KR20170053988A - 코크스 제조 방법 - Google Patents

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KR20170053988A KR1020150156614A KR20150156614A KR20170053988A KR 20170053988 A KR20170053988 A KR 20170053988A KR 1020150156614 A KR1020150156614 A KR 1020150156614A KR 20150156614 A KR20150156614 A KR 20150156614A KR 20170053988 A KR20170053988 A KR 20170053988A
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Abstract

본 발명에 따른 코크스의 제조 방법은 원료탄을 건조하는 과정, 원료탄의 건조 과정 중에 발생된 제 1 기준 입도 이하 미분 원료탄과, 미분 원료탄을 제외한 원료탄이며 제 1 기준 입도를 초과하는 원료탄인 대립 원료탄을 분류하는 과정, 건조 전의 원료탄과 미분 원료탄을 혼합하여 성형함으로써 성형탄을 제조하는 과정, 성형탄을 제 2 기준 입도 이상인 대립 성형탄과, 제 2 기준 입도 미만인 미립 성형탄으로 분리하는 과정, 대립 원료탄과 대립 성형탄을 혼합하여 코크스 오븐에 장입하여 코크스를 제조하는 과정을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 코크스의 강도를 확보하면서도, 바인더를 이용하여 미분탄을 성형시킬 때에 비해 저가의 비용으로 미분탄을 성형할 수 있다. 또한, 코크스 오븐의 탄화실 내부의 압력을 낮게 유지할 수 있어, 코크스 오븐의 붕괴 사고를 방지할 수 있다.

Description

코크스 제조 방법{Method for producing cokes}
본 발명은 코크스 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스의 원료인 석탄의 건조 중에 발생된 미분탄으로 인한 코크스 오븐의 문제 발생을 방지하는 코크스 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 코크스 오븐의 탄화실에 석탄을 장입시키고, 이를 건류하여 야금용 코크스를 제조한다.
한편, 야금용 코크스 제조를 위한 석탄은 3 내지 10%의 수분이 포함되어 있고, 코크스의 품질 향상을 위해서는 석탄을 건조시키는 공정이 수반되어야 하며, 건조 공정을 통해 4 내지 7%의 수분으로 조절한다.
그런데, 석탄을 건조하여 수분이 제거 또는 수분 함량이 낮아짐에 따라, 미분탄이 발생이 증가되며, 상기 미분탄이 코크스 오븐의 탄화실로 투입되면, 탄화실 내벽에 카본 형태로 부착되어 상기 탄회실 내벽을 손상시키거나, 코크스 오븐에서 발생된 가스가 배출되는 배관 내부를 폐쇄시키는 요인이 된다.
따라서, 유기 바인더를 이용하여 미립탄을 성형한 후, 이를 탄화실에 투입하고 있다.
그러나, 석탄 가격이 톤당 300 달러 이상으로 고가였던 당시에는 값 비싼 바인더를 사용하여도 경제성을 확보할 수 있었으나, 최근 석탄 가격이 100 달러 이하로 폭락되어, 고가의 바인더의 사용은 석탄 건조 공정 전체의 경제성을 악화시키고 있다. 또한, 바인더를 이용하여 미립탄을 성형한 성형탄을 탄화실에 장입하는 경우, 상기 탄화실 내부의 압력(건류 팽창압)이 과도하게 증가하고, 이는 코크스 오븐의 붕괴를 야기시키는 요인이 된다.
일본등록특허 JP4896571
본 발명은 코크스의 원료인 석탄을 건조하는 과정에서 발생된 미분탄이 코크스 오븐의 탄화실로 장입되는 것을 억제하는 코크스 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 미분탄으로 인한 코크스 오븐의 탄화실 및 부산물을 회수하는 회수 배관으로 유입되어 폐쇄의 요인이 것을 방지하는 코크스 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 코크스의 제조 방법은, 원료탄을 건조하는 과정; 상기 원료탄의 건조 과정 중에 발생된 제 1 기준 입도 이하 미분 원료탄과, 상기 미분 원료탄을 제외한 원료탄이며 상기 제 1 기준 입도를 초과하는 원료탄인 대립 원료탄을 분류하는 과정; 건조 전의 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하여 성형함으로써 성형탄을 제조하는 과정; 상기 성형탄을 제 2 기준 입도 이상인 대립 성형탄과, 상기 제 2 기준 입도 미만인 미립 성형탄으로 분리하는 과정; 상기 대립 원료탄과 상기 대립 성형탄을 혼합하여 코크스 오븐에 장입하여 코크스를 제조하는 과정;을 포함한다.
상기 원료탄의 건조 과정에 있어서, 상기 원료탄이 건조되는 건조로에 연결된 집진기로부터 상기 원료탄의 건조 중에 발생되어 상기 집진기로 흡입된 상기 미분 원료탄을 회수하는 과정을 포함한다.
상기 제 2 입도 이하의 미분 성형탄은, 상기 성형탄을 제조하는 과정으로 다시 돌아가, 상기 건조 전의 원료탄과 혼합되어 다시 성형된다.
상기 건조 전의 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하는데 있어서, 건조 전의 상기 원료탄과 상기 미분 원료탄이 혼합된 혼합물 전체를 100 중량% 라고 할 때, 상기 건조 전의 원료탄을 30 중량% 이하로 혼합한다.
상기 건조 전의 상기 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하기 전에, 건조 전의 원료탄에 수분을 첨가하는 과정을 포함하고, 수분이 첨가된 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하여 성형한다.
상기 제 1 기준 입도는 0.3m,이고, 상기 제 2 기준 입도는 3mm로 하는 것이 바람직하다.
상기 원료탄은 석탄이다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 코크스의 원료가 되는 원료탄의 건조 과정에서 발생된 미분탄을 성형시키는데 있어서, 미분탄에 건조 처리 전의 원료탄을 혼합하여 성형탄을 제조하고, 이를 코크스 제조에 사용한다. 따라서, 코크스의 강도를 확보하면서도, 바인더를 이용하여 미분탄을 성형시킬 때에 비해 저가의 비용으로 미분탄을 성형할 수 있다. 또한, 코크스 오븐의 탄화실 내부의 압력을 낮게 유지할 수 있어, 코크스 오븐의 붕괴 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코크스의 제조 방법을 순차적으로 설명한 순서도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 코크스의 제조 방법은 코크스 오븐 손상을 방지하고, 코크스 강도를 향상시킬 수 있는 코크스의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 코크스의 제조 원료가 되는 재료 즉, 원료탄을 코크스 오븐으로 장입하기 전에 건조하는 과정에서 발생되는 미분탄이 그대로 코크스 오븐으로 장입되는 것을 최소화하여, 이로 인한 문제 발생을 방지하는 코크스의 제조 방법이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코크스의 제조 방법을 순차적으로 설명한 순서도이다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 코크스의 제조 방법을 순차적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 먼저 코크스의 원료탄을 준비하고(S100), 이를 건조한다(S200). 석탄은 점결성의 여부에 따라 점결탄과 미점탄으로 분류된다. 여기서, 점결탄은 석탄 입자들 간의 점결성이 우수하여 원료탄으로 사용할 경우 코크스의 강도가 향상되는 효과가 있으나, 가격이 비싸다. 그리고 미점탄은 저가탄이라는 장점이 있으나, 석탄 입자간의 결합 능력이 없거나 아주 낮아, 코크스 제조에 사용할 경우 코크스 품질이 저하되는 문제가 있다. 이에, 통상적으로 코크스의 품질을 확보하면서, 코크스 제조 비용의 절감시키기 위해 미점탄과 점결탄을 혼합하여 원료탄으로 사용하며, 본 발명의 실시예에서는 원료탄으로서 점결탄 중 하나인 역청탄과 미점탄 중 하나인 갈탄을 혼합하여 사용한다.
코크스 제조용 원료탄 즉, 석탄은 10% 내외의 수분을 가지고 있는데, 석탄을 건조하여 수분을 4 내지 6 %까지 제거하면, 코크스의 품질이 향상되고, 미점탄의 사용 비율을 증대할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 원료탄이 준비되면 이를 건조하는 과정을 거친다(S200). 원료탄을 건조시키는데 있어서, 실시예에서는 상기 원료탄을 컨베이어와 같은 이동 수단에 적재하고, 건조로 내부를 순차적으로 통과하도록 이동시키는 방법으로 건조할 수 있다. 이때, 건조로 내부를 별도의 가열 수단 예컨대, 라디에이터를 이용하여 가열하거나, 건조로로 열풍을 공급하는 방법으로 원료탄을 건조시킬 수 있다. 실시예에서는 원료탄의 수분이 4 내지 6 중량%가 되도록 건조시킨다.
물론 원료탄의 건조 방법 및 건조 장치는 상술한 예에 한정되지 않고, 다양한 방법 및 수단의 적용이 가능하다.
한편, 원료탄을 건조시킴에 따라 상기 원료탄에 함유되어 있던 수분이 감소하는데, 이때 미세 입자 즉, 미분탄이 발생된다. 여기서 미분탄은 0.3mm 미만의 입자를 의미하는 것이다. 이러한 미분탄 그대로 가지고 있는 상태로 원료탄을 코크스 오븐에 장입하여 건류를 실시하는 경우, 미분탄의 코크스 오븐의 탄화실 내벽에 카본 형태로 부착되어 상기 탄화실 내벽을 손상시키거나, 코크스 오븐에서 발생된 가스가 배출되는 배관 내부를 폐쇄시키는 요인이 된다. 이에 원료탄의 건조 과정에서 발생된 미분탄이 코크스 오븐으로 유입되는 것을 억제해야 할 필요가 있다.
따라서, 본 발명에서는 원료탄 건조 과정 중에 발생되는 미분탄을 회수하여, 문제를 발생시키지 않은 상태로 재 처리한다. 이를 위하여, 원료탄을 건조시키는 건조로에 집진기를 연결시켜, 건조 과정중에 발생되어 비산되는 미점탄을 집진기로 흡입한다. 이에, 건조로 내부에는 미분탄에 비해 입도가 큰 원료탄 남아있고, 집진기에는 미분탄이 모아져, 원료탄이 미분탄과 대립탄으로 분류된다(S300). 이하에서는 건조된 원료탄에서 분류된 미분탄을 "미분 원료탄", 대립탄을 "대립 원료탄"이라 명명한다. 이를 다시 설명하면, 건조로 내부에는 미분 원료탄에 비해 입도가 큰 대립 원료탄 남아있고, 집진기에는 미분 원료탄이 모아져, 원료탄이 미분 원료탄과 대립 원료탄으로 분류된다(S300).
실시예에서는 집진기의 흡입력을 조절하여, 0.3mm 미만의 입도를 가지는 원료탄 즉, 미분 원료탄이 집진기로 흡입되도록 하고, 0.3mm 이상의 입도를 가지는 원료탄 즉, 대립 원료탄이 건조로 내부에 남도록 한다. 여기서 0.3mm은 대립 원료탄과 미분 원료탄으로 분류하는 기준 입도(이하, 제 1 기준 입도)가 되며, 제 1 기준 입도는 작업자에 의해 다양하게 변경될 수 있다.
건조된 원료탄으로부터 분류된 대립 원료탄과 미분 원료탄 중, 대립 원료탄은 그대로 코크스 제조에 사용 가능하다. 그러나, 미분 원료탄은 그 입도가 너무 작아 그대로 코크스 오븐에 장입하면, 상술한 바와 같은 문제들이 발생된다.
따라서, 본 발명에서는 미분 원료탄을 조립하여 코크스 원료로 사용 가능한 입도를 가지도록 한다. 상술한 바와 같이 미분 원료탄은 물을 첨가하여도 잘 혼합되지 않기 때문에, 조립성도 좋지 않다. 따라서, 본 발명에서는 미분 원료탄에 건조처리 되기 전이며, 10 중량% 내외의 수분을 가지고 있는 원료탄을 혼합하고(S410), 이를 조립하여 성형탄을 제조한다(420). 여기서 건조 전의 원료탄은 미분 원료탄에 수분을 제공하여 발진성을 억제하는 역할을 하며, 이에 미분 원료탄의 분체 유동성이 저하되어 성형이 용이하다. 또한, 건조 전 원료탄은 대부분 3mm 이상의 큰 입도를 가지기 때문에, 상기 건조 전 원료탄이 미분 원료탄과 혼합되는 경우, 입도 분포 및 입도 유동성이 개선된다. 따라서, 본 발명에서는 종래와 같이 바인더를 첨가하지 않고, 건조 전 원료탄을 이용함으로써 미분 원료탄을 용이하게 조립할 수 있다.
실시예에서는 미분 원료탄과 건조 전의 원료탄을 혼합하는데 있어서, 미분 원료탄과 건조 전의 원료탄이 혼합된 혼합물 전체에 대해 수분이 4 내지 6%가 되도록 한다. 이를 위해, 혼합 전에 건조 처리 전의 원료탄의 수분을 측정하고, 측정값에 따라 첨가할 건조 전 원료탄의 함량을 결정한다. 실시예에서는 건조 전의 상기 원료탄과 상기 미분 원료탄이 혼합된 혼합물 전체를 100 중량%라고 할때, 상기 건조 전의 원료탄을 30 중량% 이하로 혼합한다.
한편, 건조 전 원료탄의 첨가량이 많을수록 미분 원료탄의 비산 방지 효과가 있으나, 이는 성형탄의 수분 함량을 높이고, 최종적으로는 코크스 오븐의 탄화실로 수분 함량이 높은 석탄의 투입이 증가하는 단점이 있다. 또한, 건조 전 원료탄의 첨가량이 너무 많으면 성형 공정에 투입되는 부피가 증가하여 설비 부하가 발생되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 건조 전의 원료탄을 30 중량% 이하로 혼합한다.
상기에서는 건조 처리 전 원료탄을 그대로 미분 원료탄과 혼합하는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 되지 않고, 건조 처리 전 원료탄에 수분을 첨가하고, 이를 미분 원료탄과 혼합할 수도 있다. 이를 통해 건조 처리 전 원료탄의 첨가량 또는 혼합량을 감소 또는 최소화시킬 있다.
상술한 바와 같이, 건조 후에 친수성이 사라진 미분 원료탄에 수분을 직접 첨가하는 경우, 미분 원료탄 간의 혼합 또는 성형이 쉽지 않다. 하지만, 건조 전의 원료탄은 친수성을 유지하고 있기 때문에, 수분과의 혼합이 용이하다. 따라서, 건조 전 원료탄에 수분을 추가로 첨가하면, 이를 매개체로하여 미분 원료탄과의 혼합이 용이해지는 효과가 있다.
미분 원료탄과 건조 전의 원료탄을 혼합하여 성형하면, 일부는 3mm 이상의 입도를 가지는 성형탄(이하, 대립 성형탄)이되지만, 다른 일부는 조립되지 않거나(미성형된 분탄), 성형품의 일부가 파손된 분탄이 발생되는데, 이는 성형에 참여된 전체 100 주량% 중, 대략 10 중량% 발생된다. 본 발명의 실시예에서는 코크스의 품질 향상을 위해, 3mm 이상의 입도를 가지는 대립 성형탄을 코크스의 재료로 사용한다. 이를 위해, 대립 성형탄과 미분 성형탄을 분류하는 기준 입도(제 2 기준 입도)를 설정하고, 성형이 종료되면, 성형탄을 제 2 기준 입도 이상의 대립 성형탄과 제 2 기준 입도 미만의 분탄으로 분류한다(S430). 이때, 제 2 기준 입도는 예컨대 3mm이며, 제 2 기준 입도와 대응하는 복수의 개구를 가지는 스크린을 이용하여 대립 성형탄과 분탄을 분류할 수 있다. 물론 스크린을 이용한 분류 방법에 한정되지 않고, 네트 컨베이어(net conveyor) 등의 다양한 분류 수단의 적용이 가능하다.
대립 성형탄과 분탄을 분류하는 제 2 기준 입도를 3mm로 설정한 것은, 스크린 또는 네트 컨베이어(net conveyor)에서의 분류 정확성 또는 분류 효율을 높이기 위함이다.
분류된 분탄은 다시 미분 원료탄, 건조 전의 원료탄과 혼합된 후 성형되는 과정을 거친다(S410, 420).
그리고, 대립 성형탄은 대립 원료탄과 혼합(S500)된다. 그리고 혼합된 대립 성형탄과 대립 원료탄은 코크스 오븐의 탄화실로 장입되어(S600) 건류됨에 따라 코크스로 제조된다.
표 1은 비교예들 및 본 발명의 실시예들 따른 코크스의 조성 및 장입 밀도를 나타낸 표이다.
여기서 제 1 비교예는 건조 전이며 수분이 9 중량% 함유되어 있는 원료탄 100 중량%로 제조된 코크스이다. 제 2 비교예는 원료탄을 건조하여 수분이 5 중량% 함유되어 있는 원료탄 100 중량%로 제조된 코크스이다. 제 3 비교예는 건조된 원료탄 80 중량%와 미분 원료탄을 성형한 성형탄을 20 중량% 혼합하여 성형한 것이며, 미립탄의 성형시에 건조 전 원료탄 10 중량%와, 미분 원료탄 80 중량%, 바인더 5 중량%를 혼합하여 성형하였다.
한편, 제 1 및 제 2 실시예에 따른 코크스는 바인더를 사용하지 않고 미립탄을 성형한 것이다. 보다 구체적으로 제 1 실시예에 따른 코크스는 건조된 대립 원료탄 90 중량%에 미립 원료탄을 성형한 성형탄 10 중량%를 혼합하여 성형하였으며, 제 2 실시예에 따른 코크스는 건조된 대립 원료탄 80 중량%에 미립 원료탄을 성형한 성형탄 20 중량%를 혼합하여 성형하였다. 여기서 제 1 및 제 2 실시예에 따른 성형탄 각각은 건조 전 원료탄 20 중량%에 미분 원료탄 80 중량%를 혼합하여 성형하였다.
구분 코크스 조성 수분 함량
(중량%)
 장입 밀도
(kg/m3)
 성형탄 조성
제 1
비교예		 건조 전 원료탄 100 중량% 9
중량%
 600 kg/m3 없음
제 2
비교예		 건조된 원료탄 100 중량% 5 중량% 720 kg/m3 없음
제 3
비교예		 건조된 대립 원료탄 80 중량% + 성형탄 20 중량% 5 중량% 755 kg/m3 건조 전 원료탄 80 중량% + 미분 원료탄 15 중량% + 바인더 5 중량%
제 1
실시예		 건조된 대립 원료탄 90 중량% + 성형탄 10 중량% 5 중량% 724 kg/m3 건조 전 원료탄 20 중량% + 미분 원료탄 80 중량%
제 2
실시예		 건조된 대립 원료탄 80 중량% + 성형탄 20 중량 5 중량% 735 kg/m3 건조 전 원료탄 20 중량% + 미분 원료탄 80 중량%
표 1 및 표 2를 참조하면, 수분이 9.0 중량%인 건조 전 원료탄이 코크스 오븐의 탄화실에 장입되는 장입 밀도가 600 kg/m3으로 낮았으며, 수분을 5.0 중량%로 건조한 원료탄의 장입 밀도는 720 kg/m3으로 크게 증대하였다. 이는 수분이 건조된 원료탄의 유동성 개선에 의하여 일정 부피의 용기에 더 많은 원료탄이 충진되는 효과로 인해 장입 밀도가 상승한 것이다. 제 3 비교예는 건조된 대립 원료탄과 바인더를 이용하여 미립 원료탄을 성형한 성형탄으로서, 장입 밀도가 755kg/m3으로 높게 나타났는데, 이는 비중이 높은 성형탄의 첨가 효과에 의한 것이다.
본 발명의 제 1 및 제 2 실시예의 경우 장입 밀도가 724 kg/m3, 735 kg/m3으로 나타났으며, 이는 바인더를 사용하는 제 3 비교예에 비해서는 낮으나, 제 1 및 제 2 비교예에 비해 높다.
이를 통해, 값비싼 바인더를 사용하지 않고, 본 발명에 따른 방법에 의해 장입 밀도를 높일 수 있음을 알 수 있다.
표 2는 상술한 표 1의 제 1 내지 제 3 비교예, 제 1 및 제 2 실시예에 따라 제조된 코크스의 강도와 건류 팽창압을 나타낸 표이다. 여기서 제 1 비교예의 경우, 인위적으로 압착하여 장입 밀도를 730 kg/m3으로 상향한 후 실험하였다.
코크스 제조를 위한 가열 조건은 장입 온도 700℃, 승온 속도 3℃/분으로 최종 건류 온도 1100℃까지 가열 후, 체류 시간 60분으로 하였다. 이렇게 제조된 코크스의 강도를 측정하였으며, 코크스의 강도는 Drum index(DI 150)를 의미하여, 2회 측정한 평균값을 사용하였다.
구분 코크스 조성 수분 함량
(중량%)
 장입 밀도
(kg/m3)
 성형탄 조성 코크스 강도
(DI %)
 건류 팽창압
(mmH2O)
제 1
비교예
 건조 전 원료탄 100 중량 9
중량%
 730 kg/m3 없음 80.3 200
제 2
비교예
 건조된 원료탄 100 중량% 5 중량% 720 kg/m3 없음 82.5 540
제 3
비교예
 건조된 대립 원료탄 80 중량% + 성형탄 20 중량% 5 중량% 755 kg/m3 건조 전 원료탄 80 중량% + 미분 원료탄 20 중량% + 바인더 5 83.6 1120
제 1
실시예
 건조된 대립 원료탄 90 중량% + 성형탄 10 중량% 5 중량% 724 kg/m3 건조 전 원료탄 20 중량% + 미분 원료탄 80 중량% 83.4 560
제 2
실시예		 건조된 대립 원료탄 80 중량% + 성형탄 20 중량 5 중량% 735 kg/m3 건조 전 원료탄 20 중량% + 미분 원료탄 80 중량% 83.5 670
표 2를 참조하면, 제 1 비교예와 같이, 건조 전의 원료탄을 이용하는 경우, 장입 밀도를 인위적으로 증대시켰어도, 코크스의 강도는 80.3%로 낮은 반면, 제 2 비교예와 같이 수분을 5 중량%로 건조한 경우, 코크스의 강도는 82.5%로 향상되었다. 또한, 제 3 비교예에서와 같이 미분 원료탄에 바인더를 혼합하여 성형한 성형탄을 20 중량% 첨가한 경우, 코크스의 강도는 83.6%로, 제 2 비교예에 비해 높으며, 이는 성형탄 첨가에 의한 것이다. 그러나, 코크스를 제조하는 과정에서 건류 팽창압이 1120 mmH2O로서, 통상 코크스 오븐의 안정 조업에 필요한 700mmH2O에 비해 훨씬 높게 나타났다. 코크스의 제조 과정에서 가장 우려하는 것은 건류 팽창압의 과잉으로 인한 코크스 오븐의 붕괴 현상이기 때문에, 건류 팽창압을 관리해야 할 필요가 있다. 즉, 안전한 코크스 제조를 위해, 코크스 오븐의 탄화실 내 건류 팽창압을 700mmH2O 이하로 조정해야 할 필요가 있다.
한편, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 코크스의 강도는 제 3 비교예에 비해 0.1 내지 0.% 낮으나, 거의 유사하고, 건류 팽창압이 제 3 비교예에 비해 훨씬 낮은 560 내지 670 700mmH2O 수준이다. 이에, 즉, 바인더를 사용하지 않고 미립탄을 성형한 성형탄을 이용하여 코크스를 제조하는 경우, 바인더를 사용할 때와 거의 유사한 수준의 코크스 강도를 얻으면서, 건류 팽창압을 700mmH2O 이하로 할 수 있어, 안전한 조업이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 실시형태에 의하면, 코크스의 원료가 되는 원료탄의 건조 과정에서 발생된 미분 원료탄을 성형시키는데 있어서, 미분 원료탄에 건조 처리 전의 원료탄을 혼합하여 성형탄을 제조하고, 이를 코크스 제조에 사용한다. 따라서, 코크스의 강도를 확보하면서도, 바인더를 이용하여 미분 원료탄을 성형시킬 때에 비해 저가의 비용으로 미분 원료탄을 성형할 수 있다. 또한, 코크스 오븐의 탄화실 내부의 압력을 낮게 유지할 수 있어, 코크스 오븐의 붕괴 사고를 방지할 수 있다.
S200: 원료탄 건조 S410: 미분 원료탄과 건조 전 원료탄 혼합
S420: 성형

Claims (7)

  1. 원료탄을 건조하는 과정;
    상기 원료탄의 건조 과정 중에 발생된 제 1 기준 입도 이하 미분 원료탄과, 상기 미분 원료탄을 제외한 원료탄이며 상기 제 1 기준 입도를 초과하는 원료탄인 대립 원료탄을 분류하는 과정;
    건조 전의 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하여 성형함으로써 성형탄을 제조하는 과정;
    상기 성형탄을 제 2 기준 입도 이상인 대립 성형탄과, 상기 제 2 기준 입도 미만인 미립 성형탄으로 분리하는 과정;
    상기 대립 원료탄과 상기 대립 성형탄을 혼합하여 코크스 오븐에 장입하여 코크스를 제조하는 과정;
    을 포함하는 코크스의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료탄의 건조 과정에 있어서,
    상기 원료탄이 건조되는 건조로에 연결된 집진기로부터 상기 원료탄의 건조 중에 발생되어 상기 집진기로 흡입된 상기 미분 원료탄을 회수하는 과정을 포함하는 코크스의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 입도 이하의 미분 성형탄은,
    상기 성형탄을 제조하는 과정으로 다시 돌아가, 상기 건조 전의 원료탄과 혼합되어 다시 성형되는 코크스의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조 전의 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하는데 있어서,
    건조 전의 상기 원료탄과 상기 미분 원료탄이 혼합된 혼합물 전체를 100 중량% 라고 할 때, 상기 건조 전의 원료탄을 30 중량% 이하로 혼합하는 코크스의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조 전의 상기 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하기 전에, 건조 전의 원료탄에 수분을 첨가하는 과정을 포함하고,
    수분이 첨가된 원료탄과 상기 미분 원료탄을 혼합하여 성형하는 코크스의 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제 1 기준 입도는 0.3m,이고,
    상기 제 2 기준 입도는 3mm로 하는 코크스의 제조 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 있어서,
    상기 원료탄은 석탄인 코크스의 제조 방법.
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KR20200009322A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 주식회사 포스코 성형체 제조 방법 및 제조 장치
KR20210069880A (ko) * 2019-12-04 2021-06-14 주식회사 포스코 코크스의 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190078123A (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 주식회사 포스코 코크스 및 이의 제조방법
KR20200009322A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 주식회사 포스코 성형체 제조 방법 및 제조 장치
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