KR101405478B1 - Method for manufacturing coal bruquettes and apparatus for the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a coal briquette manufacturing method and a coal briquette manufacturing apparatus with which coal can be separated and pulverized into types and excellent cold strength and hot strength can be acquired. The coal briquette manufacturing method is applied for charging in a dome portion of a molten gas furnace and for rapid heating in a molten iron manufacturing apparatus that includes i) the molten gas furnace in which reduced iron is charged; and ii) a reduction furnace that is connected to the molten gas furnace to provide the reduced iron. The coal briquette manufacturing method includes i) a step for providing a plurality of types of coal; ii) a step for individually storing the plurality of types of coal; iii) a step for providing powdered coal by individually pulverizing the plurality of types of coal; iv) a step for providing a mixture by mixing the powdered coal, a curing agent, and a binder; and v) a step for providing a coal briquette by molding the mixture.

Description

성형탄 제조 방법 및 성형탄 제조 장치 {METHOD FOR MANUFACTURING COAL BRUQUETTES AND APPARATUS FOR THE SAME}[0001] METHOD FOR MANUFACTURING COAL BRUQUETTES AND APPARATUS FOR THE SAME [0002]

본 발명은 성형탄 제조 방법 및 성형탄 제조 장치에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 본 발명은 석탄을 탄종별로 분리 파쇄하여 우수한 냉간 강도 및 열간 강도를 구현할 수 있는 성형탄의 제조 방법 및 성형탄의 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a molded coal and an apparatus for producing a molded coal. More particularly, the present invention relates to a method for producing molded coal and an apparatus for producing molded coal, which can separate and break coal by the type of coal, thereby realizing excellent cold strength and hot strength.

용융환원제철법에서는 철광석을 환원로와 환원된 철광석을 용융하는 용융가스화로를 사용한다. 용융가스화로에서 철광석을 용융하는 경우, 철광석을 용융할 열원으로서 성형탄을 용융가스화로에 장입한다. 여기서, 환원철은 용융가스화로에서 용융된 후, 용철 및 슬래그로 전환된 후 외부로 배출된다. 용융가스화로에 장입된 성형탄은 석탄충전층을 형성한다. 산소는 용융가스화로에 설치된 풍구를 통하여 취입된 후 석탄충전층을 연소시켜서 연소 가스를 생성한다. 연소가스는 석탄충전층을 통하여 상승하면서 고온의 환원 가스로 전환된다. 고온의 환원가스는 용융가스화로의 외부로 배출되어 환원가스로서 환원로에 공급된다.In the melt reduction steelmaking method, a melting furnace for melting iron ores and a reduced iron ore is used. When molten iron ore is melted in a melter-gasifier, molten coal is charged into the melter-gasifier as a heat source for melting iron ore. Here, the reduced iron is melted in a melter-gasifier, converted to molten iron and slag, and then discharged to the outside. The briquetted coal charged into the melter-gasifier furnishes a coal-filled bed. Oxygen is blown through the tuyere installed in the melter-gasifier, and then the coal-packed bed is combusted to generate combustion gas. The combustion gas is converted into a hot reducing gas while rising through the coal packed bed. The high-temperature reducing gas is discharged to the outside of the melter-gasifier and supplied to the reducing furnace as a reducing gas.

성형탄을 사용하는 경우, 용철의 생산량을 증대시키고 연료비를 줄여서 용철 제조 공정을 효율화할 필요가 있다. 이를 위해서는 성형탄의 용융가스화로내에서의 분화량이 저감되어 용융가스화로내에서 성형탄을 큰 입도로 유지시켜야 한다. 이 경우, 용융가스화로내에서 기체와 액체가 원활히 통과하는 통기성 및 통액성을 확보하여 각 물질간의 반응 효율과 열전달 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 분화로 인해 용철 제조시에 효율적으로 사용하지 못하는 미분의 발생량을 줄일 수 있다. 다양한 석탄의 배합에 의해 미분의 발생량을 저감시키는 것은 한계가 있다.In the case of using the blast furnace, it is necessary to increase the production amount of molten iron and to reduce the fuel cost to make the molten iron manufacturing process more efficient. For this purpose, the amount of differentiation within the melting and gasification furnace of the shaped coal is reduced, and the blast furnace must be maintained at a large particle size in the melting gasification furnace. In this case, it is possible to ensure the air permeability and the liquid permeability through which the gas and the liquid smoothly pass through the melting and gasifying furnace, thereby increasing the reaction efficiency and the heat transfer efficiency between the respective materials. In addition, it is possible to reduce the amount of fine powder that can not be efficiently used at the time of manufacturing molten iron due to differentiation. There is a limit in reducing the amount of generation of fine powder by mixing various coal.

석탄을 탄종별로 분리 파쇄하여 우수한 냉간 강도 및 열간 강도를 구현할 수 있는 성형탄의 제조 방법을 제공하고자 한다. 또한, 석탄을 탄종별로 분리 파쇄하여 우수한 냉간 강도 및 열간 강도를 구현할 수 있는 성형탄의 제조 장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a method for producing molded coal which is capable of realizing excellent cold strength and hot strength by separating and crushing coal according to the type of coal. Further, it is intended to provide an apparatus for producing molded coal, which can separate and break the coal by each type of coal to realize excellent cold strength and hot strength.

본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄의 제조 방법은, i) 환원철이 장입되는 용융가스화로, 및 ii) 용융가스화로에 연결되고, 환원철을 제공하는 환원로를 포함하는 용철제조장치에서 용융가스화로의 돔부에 장입되어 급속 가열되도록 적용된다. 성형탄의 제조 방법은, i) 복수의 탄종들의 석탄들을 제공하는 단계, ii) 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 저장하는 단계, iii) 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 파쇄하여 분탄을 제공하는 단계, iv) 분탄, 경화제 및 바인더를 혼합하여 혼합물을 제공하는 단계, 및 v) 혼합물을 성형하여 성형탄을 제공하는 단계를 포함한다.A method for producing a molten steel according to an embodiment of the present invention includes the steps of: i) a melter-gasifier furnished with reduced iron; and ii) a reducing furnace connected to the melter- To be heated rapidly. The method for producing molded coal includes the steps of i) providing coal of a plurality of types of seeds, ii) storing each of the plurality of coal types individually, iii) separately crushing the plurality of coal types of the seeds to provide pulverization And iv) mixing the powder, the hardener and the binder to provide a mixture, and v) molding the mixture to provide the blast furnace.

본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄의 제조 방법은 분탄을 함께 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 분탄의 수분표준편차는 0.3 이하일 수 있다. 복수의 탄종들의 석탄들을 제공하는 단계에서, 복수의 탄종들의 석탄들 중 HGI(Hardgrove Grindability Index, 파쇄성)의 차가 10 이하인 탄종의 석탄들이 함께 혼합되어 제공될 수 있다. 복수의 탄종들의 석탄들 중 HGI 지수의 차가 5 이하일 수 있다.The method for manufacturing the briquette according to an embodiment of the present invention may further include the step of drying the pulverized coal together. The moisture standard deviation of the pulverized coal may be 0.3 or less. In the step of providing the coals of a plurality of types of coal, the coal of the seeds having a difference of HGI (Hardgrove Grindability Index) among the coals of the plurality of types of coal can be supplied together. The difference in the HGI index among the coal of the plurality of types of coal may be 5 or less.

혼합물을 제공하는 단계는, i) 분탄을 균일하게 혼합하는 단계, 및 ii) 균일하게 혼합된 분탄에 바인더 및 경화제를 제공하여 함께 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 분탄을 제공하는 단계에서, 분탄의 입도는 0보다 크고 5mm 이하일 수 있다. 분탄의 입도는 1mm 내지 3mm일 수 있다.The step of providing the mixture may include the steps of i) uniformly mixing the coal, and ii) providing a binder and a curing agent to the uniformly mixed coal and mixing them together. In the step of providing the pulverized coal, the particle size of the pulverized coal may be greater than 0 and less than 5 mm. The particle size of the pulverized coal may be from 1 mm to 3 mm.

분탄을 제공하는 단계에서, 복수의 탄종들의 석탄들은 제1 석탄 및 제2 석탄을 포함하고, 제1 석탄의 파쇄 시간은 제2 석탄의 파쇄 시간과 상이할 수 있다. 제1 석탄의 파쇄 시간은 제2 석탄의 파쇄 시간보다 길고, 제1 석탄의 점결성은 제2 석탄의 점결성보다 낮을 수 있다.In the step of providing the coal, the coal of the plurality of types of coal includes the first coal and the second coal, and the crushing time of the first coal may be different from the crushing time of the second coal. The crushing time of the first coal is longer than the crushing time of the second coal and the cohesion of the first coals may be lower than the cohesion of the second coals.

본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄의 제조 장치는, i) 복수의 탄종들의 석탄들을 저장하는 복수의 석탄 저장조들, ii) 복수의 석탄 저장조들 각각에 연결되어 복수의 탄종들의 석탄들을 파쇄하여 분탄을 제공하는 복수의 파쇄기들, iii) 바인더가 저장된 바인더 저장조, iv) 경화제가 저장된 경화제 저장조, v) 복수의 파쇄기들로부터 제공된 분탄, 바인더 저장조로부터 제공된 바인더, 그리고 경화제 저장조로부터 제공된 경화제를 상호 혼합하여 혼합물을 제공하는 믹서, 및 vi) 믹서로부터 혼합물을 제공받아 혼합물을 성형하는 성형기를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄의 제조 장치는 복수의 파쇄기들과 직접 연결되어 분탄을 함께 건조시키는 건조기를 더 포함할 수 있다.An apparatus for producing molded coal according to an embodiment of the present invention comprises i) a plurality of coal reservoirs for storing coal of a plurality of types of seeds, ii) a plurality of coal reservoirs connected to each of the plurality of coal reservoirs, V) a binder provided from a binder reservoir, and a curing agent provided from a curing agent reservoir are mixed with each other to form a curing agent reservoir, c) a curing agent reservoir, A mixer providing the mixture, and vi) a molding machine for receiving the mixture from the mixer and molding the mixture. The apparatus for producing molded coal according to an embodiment of the present invention may further include a dryer connected directly to the plurality of crushers to dry the crushers together.

석탄을 탄종별로 분리 파쇄하여 건조한 후에 성형탄을 제조하므로, 제조되는 성형탄의 냉간 강도 및 열간 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서 성형탄이 용융가스화로에서 급격하게 열분해되어 얻어지는 촤의 크기 및 강도를 증가시켜서 용철제조공정에서의 조업 효율과 연료비를 향상시킬 수 있다. 또한, 파쇄성이 낮은 저가의 석탄을 성형탄의 원료로서 사용할 수 있고, 바인더의 사용량도 줄일 수 있다.The coal is separately crushed and dried by the type of the coal, and then the briquette is produced, so that the cold strength and the hot strength of the briquetted coal to be produced can be improved. Therefore, it is possible to increase the size and strength of the molten steel obtained by rapidly pyrolyzing the blast furnace in the melter gasification furnace, thereby improving the operating efficiency and fuel cost in the molten iron manufacturing process. In addition, it is possible to use a low-cost coal having low crushability as a raw material for the briquette and reduce the amount of the binder used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄 제조 장치의 개략적인 도면이다.
도 3은 도 2의 성형탄 제조 장치와 연결된 용철 제조 장치의 개략적인 도면이다.
도 4는 도 2의 성형탄 제조 장치와 연결된 또다른 용철 제조 장치의 개략적인 도면이다.
Fig. 1 is a schematic flow chart of a method of manufacturing a briquette according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of an apparatus for producing a briquette according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a molten iron manufacturing apparatus connected to the apparatus for producing molded coal of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a schematic view of another molten iron manufacturing apparatus connected to the apparatus for producing molded coal of FIG. 2. FIG.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.The terms first, second and third, etc. are used to describe various portions, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish any moiety, element, region, layer or section from another moiety, moiety, region, layer or section. Thus, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified and that the presence or absence of other features, regions, integers, steps, operations, elements, and / It does not exclude addition.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

이하에서 사용하는 "HGI"라는 용어는 하드그로브 지수(Hardgrove Grindability Index)로서 파쇄에 대한 석탄의 저항을 나타내는 척도로 사용된다. 예를 들면, HGI는 크기가 일정한 준비된 석탄샘플 50g을 연삭 유닛 안에 넣고, 지정 압력에서 유닛을 표준 회전수만큼 처리하며, 유닛내의 강철 볼이 석탄샘플을 파쇄하고, 석탄 미립자를 분류한 후 지정 크기 미만의 석탄의 양양을 기록하고 HGI 값으로 변환한다.As used herein, the term "HGI " is used as a measure of the resistance of coal to fracture as a Hardgrove Grindability Index. For example, HGI puts 50 grams of a prepared coal sample into a grinding unit, processes the unit at a specified number of revolutions at a specified pressure, breaks the coal sample into steel balls in the unit, classifies the coal particles, Is recorded and converted into the HGI value.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄의 제조 방법의 순서도를 개략적으로 나타낸다. 도 1의 성형탄의 제조 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 성형탄 제조 방법을 다양하게 변형할 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a flow chart of a method of manufacturing a briquette according to an embodiment of the present invention. The method for producing the briquette of Fig. 1 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the method of manufacturing the molded-on-carbon can be variously modified.

도 1에 도시한 바와 같이, 성형탄의 제조 방법은, 복수의 탄종들의 석탄들을 제공하는 단계(S10), 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 저장하는 단계(S20), 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 파쇄하는 단계(S30), 파쇄된 석탄들, 경화제 및 바인더를 혼합하여 혼합물을 제공하는 단계(S40), 그리고 혼합물을 성형하여 성형탄을 제공하는 단계(S50)를 포함한다. 이외에, 필요에 따라 성형탄의 제조 방법은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a method of manufacturing a molded coal includes the steps of providing coal of a plurality of types of seeds (S10), individually storing each of the plurality of coal types of the seeds (S20) (S30), separately mixing crushed coal, a hardener and a binder to provide a mixture (S40), and molding the mixture to provide a blast (S50). In addition, if necessary, the method of manufacturing the molded coal may further include other steps.

먼저, 단계(S10)에서는 복수의 탄종들의 석탄들을 제공한다. 성형탄을 제조하기 위해 필요한 석탄으로서 예를 들면, 무연탄, 점결탄, 반무연탄, 미점탄 등을 사용할 수 있다. 미점탄은 다량의 휘발분을 함유할 수 있다. 한편, 도 1에는 예시하지 않았지만, 용철의 품질을 향상시키기 위하여 품질조절용 석탄을 분탄에 함께 혼합시킬 수 있다. 여기서, 품질조절용 석탄으로서 기설정된 수치 이상의 반사율을 가진 석탄을 사용할 수 있다.First, in step S10, coal of a plurality of types of seeds is provided. For example, anthracite coal, coking coal, semi-anthracite coal, uncoated coal, and the like may be used as the coal necessary for producing the molded coal. Raw manganese may contain a large amount of volatile matter. Meanwhile, although not shown in FIG. 1, the quality control coal can be mixed together in the pulverizer to improve the quality of the molten iron. Here, as the coal for quality control, coal having a reflectance higher than a predetermined value can be used.

복수의 탄종들의 석탄의 입도분포범위는 0 보다 크고 50mm 이하로서 매우 넓다. 한편, 석탄은 그 탄화 정도에 따라 HGI(Hardgrove Grindability Index, 파쇄성)가 다르다. 탄화 정도가 낮은 갈탄 또는 아역청탄은 낮은 HGI를 지고, 역청탄은 높은 HGI를 가지며, 가장 높은 탄화도를 가진 무연탄은 다시 낮은 HGI를 가진다.The size distribution range of the coal of the plurality of types of coal is as large as 0 and less than 50 mm. On the other hand, coal has different HardGrove Grindability Index (HGI) depending on its degree of carbonization. Lignite or bituminous coal with a low degree of carbonization has a low HGI, bituminous coal has a high HGI, and anthracite with the highest degree of carbonization has a low HGI again.

그리고 단계(S20)에서는 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 저장한다. 복수의 탄종들의 석탄을 함께 혼합하여 저장하는 경우, 그 입도 편차 및 수분 편차로 인하여 후속 공정에서 성형탄을 제조시 성형탄의 품질에 나쁜 영향을 끼친다. 따라서 복수의 탄종들의 석탄들을 상호 분리하여 별개로 저장한다.In step S20, coal of a plurality of seeds is individually stored. When coal of a plurality of types of coal is mixed and stored, there is a bad influence on the quality of the coal to be produced in the subsequent process owing to the grain size deviation and moisture deviation. Therefore, the coal of the plurality of seeds is separated and stored separately from each other.

다음으로, 단계(S30)에서는 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 파쇄하여 분탄을 제공한다. 즉, 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 분리 파쇄한다. 예를 들면, 복수의 탄종들의 석탄들의 평균 입도를 5mm 이하로 조절하여 파쇄할 수 있다. 복수의 탄종들의 석탄들의 평균 입도가 5mm보다 큰 경우, 후속 공정에서 복수의 탄종들의 석탄들을 균일하게 혼합하기 어려우므로, 성형탄의 품질이 저하될 수 있다. 따라서 복수의 탄종들의 석탄들의 평균 입도를 전술한 범위로 조절한다. 바람직하게는, 석탄들의 평균 입도를 1mm 내지 3mm로 제어할 수 있다.Next, in step S30, coal of a plurality of types of seeds is individually crushed to provide pulverization. That is, the coal of a plurality of types of seeds is separately crushed. For example, the average grain size of coal of a plurality of types of coal can be adjusted to 5 mm or less. If the average grain size of the coal of the plural types of coal is larger than 5 mm, the quality of the coal may be deteriorated because it is difficult to uniformly mix the coal of the plurality of coal types in the subsequent process. Thus, the average particle size of the coal of the plurality of types of coal is adjusted to the above-mentioned range. Preferably, the average particle size of the coal can be controlled to be 1 mm to 3 mm.

복수의 탄종들의 석탄들은 상호 상이한 HGI를 가질 수 있다. 예를 들면, 복수의 탄종들의 석탄들의 HGI의 차는 10 이하일 수 있다. HGI의 차가 너무 큰 경우, 성형탄을 제조하기 위한 석탄 원료로서 부적합하다. 따라서 HGI의 차를 전술한 범위로 조절한다. 바람직하게는, HGI의 차는 5 이하일 수 있다.The coals of the plurality of seeds may have mutually different HGI. For example, the difference in HGI of coal of a plurality of types of coal may be 10 or less. When the HGI difference is too large, it is unsuitable as a raw material for coal for producing a briquette. Therefore, the difference of HGI is adjusted to the aforementioned range. Preferably, the difference in HGI may be 5 or less.

한편, 상호 상이한 HGI를 가진 복수의 탄종들의 석탄들을 별개로 파쇄하므로, 복수의 탄종들의 석탄들의 파쇄 시간은 상호 상이할 수 있다. 즉, HGI가 낮은 석탄들은 미립으로 잘 파쇄되지 않으므로, 좀더 파쇄 시간을 길게 한다. 반대로, HGI가 높은 석탄들은 잘 파쇄되므로, 파쇄 시간을 줄일 수 있다. 한편, 점결성이 높은 석탄이 잘 파쇄되므로, 점결성이 높을수록 파쇄 시간을 길게 해 준다.On the other hand, since the coal of a plurality of types of seeds having mutually different HGIs is crushed separately, the crushing times of the coal of the plurality of seeds can be mutually different. That is, coals having a low HGI are not crushed into fine particles, so that the crushing time is longer. On the contrary, since high HGI coal is crushed well, the crushing time can be reduced. On the other hand, since highly cohesive coal is crushed well, the higher the degree of cohesion, the longer the crushing time.

종래에는 다양한 탄종들의 석탄들을 함께 건조한 후 파쇄기에서 일괄적으로 파쇄하였다. 이 경우, 석탄들의 강도 차이에 따라 석탄들의 입도가 변하므로, 석탄들이 모인 혼합탄의 입도 분포가 매우 넓어진다. 따라서 혼합탄의 수분편차가 클 뿐만 아니라 상이한 HGI에 기인하는 넓은 입도 분포로 인해 입도 관리가 어려울 뿐만 아니라 탄종별 석탄의 배합비 변경시 입도제어가 어려워진다. 그 결과, 후속 공정에서 제조되는 성형탄의 열간 품질 및 냉간 품질에 악영향을 줄 수 있다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에서는 각 탄종들의 석탄을 별개로 파쇄한 후에 함께 혼합하므로, 입도 분포가 좁아진다. 여기서, 석탄의 파쇄는 파쇄기의 용량, 파쇄 조건 및 파쇄 속도 등을 변경하여 실시한다. 그 결과, 혼합탄의 수분 편차가 작을 뿐만 아니라 혼합탄이 균일한 입도를 가지므로, 우수한 특성을 가지는 성형탄을 제조할 수 있다. Conventionally, coal of various types of coal is dried together and then crushed in a crusher. In this case, the particle size of the coal varies depending on the difference in the strength of the coal, and thus the particle size distribution of the coal mixed with the coal is greatly expanded. Therefore, not only is the moisture content of the mixed coal large, but also the grain size is difficult to control due to the wide particle size distribution due to the different HGI, and it is difficult to control the particle size when changing the blend ratio of coal to coal. As a result, the hot quality and the cold quality of the briquettes produced in the subsequent process can be adversely affected. On the other hand, in one embodiment of the present invention, coal of each seed burnt is separately crushed and then mixed together, so that the particle size distribution is narrowed. Here, the crushing of coal is carried out by changing the capacity of the crusher, the crushing condition, and the crushing speed. As a result, not only the moisture deviation of the mixed carbon is small, but also the mixed carbon has a uniform particle size, so that the molded carbon having excellent characteristics can be produced.

한편, 도 1에는 도시하지 않았지만, 개별적으로 파쇄된 분탄을 함께 합친 혼합탄을 건조할 수 있다. 이 경우, 일정한 입도를 가진 분탄을 건조하므로, 혼합탄의 수분 편차를 최소할 수 있다. 따라서 혼합탄의 수분량 및 수분 편차를 적절하게 제어할 수 있으므로, 성형탄의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 분탄이 합쳐진 혼합탄의 수분표준편차를 0.3 이하로 조절할 수 있다. 혼합탄의 수분표준편차가 너무 큰 경우, 혼합탄에 함유된 수분의 양이 일정하지 않아 성형탄의 품질을 악화시킨다.On the other hand, although not shown in Fig. 1, the mixed coal, which is obtained by separately pulverizing the pulverized coal, can be dried. In this case, since the coal having a uniform particle size is dried, the moisture deviation of the mixed coal can be minimized. Therefore, the moisture content and the moisture deviation of the mixed carbon can be appropriately controlled, so that the quality of the molded coal can be further improved. For example, the moisture standard deviation of blended coal mixed with coal can be adjusted to 0.3 or less. If the moisture standard deviation of the mixed coals is too large, the amount of moisture contained in the mixed coals is not constant, which deteriorates the quality of the briquettes.

종래에는 석탄을 건조한 후 석탄의 수분량이 목표치로 되도록 자동 제어하였다. 이 경우, 자동 제어를 위해서는 석탄 건조량, 석탄 건조기의 건조 온도, 풍량 및 건조전 석탄의 수분량 등 많은 파라미터의 고려가 필요하였다. 또한, 수분을 측정하는 경우, 그 측정값의 정확도를 높이기 위해 수분 측정용 시료의 양이 많아야 하고, 시료를 균일하게 채취해야만 했다. 따라서 석탄 수분 자동 측정용 기계적 시료 채취 및 건조가 점점 더 어려워진다. 따라서 석탄의 건조전의 석탄의 수분 변화에 따른 대응이 어려워지므로, 자동수분제어가 불가능해진다. 이와는 달리, 본 발명의 일 실시예에서는 석탄을 파쇄하여 그 입도를 고르게 한 후에 석탄을 건조하므로, 석탄의 건조 공정이 단순화된다. Conventionally, after the coal is dried, the water content of the coal is automatically controlled to be the target value. In this case, for automatic control, many parameters such as the amount of coal to be dried, the drying temperature of the coal dryer, the amount of air, and the water content of the coal before drying have to be considered. In addition, in the case of measuring moisture, in order to increase the accuracy of the measured value, the amount of the sample for moisture measurement must be large, and the sample must be sampled uniformly. Therefore, it becomes increasingly difficult to collect and dry mechanical samples for automatic measurement of coal moisture. Therefore, it becomes difficult to cope with the moisture change of the coal before the coal is dried, so that automatic moisture control becomes impossible. In contrast, in an embodiment of the present invention, since the coal is crushed to make the grain size uniform and then the coal is dried, the drying process of the coal is simplified.

다음으로, 단계(S40)에서는 파쇄된 석탄들, 경화제 및 바인더를 혼합하여 혼합물을 제공한다. 여기서, 파쇄된 석탄들, 흑연, 경화제 및 바인더는 임의의 순서로 혼합하거나 특정 원료를 먼저 혼합할 수도 있다. 예를 들면, 파쇄된 석탄들과 바인더를 먼저 혼합한 후 경화제를 혼합할 수 있다. 또는, 파쇄된 석탄들과 경화제를 먼저 혼합한 후 경화제를 혼합할 수 있다.Next, in step S40, the crushed coal, the hardener and the binder are mixed to provide a mixture. Here, the crushed coal, graphite, hardener and binder may be mixed in any order, or the specific raw materials may be mixed first. For example, the hardeners may be mixed after first mixing the crushed coal and the binder. Alternatively, the hardeners may be mixed after the crushed coal and hardener are first mixed.

경화제로서는 생석회, 소석회, 금속산화물, 플라이애쉬(fly ash), 점토, 계면활성제, 양이온수지, 급결제, 섬유질, 인산, 슬러지, 폐플라스틱, 폐윤활유, 폐토너, 흑연 또는 활성탄 등을 사용할 수 있다. 또한, 바인더로서 당밀, 스타치, 설탕, 고분자수지, 피치, 타르, 비투멘, 오일, 시멘트, 아스팔트 또는 물유리 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 바인더로서 당밀을 사용하고, 경화제로서 생석회를 사용하여 성형탄 제조시 당산염 결합에 의해 성형탄의 냉간 강도를 크게 향상시킬 수 있다.As the hardening agent, it is possible to use quicklime, slaked lime, metal oxide, fly ash, clay, surfactant, cationic resin, accelerator, fiber, phosphoric acid, sludge, waste plastics, waste lubricating oil, waste toner, graphite or activated carbon . As the binder, molasses, starch, sugar, polymer resin, pitch, tar, bitumen, oil, cement, asphalt or water glass can be used. For example, when molasses is used as a binder and burnt lime is used as a hardening agent, the cold strength of the briquette can be greatly improved by the saccharide bonding during the production of the briquette.

한편, 단계(S40)에서는 분탄을 먼저 균일하게 혼합한 후에 바인더 및 경화제를 제공하여 혼합물을 제공할 수 있다. 즉, 분탄은 다양한 탄종들을 포함하므로, 분탄이 균일하게 혼합되지 않는 경우, 성형탄의 품질이 저하될 수 있다. 따라서 바인더와 경화제를 분탄에 공급하기 전에 분탄을 먼저 균일하게 혼합한다.On the other hand, in step S40, the mixture may be firstly uniformly mixed, and then a binder and a curing agent may be provided to provide a mixture. That is, since the pulverized coal includes various types of coal, if the pulverized coal is not uniformly mixed, the quality of the coal may be deteriorated. Therefore, prior to feeding the binder and curing agent to the coal, the coal is first mixed uniformly.

마지막으로, 단계(S50)에서는 혼합물을 성형하여 성형탄을 제공한다. 예를 들면, 한 쌍의 성형롤들을 포함하는 성형기를 이용해 혼합물을 연속적으로 압축하여 성형탄을 제조할 수 있다.Finally, in step S50, the mixture is molded to provide a blast furnace. For example, the blend can be continuously compressed using a molding machine including a pair of forming rolls to produce a blast furnace.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄 제조 장치(100)를 개략적으로 나타낸다. 도 2의 성형탄의 제조 장치(100)는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 성형탄 제조 장치(100)의 구조를 다양하게 변형할 수 있다.2 schematically shows an apparatus 100 for producing molded articles according to an embodiment of the present invention. The apparatus 100 for producing molded articles of Fig. 2 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the structure of the apparatus 100 for forming a molded product can be variously modified.

도 2에 도시한 바와 같이, 성형탄 제조 장치(100)는 석탄 저장조(10), 파쇄기(20), 바인더 저장조(40), 경화제 저장조(50), 믹서(60) 그리고 성형기(70)을 포함한다. 이외에, 성형탄 제조 장치(100)는 건조기(90), 혼합탄 저장조(92), 회수탄 저장조(94), 및 입도선별기(805)를 더 포함한다. 필요에 따라 성형탄 제조 장치(100)는 다른 장치들을 더 포함할 수 있다. 도 2의 성형탄 제조 장치(100)에 포함된 각 기기들의 구체적인 구조 및 작동 방법은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 상세한 설명을 생략한다.2, the apparatus for producing molded articles 100 includes a coal storage tank 10, a crusher 20, a binder storage tank 40, a hardening agent storage tank 50, a mixer 60 and a molding machine 70 . In addition, the apparatus for producing molded articles of the present invention further includes a dryer 90, a mixed carbon storage tank 92, a recovered carbon storage tank 94, and a particle size separator 805. The molding machine manufacturing apparatus 100 may further include other devices as needed. The specific structure and operation method of each apparatus included in the apparatus 100 for producing molded articles shown in FIG. 2 can be easily understood by those skilled in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

복수의 석탄 저장조들(10)은 각각 복수의 탄종들의 석탄들을 저장한다. 예를 들면, 성형탄의 원료로 사용되는 석탄 이외에 성형탄의 품질을 향상시키기 위하여 품질 조절용 석탄을 사용할 수 있다. 따라서 원료로 사용되는 석탄의 양에 따라 적절한 양의 품질 조절용 석탄을 혼합하기 위하여 복수의 석탄 저장조들(10)을 각각 별개로 설치한다.A plurality of coal reservoirs (10) each store coal of a plurality of seeds. For example, in addition to coal used as a raw material for the briquettes, quality control coal may be used to improve the quality of the briquette. Accordingly, a plurality of coal storage tanks 10 are installed separately for mixing an appropriate amount of quality control coal according to the amount of coal used as a raw material.

복수의 파쇄기들(20)은 각각 복수의 석탄 저장조들(10)에 각각 연결된다. 복수의 파쇄기들(20)은 복수의 석탄 저장조들(10)로부터 각각 상이한 탄종의 석탄들을 공급받아 이를 파쇄한다. 예를 들면, 석탄을 파쇄하여 8mm 이하의 입도를 가지는 분탄으로 제공할 수 있다. 도 2에는 도시하지 않았지만 파쇄된 분탄들은 믹서(60)에 바로 제공될 수 있다. 또한, 파쇄된 분탄들을 건조한 후에 믹서(60)에 공급할 수 있다.Each of the plurality of crushers 20 is connected to a plurality of coal reservoirs 10, respectively. A plurality of crushers 20 receives coal from different coal stocks 10 from a plurality of coal stockpiles 10 and crushes them. For example, coal can be crushed to provide coal as a powder having a particle size of 8 mm or less. Although not shown in FIG. 2, the shredded pulverized coal may be provided directly to the mixer 60. Further, the crushed pulverized coal can be supplied to the mixer 60 after drying.

건조기(90)는 각 파쇄기(20)에서 파쇄된 분탄들을 함께 건조시킨다. 따라서 건조기(90)에서 복수의 탄종들의 분탄들이 함께 혼합되면서 건조된 후 믹서(60)에 공급될 수 있다. The dryer 90 dries the shredded coals together in each shredder 20. Accordingly, the pulverizers of the plurality of seeds may be mixed and dried in the dryer 90, and then may be supplied to the mixer 60.

도 2에 도시한 바와 같이, 바인더는 바인더 저장조(40)에 저장된다. 바인더는 복수의 탄종들의 분탄들을 상호 결합시켜서 성형탄 제조에 적합한 상태로 만든다. 바인더 저장조(40)는 믹서(60)와 연결되어 믹서(60)에 바인더를 제공한다.As shown in FIG. 2, the binder is stored in the binder storage tank 40. The binders combine the fines of the plurality of seeds to make them suitable for the production of the briquettes. The binder reservoir 40 is connected to the mixer 60 to provide a binder to the mixer 60.

한편, 경화제는 경화제 저장조(50)에 저장된다. 경화제는 분탄 및 바인더와 상호 결합되어 성형탄을 경화시킴으로써 그 강도를 최적화할 수 있다. 경화제 저장조(50)는 믹서(60)와 연결되어 경화제를 믹서(60)에 제공한다.On the other hand, the curing agent is stored in the curing agent reservoir 50. The curing agent can be intermixed with the pulverizer and binder to optimize its strength by curing the briquettes. The hardener reservoir 50 is connected to the mixer 60 to provide the hardener to the mixer 60.

믹서(60)는 분탄, 바인더 및 경화제 등을 상호 혼합하여 성형탄을 제조하기 위한 혼합물을 제공한다. 믹서(60)에 공급되기 전에 복수의 탄종들이 혼합탄 저장조(92)에 함께 저장되어 사전 혼합되고, 믹서(60)에서 다시 상호 균일하게 혼합된다. 분탄들은 복수의 탄종들을 포함하므로, 바인더와 경화제를 믹서(60)에 투입하기 전에 먼저 믹서(60)를 구동시켜서 균일하게 혼합한다. 바인더와 경화제를 믹서(60)에 바로 투입하게 되는 경우, 복수의 탄종들의 분탄들이 균일하게 혼합되지 않아 성형탄의 품질이 저하될 수 있다. 따라서 믹서(60)에서 복수의 탄종들의 분탄들을 먼저 혼합한다.The mixer 60 mixes the powder, the binder, the curing agent, and the like to provide a mixture for producing the shaped coal. Before being supplied to the mixer 60, a plurality of seeds are stored together in the mixed carbon storage tank 92 and premixed, and mixed again and again uniformly in the mixer 60. Since the pulverized coal includes a plurality of seeds, the mixer 60 is first driven and homogeneously mixed before the binder and the hardener are put into the mixer 60. When the binder and the curing agent are directly introduced into the mixer 60, the pulverization of the plurality of seed burdens may not be uniformly mixed and the quality of the formed coal may be deteriorated. Thus, the mixers 60 first mix the coal blades of the plurality of types.

도 2에 도시한 바와 같이, 성형기(70)는 상호 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤들을 포함한다. 한 쌍의 롤들의 사이로 혼합물을 공급하여 한 쌍의 롤들에 의해 혼합물을 압축함으로써 성형탄을 제조한다. 한편, 제조한 성형탄을 입도선별기(805)를 통해 다시 분급하여 분탄을 회수탄 저장조(94)에 저장한다. 회수탄 저장조(94)에 저장된 분탄은 다시 믹서(60)에 재공급되어 성형탄의 원료로 사용될 수 있다. 그 결과, 분탄의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.As shown in Fig. 2, the molding machine 70 includes a pair of rolls rotating in mutually opposite directions. The mixture is fed through a pair of rolls and the mixture is compressed by a pair of rolls to produce a blast furnace. On the other hand, the produced molded coal is classified again through the particle size separator 805 to store the coal in the recovered carbon storage tank 94. The pulverized coal stored in the recovered carbon storage tank 94 may be re-supplied to the mixer 60 and used as a raw material for the blast furnace. As a result, the utilization efficiency of the pulverized coal can be improved.

도 3은 도 2의 성형탄 제조 장치(100)와 연결되어 성형탄 제조 장치(100)에서 제조한 성형탄을 사용하는 용철제조장치(200)를 개략적으로 나타낸다. 도 3의 용철제조장치(200)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 도 3의 용철제조장치(200)를 다양한 형태로 변형할 수 있다.3 schematically shows a molten iron manufacturing apparatus 200 connected to the apparatus for producing molded coal 100 shown in Fig. 2 and using the briquettes produced in the apparatus for producing molded coal 100. Fig. The structure of the molten iron manufacturing apparatus 200 of FIG. 3 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the molten iron manufacturing apparatus 200 of FIG. 3 can be modified into various forms.

도 3의 용철제조장치(200)는 용융가스화로(210) 및 환원로(220)를 포함한다. 이외에 용철제조장치(200)는 필요에 따라 기타 다른 장치를 포함할 수 있다. 환원로(220)에는 철광석이 장입되어 환원된다. 환원로(220)에 장입되는 철광석은 사전 건조된 후에 환원로(220)를 통과하면서 환원철로 제조된다. 환원로(220)는 충전층형 환원로로서, 용융가스화로로(210)부터 환원가스를 공급받아 그 내부에 충전층을 형성한다.The molten iron manufacturing apparatus 200 of FIG. 3 includes a melter-gasifier 210 and a reducing furnace 220. In addition, the molten iron manufacturing apparatus 200 may include other devices as needed. In the reduction furnace 220, iron ore is charged and reduced. The iron ore charged in the reducing furnace 220 is pre-dried and then made into reduced iron through the reducing furnace 220. The reducing furnace 220 is a packed-bed reduction reactor, and a reducing gas is supplied from the melter-gasifier furnace 210 to form a packed bed therein.

도 2의 성형탄 제조 장치(100)에서 제조한 성형탄은 도 3의 용융가스화로(210)에 장입되므로, 용융가스화로(210)의 내부에는 석탄충전층이 형성된다. 용융가스화로(210)의 상부에는 돔부(2101)가 형성된다. 용융가스화로(210)의 다른 부분에 비해 넓은 공간으로 형성된 돔부(2101)에는 고온의 환원가스가 존재한다. 성형탄은 용융가스화로(210)의 돔부(2101)에 장입된 후 급속 가열되어 용융가스화로(210)의 하부까지 낙하한다. 성형탄의 열분해 반응에 의해 생성된 촤는 용융가스화로(210)의 하부로 이동하여 풍구(230)를 통해 공급되는 산소와 발열 반응한다. 그 결과, 성형탄은 용융가스화로(210)를 고온으로 유지하는 열원으로서 사용될 수 있다. 한편, 촤는 통기성을 제공하므로, 용융가스화로(210)의 하부에서 발생한 다량의 가스와 환원로(220)에서 공급된 환원철이 용융가스화로(210)내의 석탄충전층을 좀더 쉽고 균일하게 통과할 수 있다.3 is charged into the melter-gasifier 210 of FIG. 3, so that a coal-packed bed is formed in the melter-gasifier 210. A dome portion 2101 is formed on the upper portion of the melter-gasifier 210. There is a high-temperature reducing gas in the dome portion 2101 formed in a larger space than other portions of the melter-gasifier 210. The briquetted coal is charged into the dome portion 2101 of the melter-gasifier 210 and rapidly heated and dropped to the lower portion of the melter-gasifier 210. The ozone produced by the pyrolysis reaction of the briquettes moves to the lower part of the melter-gasifier 210 and exothermically reacts with oxygen supplied through the ozone 230. As a result, the briquettes can be used as a heat source for keeping the melter-gasifier 210 at a high temperature. The amount of gas generated in the lower portion of the melter-gasifier 210 and the reduced iron supplied from the reducing furnace 220 can more easily and uniformly pass through the coal packed bed in the melter- .

전술한 성형탄 이외에 필요에 따라 괴상 탄재 또는 코크스를 용융가스화로(210)에 장입할 수도 있다. 용융가스화로(210)의 외벽에는 풍구(230)를 설치하여 산소를 취입한다. 산소는 석탄충전층에 취입되어 연소대를 형성한다. 성형탄은 연소대에서 연소되어 환원가스를 발생시킬 수 있다.The lump gasification furnace 210 may be charged with lumpy carbonaceous material or coke as needed in addition to the above-mentioned shaped coal. A tuyere (230) is installed on the outer wall of the melter-gasifier (210) to blow oxygen. Oxygen is blown into the coal packed bed to form a combustion zone. The briquettes can be burned in the combustion zone to generate reducing gas.

도 4는 도 2의 성형탄 제조 장치(100)와 연결되어 성형탄 제조 장치(100)에서 제조한 성형탄을 사용하는 또다른 용철제조장치(300)를 개략적으로 나타낸다. 도 4의 용철제조장치(300)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 도 4의 용철제조장치(300)를 다양한 형태로 변형할 수 있다. 도 4의 용철제조장치(300)의 구조는 도 3의 용철제조장치(200)의 구조와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하며 그 상세한 설명을 생략한다.Fig. 4 schematically shows another molten iron manufacturing apparatus 300 connected to the apparatus for producing molten iron 100 of Fig. 2 and using the molten iron produced by the apparatus for producing molten iron 100. Fig. The structure of the molten iron manufacturing apparatus 300 of FIG. 4 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the molten iron manufacturing apparatus 300 of FIG. 4 can be modified into various forms. Since the structure of the molten iron manufacturing apparatus 300 of FIG. 4 is similar to that of the molten iron manufacturing apparatus 200 of FIG. 3, the same reference numerals are used for the same parts, and a detailed description thereof will be omitted.

도 4에 도시한 바와 같이, 용철제조장치(100)는 용융가스화로(210), 유동층형 환원로(310), 환원철 압축장치(320) 및 압축 환원철 저장조(330)를 포함한다. 여기서, 압축 환원철 저장조(330)는 생략할 수 있다.4, the molten iron manufacturing apparatus 100 includes a melter-gasifier 210, a fluidized bed reduction reactor 310, a reduced iron compactor 320, and a compacted iron storage tank 330. Here, the compressed reduced iron storage tank 330 may be omitted.

제조된 성형탄은 용융가스화로(210)에 장입된다. 여기서, 성형탄은 용융가스화로(210)에서 환원가스를 발생시키고 발생된 환원가스는 유동층형 환원로(310)에 공급된다. 분철광석은 유동층형 환원로(310)에 공급되고, 용융가스화로(210)로부터 유동층형 환원로(310)에 공급된 환원가스에 의해 유동되면서 환원철로 제조된다. 환원철은 환원철 압축장치(320)에 의해 압축된 후 압축 환원철 저장조(50)에 저장된다. 압축된 환원철은 압축 환원철 저장조(330)로부터 용융가스화로(210)에 공급되어 용융가스화로(210)에서 용융된다. 성형탄은 용융가스화로(210)에 장입되어 통기성을 가진 촤로 변하므로, 용융가스화로(210)의 하부에서 발생한 다량의 가스와 압축된 환원철이 용융가스화로(210)내의 석탄충전층을 좀더 쉽고 균일하게 통과하여 양질의 용철을 제조할 수 있다. 한편, 풍구(230)를 통해서 산소가 공급되어 성형탄을 연소시킨다.The produced briquettes are charged into the melter-gasifier (210). Here, the blast furnace generates a reducing gas in the melter-gasifier 210, and the generated reducing gas is supplied to the fluidized-bed reduction reactor 310. The minute iron ores are supplied to the fluidized-bed reduction reactor 310 and are made of reduced iron while flowing by the reducing gas supplied from the melter-gasifier 210 to the fluidized-bed reduction reactor 310. The reduced iron is compressed by the reduced iron compactor 320 and then stored in the compacted iron storage tank 50. The compressed reduced iron is supplied to the melter-gasifier (210) from the compressed-reduced iron reservoir (330) and melted in the melter-gasifier (210). A large amount of gas generated in the lower portion of the melter-gasifier 210 and the compressed reduced iron are more easily and uniformly distributed in the melter-gasifier 210, So that a good quality molten iron can be produced. On the other hand, oxygen is supplied through the tuyere 230 to burn the blast furnace.

이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. These experimental examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실험예Experimental Example

탄종별 파쇄성(HGI) 차이에 따른 파쇄후 입도분포변화 평가 실험Experiments on the change of particle size distribution after crushing according to the difference of crushability (HGI)

5mm 내지 20mm의 입도를 가진 A탄, B탄 및 C탄으로 된 석탄 시료를 준비하였다. A탄은 점결탄이었고, B탄은 고휘발분의 미점탄이었으며, C탄은 반무연탄이었다. 파쇄기를 이용하여 A탄, B탄 및 C탄 전량의 입도가 5mm 이하가 될 때까지 파쇄하였다. 그리고 A탄, B탄 및 C탄을 분급하여 입도 분포를 측정하였다. 측정된 입도 분포를 하기의 표 1에 나타낸다.A coal sample of A, B, and C, having a particle size of 5 mm to 20 mm, was prepared. A was coking coal, B was high volatile tin, and C was semi-anthracite. And crushed until the particle size of the total of the A-phase, B-phase and C-phase was less than 5 mm using a crusher. The particle size distribution was measured by classifying A, B and C. The measured particle size distribution is shown in Table 1 below.

Figure 112012107960381-pat00001
Figure 112012107960381-pat00001

표 1에 기재한 바와 같이, 각 석탄의 HGI에 있어서, A탄 및 C탄은 80~90이었고, B탄은 50~60이었다. HGI 값이 크면, 파쇄가 잘되는 것을 의미하고, HGI 값이 작으면 파쇄가 잘 안되는 것을 의미한다. 따라서 A탄 및 C탄은 B탄에 비해 파쇄가 잘 되는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, in the HGI of each coal, A and C were 80 to 90 and B was 50 to 60. If the HGI value is large, it means that the crushing is good, and if the HGI value is small, it means that the crushing is bad. Therefore, it can be seen that A and C are crushed more easily than B.

한편, HGI 차이에 따른 각 석탄의 입도 분포를 하기의 표 2에 나타낸다. 표 2에 기재한 바와 같이, 높은 HGI 값을 가지는 A탄 및 C탄은 낮은 HGI 값을 가지는 B탄에 비해 1~5mm의 조대 입도 비율이 상대적으로 낮았다. 반면에, A탄 및 C탄은 B탄에 비해 0.25mm 이하의 미립 입도 비율이 상대적으로 높았다. 따라서 A탄, B탄 및 C탄을 함께 혼합한 후 파쇄하는 경우, A탄 및 C탄은 과파쇄될 가능성이 많고, B탄은 미파쇄될 가능성이 많다. 따라서 A탄 및 C탄의 입도는 상대적으로 작아지는 반면에 B탄의 입도는 상대적으로 클 가능성이 높다. 전술한 바와 같이, 파쇄된 분탄의 입도 분포 특성이 균일하지 않은 경우, 최적의 입도 분포 특성을 구현할 수 없으므로, 성형탄의 냉간 품질 및 열간 품질이 저하된다. 또한, A탄 내지 C탄을 혼합한 후 파쇄하는 경우, 전체적인 입도의 제어가 어려웠다.Table 2 shows the particle size distribution of each coal according to the HGI difference. As shown in Table 2, the A and C carbons having a high HGI value had a relatively low coarse particle size ratio of 1 to 5 mm as compared with B having a low HGI value. On the other hand, the particle size ratios of particles A and C were 0.25 mm or less compared with those of particle B, respectively. Therefore, when A, B, and C are mixed together and crushed, A and C are likely to be crushed and B is likely to be crushed. Therefore, the particle size of A and C is relatively small while the particle size of B is relatively large. As described above, when the particle size distribution characteristics of the pulverized powder are not uniform, optimal particle size distribution characteristics can not be realized, so that the cold quality and the hot quality of the briquette are lowered. Further, in the case of crushing after mixing the A to C carbons, it is difficult to control the overall particle size.

Figure 112012107960381-pat00002
Figure 112012107960381-pat00002

입도분포에In the particle size distribution 따른  Following 냉간품질Cold quality  And 열간품질Hot quality 평가 실험 Evaluation experiment

A탄, B탄 및 C탄을 준비하였다. 각 탄종별로 석탄의 최대입도 상한치를 5mm, 3mm 및 1mm로 구분하였다. 각 석탄, 바인더 및 경화제를 적절한 비율로 혼합한 후 실온에서 롤프레스 성형기를 사용하여 가압해 직경 51mm, 폭 37mm 및 두께 24mm의 베게 형상의 성형탄을 제조하였다. 성형탄의 부피는 25cm3 이었으며, 하기의 수학식 1에 따라 성형탄의 압축 강도를 계산하였다.A, B, and C were prepared. The upper limit of maximum grain size of coal was classified into 5mm, 3mm and 1mm. Each coal, binder and curing agent was mixed in an appropriate ratio, and then pressed at room temperature using a roll press molding machine to produce pellet-shaped molded coal having a diameter of 51 mm, a width of 37 mm and a thickness of 24 mm. The volume of the briquette was 25 cm < 3 & gt ;, and the compressive strength of the briquette was calculated according to the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

압축강도(kgf) = 압축강도 측정기에 의한 압축강도 (10회 측정 평균치)Compressive strength (kgf) = compressive strength by compressive strength measuring instrument (average of 10 measurements)

표 3은 전술한 입도 분포에 따른 성형탄의 압축 강도를 나타낸다. 표 3에 기재한 바와 같이, 석탄 A 내지 석탄 C는 그 최대상한입도가 3mm인 경우, 가장 높은 압축강도를 나타내었다. 층상 구조의 석탄에 압력을 인가하는 경우 압력에 의한 균열이 발생하므로, 입도가 클수록 균일이 커져서 성형탄의 압축 강도가 저하된 것으로 추정되었다. Table 3 shows the compressive strength of the briquette according to the particle size distribution described above. As shown in Table 3, Coal A to Coal C showed the highest compressive strength when the maximum upper limit particle size was 3 mm. When the pressure is applied to the layered coal, cracks due to pressure are generated. Therefore, it is assumed that the larger the particle size, the larger the uniformity, and the compressive strength of the briquette is lowered.

Figure 112012107960381-pat00003
Figure 112012107960381-pat00003

한편, B탄의 HGI는 A탄 및 C탄의 HGI에 비해 낮아서 조대한 석탄의 비율이 높고, 조대한 석탄은 그 압축강도에 큰 영향을 미쳤다. 또한, 하기의 수학식 2로 계산한 B탄의 산술평균입도가 A탄의 산술평균입도에 비해 훨씬 컸다.On the other hand, HGI of B coal was lower than HGI of coal A and C, and the ratio of coarse coal was high, and coarse coal had a great influence on the compressive strength. In addition, the arithmetic average particle size of the B-particles calculated by the following formula (2) was much larger than the arithmetic average particle size of the A-shells.

[수학식 2]&Quot; (2) "

산술평균입도(mm) = (3-5mm 입도무게비율ㅧ4mm) + (1-3mm 입도무게비율×2mm) + (1mm 이하 입도무게비율×0.5mm)/100Average weight (mm) = (3-5mm particle weight ratio ㅧ 4mm) + (1-3mm particle weight ratio × 2mm) + (1mm or less particle weight ratio × 0.5mm) / 100

그리고 하기의 표 4에 기재한 바와 같이, B탄으로 제조된 성형탄의 비중이 A탄 및 C탄으로 제조된 성형탄의 비중보다 낮은 것으로 나타났다. 따라서 이로 인해 B탄의 압축강도도 낮게 나타났다. 전술한 점을 고려시 A탄 내지 C탄을 혼합하여 파쇄하는 경우, B탄의 파쇄 후 입도가 상대적으로 커지므로 성형탄의 압축강도가 저하된다. 따라서 A탄 내지 C탄을 별개로 분리해 파쇄한 후 함께 혼합해 성형탄을 제조하는 경우, 성형탄의 압축 강도가 향상될 수 있다는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 4 below, the specific gravity of the briquettes made of B is lower than the specific gravity of the briquettes made of A and C. Therefore, the compressive strength of B shot was also low. Considering the above points, when the A to C carbons are mixed and crushed, the compressive strength of the briquette decreases because the particle size after B crushing becomes relatively large. Therefore, it was found that when the A-to-C coal is separately separated and crushed, and then mixed together to produce the molded coal, the compression strength of the molded coal can be improved.

Figure 112012107960381-pat00004
Figure 112012107960381-pat00004

탄종별Type of coal 상한입도의High-grade 성형탄의Briquette 촤의 강도에 대한 영향 실험 Experiment of influence on strength

전술한 바와 같이 제조한 성형탄을 24시간 동안 완전히 건조하였다. 성형탄을 1000℃의 불활성 분위기의 원형 반응로에 넣고 10rpm으로 60분간 회전시켰다. 원형 반응로에서 나온 촤 중 그 입도가 10mm 이상인 촤를 I drum 강도기에 넣고 20rpm으로 30분 동안 600 회전시켰다. 그리고 하기의 수학식 3에 따라 10mm 이상의 조대한 촤의 비율을 촤 강도로 설정하였다.The briquettes prepared as described above were completely dried for 24 hours. The briquettes were placed in a round reaction furnace in an inert atmosphere at 1000 캜 and rotated at 10 rpm for 60 minutes. In a round reactor, a drum having a particle size of 10 mm or more was placed in an I drum drum and rotated at 600 rpm for 30 minutes at 20 rpm. Then, the ratio of the coarse grain of 10 mm or more was set as the grain strength according to the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

촤 강도(%) = ((I drum 강도 측정후의 10mm 이상 입도의 촤 무게(g)/(I drum 강도 측정전의 10mm 이상 입도의 촤 무게(g))×100촤 Strength (%) = ((I drum weight of 10 mm or more after measuring strength of drum (g) / (weight of drum of grain size of 10 mm or more before measuring drum strength) × 100

탄종별 상한입도차이에 따른 촤의 강도를 하기의 표 5에 나타낸다. 표 5에 기재한 바와 같이, 촤의 강도는 전술한 압축강도와는 달리 A탄과 B탄에서는 최대상한입도가 클수록 양호하게 나타났지만, C탄은 최대상한입도가 작을수록 양호하게 나타났다.Table 5 shows the strength of the steel according to the difference in the upper and lower grain sizes. As shown in Table 5, unlike the above-mentioned compressive strength, the strength of the cords was better in the case of the larger maximum upper limit particle size in the case of A and B, but the smaller the upper limit of the C size was, the better.

Figure 112012107960381-pat00005
Figure 112012107960381-pat00005

전술한 실험 결과, 성형탄의 냉간 품질을 나타내는 압축 강도와 성형탄의 열간 품질을 나타내는 촤 강도는 탄종별 및 입도별로 다른 특성을 나타내었다. 따라서 성형탄의 압축 강도와 촤 강도에서 모두 양호한 특성을 가지는 성형탄을 제조하기 위해서는 HGI 및 입자 형상 등 석탄 고유의 특성을 고려하여 다양한 품종의 석탄들을 분리시켜 파쇄하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 이를 뒷받침하기 위하여 하기와 같이 또다른 실험을 실시하였다.As a result of the above-mentioned experiment, the compression strength indicating the cold quality of the briquette and the bending strength indicating the hot quality of the briquette were different according to the type of coal and the grain size. Therefore, in order to produce briquette having good characteristics in both the compressive strength and the bending strength of the briquette, it is desirable to separate and crush the various types of coals in consideration of the characteristics inherent to coal such as HGI and particle shape. To support this, another experiment was conducted as follows.

공정 구분에 따른 실험Experiment according to process classification

실험예 1Experimental Example 1

석탄의 탄종별로 A탄, B탄 및 C탄을 각각 분리하여 파쇄한 후 건조해 성형탄을 제조하였다. 즉, A탄, B탄 및 C탄을 분리 파쇄하여 석탄의 입자 특성을 고려하였고, 파쇄된 A탄, B탄 및 C탄을 혼합 후 일괄 건조하여 성형탄을 제조하였다. A탄, B탄 및 C탄은 각각 40wt%, 30wt% 및 30wt%의 배합 비율로 상호 혼합되었다. 그리고 성형탄의 압축 강도와 촤 강도를 측정하였다.A, B, and C charcoal were separated from each coal ash, and then crushed, followed by drying to produce a molded coal. In other words, A, B, and C were separated and crushed to take into consideration the characteristics of coal, and crushed A, B, and C were mixed and then dried in a batch to produce a blast furnace. A, B, and C were mixed with each other at blending ratios of 40 wt%, 30 wt%, and 30 wt%, respectively. The compressive strength and tensile strength of the briquette were measured.

비교예 1Comparative Example 1

실험예 1에 사용한 석탄들과 동일한 석탄들을 함께 혼합 및 건조한 후 함께 파쇄하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.Coals identical to those used in Experimental Example 1 were mixed together, dried, and then crushed together. The remaining experimental procedure was the same as Experimental Example 1 described above.

표 6은 실험예 1과 비교예 1에 따라 제조한 성형탄들의 압축강도 및 촤강도의 측정 결과를 나타낸다. 표 6에 기재한 바와 같이, 실험예 1은 비교예 1에 비해 압축강도가 약 8.8% 증가하였고, 최강도는 약 5.4% 증가하였다. 따라서 비교예 1의 탄종별 일괄 파쇄 공정보다는 실험예 1의 탄종별 분리 파쇄 공정을 사용하는 경우, 성형탄의 냉간 품질 및 열간 품질을 모두 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.Table 6 shows the measurement results of the compressive strength and the tensile strength of the briquettes prepared according to Experimental Example 1 and Comparative Example 1. As shown in Table 6, the compressive strength of Experimental Example 1 was increased by about 8.8% and the maximum strength was increased by about 5.4% as compared with Comparative Example 1. Therefore, it was found that both the cold quality and the hot quality of the briquette can be improved by using the separation and crushing process of the coal type in Experimental Example 1, rather than the batch type crushing process of Comparative Example 1.

Figure 112012107960381-pat00006
Figure 112012107960381-pat00006

성형탄의Briquette 수분 편차 실험 Moisture Deviation Experiment

실험예 1 및 비교예 1의 성형탄의 제조시에 각각 사용한 혼합탄의 수분량을 20회 측정하여 그 표준편차를 구해 상호 비교하였다. 표 7에는 실험예 1 및 비교예 1의 혼합탄의 수분표준편차를 상호 비교하여 나타낸다.The moisture content of the mixed coals used in the production of the briquettes of Experimental Example 1 and Comparative Example 1 was measured 20 times and their standard deviations were calculated and compared. Table 7 shows the moisture standard deviations of the mixed coals of Experimental Example 1 and Comparative Example 1 in comparison with each other.

표 7에 기재한 바와 같이, 비교예 1에서는 수분표준편차가 0.43이었지만, 실험예 1에서는 0.30으로 이보다 낮게 나타났다. 이는 비교예 1에서의 공정처럼 석탄을 파쇄하기 전에 먼저 건조하는 경우, 건조기로 유입되는 석탄의 입도범위가 0~50mm로 넓어서 동일한 건조 조건에서도 입도차에 따라 건조 특성에 차이가 발생하기 때문이다. 그러나 실험예 1과 같이 석탄을 파쇄한 후 석탄을 건조하는 경우, 석탄의 입도범위가 0~5mm로 매우 작아지므로, 혼합탄의 수분 편차를 개선할 수 있다. 따라서 혼합탄에 함유된 수분량을 균일하게 조절하여 우수한 냉간 품질 및 열간 품질을 가진 성형탄을 제조할 수 있었다.As shown in Table 7, the moisture standard deviation was 0.43 in Comparative Example 1, but 0.30 in Experimental Example 1, which was lower than this. This is because, when the coal is first dried before the crushing of the coal as in the process of Comparative Example 1, the particle size of the coal introduced into the dryer is wide to 0 to 50 mm, and the drying characteristics are different according to the particle size difference under the same drying conditions. However, as in Experimental Example 1, when the coal is dried after the coal is crushed, the particle size of the coal becomes as small as 0 to 5 mm, so that the moisture deviation of the mixed carbon can be improved. Therefore, the amount of water contained in the mixed coal was uniformly controlled, and thus the molded coal having excellent cold quality and hot quality could be produced.

Figure 112012107960381-pat00007
Figure 112012107960381-pat00007

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims.

10. 석탄 저장조
20. 파쇄기
40. 바인더 저장조
50. 경화제 저장조
60. 믹서
70. 성형기
85. 파쇄기
90. 건조기
92. 혼합탄 저장조
94. 회수탄 저장조
100. 성형탄 제조 장치
200, 300. 용철제조장치
210. 용융가스화로
220. 충전층형 환원로
230. 풍구
310. 유동층형 환원로
320. 환원철 압축장치
330. 압축 환원철 저장조
805. 입도선별기
2101. 돔부
10. Coal Storage
20. Crusher
40. Binder storage tank
50. Hardener reservoir
60. Mixer
70. Molding machine
85. Crusher
90. Dryer
92. Mixed carbon storage tank
94. Recovery tank
100. Blow molding machine
200, 300. Molten iron manufacturing equipment
210. Melting-gasification furnace
220. Packed bed type reduction furnace
230. Tungus
310. A fluidized-bed reduction reactor
320. Reduction iron compression unit
330. Compressed-reduced iron storage tank
805. Particle size selector
2101. Dome

Claims (12)

환원철이 장입되는 용융가스화로, 및
상기 용융가스화로에 연결되고, 상기 환원철을 제공하는 환원로
를 포함하는 용철제조장치에서 상기 용융가스화로의 돔부에 장입되어 급속 가열되도록 적용된 성형탄의 제조 방법으로서,
복수의 탄종들의 석탄들을 제공하는 단계,
상기 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 저장하는 단계,
상기 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 파쇄하여 분탄을 제공하는 단계,
상기 분탄, 경화제 및 바인더를 혼합하여 혼합물을 제공하는 단계, 및
상기 혼합물을 성형하여 성형탄을 제공하는 단계
를 포함하는 성형탄의 제조 방법.
A melter-gasifier furnished with reduced iron, and
A reducing furnace connected to the melter-gasifier and providing the reduced iron;
Wherein the molten iron is charged into a dome portion of the melter-gasifying furnace to be rapidly heated,
Providing coal of a plurality of types of coal,
Storing each of the plurality of coal species individually,
Individually crushing the coal of the plurality of seeds to provide a pulverization,
Mixing the powder, the hardener and the binder to provide a mixture, and
Molding the mixture to provide a blast furnace
Wherein the method comprises the steps of:
제1항에 있어서,
상기 분탄을 함께 건조하는 단계를 더 포함하는 성형탄의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And drying the pulverized coal together.
제2항에 있어서,
상기 분탄의 수분표준편차는 0.3 이하인 성형탄의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the water standard deviation of the pulverized coal is 0.3 or less.
제1항에 있어서,
상기 복수의 탄종들의 석탄들을 제공하는 단계에서, 상기 복수의 탄종들의 석탄들 중 HGI(Hardgrove Grindability Index, 파쇄성)의 차가 10 이하인 탄종의 석탄들이 함께 혼합되어 제공되는 성형탄의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coal of the plurality of types of seeds is mixed with coal of the seeds having a difference of HGI (Hard Grove Grindability Index) of 10 or less among the coal of the plurality of seeds.
제4항에 있어서,
상기 복수의 탄종들의 석탄들 중 HGI 지수의 차가 5 이하인 성형탄의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the difference of the HGI index among the coal of the plurality of seed burdens is 5 or less.
제1항에 있어서,
상기 혼합물을 제공하는 단계는,
상기 분탄을 균일하게 혼합하는 단계, 및
상기 균일하게 혼합된 분탄에 바인더 및 경화제를 제공하여 함께 혼합하는 단계
를 포함하는 성형탄의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein providing the mixture comprises:
Uniformly mixing the pulverized coal, and
Providing the binder and the curing agent to the homogeneously mixed powder and mixing them together
Wherein the method comprises the steps of:
제1항에 있어서,
상기 분탄을 제공하는 단계에서, 상기 분탄의 입도는 0보다 크고 5mm 이하인 성형탄의 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step of providing the pulverized coal, the particle size of the pulverized coal is larger than 0 and not larger than 5 mm.
제7항에 있어서,
상기 분탄의 입도는 1mm 내지 3mm인 성형탄의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
And the particle size of the pulverized coal is 1 mm to 3 mm.
제1항에 있어서,
상기 분탄을 제공하는 단계에서, 상기 복수의 탄종들의 석탄들은 제1 석탄 및 제2 석탄을 포함하고, 상기 제1 석탄의 파쇄 시간은 상기 제2 석탄의 파쇄 시간과 상이한 성형탄의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coal of the plurality of types of coal includes a first coal and a second coal, and the crushing time of the first coal is different from the crushing time of the second coal.
제9항에 있어서,
상기 제1 석탄의 파쇄 시간은 상기 제2 석탄의 파쇄 시간보다 길고, 상기 제1 석탄의 점결성은 상기 제2 석탄의 점결성보다 낮은 성형탄의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the crushing time of the first coal is longer than the crushing time of the second coal and the cohesion of the first coal is lower than the cohesion of the second coal.
복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 저장하는 복수의 석탄 저장조들,
상기 복수의 석탄 저장조들 각각에 연결되어 상기 복수의 탄종들의 석탄들을 각각 개별적으로 파쇄하여 각각 개별적으로 분탄을 제공하는 복수의 파쇄기들,
바인더가 저장된 바인더 저장조,
경화제가 저장된 경화제 저장조,
상기 복수의 파쇄기들 각각으로부터 각각 개별적으로 제공된 분탄, 상기 바인더 저장조로부터 제공된 바인더, 그리고 상기 경화제 저장조로부터 제공된 경화제를 상호 혼합하여 혼합물을 제공하는 믹서, 및
상기 믹서로부터 상기 혼합물을 제공받아 상기 혼합물을 성형하는 성형기
를 포함하는 성형탄 제조 장치.
A plurality of coal reservoirs for individually storing coal of a plurality of types of coal,
A plurality of shredders connected to each of the plurality of coal storage tanks, each shredding coal of the plurality of seedlings individually to provide pulverized coal,
A binder storage tank in which the binder is stored,
A curing agent storage tank in which a curing agent is stored,
A mixer for providing a mixture by mixing the coal powder separately provided from each of the plurality of crushers, the binder provided from the binder reservoir, and the hardener provided from the hardener reservoir, and
And a molding machine for molding the mixture by receiving the mixture from the mixer
And a molding machine.
제11항에 있어서,
상기 복수의 파쇄기들과 직접 연결되어 상기 분탄을 함께 건조시키는 건조기를 더 포함하는 성형탄 제조 장치.
12. The method of claim 11,
And a dryer connected directly to the plurality of crushers to dry the pulverized coal together.
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