KR101240393B1 - 잔재 발생억제 괴 코크스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유연탄의 건류 시 분 코크스가 발생하게 되는데, 이러한 분 코크스를 이용하여 잔재가 발생하지 않는 괴 코크스를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 종래처럼 분 코크스를 보관만 하거나 분 코크스를 처리하는 방법으로 인해 제조비의 상승과 품질의 저하로 인한 문제를 해결하기 위하여 분 코크스와 일정한 고온까지는 용해되지 않는 혼합물과 고온에서도 응집력이 있는 혼합물을 혼합한 후 압력을 가하여 괴 코크스를 제조함으로써 강도가 상승되어 품질이 향상되었고, 고온으로 가열하더라도 코크스의 잔재의 발생을 억제하여 연소가 되도록 함으로서 실용적이면서, 기능이 가미된 혼합물을 사용하여 분 코크스 포함량을 줄이면서도 기능을 높여 제조원가가 내려가서 생산성에서도 큰 효과가 있는 발명이다.

Description

잔재 발생억제 괴 코크스 제조 방법{A process way of the cokes which a residue isn't happened and lump cokes}

본 발명은 유연탄의 건류 시분 코크스가 발생하게 되는데, 이러한 분 코크스를 이용하여 연소 시 잔재의 발생이 억제되는 괴 코크스 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분 코크스와 상온 및 고온에서도 응집력이 좋은 혼합물과 일정한 온도까지는 그 형상을 유지하여 응집력을 유지할 수 있도록 하고 순차적으로 타게 되는 혼합물을 혼합하여 연소 시 잔재가 발생을 최대한 억제시킨 괴 코크스를 제조하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 철강을 생산하는 제철소에서는 고로(용광로) 조업 시 철광석과 함께 코크스가 필수적으로 사용된다. 상기 코크스는 보통 유연탄을 건류하여 생산하는데, 이러한 코크스 생산 과정에서는 제철소의 고로 조업 시 사용될 수 있는 괴 코크스와 함께 고로 조업 시 사용될 수 없는 분 코크스가 다량 발생하고 있다. 이러한 분 코크스를 고로 조업 시 사용할 수 없다는 이유로 폐기하면 자원을 낭비하는 것이 되므로 분 코크스를 수거하여 괴 코크스로 제조하는 방법의 모색이 필요하였다.

현재, 분 코크스는 조성에 있어서는 코크스 고형분의 조성과 일치하지만 입자가 미세하므로 고로용 코크스로 사용되지 못하며 소결용 열원, 제강용 가탄재, 분말활성탄 제조 등의 용도로 사용되고 있으나 이러한 용도로 소비되는 분 코크스는 발생되는 총 분 코크스 양에 비하여 극히 소량이므로 분 코크스를 다량으로 소비할 수 있는 방법은 여전히 요구되고 있다.

이러한 방법으로서, 한국특허공개 제1995-18397호에는 "코크스 제조용 배합원료로 분 코크스를 배합하는 방법"이 게시되어 있으며, 한국특허공개 제2000-39145호에는 분 코크스와 타르슬러지를 이용한 코크스 원료의 제조방법이 게시되어 있다.

상기 두 방법 중 첫번째 방법에서는 분 코크스를 코크스 제조용 배합탄 총 중량에 대하여 5% 이하의 양으로 첨가하여 코크스 원료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그러나 해당 명세서 상에 기재되어 있는 바와 같이, 그러한 방법에 따르면 분 코크스를 배합탄 총 중량에 대하여 5% 이상 첨가할 경우 배합탄의 용융성이 저하되어 석탄입자간의 융착 및 결합을 저하시켜 코크스 강도를 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

두번째 방법은 상기한 방법보다 개선된 방법으로서, 분 코크스 자체를 사용하는 대신 타르슬러지를 이용하여 전처리 된 분 코크스를 사용하는 방법, 상세하게는, 분 코크스를 타르슬러지에 대하여 1∼3중량%의 양으로 첨가하여 혼합한 다음, 공기를 취입하면서 200∼400℃ 온도에서 30분∼2시간 동안 열처리하여 고형화한 후 이를 배합탄에 혼합하여 코크스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

그러나 이러한 방법에 따르면 분 코크스 전처리 시 사용되는 타르의 함량비가 너무 커 분 코크스와 혼합된 타르를 고형화 시키기 위하여 200∼400℃의 고온에서 열처리되어야 하므로 제조비 상승의 원인이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

고온에서 용해되는 온도가 다른 각각의 혼합물과 상온 및 고온에서도 응집력이 좋은 혼합물이 혼합되도록 함으로써, 잔재로 되어 사용할 수 없는 분 코크스를 괴 코크스로 제조함에 있어 고온에서도 잔재 발생을 억제하고, 혼합되는 혼합물과 함께 완전히 연소될 수 있는 괴 코크스를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은,

분 코크스를 이용하여 괴 코크스를 제조함에 있어, 고온에서 각각의 녹는점에 따라 순차적으로 용해되는 유리섬유, 스틸파이프 및 탄소섬유와 상온 및 고온에서도 응집력이 높은 폐유와 PVC를 분 코크스에 혼합한 후 압력을 가하여 괴 코크스가 제조되는 것으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

유리섬유, 스틸파이프, 탄소섬유, 폐유 및 PVC는 코크스의 중량 대비 2~5%가 혼합되어 기능성을 높이면서도 기본적인 성능에 영향을 주지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 잔재가 발생을 억제한 괴 코크스의 제조방법에 의하면,

잔재 상태의 분 코크스를 여러 혼합물인 유리섬유, 스틸파이프, 탄소섬유, 폐유 및 PVC와 혼합하여 압력을 가하여 하나의 괴 코크스가 제조되도록 함으로써, 온도에 변화에도 응집력을 유지 할 수 있는 재료가 포함됨으로 연소 시 괴 코크스의 응집력 및 강도가 유지되어 품질이 향상되고, 상온 및 고온으로 가열하더라도 응집력이 높은 폐유와 PVC 및 기타 첨가 재료의 응집력으로 인해 잔재가 발생되지 않아 실용적이면서 혼합물을 사용하여 분 코크스의 사용량을 줄여 제조원가가 저렴해서 생산성에서도 큰 효과가 있는 발명이다.

도 1은 본 발명인 괴 코크스를 나타내는 단면도
도 2은 본 발명인 괴 코크스의 연소를 나타내는 상태도

첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 괴 코크스를 나타내는 단면도, 도 2는 본 발명인 괴 코크스의 연소를 나타내는 상태도로서 함께 설명한다.

우선 본 발명의 구성을 살펴보면, 잔재로 된 분 코크스(10)를 이용하여 잔재 발생을 억제한 괴 코크스 제조하는 방법에 있어서,

고온에서 각각의 다른 녹는점에 따라 순차적으로 용해되는 유리섬유(20), 스틸파이프(30) 및 탄소섬유(40)와 상온 및 고온에서도 응집력이 높은 폐유(50)와 PVC(60)를 분 코크스(10)와 혼합한 후, 압력을 가하여 하나의 괴 코크스(100)로 제조되는 것으로 구성되어진다.

야금용으로 사용되는 코크스로는 고로 내에서 충분한 강도를 유지할 수 있는 코크스가 사용되어야 한다. 따라서 분 코크스(10)를 코크스의 원료로서 사용할 경우 다량을 사용하게 되면 분 코크스(10)의 용융성을 저하시켜 석탄입자 간의 융착 및 결합력을 저하시키므로 소량만이 배합된다. 그러나 강도를 향상시키기 위한 과정이 수행되는 경우 다량 사용하는 것이 가능한데, 본 발명은 잔재로 된 분 코크스(10)를 상온 및 고온에서도 응집력이 있는 폐유(50)와 PVC(60)와 혼합하고 기타 부재를 추가하여 압력을 가한 후 하나의 괴 코크스(100)로 제조되는 것이다.

이때, 잔재로된 분 코크스(10)의 강도를 유지하기 위하여 일정 온도의 고온에서도 형태를 유지하여 응집력을 유지할 수 있는 유리섬유(20), 스틸파이프(30) 및 탄소섬유(40)를 같이 혼합하여 하나의 괴 코크스(100)로 제조되는 것이다.

이하에서는 이러한 구성에 따른 잔재가 발생되지 않는 괴 코크스의 제조 방법과 작용 효과를 상세히 설명한다.

도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이 유연탄의 건류 시 발생되는 잔재인 분 코크스(10)와 여러 혼합물을 혼합하여 하나의 괴 코크스(100)를 제조하는 것으로서, 상온 및 고온에서도 응집력이 발휘되는 폐유(50)와 PVC(60)를 분 코크스(10)와 혼합 시 통상 700 ~ 900°c의 고온에서 용해되는 유리섬유(si02)(20)와 1,000 ~ 1,500°c정도의 고온에서 용해되는 스틸파이프(30)와 1,000 ~ 3,000°c 정도의 고온에서 용해되는 탄소섬유(C섬유)(40)를 같이 혼합한 후 압력을 가하여 일정 크기의 괴 코크스(100)가 제조되는 것이다.

이는 괴 코크스(100)를 소성(조합된 원료를 가열하여 경화성물질을 만드는 것)을 하게 되는데, 탄소제조의 과정에서는 분말원료(석유 코크스·카본블랙 등)와 결합제(타르·피치)를 혼합하여 반죽해서 성형하고 가열해서 일정한 모양의 소재를 만드는데, 이 가열조작을 소성이라 하며 1차 소성(1,300℃)과 2차 소성(2,500℃)이 있게 된다.

이렇게 고온으로 소성 시에도 괴 코크스(100)의 잔재가 발생하지 않도록 잔재를 잡아주는 역할을 하는 여러 혼합물들(유리섬유(20), 스틸파이프(30), 탄소섬유(40), 폐유(50) 및 PVC(60))을 첨가하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 분 코크스(10)와 혼합되는 혼합물들(유리섬유(20), 스틸파이프(30), 탄소섬유(40), 폐유(50) 및 PVC(60))를 혼합함에 있어 2%미만으로 포함될 경우 해당 혼합물의 용융점까지의 응집력의 효과가 현저하게 떨어지고, 5%가 초과 할 경우 화력에 영향을 줄 수 있기 때문에 분 코크스 중량 대비 2 ~ 5%가 혼합되도록 하여 괴 코크스(100)를 제조한다.

도 3은 본 발명인 괴 코크스의 연소를 나타내는 상태도로서 설명하면,

상기 분코코스(10)와 혼합물들(유리섬유(20), 스틸파이프(30), 탄소섬유(40), 폐유(50) 및 PVC(60))이 혼합되어 제조되는 괴 코크스(100)를 고온으로 가열하게 되면, 700 ~ 900°c의 고온에서 용해되는 유리섬유(si02)(20)가 우선적으로 연소가 되며, 1,000 ~ 1,500°c의 고온에서 용해되는 스틸파이프(30)와 1,000 ~ 3,000°c의 고온에서 용해되는 탄소섬유(C섬유)(40)가 순차적으로 연소가 되는 것이다.

여기서 혼합되는 유리섬유(20), 스틸파이프(30) 및 탄소섬유(40)는 괴 코크스(100)의 강도를 높이고 일정온도까지 각각의 혼합물이 응집력을 유지하기 위하여 혼합되는되는 것이다. 이때 상온 및 고온에서도 응집력이 강한 폐유(50)와 PVC(60)도 같이 연소되고 이로 인해 잔재로 되어 있는 분 코크스(10)는 강한 응집력의 상기 혼합물들과 폐유(50)와 PVC(60)와 혼합되어 있어 같이 연소되어 잔재가 최소화 되는 것이다.

본 발명의 기술이 적용되는 연소 시 잔재의 발생을 억제 한 괴 코크스는 잔재 상태의 분 코크스(10)를 여러 혼합물인 유리섬유(20), 스틸파이프(30), 탄소섬유(40), 폐유(50) 및 PVC(60)와 혼합하여 압력을 가한 후 하나의 괴 코크스(100)가 제조되도록 함으로써, 괴 코크스(100)의 강도가 상승되어 품질이 향상되고, 고온으로 가열하더라도 응집력이 높은 상기 혼합물들과, 폐유(50)와 PVC(60)로 인해 연소 시 잔재의 발생을 최소화 하여 실용적이면서, 상대적으로 분 코크스(10)의 포함량을 줄일 수 있어 제조원가가 저렴해서 생산성도 향상시킬 수 있는 것이다.

100 : 괴 코크스
10 : 분 코크스 20 : 유리섬유
30 : 스틸파이프 40 : 탄소섬유
50 : 폐유 60 : PVC

Claims (4)

1. 삭제
2. 상온에서 응집력을 유지하는 폐유와 PVC를 분 코크스와 혼합한 후, 압력을 가하여 괴 코크스를 제조하는 방법에 있어서,
   분 코크스와 고온에서 각각의 녹는점이 다른 유리섬유, 스틸파이프 및 탄소섬유를 포함시키되, 상기 유리섬유, 스틸파이프, 탄소섬유, 폐유 및 PVC는 코크스의 중량 대비 2~5%가 혼합되는 것을 특징으로 하는 잔재 발생 억제 괴 코크스 제조방법
   
   
3. 삭제
4. 삭제

Images