KR20160074346A

KR20160074346A - 성형탄, 이의 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160074346A
Application number: KR1020140183610A
Authority: KR
Inventors: 허남환; 김재동
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2016-06-28
Also published as: CN105714110A; KR101739858B1

Abstract

성형탄, 이의 제조 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 구현예는, 환원철이 장입되는 용융가스화로, 및 상기 용융가스화로에 연결되고, 상기 환원철을 제공하는 환원로를 포함하는 용철제조장치에서 상기 용융가스화로의 돔(dome)부에 장입되고, 무연탄 0초과 및 30 wt% 이하; 및 잔부인 분탄;을 포함하는 제1 혼합물을 포함하는 성형탄을 제공한다.

Description

성형탄, 이의 제조 방법 및 장치{COAL BRIQUETTES, METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명의 일 구현예는 용철 제조용 성형탄, 이의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

분광석과 분석탄을 괴상화한 소결광과 코크스를 원·연료로 사용하는 고로 제선법에서는 사용 가능한 원·연료의 품질 제약과 함께 환경규제에 대응한 설비투자 부담 등의 문제점이 나타나고 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위한 예로서, 미국등록특허 제4,409,023호와, 제5,534,046호는 괴상의 환원철을 사용하여 용융선철을 직접 제조하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 여기에서, 용철제조장치는 충전층형 또는 유동층형 환원로와 연결된 용융가스화로로 이루어진다. 용융가스화로에서는 환원로에서 미환원된 환원철이 환원되고 용융되어 용철을 생산하게 된다. 이 때, 용융가스화로에 공급되는 석탄은 충전층을 형성하며, 발생되는 환원가스는 충전층형 또는 유동층형 환원로에 공급되는 것이 특징이다.

이러한 용융가스화로 충전층에서는 전술한 석탄의 가스화 반응과 미환원된 환원철의 환원 반응, 풍구 앞에서의 연소 반응, 슬래그 생성 반응, 가탄 반응 등 다양한 반응이 일어나며, 상부에서 강하하는 장입물과 상승하는 가스와의 열교환 등이 진행된다. 이러한 화학반응과 전열현상이 원활하게 진행되기 위해서는 용융가스화로 충전층의 공극이 잘 유지될 수 있어야 한다. 이를 위해 전술한 미국등록특허 제4,409,023호와, 제5,534,046호에서는 용융가스화로에 장입되는 석탄의 입도를 8~35 mm로 제한하고 있다. 그러나, 채굴되어 처리된 석탄의 경우, 통상적으로 8mm 이상의 괴탄은 그 양이 매우 적으며, 또한 이러한 괴탄은 분탄과 비교할 때 회분함량이 높다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 방법은 용융선철을 생산하는 공정에서 원료탄을 효율적으로 사용하지 못한다는 문제점을 여전히 지니고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 미국등록특허 제6,332,911호는 미분탄을 용융가스화로에 사용하는 방법에 대해 개시하고 있다. 보다 구체적으로, 동일 성분과 물성을 가진 원료탄 중 8mm 이상의 괴탄은 용융가스화로에 직접 장입하고, 8mm 이하의 미분탄은 비튜멘(bitumen)을 바인더로 하여 일정 크기 이상의 괴성체로 성형하여 용융가스화로에 장입하고 있다. 그러나 이 방법의 경우, 동일한 원료탄에서 비롯된 8mm 이상의 괴탄의 특성뿐 아니라, 8mm 이하의 분탄을 비튜멘을 바인더로 사용하는 성형탄의 특성 또한 함께 고려해야 하므로 용융가스화로 충전층의 특성을 제어하기 위한 탄종 선택이 매우 어렵고, 제어 가능한 범위가 매우 제한적인 문제점이 있다. 또한, 비튜멘 바인더의 가격은 유가(油價)에 비례하기 때문에 가격이 높은 단점이 있으며, 약 1000℃로 유지되는 용융가스화로 돔(dome) 부분에서 쉽게 열분해 되어 분탄의 결합기능이 저하되는 근본적인 문제점을 가진다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 한국공개특허 제2004-0004738호에서는 당밀 바인더를 기본으로 다양한 경화제를 사용하여, 여러 종류의 석탄을 배합한 후, 성형탄을 제조하는 기술을 개시한 바 있다. 이 경우, 용융가스화로의 충전층의 효율을 향상시킬 수 있는 석탄배합, 경화제 선정, 성형탄 체적, 그리고 이들을 다양하게 제어할 수 있는 공정의 구성에 대해 개시하였다.

그러나, 이러한 방법의 경우, 제조된 성형탄을 이용하여 용철을 생산하는 과정에서 용융가스화로의 효율을 증대시켜 용철의 생산량을 증가시키고, 필요한 연료비를 줄여서 공정의 경제성을 가지기 위한 추가적인 제어수단의 개발이 필요하다. 이를 위해, 성형탄이 용융가스화로에서 분화(粉化, degradation)되는 양을 줄여줘야 하며, 그래야만 큰 입도의 성형탄이 존재하여 용융가스화로에서 가스와 액체가 원활히 통과할 수 있는 이른바 통기, 통액성을 확보하여 반응효율과 열전달 효율을 증대시킬 수 있을 것이다. 또한, 분화로 인해 발생되어 공정에 효율적으로 사용되지 못하는 미분(가루)의 양을 줄일 수 있을 것이다.

상기 성형탄이 용융가스화로 내에서 분화되는 현상을 저감하기 위해 몇 가지 방법이 제안된 바 있다. 예를 들어, 한국공개특허 제2012-0151311호에는 코크스 제조 공정의 부산물인 코크스 더스트나 슬러지를 첨가하는 방법이 개시되었고, 한국공개특허 제2012-0155437호에는 흑연을 첨가하는 방법이 개시되었으며, 한국공개특허 제2012-0151312호에는 여러 종류의 석탄이나 석유 코크스와 같은 탄소원을 800℃ 이상의 고온에서 소성한 후, 성형탄 제조 시 배합하는 방법을 개시하여, 성형탄이 고온에서 분화되는 현상을 크게 억제시키는 효과를 나타냈다.

그러나, 한국공개특허 제2012-0151311호와, 제2012-0155437호에 개시된 기술은 원료 확보의 어려움과 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 또한, 한국공개특허 제2012-0151312호에 개시된 기술은 별도의 소성 공정이 필요하며, 따라서 제조비용이 상승하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 일 구현예는, 석탄화도가 높아 열적으로 안정한 무연탄을 첨가함으로써, 열간 품질이 우수한 용철 제조용 성형탄을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 구현예는, 석탄화도가 높아 열적으로 안정한 무연탄을 첨가함으로써, 열간 품질이 우수한 용철 제조용 성형탄의 제조 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현예는, 환원철이 장입되는 용융가스화로, 및 상기 용융가스화로에 연결되고, 상기 환원철을 제공하는 환원로를 포함하는 용철제조장치에서 상기 용융가스화로의 돔(dome)부에 장입되고, 무연탄 0초과 및 30 wt% 이하; 및 잔부인 분탄;을 포함하는 제1 혼합물을 포함하는 성형탄을 제공한다.

상기 무연탄의 입도가 0초과 및 5 ㎜ 이하일 수 있다.

상기 무연탄은 메타무연탄(meta-anthracite)을 포함하는 것일 수 있다.

상기 성형탄은 경화제를 더 포함하고, 상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 경화제를 1 내지 5 중량부 더 포함할 수 있다.

상기 경화제는 생석회, 소석회, 석회석, 탄산칼슘, 시멘트, 벤토나이트, 클레이(clay), 실리카, 실리케이트, 돌로마이트, 인산, 황산 및 산화물로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질일 수 있다.

상기 성형탄은 바인더를 더 포함하고, 상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 바인더를 5 내지 15 중량부 더 포함할 수 있다.

상기 바인더는 당밀, 비투멘, 아스팔트, 석탄타르, 피치, 전분, 물유리, 플라스틱, 고분자수지 및 오일로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질일 수 있다.

상기 성형탄의 열간강도지수가 70% 이상일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예는, 무연탄을 준비하는 단계; 분탄을 준비하는 단계; 상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 및 상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 혼합물은 무연탄 0초과 및 30 wt% 이하; 및 잔부인 분탄;을 포함하는 것인 성형탄의 제조 방법을 제공한다.

상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 및 상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;는, 상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 상기 제1 혼합물에, 경화제, 바인더, 또는 이들의 조합이 혼합된 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 제2 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;인 것일 수 있다.

상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 경화제는 1 내지 5 중량부인 것일 수 있다.

상기 경화제는 생석회, 소석회, 석회석, 탄산칼슘, 시멘트, 벤토나이트, 클레이(clay), 실리카, 실리케이트, 돌로마이트, 인산, 황산 및 산화물로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질일 수 있다.상기 바인더는 상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부인 것일 수 있다.

상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;에서, 상기 성형은 롤 프레스로 압축하여 이루어지는 것일 수 있다.

상기 무연탄을 준비하는 단계;에서, 상기 무연탄의 입도가 0초과 및 5 ㎜ 이하일 수 있다.

상기 수득된 성형탄의 열간강도지수가 70% 이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예는, 전술한 성형탄을 제조하기 위한 제조 장치로서, 무연탄이 저장되는 무연탄 저장조; 상기 무연탄 저장조와 연결되어 상기 무연탄 저장조에 상기 무연탄을 수송하는 무연탄 수송관; 분탄이 저장되는 분탄 저장조; 바인더가 저장된 바인더 저장조; 경화제가 저장된 경화제 저장조; 상기 무연탄 저장조로부터 제공된 무연탄, 상기 분탄 저장조로부터 제공된 분탄, 상기 바인더 저장조로부터 제공된 바인더, 그리고 상기 경화제 저장조로부터 제공된 경화제를 상호 혼합하여 혼합물을 제공하는 혼합기; 및 상기 혼합기로부터 상기 혼합물을 제공받아 상기 혼합물을 성형하는 성형기;를 포함하는 성형탄 제조 장치를 제공한다.

상기 무연탄 저장조는 상기 혼합기와 바로 연결된 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 석탄화도가 높아 열적으로 안정한 무연탄을 첨가함으로써, 열간 품질이 우수한 용철 제조용 성형탄을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 석탄화도가 높아 열적으로 안정한 무연탄을 첨가함으로써, 열간 품질이 우수한 용철 제조용 성형탄의 제조 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 일 구현예에 따른 성형탄 제조장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 성형탄 제조 장치에서 제조한 성형탄을 사용하는 용철제조장치를 나타낸 개략도이다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 성형탄은 제1 혼합물을 포함한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 성형탄의 제1 혼합물은 무연탄을 포함한다.

무연탄은 석탄 중 가장 탄화도가 높아서 열전도도가 높고, 열 팽창성이 낮은 특징을 가지고 있다. 이러한 특징을 이용하면, 성형탄이 고온의 용융가스화로의 돔부에 투입되어 급속 가열 시, 열 충격과 휘발분 방출과정에서 열적 안정성을 확보하고, 성형탄의 열적 분화 현상을 저감시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 성형탄의 주 구성물인 탄재는 용융가스화로의 고온부에서 급속가열이 진행되는 과정에서, 연화용융 및 재고화 과정을 거치는 동안, 팽창과 수축에 의해 균열이 발생하지만, 무연탄은 이러한 온도 변화 과정에서도 비교적 안정적으로 존재할 수 있다.

또한, 무연탄은 석탄화도가 가장 높은 탄종으로서, 수분과 휘발분 함량이 낮고, 고정 탄소가 상대적으로 높은 특징이 있기 때문에, 방출되는 과정에서 분화 현상을 유발하는 휘발성분의 양이 상대적으로 적으며, 가스화되는 양이 작기 때문에 고체 상태로 용융가스화로의 하부로에 유입되는 성형탄의 양을 증대시킬 수 있는 효과도 있다. 또한, 무연탄은 다른 코크스 제조를 위한 역청탄 등에 비해 가격이 저렴하다는 경제적인 장점도 가지고 있다.

본 발명의 일 구현예에서 상기 무연탄은 0초과 및 30 wt% 이하로 포함될 수 있다. 이 때, 상기 무연탄의 함량이 30 wt%를 초과하는 경우에는 열간품질을 나타내는 열간강도지수가 무연탄을 배합하지 않은 경우에 비해 오히려 낮아지는 문제점이 있다. 이에, 상기 무연탄의 함량을 전술한 범위로 조절한다.

본 발명의 일 구현예에서 상기 무연탄의 입도는 0초과 및 5 ㎜ 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0초과 및 3 ㎜ 이하일 수 있다. 상기 무연탄은 입도가 5 ㎜를 초과하는 경우에는 성형탄의 열간품질이 오히려 악화되므로 상기 무연탄의 입도를 상기 범위로 한정하도록 한다.

이 때, 본 명세서에서, “입도”는 입자가 구 모양인 경우에는 상기 입자의 지름을 말하고, 입자가 복잡한 형상으로 이루어진 경우에는 일정 방향으로의 지름을 다수 측정한 평균값을 의미한다.

본 발명의 일 구현예에서 상기 무연탄은 통상의 무연탄(anthracite)보다 탄화도가 높은 메타무연탄(meta-anthracite)을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 성형탄의 제1 혼합물은 분탄을 포함한다.

본 발명의 일 구현예에서 분탄은 70 wt% 이상 및 100 wt% 미만으로 포함될 수 있다. 다만, 이러한 상기 분탄의 함량은 전술한 무연탄의 함량을 제외한 양으로 결정되는 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니다.

분탄은 원료탄을 입도 선별하여 제공할 수 있다. 예를 들면, 8 mm 이하의 입도를 가지는 원료탄을 분탄으로서 제공할 수 있다. 즉, 원료탄을 입도 선별하여 작은 입도를 가지는 분탄과 큰 입도를 가진 괴탄으로 분급할 수 있다. 원료탄으로서 작은 입도를 가지는 분탄을 사용함으로써 냉간 강도가 우수한 성형탄을 제조할 수 있다. 8 mm를 초과하는 입도를 가지는 원료탄인 괴탄은 용융가스화로에 직접 장입되거나 파쇄하여 사용할 수 있다. 한편, 용철의 품질을 향상시키기 위하여 품질조절용 석탄을 분탄에 함께 혼합시킬 수 있다. 여기에서, 품질조절용 석탄으로서 기설정된 수치 이상의 반사율을 가진 석탄을 사용할 수 있다.

한편, 전술한 성형탄의 주성분, 즉, 무연탄과, 분탄만으로는 실온에서 응집체를 형성하기에 필요한 결합력을 제공할 수 없는 경우가 있다.

이 경우, 본 발명의 일 구현예에 따른 성형탄은 경화제, 바인더, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 성형탄은, 상기 제1 혼합물의 양을 100 중량부라고 할 때, 1 내지 5 중량부의 경화제를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 경화제는 생석회, 소석회, 석회석, 탄산칼슘, 시멘트, 벤토나이트, 클레이(clay), 실리카, 실리케이트, 돌로마이트, 인산, 황산 및 산화물로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 경화제의 양이 너무 적은 경우, 후술되는 바인더와 경화제의 화합 결합이 충분히 일어나지 않아 성형탄의 강도를 충분하게 확보할 수 없다. 또한, 경화제의 양이 너무 많은 경우, 성형탄내의 애쉬(ash)가 많아져서 용융가스화로 내에서 연료로서 충분한 역할을 할 수 없다. 따라서, 상기 경화제의 양을 전술한 범위로 조절한다.

한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 성형탄은, 상기 제1 혼합물의 양을 100 중량부라고 할 때, 5 내지 15 중량부의 바인더를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 바인더는 당밀, 비투멘, 아스팔트, 석탄타르, 피치, 전분, 물유리, 플라스틱, 고분자수지 및 오일로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 바인더의 양이 너무 적은 경우, 성형탄의 강도가 악화될 수 있다. 또한, 바인더의 양이 너무 많은 경우, 미분탄과 바인더의 혼합 시 부착 등의 문제점이 발생한다. 따라서, 상기 바인더의 양을 전술한 범위로 조절한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 다른 구현예의, 상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 및 상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;는, 상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 상기 제1 혼합물에, 경화제, 바인더, 또는 이들의 조합이 혼합된 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 제2 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;인 것일 수 있다.

이 때, 상기 제1 혼합물의 양을 100 중량부라고 할 때, 상기 경화제는 1 내지 5 중량부가 포함될 수 있다. 여기에서, 상기 경화제는 생석회, 소석회, 석회석, 탄산칼슘, 시멘트, 벤토나이트, 클레이(clay), 실리카, 실리케이트, 돌로마이트, 인산, 황산 및 산화물로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 경화제의 양이 너무 적은 경우, 후술되는 바인더와 경화제의 화합 결합이 충분히 일어나지 않아 성형탄의 강도를 충분하게 확보할 수 없다. 또한, 경화제의 양이 너무 많은 경우, 성형탄내의 애쉬(ash)가 많아져서 용융가스화로 내에서 연료로서 충분한 역할을 할 수 없다. 따라서, 상기 경화제의 양을 전술한 범위로 조절한다.

또한, 상기 제1 혼합물의 양을 100 중량부라고 할 때, 상기 바인더는 5 내지 15 중량부가 포함될 수 있다. 여기에서, 상기 바인더는 당밀, 비투멘, 아스팔트, 석탄타르, 피치, 전분, 물유리, 플라스틱, 고분자수지 및 오일로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 바인더의 양이 너무 적은 경우, 성형탄의 강도가 악화될 수 있다. 또한, 바인더의 양이 너무 많은 경우, 미분탄과 바인더의 혼합 시 부착 등의 문제점이 발생한다. 따라서, 상기 바인더의 양을 전술한 범위로 조절한다.

본 발명의 다른 구현예서의, 상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;에서, 상기 성형은 롤 프레스로 압축하여 이루어지는 것일 수 있다.

상기 성형탄의 고온 분화를 억제하는 무연탄을 준비하는 단계;에서, 상기 무연탄의 입도가 0초과 및 5 ㎜ 이하일 수 있다.

상기 무연탄은 통상의 무연탄(anthracite)보다 탄화도가 높은 메타무연탄(meta-anthracite)을 포함하는 것일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 구현예의, 상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계; 또는/및 상기 제2 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;는, 도면에는 도시하지 아니하였으나, 상호 반대 방향으로 회전하는 쌍롤들 사이에 혼합물을 장입하여 포켓 또는 스트립 형태의 성형탄으로 제조할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예는, 전술한 성형탄을 제조하기 위한 제조 장치로서, 무연탄이 저장되는 무연탄 저장조; 상기 무연탄 저장조와 연결되어 상기 무연탄 저장조에 상기 무연탄을 수송하는 무연탄 수송관; 분탄이 저장되는 분탄 저장조; 바인더가 저장된 바인더 저장조; 경화제가 저장된 경화제 저장조; 상기 무연탄 저장조로부터 제공된 무연탄, 상기 분탄 저장조로부터 제공된 분탄, 상기 바인더 저장조로부터 제공된 바인더, 그리고 상기 경화제 저장조로부터 제공된 경화제를 상호 혼합하여 혼합물을 제공하는 혼합기; 및 상기 혼합기로부터 상기 혼합물을 제공받아 상기 혼합물을 성형하는 성형기를 포함하는 성형탄 제조 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 성형탄 제조 장치(100)를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 성형탄 제조 장치(100)는 분탄 저장조(10), 무연탄 저장조(20), 무연탄 수송관(30), 바인더 저장조(40), 경화제 저장조(50), 혼합기(60), 및 성형기(70)을 포함한다. 이외에, 성형탄 제조 장치(100)는 파쇄기(80), 건조기(90), 혼합탄 저장조(92), 회수탄 저장조(94), 및 입도선별기(801, 803, 805)를 더 포함한다. 필요에 따라 성형탄 제조 장치(100)는 다른 장치들을 더 포함할 수 있다. 도 1의 성형탄 제조 장치(100)에 포함된 각 기기들의 구체적인 구조 및 작동 방법은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 상세한 설명을 생략한다.

분탄 저장조(10)는 분탄을 저장한다. 성형탄의 품질을 향상시키기 위하여 품질 조절용 석탄을 사용할 수도 있다. 이 경우, 도 1에는 도시하지 않았지만, 품질조절용 석탄 저장조를 별도로 사용하거나 분탄 저장조(10)에 품질조절용 석탄을 함께 저장할 수도 있다.

석탄을 입도선별기(801)에 통과시켜 괴탄과 분탄으로 분리한 후, 분탄을 분탄 저장조(10)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 분탄으로서 8mm 이하의 입도를 가지는 석탄을 사용할 수 있다. 한편, 입도선별기(801)에 의해 분리된 괴탄은 용융가스화로(미도시)에 바로 장입할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이. 무연탄 저장조(20)는 제1 무연탄 저장조(201) 또는/및 제2 무연탄 저장조(203)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 무연탄 저장조(201)에는 파쇄되지 않은 무연탄이 저장될 수 있으며, 상기 저장된 무연탄은 전술한 분탄과 혼합, 건조 및 파쇄되어 성형탄 제조에 적합한 입도를 가지는 원료탄으로 제조된다.

한편, 제2 무연탄 저장조(203)에는 별도의 파쇄기로부터 파쇄되어 이미 입도가 조절된 무연탄이 저장되므로, 전처리없이 바로 혼합기(60)에서 바인더 및 경화제와 혼합될 수 있다.

무연탄 수송관(30)은 제1 무연탄 수송관(303) 또는/및 제2 무연탄 수송관(301)을 포함할 수 있다. 제1 무연탄 수송관(303) 또는/및 제2 무연탄 수송관(301)은 각각 제1 무연탄 저장조(201) 또는/및 제2 무연탄 저장조(203)와 연결된다. 예컨대, 수분을 다량으로 함유한 무연탄은 제1 무연탄 수송관(303)에 설치된 컨베이어 벨트 등을 통하여 제1 무연탄 저장조(201)에 공급될 수 있고, 제2 무연탄 수송관(301)을 이용하여 무연탄을 제2 무연탄 저장조(203)에 기체로 압력 수송할 수 있다. 따라서, 성형탄 제조 시 무연탄을 원활하고 신속하게 공급할 수 있다.

건조기(90)는 분탄과 무연탄을 건조시킨다. 즉, 분탄 저장조(10)에서 제공된 분탄과 무연탄 저장조(20)에서 제공된 무연탄은 건조기(90)에서 건조된다. 건조기(90)에서 분탄과 무연탄은 상호 혼합되면서 열풍 등에 의해 수분량이 적절하게 제어된다.

혼합탄은 입도 선별기(803)에서 분급되고, 일정 입도 이상의 혼합탄은 파쇄기(80)에서 파쇄된다. 파쇄된 혼합탄과 일정 입도 미만의 혼합탄은 혼합탄 저장조(92)에 저장된다. 혼합탄 저장조(92)에 저장된 혼합탄은 혼합기(60)에 제공된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 바인더는 바인더 저장조(40)에 저장된다. 바인더는 분탄과 무연탄을 상호 결합시켜서 성형탄 제조에 적합한 상태로 만든다. 바인더 저장조(40)는 혼합기(60)와 연결되어 혼합기(60)에 바인더를 제공한다.

한편, 경화제는 경화제 저장조(50)에 저장된다. 경화제는 분탄, 무연탄 및 바인더와 상호 결합되어 성형탄을 경화시킴으로써 그 강도를 최적화할 수 있다. 경화제 저장조(50)는 혼합기(60)와 연결되어 경화제를 혼합기(60)에 제공한다.

혼합기(60)는 분탄, 무연탄, 바인더 및 경화제 등을 상호 혼합하여 성형탄을 제조하기 위한 혼합물을 제공한다. 한편, 제2 무연탄 저장조(203)는 혼합기(60)와 바로 연결되어 혼합기(60)에 무연탄을 바로 공급할 수도 있다. 이 때, 제2 무연탄 저장조(203)을 통해 공급된 무연탄은 수분과 입도가 제어된 상태이므로 혼합기(60)에 바로 사용할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 성형기(70)는 상호 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤들을 포함한다. 한 쌍의 롤들의 사이로 혼합물을 공급하여 한 쌍의 롤들에 의해 혼합물을 압축함으로써 성형탄을 제조한다. 한편, 제조한 성형탄을 입도선별기(805)를 통해 다시 분급하여 분탄을 회수탄 저장조(94)에 저장한다. 회수탄 저장조(94)에 저장된 분탄은 다시 혼합기(50)에 재공급되어 성형탄의 원료로 사용될 수 있다. 그 결과, 분탄의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

상온에서 제조된 성형탄(briquet)은 약 1000℃로 유지된 고온의 용융가스화로의 충천층 위 돔(dome)부에 투입되어 급속 가열된다.

도 2는 도 1의 성형탄 제조 장치(100)와 연결되어 성형탄 제조 장치(100)에서 제조한 성형탄을 사용하는 용철제조장치(200)를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 용철제조장치(200)는 용융가스화로(210) 및 환원로(220)를 포함한다. 이외에 용철제조장치(200)는 필요에 따라 기타 다른 장치를 포함할 수 있다.

환원로(220)에는 철광석이 장입되어 환원된다. 환원로(220)에 장입되는 철광석은 사전 건조된 후에 환원로(220)를 통과하면서 환원철로 제조된다. 환원로(220)는 충전층형 환원로로서, 용융가스화로로(210)부터 환원가스를 공급받아 그 내부에 충전층을 형성한다.

도 1의 성형탄 제조 장치(100)에서 제조한 성형탄은 도 2의 용융가스화로(210)에 장입되므로, 용융가스화로(210)의 내부에는 석탄충전층이 형성된다. 용융가스화로(210)의 상부에는 돔부(2101)가 형성된다. 용융가스화로(210)의 다른 부분에 비해 넓은 공간으로 형성된 돔부(2101)에는 고온의 환원가스가 존재한다. 성형탄은 용융가스화로(210)의 돔부(2101)에 장입된 후 급속 가열되어 용융가스화로(210)의 하부까지 낙하한다. 성형탄의 열분해 반응에 의해 생성된 촤는 용융가스화로(210)의 하부로 이동하여 풍구(230)를 통해 공급되는 산소와 발열 반응한다. 그 결과, 성형탄은 용융가스화로(210)를 고온으로 유지하는 열원으로서 사용될 수 있다. 한편, 촤는 통기성을 제공하므로, 용융가스화로(210)의 하부에서 발생한 다량의 가스와 환원로(220)에서 공급된 환원철이 용융가스화로(210)내의 석탄충전층을 좀더 쉽고 균일하게 통과할 수 있다.

한편, 이러한 과정에서 성형탄은 열 충격을 받게 되며, 또한 성형탄을 구성하고 있는 휘발성분이 급격히 방출되는 과정에서 균열과 파괴 현상이 발생하게 되어, 분화(粉化)된다.

이렇게 작은 크기로 분화된 성형탄이 용융가스화로의 하부에 체류하는 동안, 상승하는 가스를 잘 통과시키게 함과 동시에 용융되어 적하하는 용선이나 슬래그를 잘 흐르도록 하기 위해서는, 상기 성형탄의 입도가 크게 유지되도록 관리할 필요가 있다.

용융가스화로 내에서 성형탄이 비교적 큰 입도로 존재하기 위해서는, 고온의 조건에서 쉽게 분화되지 않는 열간 품질을 중요한 품질지수로 관리하여야 한다. 이러한 열간 품질에 영향을 미치는 성형탄의 열간 분화인자는 다음과 같은 것이 있다.

첫째, 성형탄 내부와 외부에는 온도차이, 즉, 온도 구배이다. 이 때문에 석탄 성형체인 성형탄의 수축, 팽창 정도의 차이로 인한 균열(crack) 등의 초기 분화현상이 발생한다.

둘째, 배합석탄에 포함된 휘발성분이 급속가열에 의해 팽창하고 성형탄 밖으로 급속히 방출되는 과정에서 성형탄 구조에 결함을 발생시킨다. 이러한 성형탄의 고온 분화를 억제하는 방법으로는 무연탄, 흑연, 또는 고온에서 소성시킨 탄소원과 같이 고온에서 열적으로 안정한 물질을 성형탄 제조 시 첨가하여 상기 분화의 원인을 감소하는 것이 있다.

본 발명에서는 상기한 분화의 원인을 저감시킬 수 있으며, 또한 저가로 쉽게 얻을 수 있는 무연탄을 첨가함으로써, 성형탄이 고온의 용융가스화로의 돔부에 투입되어 급속 가열 시, 열 충격과 휘발분 방출과정에서 열적 안정성을 확보하고, 성형탄의 열적 분화 현상을 저감시킬 수 있도록 한다.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 일 실시예 일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

아래 [표 1]에 제시된 휘발분, 회분, 및 고정탄소의 함량을 갖는 석탄 95 wt%와, 무연탄 5 wt%를 혼합하였다. 이 때, 상기 석탄과 무연탄의 입도는 5mm 이하의 비율이 90% 인 것으로 측정되었다.

(단위: %)

	휘발분	회분	고정탄소
석탄	22.2	9.6	68.2
무연탄	5.3	16.6	80.0

상기 혼합물에, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 경화제로서 생석회 3 중량부와, 바인더로서 당밀 8 중량부를 함께 혼합하였다.

이들 혼합된 원료는 혼합실험장치에서 균일하게 혼합한 후, 쌍롤 성형기 (double roll press)를 이용하여 성형탄을 제조하였다.

실시예 2

실시예 1에서 석탄 90 wt%와, 무연탄 10 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

실시예 3

실시예 1에서 석탄 85 wt%와, 무연탄 15 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

실시예 4

실시예 1에서 석탄 80 wt%와, 무연탄 20 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

실시예 5

실시예 1에서 석탄 75 wt%와, 무연탄 25 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

실시예 6

실시예 1에서 석탄 70 wt%와, 무연탄 30 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

실시예 7

실시예 2에서 상기 [표 1]에 제시된 무연탄 대신, 아래 [표 2]에 제시된 휘발분, 회분, 및 고정탄소의 함량을 갖는 무연탄을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 성형탄을 제조하였다.

(단위: %)

	휘발분	회분	고정탄소
무연탄	5.8	17.3	76.9

실시예 8

실시예 7에서 석탄 70 wt%와, 무연탄 30 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

실시예 9

실시예 2에서 상기 [표 1]에 제시된 무연탄 대신, 아래 [표 3]에 제시된 휘발분, 회분, 및 고정탄소의 함량을 갖는 메타무연탄을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 성형탄을 제조하였다.

(단위: %)

	휘발분	회분	고정탄소
메타무연탄	4.4	9.1	86.5

실시예 10

실시예 9에서 석탄 70 wt%와, 무연탄 30 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 9와 동일하게 성형탄을 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서 석탄 100 wt%를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

비교예 2

실시예 1에서 석탄 60 wt%와, 무연탄 40 wt%를 혼합한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 성형탄을 제조하였다.

평가

평가 1: 냉간품질 평가

냉간품질이란 제조된 성형탄이 상온에서 용융가스화로로 장입되기 직전까지 수송과 저장과정에서 받을 수 있는 여러 물리적 분화조건을 기준으로 상온상태의 강도품질을 뜻하며, 이는 낙하강도지수를 사용하여 평가하였다.

낙하강도지수는 성형탄 시료 2 kg을 5 m의 높이에서 4회 자유 낙하시킨 후, 20 mm 이상의 입도의 무게 백분율로 나타내었다.

평가 2: 열간품질 평가

열간품질이란 상온의 성형탄이 고온의 용융가스화로 내에서 받을 수 있는 여러 물리, 화학, 열적 조건에 대해 견딜 수 있는 품질을 뜻하며, 이는 열간강도지수를 사용하여 평가하였다.

열강강도지수는 성형탄이 용융가스화로 내에서 분화되는 거동 중 가장 큰 영향을 미치는 급속 가열 시 분화 및 입자간의 마모에 의한 분화를 대표적으로 표준화한 것이다.

1,000℃로 승온되어 유지된 회전하는 반응관에 상온의 성형탄 시료 1,000g을 장입한 후, 10 rpm의 회전속도로 60분 간 반응시킨다. 이 때, 반응가스는 불활성인 질소를 사용하며, 반응 중의 반응관의 온도는 1,000℃로 유지시킨다. 반응 후 생성된 성형탄 촤(char)의 입도분석을 하여 총 성형탄 촤의 무게를 기준으로 10 mm 이상의 무게를 백분율로 표현하여 성형탄의 열간강도지수로 나타내었다. 즉, 열간강도지수가 높게 평가되는 성형탄은 용융가스화로의 돔부에서의 급속 열 충격 및 입자간 마모에 의한 분화가 상대적으로 적게 발생되어, 용용가스화로 충전층 내에서 큰 입자의 촤로 존재할 가능성이 있음을 나타내는 것으로 판단할 수 있을 것이다.

평가결과

결과 1: 공업분석 결과

실시예 1, 2, 4, 6과, 비교예 1, 2에서 제조된 성형탄의 공업분석(ISO 17246:2010, Coal Proximate analysis) 결과를 [표 4]에 나타내었다.

	혼합물 배합비(wt%)		공업분석(%)
	석탄	무연탄	휘발분	회분	고정탄소
실시예 1	95	5	27.6	12.4	60.0
실시예 2	90	10	27.1	12.8	60.1
실시예 4	80	20	24.9	13.7	61.4
실시예 6	70	30	23.0	14.9	62.2
비교예 1	100	0	28.8	11.8	59.8
비교예 2	60	40	21.0	15.8	63.1

[표 4]를 참조하면, 무연탄의 배합비가 증가할수록 성형탄의 고정탄소 함량 또한 증가함을 알 수 있다. 성형탄 내 고정탄소의 함량이 증가할수록 용융가스화로 안으로 보다 많은 고체 탄소원이 유입되기 때문에 유용한 연료로써의 기능을 기대할 수 있다.

결과 2: 냉간품질 평가 결과

평가 1의 방법에 따라 평가된 실시예 1~6과, 비교예 1, 2의 낙하강도지수를 [표 5]에 나타내었다.

	혼합물 배합비(wt%)		낙하강도지수(%)
	석탄	무연탄	낙하강도지수(%)
실시예 1	95	5	96.1
실시예 2	90	10	94.3
실시예 3	85	15	95.5
실시예 4	80	20	94.3
실시예 5	75	25	93.9
실시예 6	70	30	92.1
비교예 1	100	0	94.8
비교예 2	60	40	93.4

[표 5]를 참조하면, 낙하강도지수는 무연탄 첨가량이 증가함에 따라 그리 큰 변화를 보지고 있지 않음을 알 수 있다.

결과 3: 열간품질 평가 결과

(1) 평가 2의 방법에 따라 평가된 실시예 1~10과, 비교예 1, 2의 열간강도지수를 [표 6]에 나타내었다.

	혼합물 배합비(wt%)		열간강도지수(%)
	석탄	무연탄(메타무연탄)	열간강도지수(%)
실시예 1	95	5	66.2
실시예 2	90	10	70.8
실시예 3	85	15	73.2
실시예 4	80	20	72.9
실시예 5	75	25	71.4
실시예 6	70	30	66.2
실시예 7	90	10	70.4
실시예 8	70	30	69.7
실시예 9	90	10	73.3
실시예 10	70	30	68.4
비교예 1	100	0	65.3
비교예 2	60	40	48.9

[표 6]을 참조하면, 열간강도지수는 무연탄을 배합하지 않은 비교예 1의 경우에는 64.2%를 나타내지만, 무연탄 배합비가 증가함에 따라 그 값이 증가하여, 무연탄의 배합비가 약 15~20 wt%에서 열간강도지수가 70% 이상으로 최대값을 보이다가, 40 wt% 배합한 비교예 2의 경우에는 무연탄을 배합하지 않은 비교예 1의 경우보다 낮게 측정됨을 확인할 수 있다.

또한, 이러한 경향은 실시예 1~6에 비해 고정탄소의 함량이 다소 낮은 무연탄을 사용한 실시예 7 및 8의 경우와, 메타무연탄을 사용한 실시예 9 및 10의 경우에서도 유사한 결과를 보이는 것을 알 수 있다.

(2) 실시예 1, 2, 4, 6과, 비교예 1, 2에서와 같이 성형탄을 제조하되, 무연탄의 입도를 3㎜ 이하로 미세하게 파쇄하여, 평가 2의 방법에 따라 열간품질을 평가한 후, 그 열간강도지수를 [표 7]에 나타내었다.

	혼합물 배합비(wt%)		열간강도지수(%)
	석탄	무연탄	열간강도지수(%)
실시예 1	95	5	68.0
실시예 2	90	10	75.3
실시예 4	80	20	77.9
실시예 6	70	30	70.1
비교예 1	100	0	65.3
비교예 2	60	40	49.7

[표 7]을 참조하면, 무연탄의 입도를 3㎜ 이하로 미세하게 파쇄하는 경우, 무연탄의 입도를 5mm 이하로 하여 평가한 것에 비해 열간강도지수가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 열간강도지수를 증대시키는 효과를 높이기 위해서는 무연탄의 입도를 비교적 작게 파쇄하여 혼합하는 것이 유리하다고 볼 수 있다.

실험예

전술한 실시예를 통해 확인된 사실을 용철을 생산하기 위하여 조업 중인 용융가스화로에 직접 적용하여 그 효과를 확인하였다. 상기 적용된 용융가스화로는 년간 80만톤의 용철을 생산하는 설비를 사용하였다.

8mm 이하의 분탄 87.4 wt%과, 생석회 2.8 wt%, 및 액상 바인더인 당밀 9.8 wt%을 교반기에서 혼합한 후, 반죽기에서 추가적인 반죽을 거친 혼합원료를 롤 성형기를 이용하여 성형탄으로 제조하였다.

이후, 무연탄을 전술한 분탄과 무연탄을 합한 량을 기준으로 8%, 12%로 단계적으로 증가시켰으며, 각 조건을 48시간 연속으로 적용한 후, 용선온도 및 연료비 측정 결과를 [표 8]에 나타내었다. 이 때, 용선온도는 출선되는 용선을 탕도에서 침지형 측온장치를 이용하여 측정하였고, 연료비는 용선 생산량과 사용 연료량을 종합하여 계산하는 방법으로 수행하였다.

무연탄 (wt%)		0	8	12
열간강도지수(%)		68.4	75.5	78.3
용융가스화로 조업	용선온도(℃)	1,508	1,512	1,517
용융가스화로 조업	연료비(t/hr)	821	817	815

[표 8]을 참조하면, 열간강도지수는 앞선 실시예와 같이 현저히 개선된 결과를 얻을 수 있었다.

또한, 이러한 무연탄의 첨가비를 증가하여 제조된 성형탄을 실제 조업중인 용융가스화로에 장입한 경우, 용선온도가 상승하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 성형탄의 열간품질이 개선됨에 따라 용융가스화로 충전층에서의 성형탄 입도가 증가하여 열 교환 효율이 개선됨에 기인한 것으로 판단된다.

성형탄의 열간품질이 개선됨에 따라, 즉, 열간강도지수가 증가함에 따라 용융가스화로 내에서 분화되어 소모되는 량이 적고, 무연탄의 배합비가 증가됨에 따라 성형탄 중 고정탄소 함량이 증가([표 4] 참조)하기 때문에 용철을 생산하기 위한 연료비가 줄어든 것으로 판단된다.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 분탄 저장조
20, 201, 203: 무연탄 저장조
30, 301, 302: 무연탄 수송관
40: 바인더 저장조 50: 경화제 저장조
60: 혼합기 70: 성형기
80: 파쇄기 90: 건조기
92: 혼합탄 저장조 94: 회수탄 저장조
100: 성형탄 제조 장치
200: 용철제조장치 210: 용융가스화로
220: 충전층형 환원로 230: 풍구
801, 803, 805: 입도선별기
2101: 돔부

Claims

환원철이 장입되는 용융가스화로, 및 상기 용융가스화로에 연결되고, 상기 환원철을 제공하는 환원로를 포함하는 용철제조장치에서 상기 용융가스화로의 돔(dome)부에 장입되고,
무연탄 0초과 및 30 wt% 이하; 및 잔부인 분탄;을 포함하는 제1 혼합물을 포함하는 성형탄.
제 1 항에 있어서,
상기 무연탄의 입도가 0초과 및 5 ㎜ 이하인 성형탄.
제 1 항에 있어서,
상기 무연탄은 메타무연탄(meta-anthracite)을 포함하는 것인 성형탄.
제 1 항에 있어서,
상기 성형탄은 경화제를 더 포함하고,
상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 경화제를 1 내지 5 중량부 더 포함하는 성형탄.
제 4 항에 있어서,
상기 경화제는 생석회, 소석회, 석회석, 탄산칼슘, 시멘트, 벤토나이트, 클레이(clay), 실리카, 실리케이트, 돌로마이트, 인산, 황산 및 산화물로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질인 성형탄.
제 1 항에 있어서,
상기 성형탄은 바인더를 더 포함하고,
상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 바인더를 5 내지 15 중량부 더 포함하는 성형탄.
제 6 항에 있어서,
상기 바인더는 당밀, 비투멘, 아스팔트, 석탄타르, 피치, 전분, 물유리, 플라스틱, 고분자수지 및 오일로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질인 성형탄.
제 1 항에 있어서,
상기 성형탄의 열간강도지수가 70% 이상인 성형탄.
무연탄을 준비하는 단계;
분탄을 준비하는 단계;
상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 및
상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 혼합물은 무연탄 0초과 및 30 wt% 이하; 및 잔부인 분탄;을 포함하는 것인 성형탄의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 및 상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;는,
상기 무연탄과 상기 분탄이 혼합된 제1 혼합물을 준비하는 단계; 상기 제1 혼합물에, 경화제, 바인더, 또는 이들의 조합이 혼합된 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 제2 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;인 것인 성형탄의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 경화제는 1 내지 5 중량부인 것인 성형탄의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 경화제는 생석회, 소석회, 석회석, 탄산칼슘, 시멘트, 벤토나이트, 클레이(clay), 실리카, 실리케이트, 돌로마이트, 인산, 황산 및 산화물로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질인 성형탄의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 바인더는 상기 제1 혼합물 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부인 것인 성형탄의 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 바인더는 당밀, 비투멘, 아스팔트, 석탄타르, 피치, 전분, 물유리, 플라스틱, 고분자수지 및 오일로 이루어진 군에서 선택한 하나 이상의 물질인 성형탄의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 혼합물을 성형하여 성형탄을 수득하는 단계;에서,
상기 성형은 롤 프레스로 압축하여 이루어지는 것인 성형탄의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 무연탄을 준비하는 단계;에서,
상기 무연탄의 입도가 0초과 및 5 ㎜ 이하인 성형탄의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 무연탄은 메타무연탄(meta-anthracite)을 포함하는 것인 성형탄의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 수득된 성형탄의 열간강도지수가 70% 이상인 성형탄의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 성형탄을 제조하기 위한 제조 장치로서,
무연탄이 저장되는 무연탄 저장조;
상기 무연탄 저장조와 연결되어 상기 무연탄 저장조에 상기 무연탄을 수송하는 무연탄 수송관;
분탄이 저장되는 분탄 저장조;
바인더가 저장된 바인더 저장조;
경화제가 저장된 경화제 저장조;
상기 무연탄 저장조로부터 제공된 무연탄, 상기 분탄 저장조로부터 제공된 분탄, 상기 바인더 저장조로부터 제공된 바인더, 그리고 상기 경화제 저장조로부터 제공된 경화제를 상호 혼합하여 혼합물을 제공하는 혼합기; 및
상기 혼합기로부터 상기 혼합물을 제공받아 상기 혼합물을 성형하는 성형기
를 포함하는 성형탄 제조 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 무연탄 저장조는 상기 혼합기와 바로 연결된 것인 성형탄 제조 장치.