfy the scope of the present invention It can be seen that the strength of the molded body is higher than in the case of).

본 발명에서는 이와같이 성형체의 강도가 높을것이 요구되는데, 이는 성형체가 다음공정으로 이동시 분율 발생이 감소되어 제품의 회수율을 높일 수 있기 때문이다.In the present invention, it is required that the strength of the molded body is high, as the fraction can be reduced when the molded body is moved to the next process, thereby increasing the recovery rate of the product.

[실시예 2]Example 2

성형체의 열처리온도 변화에 따른 성형 코크스의 품질 변화를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1의 발명예(3)을 열처리온도를 하기 표 3과 같이 변화시켜가면서 열처리를 실시한후 성형 코크스의 품질을 평가하고, 그 결과를 하기 표 3 및 제1도에 나타내었다.In order to confirm the quality change of the molded coke according to the heat treatment temperature change of the molded body, the quality of the molded coke was evaluated after performing heat treatment while changing the heat treatment temperature of Example 1 of Example 1 as shown in Table 3 below. The results are shown in Table 3 and FIG. 1.

또한, 상기 표 1의 석탄 ( A, C )를 최고 유동온도에서 성형하고 고화점에서 추출한후 600℃에서 열처리하여 성형체를 제조한 다음, 성형체의 품질을 평가하여 그 결과를 하기 표 3 및 제1도에 나타내었다.In addition, the coal (A, C) of Table 1 was formed at the highest flow temperature and extracted at a solidification point, and then heat-treated at 600 ℃ to prepare a molded article, the quality of the molded article was evaluated and the results are shown in Table 3 and the first It is shown in the figure.

상기 표 3에서 알수 있는 바와같이, 유동도 1170 이상을 만족하는 석탄(B,C)를 분코크스와 1 : 1 비율로 배합하고 이를 석탄의 최고 유동점에서 성형하고 고화점이상에서 추출한 후 600℃에서 열처리하여 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(9,13)의 경우, 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예(8,10-12)의 경우에 비하여 우수한 품질특성을 나타냄을 알 수 있다.As can be seen in Table 3, coal (B, C) satisfying the flow rate of 1170 or more is blended with the powdered coke in a ratio of 1: 1, which is molded at the highest pour point of the coal, extracted at a solidification point, and then heat treated at 600 ° C. In the case of the invention examples (9,13) satisfying the scope of the present invention, it can be seen that the excellent quality characteristics compared to the case of the comparative examples (8,10-12) that do not satisfy the scope of the present invention.

상기 표 3에서 비교예(14)는 현재 선철 제조를 위해 용광로에 장입되는 실로식-코크스로에서 생산되는 야금용 코크스의 경우로서, 이 경우 본 발명예(9,13)의 경우에 비하여 코크스 강도 및 CO 반응율이 낮게 나타나 품질이 열등함을 알 수 있다.Comparative Example 14 in Table 3 is a case of metallurgical coke produced in a silo type-coke furnace currently charged into a blast furnace for manufacturing pig iron, in this case compared to the case of the present invention examples (9, 13) coke strength And the CO reaction rate is low, it can be seen that the quality is inferior.

상술한 바와같이, 본 발명은 제철소에서 부산물로 다량 발생하는 분코크스를 원료로하여 야금용 코크스를 제조함으로써 제철소 석탄 사용량을 절감하며, 종래 야드에 분코크스를 야적함으로 야기되는 분진공해를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can reduce the amount of coal used in steel mills by manufacturing metallurgical coke as a raw material of the coke generated in a large amount as a by-product in the steel mill, and can prevent dust pollution caused by depositing the powdered coke in the conventional yard. It has an effect.

Claims

In the method for producing coke by distilling coal, a blended raw material composed of coal by weight (%), powdered coke of 50% or less and the remaining flow rate of 1170ddpm or more is hot formed at the maximum flow temperature of the coal and extruded at a solidification temperature or more. After, the method for producing hot forming coke for metallurgy using powdered coke comprising the heat treatment in the temperature range of 560-650 ℃.