KR101742079B1 - Mixture for manufacturing cokes and the method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 코크스 제조용 혼합물 및 이를 이용한 코크스 제조 방법은, 중량%로 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 철 및 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 알칼리금속 산화물을 함유하는 회분을 포함하는 원료탄을 마련하는 과정과, 원료탄과 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 과정 및 혼합물을 코크스 오븐에 장입하여 건류시켜 코크스를 제조하는 과정을 포함함으로써 코크스의 강도를 용이하게 향상시킬 수 있다. The mixture for coke production according to the embodiment of the present invention and the method for producing coke using the same according to the present invention are characterized by containing ash by weight of less than 0.35% by weight of iron and less than 0% by weight of less than 0.35% by weight of alkali metal oxide A process of preparing a mixture by mixing raw charcoal and an additive, and a process of charging the mixture into a coke oven to produce a coke to produce a coke, so that the strength of the coke can be easily improved.
Description
본 발명은 코크스 제조용 혼합물 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코크스의 강도를 향상시킬 수 있는 코크스 제조용 혼합물 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coke-making mixture and a coke-making method using the same, and more particularly, to a coke-making mixture capable of improving the strength of coke and a coke making method using the same.
일반적으로 제철공장의 고로(高爐) 조업 시 사용되는 코크스(coke)는 사전에 여러 단계의 처리과정을 거치게 된다. 예컨대 코크스는 코크스 오븐(coke oven)의 탄화실에 대량(약 32톤 정도)의 원료탄(석탄)을 장입하여, 대략 1200℃ 이상의 온도에서 18시간 정도 가열한 후, 압출하여 별도의 소화설비에서 냉각시키는 과정을 통해 생산된다. Generally, the coke used in the operation of a blast furnace of a steel mill is subjected to various steps in advance. For example, coke is charged into a carbonization chamber of a coke oven in a large amount (about 32 tons) of cokes, heated at a temperature of about 1200 ° C or higher for about 18 hours, extruded and cooled in a separate fire extinguishing facility The process of production.
한편, 최근에는 Green house gas(GHG)인 CO2를 저감하려는 노력에 발맞추어, 철강업계에서도 역시 CO2 배출량을 저감하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 그 중 하나가 반응성이 향상된 고반응성 코크스를 이용하여 고로에 사용되는 에너지원인 고로 환원제의 비율을 줄이는 것이다. In recent years, in line with efforts to reduce CO 2 , which is a green house gas (GHG), the steel industry is also making efforts to reduce CO 2 emissions. One of them is to reduce the ratio of the reducing agent to the energy source used in the blast furnace by using highly reactive coke with improved reactivity.
고반응성 코크스는 고로 내 낮은 온도 영역에서 일산화탄소(CO)를 발생시키는 가스화 반응이 촉진되어 열보존대의 온도를 저하시켜 실제 가스농도와 환원 평형 가스 농도 차이에 의해 표현되는 환원에 필요한 구동력을 증가시켜 반응효율을 증대시키는 동시에 환원제의 비율을 저하시키는 효과를 가져온다고 보고되고 있다.The highly reactive coke accelerates the gasification reaction that generates carbon monoxide (CO) in the low temperature region of the blast furnace to lower the temperature of the heat storage zone, thereby increasing the driving force required for reduction represented by the difference between the actual gas concentration and the reduction equilibrium gas concentration It has been reported that the efficiency is increased and the ratio of the reducing agent is decreased.
고반응성 코크스의 가스화 반응성은 고반응성 코크스의 제조 시 첨가되는 촉진제에 의해 향상될 수 있으며, 이에 가스화반응 촉진제로 사용될 수 있는 알칼리, 철 계열 등의 촉진제들이 연구되고 있다. The gasification reactivity of the highly reactive coke can be improved by the promoter added in the preparation of the highly reactive coke, and accelerators such as alkali and iron series which can be used as the gasification reaction accelerator have been studied.
고반응성 코크스는 코크스 오븐에서 제조된 코크스에 액체 촉진제를 분무하여 제조하거나 촉진제 용액에 코크스를 침지시켜 코팅막을 만드는 사후 촉진제 첨가 방법과, 코크스 제조용 원료탄 배합 시 촉진제(알칼리 산화물, 함철 산화물)를 첨가하여 코크스 오븐에서 제조하는 사전 촉진제 첨가 방법에 의해 제조될 수 있다. 그러나 이와 같이 촉진제를 이용하여 코크스의 반응성을 향상시키는 경우, 코크스 매트릭스 내에서 촉진제가 위치하여 촉진제 활성이 영향을 미치는 영역에서 국부적으로 코크스 분화가 촉진되기 때문에 코크스의 강도가 저하되는 문제점이 있다. A highly reactive coke is prepared by spraying a liquid promoter to coke produced in a coke oven or by adding a post-promoter to make a coating film by immersing the coke in a promoter solution and by adding a promoter (alkali oxide, iron oxide) to the coke oven Can be prepared by a pre-accelerator addition method produced in a coke oven. However, when the reactivity of the coke is improved by using the accelerator as described above, the strength of the coke is lowered because locally promoted coke differentiation occurs in a region where the promoter is located in the coke matrix and the promoter activity is affected.
본 발명은 코크스의 강도를 향상시킬 수 있는 코크스 제조용 혼합물 및 이를 이용한 코크스 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a coke-making mixture capable of improving the strength of coke and a method for producing coke using the same.
본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조용 혼합물은 회분을 함유하는 원료탄을 포함하며, 상기 원료탄은 상기 회분의 전체 중량을 기준으로 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 철 및 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 알칼리 토금속 산화물을 포함한다. The coke making mixture according to an embodiment of the present invention comprises coking coal containing ash which is present in an amount of greater than 0 wt% to less than 0.35 wt% iron and greater than 0 wt% to 0.35 wt% % ≪ / RTI > alkaline earth metal oxide.
상기 알칼리 토금속 산화물은 Ca 함유할 수 있다. The alkaline earth metal oxide may contain Ca.
상기 알칼리 토금속 산화물은 CaO 일 수 있다. The alkaline earth metal oxide may be CaO.
본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법은 중량%로, 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 철 및 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 알칼리 토금속 산화물을 함유하는 회분을 포함하는 원료탄을 마련하는 과정과, 상기 원료탄과 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 과정 및 상기 혼합물을 코크스 오븐에 장입하여 건류시켜 코크스를 제조하는 과정을 포함한다. A method for producing coke according to an embodiment of the present invention comprises preparing a coking coal comprising by weight percent ash content of greater than 0 wt% to less than 0.35 wt% iron and greater than 0 wt% to less than 0.35 wt% alkaline earth metal oxide Mixing the coke oven and the additive to produce a mixture, and charging the mixture into a coke oven to produce a coke.
상기 알칼리 토금속 산화물은 CaO를 포함할 수 있다. The alkaline earth metal oxide may include CaO.
상기 코크스의 열간강도는 63 내지 65%일 수 있다. The hot strength of the coke may be 63 to 65%.
본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조용 혼합물 및 이를 이용한 코크스 제조 방법은 원료탄 내 회분에 함유되는 성분 중 금속 및 금속 산화물의 함량을 제어하여 코크스의 강도 저하를 억제할 수 있다. The mixture for preparing coke and the method for producing coke using the same according to the embodiment of the present invention can suppress the decrease in the strength of coke by controlling the content of metal and metal oxide in the components contained in the ash in the coke.
특히, 회분에 함유된 금속 중 Fe와 알칼리성 토금속 산화물인 CaO의 사용 함량을 제한함으로써 코크스의 강도를 향상시킨다.In particular, the strength of the coke is improved by restricting the content of Fe in the metal contained in the ash and CaO as the alkaline earth metal oxide.
이에, 고품질 원료탄 사용량을 감소시켜 코크스 제조 공정의 경쟁력을 향상시키고 제조 비용을 절감할 수 있다. Therefore, it is possible to reduce the amount of high-quality coking coal used, thereby improving the competitiveness of the coke making process and reducing the manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 공정도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing coke according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a process diagram of Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles of the invention and are not intended to limit the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know completely.
본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법은 코크스를 제조하기 위한 혼합물을 제조하여 코크스 오븐에 장입하여 건류시켜 코크스를 제조하는 과정을 포함한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조용 혼합물은 회분을 함유하는 원료탄을 포함하며, 원료탄은 회분의 전체 중량을 기준으로 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 철 및 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 알칼리 토금속 산화물을 포함한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법은 중량%로 각각 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 철 및 알칼리 토금속 산화물을 함유하는 회분을 포함하는 원료탄을 마련하는 과정과, 원료탄과 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 과정 및 혼합물을 코크스 오븐에 장입하여 건류시켜 코크스를 제조하는 과정을 포함한다. 이때, 알칼리 토금속 산화물은 Ca를 함유할 수 있으며, Ca를 함유하는 알칼리 토금속 산화물은 CaO일 수 있다. 그리고, 상기 제조방법에 의해 제조된 코스스의 열간강도는 63 내지 65의 값을 나타낼 수 있다. A method for manufacturing coke according to an embodiment of the present invention includes preparing a mixture for producing coke, charging the mixture into a coke oven, and producing the coke by dry distillation. The coke making mixture according to an embodiment of the present invention comprises coking coal containing ash, the coking coal being used in an amount of more than 0 wt% to less than 0.35 wt% of iron based on the total weight of the ash and more than 0 wt% % ≪ / RTI > alkaline earth metal oxide. That is, the method for producing coke according to the embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a coke comprising ash containing 0% by weight to less than 0.35% by weight of iron and an alkaline earth metal oxide, Mixing the mixture to prepare a mixture, and charging the mixture into a coke oven to produce a coke. At this time, the alkaline earth metal oxide may contain Ca, and the Ca-containing alkaline earth metal oxide may be CaO. The hot strength of the cose produced by the above-mentioned production method can exhibit a value of 63 to 65. [
통상적으로 코크스의 강도에 영향을 주는 것으로는 원료의 배합, 원료탄의 건류 방법, 제조된 적열 코크스의 소화방법 등 다양한 인자들이 알려져 있다. 그 중, 코크스 제조용 혼합물, 즉 배합탄에 포함되어 있는 회분(ASH) 내 함유되어 있는 알칼리 금속 산화물의 함량비인 염기도(B.I.; Basicity Index)는 고로 내 코크스 모사 강도지수인 CSR(Coke Strength after Reaction)과 상관관계를 가지는 인자로 다음과 같은 성분의 함량으로 계산된다. Various factors affecting the strength of coke are known, such as mixing of raw materials, method of carbonizing coking coal, and method of extinguishing produced coke. The Basicity Index (BI), which is the content ratio of the alkali metal oxide contained in the ash (ASH) contained in the coke making mixture, that is, the blend, is the CSR (Coke Strength after Reaction) And is calculated as the content of the following components.
B.I.(염기도)=(Fe2O3 + CaO + MgO + Na2O + K2O)/(Al2O3 + SiO2)BI (basicity) = (Fe 2 O 3 + CaO + MgO + Na 2 O + K 2 O) / (Al 2 O 3 + SiO 2 )
이러한 알칼리 금속 산화물은 고로 내에서 전이금속인 철 및 코크스가 이산화탄소(CO2)와 서로 반응하여 분화하는 과정에서 촉매역할을 한다. 이에 따라 염기도(B.I.)와 코크스의 강도는 서로 반비례하는 상관관계를 가지게 되므로, 코크스 제조를 위한 배합탄을 마련할 때에는 염기도를 최소화하여 코크스의 강도 저하를 억제하고 있다. These alkali metal oxides act as catalysts in the process of reacting and differentiating iron and coke as transition metals in the blast furnace with carbon dioxide (CO2). As a result, the strength of the basicity (B.I.) and the coke have a correlation in inverse proportion to each other. Therefore, when the compounding coal for coke production is prepared, the basicity is minimized to suppress the strength of the coke.
또한, 알칼리 금속 산화물의 반응성을 고려하여 고로 내 코크스 모사 강도지수(CSR)와의 상관관계를 보다 정확하게 예측하기 위해 다음과 같이 알칼리 금속 산화물의 성분별 영향을 각각 도출하여 코크스 강도를 관리하기도 한다. Also, in order to more accurately predict the correlation with the coke oven strength index (CSR) of the blast furnace in consideration of the reactivity of the alkali metal oxide, the influence of each component of the alkali metal oxide may be separately derived to manage the coke strength.
M.B.I. = (a*Fe2O3 + b*CaO + c*MgO + d*Na2O + e*K2O)MBI = (a * Fe 2 O 3 + b * CaO + c * MgO + d * Na 2 O + e * K 2 O)
이에, 다양한 알칼리 금속 산화물 성분에 대한 코크스 강도 영향을 정확하게 알 수 있다면 기존에 사용되는 염기도 지수보다 정합성이 높은 코크스 강도 상관관계를 알 수 있고, 이로부터 코크스 강도 향상을 위한 새로운 배합 방법을 제시할 수 있다. Accordingly, if the influence of the coke strength on various alkali metal oxide components can be accurately known, it is possible to know the correlation of the coke strength, which is more compatible with the basicity index used in the past, and a new formulation method for improving the coke strength can be proposed have.
본 발명의 실시 예에서는 원료탄에 함유되는 다양한 성분 중 철 산화물과 알칼리금속 산화물이 코크스의 강도에 미치는 영향을 파악하여 경제성과 설비 강건화를 위한 기존의 고품위탄 사용비 및 조업 관리 기준을 준수하면서 경제적인 코크스 품질 향상을 위한 배합 기준을 도출할 수 있다. In the examples of the present invention, the influence of the iron oxide and the alkali metal oxide in the various components contained in the coke oven to the strength of the coke was grasped and it was found that it was economically feasible to comply with the existing high- It is possible to derive a blending standard for improving the quality of phosphorus coke.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조용 혼합물을 이용하여 코크스를 제조하는 과정을 나타내는 순서도 및 공정도이다. 1 and 2 are flowcharts and process diagrams illustrating a process for producing a coke using a mixture for coke production according to an embodiment of the present invention.
먼저, 일반적으로 원료탄(석탄)은 소정범위의 휘발분(wt%)과, 회분(wt%) 및 고정탄소(wt%)를 필수적으로 포함하며, 외삽으로 원료탄이 적재되는 환경 및 원료탄의 종류에 따라 수분이 외삽될 수 있다. 이때, 원료탄의 휘발분(VM)은 석탄에 포함되어 있으며, 건류가스가 되는 성분으로서 휘발성인 것을 칭하며, 회분(ash)은 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al3O3), 산화망간(MnO), 이산화티탄(TiO2), 산화타트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O), 인산(P2O5), 산화철 등의 성분으로 구성되어 있을 수 있으며, 석탄을 구성하는 요소에 있어서 유해성분으로 작용하여 적게 함유되는 것이 바람직하다. 고정탄소(fixed carbon)는 석탄의 연소를 유도하는 주요 성분으로, 원료탄 중에서 휘발분과 회분 및 수분을 제외한 나머지 탄소의 양을 의미한다. First, in general, the coking coal (coal) essentially contains volatile matter (wt%), ash (wt%) and fixed carbon (wt%) in a predetermined range and depends on the environment in which the coking coal is extrapolated and the type of coking coal Water can be extrapolated. The ash is composed of silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), magnesium oxide (MgO), and the like. Such as aluminum oxide (Al 3 O 3 ), manganese oxide (MnO), titanium dioxide (TiO 2 ), tritium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O), phosphoric acid (P 2 O 5 ) Component, and it is preferable that the component constituting the coal acts as a harmful component and is contained in a small amount. Fixed carbon is a major component that induces combustion of coal. It means the amount of carbon except volatile matter, ash and moisture in the raw coal.
여기서, 본 발명에서는 상기의 성분을 포함할 수 있는 원료탄에 함유되는 회분의 전체 중량에 대해서 철과 알칼리금속 산화물이 각각 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만으로 포함되는 원료탄을 선별한다. 즉, 야드에 적재된 다양한 종류의 원료탄들 중 회분 내에 포함되는 철과 알칼리금속 산화물이 상기 범위의 값을 갖는 원료탄을 선별한다(S100). 이후, 선별된 원료탄을 파쇄기에서 10㎜ 이하로 파쇄하여 저장 호퍼에 저장한다. 그리고, 파쇄된 원료탄의 입도는 일반적으로 코크스 제조 공정에 사용되는 원료탄의 특성을 가지도록 입도가 3㎜ 이하 분률이 80 내지 90% 정도가 되도록 하며, 수분은 7 내지 11% 정도가 되도록 한다. 이때, 원료탄에 함유되는 철 산화물과 알칼리금속 산화물의 함량 범위가 회분의 전체 중량에 대해서 0.35중량% 이상으로 함유되는 경우에는 코크스 강도가 감소하게 되기 때문에 철과 알칼리금속 산화물의 함량값은 상기 범위 내의 값을 갖는 것이 좋다. Here, in the present invention, coking coal containing iron and alkali metal oxide in an amount of more than 0 wt% to less than 0.35 wt% is selected for the total weight of the ash contained in the coking coal which may contain the above components. That is, among various kinds of coking coal loaded in the yard, iron and alkali metal oxides contained in the ash are selected in the range of the above range (S100). Thereafter, the selected coke is crushed to a size of 10 mm or less from the crusher and stored in the storage hopper. The particle size of the crushed coke is generally 80 to 90% or less and the water content is 7 to 11% so that the particle size is 3 mm or less so that the coke has the characteristics of the coke used in the coke making process. At this time, when the content of iron oxide and alkali metal oxide contained in the coke is in the range of 0.35% by weight or more based on the total weight of the ash, the coke strength is decreased, so that the content of iron and alkali metal oxide is within the range Value.
다음, 원료탄에는 원료탄을 코크스로 제조하기 용이하도록 첨가제와 혼합될 수 있다. 즉, 코크스를 제조하는데 사용되는 원료탄의 점결성 정도를 조절하기 위해 원료탄의 점결성을 향상시키기 위한 첨가제가 원료탄에 혼합될 수 있다. 이때, 첨가제는 점결성을 부여할 수 있는 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 예컨대, 식물성계 첨가제 또는 석유계 첨가제가 사용될 수 있다. 그리고, 첨가제는 사용 함량은 한정하지 않으나 코크스 제조용 혼합물의 총 중량에 대해서 코크스의 반응성 향상 효과를 실현할 수 있는 범위 내에서 적절하게 사용될 수 있다. Next, the coke can be mixed with the additive to facilitate the production of the coke as coke. That is, an additive for improving the cohesiveness of the coke can be mixed with the coke to control the degree of cohesion of the coke used to produce the coke. At this time, various additives capable of imparting cohesion can be used. For example, a vegetable additive or a petroleum additive can be used. The amount of the additive to be used is not limited, but can be suitably used within a range that can realize the effect of improving the reactivity of the coke with respect to the total weight of the mixture for coke production.
이와 같이 원료탄과 첨가제가 고루 혼합되어 제조된 혼합물은(S200) 코크스 오븐(Cokes oven)에 장입되고, 약 1100℃ 이상의 온도에서 건류하여 코크스를 제조하고(S300), 제조된 적열 코크스를 냉각 설비로 이송하여 냉각시킴으로써(S400) 코크스 제조를 최종적으로 완료한다(S500).The mixture prepared by mixing the coking coal and the additive uniformly is charged into a coke oven (S200), and is dried at a temperature of about 1100 ° C or higher to produce a coke (S300). The resulting coke is heated (S400) to finally complete the coke production (S500).
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조용 혼합물 및 코크스 제조 방법을 [표 1] 내지 [표 5]에 제시된 실시예를 통해 자세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the mixture for coke production and the method for producing coke according to the embodiment of the present invention will be described in detail through the examples shown in [Table 1] to [Table 5].
먼저, 코크스 제조용 혼합물에 포함되는 철 산화물 및 알칼리금속 산화물이 코크스에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 서로 다른 함량으로 철 및 알칼리금속 산화물을 포함하는 코크스 제조용 혼합물을 코크스 제조 조업 조건과 최대한 유사하게 하여 코크스, 즉 시편을 제조하였다. First, in order to understand the effect of the iron oxide and the alkali metal oxide contained in the coke making mixture on the coke, a mixture for preparing coke containing iron and an alkali metal oxide in different contents is made to be as close as possible to the manufacturing conditions of the coke, , That is, a specimen was prepared.
즉, 하기에서는 시료 1 및 시료 2를 예로 들며, 각각의 시료1 및 시료2의 마련 및 코크스 제작 조건은 다음과 같다. 원료탄은 3㎜ 이하 입도가 85%가 되고, 수분 함량이 8%가 되도록 마련하였으며, 하기 표1의 배합비에 따라 충분히 혼합한 뒤, 건조 베이스로 750㎏/㎥의 일정한 장입밀도를 갖도록 충전하였다. 그리고, 코크스 시험로는 상업용 코크스 오븐과 같은 방식으로 양쪽 벽으로부터 열전달이 일어나도록 히터를 설치하였다. 700℃로 가열된 시험로 내에 시료 1 및 시료 2를 각각 장입한 후, 가열벽 온도를 950℃로 2.7℃/min의 가열 속도로 승온하며, 오븐 중심온도가 1000℃에 도달하면 1시간의 치시간을 유지한 후 압출하며, 압출된 적열 코크스는 소화설비에서 질소 분위기 하에서 소화 냉간하였다. That is, in the following, the sample 1 and the sample 2 are taken as examples, and the preparation of the sample 1 and the sample 2, and the coke making conditions are as follows. The raw coke was prepared so as to have a particle size of 3 mm or less at 85% and a water content of 8%. The coke was sufficiently mixed according to the mixing ratio shown in Table 1, and then charged to a dry basis at a constant loading density of 750 kg / m 3. In the coke test, a heater was installed so that heat is transferred from both walls in the same manner as a commercial coke oven. After the sample 1 and the sample 2 were respectively charged into the test furnace heated to 700 캜, the heating wall temperature was raised to 950 캜 at a heating rate of 2.7 캜 / min. When the oven central temperature reached 1000 캜, Time was maintained and extruded, and the extruded glow coke was extinguished in a fire extinguishing facility under a nitrogen atmosphere.
냉각된 괴코크스 시편을 입도별로 적정비율이 되도록 혼합하고 체분된 시료를 200g 평량하고, 반응로에 투입하여 고온상(1100℃)에서 120분간 CO2 와 반응시켰다. 그 후, 냉각후 시료의 감량을 측정해서 I형 강도기에서 600회 회전 후 10㎜ 상의 중량을 구하여 반응 후 중량에 대한 백분율로 표시하여 제조된 코크시스(시편1 및 시편2)의 열간강도를 측정하였다. 그리고, 실험에 사용된 시료와 시편의 물성을 알아보기 위한 분석을 진행하였다. The cooled coke samples were mixed with each other at an appropriate ratio by particle size, and 200g of the sample was put into a reaction furnace and reacted with CO 2 at a high temperature (1100 ° C) for 120 minutes. Thereafter, the weight loss of the sample after cooling was measured, and the weight of 10 mm after 600 rotations in the I-type stiffness machine was obtained. The hot strength of the coke sheath (specimen 1 and specimen 2) Respectively. Then, we analyzed the properties of the samples and specimens used in the experiments.
Bullet
상기 표 1에서, VM(Volatile Matter)는 휘발분을 ASH는 회분을 의미한다. 또한, 기본탄은 서로 동일한 배합비를 사용한 원료탄을 나타내며, 가변탄은 철산화물 및 알칼리금속 산화물의 성분 함량이 서로 다르게 함유된 원료탄을 지칭한다. 즉, 기본탄은 원료탄 내 촉매성분(철산화물 및 알칼리금속 산화물 포함)의 함량이 동일한 원료탄을 준비하였다. In Table 1, VM (Volatile Matter) means volatile content and ASH means batch. In addition, the basic coal refers to coking coal using the same mixing ratio, and the variable carbon refers to coking coal containing different contents of iron oxide and alkali metal oxide. That is, the basic carbon was prepared in the same manner as the raw carbon having the same content of catalyst components (including iron oxide and alkali metal oxide) in the coke.
탄재A 및 탄재B는 회분(ASH)이 원료탄 전체 중량에 대하여 7 내지 8 wt% 정도(7.59wt%, 7.75wt%) 포함되어 있으며, 각각의 원료탄의 배합비에 따른 원료탄의 공업분석 및 회분 내 성분의 종류 및 조성 결과는 하기의 표 2와 같다. The carbonaceous material A and the carbonaceous material B contained ash (ASH) in an amount of about 7 to 8 wt% (7.59 wt%, 7.75 wt%) based on the total weight of the raw material coke. Industrial analysis of the coke according to the blending ratio of each coking coal, And the composition results are shown in Table 2 below.
표 2 및 표 3을 보면, 탄재A와 탄재B는 코크스 제조용 배합물 내에 포함된 회분의 함량은 거의 유사하게 미세한 함량 차이가 있으나, 촉매 역할을 하는 철(Fe) 또는 알칼리 금속(Na, K) 산화물 또는 알칼리 토금속(Ca) 산화물의 함량이 상이하다. 즉, 탄재A는 Fe 및 Ca의 함량이 탄재B보다 많고, 탄재B는 Na, K의 함량이 탄재A보다 많은 것을 알 수 있다.Table 2 and Table 3 show that the carbonaceous material A and the carbonaceous material B have different amounts of ash contained in the coke-making blend, but the amount of iron (Fe) or alkali metal (Na, K) oxide Or alkaline earth metal (Ca) oxide. That is, it can be seen that the content of Fe and Ca in the carbonaceous material A is larger than that of the carbonaceous material B, and the content of Na and K in the carbonaceous material B is larger than that of the carbonaceous material A.
이와 같은 탄재 A 및 탄재 B를 상기 표 1에서 제시한 배합비로 배합하여 제조된 시료 1 및 시료 2와, 상기 시료1 및 시료2로 제작된 시편1 및 시편2 내의 C, H, N, S 원소 함량과 휘발분 및 회분 함량 및 성분 분석 결과를 하기의 표 4 및 5 에서 설명한다. The C, H, N, and S elements in the specimen 1 and the specimen 2 made of the specimen 1 and the specimen 2, the specimen 1 and the specimen 2 produced by mixing the above-mentioned carbonaceous material A and the carbonaceous material B in the blending ratios shown in Table 1 The contents, volatile matter, ash content and compositional analysis results are shown in Tables 4 and 5 below.
표 4에 나타난 바와 같이, 탄재 A 및 탄재 B를 서로 다른 배합비로 혼합한 시료 1 및 시료 2 내의 T-Fe와 CaO의 함량을 살펴본 결과, 시료 1은 본 발명의 실시 예에서 제시한 T-Fe 및 CaO 함량범위 내 값을 갖는 것을 확인할 수 있으며, 시료 2는 T-Fe 및 CaO 함량 값이 0.35를 초과하는 값으로 포함된 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 4, the contents of T-Fe and CaO in the sample 1 and the sample 2 in which the carbonaceous material A and the carbonaceous material B were mixed at different mixing ratios were examined. As a result, the sample 1 was found to contain the T- And CaO content, and sample 2 contains T-Fe and CaO content values exceeding 0.35.
이는, 표 5에 나타난 바와 같이, 시편으로 제작된 후의 회분 분석 결과를 살펴보면, 시편1 및 시편2 내 회분 함량은 각각 11.8 중량% 및 12.0 중량%로 0.2 중량%의 미차를 나타낸다. 그러나, 회분 내 원소 함량을 살펴본 회분분석 결과 Fe2O3와 CaO 함량이 상대적으로 더 많았던 탄재 A가 10% 배합된 시편2 내 Fe와 CaO 성분 함량이 시편1보다 많이 포함되었다. 한편, 탄재 B가 15% 배합된 시편1은 시편2보다 상대적으로 Na2O 및 K2O성분이 많이 포함된 것을 확인할 수 있다.This is because, as shown in Table 5, when the ash analysis results of the specimen were examined, the ash contents in Specimen 1 and Specimen 2 are respectively 11.8% by weight and 12.0% by weight and 0.2% by weight, respectively. However, the ash content of ash was higher than that of sample 1 in Fe 2 O 3 and CaO contents of sample 2, which was 10% more mixed with Fe 2 O 3 and CaO. On the other hand, it can be seen that the specimen 1 containing 15% of the carbonaceous material B contains a larger amount of Na 2 O and K 2 O than the specimen 2.
따라서, 표 5의 시편 1 및 시편 2의 열간강도를 살펴보면, 열간강도는 앞서 서술한 바와 같이, 체분된 시료를 200g 평량하고 반응로에 투입하여 고온상에서 120분간 CO2와 반응시키고 냉각한 후의 시료의 감량을 측정(X)하고, I형 강도기에서 600회 회전 후 10㎜ 이상 시료의 중량(Y)을 구하여 반응 후 중량(X)에 대한 백분율로 표시하며 열간 강도를 측정하였다. 이때, 시편 1의 열간강도 값이 시편2의 열간강도 값보다 1.5정도 높은 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이는, 시료1에 포함된 Fe 및 CaO의 함량이 시료2에 포함된 Fe 및 CaO 함량보다 적은 값을 나타내기 때문이다. 즉, 시편 1 및 시편2의 열간강도 결과에 따르면, 시료에 포함된 Fe, Ca 성분이 Na 및 K와 같은 성분보다 시편의 열간강도를 감소시키는 영향이 크게 작용하기 때문임을 알 수 있다. 따라서, 시료 내 Fe 및 Ca 성분의 함량만 조절함으로써 시편의 열간강도를 충분히 관리할 수 있는 것을 알 수 있다. Therefore, as shown in Table 5, the hot strength of the specimen 1 and the specimen 2 was determined as follows. As described above, 200 g of the fired sample was charged into the reaction furnace and reacted with CO2 for 120 minutes at high temperature. The weight (Y) of the sample 10 mm or more after 600 rotations in the I-type stiffness machine was measured and the hot strength was measured as a percentage of the weight (X) after the reaction. At this time, it can be confirmed that the hot strength value of the test piece 1 is 1.5 higher than the hot strength value of the test piece 2. This is because the content of Fe and CaO contained in the sample 1 is smaller than the content of Fe and CaO contained in the sample 2. That is, according to the result of the hot strength of the specimen 1 and the specimen 2, it can be understood that Fe and Ca contained in the specimen are more affected by reducing the hot strength of the specimen than components such as Na and K. Therefore, it can be seen that the hot strength of the specimen can be sufficiently controlled by controlling only the contents of Fe and Ca components in the specimen.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조용 혼합물 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 의하면, 코크스 제조용 혼합물을 구성하는 원료탄에 포함되는 회분 내 T-Fe 및 CaO의 함량을 조정함으로써 코크스의 열간강도를 증가시킬 수 있다. 즉, 원료탄에 포함된 회분의 총량을 기준으로 T-Fe 및 CaO 각각이 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만으로 첨가되도록 조정함으로써, 유사한 탄재를 사용하더라도 열간강도가 높은 코크스를 얻을 수 있다.As described above, according to the coke making mixture and the coke making method using the same according to the embodiment of the present invention, the content of T-Fe and CaO in the coke contained in the coke making up the coke making mixture can be adjusted, Can be increased. That is, by adjusting the amounts of T-Fe and CaO to be added in an amount of more than 0 wt% to less than 0.35 wt% based on the total amount of the ash contained in the coking coal, a coke having a high hot strength can be obtained even by using a similar carbonaceous material.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles of the invention and are not intended to limit the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know completely.
Claims (6)
회분을 함유하는 원료탄;을 포함하며,
상기 회분은, 상기 회분의 전체 중량을 기준으로 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 철 및 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 알칼리 토금속 산화물을 포함하고,
상기 알칼리 토금속 산화물은 CaO인 코크스 제조용 혼합물.As a mixture for producing coke,
A coking coal containing ash,
Wherein the ash comprises greater than 0 wt% to less than 0.35 wt% iron and greater than 0 wt% to less than 0.35 wt% alkaline earth metal oxide, based on the total weight of the ash,
The alkaline earth metal oxide is CaO Mixtures for the production of coke.
상기 원료탄과 첨가제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 과정; 및
상기 혼합물을 코크스 오븐에 장입하여 건류시켜 코크스를 제조하는 과정;을 포함하고,
상기 회분을 포함하는 원료탄을 마련하는 데 있어서,
상기 회분은, 상기 회분의 전체 중량을 기준으로 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 철 및 0중량% 초과 내지 0.35중량% 미만의 알칼리 토금속 산화물을 포함하고,
상기 알칼리 토금속 산화물은 CaO인 코크스 제조 방법.Preparing a coking coal containing ash;
Preparing a mixture by mixing the coke and the additive; And
Charging the mixture into a coke oven to produce a coke;
In preparing the coke containing the ash,
Wherein the ash comprises greater than 0 wt% to less than 0.35 wt% iron and greater than 0 wt% to less than 0.35 wt% alkaline earth metal oxide, based on the total weight of the ash,
The alkaline earth metal oxide is CaO Method of manufacturing coke.
상기 코크스의 열간강도는 63 내지 65%인 코크스 제조 방법. The method of claim 4,
Wherein the hot strength of the coke is 63 to 65%.
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