KR102299553B1 - Prediction method for cold strength of coke - Google Patents
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Abstract
코크스 냉간강도 예측방법과 관련한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 코크스 냉간강도 예측방법은 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 제1 배합탄을 정의하는 단계; 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 각각 도출하는 단계; 상기 도출된 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 이용하여, 식 1에 따른 제1 배합탄의 배합지수를 도출하는 단계; 및 상기 도출된 제1 배합탄의 배합지수를 이용하여, 상기 제1 배합탄을 이용하여 제조되는 코크스의 예측 냉간강도를 도출하는 단계;를 포함한다.
(상기 식 1은 명세서 본문에 정의된 바와 같다.)Disclosed is an invention related to a method for predicting coke cold strength. In one embodiment, the method for predicting coke cold strength includes: defining a first coal blend in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio; deriving each of the reflectance distribution index of the first coal blend and the blendability of the first coal blend; deriving the blending index of the first blended coal according to Equation 1 by using the derived reflectance distribution index of the first blended coal and the blendability of the first blended coal; and deriving a predicted cold strength of coke produced using the first coal blend by using the derived blending index of the first blended coal.
(Equation 1 is as defined in the text of the specification.)
Description
본 발명은 코크스 냉간강도 예측방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 코크스 제조시 최적의 석탄 배합 설계를 위한 코크스 냉간강도 예측방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting coke cold strength. More specifically, it relates to a method for predicting coke cold strength for optimal coal formulation design during coke production.
코크스는 고로 내에서 열원 및 환원제 등의 역할과 함께, 통기성 확보의 수단으로 이용되며, 코크스는 고로 내부의 고온 및 고압의 가혹한 환경에서 언급된 역할을 수행하기 위해서는 고강도의 품질을 보유하여야 한다. 상기 코크스는 다양한 종류의 석탄(원료탄)을 이용하여 제조되는데, 일정한 품질의 코크스를 제조하기 위해 석탄의 탄종별 배합 중량비가 계산되고 상기 배합 중량비를 바탕으로 해당 호퍼로부터 탄종별로 원료탄을 배출한 다음 혼합하여 배합탄을 제조하고, 코크스 오븐에서 건류하여 제조된다. Coke serves as a heat source and reducing agent in the blast furnace, and is used as a means of securing air permeability. The coke is manufactured using various types of coal (raw coal). In order to produce coke of a certain quality, the blending weight ratio of each coal type is calculated, and based on the blending weight ratio, the raw coal is discharged from the corresponding hopper for each coal type, and then mixed. to prepare coal blended, and carbonized in a coke oven.
철광석 및 야금용 코크스 제조용 석탄에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 석탄의 가격이 급등하고 양질의 점결탄이 고갈될 우려가 있으며, 또한 양질의 점결탄 확보에 대한 어려움이 점점 커지는 실정이다. 따라서, 석탄을 다양화하고 점결력이 약한 미점결탄 사용을 증가시키기 여러 기술들이 개발 적용되고 있으며, 다탄종 배합에 의한 코크스 제조시 코크스 품질을 확보하기 위한 연구가 진행되고 있다.The demand for coal for iron ore and metallurgical coke production is increasing. Accordingly, the price of coal soars and there is a risk that high-quality coking coal may be depleted, and the difficulty in securing high-quality coking coal is increasing. Therefore, various technologies have been developed and applied to diversify coal and increase the use of uncoaled coal with weak caking power, and research to secure coke quality during coke production by multi-coal blending is in progress.
이러한 코크스의 품질은 대부분 배합되는 석탄의 특성에 의해 결정이 되기 때문에 배합내 탄종간의 균형을 정량적으로 반영할 수 있는 배합지수를 활용한 예측식을 필요로 한다. Since the quality of this coke is mostly determined by the characteristics of the coal to be blended, a prediction formula using the blending index that can quantitatively reflect the balance between the kinds of coal in the blend is required.
현재 사용 중인 예측식은 배합탄의 배합지수를, 개별 석탄 품질지수의 가중평균으로 계산하여 실제 품질과의 상관성을 회귀식으로 도출하는 방법이 널리 사용되고 있는 실정이다. 그러나, 동일한 배합지수를 갖는 배합이라고 할지라도, 코크스 품질이 서로 상이한 경우가 많아 지수로서의 신뢰성이 낮은 실정이다. 이것은 동일한 반사율 지수를 갖는 배합일지라도 배합내 석탄의 종류와 배합비에 따라 배합내 발생하게 되는 탄종간의 화학반응이 다르기 때문이다. 코크스의 품질은 배합되는 석탄의 종류와 배합비에 의해 결정되는 화학반응에 따라 결정되므로 배합이 가진 특성과 배합간의 차이점을 해석할 수 없다면 단순가중평균으로 계산되고 있는 반사율 지수로는 정확한 코크스 품질을 예측하는데 한계가 있다.The prediction formula currently in use is widely used to calculate the blending index of coal blended coal as a weighted average of individual coal quality indices and derive the correlation with the actual quality as a regression formula. However, even if the formulations have the same mixing index, the quality of the coke is often different from each other, so the reliability as an index is low. This is because the chemical reaction between the types of coal that occurs in the formulation is different depending on the type and mixing ratio of the coal in the formulation even if the formulation has the same reflectance index. The quality of coke is determined by the chemical reaction determined by the type of coal to be mixed and the mixing ratio. There is a limit to
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2001-0057532호(2001.07.04 공개, 발명의 명칭: 코크스 제조를 위한 원료석탄 배합방법)에 개시되어 있다.Background art related to the present invention is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 2001-0057532 (published on July 4, 2001, title of the invention: raw coal blending method for coke production).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 코크스 냉간강도 예측값의 적중률이 우수한 코크스 냉간강도 예측방법을 제공하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, it is to provide a method for predicting the cold strength of coke excellent in the hit ratio of the predicted value of the cold strength of the coke.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 품질 보강을 위한, 고품질 석탄의 최적 배합량을 도출 가능하여, 경제성이 우수한 코크스 냉간강도 예측방법을 제공하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to derive an optimal blending amount of high-quality coal for quality reinforcement, and to provide a method for predicting coke cold strength with excellent economic feasibility.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 석탄 배합 외 환경 조건의 변동이, 코크스의 품질에 미치는 영향을 정량적으로 확인할 수 있는 코크스 냉간강도 예측방법을 제공하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, it is to provide a method for predicting the cold strength of coke, which can quantitatively confirm the effect of changes in environmental conditions other than coal blending on the quality of coke.
본 발명의 하나의 관점은 코크스 냉간강도 예측방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 코크스 냉간강도 예측방법은 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 제1 배합탄을 정의하는 단계; 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 각각 도출하는 단계; 상기 도출된 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 이용하여, 하기 식 1에 따른 제1 배합탄의 배합지수를 도출하는 단계; 및 상기 도출된 제1 배합탄의 배합지수를 이용하여, 상기 제1 배합탄을 이용하여 제조되는 코크스의 예측 냉간강도를 도출하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수는, 상기 제1 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 제1 배합탄에 대한 제1 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계; 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 비교 배합탄을 정의하는 단계; 상기 비교 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 비교 배합탄에 대한 제2 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계; 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프를 비교하여, 동일 반사율 구간에서 반사율 발생 빈도의 차이를 보정한, 보정 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계; 상기 보정 반사율 분포 그래프를 통하여, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄의 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 반사율 구간을 이용하여, 상기 제1 배합탄의 반사율 분포 지수를 도출하는 단계;를 포함하여 도출되며, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄은, 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프 상에서 평균 반사율이 서로 동일하고, 상기 도출된 코크스의 예측 냉간강도는 하기 식 2 및 식 3의 관계를 가진다:One aspect of the present invention relates to a method for predicting coke cold strength. In one embodiment, the method for predicting coke cold strength includes: defining a first coal blend in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio; deriving each of the reflectance distribution index of the first coal blend and the blendability of the first coal blend; deriving the blending index of the first blended coal according to the following
[식 1][Equation 1]
제1 배합탄의 배합지수(X) = 제1 배합탄의 반사율 분포지수 X 제1 배합탄의 배합성The blending index of the first blended coal (X) = the reflectance distribution index of the first blended coal X the blendability of the first blended coal
[식 2][Equation 2]
코크스의 예측 냉간강도 = (-23.67844) X EXP((-X1)/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X1)/(1.02628)) + 89.1222Predicted cold strength of coke = (-23.67844) X EXP((-X 1 )/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X 1 )/(1.02628)) + 89.1222
(상기 식 2에서, X1은 제1 배합탄의 배합지수(단, 0 ＜ X1 ≤ 4.5) 이다)(In Formula 2, X 1 is the blending index of the first coal blend (however, 0 < X 1 ≤ 4.5))
[식 3][Equation 3]
코크스의 예측 냉간강도 = (0.58823) X EXP((-X2)/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X2)/(3.98483)) + 88.25094Predicted cold strength of coke = (0.58823) X EXP((-X 2 )/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X 2 )/(3.98483)) + 88.25094
(상기 식 3에서, X2는 제1 배합탄의 배합지수(단, X2 ＞4.5) 이다).(In
한 구체예에서 상기 제1 배합탄의 배합성은, 상기 제1 배합탄의 3 종류 이상의 석탄 중에서 어느 하나의 석탄을 기준 석탄으로 선정하는 단계; 상기 3 종류 이상의 석탄 중에서 상기 기준 석탄을 제외한 나머지 석탄 각각에 대하여, 개별적으로 상기 기준 석탄과의 유동도 차이에 따른 혼합성을 이용한 상기 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 이용하여, 하기 식 4에 따른 상기 제1 배합탄의 배합성을 도출하는 단계;를 포함하여 도출될 수 있다:In one embodiment, the blendability of the first blended coal may include: selecting any one coal from among three or more types of coals of the first coal blended coal as a reference coal; Calculating the compatibility for each coal type of the first coal blend using the compatibility according to the difference in fluidity with the reference coal individually for each of the remaining coals except for the reference coal among the three or more types of coal; and deriving the compatibility of the first coal blend according to
[식 4][Equation 4]
제1 배합탄의 배합성 = (∑(제1 배합탄의 탄종별 배합성)-1)-1.Combinability of the first coal blend = (∑ (combinability by type of coal of the first coal blend) -1 ) -1 .
한 구체예에서 상기 3 종류 이상의 석탄 중에서, 개별 고유 유동도가 가장 높은 석탄을 기준석탄으로 선정할 수 있다.In one embodiment, among the three or more types of coal, the coal having the highest individual intrinsic fluidity may be selected as the reference coal.
한 구체예에서 상기 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간은, 상기 보정 반사율 그래프에서, 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간 및 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간으로 구획하는 단계;를 포함하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the reflectance section affecting the cold strength is, in the corrected reflectance graph, a reflectance section having a larger area with a positive (+) value and a reflectance section having a larger area with a negative (-) value It can be determined including;
한 구체예에서 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수는 하기 식 5로 표현될 수 있다:In one embodiment, the reflectance distribution index of the first coal blend may be expressed by the following formula 5:
[식 5][Equation 5]
제1 배합탄의 반사율 분포지수 = S1/S2 The reflectance distribution index of the first coal blend = S 1 /S 2
(상기 식 5에서, 상기 S1은 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제1 합산치이며, 상기 S2는 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제2 합산치이다).(In
한 구체예에서 상기 식 2 및 식 3은, 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 배합탄 샘플에 대한 배합지수와, 상기 배합탄 샘플을 이용하여 제조된 코크스의 냉간강도 측정값을 수집하여 데이터를 획득하는 단계; 상기 배합탄 샘플의 배합지수와, 코크스의 냉간강도 측정값 데이터를 비교하여, 그래프를 도시하는 단계; 상기 도시된 그래프 상의 배합탄 샘플의 배합지수를 구간별로 구분하되, 상기 배합지수의 구간에 대응하는, 코크스의 평균 냉간강도값을 계산하는 단계; 및 상기 배합탄 샘플의 배합지수 구간 및 이에 대응하는 코크스의 평균 냉간강도 그래프를 도시하여 회귀식을 작성하는 단계;를 포함하여 도출될 수 있다.In one embodiment,
본 발명의 코크스 냉간강도 예측방법을 적용시, 코크스 냉간강도 예측값의 적중률이 우수하며, 품질 보강을 위한, 고품질 석탄의 최적 배합량을 도출 가능하여, 경제성이 우수하며, 석탄 배합 외 외부 환경 조건의 변동이 코크스의 품질에 미치는 영향을 정량적으로 확인할 수 있다.When the coke cold strength prediction method of the present invention is applied, the hit ratio of the predicted value of the coke cold strength is excellent, and it is possible to derive the optimal blending amount of high-quality coal for quality reinforcement, and thus the economic feasibility is excellent, and fluctuations in external environmental conditions other than coal blending The effect on the quality of this coke can be quantitatively confirmed.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 코크스 냉간강도 예측방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 제1 배합탄의 반사율 분포지수 도출과정을 나타낸 것이다.
도 3(a)는 배합탄의 가중평균 유동도와, 상기 배합탄을 이용하여 제조된 코크스의 고로 투입전 냉간강도를 나타낸 그래프이며, 도 3(b)는 코크스의 평균 반사율에 따른 고로 투입전 코크스의 냉간강도를 나타낸 것이다.
도 4(a)는 종래 코크스의 와프 냉간강도 예측식과, 실측된 와프 냉간강도와의 관계를 나타낸 것이며, 도 4(b)는 종래 코크스의 고로 투입전 냉간강도 예측식과 실측된 고로 투입전 냉간강도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5(a)는 본 발명의 한 구체예에 따라 획득된 제2 반사율 분포 그래프를 나타낸 것이며, 도 5(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따라 획득된 제2 반사율 분포 그래프를 나타낸 것이다.
도 6(a)는 본 발명의 한 구체예에 따라 획득된 보정 반사율 분포 그래프를 나타낸 것이며, 도 6(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따라 획득된 보정 반사율 분포 그래프를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 한 구체예에 따른 제1 배합탄의 배합성 도출과정을 나을 나타낸 것이다.
도 8은 배합탄의 배합성을 산출하기 위한 혼합탄 시편 조합의 경우들을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 상기 제1 배합탄의 배합성을 산출하기 위한 혼합탄 시편 조합의 경우들을 나타낸 것이다.
도 10(a) 및 도 10(b)는 배합탄 샘플의 반사율 분포지수와, 상기 배합탄을 이용하여 제조된 코크스 샘플의 냉간강도를 도시한 그래프이다.
도 11은 배합탄 샘플의 배합지수와, 상기 배합지수를 적용하여 제조된 코크스의 고로 투입전 냉간강도 실측값 관계를 나타낸 그래프이다.
도 12는 실시예를 통하여 도출된 코크스 냉간강도 예측식을 적용하여 코크스제조시, 코크스 냉간강도 실측값의 오차범위를 나타낸 조업 데이터이다. 1 shows a method for predicting coke cold strength according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a process of deriving the reflectance distribution index of the first coal blend according to an embodiment of the present invention.
3(a) is a graph showing the weighted average fluidity of the coal blend and the cold strength of coke produced using the coal blend before input to the blast furnace, and FIG. shows the cold strength of
4(a) shows the relationship between the conventional coke warp cold strength prediction formula and the measured warp cold strength, and FIG. It is a graph showing the relationship with
Figure 5 (a) shows a second reflectance distribution graph obtained according to an embodiment of the present invention, Figure 5 (b) shows a second reflectance distribution graph obtained according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6(a) shows a corrected reflectance distribution graph obtained according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6(b) shows a corrected reflectance distribution graph obtained according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing the process of deriving the blendability of the first blended coal according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the cases of the mixed coal specimen combination for calculating the compatibility of the coal blend.
Figure 9 shows the cases of the mixed coal specimen combination for calculating the compatibility of the first coal blend according to the present invention.
10 (a) and 10 (b) are graphs showing the reflectance distribution index of the coal blend sample and the cold strength of the coke sample prepared using the coal blend sample.
11 is a graph showing the relationship between the blending index of the blended coal sample and the cold strength measured value of coke prepared by applying the blending index before input into the blast furnace.
12 is operation data showing an error range of an actual measured value of coke cold strength when coke is manufactured by applying the coke cold strength prediction formula derived through Examples.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In this case, when it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention in describing the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.And, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definition should be made based on the content throughout this specification describing the present invention.
코크스 냉간강도 예측방법Prediction of coke cold strength
본 발명의 하나의 관점은 코크스 냉간강도 예측방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 코크스 냉간강도 예측방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 코크스 냉간강도 예측방법은 (S10) 제1 배합탄 정의단계; (S20) 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성 도출단계; (S30) 제1 배합탄의 배합지수 도출단계; 및 (S40) 코크스의 예측 냉간강도 도출단계;를 포함한다. One aspect of the present invention relates to a method for predicting coke cold strength. 1 shows a method for predicting coke cold strength according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the method for predicting coke cold strength includes (S10) a first coal blend definition step; (S20) a step of deriving the reflectance distribution index of the first coal blend and the blendability of the first coal blend; (S30) step of deriving the blending index of the first blended coal; and (S40) deriving the predicted cold strength of the coke.
보다 구체적으로, 상기 코크스 냉간강도 예측방법은 (S10) 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 제1 배합탄을 정의하는 단계; (S20) 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 각각 도출하는 단계; (S30) 상기 도출된 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 이용하여, 하기 식 1에 따른 제1 배합탄의 배합지수를 도출하는 단계; 및 (S40) 상기 도출된 제1 배합탄의 배합지수를 이용하여, 상기 제1 배합탄을 이용하여 제조되는 코크스의 예측 냉간강도를 도출하는 단계;를 포함한다.More specifically, the method for predicting the coke cold strength includes the steps of (S10) defining a first coal blend comprising three or more types of coal in a predetermined weight ratio; (S20) deriving each of the reflectance distribution index of the first coal blend and the blendability of the first blended coal; (S30) deriving the blending index of the first blended coal according to the following
이하, 본 발명에 따른 코크스 냉간강도 예측방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the method for predicting coke cold strength according to the present invention will be described in detail step by step.
(S10) 제1 배합탄 정의단계(S10) first coal blend definition step
상기 단계는 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 제1 배합탄을 정의하는 단계이다. 상기 제1 배합탄은, 본 발명에서 예측하고자 하는 코크스를 제조하기 위한 배합탄이다. 예를 들면 상기 제1 배합탄은, 3~12 탄종의 석탄을 배합하여 제조할 수 있다.The step is a step of defining a first coal blend in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio. The first coal blend is a coal blend for producing coke to be predicted in the present invention. For example, the said 1st coal blend can mix|blend and manufacture the coal of 3-12 types of coal.
(S20) 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성 도출단계(S20) Step of deriving the reflectance distribution index of the first coal blend and the blendability of the first coal blend
상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 각각 도출하는 단계이다.It is a step of deriving the reflectance distribution index of the first coal blend and the blendability of the first coal blend, respectively.
제1 배합탄의 반사율 분포지수 도출과정The process of deriving the reflectance distribution index of the first coal blend
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 제1 배합탄의 반사율 분포지수 도출과정을 나타낸 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 도출은 (S1) 제1 반사율 분포 그래프 획득단계; (S2) 비교 배합탄 정의단계; (S3) 제2 반사율 분포 그래프 획득단계; (S4) 보정 반사율 분포 그래프 획득단계; (S5) 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간 결정단계; 및 (S6) 반사율 분포지수 도출단계;를 포함한다.Figure 2 shows a process of deriving the reflectance distribution index of the first coal blend according to an embodiment of the present invention. 2, the derivation of the reflectance distribution index of the first blended coal is (S1) a first reflectance distribution graph obtaining step; (S2) comparative coal blend definition step; (S3) obtaining a second reflectance distribution graph; (S4) obtaining a corrected reflectance distribution graph; (S5) determining the reflectance section affecting the cold strength; and (S6) deriving a reflectance distribution index.
보다 구체적으로, 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 도출은, (S1) 상기 제1 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 제1 배합탄에 대한 제1 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계; (S2) 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 비교 배합탄을 정의하는 단계; (S3) 상기 비교 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 비교 배합탄에 대한 제2 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계; (S4) 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프를 비교하여, 동일 반사율 구간에서 반사율 발생 빈도의 차이를 보정한, 보정 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계; (S5) 상기 보정 반사율 분포 그래프를 통하여, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄의 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간을 결정하는 단계; 및 (S6) 상기 결정된 반사율 구간을 이용하여, 상기 제1 배합탄의 반사율 분포 지수를 도출하는 단계;를 포함하여 도출되며, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄은, 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프 상에서 평균 반사율이 서로 동일하다.More specifically, the derivation of the reflectance distribution index of the first coal blend, (S1) using the reflectance distribution graph of the individual coal included in the first coal blend, and the blending weight ratio of the individual coal, the first coal blend obtaining a first reflectance distribution graph for (S2) defining a comparative coal blend in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio; (S3) obtaining a second reflectance distribution graph for the comparative coal blended coal by using the reflectance distribution graph of the individual coals included in the comparative coal blend, and the compounding weight ratio of the individual coal; (S4) comparing the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph to obtain a corrected reflectance distribution graph in which a difference in reflectance occurrence frequency in the same reflectance section is corrected; (S5) through the corrected reflectance distribution graph, determining the reflectance section affecting the cold strength of the first blended coal and the comparative blended coal; and (S6) using the determined reflectance section, deriving the reflectance distribution index of the first blended coal; the first blended coal and the comparative blended coal are derived from the first reflectance distribution graph and The average reflectance on the second reflectance distribution graph is the same.
(S1) 제1 반사율 분포 그래프 획득단계(S1) first reflectance distribution graph acquisition step
상기 단계는, 상기 제1 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 제1 배합탄에 대한 제1 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계이다. The step is a step of obtaining a first reflectance distribution graph for the first coal blend by using the reflectance distribution graph of the individual coal included in the first coal blend and the blending weight ratio of the individual coal.
상기 개별 석탄의 반사율 분포는, 통상의 방법을 이용하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 고려한 가중치를 적용하여, 상기 제1 배합탄에 대한 표준 반사율 분포 그래프를 획득할 수 있다. The reflectance distribution of the said individual coal can be measured using a conventional method. For example, by applying a weight in consideration of the reflectance distribution graph of the individual coal and the blending weight ratio of the individual coal, a standard reflectance distribution graph for the first coal blend may be obtained.
(S2) 비교 배합탄 정의단계(S2) Definition step of comparative coal blend
상기 단계는 2 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합하여 비교 배합탄을 정의하는 단계이다. 예를 들면 상기 비교 배합탄은, 3~12 탄종의 석탄을 배합하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄은, 외부 영향에 의한 영향을 배제하기 위하여 동일한 석탄 건류 조건(건류시간, 건류온도, 장입량, 파쇄입도)을 적용할 수 있다.The above step is a step of defining a comparative coal blend by blending two or more types of coal in a predetermined weight ratio. For example, the comparative coal blend can be manufactured by blending 3 to 12 coal types. In addition, the first coal blended coal and the comparative coal blended coal may be subjected to the same coal carbonization conditions (drying time, carbonization temperature, charging amount, crushing particle size) in order to exclude influences from external influences.
예를 들면, 탄종 A 내지 F를 준비하고, A~C 탄종이, D~F 탄종보다 냉간강도가 우수한 경우, 상기 A~C 석탄을 배합한 배합탄을 제1 배합탄으로 정의하고, D~F 석탄을 배합한 배합탄을 비교 배합탄으로 정의할 수 있다.For example, if the coal types A to F are prepared, and the A to C coal types have better cold strength than the D to F coal types, the coal blended coals containing the A to C coals are defined as the first coal blends, and D to F coal blended coal can be defined as comparative coal blended coal.
상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄은, 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프 상에서 평균 반사율이 서로 동일하다. 상기 조건에서 코크스 예측 냉간강도 값의 적중률이 우수할 수 있다.The first blended coal and the comparative blended coal have the same average reflectance on the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph. Under the above conditions, the hit ratio of the predicted coke cold strength value may be excellent.
(S3) 제2 반사율 분포 그래프 획득단계(S3) second reflectance distribution graph acquisition step
상기 단계는 상기 비교 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 비교 배합탄에 대한 제2 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계이다.The step is a step of obtaining a second reflectance distribution graph for the comparative coal blended coal by using the reflectance distribution graph of the individual coals included in the comparative coal blend and the blending weight ratio of the individual coal.
도 3(a)는 배합탄의 가중평균 유동도와, 상기 배합탄을 이용하여 제조된 코크스의 고로 투입전 냉간강도를 나타낸 그래프이며, 도 3(b)는 코크스의 평균 반사율에 따른 고로 투입전 코크스의 냉간강도를 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 동일 조업조건으로 제조되어 동일한 반사율 또는 동일한 가중평균유동도(LMF)를 가지는 배합의 코크스에서도, 냉간강도 차이가 나는 것을 알 수 있다. 이는 코크스 평균 반사율에 기반한 배합지수와, 코크스의 품질(냉간강도) 사이에 뚜렷한 상관관계가 없는 것을 알 수 있다. 따라서, 동일한 평균 반사율로 설계된 배합일지라도, 배합간의 변별력 결여로 인해 코크스 품질 예측 적중률은 저하될 수밖에 없다.3(a) is a graph showing the weighted average fluidity of the coal blend and the cold strength of coke produced using the coal blend before input to the blast furnace, and FIG. shows the cold strength of Referring to FIG. 3 , it can be seen that the cold strength difference occurs even in cokes manufactured under the same operating conditions and having the same reflectance or the same weighted average fluidity (LMF). It can be seen that there is no clear correlation between the compounding index based on the average coke reflectance and the quality (cold strength) of the coke. Therefore, even for formulations designed with the same average reflectance, the predictive accuracy of coke quality is inevitably lowered due to the lack of discriminating power between formulations.
상기 도 3(b)를 참조하면, 동일한 평균 반사율을 가진 배합탄을 이용하여도, 코크스 냉간강도 품질이 서로 상이한 경우가 많아 지수로서의 신뢰성이 낮은 실정이었다. 이는, 상기 도 3(b)과 같이 동일한 평균 반사율 지수를 갖는 배합이라도, 배합 내 석탄의 종류 및 배합 중량비율에 따라, 배합이 가지는 반사율 분포의 형상이 상이하기 때문이다. 또한 코크스 품질은, 배합되는 석탄 종류 및 배합 중량비에 따라 변화하는 화학반응에 따라 결정되므로 배합형상이 가진 특성과 배합간의 차이점을 분석하지 않는다면 단순가중평균으로 계산되고 있는 반사율 지수로는 정확한 코크스 품질을 예측하는데 한계가 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3(b), even when coal blends having the same average reflectance are used, the quality of the coke cold strength is often different from each other, so the reliability as an index is low. This is because, even in the formulation having the same average reflectance index as in FIG. 3(b), the shape of the reflectance distribution of the formulation is different depending on the type of coal and the mixing weight ratio in the formulation. In addition, since coke quality is determined by chemical reactions that change depending on the type of coal to be blended and the blend weight ratio, if the characteristics of the blend shape and the difference between blends are not analyzed, the correct coke quality can be determined with the reflectance index calculated as a simple weighted average. It can be seen that there are limits to prediction.
도 4(a)는 종래 코크스의 와프 냉간강도 예측식과, 실측된 와프 냉간강도와의 관계를 나타낸 것이며, 도 4(b)는 종래 코크스의 고로 투입전 냉간강도 예측식과 실측된 고로 투입전 냉간강도와의 관계를 나타낸 그래프이다.4(a) shows the relationship between the conventional coke warp cold strength prediction formula and the measured warp cold strength, and FIG. It is a graph showing the relationship with
상기 도 4에서 와프 냉간강도는, 생산된 코크스가 이송설비에 의해 코크스 와프(cokes wharf) 설비에 적재된 상태에서 측정된 코크스 냉간강도를 의미하며, 상기 고로 전 냉간강도는, 상기 와프 설비에서부터 컨베이어 벨트 등을 통하여 고로 내부에 투입되기 직전의 코크스 냉간강도를 의미한다.The warp cold strength in FIG. 4 means the coke cold strength measured while the produced coke is loaded in the coke wharf facility by the transfer facility, and the cold strength before the blast furnace is, from the warp facility to the conveyor It means the cold strength of coke just before being put into the blast furnace through a belt.
종래 사용되는 코크스의 냉간강도 예측식은, 배합탄의 배합지수를 개별 석탄의 품질지수의 가중평균으로 계산하여, 실제 코크스 품질과의 상관성을 회귀식으로 도출하는 방법을 사용하고 있었다. 상기 도 4를 참조하면, 종래 냉간강도 예측식을 통해 도출된 냉간강도 예측값은, 냉간강도 실측값과 큰 차이를 보이며, 그 신뢰성이 낮음을 알 수 있다.The conventional formula for predicting the cold strength of coke used is a method of calculating the blending index of the coal blend as a weighted average of the quality indices of individual coals, and deriving the correlation with the actual coke quality using a regression formula. Referring to FIG. 4 , it can be seen that the cold strength prediction value derived through the conventional cold strength prediction equation shows a large difference from the actual cold strength measurement value, and its reliability is low.
도 5(a)는 본 발명의 한 구체예에 따라 획득된 제2 반사율 분포 그래프(비교 배합탄 A)를 나타낸 것이며, 도 5(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따라 획득된 제2반사율 분포 그래프(비교 배합탄 B)를 나타낸 것이다.Figure 5 (a) shows a second reflectance distribution graph (comparative coal blend A) obtained according to an embodiment of the present invention, Figure 5 (b) is a second reflectance obtained according to another embodiment of the present invention A distribution graph (comparative coal blend B) is shown.
상기 도 5를 참조하면, 상기 비교 배합탄 A 및 B의 평균 반사율은 1.07%로 동일하지만, 냉간강도가 상대적으로 높은 비교 배합탄 A와, 냉간강도가 상대적으로 낮은 비교 배합탄 B의 반사율 분포는 서로 다른 것을 알 수 있다. 또한, 상기 도 5에 개시된 제2 반사율 분포 그래프를 비교해보면, 반사율 구간 발생 빈도가 더 큰 넓이를 갖는 구간이 상이한 것을 알 수 있다.5, the average reflectance of the comparative coal blends A and B is the same as 1.07%, but the reflectance distribution of the comparative coal blend A having relatively high cold strength and comparative coal blend B having relatively low cold strength is different things can be seen. In addition, when comparing the second reflectance distribution graph disclosed in FIG. 5 , it can be seen that a section having a larger area having a higher frequency of occurrence of the reflectance section is different.
따라서, 본 발명은 배합탄 반사율의 평균값이 아닌, 반사율 분포형상의 구간비율을 활용하여 신규 냉간강도 지수를 도출하여, 동일 반사율 배합탄 사이의 품질 변별력을 강화하였다.Therefore, the present invention derives a new cold strength index by utilizing the section ratio of the reflectance distribution shape, not the average value of the reflectance of the blended coal, to enhance the quality discrimination between the coal blends with the same reflectivity.
(S4) 보정 반사율 분포 그래프 획득단계(S4) Corrected reflectance distribution graph acquisition step
상기 단계는 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프를 비교하여, 보정 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계이다.The step is a step of obtaining a corrected reflectance distribution graph by comparing the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph.
한 구체예에서 상기 보정 반사율 분포 그래프는, 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프의 동일 반사율 구간에서의 반사율 발생 빈도의 차이를 보정하여 도출될 수 있다.In one embodiment, the corrected reflectance distribution graph may be derived by correcting a difference in reflectance occurrence frequency in the same reflectance section of the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph.
한 구체예에서 상기 보정 반사율 분포 그래프는, 하기 식 A에 따라 반사율 분포 형상을 보정하여 획득될 수 있다:In one embodiment, the corrected reflectance distribution graph may be obtained by correcting the reflectance distribution shape according to Equation A:
[식 A][Formula A]
△ 반사율 분포형상구간별% = DA - DB △ % by section of reflectance distribution shape = D A - D B
(상기 식 A에서, 상기 DA는 상기 제1 반사율 분포 그래프의 반사율 구간에 해당하는 발생빈도값이며, 상기 DB는 상기 제2 반사율 분포 그래프에서 상기 제1 반사율 분포 그래프의 반사율 구간과 동일한 반사율 구간에 해당하는 발생빈도값이다).(In Formula A, the D A is an occurrence frequency value corresponding to the reflectance section of the first reflectance distribution graph, and D B is the reflectance equal to the reflectance section of the first reflectance distribution graph in the second reflectance distribution graph. It is an occurrence frequency value corresponding to the interval).
(S5) 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간 결정단계(S5) determining the reflectance section affecting the cold strength
상기 단계는 상기 보정 반사율 분포 그래프를 통하여, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄의 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간을 결정하는 단계이다.The step is a step of determining a reflectance section that affects the cold strength of the first blended coal and the comparative blended coal through the corrected reflectance distribution graph.
한 구체예에서 상기 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간은, 상기 보정 반사율 그래프에서, 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간 및 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간으로 구획하는 단계;를 포함하여 결정된다.In one embodiment, the reflectance section affecting the cold strength is, in the corrected reflectance graph, a reflectance section having a larger area with a positive (+) value and a reflectance section having a larger area with a negative (-) value The step of partitioning into; is determined, including.
도 6(a)는 본 발명의 한 구체예에 따라 획득된 보정 반사율 분포 그래프(비교 배합탄 A)를 나타낸 것이며, 도 6(b)는 본 발명의 다른 구체예에 따라 획득된 보정 반사율 분포 그래프(비교 배합탄 B)를 나타낸 것이다.6 (a) shows a corrected reflectance distribution graph (comparative coal blend A) obtained according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) is a corrected reflectance distribution graph obtained according to another embodiment of the present invention. (Comparative coal blend B) is shown.
예를 들면 상기 도 6과 같이 상기 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간은, ①번 구간(반사율 1% 이하 구간), ②번 구간(반사율 1~1.4% 구간) 및 ③번 구간(반사율 1.4% 초과 구간)으로 구획할 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, the reflectance section that affects the cold strength includes section ① (reflectance less than 1%), section ② (
또한 상기 도 6(a)와 같이 냉간강도가 상대적으로 높은 비교 배합탄 A의 경우, ①번 및 ②번 구간(반사율 1.4% 이하 구간)의 넓이가 ③번 구간(반사율 1.4% 초과 구간)의 넓이보다 큰 반면, 상기 도 4(b)와 같이 냉간강도가 상대적으로 낮은 비교 배합탄 B의 경우, ③번 구간(반사율 1.4% 초과 구간) 영역의 넓이가 ①번 및 ②번 구간(반사율 1.4% 이하 구간)의 넓이보다 큰 것을 알 수 있다.In addition, in the case of comparative coal-fired coal A having relatively high cold strength as shown in FIG. 6(a), the width of
한 구체예에서, 상기 보정 반사율 분포 그래프에서 구획된 ①번 반사율 구간의 넓이, ②번 반사율 구간의 넓이 및 ③번 반사율 구간 넓이의 비율을, 후술할 식 5에 따라 계산하여 비율을 정량적으로 비교하여, 반사율 분포 지수를 도출할 수 있다.In one embodiment, the ratio of the area of the first reflectance section, the area of the second reflectance section, and the area of the third reflectance section divided in the corrected reflectance distribution graph is calculated according to
(S6) 냉간강도 반사율 분포 지수 도출(S6) Derivation of cold intensity reflectance distribution index
상기 단계는 상기 결정된 반사율 구간을 이용하여, 하기 식 5에 따른 제1 배합탄의 반사율 분포 지수를 도출하는 단계이다:The step is a step of deriving the reflectance distribution index of the first blended coal according to the following
[식 5][Equation 5]
제1 배합탄의 반사율 분포지수 = S1/S2 The reflectance distribution index of the first coal blend = S 1 /S 2
(상기 식 5에서, 상기 S1은 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제1 합산치이며, 상기 S2는 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제2 합산치이다).(In
본 발명에서는 상기 식 5와 같이 배합탄 반사율의 평균값이 아닌, 반사율 분포형상의 구간비율을 활용하여 신규 제1 배합탄의 반사율 분포수를 도출하여, 동일한 반사율 배합탄 사이의 품질 변별력을 강화할 수 있다.In the present invention, as in
상기와 같은 방법으로 제1 배합탄의 반사율 분포지수를 도출시, 반사율이 분포되는 구간 및 비율에 따라 달라지는 냉간강도의 영향을 정성적 및 정량적으로 도출할 수 있으며, 배합탄을 건류하여 생성되는, 코크스 품질 예측값의 적중률이 우수하며, 품질 보강을 위한, 고품질 석탄의 최적 배합량을 도출 가능하여, 경제성이 우수할 수 있다.When deriving the reflectance distribution index of the first blended coal in the same way as above, the effect of cold strength that varies depending on the section and ratio in which the reflectance is distributed can be qualitatively and quantitatively derived, and is produced by carbonizing the blended coal, The hit ratio of the predicted value of coke quality is excellent, and it is possible to derive the optimal blending amount of high-quality coal for quality reinforcement, and thus economic efficiency may be excellent.
제1 배합탄의 배합성The compatibility of the first coal blend
도 7은 본 발명의 한 구체예에 따른 제1 배합탄의 배합성 도출과정을 나을 나타낸 것이다. 상기 도 7을 참조하면, 상기 제1 배합탄의 배합성은, (S21) 기준석탄 선정단계; (S22) 제1 배합탄의 탄종별 배합성 도출단계; 및 (S23) 제1 배합탄의 배합성 도출단계;를 포함하여 도출될 수 있다,7 is a view showing the process of deriving the blendability of the first blended coal according to an embodiment of the present invention. 7, the blending properties of the first coal blend, (S21) reference coal selection step; (S22) the step of deriving the compatibility of the first coal blend for each type; and (S23) a step of deriving the compatibility of the first coal blend; can be derived including,
이하, 상기 제1 배합탄의 배합성 도출과정을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the process of deriving the compatibility of the first coal blend will be described in detail step by step.
(S21) 기준석탄 선정단계 (S21) Standard coal selection stage
상기 단계는 상기 제1 배합탄의 3 종류 이상의 석탄 중에서 어느 하나의 석탄을 기준 석탄으로 선정하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 기준 석탄은 상기 3 종 이상의 석탄 중에서 상기 제1 배합탄의 유동도에 가장 큰 영향을 미치는 석탄을 기준 탄종으로 선정할 수 있다. 예를 들면, 상기 3 종류 이상의 석탄 중에서, 개별 고유 유동도가 가장 높은 석탄을 기준석탄으로 선정할 수 있다.The step is a step of selecting any one coal from among three or more types of coal of the first coal blend as a reference coal. In one embodiment, the reference coal may be selected from among the three or more types of coal, the coal having the greatest influence on the fluidity of the first coal blend as the reference coal type. For example, among the three or more types of coal, the coal having the highest individual intrinsic fluidity may be selected as the reference coal.
(S22) 제1 배합탄의 탄종별 배합성 도출단계(S22) Step of deriving the compatibility of the first coal blend for each type of coal
상기 단계는, 상기 제1 배합탄의 상기 3 종류 이상의 석탄 중에서 상기 기준 석탄을 제외한 나머지 석탄 각각에 대하여, 개별적으로 상기 기준 석탄과의 유동도 차이에 따른 혼합성을 이용한 상기 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 산출하는 단계이다.In the step, for each of the remaining coals except for the reference coal among the three or more types of coals of the first coal blend, the first coal of the first coal blend using the mixability according to the difference in fluidity with the reference coal individually This is the step of calculating the type compatibility.
한 구체예에서 상기 제1 배합탄의 탄종별 배합성은, 상기 제1 배합탄의 기준 석탄과, 상기 기준 석탄을 제외한 나머지 2 종류 이상의 석탄 중 어느 하나의 석탄 만을 배합하여, 혼합탄 시편을 개별적으로 제조하는 단계; 상기 개별적으로 제조된 혼합탄 시편의 실제 유동도(δn)를 각각 측정하는 단계; 및 상기 측정된 혼합탄 시편의 실제 유동도(δn)를, 상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도(ε)로 나누어 주는 단계;를 포함하여 도출될 수 있다.In one embodiment, the blending property of the first coal blends by coal type is by blending only one coal of the reference coal of the first coal blend and any one of the two or more types of coals other than the reference coal, so that the mixed coal specimen is individually prepared. manufacturing; measuring the actual fluidity (δn) of the individually prepared mixed coal specimens, respectively; and dividing the measured actual fluidity (δn) of the mixed coal specimen by the weighted average fluidity (ε) of the mixed coal specimen;
한 구체예에서 상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도(ε)는, 상기 개별 혼합탄 시편을 구성하는, 각 석탄에 대하여 측정된, 개별 고유 유동도와, 상기 각 석탄의 배합비를 곱한 값들의 합일 수 있다.In one embodiment, the weighted average fluidity (ε) of the mixed coal specimen may be the sum of values obtained by multiplying the individual intrinsic fluidity measured for each coal constituting the individual coal mixed specimen and the blending ratio of each coal. have.
(S23) 제1 배합탄의 배합성 도출단계(S23) Step of deriving the compatibility of the first coal blend
상기 산출된 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 이용하여, 하기 식 4에 따른 상기 제1 배합탄의 배합성을 도출하는 단계이다:This is a step of deriving the compatibility of the first coal blend according to
[식 4][Equation 4]
제1 배합탄의 배합성 = (∑(제1 배합탄의 탄종별 배합성)-1)-1 Combinability of the first coal blend = (∑ (combinability of the first coal blend for each type of coal) -1 ) -1
하기 도 8은 배합탄의 배합성을 산출하기 위한 혼합탄 시편 조합의 경우들을 나타낸 것이다. 상기 도 8을 참조하면, 배합탄 내 석탄 사이의 반응의 경우의 수는, 상기 제1 배합탄을 구성하는 석탄 탄종의 수에 비례해서 증가하게 된다. 상기 도 8과 같이 배합탄 내의 탄종 간의 모든 반응의 경우의 수를 고려하는 것은, 많은 시간과 실험이 필요하므로 탄종 간의 반응의 경우의 수를 단순화하는 것이 요구된다.Figure 8 below shows the cases of the mixed coal specimen combination for calculating the compatibility of the coal blend. Referring to FIG. 8, the number of cases of reaction between coal in the coal blend increases in proportion to the number of coal types constituting the first coal blend. Considering the number of cases of all reactions between the types of coal in the coal blend as shown in FIG. 8 requires a lot of time and experimentation, so it is required to simplify the number of cases of reactions between types of coal.
도 9는 본 발명에 따른 상기 제1 배합탄의 배합성을 산출하기 위한 혼합탄 시편 조합의 경우들을 나타낸 것이다. 상기 도 9를 참조하면, 배합안 설계시 고유동, 중유동, 저유동으로 분류된 개별탄종을 일정 비율로 혼합하며, 이때 배합탄의 유동도에 가장 큰 영향을 미치는 1 종류의 석탄을 선정하여, 배합되는 다른 석탄 1종과 일정비율로 배합하여 혼합탄 시편을 제조한 다음, 상기 혼합탄 시편의 실제 유동도(δn)를 측정하고, 상기 혼합탄 시편의 실제 유동도를 상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도로 나눠준다. 이러한 상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도는 상기 개별 혼합탄 시편을 구성하는, 각 석탄에 대하여 측정된, 개별 고유 유동도와, 상기 각 석탄의 배합비를 곱한 값들의 합일 수 있다.Figure 9 shows the cases of the mixed coal specimen combination for calculating the compatibility of the first coal blend according to the present invention. Referring to FIG. 9, individual coal types classified as high flow, medium flow, and low flow are mixed in a certain ratio when designing a blending plan, and at this time, one type of coal having the greatest effect on the fluidity of the blended coal is selected. , to prepare a mixed coal specimen by mixing it with one type of other coal to be blended in a certain ratio, then measure the actual fluidity (δn) of the mixed coal specimen, and measure the actual fluidity of the coal mixed specimen as that of the mixed coal specimen. Divide by weighted average liquidity. The weighted average fluidity of the mixed coal specimen may be the sum of values obtained by multiplying the individual intrinsic fluidity measured for each coal constituting the individual coal mixed specimen and the blending ratio of each coal.
도출된 제1 배합탄의 탄종별 배합성은 하기 표 1과 같다. 상기 표 1과 같이, 각 탄종의 일정한 배합에 따라 제1 배합탄의 탄종별 배합성이 도출되고, 이것은 두 탄종 간 특정 배합비(예를 들어, 75-25, 50-50, 25-75)에 따른 추세식이 도출될 수 있다.The compounding properties of the derived first coal blends for each type of coal are shown in Table 1 below. As shown in Table 1, the compounding properties of the first coal type are derived according to a certain formulation of each type of coal, and this is based on a specific mixing ratio between the two types of coal (eg, 75-25, 50-50, 25-75). A trend expression can be derived.
상기 표 1은 제1 배합탄의 혼합탄 시편을 구성하는 두 탄종 간의 특정 배합지에 따른 탄종별 배합성을 나타낸 것이다. 예를 들면 상기 표 1의, 기준석탄 배합비와 탄1의 배합비가 25:75인 경우 탄종별 배합성은 0.33으로 산출되며, 이는 고유동석탄과 탄1이 25:75의 비율로 이루어진 혼합탄 시편의 유동도 측정값을, 혼합탄 시편의 가중평균 유동도 계산값으로 나눈 값이 0.33이라는 의미이다. 여기에서, 혼합탄 시편의 가중평균 유동도는 기준석탄의 개별 고유 유동도에 0.25를 곱한 값과 탄1의 개별 고유 유동도에 0.75를 곱한 값의 합으로 산출된다.Table 1 shows the compounding properties for each type of coal according to the specific compounding paper between the two types of coal constituting the mixed coal specimen of the first coal blend. For example, in Table 1 above, when the mixing ratio of the reference coal and
표 1은 고유동탄인 기준석탄과 그 외 1 탄종의 반응을 특정 배합비(75-25, 50-50, 25-75)에서 측정한 값이기 때문에, 복수의 탄이 배합된 실제 제1 배합탄의 기준석탄과 그 외 1 탄종과의 배합비를 계산하여야 한다. 제1 배합탄 내에서 기준석탄의 배합비가 10%, 그 외 1 탄종의 배합비가 20%일 때 고유동탄의 배합비는 10%/(10%+20%)로 산출된다. 이러한 배합비를 표 1에서 도출된 추세식에 대입하고 배합성을 계산한다. 추세식을 사용하여 계산된 개별 배합성을 배합 내에서의 총 배합성으로 변환시키기 위하여 상기 식 4를 적용할 수 있다.Since Table 1 is the value measured at a specific mixing ratio (75-25, 50-50, 25-75) of the reaction of the reference coal, which is a high fluidity coal, and one other type of coal, The mixing ratio between the standard coal and one other type of coal should be calculated. When the blending ratio of the reference coal in the first coal blend is 10%, and the blending ratio of other coal types is 20%, the blending ratio of the high fluidity coal is calculated as 10%/(10%+20%). Substitute these blending ratios into the trend formula derived from Table 1 and calculate the blendability.
(S30) 제1 배합탄의 배합지수 도출단계 (S30) Step of deriving the blending index of the first blended coal
상기 단계는 상기 도출된 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 이용하여, 하기 식 1에 따른 제1 배합탄의 배합지수를 도출하는 단계이다:The step is a step of deriving the blending index of the first blended coal according to the following
[식 1][Equation 1]
제1 배합탄의 배합지수(X) = 제1 배합탄의 반사율 분포지수 X 제1 배합탄의 배합성.The blending index of the first blended coal (X) = the reflectance distribution index of the first blended coal X the blendability of the first blended coal.
종래 사용중인 코크스의 냉간강도 예측식은, 배합탄의 배합지수를 개별 석탄의 품질지수의 가중평균으로 계산하여, 실제 코크스 품질과의 상관성을 회귀식으로 도출하는 방법을 사용하고 있었다. 그러나 동일한 배합지수의 배합이라 할지라도, 코크스의 품질이 서로 다른 경우가 많기 때문에 상기 배합지수는 그 신뢰성이 낮은 실정이다.In the conventional formula for predicting the cold strength of coke, a method of calculating the blending index of the coal blend as a weighted average of the quality indices of individual coals and deriving the correlation with the actual coke quality using a regression formula was used. However, even with the same mixing index, the quality of the coke is often different from each other, so the reliability of the mixing index is low.
코크스의 제조 원가 절감을 위해 저가의 저품위탄의 사용이 증가되는 상황에서, 실질적인 반사율 지수 계산 방법과 각 탄종별 적정 배합 기준이 마련되지 않는다면, 코크스 품질 예측 적중률이 지속적으로 낮아지는 결과가 초래되는 것은 물론, 결과적으로 코크스 제조원가가 증가하는 원인이 된다. In a situation in which the use of low-priced, low-grade coal is increasing to reduce the manufacturing cost of coke, unless a practical method for calculating the reflectance index and appropriate mixing standards for each type of coal are prepared, the result of the continuous decrease in the predictive accuracy of coke quality Of course, as a result, the coke production cost is increased.
또한 코크스 품질 하락시 배합기준을 맞추기 위해 보강배합을 실시함에도 코크스 품질은 개선되지 않는 경우, 코크스 품질 하락의 실질적인 원인에 대한 대응을 제때하지 못하는 데서 초래되는 추가적인 기회비용이 발생하게 된다. In addition, if the coke quality is not improved even though the coke quality is not improved even when the coke quality is reduced to meet the mixing standards, there is an additional opportunity cost resulting from not responding in time to the actual cause of the coke quality deterioration.
한편 코크스 품질 추정 기술 중 석탄의 반사율 측정은, 코크스의 품질을 추정하는 중요 지표로서 널리 이용되고 있다. 따라서 상기 배합탄의 반사율을 측정하여 코크스의 품질을 예측하는 방법이 사용되고 있다. 상기 배합탄의 반사율 지수는 개별 석탄 반사율의 가중평균으로 계산되고 있으나, 이러한 가중 평균 계산법으로는 코크스의 정확한 품질을 예측하는데 한계가 있었다.On the other hand, among the coke quality estimation techniques, the measurement of the reflectance of coal is widely used as an important index for estimating the quality of coke. Therefore, a method of predicting the quality of coke by measuring the reflectance of the coal blend is used. The reflectance index of the coal blend is calculated as a weighted average of individual coal reflectances, but this weighted average calculation method has a limit in predicting the accurate quality of coke.
또한, 석탄의 유동도는 코크스 제조시 품질을 결정하는 중요 지표로서 널리 이용되고 있으며, 현재 배합탄 유동도 지수는 코크스 품질 예측식 적용시 단미탄 유동도의 가중평균으로 계산되고 있는 실정이다. 그러나 배합탄의 실제 유동도는 탄의 종류와 배합비에 따른 배합성에 의해 결정되므로 단순히 배합비에 따른 단미탄의 가중평균값으로 설명될 수 없는 부분이 있다. In addition, the fluidity of coal is widely used as an important indicator for determining quality during coke production, and the current blended coal fluidity index is calculated as a weighted average of the fluidity of single coal when the coke quality prediction formula is applied. However, since the actual fluidity of the coal blend is determined by the type of coal and the compounding ratio according to the compounding ratio, there is a part that cannot be simply explained by the weighted average value of the single coal according to the compounding ratio.
현재 코크스 제조 원가 절감을 위해 저가의 미점탄의 사용을 늘리는 상황에서 실제 유동도의 적정 관리 기준 및 예측 방법을 마련하지 않는다면 코크스 품질 예측 적중률을 지속적으로 낮추는 결과는 초래하므로 결과적으로 코크스 제조원가 증대의 원인이 된다. 또한 코크스 품질 하락시 배합기준을 맞추기 위해 보강배합을 실시함에도 코크스 품질은 개선되지 않는 경우 코크스 품질 하락의 실질적인 원인에 대한 대응을 제때 하지 못하는 데서 초래되는 추가적인 기회비용이 발생하게 된다. In the current situation where the use of low-cost coking coal is increased to reduce coke manufacturing cost, if proper management standards and prediction methods for actual fluidity are not prepared, it will result in continuously lowering the predictive accuracy of coke quality, resulting in an increase in coke manufacturing cost. becomes this In addition, if the coke quality is not improved even though the coke quality is not improved even when the coke quality is reduced to meet the mixing standard, there is an additional opportunity cost resulting from not responding in a timely manner to the actual cause of the deterioration of the coke quality.
한 구체예에서 상기 식 1에 따라 도출된 제1 배합탄의 배합지수(X)는, 20 이하의 값을 가질 수 있다. 상기 제1 배합탄의 배합지수가 20 초과인 경우, 상기 제1 배합탄의 냉간강도 품질은 포화된 것일 수 있다.In one embodiment, the blending index (X) of the first blended coal derived according to
(S40) 코크스의 예측 냉간강도 도출단계(S40) Predicted cold strength derivation step of coke
상기 단계는 상기 도출된 제1 배합탄의 배합지수를 이용하여, 상기 제1 배합탄을 이용하여 제조되는 코크스의 예측 냉간강도를 도출하는 단계이다.The step is a step of deriving a predicted cold strength of coke produced using the first coal blend by using the derived blending index of the first blended coal.
상기 도출된 코크스의 예측 냉간강도는 하기 식 2 및 식 3의 관계를 가진다:The predicted cold strength of coke derived above has the relationship of
[식 2][Equation 2]
코크스의 예측 냉간강도 = (-23.67844) X EXP((-X1)/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X1)/(1.02628)) + 89.1222Predicted cold strength of coke = (-23.67844) X EXP((-X 1 )/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X 1 )/(1.02628)) + 89.1222
(상기 식 2에서, X1은 제1 배합탄의 배합지수(단, 0 ＜ X1 ≤ 4.5) 이다)(In
[식 3][Equation 3]
코크스의 예측 냉간강도 = (0.58823) X EXP((-X2)/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X2)/(3.98483)) + 88.25094Predicted cold strength of coke = (0.58823) X EXP((-X 2 )/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X 2 )/(3.98483)) + 88.25094
(상기 식 3에서, X2는 제1 배합탄의 배합지수(단, X2 ＞4.5) 이다).(In
한 구체예에서 상기 식 2 및 식 3은, 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 배합탄 샘플에 대한 배합지수와, 상기 배합탄 샘플을 이용하여 제조된 코크스의 냉간강도 측정값을 수집하여 데이터를 획득하는 단계; 상기 배합탄 샘플의 배합지수와, 코크스의 냉간강도 측정값 데이터를 비교하여, 그래프를 도시하는 단계; 상기 도시된 그래프 상의 배합탄 샘플의 배합지수를 구간별로 구분하되, 상기 배합지수의 구간에 대응하는, 코크스의 평균 냉간강도값을 계산하는 단계; 및 상기 배합탄 샘플의 배합지수 구간 및 이에 대응하는 코크스의 평균 냉간강도 그래프를 도시하여 회귀식을 작성하는 단계;를 포함하여 도출될 수 있다. 여기서 상기 배합지수는, 상기 식 1을 이용하여 도출될 수 있다.In one embodiment,
한 구체예에서 상기 회귀식은, Origin pro 2018-Origin lab 프로그램의 데이터 피팅(data fitting)을 활용하여, 상기 그래프의 패턴을 최적으로 설명할 수 있는 Biexponential fitting method를 이용하여 도출될 수 있다.In one embodiment, the regression equation may be derived using a biexponential fitting method that can optimally explain the pattern of the graph by using data fitting of the Origin pro 2018-Origin lab program.
본 발명의 코크스 냉간강도 예측방법을 적용시, 코크스 냉간강도 예측값의 적중률이 우수하며, 품질 보강을 위한, 고품질 석탄의 최적 배합량을 도출 가능하여, 경제성이 우수하며, 석탄 배합 외 외부 환경 조건의 변동이 코크스의 품질에 미치는 영향을 정량적으로 확인할 수 있다.When the coke cold strength prediction method of the present invention is applied, the hit ratio of the predicted value of the coke cold strength is excellent, and it is possible to derive the optimal blending amount of high-quality coal for quality reinforcement, and thus the economic feasibility is excellent, and fluctuations in external environmental conditions other than coal blending The effect on the quality of this coke can be quantitatively confirmed.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.
실시예Example
(a) 제1 배합탄의 반사율 분포지수 도출: 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 제1 배합탄을 정의하였다. 그 다음에, 상기 제1 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 제1 배합탄에 대한 제1 반사율 분포 그래프를 획득하고, 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 비교 배합탄을 정의하였다. 이때, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄은, 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프 상에서 평균 반사율이 서로 동일한 것을 준비하였다.(a) Derivation of the reflectance distribution index of the first coal blend: The first coal blend was defined in which three or more types of coal were blended in a predetermined weight ratio. Then, by using the reflectance distribution graph of the individual coals included in the first coal blend and the blending weight ratio of the individual coal, a first reflectance distribution graph for the first coal blend is obtained, and three or more types of coal was defined as a comparative coal blended in a predetermined weight ratio. In this case, the first coal blend and the comparative coal blend were prepared having the same average reflectance on the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph.
그 다음에, 상기 비교 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 비교 배합탄에 대한 제2 반사율 분포 그래프를 획득하고, 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프를 비교하여, 동일 반사율 구간에서 반사율 발생 빈도의 차이를 보정한, 보정 반사율 분포 그래프를 획득하였다. 그 다음에 상기 보정 반사율 분포 그래프를 통하여, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄의 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간을 결정하였다. 상기 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간은, 상기 보정 반사율 그래프에서, 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간 및 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간으로 구획하는 단계;를 포함하여 결정하였으며, 상기 반사율 구간을 이용하여 하기 식 5로 표현되는 제1 배합탄의 반사율 분포지수를 도출하였다:Then, by using the reflectance distribution graph of the individual coal included in the comparative coal blend and the blending weight ratio of the individual coal, a second reflectance distribution graph for the comparative coal blend is obtained, and the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph were compared to obtain a corrected reflectance distribution graph in which the difference in the frequency of occurrence of reflectance in the same reflectance section was corrected. Then, through the corrected reflectance distribution graph, the reflectance section affecting the cold strength of the first blended coal and the comparative blended coal was determined. The reflectance section affecting the cold strength is divided into a reflectance section having a larger area with a positive (+) value and a reflectance section having a larger area with a negative (-) value in the corrected reflectance graph. It was determined including;
[식 5][Equation 5]
제1 배합탄의 반사율 분포지수 = S1/S2 The reflectance distribution index of the first coal blend = S 1 /S 2
(상기 식 5에서, 상기 S1은 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제1 합산치이며, 상기 S2는 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제2 합산치이다).(In
(b) 제1 배합탄의 배합성 도출: 상기 제1 배합탄의 3 종류 이상의 석탄 중에서 가장 유동도가 높은 석탄을 기준 석탄으로 선정하였다. 그 다음에, 상기 3 종류 이상의 석탄 중에서 상기 기준 석탄을 제외한 나머지 석탄 각각에 대하여, 개별적으로 상기 기준 석탄과의 유동도 차이에 따른 반응성을 이용한 상기 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 산출하고, 상기 산출된 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 이용하여, 하기 식 4에 따른 상기 제1 배합탄의 배합성을 도출하였다:(b) Derivation of blendability of the first coal blend: Coal having the highest fluidity among three or more types of coal of the first coal blend was selected as the reference coal. Then, with respect to each of the remaining coals except for the reference coal among the three or more types of coal, the compatibility for each type of coal is calculated using the reactivity according to the difference in fluidity with the reference coal individually, Using the calculated compatibility of the first coal blend for each type of coal, the compatibility of the first coal blend according to
[식 4][Equation 4]
제1 배합탄의 배합성 = (∑(제1 배합탄의 탄종별 배합성)-1)-1 Combinability of the first coal blend = (∑ (combinability of the first coal blend for each type of coal) -1 ) -1
이때, 상기 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 산출하는 단계는, 상기 기준 석탄과, 상기 기준 석탄을 제외한 나머지 2 종류 이상의 석탄 중 어느 하나의 석탄 만을 배합하여, 혼합탄 시편을 개별적으로 제조하고, 상기 개별적으로 제조된 혼합탄 시편의 실제 유동도(δn)를 각각 측정한 다음, 상기 측정된 혼합탄 시편의 실제 유동도(δn)를, 상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도(ε)로 나누어 주었다. 이때, 상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도(ε)는, 상기 개별 혼합탄 시편을 구성하는, 각 석탄의 개별 고유 유동도와, 상기 각 석탄의 배합비를 곱한 값들의 합으로 계산하였다.At this time, the step of calculating the blendability for each coal type of the first coal blend comprises blending only one of the reference coal and any one of the two or more types of coal other than the reference coal to separately prepare a mixed coal specimen, , the actual fluidity (δn) of the individually prepared mixed coal specimen is measured, respectively, and then the measured actual fluidity (δn) of the measured coal mixed specimen is the weighted average fluidity (ε) of the mixed coal specimen. distributed In this case, the weighted average fluidity (ε) of the mixed coal specimen was calculated as the sum of values obtained by multiplying the individual intrinsic fluidity of each coal constituting the individual coal mixed specimen and the blending ratio of each coal.
(c) 제1 배합탄의 배합지수 도출: 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 제1 배합탄을 정의하고, 상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 각각 도출하였다. 상기 도출된 제1 배합탄의 반사율 분포지수(a) 및 제1 배합탄의 배합성(b)을 이용하여, 하기 식 1에 따른 제1 배합탄의 배합지수를 도출하였다:(c) Derivation of the blending index of the first blended coal: define a first blended blend in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio, and the reflectance distribution index of the first blended blend and the blendability of the first blended coal, respectively derived. Using the derived reflectance distribution index (a) of the first coal blend and the blending property (b) of the first coal blend, the blending index of the first blended coal was derived according to
[식 1][Equation 1]
제1 배합탄의 배합지수(X) = 제1 배합탄의 반사율 분포지수 X 제1 배합탄의 배합성.The blending index of the first blended coal (X) = the reflectance distribution index of the first blended coal X the blendability of the first blended coal.
(d) 코크스의 예측 냉간강도 도출: 상기 도출된 제1 배합탄의 배합지수(c)를 이용하여, 상기 제1 배합탄을 이용하여 제조되는 코크스의 예측 냉간강도를 도출하였다.(d) Derivation of predicted cold strength of coke: Using the derived blending index (c) of the first blended coal, the predicted cold strength of coke produced using the first blended coal was derived.
상기 코크스 예측 냉간강도를 도출하기 위해, 코크스 오븐 1~3기에 대하여 2017년 동안 실시한 조업결과를 이용하였다. 구체적으로 3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 배합탄 샘플에 대하여, 반사율 분포지수 및 배합탄 샘플의 배합성을 각각 도출하고, 상기 배합탄을 이용하여 제조된 코크스의 냉간강도 측정값을 수집하여 데이터를 획득하였다.In order to derive the predicted cold strength of the coke, the results of operation conducted during 2017 for 1 to 3 coke ovens were used. Specifically, for a coal blend sample in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio, the reflectance distribution index and the blendability of the coal blend sample are derived, respectively, and cold strength measurement values of coke prepared using the coal blend are collected. to obtain data.
도 10(a) 및 도 10(b)는 배합탄 샘플의 반사율 분포지수와, 상기 배합탄을 이용하여 제조된 코크스 샘플의 냉간강도를 도시한 그래프이다. 상기 도 10을 참조하면, 2017년도 사용된 배합탄을 이용하여 제조된, 코크스의 냉간강도 반사율 분포지수는 200까지 선형적으로 증가하다가, 그 이후에는 코크스의 품질이 하락하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 냉간강도 반사율 분포지수가 1000 이상으로 설계된 비교 배합탄은 품질 변화가 나타나지 않음을 알 수 있다. 이는, 품질 보강을 위해 반사율이 높은 석탄의 배합비가 증가하여도 품질보강이 되지 않는 배합이 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서, 1000 이상의 냉간강도 반사율 분포지수로 배합시 품질보강 효과는 적어지는 대신 생산원가가 상승하여 효율적인 배합운영을 할 수 없음을 알 수 있다. 10 (a) and 10 (b) are graphs showing the reflectance distribution index of the coal blend sample and the cold strength of the coke sample prepared using the coal blend sample. Referring to FIG. 10 , it can be seen that the cold strength reflectance distribution index of coke manufactured using coal blended coal used in 2017 linearly increased up to 200, and then the quality of the coke decreased. In addition, it can be seen that the comparative coal that is designed with a cold strength reflectance distribution index of 1000 or more does not show quality change. It can be seen that, even if the mixing ratio of the high reflectance coal is increased for quality reinforcement, there is a formulation that does not enhance the quality. Therefore, it can be seen that when mixing with a cold intensity reflectance distribution index of 1000 or more, the quality reinforcement effect is reduced, but the production cost increases, so that efficient mixing operation cannot be performed.
또한, 상기 배합탄 샘플에 대하여, 본 발명의 식 1에 따라 배합지수를 측정하고, 상기 배합지수와, 코크스의 냉간강도 측정값 데이터를 비교하여, 그래프를 도시하여 하기 도 11에 그 결과를 나타내었다. 그 다음에, 상기 도 11에 도시된 그래프 상의 배합탄 샘플의 배합지수를 구간별로 구분하고, 상기 배합지수의 구간에 대응하는, 코크스의 평균 냉간강도값을 계산하였다.In addition, for the blended coal sample, the blending index was measured according to
그 다음에, 도 11과 같이 상기 배합탄 샘플의 배합지수 구간 및 이에 대응하는 코크스의 평균 냉간강도 그래프를 도시하였다. 상기 도 11의 결과를 참조하면, 당사 2017년 고로 1기 내지 3기에서, 냉간강도는, 배합지수 4.5 이하(1번 영역)까지 선형적으로 증가하였으며, 4.5에서 최대 냉간강도 값에 도달한 다음, 다시 감소하였고(2번 영역), 배합지수 14.0 이상(3번 영역)에서 품질이 포화되는 것을 알 수 있었다. 수식의 도출을 위하여 배합지수를 0.1 구간으로 나누어서 냉간강도의 평균값을 구하였으며, 상기와 같은 결과를 Origin pro 2018-Origin lab 프로그램의 데이터 피팅(data fitting)을 활용하여, 상기 그래프의 패턴을 최적으로 설명할 수 있는 Biexponential fitting method를 이용하여 식 2 및 식 3을 유도하였다:Then, as shown in FIG. 11, a graph of average cold strength of coke corresponding to the mixing index section of the coal blend sample was shown. Referring to the result of FIG. 11, in the first to third blast furnaces of our company in 2017, the cold strength increased linearly up to the mixing index 4.5 or less (region 1), and reached the maximum cold strength value at 4.5. , decreased again (region 2), and it was found that the quality was saturated at the mixing index of 14.0 or more (region 3). In order to derive the formula, the average value of cold strength was obtained by dividing the compounding index into 0.1 sections.
[식 2][Equation 2]
코크스의 예측 냉간강도 = (-23.67844) X EXP((-X1)/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X1)/(1.02628)) + 89.1222Predicted cold strength of coke = (-23.67844) X EXP((-X 1 )/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X 1 )/(1.02628)) + 89.1222
(상기 식 2에서, X1은 제1 배합탄의 배합지수(단, 0 ＜ X1 ≤ 4.5) 이다)(In
[식 3][Equation 3]
코크스의 예측 냉간강도 = (0.58823) X EXP((-X2)/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X2)/(3.98483)) + 88.25094Predicted cold strength of coke = (0.58823) X EXP((-X 2 )/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X 2 )/(3.98483)) + 88.25094
(상기 식 3에서, X2는 제1 배합탄의 배합지수(단, X2 ＞4.5) 이다).(In
도 12는 실시예를 통하여 도출된 코크스 냉간강도 예측식을 적용하여 코크스제조시, 코크스 냉간강도 실측값의 오차범위를 나타낸 2019년 조업 데이터이다. 상기 도 12를 참조하면, 본 발명의 코크스 냉간강도 예측방법을 적용시, 코크스 냉간강도 예측값의 적중률이 우수하며, 품질 보강을 위한, 고품질 석탄의 최적 배합량을 도출 가능하여, 경제성이 우수함을 알 수 있었다.12 is operation data for 2019 showing the error range of the measured value of coke cold strength when manufacturing coke by applying the coke cold strength prediction formula derived through the examples. 12, when the coke cold strength prediction method of the present invention is applied, the hit ratio of the predicted value of the coke cold strength is excellent, and it is possible to derive the optimal blending amount of high-quality coal for quality reinforcement there was.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those of ordinary skill in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.
Claims (7)
상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 각각 도출하는 단계;
상기 도출된 제1 배합탄의 반사율 분포지수 및 제1 배합탄의 배합성을 이용하여, 하기 식 1에 따른 제1 배합탄의 배합지수를 도출하는 단계; 및
상기 도출된 제1 배합탄의 배합지수를 이용하여, 상기 제1 배합탄을 이용하여 제조되는 코크스의 예측 냉간강도를 도출하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수는,
상기 제1 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 제1 배합탄에 대한 제1 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계;
3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 비교 배합탄을 정의하는 단계;
상기 비교 배합탄에 포함되는 개별 석탄의 반사율 분포 그래프와, 상기 개별 석탄의 배합 중량비를 이용하여, 상기 비교 배합탄에 대한 제2 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계;
상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프를 비교하여, 동일 반사율 구간에서 반사율 발생 빈도의 차이를 보정한, 보정 반사율 분포 그래프를 획득하는 단계;
상기 보정 반사율 분포 그래프를 통하여, 상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄의 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 반사율 구간을 이용하여, 상기 제1 배합탄의 반사율 분포 지수를 도출하는 단계;를 포함하여 도출되며,
상기 제1 배합탄 및 비교 배합탄은, 상기 제1 반사율 분포 그래프와 상기 제2 반사율 분포 그래프 상에서 평균 반사율이 서로 동일하고,
상기 도출된 코크스의 예측 냉간강도는 하기 식 2 및 식 3의 관계를 가지는 것인 코크스 냉간강도 예측방법이며,
상기 냉간강도에 영향을 미치는 반사율 구간은, 상기 보정 반사율 그래프에서 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간 및 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 반사율 구간으로 구획하는 단계;를 포함하여 결정되며,
상기 제1 배합탄의 반사율 분포지수는 하기 식 5로 표현되는 것을 특징으로 하는 코크스 냉간강도 예측방법:
[식 1]
제1 배합탄의 배합지수(X) = 제1 배합탄의 반사율 분포지수 X 제1 배합탄의 배합성
[식 2]
코크스의 예측 냉간강도 = (-23.67844) X EXP((-X1)/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X1)/(1.02628)) + 89.1222
(상기 식 2에서, X1은 제1 배합탄의 배합지수(단, 0 ＜ X1 ≤ 4.5) 이다)
[식 3]
코크스의 예측 냉간강도 = (0.58823) X EXP((-X2)/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X2)/(3.98483)) + 88.25094
(상기 식 3에서, X2는 제1 배합탄의 배합지수(단, X2 ＞4.5) 이다)
[식 5]
제1 배합탄의 반사율 분포지수 = S1/S2
(상기 식 5에서, 상기 S1은 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 양(+)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제1 합산치이며,
상기 S2는 상기 보정 반사율 분포 그래프의 반사율 구간 중 음(-)의 값이 더 큰 넓이를 갖는 구간의 지표를 합산하여 도출된 제2 합산치이다).
defining a first coal blend in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio;
deriving each of the reflectance distribution index of the first coal blend and the blendability of the first coal blend;
deriving a blending index of the first blended coal according to Equation 1 below by using the derived reflectance distribution index of the first blended coal and the blendability of the first blended coal; and
Using the derived blending index of the first blended coal, deriving a predicted cold strength of coke produced using the first blended coal; includes;
The reflectance distribution index of the first blended coal is,
obtaining a first reflectance distribution graph for the first coal blended coal by using a reflectance distribution graph of individual coals included in the first coal blend and a blending weight ratio of the individual coal;
defining a comparative coal blend in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio;
obtaining a second reflectance distribution graph for the comparative coal blends by using a reflectance distribution graph of individual coals included in the comparative coal blends, and a compounding weight ratio of the individual coals;
Comparing the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph, obtaining a corrected reflectance distribution graph in which the difference in the frequency of occurrence of reflectance in the same reflectance section is corrected;
determining a reflectance section that affects the cold strength of the first blended coal and the comparative blended coal through the corrected reflectance distribution graph; and
Deriving the reflectance distribution index of the first blended coal by using the determined reflectance section; Derived including,
The first blended coal and the comparative blended coal have the same average reflectance on the first reflectance distribution graph and the second reflectance distribution graph,
The predicted cold strength of coke derived above is a method of predicting the cold strength of coke having the relationship of Equations 2 and 3 below,
The reflectance section affecting the cold strength is divided into a reflectance section having a larger area with a positive (+) value and a reflectance section having a larger area with a negative (-) value in the corrected reflectance graph; is determined including
The method for predicting the cold strength of coke, characterized in that the reflectance distribution index of the first coal blend is expressed by the following Equation 5:
[Equation 1]
The blending index of the first blended coal (X) = the reflectance distribution index of the first blended coal X the blendability of the first blended coal
[Equation 2]
Predicted cold strength of coke = (-23.67844) X EXP((-X 1 )/(1.02629)) + (-26.12573) X EXP((-X 1 )/(1.02628)) + 89.1222
(In Equation 2, X 1 is the blending index of the first coal blend (however, 0 < X 1 ≤ 4.5))
[Equation 3]
Predicted cold strength of coke = (0.58823) X EXP((-X 2 )/(3.98463)) + (1.60844) X EXP((-X 2 )/(3.98483)) + 88.25094
(In Formula 3, X 2 is the blending index of the first coal blend (however, X 2 >4.5))
[Equation 5]
The reflectance distribution index of the first coal blend = S 1 /S 2
(In Equation 5, S 1 is a first summation value derived by summing the indicators of the section having a larger area with a positive (+) value among the reflectance sections of the corrected reflectance distribution graph,
S 2 is a second sum derived by summing indicators of a section having a larger area with a negative (-) value among the reflectance sections of the corrected reflectance distribution graph).
상기 제1 배합탄의 배합성은,
상기 제1 배합탄의 3 종류 이상의 석탄 중에서 어느 하나의 석탄을 기준 석탄으로 선정하는 단계;
상기 3 종류 이상의 석탄 중에서 상기 기준 석탄을 제외한 나머지 석탄 각각에 대하여, 개별적으로 상기 기준 석탄과의 유동도 차이에 따른 혼합성을 이용한 상기 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 이용하여, 하기 식 4에 따른 상기 제1 배합탄의 배합성을 도출하는 단계;를 포함하여 도출되며,
상기 제1 배합탄의 탄종별 배합성을 산출하는 단계는,
상기 기준 석탄과, 상기 기준 석탄을 제외한 나머지 2 종류 이상의 석탄 중 어느 하나의 석탄 만을 배합하여, 혼합탄 시편을 개별적으로 제조하는 단계;
상기 개별적으로 제조된 혼합탄 시편의 실제 유동도(δn)를 각각 측정하는 단계; 및
상기 측정된 혼합탄 시편의 실제 유동도(δn)를, 상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도(ε)로 나누어 주는 단계;를 포함하여 도출되며,
상기 혼합탄 시편의 가중평균 유동도(ε)는, 상기 개별 혼합탄 시편을 구성하는, 각 석탄의 개별 고유 유동도와, 상기 각 석탄의 배합비를 곱한 값들의 합인 것을 특징으로 하는 코크스 냉간강도 예측방법:
[식 4]
제1 배합탄의 배합성 = (∑(제1 배합탄의 탄종별 배합성)-1)-1.
According to claim 1,
The blendability of the first blended coal is,
selecting any one coal from among three or more types of coal of the first coal blend as a reference coal;
Calculating the compatibility for each coal type of the first coal blend using the compatibility according to the fluidity difference with the reference coal individually for each of the remaining coals except for the reference coal among the three or more types of coal; and
Deriving the compatibility of the first coal blend according to Equation 4 below by using the calculated compatibility of the first coal blend for each type of coal;
The step of calculating the compounding properties for each type of coal of the first coal blend,
separately preparing a mixed coal specimen by blending only one of the two or more types of coal other than the reference coal and the reference coal;
measuring the actual fluidity (δn) of the individually prepared mixed coal specimens, respectively; and
and dividing the measured actual fluidity (δn) of the mixed coal specimen by the weighted average fluidity (ε) of the mixed coal specimen;
The weighted average fluidity (ε) of the mixed coal specimen is the sum of values obtained by multiplying the individual intrinsic fluidity of each coal constituting the individual coal mixed specimen and the compounding ratio of each coal Coke cold strength prediction method :
[Equation 4]
Combinability of the first coal blend = (∑ (combinability by type of coal of the first coal blend) -1 ) -1 .
상기 3 종류 이상의 석탄 중에서, 개별 고유 유동도가 가장 높은 석탄을 기준석탄으로 선정하는 것을 특징으로 하는 코크스 냉간강도 예측방법.
3. The method of claim 2,
Coke cold strength prediction method, characterized in that the coal having the highest individual intrinsic fluidity is selected as the reference coal among the three or more types of coal.
상기 식 2 및 식 3은,
3 종류 이상의 석탄을 소정의 중량비로 배합한 배합탄 샘플에 대한 배합지수와, 상기 배합탄 샘플을 이용하여 제조된 코크스의 냉간강도 측정값을 수집하여 데이터를 획득하는 단계;
상기 배합탄 샘플의 배합지수와, 코크스의 냉간강도 측정값 데이터를 비교하여, 그래프를 도시하는 단계;
상기 도시된 그래프 상의 배합탄 샘플의 배합지수를 구간별로 구분하되, 상기 배합지수의 구간에 대응하는, 코크스의 평균 냉간강도값을 계산하는 단계; 및
상기 배합탄 샘플의 배합지수 구간 및 이에 대응하는 코크스의 평균 냉간강도 그래프를 도시하여 회귀식을 작성하는 단계;를 포함하여 도출되는 것을 특징으로 하는 코크스 냉간강도 예측방법.
According to claim 1,
Equation 2 and Equation 3 are,
acquiring data by collecting a blending index for a coal blend sample in which three or more types of coal are blended in a predetermined weight ratio, and a cold strength measurement value of coke prepared using the coal blend sample;
Comparing the blending index of the coal blend sample and the cold strength measurement value data of the coke, showing a graph;
Calculating an average cold strength value of coke, which divides the blending index of the blended coal sample on the graph shown in each section, and corresponds to the section of the blending index; and
The method for predicting the cold strength of coke, characterized in that it is derived, including; preparing a regression equation by plotting a graph of the average cold strength of coke corresponding to the mixing index section of the coal blend sample.
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