KR100928977B1 - Method for Analyzing Coking Characteristics of Coal by Non-Coking Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코크스 제조 원료인 석탄을 고온 건류법에 의해 코크화 했을 때의 코크스 특성 중 하나인 냉간강도(DI 150), 반응률(CRR), 열간강도(CSR)를 측정하는 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법에 관한 것이다.The present invention is a non-drying coal method for measuring cold strength (DI 150), reaction rate (CRR), hot strength (CSR) which is one of the characteristics of coke when coking coal, a raw material for producing coke, by coking by high temperature dry distillation method. It relates to a method of analyzing the coking property of.

이를 위해서, 본 발명은 석탄시료의 적외선 파장측정범위를 450 ~ 4000cm-¹의 수치로 한정하고, 이 범위의 화학적구조를 측정하는 단계와, 석탄시료 측정용 샘플컵을 컵홀의 기울기가 8~12°를 이루도록 퓨리에 변환 적외선분광장치에 장착하여 재현성이 우수하고 가장 편차가 적은 스펙트럼을 얻기위한 단계와, 상기 석탄시료의 적외선 파장측정범위 450 ~ 4000cm-¹영역에서 재현성 있게 측정된 스펙트럼 정보를 이용하여 석탄시료의 코크스 특성분석을 하도록 검량모델을 측정하는 단계로 이루어져서 코크스의 특성인 냉간강도와 반응률 및 열간강도를 분석하는 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법을 제공한다.To this end, the present invention is limited to the infrared wavelength measurement range of the coal sample to a value of 450 ~ 4000cm-¹, the step of measuring the chemical structure of this range, and the sample cup for measuring the coal sample in the cup hole slope of 8-12 Mounted on a Fourier transform infrared spectrometer to achieve °, to obtain the highest reproducibility and the least deviation spectrum, and using spectral information reproducibly measured in the infrared wavelength measurement range 450 ~ 4000cm-¹ region of the coal sample It is a step of measuring the calibration model to analyze the coke characteristics of coal samples, and provides a method of analyzing the coking characteristics of coal by the non-drying method that analyzes the coke characteristics cold strength, reaction rate and hot strength.

이러한 본 발명은 석탄을 건류하지 않고서도 간편한 방법으로 코크스화 특성을 예측 할 수 있는 효과를 얻고, 또한 코크스의 냉간강도, 반응률, 열간강도 측정에 필요한 석탄 건류설비와 물리측정장치를 완전히 제거하는 상당한 효과가 있다.The present invention obtains the effect of predicting the coking characteristics in a simple way without distilling coal, and also considerably removes the coal distillation facilities and physical measuring devices necessary for measuring the cold strength, reaction rate and hot strength of the coke. It works.

코크스, 비건류방식, 전기로, 적외선 분광기, 샘플컵, 석탄시료, 스펙트럼Coke, Non-CO2, Electric Furnace, Infrared Spectrometer, Sample Cup, Coal Sample, Spectrum

Description

비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법{METHOD WITH MEANS FOR ANALYZING COKE PROPERTY OF COAL WITH NON-CARBONIZATION}METHODS WITH MEANS FOR ANALYZING COKE PROPERTY OF COAL WITH NON-CARBONIZATION}

도 1은 종래의 코크스 특성 분석을 위한 석탄의 건류와 시험 과정을 도시한 개념도;1 is a conceptual diagram showing the drying and testing process of coal for the conventional coke characteristics analysis;

도 2는 본 발명에 따른 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법에 이용된 적외선 분광 장치의 사시도;2 is a perspective view of an infrared spectroscopy apparatus used in a method for analyzing coking characteristics of coal by a non-drying method according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법에 이용된 적외선 분광 장치에 설치되는 샘플 컵의 사시도;3 is a perspective view of a sample cup installed in an infrared spectrometer used in a method for analyzing coking characteristics of coal by a non-drying method according to the present invention;

도 4는 본 발명의 검량모델 개발에 사용된 석탄 적외선 스펙트럼과 파장범위를 도시한 그래프도;4 is a graph showing the coal infrared spectrum and wavelength range used in the calibration model development of the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법을 통해 얻은 석탄의 코크스 특성 분석용 다변수 검량모델을 도시한 그래프도이다.5 is a graph illustrating a multivariate calibration model for the coke characterization of coal obtained through the coking characteristics analysis method of coal by the non-drying method according to the present invention.

본 발명은 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 코크스 제조 원료인 석탄을 고온 건류법에 의해 코크화 했 을때의 코크스 특성 중 하나인 냉간강도(DI 150), 반응률(CRR), 열간강도(CSR)를 측정하는 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for analyzing the coking characteristics of coal by a non-drying method, and more particularly cold strength (DI 150), which is one of the characteristics of coke when coking coal, a raw material for producing coke, by high-temperature drying method. ), A method of analyzing coking characteristics of coal by a non-drying method of measuring the reaction rate (CRR) and the hot strength (CSR).

제철용 코크스는 고로 내 에서 통기성 유지 및 열원 공급의 목적이 있기 때문에 일정수준 이상의 크기와 단단한 강도를 요구해서 코크스 제조에 사용되는 석탄의 코크스 특성 분석값은 배합 기술에서 가장 중요한 기초 자료가 된다. Since steel coke has the purpose of maintaining breathability and supplying heat sources in blast furnaces, the coke characterization value of coal used in coke production is the most important basic data in the blending technology.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에서는 코크스의 특성을 알기 위해 JIS M 88규정의 관소시험법에 따른 시험용 코크스를 생산한 후에 코크스의 냉간강도,반응률, 열간강도등의 물리시험을 함으로써 코크스 품질을 파악하는 방법을 사용하였다.As shown in Fig. 1, in the prior art, after producing a test coke according to the tubular test method of the JIS M 88 standard to know the characteristics of the coke, the coke quality by performing physical tests such as cold strength, reaction rate, hot strength of the coke The method of grasping was used.

종래 기술의 관소 시험법을 도 1을 참고로 설명하면 석탄시료(1) 약100kg을 채취하여 규정입도(3mm이하)로 파쇄후 18ℓ공페인트 통(2)에 담아서 약1250℃의 코크스 오븐 에서 20시간 정도 건류시키면 괴 코크스(5)를 얻게 된다.Referring to Fig. 1, the conventional pipe test method is to collect about 100 kg of coal sample (1), crush it to a specified particle size (3 mm or less), and put it in an 18 L empty paint container (2) in a coke oven at about 1250 ° C. Drying for about an hour gives lump coke (5).

이렇게 얻은 코크스에 대해서 KS E 3271 에 준한 회전강도 시험 방법으로 코크스를 원통형 드럼(6)에 넣어 150회전 시킨후 부서지지 않고 남아있는 코크스의 무게 비를 냉간강도(DI 150 :Drum Index)지수로 사용한다.The coke thus obtained was subjected to rotational strength test method according to KS E 3271 by rotating the coke into the cylindrical drum (6) for 150 rotations, and then using the weight ratio of the coke remaining without breaking as the cold strength index (DI 150: Drum Index). do.

또한, 코크스를 1100℃의 고온 전기로(7)에 넣어서 CO2 개스와 반응시킨후 산화되어 없어진 코크스 무게 비를 반응률(CRR:Coke Reaction Ratio)로 사용 하였다.In addition, the coke was put into a high-temperature electric furnace (7) of 1100 ° C and reacted with CO2 gas, and the coke weight ratio oxidized was used as the reaction rate (CRR: Coke Reaction Ratio).

상기 반응률 시험후 남은 코크스를 그대로 I형 드럼 테스터(8)에 넣어 600여회전 시킨후 부서지지 않고 남아있는 코크스의 무게비는 열간강도(CSR:Coke Strength after Reaction) 지수로 사용한다.After the reaction rate test, the remaining coke is put into the I-type drum tester 8 as it rotates about 600, and then the weight ratio of the coke remaining without breaking is used as a Coke Strength after Reaction (CSR) index.

그런데, 종래 분석방법에서는 석탄의 코크스의 특성을 알기 위해서 석탄을 건류하는 관소시험을 하여야 하고 물리측정을 할 수 있는 코크스 오븐 이나 대형 시험노를 필요로 하며 건류에 많은 시간을 소요하며 원통형 드럼 및 I형 드럼과 전기로등을 갖추고 있어야 분석이 가능한 문제점이 있었다.However, in the conventional analytical method, in order to know the characteristics of the coke of the coal, the pipe-drying test should be carried out, and a coke oven or a large test furnace for physical measurement is required. There was a problem that can be analyzed only if you have a type drum and an electric furnace.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 석탄의 코크스화 특성인 코크화 후의 냉간강도, 반응률, 열간강도를 알기 위해서 실시하는 석탄의 건류과정과 복잡한 물리 측정 장치를 모두 없애고 석탄의 적외선 흡수 스펙트럼 측정만으로도 석탄이 코크화 되었을 때의 코크스 냉간강도(DI150), 반응률(CRR), 열간강도(CSR) 지수를 동시에 측정 할 수 있는 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention eliminates all of the coal distillation process and complex physical measurement device to determine the cold strength, reaction rate, and hot strength after coking, which is the coking property of coal, and the infrared absorption spectrum of coal. It provides a method for analyzing the coking characteristics of coal by non-drying method that can measure the coke cold strength (DI150), reaction rate (CRR), and hot strength (CSR) index simultaneously when the coal is coked. There is this.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 적외선 파장범위를 450 ~ 4000cm-¹로 하고, 석탄시료가 담긴 샘플컵의 기울기를 8~12°로 하여 석탄시료의 스펙트럼을 측정하는 단계와, 상기 측정된 스펙트럼의 흡수강도가 석탄시료의 농도와 선형적 상관관계를 갖도록 스펙트럼을 변환하는 단계와, 상기 변환된 스펙트럼으로부터 코크스화 특성과의 상관성을 얻기 위해 스펙트럼 정보를 수치화하는 단계와,상기 수치화된 스펙트럼 정보를 통계 처리하여 코크스화 특성 분석을 하는 검량모델을 구현하는 단계로 이루어지는 코크스의 냉간강도, 반응률, 열간강도를 분석하는 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is to measure the spectrum of the coal sample with an infrared wavelength range of 450 ~ 4000cm-¹, the inclination of the sample cup containing the coal sample is 8 ~ 12 °, and the measurement Converting the spectrum such that the absorption intensity of the converted spectrum has a linear correlation with the concentration of the coal sample, and quantifying the spectral information to obtain a correlation with the coking property from the converted spectrum; The present invention provides a method of analyzing the coking characteristics of coal by a non-drying method that analyzes the cold strength, reaction rate, and hot strength of the coke.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 실시예를 통해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail through the embodiment the configuration and operation of the present invention.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 석탄의 적외선 스펙트럼 정보는 코크화 특성과 밀접한 상관성을 나타낸다.As shown in Fig. 2 to 5, the infrared spectral information of coal shows a close correlation with the coking property.

이를 이용하여 석탄의 코크스 특성 분석용 검량모델을 개발 함으로서 석탄의 적외선 스펙트럼 측정만으로 석탄이 코크화 되었을 때의 냉간강도(DI150), 반응률(CRR),열간강도(CSR)를 분석할 수 있는 것이다.By developing a calibration model for analyzing the coke characteristics of coal, it is possible to analyze the cold strength (DI150), reaction rate (CRR) and hot strength (CSR) when coal is coked by measuring infrared spectrum of coal.

본 발명의 단계 중 첫째는 석탄시료의 적외선 파장 측정 범위를 450~4.000 cm-¹로 수치를 한정 하였다.In the first step of the present invention, the infrared wavelength measurement range of the coal sample was limited to 450 ~ 4.000 cm-¹.

석탄의 화학적 구조는 매우 복잡한 것으로 알려져 있고 도 4는 적외선 파장범위 450 ~ 4,000cm-¹영역에서 나타나는 석탄의 스펙트럼 이고, [표1-1]은 파장 영역에 따라 적외선 흡수 띠가 나타나는 작용기의 종류를 조사한 것이다.The chemical structure of coal is known to be very complicated, and FIG. 4 is a spectrum of coal appearing in the infrared wavelength range of 450 to 4,000 cm-¹, and [Table 1-1] shows the types of functional groups in which infrared absorption bands appear depending on the wavelength range. It was investigated.

[표1-1]Table 1-1

파장(cm-¹)Wavelength (cm-¹) 작용기Functional group 600-900600-900 Aromatic CH out-of-plane bendingAromatic CH out-of-plane bending 1200-14001200-1400 CH3,C=O stretching ;OH bendingCH3, C = O stretching; OH bending 1400-16001400-1600 CH2, CH3 bendingCH2, CH3 bending 1500-17001500-1700 Aromatic ring stretchingAromatic ring stretching 1700-19001700-1900 C=O stretchingC = O stretching 2700-30002700-3000 Aliphatic CH stretchingAliphatic CH stretching 2900-31002900-3100 Aromatic CH stretchingAromatic CH stretching 3200-36003200-3600 OH groupsOH groups

그리고, [표1-1]에 나타난 바와 같이 석탄 시료의 적외선 스펙트럼은 파장 범위 600-3,600 cm-¹ 이내에 석탄의 화학적인 성분의 작용기가 모두 존재 하는 것을 알 수 있고, 이러한 조사 결과는 검량모델 작성시 파장 범위를 한정짓는 중요 인자로 작용한다.In addition, as shown in [Table 1-1], the infrared spectrum of the coal sample shows that all the functional groups of the chemical components of coal exist within the wavelength range of 600-3,600 cm-¹. It acts as an important factor in limiting the wavelength range.

본 발명에 필요한 석탄의 적외선 파장 영역을 한정하기 위해 파장영역에 따르는 코크스 강도와의 상관도를 조사하였으며 결과는 [표1-2]와 같다.In order to limit the infrared wavelength region of the coal required for the present invention, the correlation with the coke intensity along the wavelength region was investigated and the results are shown in [Table 1-2].

조사 내용을 보면 석탄의 냉간강도와 열간강도를 검량하기 위해 3가지 파장영역에 대한 검량곡선의 상관도를 조사하고, 그 결과 파장영역 450-2,100 cm-¹ 영역이 2,100-4,000 cm-¹영역에 비해 다소 정량적인 관계가 있는 것으로 나타낸다.According to the survey results, the correlation between calibration curves for three wavelength ranges is examined to calibrate the cold and hot strengths of coal. As a result, the 450-2,100 cm-¹ wavelength range is defined as the 2,100-4,000 cm-¹ range It appears to have a somewhat quantitative relationship.

그러나, 450-4,000 cm-¹의 파장범위를 사용하는 것이 파장영역을 나누어 사용할때보다 유리한 결과를 얻을수 있으나, 단 파장 범위가 넓을수록 검량모델 작성에 많은 시간이 소요되는 단점을 갖는다.However, using a wavelength range of 450-4,000 cm-¹ may yield more advantageous results than using a wavelength range. However, the wider the wavelength range, the more time it takes to prepare a calibration model.

그러나, 상관관계가 높은 파장 범위를 선택 하는것이 향후 석탄의 검량모델 작성에 정밀도를 높일수 있는 방법이 된다.However, selecting a highly correlated wavelength range is a way to increase the accuracy of the future calibration model for coal.

[표1-2]Table 1-2

분석항목 파장영역(cm-¹)                 Analysis wavelength range (cm-¹) 냉간강도Cold strength 열간강도Hot strength 450-2,100450-2,100 0.9650.965 0.9680.968 2,100-4,0002,100-4,000 0.9590.959 0.9520.952 450-4,000450-4,000 0.9840.984 0.9770.977

본 발명의 두번째 단계는 도 3에 도시된 바와 같이, 적외선 분광 장치의 측정 조건과 본 발명의 샘플 컵에 대한 구성 및 작용을 설명한다. The second step of the present invention describes the measurement conditions of the infrared spectrometer and the construction and operation of the sample cup of the present invention, as shown in FIG.                     

FTIR 장치란 퓨리에 변환 적외선 분광기를 말하며 현재까지 주로 유기물의 정성분석용으로 사용되고 있는 범용성 기기이고, 석탄 시료의 정량분석을 위해서는 재현성이 양호한 스펙트럼을 얻을 수 있는 측정 조건을 알아내는 일이 중요하다.The FTIR device is a Fourier transform infrared spectrometer and is a general-purpose device that has been mainly used for qualitative analysis of organic matters. To quantitatively analyze coal samples, it is important to find measurement conditions for obtaining good reproducible spectra.

특히 석탄과 같이 고체 분말시료일 경우 적외선 스펙트럼을 얻어내기 때문에 측정 조건과 샘플컵의 형태에 따라서 스펙트럼의 재현성을 좌우 하는 것으로 나타난다.In particular, in the case of solid powder samples such as coal, infrared spectra are obtained, and thus the reproducibility of the spectra depends on the measurement conditions and the shape of the sample cup.

확산 반사에 의한 석탄의 적외선 스펙트럼은 투광법과는 달리 Beer의 법칙에 따르는 스펙트럼의 흡수강도와 시료의 농도와의 선형적인 상관관계를 얻을 수가 없었다.Infrared spectra of coal by diffuse reflection did not yield a linear correlation between the absorption intensity of the spectra according to Beer's law and the concentration of the sample.

그러나, 난 분포 되어 있는 석탄 분말 시료 입자의 크기가 입사되는 빛의 파장에 비해 크고 시료 층의 두께에 비해 훨씬 작은 조건으로부터 확산 반사가 일어날 경우, 아래 식(1)과 같은 Kubelka-Munk 함수[f(R∞)]를 사용하여 근사적으로 시료의 농도와 반사되어 얻은 스펙트럼과의 선형적인 상관 관계를 구할 수 있었다.However, if diffuse reflection occurs under conditions where the size of the coal powder sample particles that are distributed is larger than the wavelength of incident light and much smaller than the thickness of the sample layer, the Kubelka-Munk function [f] (R∞)] was used to approximate a linear correlation between the sample concentration and the spectra obtained by reflection.

f(R∞)=(1- R∞)²/2 R∞=K/S=(ln10)ac/S ======== 식1)f (R∞) = (1- R∞) ² / 2 R∞ = K / S = (ln10) ac / S ======== Equation 1

여기서 a는 투광 분광법에서 몰 흡광계수, c는 시료의 농도, K 와 S는 각각 확산반사 분광법에서 시료의 흡광계수와 산란계수이고, R∞는 가상적으로 설정된 시료의 무한대 깊이에서 확산 반사율이다.Where a is the molar extinction coefficient in the light transmission spectroscopy, c is the concentration of the sample, K and S are the extinction coefficient and scattering coefficient of the sample in diffusion reflection spectroscopy, respectively, and R∞ is the diffuse reflectance at an infinite depth of the virtually set sample.

또한, 도 3에 도시된 바와 같은 형태로 샘플 컵에 기울기를 주어 입사각을 변화 시키면서 스펙트럼을 측정하고 그 결과 도 4와 같이 시료의 재현성을 확보할수 있게 되었다. In addition, the spectrum is measured while changing the angle of incidence by giving an inclination to the sample cup in the form as shown in FIG. 3, and as a result, reproducibility of the sample can be ensured as shown in FIG. 4.                     

샘플 컵의 기울기에 대한 상세 내용은 [표2-1]과 같다.Details of the slope of the sample cup are shown in [Table 2-1].

샘플 컵의 기울기에 따르는 석탄 적외선 스펙트럼의 재현성 검증을 위해 실시한 시험 방법은 아래 [표2-1]과 같이 각기 다른 5개 조건의 기울기에서 각각 3회 측정된 적외선 스펙트럼의 에너지 값으로 비교한다.The test method for verifying the reproducibility of the coal infrared spectrum according to the slope of the sample cup is compared with the energy value of the infrared spectrum measured three times at the slopes of five different conditions as shown in [Table 2-1] below.

[표2-1]Table 2-1

시험구분Test 기울기(°)Slope (°) 스펙트럼의 에너지 값Energy values in the spectrum 비고Remarks 측정1Measurement 1 측정2Measurement 2 측정3Measurement 3 시험 1Test 1 66 26,08026,080 25,24325,243 28,51228,512 불량Bad 시험 2Test 2 88 25,42025,420 25,48025,480 25,50225,502 양호Good 시험 3Test 3 1010 24,85224,852 24,82624,826 24,86224,862 양호Good 시험 4Test 4 1212 24,50024,500 24,50824,508 24,51624,516 양호Good 시험 5Test 5 1414 21,52021,520 23,21623,216 22,54822,548 불량Bad

[표2-1]의 비교 시험결과 확산 반사방식에 의한 측정은 샘플 컵의 기울기가 시험 2 의 8°에서 시험 4 의 12°범위일때 시료의 측정 에너지 값이 가장 양호한 것으로 나타난다.The comparative test results of Table 2-1 show that the measured energy value of the sample is the best when the inclination of the sample cup is in the range of 8 ° to 12 ° of test 4 in the sample cup.

이러한 결과를 토대로 샘플 컵의 기울기와 시료 주입홀의 크기 및 샘플 컵의 재질에 대하여 다음과 같이 수치를 한정하고, 시료가 들어가는 홀은 도 3의 31a~31e와 같은 5개의 시료 주입홀로 만들고 표면에 일정한 경사각을 주기 위해 도 3의 33,34과 같이 높이를 달리하여 제작한다.Based on these results, the numerical values of the sample cup inclination, the size of the sample injection hole, and the material of the sample cup are defined as follows.The holes into which the sample is inserted are made of five sample injection holes, such as 31a to 31e of FIG. In order to give an inclination angle, the height is produced as shown in 33, 34 of FIG.

본 발명의 샘플 컵에 대한 상세내용은 아래[표2-2]와 같다.Details of the sample cup of the present invention are as follows [Table 2-2].

[표2-2] Table 2-2

구 분division 규 격standard 비 고Remarks 샘플컵 재질 및 크기Sample Cup Material and Size SUS310, L×H(50×6mm)SUS310, L × H (50 × 6mm) 기타Fe재질 사용시는 시료 패킹작업시 표면 마모로 스펙트럼 변형초래Spectrum deformation due to surface wear during sample packing when using other Fe materials 표면의 기울기Slope of the surface 8~12°8 ~ 12 ° 난반사 현상을 최소화 시킴Minimize diffuse reflection 시료주입홀 크기Sample injection hole size 지름6×높이2.2mmDiameter 6 x height 2.2 mm 5개의 홀을 만들어 연속 작업이 가능함5 holes are available for continuous work

본 발명의 세번째 단계는 적외선 파장범위 450 ~ 4,000cm-¹영역에서 재현성 있게 측정된 스펙트럼 정보를 이용하여 석탄시료의 코크스 특성 분석을 가능하게 하는 상관관계가 높은 검량모델을 개발하는 것이다.The third step of the present invention is to develop a highly correlated calibration model that enables coke characterization of coal samples using spectral information reproducibly measured in the infrared wavelength range of 450 to 4,000 cm −1.

[표1]Table 1

Figure 112002039269982-pat00001
Figure 112002039269982-pat00001

[표2][Table 2]

Figure 112002039269982-pat00002
Figure 112002039269982-pat00002

그리고, 농도를 알고 있는 [표1]의 석탄 표준 시료로부터 구한 검량모델을 바탕으로 미지시료의 농도를 예상하는 방법을 사용 한다.And, based on the calibration model obtained from the coal standard sample of [Table 1] knowing the concentration, the method of estimating the concentration of unknown sample is used.

상기 검량모델은 검량에 적용하기 위해 수학적으로 구현된 검량함수를 뜻하며 농도를 구하고자 하는 시료의 검량을 위해서는 필요한 정보를 입력하여 검량함수를 구하는데 사용되는 계수를 얻어야 한다.The calibration model refers to a calibration function mathematically implemented to be applied to calibration, and for calibration of a sample for which concentration is to be obtained, input necessary information to obtain a coefficient used to obtain a calibration function.

이러한 계수를 구하기 위한 방법으로 본 발명에서는 [표1]과 같은 석탄 표준시료를 만들고 각각의 모든 시료에 대해서 건류 시킨후 종래 분석기술에 따르는 코크스의 냉간강도, 반응률, 열간강도 지수를 구한다. As a method for obtaining such coefficients, the present invention prepares a coal standard sample as shown in [Table 1], and carbonizes each sample and calculates the cold strength, reaction rate, and hot strength index of the coke according to the conventional analytical technology.                     

검량모델에 사용한 표준시료의 농도범위는 향후 분석할 미지 시료의 최대, 최소농도를 충분히 포함할 수 있도록 고려하여 휘발분 함량(v%)이 16v%~42v%범위를 가지면서 괴 코크스를 형성하는 석탄 40여 탄종 130개를 일정한 입자 (0.15mm이하)와 농도범위(냉간강도:50.0~95.0)가 되도록 자체적으로 조제하여 표준 SPEC.을 결정 한다.The concentration range of the standard sample used in the calibration model is considered to include the maximum and minimum concentrations of unknown samples to be analyzed in the future, and the volatile content (v%) has a range of 16v% to 42v%, and forms coal coke. The standard SPEC. Is determined by preparing 130 kinds of 40 types of coal to have a constant particle size (0.15mm or less) and concentration range (cold strength: 50.0 ~ 95.0).

석탄 표준시료에 대한 상세 내용은 [표1]과 같다.Details of coal standard samples are shown in [Table 1].

석탄 표준 시료의 적외선 스펙트럼 측정 방법은 도 3의 시료 장입홀(31b, 31c, 31d)에 시료를 스푼으로 가득 넣은 후 살며시 누르면서 시료의 표면을 흠집이 없도록 매끄럽게 정리한 후 도 2의 시료장입공간(22)에 넣은 후 뚜껑을 닫고 샘플 컵의 시료 장입홀인 31b,31c,31d번 순으로 측정을 하면 시료의 적외선 스펙트럼을 얻게되고, 시료 측정 홀을 변경하고자 할 때는 도 2의 샘플 가이드(24)를 밀어 넣으면 된다.Infrared spectrum measurement method of the coal standard sample is filled with a spoon into the sample charging holes (31b, 31c, 31d) of Figure 3 and gently press the sample surface smoothly so as not to scratch the sample loading space (Fig. 22), close the lid and measure in the order of sample loading holes 31b, 31c, 31d of the sample cup to obtain the infrared spectrum of the sample, and to change the sample measuring hole, use the sample guide 24 of FIG. Push it in.

이때 적외선 분광장치에서 석탄시료의 적외선 스펙트럼의 측정조건은 아래[표3-1]와 같이 하였지만 Scan회수 및 Purge 시간은 기준값보다 증가 시켜도 무방 하지만, 단 분석시간의 효율성에서 떨어진다.In the infrared spectrometer, the measurement conditions of the infrared spectrum of the coal sample were as shown in [Table 3-1], but the number of scans and the purge time may be higher than the reference value, but the efficiency of the analysis time is inferior.

[표3-1]측정조전Table 3-1.

구분division 측정조건Measuring conditions 용어정의Definition of terms Scan회수Scan count 128scan128scan 신호대잡음비(S/N비)를 향상시킴Improves signal to noise ratio (S / N ratio) Purge시간Purge Time 4min4min 공기중 수분및 CO2혼입방지Prevention of moisture and CO2 in the air BackgroundBackground Single측정Single measurement 기준스펙트럼으로 공시험 의미Blank test meaning as reference spectrum 시료스펙트럼Sample Spectrum Abs측정Abs measurement 흡수스펙트럼 산출Absorption Spectrum Calculation

이와 같이 측정된 석탄의 적외선 스펙트럼으로부터 코크화 강도와의 상관성을 얻기 위해서 스펙트럼을 수치화 하고, 특히 스펙트럼을 행렬로 만들경우 수학적으로 구현된 선형대수의 원리를 적용할 수 있기 때문에 컴퓨터에서 복잡한 계산 과정을 처리할 수 있다.In order to obtain the correlation with the coking strength from the measured infrared spectrum of coal, it is possible to quantify the spectrum, and in particular, when the spectrum is matrixed, mathematically implemented linear algebraic principles can be applied. Can be processed.

이와 같은 스펙트럼 정보의 수치화 방법으로 PLS(Partial Least Square) 와 PCR(Principal Component Regression)의 두가지 수학적인 계산 방식을 이용하여 농도와의 상관성을 조사한다.As the numerical method of spectral information, correlation with concentration is investigated by using two mathematical calculation methods, Partial Least Square (PLS) and Principal Component Regression (PCR).

그 결과 아래 [표3-2]과 같이 PLS의 계산방식이 PCR에 비해 0.04가량 상관도가 높은 것으로 나타난다.As a result, as shown in [Table 3-2], the calculation method of PLS is about 0.04 higher than that of PCR.

[표3-2]PCR 과 PLS 계산에 의한 상관관계[Table 3-2] Correlation by PCR and PLS Calculation

시험구분Test 자료처리방식Data processing method 냉간강도Cold strength 반응률Reaction rate 열간강도Hot strength 시험1Exam 1 PCRPCR 0.940.94 0.930.93 0.920.92 시험2Exam 2 PLSPls 0.980.98 0.960.96 0.970.97

그 원인으로 추정되는 것은 석탄시료의 농도값이 물리 시험에 의해 측정된 값이어서 농도값에 오차가 내포되어 있기 때문인 것으로 추정된다.The reason for this is presumed that the concentration value of the coal sample is the value measured by the physical test, so that an error is contained in the concentration value.

일반적으로 표준시료의 농도에 오차가 내포되어 있을경우 PLS 계산에서는 스펙트럼 행렬과 마찬가지로 농도 행렬에 대해서도 모두 중복 요소를 제거하는 축약 과정을 수행하기 때문에 이 과정에서 입력된 농도값의 오류를 찾아낼수 있으며 수정을 가할수 있어서 오차가 좀더 줄어들 가능성이 있다.In general, if there is an error in the concentration of the standard sample, the PLS calculation performs an abbreviation process that removes all the overlapping elements for the concentration matrix as well as the spectral matrix. There is a possibility that the error can be further reduced by adding.

그러나, PCR 계산에서는 스펙트럼 행렬에서만 중복요소를 제거하기 때문에 농도 행렬에 입력된 값을 참값으로 가정한 후 연산을 수행하여 오차에 따르는 문제 를 발견하지 못하는 것으로 알려져 있다.However, it is known that the PCR calculation removes duplicate elements only in the spectral matrix, and thus does not find a problem due to an error by assuming that the value input to the concentration matrix is a true value.

[표3-2]의 시험 결과를 통해서 석탄시료의 코크화 강도는 물리측정 장치를 이용한 측정값으로 분석에서 야기되는 오차가 내포되기 때문에 스펙트럼 자료의 처리 방식은 PCR보다는 PLS가 유효한 것으로 나타나고 있다.According to the test results in Table 3-2, the coking strength of coal samples is measured using a physical measuring device, and the error caused by analysis implies that PLS is more effective than PCR.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples.

[실시예1]Example 1

석탄의 코크스 특성 분석용 다변수 검량모델을 구현하기 위해서 [표1]의 42종류 130개 석탄에 대한 적외선 스펙트럼을 측정하고, 측정된 스펙트럼은 도 4와 같고 석탄의 특성에 따라서 스펙트럼의 레벨을 달리하는 것으로 나타나고 있다.In order to implement a multivariate calibration model for the analysis of coal coke, infrared spectra of 42 kinds of 130 coals of [Table 1] were measured, and the measured spectra are shown in FIG. It is shown.

석탄의 적외선 스펙트럼 측정 전에 시료의 전처리 방법으로 시료의 입자 크기가 작고 균일하게 하기 위해서 Disk grind mill을 사용하여 0.15mm 이하로 파쇄 하고, 파쇄된 석탄 시료는 105℃건조기에서 1hr 건조 시킨후 파장 범위 450~4.000 cm-¹영역의 적외선 스펙트럼을 측정한다.In order to make the particle size of the sample small and uniform by the method of pretreatment of the sample before the infrared spectrum measurement of coal, it was crushed to 0.15mm or less using a disk grind mill, and the crushed coal sample was dried for 1hr at 105 ℃ dryer and then wavelength range 450 Measure the infrared spectrum in the ˜4.000 cm − 1 region.

측정된 스펙트럼 정보는 Kubelka-Munk함수식이 적용된 스펙트럼으로 변환하였고 [표2]와 같이 석탄 표준시료 130개에 대해 전 파장영역(450~4.000 cm-¹)의 모든 자료를 수치화 한다.The measured spectral information was converted into the spectrum to which the Kubelka-Munk function was applied, and as shown in [Table 2], all data of all wavelength ranges (450 ~ 4.000 cm-¹) were digitized for 130 coal standard samples.

수치화된 스펙트럼 정보는 PLS 계산 방식에 근거하여 [표2]와 같이 각 석탄 시료의 농도값(DI 150,CRR,CSR)를 입력한 후 컴퓨터를 이용한 통계 처리를 수행 함으로서 상관관계가 우수한 도 5의 코크스 특성 분석용 다변수 검량모델을 얻을 수있다.The quantized spectral information is excellent in correlation by inputting concentration values (DI 150, CRR, CSR) of each coal sample based on the PLS calculation method and performing statistical processing using a computer as shown in [Table 2]. A multivariate calibration model for coke characterization can be obtained.

측정된 다변수 검량모델에 대한 유효도 검사 결과는 아래 [표4-1]과 같다The validity test results for the measured multivariate calibration model are shown in [Table 4-1] below.

[표4-1]Table 4-1

DI150DI150 CRRCRR CSRCSR SEPSEP 1.501.50 2.472.47 2.352.35 rr 0.980.98 0.960.96 0.970.97 factorsfactors 99 77 99

S E P (standard Error of Prediction) :표준시료의 예측오차값SEP (standard Error of Prediction) Forecast error

r:상관계수이며 1에가까울수록 이상적이다r: correlation coefficient, closer to 1 is ideal

factors:검량모델 작성시 적용되는 변수로 5~10범위가 이상적이다.factors: The range of 5 to 10 is ideal when applying the calibration model.

완성된 검량모델의 유효도 검사는 Leave one out cross validation 방법으로 실시 한다.The validity test of the completed calibration model is performed by the Leave One Out Cross Validation method.

이 방법의 절차는 우선 검량 곡선을 얻는데 쓰인 여러 시료의 스펙트럼중 하나를 제거한 후 나머지 스펙트럼만으로 검량선을 얻고 난 다음 제거시킨 스펙트럼을 새로 얻은 검량 곡선에 적용시킨 후 그 검량선에 의한 기대 농도와 실질 농도의 오차를 구하고 이 과정을 여러 시료에 대해 반복하여 평균 오차를 구한 후 평균 오차가 허용 범위 내에 속하는지를 검사하는 방법이다.The procedure of this method first removes one of the spectra of several samples used to obtain the calibration curve, then obtains the calibration curve with the remaining spectra, and then applies the removed spectrum to the newly obtained calibration curve and then calculates the expected and actual concentrations from that calibration curve. Find the error and repeat this process for several samples to find the average error and then check if the average error is within the allowable range.

원칙적으로는 검량에 사용된 모든 시료에 대해 검사를 적용해야 되지만 시료가 많을 경우 지나치게 많은 검사 시간이 소요되므로 일반적으로 몇 개의 시료를 선택하여 부분적으로 검사하고, 오차의 허용 범위는 경우에 따라 크게 다른데 본 발명에서는 검량에 사용한 시료 농도의 허용 오차에 준하여 허용 범위를 결정한다.In principle, the test should be applied to all samples used for calibration, but if there are many samples, it will take too much time to test. In general, several samples are selected for partial inspection. In the present invention, the allowable range is determined based on the allowable error of the sample concentration used for the calibration.

본 발명에서는 허용오차 기준을 종래 분석방법과 동일하게 4% 이내로 하고, 여기서 유효도가 높은 검량 곡선을 얻기 위해서는 무엇보다 적절한 factor수를 선 택하여 상관도가 높은 검량곡선을 얻는 것이 중요하며, 이상적인 factor수는 시료내에 스펙트럼에 영향을 줄 수 있는 화합물의 수와 같아야 한다.In the present invention, the tolerance standard is within 4% as in the conventional analytical method, and in order to obtain a high-efficiency calibration curve, it is important to select a suitable number of factors to obtain a high-correlation calibration curve. The number of factors should be equal to the number of compounds in the sample that can affect the spectrum.

본 발명에서는 factor수를 냉간강도는 f=9,반응률은 f=7,열간강도는 f=9를 사용한다.In the present invention, the cold water strength is f = 9, the reaction rate is f = 7, and the hot strength is f = 9.

검량모델 작성결과 SEP값이 1.50 ~ 2.47% 로 오차 관리기준 4% 이하로 낮게 나타나고, 상관계수 r 값은 0.96 ~ 0.98,사용된 factor 수는 7 ~ 9 로 전반적으로 검량모형의 유효도가 높게 나타난다.As a result of preparing the calibration model, the SEP value is 1.50 ~ 2.47%, which is lower than the error control standard 4%, and the correlation coefficient r value is 0.96 ~ 0.98, and the number of factors used is 7 ~ 9, which shows the effectiveness of the calibration model. .

[실시예2]Example 2

[표4-4]와 같이 코크스 제조에 사용되는 역청탄 27개를 무작위로 샘플링하여 종전 분석법과 본발명에 따르는 적외선 분석법에 의한 시험으로 각각 코크스 냉간강도, 반응률, 열간강도를 구분하여 각 항목별로 비교 분석을 실시한다.As shown in [Table 4-4], 27 samples of bituminous coal used for coke are randomly sampled and tested by the previous analysis method and infrared analysis method according to the present invention, and the coke cold strength, reaction rate, and hot strength are respectively classified and compared by each item. Conduct the analysis.

본 발명의 분석법에 의한 석탄 시료의 측정은 도 3의 샘플컵 번호 31b,31c,31d번 홀에 시료를 담아 표면에 흠집이 없도록 평평하게 마무리 한후에 도 2의 석탄시료(23)를 적외선 분광기의 시료장입공간에 올린후 아래[표4-2]의 측정 조건으로 적외선 스펙트럼을 측정하였다.The measurement of the coal sample by the analytical method of the present invention is to put the sample in the hole No. 31b, 31c, 31d of the sample cup of Fig. 3 after finishing flat to avoid scratches on the surface of the coal sample 23 of Fig. After raising to the charging space, the infrared spectrum was measured under the measurement conditions shown in [Table 4-2].

[표4-2] Table 4-2

구분division 측정조건Measuring conditions Scan회수Scan count 128scan128scan Purge시간Purge time 4min4min BackgroundBackground Single측정Single measurement 시료스펙트럼Sample Spectrum Abs측정Abs measurement

측정된 석탄 미지 시료의 스펙트럼 정보를 실시예 1 에서 개발된 다변수 검량모델에 적용 하였다. 시험결과는 다음 [표4-3]과 같다.Spectral information of unknown coal samples was applied to the multivariate calibration model developed in Example 1. The test results are shown in [Table 4-3].

비교 시험결과 본 발명에 의한 분석 data는 종래 물리 측정 장치를 통한 분석 대비 평균오차가 아래 [표4-3]에 나타난 것처럼 냉간강도는 1.0%, 반응률 2.2%,열간강도 2.6%로 나타나고 있고, 이러한 오차 값은 종전 분석 기술의 관소법에서 물리측정 장치에 의한 시험결과가 동일 석탄에서도 아래[표4-3]과 같이 2.9~5.9% 까지 많은 오차를 내포하게 되는 물리시험의 특성을 갖기 때문에 본 발명의 분석 정밀도는 양호한 결과임을 알 수 있다.As a result of the comparative test, the analysis data according to the present invention shows that the average error compared to the analysis using the conventional physical measuring device is as follows [Table 4-3], the cold strength is 1.0%, the reaction rate 2.2%, the hot strength 2.6%. The error value is the present invention because the test result by the physical measuring device in the correlation method of the conventional analytical technique has the characteristic of the physical test that contains a lot of errors up to 2.9 to 5.9% as shown in the following [Table 4-3]. It can be seen that the analysis precision of is a good result.

[표4-3]Table 4-3

관소법과 적외선 분석법의 오차비교Comparing the Error of the Tube Method and the Infrared Method 시험구분Test 냉간 강도Cold strength 반 응 률Reaction rate 열간 강도Hot strength 관소법Customs law 적외선법Infrared ray 관소법Customs law 적외선법Infrared ray 관소법Customs law 적외선법Infrared ray 평균오차Mean error 2.92.9 1.01.0 4.64.6 2.22.2 5.95.9 2.62.6

[표4-3]의 시험에 관한 상세 내용은 다음 [표4-4]에 나타나 있다.Details of the tests in Table 4-3 are shown in Table 4-4 below.

[표4-4]Table 4-4

관소측정법 과 적외선법의 비교시험Comparison test between inertial measurement method and infrared method 시료구분Sample classification 냉간강도(DI 150)Cold strength (DI 150) 반응률(CRR)Response rate (CRR) 열간강도(CSR)Hot strength (CSR) 관소법Customs law 적외선법Infrared ray 차이Difference 관소법Customs law 적외선법Infrared ray 차이Difference 관소법Customs law 적외선법Infrared ray 차이Difference 시료1Sample 1 86.686.6 85.985.9 0.70.7 20.520.5 21.821.8 1.31.3 70.570.5 67.567.5 3.03.0 시료2Sample 2 78.978.9 80.680.6 1.71.7 24.824.8 28.728.7 3.93.9 59.259.2 56.156.1 3.13.1 시료3Sample 3 84.584.5 86.386.3 1.81.8 21.721.7 21.221.2 0.50.5 69.469.4 71.271.2 1.81.8 시료4Sample 4 82.182.1 79.879.8 2.32.3 25.425.4 28.428.4 3.03.0 57.957.9 54.354.3 3.63.6 시료5Sample 5 84.484.4 84.084.0 0.40.4 30.930.9 27.527.5 3.43.4 60.460.4 63.063.0 2.62.6 시료6Sample 6 87.187.1 88.388.3 1.21.2 21.021.0 17.717.7 3.33.3 71.771.7 75.175.1 3.43.4 시료7Sample 7 84.784.7 85.785.7 1One 16.316.3 19.019.0 2.72.7 74.674.6 72.072.0 2.62.6 시료8Sample 8 78.878.8 78.978.9 0.10.1 34.634.6 35.635.6 1.01.0 57.557.5 53.953.9 3.63.6 시료9Sample 9 83.383.3 85.285.2 1.91.9 29.729.7 26.226.2 3.53.5 58.958.9 62.262.2 3.33.3 시료10Sample 10 88.288.2 87.787.7 0.50.5 21.521.5 21.621.6 0.10.1 75.675.6 74.074.0 1.61.6 시료11Sample 11 86.786.7 85.685.6 1.11.1 21.021.0 21.321.3 0.30.3 65.465.4 68.068.0 2.62.6 시료12Sample 12 84.684.6 84.984.9 0.30.3 26.926.9 28.228.2 1.31.3 62.362.3 59.759.7 2.62.6 시료13Sample 13 78.378.3 77.677.6 0.70.7 35.035.0 38.438.4 3.43.4 53.853.8 50.250.2 3.63.6 시료14Sample 14 81.681.6 80.980.9 0.70.7 24.724.7 27.827.8 3.13.1 58.058.0 56.556.5 1.51.5 시료15Sample 15 84.784.7 82.982.9 1.81.8 26.826.8 25.625.6 1.21.2 64.264.2 60.760.7 3.53.5 시료16Sample 16 84.584.5 85.685.6 1.11.1 30.730.7 28.028.0 2.72.7 59.859.8 61.761.7 1.91.9 시료17Sample 17 87.887.8 87.587.5 0.30.3 19.019.0 20.020.0 1.01.0 72.472.4 69.569.5 2.92.9 시료18Sample 18 85.385.3 84.984.9 0.40.4 23.323.3 25.125.1 1.81.8 70.170.1 66.366.3 3.83.8 시료19Sample 19 86.486.4 86.386.3 0.10.1 20.020.0 21.621.6 1.61.6 71.871.8 69.069.0 2.82.8 시료20Sample 20 70.870.8 69.169.1 1.71.7 51.851.8 50.250.2 1.61.6 31.331.3 28.928.9 2.42.4 시료21Sample 21 84.284.2 85.885.8 1.61.6 27.527.5 25.325.3 2.22.2 66.566.5 69.969.9 3.43.4 시료22Sample 22 85.085.0 86.086.0 1One 27.427.4 26.326.3 1.11.1 57.657.6 59.459.4 1.81.8 시료23Sample 23 84.284.2 85.085.0 0.80.8 31.131.1 28.028.0 3.13.1 60.260.2 62.662.6 2.42.4 시료24Sample 24 86.686.6 86.086.0 0.60.6 35.535.5 32.632.6 2.92.9 49.749.7 50.750.7 1.01.0 시료25Sample 25 85.085.0 85.985.9 0.90.9 23.523.5 20.320.3 3.23.2 63.963.9 61.861.8 2.12.1 시료26Sample 26 87.387.3 85.985.9 1.41.4 18.318.3 21.021.0 2.72.7 72.972.9 74.574.5 1.61.6 시료27Sample 27 86.786.7 85.085.0 1.71.7 33.533.5 30.930.9 2.62.6 59.259.2 57.557.5 1.71.7 평균Average 84.084.0 84.084.0 1.01.0 26.826.8 26.626.6 2.22.2 62.862.8 62.162.1 2.62.6

실시예에 나타난 바와 같이 본 발명에서는 석탄의 적외선 스펙트럼 정보를 개발된 코크스 특성 분석용 다변수 검량모델에 적용하여 간편하게 석탄시료의 코크화 냉간강도(DI150) 및 반응률(CRR) 열간강도(CSR)에 대한 물성을 얻을 수 있게 된다.As shown in the examples, the present invention can be applied to the coke cold strength (DI150) and the reaction rate (CRR) hot strength (CSR) of coal samples by simply applying infrared spectrum information of coal to the developed multivariate calibration model for the coke characterization. It is possible to obtain the physical properties.

본 발명에 따르는 오차 평균값은 종래 분석기술의 물리시험 측정치를 참값으로 보고, 본 발명에 따르는 분석치의 차이를 나타낸다.The mean error value according to the present invention refers to the physical test measurement of the conventional analytical technique as a true value, and indicates a difference in the analytical value according to the present invention.

그러나, 종래 분석 기술은 물리측정 시험으로 분석data에 오차를 내포하고 있어 [표4-5]의 f검정방법으로 95%신뢰 구간에서 본 발명의 유의차 여부를 검사하였다.However, the conventional analytical technique includes an error in the analytical data by a physical measurement test, and the f test method of Table 4-5 examined the significance of the present invention in the 95% confidence interval.

f검정방법은 종래분석법과 새로운 분석법의 data를 검정할 때 사용되는 검사방법으로 널리 사용된다.The f-test method is widely used as a test method used to test data of conventional and new methods.

[표4-5]Table 4-5

평 균Average 표준편차Standard Deviation 변동계수Coefficient of variation f0f0 기준방법Standard method 84.084.0 1.1001.100 1.30941.3094 0.86330.8633 변경change 84.084.0 1.0601.060 1.26241.2624 Σxi2Σxi2 190924.25190924.25 Σxi)2/nΣxi) 2 / n 190562.40190562.40 SASA 361.85361.85 V1     V1 13.9213.92 COUNTNCOUNTN 2727 Σxi2Σxi2 190813.55190813.55 Σxi)2/nΣxi) 2 / n 190394.42190394.42 SBSB 419.13419.13 V2V2 16.1216.12 COUNTNCOUNTN 2727 95%신뢰구간95% confidence interval f (2.98)f (2.98) 판정기준Criteria 양호(유의차 없음) f > f0Good (no significant difference) f> f0 불량(유의차 있음) f < f0Poor (significant) f <f0

이 결과를 보면 95%신뢰구간에서 유의차가 없는것으로 나타남으로서 종래 분석기술 대비 손색없는 분석 기술임을 알 수 있다.The results show that there is no significant difference in the 95% confidence interval, indicating that the analysis technique is comparable to the conventional analysis technique.

본 발명의 분석기술은 석탄을 고강도의 코크스로 제조 하여야 하는 일관 제철소 및 석탄을 생산하는 산지에서 본 발명으로 시험을 함으로써 석탄의 코크화 특성을 파악하는데 효과적일 것이다.The analytical technique of the present invention will be effective in determining the coking characteristics of coal by testing the present invention in a consistent steel mill and coal producing region where coal should be made of high strength coke.

본 발명의 시험결과에 따르면 가장 바람직한 석탄의 적외선 분광법 적용 시험은 석탄 분말 시료를 재현성있게 측정할수 있는 도 3의 샘플컵을 이용하고, [표1]의 42개 탄종으로 구성된 130 개의 석탄 표준 시료를 관소법에 의해 동일 조건(1250℃,19hr)으로 고온 건류시킨 후 시험용 코크스를 얻어 모든 시료에 대해서 물리 측정 시험인 코크화 냉간강도(DI 150) 및 반응률(CRR) 열간강도(CSR)를 측정하여 표준값을 정하는 것이다.According to the test results of the present invention, the most preferred application of infrared spectroscopy of coal is to use the sample cup of FIG. 3 which can measure the coal powder sample reproducibly, and to test 130 coal standard samples composed of 42 carbon species of [Table 1]. After drying at high temperature under the same conditions (1250 ℃, 19hr) by the tube method, test coke was obtained, and the coke cold strength (DI 150) and the reaction rate (CRR), which were physical measurement tests, were measured on all samples. The standard value is set.

그리고 시료의 적외선 스펙트럼 정보와 관소법에 의해 측정된 시료의 농도와의 상관관계를 PLS 통계처리 방식을 적용하여 상관계수가 높은 검량 모델을 구현하는 것이다.In addition, the correlation between the infrared spectrum information of the sample and the concentration of the sample measured by the tube method is applied to the PLS statistical processing method to implement a calibration model having a high correlation coefficient.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법은 석탄의 코크스 특성 중 냉간강도 및 반응률과 열간강도를 분석 하는데 있어서 비교적 간단한 장비인 FTIR 를 이용하여 석탄 다변수 검량모델을 개발하고, 이를 통해 코크스 특성 분석을 가능하게 함으로써 석탄을 건류하지 않고서도 간편한 방법으로 코크스화 특성을 예측 할 수 있는 효과를 얻고, 또한 코크스의 냉간강도, 반응률, 열간강도 측정에 필요한 석탄 건류설비와 물리측정장치를 완전 제거 함으로써 많은 시간과 노력을 절약할 수 있는 상당한 효과가 있다.As described above, the method for analyzing the coking characteristics of coal by the non-drying method according to the present invention is a multi-coal calibration using FTIR, which is a relatively simple equipment for analyzing cold strength, reaction rate and hot strength among the coke characteristics of coal. By developing a model and enabling coke characterization, it is possible to estimate the coking characteristics in a simple way without coking coal, and also to measure the coking coal's cold strength, reaction rate and hot strength. The complete elimination of equipment and physical measuring devices has the potential to save a lot of time and effort.

Claims (1)

적외선 파장범위를 450 ~ 4000cm-¹로 하고, 석탄시료가 담긴 샘플컵의 기울기를 8~12°로 하여 석탄시료의 스펙트럼을 측정하는 단계와;Measuring the spectrum of the coal sample with an infrared wavelength range of 450 to 4000 cm-¹ and a tilt of the sample cup containing the coal sample as 8 to 12 °; 상기 측정된 스펙트럼의 흡수강도가 석탄시료의 농도와 선형적 상관관계를 갖도록 스펙트럼을 변환하는 단계와;Converting the spectrum such that the absorption intensity of the measured spectrum has a linear correlation with the concentration of the coal sample; 상기 변환된 스펙트럼으로부터 코크스화 특성과의 상관성을 얻기 위해 스펙트럼 정보를 수치화하는 단계와;Quantifying the spectral information to obtain a correlation with coking characteristics from the transformed spectrum; 상기 수치화된 스펙트럼 정보를 통계 처리하여 코크스화 특성 분석을 하는 검량모델을 구현하는 단계로 이루어지는 코크스의 냉간강도, 반응률, 열간강도를 분석하는 비건류 방식에 의한 석탄의 코크스화 특성 분석 방법.A method of analyzing coking characteristics of coal by a non-drying method of analyzing the cold strength, reaction rate, and hot strength of the coke comprising the step of implementing a calibration model for performing the coking characteristics by statistically processing the quantized spectral information.
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