KR20010010281A - 전기로 및 제강로에 사용되는 괴코크스 - Google Patents

Abstract

제철공장의 코크스 제조공정에서 발생되는 집진기더스트인 분 코크스와 제강로 더스트 및 주로 폐기물로 이루어지는 바인더를 고루 혼합, 교반하여 압축프레스로 조형되는 괴 코크스

Description

전기로 및 제강로에 사용되는 괴코크스{Lump cokes used to Electric furnace or steel-making furnace}

본 발명은 제철공장의 코크스제조공정(Coal Dry Quenching:CDQ)에서 발생되는 집진기 더스트(Dust)를 이용하여 전기로 및 제강로에서 사용되는 괴코크스(lump cokes)에 관한 것이다.

종래에는 코크스제조공정(CDQ)에서 발생되는 집진기의 분코크스를 이용하려는 시도가 있었지만 분 코크스의 더스트 성상 및 첨가물 특성상 괴상화가 어려워 코크스 공장에서 생산되는 괴코크스만을 칫수별로 선별하여 코크스로 사용하였고, 분 코크스는 부스러지기 쉽고 괴상화불가능으로 극히 소량씩 부수적으로 첨가하거나 대부분 폐기처리하여왔다.

따라서 본 발명자등은 국내외에서 폐기처리되고 있는 분 코크스 제강더스트 및 폐기물 바인더를 압축조형하여 괴상화하므로써 자원의 재활용과 환경개선 및 에너지 절감을 도모하고저 한 것이다.

일반적으로, 분 코크스는 그 구조 특성상 수많은 굴곡부, 즉 수많은 공극을 형성하고 있고, 압축하게 되면 부스러지기 쉬워 괴상화가 어렵다.아울러 통상의 바인더를 아무리 많이 사용해 보아야 압축강도가 제대로 나오지 않고 쉽게 깨어지기 때문에 괴상화가 거의 되지 않는다.

따라서, 본 발명자는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 분 코크스와 제강더스트의 혼합물에 페인트 슬럿지, 펄프 슬럿지 등의 폐기물 바인더를 첨가하고, 그 외에 당밀, 고무풀, 물유리등 여러 종류의 바인더를 보조첨가제로 교반, 혼합 및 교반하여 이를 균일히 분포되게 한 후 프레스를 가해 일정수준 이상의 강도를 가진 통상 소개탄이라 불리우는 괴코크스를 제조하도록 한 것이다.

제 1 도는 본 발명상의 바인더 혼합율을 20 중량 %로 고정하고,

다음 제강더스트 혼합율을 25 중량%로 고정하였을 때의 분 코크스 혼합율과 압괴강도의 상관관계 및 분 코크스 혼합율을 52 중량 %로 고정하였을 때의 제강더스트 혼합율과 압괴 강도와의 상관관계를 나타낸 그림이다.

제 2 도는 분 코크스 55%, 제강 더스트 25% 로 혼합율을 고정하였을 때의 본 발명상의 바인더의 첨가율에 따른 압괴강도와의 상관관계도를 나타낸 것이다.

제 3 도는 본 발명상의 괴 코크스에 제강 더스트와 바인더의 결합상태를 알기 쉽게 설명하기 위한 설명도이다.

통상의 분코크스의 더스트 성상 및 화학성분을 예를 들어 분석한 결과는 표 1 과 같다. 또한 제강 폐기물의 화학성분은 표 2 에 나타내었다.

주)CDQ : 코크스 제조공정의 하나인 탄건조켄칭(Coal Dry Quenching)공정

주) E/P : 정전집진기(Electrostatic Precipitator)

B/F : 백필터(Bag Filter)

여기에서 볼 수 있는 바와 같이 분 코크스는 화학성분상 차이는 적으나 입도차이가 심함을 알 수 있고, 제강더스트의 경우, 총 철분(T.Fe)량에도 차이가 심히 있음을 알 수 있다.또한 열원에 해당되는 성분중 CaO, MgO, C 등에도 차이가 심한 것을 알 수 있으며, 아울러, 분 코크스의 경우 제강 더스트와의 혼합율 관계에 있어 상대적으로 너무 적으면 열량이 부족하고, 상대적으로 분코크스가 너무 많으면 열원은 충분하나 결합강도, 즉 프레스 후의 제품의 강도가 열화된다. 더욱이 분코크스는 표면상의 수많은 기공(氣孔)등으로 기본적으로 결합강도가 약하며, 이 기공의 크기가 제강 더스트보다 훨씬 커서 기공을 제강더스트로 채워야 결합조직이 치밀해지고 결합력이 강해지게 된다.일반적으로 분 코크스는 45~65%를 사용하나, 제강더스트의 경우에는 15~50% 가 통상 함유 가능한 것으로 실험결과 알게 되었다.이들은 함유율, 입도등의 상관관계에 따라 이 범위는 조절된다.

아울러, 바인더의 투입량 또한 너무 적으면 결합력이 떨어지고 거꾸로 너무 투입량이 많으면 열량도 떨어질 뿐 아니라, 강도도 오히려 약화되며, 코스트 상승의 원인이 된다.

따라서, 상술한 여러가지 요인, 즉, 분코크스, 제강더스트의 입도, 성분, 혼합비율 범위, 바인더의 투입량 범위등을 고려하여 시험해 본 결과 첨부도면 제 1 도 및 제 2 도에서와 같이 개략적으로 분코크스 : 제강더스트 : 바인더의 혼합비는 중량비(%)로 49~62% : 18~36% : 15~25% 가 가장 적합한 것임을 알게 되었다.

또한, 분코크스의 입도범위는 통상 60~200메쉬 그 중에서도 80~120메쉬(mesh), 즉, 약 0.28~0.21mm,제강 더스트의 입도는 통상 0.01~0.20mm, 그중에서도 0.02~0.12mm 정도가 가장 적합함을 알게 되었다. 이는 분 코크스가 항상 제강 더스트의 입자보다 큰 것이 효율적으로, 이는 분 코크스에 형성되어 있는 기공부 또는 굴곡부에 가급적 많은 제강 더스트를 빡빡히 수용하도록 하기 위한 것으로, 단, 분 코크스의 입도가 60~200메쉬, 그 중에서도 80~120 메쉬의 것이 가장 내압강도가 높은 것임을 알게 되었다.

실시예

주)LD : 저취전로

L/F :래들로(Laddle Furnace)

E/C : 증발응축기(Evaporation Cooler)

E/P : 정전집전기(Electrostatic Precipitator)

C/F : 분급기(Classifier)

R/M : 루스탈헤라우에스로(Ruhrstahl Heraues)

전술한 표 1의 분코크스와 다음의 표 3 의 입도성상을 가진 제강더스트를 혼합하고 교반하여 골고루 섞이게 하고 페인트슬럿지 45%, 펄프슬럿지 25%, 나머지 통상적인 바인더로서 당밀, 고무풀, 물유리를 각각 10%씩으로 구성된 본발명상의 바인더를 첨가 한 후, 이를 균일히 교반한 후 약 10분 후 프레스로 300kg/mm²의 압력으로 내경 20mm φ,외경 110mm, 높이 110mm의 중공의 원통형으로 조형하였다.중공의 원통형으로 하면 로내 반응이 빨라지고 통기성이 좋아짐을 이용한것이다.

이렇게 해서 만들어진 괴코크스 샘플 100개를 임의로 채취하여 내압축 강도로 테스트 해 본 결과 다음 표 4 와 같았다.

전술한 바에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 경우 분코크스, 제강 더스트, 바인더로 괴상화 한 경우라도 기껏 내압괴강도가 30kg/cm²를 넘지 못하였으나, 본 발명상의 방법에 의한 괴코크스의 경우 통상 내압괴 강도가 80kg/cm²를 초과할 정도에 이르므로써 통상의 소망 기준 강도 60kg/cm²를 훨씬 넘는 양호한 결과를 얻을 수 있음을 알게 되었다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하여 종래에 거의 불가능했던 분코크스와 제강 더스트 혼합물의 괴상화로, 폐기 처리되었던 이들 폐자원을 활용함으로써 부원료로의 재활용뿐 아니라 환경공해 개선등의 효과를 가져오므로써 큰 성과를 거두게 되었다.

Claims (2)

1. 분코크스ㆍ제강더스트와 폐기물바인더를 각각 49 ~ 62%, 18~36%, 15~25%의 비율범위로 혼합교반하고, 상기 바인더는 페인트 슬럿지, 펄프슬럿지등의 폐기물 바인더 및 당밀, 고무풀, 물유리 등의 통상의 바인더로 혼합 구성되어 상기 분코크스와 제강 더스트를 결착시키도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 괴코크스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분코크스의 입도범위는 60~200메쉬, 그중에서도 80~120메쉬, 상기 제강더스트의 입도범위는 0.01~0.20mm, 그 중에서도 0.02~0.12mm의 것을 사용하고 여기에 상기 바인더를 첨가하고 균일혼합, 교반하여 중공의 원통형의 괴상으로 조형하도록 한 것을 특징으로 하는 괴코크스.