KR20210047049A - Starch-based aqueous composition for binding inorganic materials and briquette for steelmaking material prepared by using the same as a binder - Google Patents

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KR20210047049A KR1020190130629A KR20190130629A KR20210047049A KR 20210047049 A KR20210047049 A KR 20210047049A KR 1020190130629 A KR1020190130629 A KR 1020190130629A KR 20190130629 A KR20190130629 A KR 20190130629A KR 20210047049 A KR20210047049 A KR 20210047049A
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장동균
한정숙
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주식회사 삼양사
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Abstract

The present invention relates to a starch-based aqueous composition for binding inorganic materials and briquette for a steelmaking material prepared by using the same as a binder, and more particularly, to a starch-based aqueous composition for binding inorganic materials, which is based on starch-based raw materials to be eco-friendly and the manufacturing process is simple, and when used as a binder for in the manufacture of briquettes for steel raw materials, briquetting is possible even at low solids by combining with inorganic substances, and thus compared to molasses, which has been commonly used in the past, the strength of briquette is improved even with a reduced amount of input to be capable of reducing the amount of dust generated during the process, and relates to briquette for a steelmaking material prepared by using the same as a binder.

Description

무기물 결합용 전분계 수성 조성물 및 이를 바인더로 사용하여 제조된 제철원료용 단광{Starch-based aqueous composition for binding inorganic materials and briquette for steelmaking material prepared by using the same as a binder}Starch-based aqueous composition for binding inorganic materials and briquette for steelmaking material prepared by using the same as a binder}

본 발명은 무기물 결합용 전분계 수성 조성물 및 이를 바인더로 사용하여 제조된 제철원료용 단광에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전분계 원료를 기반으로 함으로써 친환경적이고 제조 공정이 간단하며, 제철원료용 단광 제조에 바인더로 사용시 낮은 고형분에서도 무기물과 결합하여 브리켓팅이 가능하여 기존에 보편적으로 사용되어 온 당밀 대비 저감된 투입량으로도 단광의 강도가 향상되어 공정 중 더스트 발생량을 줄일 수 있는 무기물 결합용 전분계 수성 조성물 및 이를 바인더로 사용하여 제조된 제철원료용 단광에 관한 것이다.The present invention relates to a starch-based aqueous composition for binding inorganic substances and briquettes for iron-making raw materials manufactured using the same as a binder, and more particularly, to an eco-friendly and simple manufacturing process based on starch-based raw materials, and briquettes for iron-making raw materials. When used as a binder in manufacturing, briquetting is possible by combining with inorganic substances even at low solids, so the strength of briquettes is improved even with a reduced input amount compared to molasses, which has been commonly used in the past, thereby reducing the amount of dust generated during the process. It relates to an aqueous composition and briquettes for iron-making raw materials prepared by using the same as a binder.

제철 공정에서는 고로 및 제강 공정 등에서 철분 및 그 외 금속성 물질을 함유하는 더스트 또는 슬래그가 발생하고 있으며, 발생된 더스트를 재활용하면 제조원가 절감 및 대기 오염 방지에 도움을 줄 수 있기 때문에, 이를 재활용하려는 연구 개발과 현장 적용 사례가 활발하게 진행되고 있다.In the steel making process, dust or slag containing iron powder and other metallic substances is generated in the blast furnace and steel making process, and recycling the generated dust can help reduce manufacturing cost and prevent air pollution, so research and development to recycle it. And field application cases are actively progressing.

더스트의 경우 미립이므로 직접 사용하기에 적절하지 않으며, 바인더와의 혼합을 통해 단광으로 제조하여 사용하게 된다. 그런데, 이러한 단광은 제조공정 및 이송 중 낙하하게 되면서 더스트를 재발생시킬 수 있으므로, 단광의 초기 강도를 높일 수 있는 바인더가 요구되고 있다.In the case of dust, since it is fine, it is not suitable for direct use, and it is manufactured and used as briquettes through mixing with a binder. However, since such briquettes can regenerate dust as they fall during the manufacturing process and transport, there is a need for a binder that can increase the initial strength of the briquettes.

대한민국특허 제10-0518326호에서는 파이넥스(FINEX) 및 코렉스(COREX) 공정에서 석탄을 용융로에 투입하기 위해 당밀을 사용하여 성형탄으로 제조하였고, 대한민국특허 제10-0905581호에서는 당밀을 바인더로 이용하여 더스트, 슬래그, 슬러지 등을 재활용하였으며, 대한민국특허 제10-1018251호에서는 입도 범위가 다양한 슬래그 및 슬러지 및 바인더로 당밀을 이용하여 펠렛 및 단광을 제조하였다. In Korean Patent No. 10-0518326, molasses was used to inject coal into the melting furnace in the FINEX and COREX processes, and the coal briquettes were manufactured, and in Korean Patent No. 10-0905581, molasses was used as a binder to produce dust. , Slag, sludge, and the like were recycled, and in Korean Patent No. 10-1018251, pellets and briquettes were manufactured using molasses as slag and sludge and binders having various particle sizes.

당밀(Molasses)은 라틴어에서 유래하였으며, 설탕 제조 과정의 부산물이다. 사탕수수 당밀은 사탕수수 원당 제조 혹은 정제에서 생산되는 부산물이며, 당분을 함유하고 있어 발효산업에서 광범위하게 사용되고 있다. 당밀의 성분은 대체로 자당, 포도당, 과당이고, 포도당과 과당은 환원당으로 불리며, 약 75 에서 85 중량%의 고형분 함량을 가진다. 당밀 내 무기물 성분은 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 철, 황산염, 염화물, 인산염, 이산화규소 등으로 구성되어 있다. 여물지 않은 풋 사탕수수를 이용할 경우 설탕 추출과정에서 황 증기를 가하게 되고, 이로 인해 당밀 내 황(S) 함량이 증가된다. Molasses comes from Latin and is a by-product of the sugar manufacturing process. Sugarcane molasses is a by-product produced in the manufacture or refining of sugarcane raw sugar, and it contains sugar, so it is widely used in the fermentation industry. The components of molasses are generally sucrose, glucose, and fructose, and glucose and fructose are called reducing sugars, and have a solid content of about 75 to 85% by weight. Inorganic components in molasses consist of potassium, calcium, magnesium, sodium, iron, sulfate, chloride, phosphate, and silicon dioxide. In the case of using raw sugar cane, sulfur vapor is added during the sugar extraction process, which increases the sulfur (S) content in molasses.

제선 공정에서 철광석과 유연탄을 이용하여 쇳물(용선)을 만드는데 황(S) 성분이 함유되어 있으며, 제강 공정에서 쇳물의 불순물을 제거하는 과정이 진행된다. 이러한 공정에서 바인더로 당밀을 사용하면 당밀 내에 함유되어 있는 황(S) 성분이 추가되어 생산 효율에 영향을 줄 수 있으며, 기기의 부식을 유발할 수 있다. 또한, 기기 내에 당밀 슬러지가 누적됨으로 인해 변형 및 고장의 원인이 되기도 한다.In the iron making process, iron ore and bituminous coal are used to make molten iron, which contains sulfur (S), and the process of removing impurities from the iron is carried out in the steel making process. When molasses is used as a binder in such a process, sulfur (S) components contained in molasses are added, which can affect production efficiency and cause corrosion of equipment. In addition, molasses sludge accumulates in the device, causing deformation and failure.

따라서, 당밀을 사용하지 않고도 제철 공정에서 발생하는 더스트, 슬래그, 슬러지 등에 대하여 우수한 결합 강도를 나타내어 당밀을 대체할 수 있으면서, 당밀 대비 저감된 투입량으로 단광의 강도를 향상시켜 공정중 발생하는 더스트 함량을 줄일 수 있는 바인더 조성물의 개발이 요청되고 있다.Therefore, it can replace molasses by showing excellent bonding strength to dust, slag, sludge, etc. generated in the iron making process without using molasses, while improving the strength of briquettes with a reduced input amount compared to molasses, thereby reducing the amount of dust generated during the process. There is a demand for the development of a binder composition that can be reduced.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 제철 공정에서 발생하는 더스트, 슬래그, 슬러지 등에 대하여 우수한 결합 강도를 나타내어 당밀을 대체할 수 있으면서, 당밀 대비 저감된 투입량으로 단광의 강도를 향상시킬 수 있는 조성물 및 이를 바인더로 사용하여 제조된 제철원료용 단광을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and can replace molasses by showing excellent bonding strength to dust, slag, sludge, etc. generated in the iron making process, while reducing the strength of briquettes with a reduced input amount compared to molasses. It is a technical problem to provide a composition that can be improved and briquettes for iron-making raw materials prepared by using the same as a binder.

상기한 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 배합 원료 성분으로서 전분 및 염기 물질을 포함하고, 매질로서 물을 포함하며, 상기 전분은, 고형분 기준으로 조성물 100 중량부 내에 1 내지 30 중량부에 해당하는 양으로 포함되고, 상기 염기 물질은, 고형분 기준으로 전분 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부에 해당하는 양으로 포함되는, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물을 제공한다.In order to achieve the above-described technical problem, the present invention includes starch and a basic substance as a blending raw material component, and water as a medium, and the starch corresponds to 1 to 30 parts by weight within 100 parts by weight of the composition based on solid content. It is included in an amount, and the basic material is included in an amount corresponding to 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of starch solids based on solid content, providing a starch-based aqueous composition for binding inorganic substances.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 제조 방법으로서, (1) 전분을 매질인 물에 분산시키는 단계; 및 (2) 상기 (1)단계의 결과물에 염기 물질을 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하며, 상기 전분을, 고형분 기준으로 조성물 100 중량부 내에 1 내지 30 중량부에 해당하는 양으로 사용하고, 상기 염기 물질을, 고형분 기준으로 전분 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부에 해당하는 양으로 사용하는, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing an aqueous starch-based composition for binding inorganic substances, comprising the steps of: (1) dispersing starch in water as a medium; And (2) adding and mixing a basic material to the result of step (1), wherein the starch is used in an amount corresponding to 1 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of the composition based on solid content, There is provided a method for preparing a starch-based aqueous composition for binding inorganic substances using the basic substance in an amount corresponding to 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of starch solids based on solid content.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물을 바인더로 사용하여 제조된 제철원료용 단광이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a briquette for iron-making raw materials prepared by using the starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention as a binder.

본 발명에 따른 전분계 수성 조성물은 전분계 원료를 기반으로 함으로써 친환경적이고 제조 공정이 간단하며, 호화된 전분을 포함하는 액상 형태로 점도 안정성이 우수한 장점이 있다. 또한, 제철 공정에서 발생하는 더스트, 슬래그, 슬러지 등을 활용한 제철원료용 단광의 제조시, 본 발명에 따른 전분계 수성 조성물을 바인더로 사용하면, 기존의 당밀 바인더 대비 저감된 투입량(예컨대, 기존의 당밀 투입량의 70% 수준)으로도 단광의 강도를 향상(예컨대, 당밀 사용시 대비 20% 이상 향상된 단광의 초기 강도(미분 발생량))시킬 수 있어, 제조 원가를 절감하는 동시에 공정 중 더스트 발생량을 줄일 수 있다. Since the starch-based aqueous composition according to the present invention is based on a starch-based raw material, it is eco-friendly, has a simple manufacturing process, and has excellent viscosity stability in a liquid form containing gelatinized starch. In addition, when using the starch-based aqueous composition according to the present invention as a binder in the manufacture of briquettes for iron-making raw materials using dust, slag, sludge, etc. generated in the iron-making process, the amount of input reduced compared to the existing molasses binder (e.g., existing 70% of the amount of molasses input) can also improve the strength of briquettes (e.g., the initial strength of briquettes (e.g., 20% or more improved compared to when molasses is used)), reducing manufacturing costs while reducing the amount of dust generated during the process. I can.

도 1은 본 발명의 실시예에서 제조된 단광들의 건조후 표면 사진들이다.1 is a photograph of the surface of briquettes prepared in an embodiment of the present invention after drying.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물은 배합 원료 성분으로서 전분 및 염기 물질을 포함하고, 매질로서 물을 포함한다.The starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention contains starch and a basic substance as raw material components for mixing, and water as a medium.

상기 전분으로는 옥수수전분, 찰옥수수전분, 타피오카전분, 산화전분, 초산전분, 덱스트린, 인산전분, 가교전분 및 이들의 조합으로부터 선택되는 전분을 사용할 수 있고, 바람직하게는 찰옥수수전분을 사용할 수 있다.As the starch, starch selected from corn starch, waxy corn starch, tapioca starch, oxidized starch, acetic acid starch, dextrin, phosphate starch, crosslinked starch, and combinations thereof may be used, preferably waxy corn starch. .

본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물은 상기 전분을, 고형분 기준으로 조성물 100 중량부 내에 1 내지 30 중량부에 해당하는 양으로 포함한다. 조성물 내의 전분 함량이 상기 수준보다 낮으면 무기물에 대한 접착력이 낮아지고, 이를 바인더로 사용하여 제조된 단광의 강도가 저하될 수 있다. 반대로, 조성물 내의 전분 함량이 상기 수준보다 높으면 전분 호화 시 점도 상승으로 인해 제조 공정상 제한이 있을 수 있다.The starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention contains the starch in an amount corresponding to 1 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of the composition based on solid content. If the starch content in the composition is lower than the above level, adhesion to inorganic substances may be lowered, and the strength of briquettes prepared by using this as a binder may decrease. Conversely, if the starch content in the composition is higher than the above level, there may be limitations in the manufacturing process due to an increase in viscosity during starch gelatinization.

일 구체예에서, 본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물 100 중량부 내의 상기 전분함량은, 고형분 기준으로 2 중량부 이상, 4 중량부 이상, 6 중량부 이상, 8 중량부 이상 또는 10 중량부 이상일 수 있고, 또한 28 중량부 이하, 26 중량부 이하, 24 중량부 이하, 22 중량부 이하 또는 20 중량부 이하일 수 있다.In one embodiment, the starch content in 100 parts by weight of the starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention is 2 parts by weight or more, 4 parts by weight or more, 6 parts by weight or more, 8 parts by weight or more, or 10 parts by weight based on solid content. It may be greater than or equal to 28 parts by weight, 26 parts by weight or less, 24 parts by weight or less, 22 parts by weight or less, or 20 parts by weight or less.

상기 염기 물질로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The basic material may be selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, and combinations thereof, but is not limited thereto.

본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물은 상기 염기 물질을, 고형분 기준으로 전분 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부에 해당하는 양으로 포함한다. 조성물 내의 염기 물질 함량이 상기 수준보다 낮으면 점도가 상승하게 되어 혼합이 용이하지 않는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 조성물 내의 염기 물질 함량이 상기 수준보다 높으면 전분이 지나치게 호화되어 접착력이 저하될 수 있다.The starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention contains the basic substance in an amount corresponding to 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of starch solid content. If the content of the base material in the composition is lower than the above level, the viscosity increases, and thus mixing may be difficult. Conversely, if the content of the base material in the composition is higher than the above level, the starch may be too gelatinized and the adhesion may be lowered.

일 구체예에서, 본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물 100 중량부 내의 상기 전분함량은, 고형분 기준으로 1.5 중량부 이상, 2 중량부 이상, 2.5 중량부 이상, 3 중량부 이상 또는 3.5 중량부 이상일 수 있고, 또한 18 중량부 이하, 16 중량부 이하, 14 중량부 이하, 12 중량부 이하 또는 10 중량부 이하일 수 있다.In one embodiment, the starch content in 100 parts by weight of the starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention is 1.5 parts by weight or more, 2 parts by weight or more, 2.5 parts by weight or more, 3 parts by weight or more, or 3.5 parts by weight based on solid content. It may be greater than or equal to 18 parts by weight, 16 parts by weight or less, 14 parts by weight or less, 12 parts by weight or less, or 10 parts by weight or less.

일 구체예에서, 본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 고형분 함량은, 40 중량% 이하(예컨대, 1 내지 40 중량%) 또는 30 중량% 이하(예컨대, 1 내지 30 중량%)일 수 있다. 조성물의 고형분 함량이 상기 수준보다 지나치게 높으면 전분 호화 시 점도 상승으로 인해 제조 공정상 제한이 있을 수 있으며, 반대로 상기 수준보다 지나치게 낮으면 접착력이 낮아져, 이를 바인더로 사용하여 제조된 단광의 강도가 저하될 수 있다.In one embodiment, the solid content of the starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention may be 40% by weight or less (eg, 1 to 40% by weight) or 30% by weight or less (eg, 1 to 30% by weight). . If the solid content of the composition is too high than the above level, there may be limitations on the manufacturing process due to the increase in viscosity during starch gelatinization, whereas if it is too low than the above level, the adhesive strength is lowered, and the strength of the briquette prepared using this as a binder decreases. I can.

보다 구체적으로, 본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 고형분 함량은 2 중량% 이상, 4 중량% 이상, 6 중량% 이상 또는 8 중량% 이상일 수 있고, 또한 35 중량부 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하 또는 20 중량% 이하일 수 있다.More specifically, the solid content of the starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention may be 2% by weight or more, 4% by weight or more, 6% by weight or more, or 8% by weight or more, and also 35 parts by weight or less, 30% by weight or less. , It may be 25% by weight or less or 20% by weight or less.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 제조 방법으로서, (1) 전분을 매질인 물에 분산시키는 단계; 및 (2) 상기 (1)단계의 결과물에 염기 물질을 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하며, 상기 전분을, 고형분 기준으로 조성물 100 중량부 내에 1 내지 30 중량부에 해당하는 양으로 사용하고, 상기 염기 물질을, 고형분 기준으로 전분 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부에 해당하는 양으로 사용하는, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing an aqueous starch-based composition for binding inorganic substances, comprising the steps of: (1) dispersing starch in water as a medium; And (2) adding and mixing a basic material to the result of step (1), wherein the starch is used in an amount corresponding to 1 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of the composition based on solid content, There is provided a method for preparing a starch-based aqueous composition for binding inorganic substances using the basic substance in an amount corresponding to 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of starch solids based on solid content.

본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 제조 방법에 있어서, 상기 (2)단계는 가온(예컨대, 50 내지 70℃) 상태에서 교반하에 수행될 수 있다.In the method for preparing an aqueous starch-based composition for binding inorganic substances of the present invention, step (2) may be performed under stirring in a heated (eg, 50 to 70° C.) state.

본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물은, 제철 공정에서 발생하는 더스트, 슬래그, 슬러지 등을 활용한 제철원료용 단광의 제조시 바인더로 사용하면, 당밀 사용량 대비 60 내지 70 중량% 수준으로 감소된 양을 사용하더라도 당밀 사용시 대비 20% 이상 향상된 강도를 나타낼 수 있다.The starch-based aqueous composition for binding inorganic substances of the present invention is reduced to a level of 60 to 70% by weight compared to the amount of molasses when used as a binder in the production of briquettes for iron-making raw materials using dust, slag, sludge, etc. generated in the iron-making process. Even if the amount is used, the strength can be improved by more than 20% compared to the use of molasses.

따라서, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 무기물 결합용 전분계 수성 조성물을 바인더로 사용하여 제조된 제철원료용 단광이 제공된다.Accordingly, according to another aspect of the present invention, there is provided a briquette for iron-making raw materials prepared by using the starch-based aqueous composition for binding inorganic substances as a binder.

본 발명에 따라 제공되는 제철원료용 단광은, 원료 무기물 및 상기 바인더(즉, 본 발명의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물)를 포함한다.Briquettes for iron-making raw materials provided according to the present invention include a raw material inorganic material and the above binder (ie, the starch-based aqueous composition for binding inorganic materials of the present invention).

일 구체예에서, 상기 원료 무기물은 금속성 물질일 수 있으며, 이는 제철 공정에서 발생하는 더스트, 슬래그 또는 슬러지로부터 유래된 것일 수 있다.In one embodiment, the raw material inorganic material may be a metallic material, which may be derived from dust, slag, or sludge generated in an iron making process.

일 구체예에서, 본 발명의 제철원료용 단광 제조시 사용되는 상기 바인더의 양은, 원료 무기물 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부일 수 있고, 보다 구체적으로는 1 내지 10 중량부, 보다 더 구체적으로는 1 내지 5 중량부일 수 있다.In one embodiment, the amount of the binder used in the manufacture of briquettes for iron-making raw materials of the present invention may be 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material inorganic material, more specifically 1 to 10 parts by weight, more specifically May be 1 to 5 parts by weight.

본 발명에 따라 제공되는 제철원료용 단광은 성형시에 수분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 수분(즉, 물)은 수성 바인더 조성물로부터 유래된 것일 수도 있고, 바인더의 희석을 위하여 추가로 투입된 것일 수도 있으며, 양자 모두일 수도 있다. Briquettes for iron-making raw materials provided according to the present invention may additionally contain moisture during molding. The moisture (ie, water) may be derived from an aqueous binder composition, may be additionally added for dilution of the binder, or both.

일 구체예에서, 본 발명에 따라 제공되는 제철원료용 단광의 성형시 수분 함량은, 단광 100 중량% 기준으로 1 내지 20 중량%일 수 있고, 보다 구체적으로는 5 내지 15 중량%, 보다 더 구체적으로는 8 내지 12 중량%일 수 있다.In one embodiment, the moisture content of briquettes for iron-making raw materials provided according to the present invention may be 1 to 20% by weight based on 100% by weight of briquettes, more specifically 5 to 15% by weight, more specifically It may be 8 to 12% by weight.

일 구체예에서, 본 발명에 따라 제공되는 제철원료용 단광의 강도는 다음과 같은 방법으로 제조 및 분석될 수 있다.In one embodiment, the intensity of briquettes for iron-making raw materials provided according to the present invention may be prepared and analyzed by the following method.

원료 무기물(예: 더스트)와 상기 바인더 조성물 및 임의로 추가의 물을 혼합하고 1 내지 5분간 혼련한 후, 압착 프레스로 성형하여 단광을 제조하고, 제조된 단광을 자유낙하를 통해 파괴되는 무게로 초기강도를 확인할 수 있다. 또한, 단광 건조 후 압축강도 측정기를 이용하여 단광의 강도를 확인할 수 있다.The raw material inorganic material (e.g., dust), the binder composition, and optionally additional water are mixed and kneaded for 1 to 5 minutes, then molded by a compression press to produce briquettes, and the prepared briquettes are initially weighed to break through free fall. You can check the strength. In addition, after drying the briquette, the strength of the briquette can be checked using a compressive strength meter.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한 다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited to these.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1 One

하기 표 1에 나타낸 조건에 따라 액상 바인더 조성물을 제조하였다. 전분으로는 찰옥수수 전분을 사용하였고, 염기 물질로는 수산화나트륨을 사용하였다. 대조구로는 당밀을 사용하였다.A liquid binder composition was prepared according to the conditions shown in Table 1 below. Waxy corn starch was used as the starch, and sodium hydroxide was used as the base material. Molasses was used as a control.

대조구인 당밀 및 제조된 각 액상 바인더 조성물을 사용하여, 단광을 제조하였다. 단광 제조에 사용된 원료 무기물로는 제철 공정에서 발생한 더스트를 공통적으로 사용하였다. 당밀의 경우 더스트 100 중량부 대비 2 및 4 중량부로 첨가하였으며, 액상 바인더 조성물은 2 중량부로 첨가하였다. 원료 무기물 더스트와 바인더를 혼합한 후 지름 30 mm, 높이 50 mm의 원형 성형틀에 20~25 g씩 투입하고, 약 15 ton의 힘으로 20초간 압착하여 단광을 제조하였다. 제조된 단광은 50℃에서 12시간 동안 건조 후 압축강도측정기를 이용하여 강도 분석을 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Briquettes were prepared using the control molasses and each prepared liquid binder composition. As the raw material inorganic material used in the manufacture of briquettes, dust generated in the iron making process was commonly used. In the case of molasses, 2 and 4 parts by weight relative to 100 parts by weight of dust were added, and the liquid binder composition was added in 2 parts by weight. After mixing the raw material inorganic dust and the binder, 20 to 25 g each were put into a circular molding mold having a diameter of 30 mm and a height of 50 mm, and pressed for 20 seconds with a force of about 15 tons to prepare briquettes. The prepared briquette was dried at 50° C. for 12 hours, and then strength analysis was performed using a compressive strength meter, and the results are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표 1로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 액상 바인더 조성물을 적용하여 단광을 제조할 경우, 당밀 사용시 대비 동일 내지 우수한 단광 강도가 얻어짐을 확인하였으며, 당밀 사용시 대비 바인더 사용량을 저감할 수 있어 생산 원가 저감 효과도 얻을 수 있었다.As can be seen from Table 1, it was confirmed that when briquettes were prepared by applying the liquid binder composition according to the present invention, the same or superior briquette strength was obtained compared to when molasses was used, and the amount of binder used could be reduced compared to when molasses was used, so production cost A reduction effect was also obtained.

실시예Example 2 2

단광의 초기강도에 대한 지표로서, 성형 직후 약 2m 높이에서 5회 낙하하여 발생된 더스트(14 mesh(입자 간격 1.4 mm) sieve 통과분) 발생량(낙하 테스트 전 단광 무게: 100 중량%)을 측정하였다. 바인더 조성물 및 단광의 제조는 실시예 1과 동일한 원료를 사용하여 동일한 방법으로 수행하였으며, 대조구로는 당밀을 사용하였다. 바인더 첨가량은 더스트 100 중량부 대비 2 중량부였고, 단광 성형시 수분함량은 10중량%였다. 바인더 제조 조건 및 더스트 발생량을 하기 표 2에 나타내었다.As an index for the initial strength of briquettes, the amount of dust (14 mesh (particle spacing 1.4 mm) sieve pass) generated by falling 5 times from a height of about 2 m immediately after molding (the briquette weight before drop test: 100% by weight) was measured. . Preparation of the binder composition and briquette was carried out in the same manner using the same raw material as in Example 1, and molasses was used as a control. The amount of the binder added was 2 parts by weight compared to 100 parts by weight of dust, and the moisture content during briquette molding was 10% by weight. The binder manufacturing conditions and the amount of dust generated are shown in Table 2 below.

[표 2] [Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 액상 바인더 조성물을 적용하여 단광을 제조할 경우, 당밀 사용시 대비 단광의 초기강도가 보다 우수하여 더스트 발생량을 현저히 저감할 수 있었다.As can be seen from Table 2, when briquettes are prepared by applying the liquid binder composition according to the present invention, the initial strength of briquettes is better compared to when molasses is used, so that the amount of dust generation can be significantly reduced.

실시예Example 3 3

당밀의 경우 점도가 높아 희석하여 사용하는 경우가 많으며, 사용처에 따라 단광의 수분함량을 바인더 첨가량으로 조정하는 경우가 있다. 따라서, 제조한 바인더의 희석에 따른 단광의 물성을 확인하였다. In the case of molasses, due to its high viscosity, it is often diluted and used, and depending on the application, the moisture content of the briquette is adjusted to the amount of binder added. Therefore, the physical properties of briquettes according to the dilution of the prepared binder were confirmed.

[표 3] [Table 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 표 3으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 액상 바인더 조성물을 적용하여 단광을 제조할 경우, 당밀 사용시 대비 감소된 바인더 첨가량으로도 단광의 초기 강도를 현저히 향상(즉, 더스트 발생량을 현저히 저감)시킬 수 있었다.As can be seen from Table 3, when briquettes are prepared by applying the liquid binder composition according to the present invention, the initial strength of briquettes is significantly improved (that is, the amount of dust generated is significantly reduced) even with a reduced amount of binder added compared to when molasses is used. Could.

또한, 단광 제조 후 수분 제거를 위해 200℃에서 1시간 동안 건조 후 단광 표면을 확인하였으며, 단광들의 건조후 표면 사진들을 도 1에 나타내었다. 도 1로부터 확인되듯이, 당밀 및 액상 바인더 적용 샘플들 모두 단광 표면에 균열은 확인되지 않았다.In addition, the briquette surface was checked after drying at 200° C. for 1 hour to remove moisture after the briquette production, and pictures of the surface after drying of the briquettes are shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, cracks were not observed on the briquette surface in both the molasses and the liquid binder applied samples.

실시예Example 4 4

무기물 더스트와 바인더의 혼합시간에 따른 단광의 물성을 확인하였다. The physical properties of briquettes were confirmed according to the mixing time of the inorganic dust and the binder.

당밀의 경우, 당밀:물을 6:4 중량비로 희석하였으며, 액상 바인더 또한 바인더:물을 6:4 중량비로 희석하였다. 희석한 바인더를, 단광의 수분함량이 6중량% 수준이 되도록 무기물 더스트에 첨가한 후, 혼합 시간을 1분에서 5분까지 변경시켰다. 사용된 액상 바인더는 고형분 12.5중량%, 바인더 제조시 전분 첨가량 11.5 중량부 및 염기 첨가량 9.0 중량부 조건으로 제조되었다. 제조된 단광에 대하여, 실시예 2와 같은 방법으로 더스트 발생량을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.In the case of molasses, molasses:water was diluted in a weight ratio of 6:4, and a liquid binder and a binder:water were diluted in a weight ratio of 6:4. After the diluted binder was added to the inorganic dust so that the moisture content of the briquette was 6% by weight, the mixing time was changed from 1 minute to 5 minutes. The liquid binder used was prepared under the conditions of 12.5% by weight of solid content, 11.5 parts by weight of starch and 9.0 parts by weight of base when preparing the binder. For the prepared briquette, the amount of dust generated was measured in the same manner as in Example 2, and the results are shown in Table 4 below.

[표 4] [Table 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 표 4로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 액상 바인더 조성물을 적용하여 단광을 제조할 경우, 무기물 더스트와 바인더의 혼합시간을 달리하더라도 당밀 사용시 대비 단광의 초기 강도를 현저히 향상(즉, 더스트 발생량을 현저히 저감)시킬 수 있었다.As can be seen from Table 4, in the case of manufacturing briquettes by applying the liquid binder composition according to the present invention, the initial strength of briquettes is significantly improved compared to when molasses is used, even if the mixing time of inorganic dust and binder is different (i.e., the amount of dust generated is increased). Remarkably reduced).

Claims (7)

배합 원료 성분으로서 전분 및 염기 물질을 포함하고, 매질로서 물을 포함하며,
상기 전분은, 고형분 기준으로 조성물 100 중량부 내에 1 내지 30 중량부에 해당하는 양으로 포함되고,
상기 염기 물질은, 고형분 기준으로 전분 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부에 해당하는 양으로 포함되는,
무기물 결합용 전분계 수성 조성물.
It contains starch and a basic substance as a blending raw material component, and contains water as a medium,
The starch is contained in an amount corresponding to 1 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of the composition based on solid content,
The basic substance is contained in an amount corresponding to 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of starch solid content, based on the solid content,
A starch-based aqueous composition for binding inorganic substances.
제1항에 있어서, 전분이 옥수수전분, 찰옥수수전분, 타피오카전분, 산화전분, 초산전분, 덱스트린, 인산전분, 가교전분 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물.The starch-based aqueous composition for binding inorganic substances according to claim 1, wherein the starch is selected from corn starch, waxy corn starch, tapioca starch, oxidized starch, starch acetate, dextrin, starch phosphate, crosslinked starch, and combinations thereof. 제1항에 있어서, 염기 물질로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물.The starch-based aqueous composition for binding inorganic substances according to claim 1, wherein the basic substance is selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, and combinations thereof. 제1항에 있어서, 고형분 함량이 40 중량% 이하인, 무기물 결합용 전분계 수성 조성물.The starch-based aqueous composition for binding inorganic substances according to claim 1, wherein the solid content is 40% by weight or less. 무기물 결합용 전분계 수성 조성물의 제조 방법으로서,
(1) 전분을 매질인 물에 분산시키는 단계; 및
(2) 상기 (1)단계의 결과물에 염기 물질을 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하며,
상기 전분을, 고형분 기준으로 조성물 100 중량부 내에 1 내지 30 중량부에 해당하는 양으로 사용하고, 상기 염기 물질을, 고형분 기준으로 전분 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부에 해당하는 양으로 사용하는, 방법.
As a method for preparing a starch-based aqueous composition for binding inorganic substances,
(1) dispersing starch in water as a medium; And
(2) adding and mixing a basic substance to the resultant of the step (1); including,
The starch is used in an amount corresponding to 1 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of the composition based on solid content, and the basic substance is used in an amount corresponding to 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of starch solid content. How to use.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 무기물 결합용 전분계 수성 조성물을 바인더로 사용하여 제조된 제철원료용 단광.Briquettes for iron-making raw materials prepared by using the starch-based aqueous composition for binding inorganic substances according to any one of claims 1 to 4 as a binder. 제6항에 있어서, 성형시 수분 함량이 1 내지 20 중량%인, 제철원료용 단광.The briquette for iron-making raw materials according to claim 6, wherein the moisture content is 1 to 20% by weight during molding.
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