KR101463330B1 - 제강 부산물을 이용한 성형 코크스 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제강 부산물을 원료로 이용하여 성형 코크스를 제조함에 있어서, 성형 코크스의 강도를 향상시키고, 성형 코크스 제조원가를 절감시킬 수 있는 제강 부산물을 이용한 성형 코크스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 성형 코크스 제조방법은 제강 부산물을 이용하여 성형 코크스를 제조하는 방법으로서, 코크스 침전지 슬러지를 포함하는 혼합원료에 래들슬래그와 석고를 첨가하여 상기 혼합원료의 함수분을 저감시키고, 상기 혼합원료에 상기 래들슬래그 과 석고가 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 전처리 단계; 상기 제1 혼합물에 바인더를 혼합하여 제2 혼합물을 준비하는 믹싱 단계; 및 상기 제2 혼합물을 성형하여 성형 코크스를 제조하는 성형 단계;로 이루어진다.

Description

제강 부산물을 이용한 성형 코크스 및 그 제조방법 {BRIQUETTE USING BY-PRODUCTS FROM STEEL MANUFACTURE PROCESS AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 철강 제조공정 중 발생되는 더스트, 산화철, 코크스 침전지 슬러지 등의 부산물을 이용한 성형 코크스 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제강 부산물을 원료로 이용하여 성형 코크스를 제조함에 있어서, 성형 코크스의 강도를 향상시키고, 성형 코크스 제조원가를 절감시킬 수 있는 제강 부산물을 이용한 성형 코크스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 제철소에서는 대량의 유연탄을 고온에서 건류하여 괴(塊)코크스를 제조한다. 그리고 이렇게 제조된 코크스는 전처리된 철광석(소결광)과 함께 고로에 장입되어, 철광석을 환원시켜 선철을 제조하는 주원료로 사용된다. 즉 상기 코크스는 철광석을 환원시키는 역할뿐만 아니라, 고로 내의 열원공급, 통기성 유지라는 중요한 역할을 하는 것이다.
상기 유연탄을 건류하여 생산된 괴코크스를 냉각하는 과정에서 습식 처리시에는 침전지에서 코크스 침전지 슬러지로, 건식으로 냉각시에는 집진기 등에서 코크스 더스트로서 코크스 부산물이 발생하게 된다.
이때, 발생되는 제강 부산물인 코크스 더스트와 코크스 침전지 슬러지는 코크스와 동일한 조성임에도 불구하고 그 크기가 0.1mm 이하의 미세한 입자이기 때문에, 제철소 내의 타 공정에 활용하기 어려워 원거리의 시멘트 공장의 열원제 및 전기로 공장의 가탄제 등으로 저가로 판매되고 있다.
한편, 스테인레스스틸(STS) 전기로 공정에서 용선의 열원 보정용 부원료로 괴분 코크스와 성형 코크스를 사용하고 있으며, 괴분 코크스의 경우 압축강도는 일정수준 이상으로 분진 발생이 적지만, 고원가이며, 성형 코크스의 경우 대부분 외국기업으로부터 전량 수입에 의존하여 사용하고 있어 생산 비용 상승의 원인이 되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래 코크스 더스트와 코크스 침전지 슬러지와 같은 제강 부산물을 주원료로 성형 코크스를 생산하고 있으나, 생산성이 낮고 적정 바인더를 사용하지 않는 경우 고비용이 소요되며, 요구되는 수준의 압축강도를 발현시키는 것이 어려운 실정이다.
또한, 상기 제강 부산물 중 전기로 더스트의 경우 free-CaO 함량이 높으므로 먼저 물과 반응시켜 수화반응을 거쳐야 성형 코크스가 붕괴되지 않는 반면, 슬러지, 산화철 및 스케일 등은 함수분이 높아 함수분을 저감시키는 원료의 전처리 과정이 필요하다.
이때, 함수분을 저감시키는 방법으로는, 함수분이 적은 더스트와 함수분이 높은 부산물(슬러지, 산화철 및 스케일 등)을 혼합 숙성시키는 방법이 행해지고 있으며, 혼합원료의 함수분을 저감시키기 위하여 추가적으로 건조기를 통과시켜 성형 코크스를 제조하는 기술이 행해지고 있다. 이때, 건조기의 연로는 LNG 가스, 정제유 등을 사용하여 혼합원료의 함수분을 저감시키고 있으나, 성형 코크스 생산에 고비용이 소모되는 문제점을 가지고 있었다.
다른 방법으로는 전기로 더스트를 수화기(Hydrator)에 통과시켜 더스트의 수화반응을 단축시키는 방법이 사용되고 있다.
그리고, 상기와 같이 함수분을 저감하도록 전처리된 제강 부산물에 시멘트(1종 포틀랜트 시멘트), 전분 등의 바인더를 혼합하여 성형 코크스를 제조하는 방법이 사용되고 있다.
이때, 성형 코크스의 원료로 사용되는 코크스 더스트의 경우 입자가 미세하여 임가공 제조공정 중 미분이 발생되고, 적절한 바인더를 사용하지 않은 경우 성형 코크스 외관 결함이 발생되는 등 문제점이 있었다.
또한, 이러한 제강 부산물을 전처리하는 방법들은 원료의 전처리 과정이 복잡하며, 성형 코크스 제조시 시멘트, 전분 등의 바인더를 과도하게 사용하는 문제점이 있었다. 바인더로 사용 중인 시멘트의 경우 원료와 수화반응이 느려 함수분을 저감시키기 위해 장시간이 소요되기 때문에 당밀을 혼합하여 사용시 성형 코크스의 경화작용을 느리게 하며, 초기 강도가 낮아지는 문제점이 있었으며, 이는 성형 코크스의 생산성을 저하시키며, 성형 코크스 용해시 통기성 확보가 어렵기 때문에 2차 더스트를 발생시키는 문제점이 있었다.
종래 STS 제강부산물의 원료를 이용하여 단광을 제조하는데 있어서 래들슬래그를 바인더에 함유하여 단광의 강도를 향상시킴은 물론 전체공정을 경제적이고 단순화 시킬 수 있는 스테인레스스틸 제강부산물을 이용한 단광 및 그 제조방법에 대해서는 "스테인레스스틸 제강부산물을 이용한 단광 및 그 제조방법 (등록특허 10-0799426)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다. 하지만, 특허문헌 1에 제시된 제조방법은 성형 코크스의 수분저감은 및 경화속도를 증가시키고, 성형 코크스의 초기 강도 및 장기 강도를 향상시켰으나, 요구되는 성형 코크스의 압축강도를 만족시키지 못하였으며, 성형 코크스의 함수분이 높아 요구되는 성형 코크스의 품질을 만족시키지 못하였다.
등록특허 10-0799426 (2008. 01. 23.)
본 발명은 제강 부산물을 이용하여 성형 코크스 제조시, 혼합원료의 함수분이 높더라도 건조공정을 거치지 않으면서, 성형 코크스의 초기 강도, 장기 강도 및 생산성을 향상시킬 수 있는 성형 코크스 제조방법 및 이를 이용한 성형 코크스를 제공한다.
또한, 성형 코크스의 초기 강도 및 장기 강도를 향상시켜 미분 발생량을 최소화하는 성형 코크스 제조방법 및 이를 이용한 성형 코크스를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 성형 코크스 제조방법은 제강 부산물을 이용하여 성형 코크스를 제조하는 방법으로서, 코크스 침전지 슬러지를 포함하는 혼합원료에 래들슬래그와 석고를 첨가하여 상기 혼합원료의 함수분을 저감시키고, 상기 혼합원료에 상기 래들슬래그와 석고가 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 전처리 단계; 상기 제1 혼합물에 바인더를 혼합하여 제2 혼합물을 준비하는 믹싱 단계; 및 상기 제2 혼합물을 성형하여 성형 코크스를 제조하는 성형 단계;로 이루어진다.
상기 전처리 단계에서, 상기 래들슬래그와 석고의 혼합량은 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 래들슬래그 1~6중량부, 석고 4중량부 이하(0중량부 제외)인 것을 특징으로 한다.
상기 전처리 단계는, 래들슬래그를 준비하는 과정을 포함하고, 상기 래들슬래그를 준비하는 과정은 상기 래들슬래그를 용융상태에서 500℃까지는 수냉하고, 수화반응을 중단시키도록 500℃부터는 공랭을 통하여 냉각시키며, 냉각된 상기 래들슬래그의 분말도가 900㎠/g 이상이 되도록 분쇄하는 것을 특징으로 한다.
상기 전처리 단계에서, 상기 석고는 상기 래들슬래그와 반응하여 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(에트린자이트)를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 전처리 단계에서, 상기 석고와 상기 래들슬래그의 배합 중량비는 1:2 ~ 1:4인 것을 특징으로 한다.
상기 믹싱 단계에서, 상기 바인더는 상기 혼합원료 100중량부에 대하여, 액상당밀 4~8중량부, 소석회 1~5중량부를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 제강 부산물을 이용한 성형 코크스는, 제강 부산물인 코크스 침전지 슬러지를 혼합원료로 사용하는 성형 코크스로서, 상기 코크스 침전지 슬러리를 포함하는 혼합원료 100중량부에 대하여 래들슬래그 1~6중량부, 석고 4중량부(0중량부 제외), 액상당밀 4~8중량부, 소석회 1~5중량부를 첨가하여 조성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 혼합원료에 고화재를 첨가하여 건조기 및 수화기 등을 이용하지 않고, 혼합원료의 함수분을 저감시켜 혼합원료의 전처리를 간소화하고, 생산 원가를 절감하는 효과가 있다.
또한, 래들슬래그와 석고를 첨가하여 혼합원료의 수분저감 및 경화 속도를 증가시켜 생산성을 향상시키고, 성형 코크스의 초기 강도 및 장기 강도를 향상시키고, 2차 더스트의 발생량을 감소시켜주는 효과가 있다.
또한, 종래 바인더로 사용되고 있는 고가의 전분을 소석회로 대체함으로써, 생산 원가를 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제강 부산물을 이용하여 성형 코크스를 제조하는 과정을 보여주는 공정도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제강 부산물을 이용하여 성형 코크스를 제조하는 과정을 보여주는 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 제강 부산물을 이용한 성형 코크스 제조방법은 비중이 0.7이하로 낮으며, 함수율은 30% 수준으로 높아 단독으로 사용할 수 없는 코크스 침전지 슬러지를 주원료로 하는 혼합원료에 고화재를 첨가하여 함수분을 저감시켜 제1 혼합물을 준비하는 전처리 단계와 상기 제1 혼합물에 바인더를 혼합하여 제2 혼합물을 준비하는 믹싱 단계 및 상기 제2 혼합물을 별도로 구비되는 성형체 제조기를 이용하여, 상기 제2 혼합물을 성형 코크스로 성형하는 성형단계로 이루어진다.
본 발명에서 상기 혼합원료의 주원료로 사용된 상기 코크스 침전지 슬러지의 화학성분은 [표 1]과 같다.
(단위:중량%)
성분 F.C Ash S VM 함수율 비중
코크스 침전지 슬러지 84.3~86.0 13.4~18.0 0.67~0.70 1.8~2.0 25.0~30.0 0.60~0.70
[F.C(Fixed Carbon) : 고정탄소, Ash : 회분, VM : 휘발분]
상기 전처리 단계는, 상기 코크스 침전지 슬러지를 주원료로 하는 상기 혼합원료에 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 고화재로 래들슬래그 1~6중량부, 석고 4중량부(0중량부 제외)를 사용하여, 상기 혼합원료의 함수분을 저감시킨다.
상기 고화재로 사용되는 상기 래들슬래그는 제강공정 중 2차 정련시 용강을 보온하고 강중의 불순물을 흡착시킬 목적으로 플럭스를 사용하는 경우, 용강 상부에 생성되는 것으로서, 상기 래들슬래그는 냉각 중 수화팽창 붕괴하여 일부가 분말화 되는 특징이 있다.
이에, 상기 래들슬래그를 냉각함에 있어서, 용융상태의 상기 래들슬래그를 500℃까지는 물을 이용하여 급랭하고, 500℃부터는 공랭을 통하여 상기 래들슬래그의 수화반응을 중단시킨 래들슬래그를 분말도가 900㎠/g 이상이 되도록 분급 또는 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 상기 래들슬래그의 분말도가 900㎠/g보다 낮은 경우 속경성을 발휘하는 특성이 약하기 때문에 상기 혼합원료의 함수분을 빠르게 감소시킬 수 없기 때문이다.
본 발명에서 사용한 래들슬래그의 화학성분은 [표 2]와 같다.
(단위:중량%)
T-Fe CaO Al2O3 SiO2 MgO MnO S
1~3 43~47 22~30 8~12 4~7 0.6~1.0 0.1~0.3
본 발명에서 사용한 래들슬래그의 결정상 구성 및 평균입경은 [표 3]과 같다.
결정상 구성 평균입경
12CaO·Al2O3 (40~60%)
2CaO·SiO2 (30~50%)
기타 (10% 이하)		 20~22㎛
[표 3]와 같이, 상기 래들슬래그는 주결정상으로 12CaO·7Al2O3, 2CaO·SiO2 등으로 구성되어 있으며, 상기 래들슬래그 분말은 초속경성을 나타낸다. 따라서, 상기 전처리 단계에서 고화재로 사용되어 함수분이 높은 코크스 침전지 슬러지의 함수분을 빠르게 저감시킨다.
이때, 상기 래들슬래그는 상기 혼합원료의 함수분을 저감시키기 위하여 상기 전처리 단계에서 첨가하는 고화재로서, 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 상기 혼합원료가 1중량부 미만으로 첨가되면 점결성이 저하되어 상기 혼합원료의 함수분 저감이 어려워 성형 코크스의 강도 발현이 어렵고, 6중량부를 초과하여 첨가되면, 함수분 저감효과가 너무 크기 때문에 성형 코크스의 성형이 어렵고 성형 코크스의 불량을 유발하는 문제점이 있다.
상기 래들슬래그와 혼합되어 고화재로 사용되는 상기 석고는 무수석고(CaSO4)를 사용하며, 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 4중량부 이하(0중량부 제외)로 첨가한다.
이에, 상기 래들슬래그에 포함된 12CaO·7Al2O3 , 2CaO·SiO2는 상기 석고(CaSO4) 및 슬러지에 포함되어있는 H2O와 결합되어 중간 생성물로 12CaO·Al2O3 , 2CaO·SiO2 , CaSO4·2H2O를 생성하고, 최종 생성물로 최종 생성물로 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(에트린자이트,Ettringite), Ca6(Al, Fe)2(SO4)3(OH)12·26H2O, CaSO4·2H2O 및 C-S-H gel 을 생성한다.
이때, 상기 석고와 상기 래들슬래그의 배합 중량비는 1:2~1:4인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 석고와 상기 래들슬래그의 배합 중량비가 1:4인 경우, 상기 에트린자이트가 형성되지만, 상기 석고가 상기 코크스 침전지 슬러지에 포함된 H2O와 결합되어 CaSO4·2H2O가 되는 것과 12CaO·7Al2O3가 CaSO4·2H2O와 결합되어 에트린자이트가 생성되는 속도를 고려하면, 상기 석고와 상기 래들슬래그의 배합 중량비는 1:2로 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 중간 생성물은 고온의 발열과정과 속경성을 발휘하여 상기 혼합원료의 함수분을 빠르게 저감시키며, 제강 부산물이 서로 결합되어 거대 입자를 생성하므로, 상기 혼합원료의 비표면적이 감소되어 고화재의 사용량이 저감되는 효과가 있다.
또한, 상기 래들슬래그와 상기 석고의 반응에 의하여 수분저감은 물론 경화속도가 빨라지게 되어, 상기 성형 단계에서 제조되는 성형 코크스의 초기 강도가 및 장기 강도가 증가되며, 상기 믹싱 단계에서 상기 제1 혼합물에 첨가되는 바인더의 결합력을 높여 성형 코크스의 압축강도를 향상시킨다.
상기 석고는 상기 래들슬래그와 결합되어 초속경성을 발현하도록 상기 전처리 단계에서 첨가되는 고가(高價)의 고화재로서, 상기 석고를 첨가하지 않는 경우 상기 혼합원료의 함수분 저감이 어려워지며, 상기 래들슬래그를 과도하게 투입하여 성형 코크스의 주성분인 고정탄소(F.C)함량을 저하시켜 성형 코크스의 품질이 저하되고, 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 4중량부를 초과하여 첨가하는 경우, 성형 코크스의 생산 원가가 증가되는 문제점이 있다.
상기 믹싱 단계는 상기 제1 혼합물에 성형 코크스의 결합력을 높이기 위하여 액상당밀과 소석회로 이루어진 상기 바인더를 혼합하여 상기 제2 혼합물을 준비한다.
이때, 상기 바인더는 액상당밀과 소석회를 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 액상당밀은 유기질 바인더로 고온에서 증발된다. 따라서, 무기질 바인더(시멘트, 벤토나이트)에 비하여 슬러지 발생량이 감소되기 때문이다.
또한, 액상당밀은 초기강도를 향상시키고, 상기 소석회(Ca(OH)2)의 결합은 CaO의 함량에 따라 성형 코크스의 압축강도 경시효과를 향상시키기 때문이다.
이때, 상기 제1 혼합물에 상기 혼합원료 100중량부에 대하여, 상기 액상당밀은 4~8중량부를 첨가하여 혼합하는 것이 바람직하다.
그 이유는, 상기 액상당밀은 상기 믹싱 단계에서 상기 제1 혼합물에 첨가되는 바인더로서, 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 상기 액상당밀을 4중량부 미만으로 첨가하는 경우, 성형 코크스의 초기강도가 기준치에 미치지 못하고 성형 코크스 사용시 슬러지 발생량이 증가되며, 8중량부를 초과하여 첨가하는 경우 상기 제2 혼합물의 점도가 높아져 상기 성형 단계에서 상기 성형 코크스를 상기 성형 제조기로부터 탈형이 어려워지기 때문이다.
또한, 상기 소석회는 상기 혼합원료 100중량부에 대하여, 1~5중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 상기 소석회는 상기 믹싱 단계에서 상기 제1 혼합물에 첨가되는 바인더로서, 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 상기 소석회를 1중량부 미만으로 첨가하는 경우 상기 전처리 단계에서 첨가되는 상기 래들슬래그와의 반응에 의한 경화속도가 증진되지 않아 생산성이 저하되며, 5중량부를 초과하여 첨가하는 경우 함수분 저감효과가 너무 크기 때문에 성형 코크스를 성형하기 어려워지기 때문이다.
상기 성형 단계에서 상기 제2 혼합물을 상기 성형체 제조기를 이용하여 성형 및 양생함으로써, 제강 부산물을 이용하여 성형 코크스를 제조한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 더욱 잘 이해할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예에 따른 성형 코크스에 대한 물성 평가는 [표 4]와 같다.
이때, 본 발명의 여러 실시예에 따른 성형 코크스의 물성 향상 정도를 평가하기 위하여 여러 실시예 및 비교예의 원료 배합비를 [표 4]와 같이 설정하고, 제조 후 3일차 및 7일차 성형 코크스를 기준으로 압축강도를 측정하였으며, 또한, 제조 후 7일차 성형 코크스를 기준으로 함수율을 측정하였다.
측정방법은 성형완료 후 7일차 성형코크스에 대하여, 함수분 측정은 드라이 오븐에서 130~160℃에서 45분간 건조한 시료의 함수분을 측정하였다.
또한, 성형완료 후 3일차 및 7일차 성형코크스에 대하여, 압축강도 경시효과를 측정하기 위하여 제조된 성형 코크스 10kg을 직경 1.0m, 넓이 0.5m의 드럼회전 시험기를 이용하여 200회전/500초 회전시킨 후 6.7mm 체분리를 실시하고 6.7mm 이상의 분율을 마모강도를 측정하였다.


구분		 배합비 성형 코크스

고화재

혼합원료
바인더		 압축강도
(kgf/㎠)		 함수율
(wt%)
래들
슬래그		 석고 액상 당밀
전분
소석회
3일
7일
7일
비교예1 - - 100 10 2.5 - 62.3 70.2 5.37
비교예2 6 4 100 10 3 - 63.6 83.1 5.17
비교예3 5 - 100 10 - 5 69.7 72.1 5.24
실시예1 4 2 100 8 - 3 82.4 121.0 2.24
실시예2 4 2 100 8 - 4 77.3 98.7 3.47
실시예3 4 3 100 8 - 4 89.1 118.0 3.56
[표 4]에서 보는 바와 같이, 비교예 1은 기존의 코크스 침전지 슬러지를 이용한 성형 코크스 제조시 혼합원료와 바인더의 배합비에 따라 실시한 것으로, 7일차 압축강도가 낮고 함수분이 높아 바람직하지 않다. 특히, 압축강도가 약하여 성형 코크스 제품을 취급시 깨어져 미분 발생량이 과다하게 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 래들슬래그와 석고를 이용하여 전처리를 실시한 비교예 2는 비교예 1에 비하여 7일차 압축강도가 소폭 상승한 결과를 얻었으나 요구되는 압축강도를 충족시키지 못하였으며, 함수분은 거의 변화되지 않았다. 이는 전처리에서 사용된 래들슬래그의 함량이 너무 높고, 액상당밀의 함량이 높아 래들슬래그와 액상당밀이 속경성을 발휘하더라도 함수분 감소 및 단광의 강도에 미치는 정도가 약하기 때문에 최종 제품인 성형 코크스의 물성이 좋지 않은 것으로 판단된다.
비교예 3은 석고를 첨가하지 않고 래들슬래그를 첨가하여 전처리 하고 액상당밀과 소석회를 바인더로 첨가하여 성형 코크스를 제조한 것으로, 7일차 함수분 감소 및 3일차 및 7일차 압축강도는 비교예 1 내지 비교예 2에 비하여 거의 변화가 없었다.
따라서, 석고를 첨가하지 않고 래들슬래그만으로 전처리하고, 액상당밀과 소석회를 과량으로 사용하는 경우, 함수분의 저감 효과가 낮아 성형 코크스의 경화에 영향을 주지 못함을 알 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 3은 혼합원료에 래들슬래그와 석고를 첨가하여 전처리를 실시하고 바인더로 당밀과 소석회를 첨가하여 성형 코크스를 제조한 것으로, [ 표 4]에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 대하여 평균 압축강도 및 함수율은 각각 다음과 같다.
실시예 1 내지 실시예 3의 3일차 평균 압축강도는 82.9(㎏f/㎠)이고, 7일차 평균 압축강도는 112.6(㎏f/㎠)이며, 7일차 함수율 평균은 3.09(wt%)로 나타났다.
실시예 1 내지 실시예 3에 대하여 평균 압축강도 및 함수율을 비교예 1 내지 3과 비교하였다.
실시예 1 내지 실시예 3의 평균 압축강도 및 함수율은 비교예에 비하여 3일차 압축강도는 약 30% 증가하였고, 7일차 압축강도는 약 50% 증가하였으며, 함수율은 약 40% 저감되었다.
이에, 본 발명에 따른 여러 실시예는 비교예 1 내지 비교예 3에 비하여 성형 코크스의 3일차 압축강도와 7일차 압축강도가 크게 향상되었으며, 함수율의 저감 효과도 크게 향상되었음을 알 수 있다.
이는, 래들슬래그 분말과 석고가 속경성을 발휘하여 상기 혼합원료 중의 함수분을 빠르게 저감시키고, 래들슬래그의 속경성이 CaO의 용해도를 증가시켜 소석회와의 반응을 촉진시키는 작용을 하여 생산되는 성형 코크스의 경화 속도를 증진시켰기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 제강 부산물을 이용하여 성형 코크스를 제조하는 방법으로서,
    코크스 침전지 슬러지를 포함하는 혼합원료에 래들슬래그와 석고를 첨가하여 상기 혼합원료의 함수분을 저감시키고, 상기 혼합원료에 상기 래들슬래그와 석고가 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 전처리 단계;
    상기 제1 혼합물에 바인더를 혼합하여 제2 혼합물을 준비하는 믹싱 단계; 및
    상기 제2 혼합물을 성형하여 성형 코크스를 제조하는 성형 단계;로 이루어지는 제강 부산물을 이용한 성형 코크스 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전처리 단계에서,
    상기 래들슬래그와 석고의 혼합량은 상기 혼합원료 100중량부에 대하여 래들슬래그 1~6중량부, 석고 4중량부 이하(0중량부 제외)인 것을 특징으로 하는 제강 부산물을 이용한 성형 코크스 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전처리 단계는,
    래들슬래그를 준비하는 과정을 포함하고,
    상기 래들슬래그를 준비하는 과정은 상기 래들슬래그를 용융상태에서 500℃까지는 수냉하고, 수화반응을 중단시키도록 500℃부터는 공랭을 통하여 냉각시키며, 냉각된 상기 래들슬래그의 분말도가 900㎠/g 이상이 되도록 분쇄하는 것을 특징으로 하는 성형 코크스 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전처리 단계에서,
    상기 석고는 상기 래들슬래그와 반응하여 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(에트린자이트)를 생성하는 것을 특징으로 하는 성형 코크스 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전처리 단계에서,
    상기 석고와 상기 래들슬래그의 배합 중량비는 1:2 ~ 1:4인 것을 특징으로 하는 성형 코크스 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 믹싱 단계에서,
    상기 바인더는 상기 혼합원료 100중량부에 대하여, 액상당밀 4~8중량부, 소석회 1~5중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 성형 코크스 제조방법.
  7. 제강 부산물인 코크스 침전지 슬러지를 혼합원료로 사용하는 성형 코크스로서,
    상기 코크스 침전지 슬러리를 포함하는 혼합원료 100중량부에 대하여 래들슬래그 1~6중량부, 석고 4중량부(0중량부 제외), 액상당밀 4~8중량부, 소석회 1~5중량부를 첨가하여 조성되는 제강 부산물을 이용한 성형 코크스.
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