KR100503348B1 - Method of characterizing coking coal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 야금용 코크스 제조용 원료탄의 물성 평가 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 열처리하기 전의 미분쇄된 원료탄의 용매 가용분 함량과 미분쇄된 원료탄을 용융 온도 범위에서 열처리한 후, 용매 가용분 함량을 각각 측정하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for evaluating the physical properties of coking coal for metallurgical coke production. This method is characterized in that the solvent soluble content of the pulverized raw coal before heat treatment and the pulverized raw coal are heat-treated in the melting temperature range, and then the solvent soluble content is determined. Each measuring step.
Description
[산업상 이용 분야][Industrial use]
본 발명은 야금용 코크스 제조용 원료탄의 물성 평가 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용융 영역에서 원료탄의 분해 거동 특성을 측정할 수 있는 야금용 코크스 제조용 원료탄의 물성 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating the physical properties of raw coal for metallurgical coke production, and more particularly, to a method for evaluating the physical properties of raw coal for metallurgical coke production, which can measure the decomposition behavior of raw coal in the melting region.
[종래 기술][Prior art]
일반적으로 수 많은 석탄 중에서 야금용 코크스 제조에 사용되는 석탄(원료탄)의 가장 큰 특징은 가열하면, 400 내지 500℃의 온도 범위에서 용융성을 나타내는 것이다. 석탄, 즉 원료탄을 수많은 유기 화합물들이 혼합되어 고차 구조로 결합된 화합물로 생각하면, 가열에 동반되어 기상으로 휘발되는 저분자 성분, 액상으로 전환되는 성분, 변화없이 고상으로 존재하는 고분자 물질로 전환될 수 있는 성분으로 구성되어 있다고 할 수 있다. 다시 말하면, 원료탄을 구성하는 상기 성분의 조성차에 의하여 원료탄의 용융 현상, 즉 용융 온도 범위, 용융성 등이 상이하게 된다고 할 수 있다.In general, among the many coals, the biggest characteristic of coal (raw coal) used in the manufacture of metallurgical coke is that when heated, it exhibits meltability in the temperature range of 400 to 500 ° C. Considering coal, that is, raw coal, is a compound in which a large number of organic compounds are mixed and combined in a higher order structure, it can be converted into a low-molecular component volatilized in a gaseous phase, a component converted to a liquid phase, and a high-molecular substance without a change. It can be said that it is composed of a component. In other words, it can be said that the melting phenomenon of the raw coal, that is, the melting temperature range, the meltability, and the like are different depending on the composition difference of the components constituting the raw coal.
한편, 야금용 코크스 제조에 사용되는 원료탄은 단일종을 사용하는 것이 아닌, 통상 10여종의 원료탄을 적정 비율로 혼합한 배합탄을 사용하고 있으며, 이것이 코크스 오븐의 탄화실에 장입되어 건류되고 있기 때문에 공정상으로는 장입탄이라고도 한다. 상기 건류 공정에서 괴상의 코크스로 전환된다. 장입탄을 제조함에 있어 기본이 되는 것은 개개 원료탄이 가지고 있는 각종 물성치이다. 다시 말하면, 원료탄 물성치를 배합비에 가중하는 방법으로 장입탄을 조제하면서, 장입탄 물성이 고강도 코크스 제조에 요구되는 관리 범위에 들어가도록 탄종 선정 및 배합비를 조정하는 것이다.On the other hand, the raw coal used for the manufacture of metallurgical coke is not a single type, but a mixed coal in which 10 kinds of raw coal is mixed at an appropriate ratio is usually used, and it is charged into the carbonization chamber of the coke oven and dried. It is also called charging coal in a process. In the dry distillation process, bulky coke is converted. The basis for manufacturing charged coal is the various physical properties of each raw coal. In other words, the coal type selection and the blending ratio are adjusted so that the loaded coal physical properties fall within the management range required for the production of high strength coke while preparing the charged coal by adding raw material coal physical properties to the blending ratio.
이와 같은 장입탄 제조에 있어 가장 중요한 장입탄 물성의 하나는 유동 특성이다. 왜냐하면, 앞에서 언급한 바와 같이, 분말의 장입탄이 건류 과정에서 괴상의 코크스로 전환되기 위해서는 용융되고 고화(solidification)되는 현상이 필수적이기 때문이다. 또한, 코크스의 강도를 결정짓는 기공 형태 및 기공벽의 강도는 용융 상태에서 대부분 결정되기 때문이다.One of the most important charcoal properties in the manufacture of such coal is flow characteristics. This is because, as mentioned above, the phenomena of melting and solidification are essential for the conversion of powdered coal into bulk coke in the drying process. This is because the pore shape and the pore wall strength that determine the strength of the coke are mostly determined in the molten state.
석탄은 불균일한 물질이므로 석탄의 물성은 대부분 경험과 관례에 의한 평가방법을 적용하고 있다. 석탄의 유동성을 평가하는 종래의 기술 중에 대표적인 것은 기슬러 플라스토미터(Gieseler Plastometer)에 의한 방법이 있다(ASTM D2639-74). 이 방법은 0.5㎜ 이하로 미분쇄된 석탄을 실린더형의 용기에 넣고 일정 승온 속도로 승온하는 동안 교반시키면서 교반기의 회전수를 측정하고 회전수의 최대치의 로그값을 사용하여 원료탄의 유동도를 나타내는 것이다.Since coal is a non-uniform substance, most of the physical properties of the coal apply an empirical evaluation method. A typical example of the conventional technique for evaluating the fluidity of coal is a method by a Gieseler Plastometer (ASTM D2639-74). This method measures the rotational speed of the stirrer while putting coal pulverized to 0.5 mm or less into a cylindrical container while stirring at a constant temperature raising rate and expresses the flow rate of raw coal using the logarithmic value of the maximum rotational speed. will be.
그러나, 최근 채광되고 있는 유동도가 매우 높은 신규탄의 경우 기슬러 플라스토미터에 의하여 측정할 수가 없는 경우도 발생되고 있다. 왜냐하면, 기슬러 플라스토미터에 있어 교반기의 최고 회전수가 60,000이기 때문에, 최근에 채광되는 회전수 6만 이상을 나타내는 고유동도탄의 유동도 평가는 불가능하게 되며, 풍화탄, 저유동도탄과 같이 회전수가 10∼20에 불과한 석탄의 유동도 측정이 어려운 단점이 있다.However, in the case of new coal having a very high fluidity, which has been mined in recent years, it is not possible to measure by a Gistler platometer. Because the maximum rotational speed of the stirrer is 60,000 in the Gistler plastimeter, it is impossible to evaluate the fluidity of the high-mobility peat which shows the rotational speed more than 60,000 which is mined recently, and it rotates like weathering coal and low flow coal. It is difficult to measure the flow rate of coal having a number of only 10 to 20.
한편, 원료탄의 용융, 팽창성을 측정하기 위한 평가 방법으로는 프리-스웰링 인덱스(Free-Swelling Index:FSI)가 있으며, 이것은 60 메쉬 이하로 미분쇄된 석탄 약 1그램을 실리카질의 크루시블에 넣고 820 ±20℃에서 2분 30초간 급속가열하여 크루시블에 남은 잔사의 팽창 형태를 1∼9까지의 숫자로 분류한 것으로 이 값이 클수록 석탄의 팽창성이 우수하다고 판별하는 방법이다(ASTM D-720-67).On the other hand, the evaluation method for measuring the melt and expandability of the raw coal is the Free-Swelling Index (FSI), which is about 1 gram of coal pulverized to less than 60 mesh to silica-based crucible 2 minutes and 30 seconds of rapid heating at 820 ± 20 ℃ for dividing the residues in crucibles into numbers from 1 to 9. The larger the value, the better the coal expansiveness. (ASTM D -720-67).
이러한 평가 방법들은 학문적 근거로부터 출발한 것이라기 보다는 공업적 이용면에서 요구되는 원료탄의 특성에 관한 경험을 규격화한 평가 방법들이라고 할 수 있다.These evaluation methods are not based on academic evidence but rather on standardizing experiences on the characteristics of raw coal required for industrial use.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 야금용 코크스를 제조할 때 사용되는 원료탄의 특성을 평가할 수 있는 야금용 코크스 제조용 원료탄의 물성 평가 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for evaluating the physical properties of the raw coal for metallurgical coke production that can evaluate the characteristics of the raw coal used when producing the metallurgical coke.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열처리하기 전의 미분쇄된 원료탄의 용매 가용분 함량과 미분쇄된 원료탄을 용융 온도 범위에서 열처리한 후, 용매 가용분 함량을 각각 측정하는 단계를 포함하는 야금용 코크스 제조용 원료탄의 물성 평가 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a metallurgical use comprising the step of measuring the solvent soluble content of the pulverized raw coal and the pulverized pulverized raw coal before the heat treatment in the melting temperature range, respectively, the solvent soluble content Provided is a method for evaluating the physical properties of raw coal for producing coke.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에서는 원료탄의 특성을 평가함에 있어, 원료탄이 수많은 유기 화합물들의 혼합체라는 점에 착안하여 유기물을 용해시킬 수 있는 용매를 사용하여 원료탄을 열처리하지 않은 상태에서 용매추출되는 가용분 함량을 산출하고, 원료탄을 불활성 분위기 조건에서 용융 온도 범위에서 열처리한 후, 다시 용매 추출하여 추출되는 함량을 비교함으로서, 용융 영역에서 원료탄의 분해거동 특성에 대한 방법을 제공하고자 하였다.In the present invention, in evaluating the characteristics of the raw coal, the raw coal is a mixture of a large number of organic compounds, and using the solvent capable of dissolving the organic matter, the content of the soluble component extracted from the solvent without the heat treatment of the raw coal is calculated. The raw coal was heat-treated in the melting temperature range in an inert atmosphere, and then the solvent extraction was performed to compare the extracted content, thereby providing a method for decomposing behavior characteristics of the raw coal in the melting region.
일반적으로, 장입탄 제조에 사용되는 원료탄은 크게 3종류로 분류할 수 있다. 첫째는 석탄화도가 높고(강도지수가 높고: 강도지수가 높을수록 고강도 코크스가 제조되지만, 가격이 고가임) 점결성이 우수한 점결탄, 둘째는 강도지수는 조금 열세하지만 장입탄에 유동도를 부여하는 점결탄, 마지막으로 점결성이 매우 약한 일반탄이다. 일반탄은 고강도 코크스제조에 바람직한 원료탄이 아니지만, 가격이 저렴하기 때문에 코크스 제조원가 절감 측면에서 사용하지 않을 수 없으므로, 장입탄 조제시에는 상기 3종류의 원료탄을 적정 비율로 혼합하여 사용하는 것이라고 할 수 있다.In general, the raw coal used for the production of charged coal can be classified into three types. Firstly, coking coal with high coalization (higher strength index: higher strength index produces higher strength coke, but price is higher), and secondly, coking coal with low cohesive strength, but imparts liquidity to charged coal. Finally, it is a standard bullet with very weak caking. General coal is not a desirable raw coal for the production of high strength coke, but since it is inexpensive and cannot be used in terms of cost reduction of coke production, it can be said that the above three types of raw coal are mixed and used at the appropriate ratio when preparing the charged coal. .
한편, 석탄, 타르 등의 탄소질 물질을 유기 용매로 추출하게 되는 경우, 유기 용매의 용해력의 세기에 의하여 용해되는 성분의 분자량이 다르다. 다시 말하면, 용해력이 약한 헥산에 추출되는 성분은 저분자량의 화합물이 추출되고, 톨루엔, 벤젠 등에는 헥산의 경우보다는 분자량이 큰 성분까지 추출되게 되며, 피리딘, 퀴놀린 등의 강력한 용매에는 보다 큰 고분자 성분까지 추출되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 피리딘, 퀴놀린 등에 용해되지 않는 성분은 고형 성분으로 분류된다.On the other hand, when carbonaceous substances, such as coal and tar, are extracted with an organic solvent, the molecular weight of the component melt | dissolved by the intensity | strength of the dissolving power of an organic solvent differs. In other words, low molecular weight compounds are extracted from hexane, which is poorly soluble, and even higher molecular weights are extracted from toluene, benzene, and the like than hexane, and larger polymers are used in strong solvents such as pyridine and quinoline. It is known to be extracted. Therefore, components which do not dissolve in pyridine, quinoline and the like are classified as solid components.
원료탄은 가열되면 열분해 반응에 의하여 저분자 물질로 분해된다. 이때 분자량이 매우 작은 물질로 분해되는 경우에는 분해물이 가스 성분으로 방출되어 버리지만, 분자량이 어느 정도 큰 성분으로 분해된 경우에는 액상으로 전환된 반응계 내부에 존재하면서 용융물의 반응에 관여하게 되며, 최종적으로는 고상의 코크스로 전환될 수 있다.The raw coal is decomposed into low molecular weight materials by pyrolysis reaction when heated. In this case, the decomposition product is released as a gas component when decomposed into a substance having a very low molecular weight, but when decomposed into a component having a large molecular weight, it is present in the reaction system converted into a liquid phase and is involved in the reaction of the melt. Can be converted to solid coke.
열처리하지 않은 석탄의 경우, 석탄화도에 의하여 용매 가용성분 함량이 결정될 수 있으나, 원료탄이 용융 온도 범위에서 소정 시간 열처리된 경우, 열분해 반응에 의하여 새로운 액상 성분이 생성되는 거동은 원료탄의 분해 특성을 나타내는 것으로 해석할 수 있으며, 이것이 많이 생성될수록 열처리 후에 실시하는 용매 추출에 가용되는 성분 함량이 증가될 수 있다.In the case of coal that has not been heat-treated, the solvent soluble content may be determined by the degree of coalification, but when the raw coal is heat-treated for a predetermined time in the melting temperature range, the behavior of generating a new liquid component by the pyrolysis reaction indicates the decomposition characteristics of the raw coal. It can be interpreted that, the more it is produced, the more the content of components available for solvent extraction carried out after the heat treatment can be increased.
따라서, 본 발명에서는 원료탄의 특성을 평가함에 있어, 원료탄을 열처리하지 않은 상태에서 유기 용매에 추출되는 가용분 함량을 산출하고, 원료탄을 불활성 분위기 조건에서 용융온도 범위에서 열처리한 후, 다시 용매 추출하여 추출되는 함량을 비교함으로서, 용융 영역에서 원료탄의 분해거동 특성에 대한 방법을 제공하고자 하였다.Therefore, in the present invention, in evaluating the characteristics of the raw coal, the content of soluble content extracted in the organic solvent without heat treatment of the raw coal is calculated, the raw coal is heat-treated in the melting temperature range in an inert atmosphere, and then solvent extracted again. By comparing the extracted content, it was intended to provide a method for the decomposition behavior of raw coal in the melting zone.
다시 말하면, 야금용 코크스 제조에 사용되는 원료탄의 주요 특성이 400∼500℃의 온도 범위에서 용융성을 나타내는 것임을 감안하여, 열처리전 원료탄의 용매 추출량은 원료탄 자체에 어느 정도 용융 성분이 함유되어 있나를 평가하는 수단으로 사용될 수 있으며, 용융 온도 범위에서 열처리한 후에 용매 추출량을 용융 상태에서 어느 정도 새로운 성분이 생성될 수 있는 가를 평가하는 지표로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 2가지 방법을 통하여 건류 과정에 있는 원료탄의 거동을 추정할 수 있게 되는 것이다.In other words, considering that the main characteristic of the raw coal used in the manufacture of metallurgical coke is melting in the temperature range of 400 to 500 ° C., how much molten component is contained in the raw coal itself before the heat treatment? It can be used as a means for evaluating and can be used as an index for evaluating how much new components can be produced in the molten state after the heat treatment in the melting temperature range. Therefore, it is possible to estimate the behavior of the raw coal in the drying process through the two methods.
이 방법을 원료탄을 열처리하기 전·후로 나누어 자세하게 설명하기로 한다. 열처리하기 전·후의 용매 가용분 함량 측정은 그 순서에 상관없이 실시할 수 있다. This method will be described in detail before and after heat treating the raw coal. The measurement of the solvent soluble content before and after the heat treatment can be performed regardless of the order.
1) 열처리 전 원료탄의 용매 가용분 함량 측정1) Determination of the solvent soluble content of raw coal before heat treatment
원료탄은 혼합물 상태이기 때문에 미세하게 분쇄할 수 록 균일하게 혼합되는 효과를 얻을 수 있으므로, 미분쇄된, 바람직하게는 100 메쉬(150㎛) 이하로 미분쇄된 원료탄 1 그램에 대하여 강 용매를 50 내지 100㎖ 첨가하여 약 2시간 동안 교반하면서 비점추출한다. 상기 강 용매로는 피리딘 또는 퀴놀린을 사용할 수 있다. 상기 강 용매의 사용량은 100㎖면 충분하며, 용매를 더욱 과량으로 사용하여도 가용 성분이 더 이상 추출되지 않으므로 100㎖를 초과하여 사용할 필요는 없다. 비점추출이 끝나면 1㎛의 기공을 가진 여과지를 이용하여 감압 여과하며, 여과 잔사는 따뜻한 톨루엔과 아세톤을 이용하여 여과 잔사에 묻어 있는 강용매를 충분히 세척한다. 세척이 완료된 여과 잔사는 감압건조하여 용매를 완전히 건조하고, 평량하여 하기 수학식 1에 따라 용매 불용분 함량을 측정한다. 이어서, 용매 불용분 함량 값을 이용하여 하기 수학식 2에 따라 용매 가용분 함량을 측정한다.Since the coal briquettes are in a mixed state, the fine powder can be uniformly mixed, so that a strong solvent is added to 50 to 1 gram of the coal pulverized, preferably 100 grams (150 µm) or less. 100 ml is added and boiling point extraction is carried out with stirring for about 2 hours. Pyridine or quinoline may be used as the strong solvent. The amount of the strong solvent is preferably 100 ml, and it is not necessary to use more than 100 ml because the soluble component is no longer extracted even when the solvent is used in excess. After boiling point extraction, the mixture was filtered under reduced pressure using a filter paper having a pore size of 1 μm, and the filtered residue was sufficiently washed with the strong solvent in the filtered residue using warm toluene and acetone. After washing, the filtered residue was dried under reduced pressure to completely dry the solvent, and then weighed to measure the solvent insoluble content according to Equation 1 below. Subsequently, the solvent soluble content is measured according to Equation 2 using the solvent insoluble content value.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
용매 가용분 함량(%) = 100 - 용매 불용분 함량Solvent Soluble Content (%) = 100-Solvent Insoluble Content
2) 열처리 후 연료탄의 용매 가용분 함량 측정2) Determination of Solvent Soluble Content in Fuel Coal after Heat Treatment
100 메쉬(150㎛) 이하로 미분쇄된 원료탄 약 2 그램 이상을 소형 도가니에 넣고 3 내지 10℃/분의 승온 속도로 400 내지 500℃의 온도 영역까지 승온한 후, 이 온도에서 30분 미만 동안 체류시킴으로서 열처리하고 열처리물을 다시 100 메쉬(150㎛) 이하로 미분쇄하여 용매 추출 시료를 제조한다.About 2 grams or more of raw coal pulverized to 100 mesh (150 μm) or less is placed in a small crucible, and the temperature is raised to a temperature range of 400 to 500 ° C. at a temperature rising rate of 3 to 10 ° C./minute, and at this temperature for less than 30 minutes. The sample was subjected to heat treatment by staying and finely pulverized the heat treated product to 100 mesh (150 μm) or less to prepare a solvent extract sample.
열처리시에 승온 속도를 3 내지 10℃/분으로 하는 이유는 코크스 오븐에서 건류되는 과정에 있어 평균 승온 속도가 약 3℃/분 정도이며, 10℃/분을 초과하도록 급속 가열시에는 코크스 제조 조건과 상이한 결과가 도출될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다. The reason for the temperature increase rate at the time of heat treatment is 3 to 10 ° C./minute is that the average temperature increase rate is about 3 ° C./minute in the process of drying in the coke oven, and the conditions for producing coke during rapid heating to exceed 10 ° C./minute This is undesirable because different results can be obtained.
상기 방법으로 얻어진 용매 추출 시료를 열처리하기 전과 동일하게 실시하여 용매 가용분 함량을 측정한다.The solvent soluble content is measured in the same manner as before the heat treatment of the solvent extraction sample obtained by the above method.
상기 방법으로 측정된 열처리전 원료탄의 용매 가용분 함량과 열처리후 원료탄의 용매 가용분 함량으로 원료탄의 물성을 판단할 수 있다.The physical properties of the raw coal can be determined by the solvent soluble content of the raw coal before heat treatment and the solvent soluble content of the raw coal after heat treatment measured by the above method.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only one preferred embodiment of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
(실시예 1)(Example 1)
1) 열처리전 원료탄의 피리딘 가용분 함량 측정1) Determination of pyridine soluble content of raw coal before heat treatment
점결성이 강한 각종 원료탄을 100 메쉬(150㎛) 이하로 미분쇄하고, 미분쇄된 원료탄 1g에 대하여, 피리딘 용매 50㎖를 첨가하여 2시간 동안 교반하면서 비점추출하였다. 추출이 끝나면, 1㎛의 기공을 갖는 여과지를 이용하여 감압 여과하고, 여과 잔사는 따뜻한 톨루엔과 아세톤을 이용하여 여과 잔사에 묻어있는 피리딘을 세척하였다. 세척이 완료된 여과 잔사를 감압건조하여 용매를 완전히 건조하고, 평량하고, 하기 수학식 1에 따라 피리딘 불용분 함량을 얻었다. 이 피리딘 불용분 함량 값을 이용하여 하기 수학식 2에 따라 피리딘 가용분 함량을 얻었다.Various coking coal having a strong cohesiveness was pulverized to 100 mesh (150 μm) or less, and 50 g of pyridine solvent was added to 1 g of the pulverized coal briquettes, followed by boiling point extraction with stirring for 2 hours. After extraction, the mixture was filtered under reduced pressure using a filter paper having pores of 1 μm, and the filtered residue was washed with pyridine on the filtered residue using warm toluene and acetone. The washed filtration residue was dried under reduced pressure to completely dry the solvent, and weighed to obtain pyridine insoluble content according to Equation 1 below. Using the pyridine insoluble content value, the pyridine soluble content was obtained according to the following formula (2).
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
용매 가용분 함량(%) = 100-용매 불용분 함량Solvent soluble content (%) = 100-solvent insoluble content
2) 열처리 후 원료탄의 피리딘 가용분 함량 측정2) Determination of pyridine soluble content of raw coal after heat treatment
100메쉬(150㎛) 이하로 미분쇄된 원료탄 2g 이상을 소형 도가니에 넣고 5℃/분의 승온 속도로 440℃의 온도 영역까지 승온한 후, 이 온도에서 10분 동안 체류시킨 후, 열처리하였다. 이 열처리물을 다시 100메쉬(150㎛) 이하로 미분쇄하였다. 얻어진 열처리된 미분쇄 원료탄을 이용하여 상기 열처리전 원료탄의 피리딘 불용분 함량 측정과 동일한 방법으로 열처리후 원료탄의 피리딘 가용분 함량을 측정하였다.2 g or more of pulverized raw coal less than 100 mesh (150 μm) was put in a small crucible, and heated to a temperature range of 440 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C./minute, and held at this temperature for 10 minutes, followed by heat treatment. This heat treatment was further ground to 100 mesh (150 mu m) or less. Using the obtained heat-treated fine pulverized coal, the pyridine soluble content of the raw coal after heat treatment was measured in the same manner as the pyridine insoluble content of the raw coal before heat treatment.
열처리 전·후의 피리딘 가용분 함량을 하기 표 1에 나타내었다.The pyridine soluble content before and after the heat treatment is shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 이들은 휘발분, 기슬러 유동도 및 코크스 강도가 모두 유사하지만, 열처리 전후에 있어 피리딘 가용분의 함량에 상당한 차이를 나타냄으로서, 용융 상태에서의 거동이 상이할 것으로 추정할 수 있다.As shown in Table 1, they all have similar volatile matters, gastler flow rates, and coke strengths, but show significant differences in the content of pyridine solubles before and after heat treatment, so that the behavior in the molten state may be different. Can be.
또한, 이들 석탄을 440℃에서 열처리한 후에도 6% 이상의 피리딘 가용분이 추출되는 것으로부터 열처리에 동반되는 열분해 반응으로 저분자 화합물이 새롭게 생성되고 있으며, 이들이 석탄의 용융 상태 유지에 기여할 것으로 예상할 수 있다.In addition, even after heat treatment of these coals at 440 ° C, pyrodine solubles of 6% or more are extracted, and thus, low-molecular weight compounds are newly generated by the pyrolysis reaction accompanying the heat treatment, and these may be expected to contribute to maintaining the molten state of coal.
(실시예 2)(Example 2)
원료탄을 유동성이 우수한 것을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 열처리 전·후의 원료탄의 피리딘 가용분 함량을 하기 표 2에 나타내었다.The raw coal was carried out in the same manner as in Example 1, except that the excellent fluidity was used. The pyridine soluble content of the raw coal before and after the heat treatment is shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타낸 것과 같이, 고유동도 계열의 석탄에 있어서도 실시예 1의 강점계 석탄과 유사하게 440℃에서 열처리한 후에 피리딘 가용분이 상당량 함유되는 특징이 있음을 알 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that the pyrodine soluble component contains a considerable amount of pyrodine soluble component after heat treatment at 440 ° C., similarly to the high-viscosity coal of Example 1, even in the high flow type coal.
(실시예 3)(Example 3)
원료탄으로 점결성이 약한 일반탄을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 열처리 전·후의 원료탄 피리딘 가용분 함량을 하기 표 3에 나타내었다.It carried out similarly to Example 1 except having used the coking coal having weak coking property as a raw coal. The raw coal pyridine soluble content before and after the heat treatment is shown in Table 3 below.
상기 표 2에 나타낸 것과 같이, 일반탄들은 휘발분이 높고 기슬러 유동도가 낮은 탄들로서 열처리 전의 경우, 피리딘에 어느 정도 가용되는 거동을 나타내고 있으나, 열처리 후에는 거의 용해 성분이 없는 특징을 나타내고 있다. 일반탄의 경우에는 대체적으로 440℃ 열처리후에는 피리딘 가용분 함량이 거의 1% 미만의 낮은 값을 나타내는 특징을 보임을 알 수 있다. I탄의 경우 열처리한 후에 피리딘 가용분이 1.4%를 나타내고 있음으로서 다른 일반탄보다는 용융 상태에 기여하는 성질이 다른 일반탄보다는 양호할 것으로 예상된다.As shown in Table 2, the ordinary coals have high volatilization and low Gessler fluidity, and exhibit a behavior that is soluble in pyridine to some extent before heat treatment, but hardly dissolved after heat treatment. In the case of ordinary coal, it can be seen that after heat treatment at 440 ° C, the pyridine soluble content generally shows a low value of less than about 1%. In the case of coal I, the pyridine soluble content shows 1.4% after heat treatment, so that the property of contributing to the molten state is better than that of other coals.
이와 같이, 일반탄의 경우, 상온에서는 10% 이상 피리딘에 용해되는 저분자 물질이 함유되어 있으나, 이들은 열처리 중에 전부 휘발되어 용융 상태를 유지하는 반응게외로 쉽게 방출되는 것으로 해석할 수 있다. 또한, 이들은 고온의 용융 상태 유지에 기여하는 성분의 발생량도 거의 없는 특징을 나타내기 때문에, 고강도 코크스 제조에 필요한 석탄의 용융성이 나쁜 것으로 판단할 수 있다.As such, in the case of ordinary coal, although the low molecular weight substance is dissolved in pyridine 10% or more at room temperature, it can be interpreted that they are easily released outside the reaction to volatilize and maintain a molten state during the heat treatment. In addition, since they exhibit a feature that little generation amount of components contributing to maintaining a high-temperature molten state can be judged to be poor in meltability of coal required for high-strength coke production.
이상과 같이 실시예에서 나타난 결과를 요약하여 도 1에 나타내었다. 도 1에서 보는 바와 같이, 강점계(실시예 1) 및 고유동도 원료탄(실시예 2)을 비롯하여 각종 원료탄을 440℃ 열처리한 후에 피리딘에 용해되는 성분(피리딘 가용분)을 비교한 결과 고강도 코크스 제조에 기여하는(강도 지수가 3.0 이상으로 높은) 원료탄의 경우에는 피리딘 가용분이 최소 3% 이상을 나타내고 있는 반면, 고강도 코크스 제조에 부적합한 일반탄의 경우에는 440℃ 열처리물이 피리딘에 용해되는 함량이 2% 미만의 소량을 나타내는 것을 알 수 있는 것으로부터, 본 방법에 의하여 코크스 제조용 원료탄의 물성 평가가 가능함을 알 수 있다.The results shown in the examples as described above are summarized in FIG. 1. As shown in FIG. 1, a high-strength coke was prepared as a result of comparing the components (pyridine solubles) dissolved in pyridine after heat treatment at 440 ° C. of various raw coals including a strength meter (Example 1) and high flow crude coal (Example 2). In the case of raw coal which contributes to (high strength index of 3.0 or more), pyridine soluble content shows at least 3% or more, while in the case of ordinary coal, which is not suitable for the manufacture of high strength coke, the content of 440 ° C. It can be seen that the physical properties of the raw coal for coke production can be evaluated by this method from the fact that a small amount of less than% is indicated.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 종래 사용되던 원료탄의 유동성 평가법과는 보완 또는 별개의 판정 방법으로 사용할 수 있으며, 특히, 유동도, 휘발분 등이 유사한 동일 계열의 원료탄이 400∼500℃의 온도 범위에서 용융되는 거동이 상이함을 추정할 수 있는 효과가 있다.As described above, the method of the present invention can be used as a complementary or separate determination method from the fluidity evaluation method of the raw coal used in the past. In particular, the raw coal of the same series having similar flow rates, volatile matters, etc. has a temperature of 400 to 500 ° C. There is an effect that can be estimated that the melting behavior in the range is different.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 코크스 제조용 원료탄의 강도 지수와 피리딘 가용분 함량을 나타낸 그래프.1 is a graph showing the strength index and pyridine soluble content of coking coal produced according to an embodiment of the present invention.
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