KR100668791B1 - A method for manufacturing cokes briquette using cokes powder and cokes briquette made by the same - Google Patents

A method for manufacturing cokes briquette using cokes powder and cokes briquette made by the same Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제철공정에서 불가피하게 발생하는 분코크스를 가공하여 괴상의 코크스 브리케트를 만드는 코크스 브리케트 제조방법에 관한 발명으로,The present invention relates to a method for producing coke briquettes in which coke briquettes are processed by processing powdered coke inevitably generated in a steelmaking process.

분 코크스 80-95중량%; 및 무기계 바인더 및 유기계 바인더 중 1종 또는 2종 이상을 합계 5-20중량% 포함하는 혼합물을 물과 함께 혼합 후 교반하는 제 1 단계; 상기 혼합물을 브리케팅 방법으로 5~50mm의 입경을 가지도록 성형하는 제 2 단계; 그리고, 상기 성형된 코크스 브리케트를 100-300℃의 온도로 건조하는 제 3 단계; 를 포함하는 분 코크스의 브리케트 제조방법에 관한 것이다.Powdered coke 80-95 wt%; And a first step of mixing and mixing a mixture including 5-20 wt% of one or two or more of the inorganic binder and the organic binder with water. A second step of molding the mixture to have a particle diameter of 5 to 50 mm by a briquetting method; And, a third step of drying the molded coke briquette to a temperature of 100-300 ℃; It relates to briquette production method of powdered coke comprising a.

본 발명에 의하면 강도와 필요열량을 모두 만족시키는 코크스 브리케트를 간단한 공정으로 용이하게 제조할 수 있다.According to the present invention, coke briquettes satisfying both strength and required calories can be easily manufactured in a simple process.

분 코크스, 코크스 브리케트, 유기계 바인더, 무기계 바인더, 압축강도Powder coke, coke briquette, organic binder, inorganic binder, compressive strength

Description

분 코크스의 브리케트 제조방법 및 코크스 브리케트{A METHOD FOR MANUFACTURING COKES BRIQUETTE USING COKES POWDER AND COKES BRIQUETTE MADE BY THE SAME}Briquette manufacturing method of powdered coke and coke briquette {A METHOD FOR MANUFACTURING COKES BRIQUETTE USING COKES POWDER AND COKES BRIQUETTE MADE BY THE SAME}

본 발명은 산업현장에서 다량으로 발생되는 분 코크스를 재활용하기 위해 분 코크스를 사용하여 코크스 브리케트를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는. 분 코크스(C); 및 유기계 바인더와 무기계 바인더 중의 어느 하나 또는 둘 모두를 혼합하여, 가압 성형한 후 건조하여 코크스 브리케트를 제조하는 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a method for producing coke briquettes using powdered coke to recycle powdered coke generated in a large amount in the field, more specifically. Powdered coke (C); And an organic binder and any one or both of an inorganic binder are mixed, pressure molded and dried to produce a coke briquette.

일반적으로 철강제조업에서 철광석을 환원하기 위하여 사용되는 고로 또는 이와 유사한 철광석 환원로에서는 환원제로서 코크스를 사용하고 있다. 이러한 코크스는 환원공정에서 산소를 필요로 하기 때문에 산소 및 기타 발생가스의 통기성이 좋은 괴상의 형태를 유지할 것이 요구되고 있다. 그런데, 코크스 제조공정에서는 필연적으로 다량의 분코크스가 발생되고 있으며 이러한 분 코크스는 그 상태대로 환원로에 장입할 경우 통기성을 저하시키기 때문에 사용이 곤란하다. 또한, 전로나 전기로 등과 같은 대체적인 장치에 장입할 경우에도 용탕으로 코크스가 낙하 하지 못하고, 가스압에 의해 밖으로 유실되어 분말 상태로는 사용이 불가하다. 이러한 문제로 인하여 분 코크스를 활용하지 못할 경우 막대한 원료손실과 분 코크스로 인한 환경문제가 발생할 수 있다. Generally, coke is used as a reducing agent in blast furnaces or similar iron ore reduction furnaces used to reduce iron ore in the steel manufacturing industry. Since the coke requires oxygen in the reduction process, it is required to maintain a highly breathable mass of oxygen and other generated gases. By the way, coke production process inevitably produces | generates a large amount of coke, and when it loads into a reduction furnace as it is, it is difficult to use because it reduces air permeability. In addition, even when charged into an alternative device such as a converter or an electric furnace, coke does not fall into the molten metal and is lost due to gas pressure, and thus cannot be used in a powder state. Due to these problems, the failure to utilize powdered coke can cause enormous raw material loss and environmental problems due to powdered coke.

따라서, 분코크스를 괴상의 형태로 가공하여 고로 등에 장입하여 환원제로서 활용하거나 전로나 전기로와 같은 다른 로에서 사용하는 가장 바람직한 사용방법이나, 분 코크스는 서로간의 결합성이 좋지 않아 분코크스를 괴상의 형태로 가공하기 위한 적합한 기술의 개발이 절실한 과제로 남아 있었다.Therefore, the most preferred method of processing the powdered coke in the form of a block and inserting it into a blast furnace, etc. to use it as a reducing agent or in other furnaces such as a converter or an electric furnace, but the powdered coke does not have good binding properties, so The development of suitable technologies for processing into shapes has been an urgent task.

상기 과제를 해결하기 위해, 대한민국 등록특허공보 10-0276022호에서는 분코크스간의 결합을 용이하게 하기 위해, 코크스 분말과, 제지분말, 공업용전분, 파사와 같은 유기계 바인더를 혼합하여 가열한 후 가압성형하는 방법으로 괴상의 코크스를 제조하는 방법이 개시되어 있다.In order to solve the above problems, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0276022 in order to facilitate the bonding between the powder coke, by pressing and molding after mixing and heating the coke powder, organic binders such as paper powder, industrial starch, fasa A method of producing bulky coke by the method is disclosed.

그러나, 이러한 방법을 통하여 제조되는 괴상 코크스는 유기계 바인더에 의하여 초기강도는 어느 정도 확보될 수 있으나, 최종 양생공정후 강도가 부족하여 장입호퍼 등에 낙하시킬 경우 다시 분쇄되어 원료로 사용하기 어려운 단점이 있었다.However, the bulk coke produced through this method can be secured to the initial strength to some extent by the organic binder, but the strength is insufficient after the final curing process has a disadvantage that it is difficult to use as a raw material is crushed again when dropped to the charging hopper. .

또한, 대한민국 특허 등록공보 10-0298685호에서는 괴 코크스의 강도를 확보하기 위하여 49~62%의 분코크스, 18~36%의 제강 더스트, 15~25%의 폐기물 바인더를 혼합하여 괴코크스를 만드는 방법을 제공하고 있다. 이러한 경우 고강도의 코크스를 얻을 수 있었다. In addition, Korean Patent Registration Publication No. 10-0298685 discloses a method of making Gok coke by mixing 49-62% of powdered coke, 18-36% of steelmaking dust, and 15-25% of waste binder in order to secure the strength of ingot coke. To provide. In this case, high strength coke could be obtained.

그러나, 상기 방법의 문제는 성형강도 향상을 위해 많은 점결성 부원료를 첨 가하여 제조하므로 코크스의 함유량이 상대적으로 매우 낮아 열량을 저하시키고 제조원가가 상승된다는 문제가 있었다. However, the problem of the method is that by adding a large number of caking additives to improve the molding strength, there is a problem that the content of coke is relatively very low to lower the calories and increase the manufacturing cost.

따라서, 본발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 극복하고 열량이 높은 괴상의 고강도 코크스를 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to overcome the problems of the prior art as described above and to provide a method capable of easily producing a bulky high strength coke.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 구성은 분 코크스 80-95중량%; 및 무기계 바인더 및 유기계 바인더 중 1종 또는 2종 이상을 합계 5-20중량% 포함하는 혼합물을 물과 함께 혼합 후 교반하는 제 1 단계; 상기 혼합물을 브리케팅 방법으로 5~50mm의 입경을 가지도록 성형하는 제 2 단계; 상기 성형된 코크스 브리케트를 100-300℃의 온도로 건조하는 제 3 단계를 포함하는 분 코크스의 브리케트 제조방법에 관한 것이다.The first configuration of the present invention for achieving the above object of the present invention is 80-95% by weight of coke; And a first step of mixing and mixing a mixture including 5-20 wt% of one or two or more of the inorganic binder and the organic binder with water. A second step of molding the mixture to have a particle diameter of 5 to 50 mm by a briquetting method; It relates to a briquette production method of the powdered coke briquettes comprising a third step of drying the molded coke briquette to a temperature of 100-300 ℃.

이 경우, 상기 무기계 바인더 및 유기계 바인더는 각각 5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다.In this case, the inorganic binder and the organic binder are preferably contained at least 5% by weight.

이때, 상기 유기계 바인더는 전분인 것이 바람직하다.At this time, the organic binder is preferably starch.

더하여, 상기 유기계 바인더는 과립상의 전분인 것이 바람직하다.In addition, the organic binder is preferably granular starch.

또한, 상기 무기계 바인더는 50중량%이상 알루미나(Al2O3)와 50중량% 이하의 칼슘옥사이드(CaO)와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 것이 바람직하다.In addition, the inorganic binder is preferably made of 50 wt% or more of alumina (Al 2 O 3 ), 50 wt% or less of calcium oxide (CaO) and other unavoidable impurities.

이하, 상기 본 발명의 구성을 보다 상세하기로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail.

분 코크스는 전술한 바와 같이 점결성 원료가 모두 휘발된 상태로 존재하는 원료로서 단독으로는 괴상으로 가공되지 못한다. 따라서, 다른 점결성이 있는 원료와 혼합되어야 하는데 이를 위하여 무기계 바인더와 유기계 바인더가 사용된다. As described above, the powdered coke is a raw material in which all of the caking additives are volatilized and cannot be processed into a bulk alone. Therefore, it has to be mixed with other caking raw materials, for which an inorganic binder and an organic binder are used.

이때, 상기 코크스의 함량은 80~95중량%가 적당하다. 그 이유는 코크스가 95중량%이상 함유될 경우 점결성 부원료의 함량이 줄어들어 브리케팅후 코크스의 강도가 충분하지 않으며, 80중량%이하가 될 경우에는 충분한 열량을 공급하기 어렵기 때문이다.At this time, the content of the coke is suitable 80 ~ 95% by weight. The reason is that when coke is contained in an amount of more than 95% by weight, the content of caking additives is reduced, so the strength of coke after briquetting is not sufficient, and when it is less than 80% by weight, it is difficult to supply sufficient calories.

또한, 상기 무기계 바인더와 유기계 바인더는 코크스의 결합력을 증대시키기 위하여 투입되는 점결성 부원료로서 각각 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 이중 유기계 바인더는 코크스의 결합을 용이하게 하여 초기강도를 확보하기 위한 것으로서, 전분과 같은 것이 유리하다. 그리고, 상기 전분은 코크스의 통기성을 고려하여 과립상(granule)으로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, 무기계 바인더는 코크스에 결합력을 제공하고 괴코크스의 양생후 강도를 높이기 위한 것으로서 주로 알루미나가 50중량% 이상, CaO가 50중량%이하 포함되고 잔부는 불가피한 불순물의 혼합물 또는 고용체인 것이 바람직하다. In addition, the inorganic binder and the organic binder may be used alone or mixed as a caking additive material added to increase cohesion of coke. The double organic binder is for securing the initial strength by facilitating the coke bonding, it is advantageous such as starch. In addition, the starch is preferably added in granules (granule) in consideration of the breathability of the coke. In addition, the inorganic binder is used to provide cohesion to coke and to increase the strength after curing of the coke, mainly containing alumina of 50% by weight or more, CaO of 50% by weight or less, and the balance is preferably an inevitable mixture or solid solution.

상기와 같은 유기계 바인더와 무기계 바인더는 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있으며 그 점결성과 코크스의 열량확보를 위하여 5~20중량% 첨가하는 것이 바람직하다.The organic binder and the inorganic binder as described above may be used alone or in combination, and it is preferable to add 5 to 20% by weight in order to secure the cohesiveness and calorie of the coke.

그러나, 보다 고강도를 확보하기 위해서는 유기계 바인더와 무기계 바인더 단독으로만 사용할 경우보다는 각각 유기계 바인더와 무기계 바인더가 5중량% 이상 혼합되어 사용되는 것이 보다 바람직하다. 이는 상기에서 설명하였듯이 유기계 바인더와 무기계 바인더가 강도의 증가에 작용하는 역할이 조금씩 다르기 때문에 서로 보완하는 관계가 필요하기 때문이다.However, in order to secure a higher strength, it is more preferable that 5% by weight or more of the organic binder and the inorganic binder are mixed and used rather than the organic binder and the inorganic binder alone. This is because, as described above, the organic binder and the inorganic binder have a slightly different role in increasing the strength, and thus a complementary relationship is required.

상기의 분 코크스, 유기계 바인더, 무기계 바인더는 서로 혼합되어 물과 함께 혼합될 필요가 있는데, 수분에 의한 유기계 바인더 및 무기계 바인더의 바인더 역할을 촉진시키기 위함이다.The powdered coke, the organic binder, and the inorganic binder need to be mixed with each other and mixed with water, in order to promote the role of the binder of the organic binder and the inorganic binder by water.

이후, 상기의 물과 분 코크스, 유기계 바인더, 무기계 바인더의 혼합물은 초기 강도를 가지기 위하여 가압성형되어 브리케트 형상을 가질 필요가 있다. 상기 초기 강도가 확보되지 않으면, 이후 양생과정에서 다시 분쇄되어 버릴 염려가 있기 때문이다.Thereafter, the mixture of water, powder coke, an organic binder, and an inorganic binder needs to be press-molded to have a briquette shape in order to have initial strength. If the initial strength is not secured, it may be crushed again in the subsequent curing process.

또한, 상기 브리케트 형상의 괴상 코크스 만으로는 강도가 충분하지 않기 때문에 양생을 통하여 강도를 더욱 향상시킬 필요가 있다.In addition, since the strength is not sufficient only by the briquette-shaped coke, it is necessary to further improve the strength through curing.

양생시키는 온도는 100 ~ 300℃가 바람직한데, 100℃ 미만일 경우에는 양생효과가 충분하지 않고, 300℃를 초과할 경우에는 고열로 인한 브리케트의 균열, 코크스의 반응 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.Curing temperature is preferably 100 ~ 300 ℃, if less than 100 ℃ curing effect is not enough, if it exceeds 300 ℃ may cause problems such as briquette cracking, coke reaction due to high heat to be.

양생시간은 양생온도에 따라 달라지지만, 결합수를 포함한 수분이 완전히 제거될 때까지 양생시키면 된다.The curing time depends on the curing temperature, but curing may be performed until the water including the bound water is completely removed.

이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 설명한다.Hereinafter, the effect of the present invention through the preferred embodiment.

본 발명에 따라 괴상 코크스를 브리케트화하고 양생한 후의 압축강도를 측정 한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 표에서 압축강도 40kgf/cm2 이상은 매우 우수, 30 내지 40kgf/cm2의 범위는 우수, 30kgf/cm2 이하는 불량으로 나타내었다.Table 1 shows the results of measuring the compressive strength after briquetting and curing the bulk coke according to the present invention. In the table, the compressive strength of 40kgf / cm 2 or more is very good, the range of 30 to 40kgf / cm 2 is excellent, 30kgf / cm 2 or less is shown as poor.

구분division 배합비(중량 %)Compounding ratio (% by weight) 강도측정결과Strength measurement result 분 코크스Min coke 무기계 바인더Inorganic binder 유기계 바인더Organic binder 실시예 1Example 1 9595 55 -- 우수Great 실시예 2Example 2 9595 33 22 우수Great 실시예 3Example 3 9595 22 33 우수Great 실시예 4Example 4 9595 -- 55 우수Great 실시예 5Example 5 9090 1010 -- 매우 우수Very good 실시예 6Example 6 9090 55 55 매우 우수Very good 실시예 7Example 7 9090 -- 1010 매우 우수Very good 실시예 8Example 8 8080 2020 -- 매우 우수Very good 실시예 9Example 9 8080 1515 55 매우 우수Very good 실시예 10Example 10 8080 1010 1010 매우 우수Very good 실시예 11Example 11 8080 55 1515 매우 우수Very good 실시예 12Example 12 8080 -- 2020 매우 우수Very good 비교예 1Comparative Example 1 100100 -- -- 불량Bad 비교예 2Comparative Example 2 7070 1515 1515 매우 우수Very good

상기 실험에서 사용된 무기계 바인더에 함유된 알루미나는 그 함량이 55중량% 이었으며, 칼슘옥사이드는 44중량% 이고, 나머지는 Mg, Mn, Si 등의 산화물로 이루어진 불순물이었다. 또한, 유기계 바인더는 과립상의 전분을 사용하였다.The alumina contained in the inorganic binder used in the experiment was 55% by weight, calcium oxide was 44% by weight, the remainder was an impurity consisting of oxides such as Mg, Mn, Si. As the organic binder, granular starch was used.

상기 표에서 볼 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 12와 비교예 2의 경우는 모두 점결성 부원료가 합계 5중량% 이상 포함된 것으로 우수한 압축강도를 나타내었으나, 비교예 1의 경우는 점결성 부원료가 거의 첨가되지 않았기 때문에 입자 응집 자체가 어려웠고, 압축강도를 측정할 수 없을 정도로 쉽게 파쇄되어 괴상 코크스로 사용하기 불가능하였다.As can be seen from the above table, in Examples 1 to 12 and Comparative Example 2, both of the caking additives contained a total of 5% by weight or more, and showed excellent compressive strength, but in the case of Comparative Example 1, the caking additives were almost Since it was not added, the particle agglomeration itself was difficult, and the compressive strength was easily broken so that it could not be used as a bulk coke.

비교예 2의 경우는 압축강도는 매우 우수하나 코크스 함량이 너무 낮아 열량확보에 문제가 있었으므로, 사용불가로 분류하였다.In the case of Comparative Example 2, the compressive strength was very good, but the coke content was so low that there was a problem in securing calories.

또한, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우는 점결성 부원료가 각각 5중량% 이하로 첨가되는 경우인데, 사용에 무리는 없는 정도였으나 실시예 5 내지 실시예 12의 경우보다는 취약한 압축강도를 나타내고 있었다.In addition, in the case of Examples 1 to 4, the caking additives were added at 5% by weight or less, respectively, but there was no problem in use, but they showed a weaker compressive strength than those of Examples 5 to 12.

상기의 실시예로 판단할 수 있듯이, 본 발명에 의한 코크스와 부원료의 배합비율 및 제조공정에 의하여 우수한 압축강도와 열량을 가진 괴상 코크스를 용이하게 제조할 수 있다는 것을 알 수 있다.As can be judged by the above embodiment, it can be seen that the bulk coke having excellent compressive strength and calories can be easily produced by the mixing ratio of the coke and the subsidiary materials according to the present invention and the manufacturing process.

다만, 본 실시예는 본 발명의 효과나 실시방법을 예시한 것으로서 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주내에 속하는 것이라면 모두 본 발명의 범위내에 속하는 것이다. However, the present embodiments are not intended to limit the present invention as illustrating the effects or the method of the present invention, and all of them fall within the scope of the present invention as long as they fall within the scope of the technical idea of the present invention.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 방법은 산업현장에서 발생하는 분 코크스를 재활용하여 원가절감을 달성하고, 고강도 및 고열량을 나타내는 코크스 브리케트를 제조할 수 있고, 공정이 단순하여 대량생산 체계를 달성할 수 있는 유용한 발명인 것이다.As described above, the method of the present invention can reduce the cost by recycling the coke generated in the industrial field, and can produce coke briquettes showing high strength and high calorific value, and the process is simple to achieve a mass production system. It is a useful invention that can be.

또한, 상기 방법으로 제조된 코크스 브리케트는 산업현장에서 발생하는 분 코크스를 사용하여 제조되므로 환경오염을 최소화하며 자원을 재활용한 장점이 있다. 이 뿐만 아니라 그 성상이 브리케트(Briquette)이기 때문에 그 보관이나 활용이 용이한 장점이 있다.In addition, the coke briquette manufactured by the above method is manufactured by using the minute coke generated in the industrial field has the advantage of minimizing environmental pollution and recycling resources. Not only that, because the property is Briquette, there is an advantage of easy storage or utilization.

Claims (6)

분 코크스를 괴상의 코크스로 가공하기 위한 분 코크스의 브리케트 제조방법으로서,As a briquette manufacturing method of powdered coke for processing powdered coke into bulky coke, 분 코크스 80-95중량%; 그리고 50중량%이상 알루미나와 50중량% 이하의 칼슘옥사이드(CaO)와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 무기계 바인더 및 전분으로 이루어진 유기계 바인더 중 1종 또는 2종 이상을 합계 5-20중량% 포함하는 혼합물을 물과 함께 혼합 후 교반하는 제 1 단계;Powdered coke 80-95 wt%; And a mixture containing 5-20% by weight of one or two or more of an inorganic binder consisting of at least 50% by weight of alumina, up to 50% by weight of calcium oxide (CaO) and other unavoidable impurities, and an organic binder consisting of starch. Mixing with the first step of stirring; 상기 혼합물을 브리케팅 방법으로 5~50mm의 입경을 가지도록 성형하는 제 2 단계; 그리고,A second step of molding the mixture to have a particle diameter of 5 to 50 mm by a briquetting method; And, 상기 성형된 코크스 브리케트를 100-300℃의 온도로 건조하는 제 3 단계;A third step of drying the molded coke briquette at a temperature of 100-300 ° C .; 를 포함하는 분 코크스의 브리케트 제조방법.Briquette production method of powdered coke comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 1 단계의 혼합물에 상기 무기계 바인더 및 유기계 바인더가 각각 5중량% 이상, 합계로 20중량% 이하 포함되고 분코크스가 80~90중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 분 코크스의 브리케트 제조방법.The powdered coke of claim 1, wherein the inorganic binder and the organic binder are each contained in an amount of 5 wt% or more and 20 wt% or less in total and 80 to 90 wt% of the powdered coke. Briquette manufacturing method. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 유기계 바인더는 과립상의 전분인 것을 특징으로 하는 분 코크스의 브리케트 제조방법.The briquette production method of powdered coke according to claim 1, wherein the organic binder is granular starch. 삭제delete 삭제delete
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