KR20010058059A - A Blending Method of Coals for Making Coke - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 야금용 코크스 제조시 원료석탄의 배합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석탄의 수분을 6%부근으로 건조하여 코크스로에 장입하는 경우의 원료석탄배합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of blending raw coal in the manufacture of metallurgical coke, and more particularly, to a method of blending raw coal in the case of drying the water of coal at about 6% and loading it into a coke oven.
고로에 사용하는 코크스를 제조하기 위하여 일반적으로 8에서 12 탄종의 석탄이 배합되며, 이 배합탄을 고로 조업에 적합한 코크스로 제조하기 위해서 배합탄 성상을 하기 표1(수분 7%이상 조업에서 야금용 코크스 제조를 위한 배합탄의 배합범위와 코크스품질)과 같은 범위로 배합한다. 그러나, 하기 표1과 같은 배합범위는 석탄중 수분이 7%에서 12%범위의 조업에서는 가능하지만, 석탄 중 수분이 7%이하로 되면 같은 성상의 배합탄에서도 코크스로에서 석탄이 건류중 다음 도 1에 나타낸 것 같이, 가스압이 급격히 증가되는 경우가 있다. 이로 인해, 가스압이 급격히 증가되도록 배합이 잘못된 경우는 코크스로에 손상을 주게 된다. 야금용 코크스를 제조하는 코크스로는 통상 수명을 40년 이상으로 보고 있으며 건류중 석탄의 과다한 팽창에 의한 손상은 로수명에 치명적이다.In order to manufacture coke for blast furnaces, coals of 8 to 12 coals are generally blended. In order to manufacture this coal into coke suitable for blast furnace operation, the coal briquettes are formed as shown in Table 1 (metallurgical use in operation of more than 7% of water). Compounding range of the coal briquettes for coke production and coke quality). However, the blending range shown in Table 1 is possible in the operation in the range of 7% to 12% moisture in the coal, but when the water content in the coal is less than 7%, the coal in the coke oven is dried in the coke oven in the same properties. As shown in Fig. 1, the gas pressure may increase rapidly. This causes damage to the coke oven when the mixing is incorrect so that the gas pressure is increased rapidly. Coke furnaces for the manufacture of metallurgical coke usually have a life expectancy of 40 years or more, and the damage caused by excessive expansion of coal in dry distillation is fatal to furnace life.
[여기서, 1. ASH: 회분(%)[Wherein 1. ASH: ash content (%)
2. VM(Volatile Matter): 휘발분(%)2. VM (Volatile Matter): Volatiles (%)
3. LMF(Log Maximum fluidity): 최고유동도(log ddpm)3.Log Maximum Fluidity (LMF): log ddpm
4. TD(Total Dilatation): 전팽창(%)4.TD (Total Dilatation): Total Expansion (%)
5. RM(Mean Reflectance of Vitrinite of Coal Texture): 평균반사율5.Mean Reflectance of Vitrinite of Coal Texture (RM): Average Reflectance
6. CBI(Composition Balance Index): 조직평행지수6. Composition Balance Index (CBI): Organizational Parallel Index
7. SI(Strength Index): 강도지수7. SI (Strength Index): strength index
8. TS(Total Sulfur): 총황함유량8.TS (Total Sulfur): Total Sulfur Content
9. DI(Drum Index): 냉간강도(%)9. DI (Drum Index): Cold Strength (%)
10. CSR(Coke Strength after CO2Reaction): 반응후강도(%)]10. COK Strength after CO 2 Reaction (%)]
한편, 석탄의 수분을 6%이상으로 조습하는데, 이는 석탄의 수분이 6%이하로 될 때 이송중 분진이 급격하게 발생되어 분진 공해의 요인이 되기 때문이다.On the other hand, the humidity of the coal is moistened to more than 6%, because when the moisture of the coal is less than 6%, dust is generated rapidly during transportation, which causes dust pollution.
야금용 코크스제조에 일반적으로 사용되는 실로식 코크스에서 석탄이 코크스로의 탄화실에 장입되면 탄화실 양편으로 배치된 연소실로부터 열을 공급받아 탄화실의 석탄이 건류되어 코크스로 제조된다. 석탄이 코크스로 제조되는 과정에서 전체 건류시간은 통상 16에서 17시간이 소용되며 10시간에서 11시간 정도 경과한 시점에서 가스압이 최대로 나타난다. 이 가스압이 나타나는 현상은 석탄이 가열되는 과정에서 건류초기 수축되다가 일정시간 경과후 온도가 높아짐에 따라 팽창 현상을 나타내는데 이 팽창이 최고조에 달하는 시점과 건류중 가스압이 최고로 되는 시점이 일치된다.In silo type coke which is generally used in the manufacture of metallurgical coke, when coal is charged into a coking furnace carbonization chamber, heat is supplied from a combustion chamber arranged on both sides of the carbonization chamber, and coal in the carbonization chamber is dried into coke. In the process of making coal from coke, the total drying time is usually 16 to 17 hours, and the maximum gas pressure occurs after 10 to 11 hours. This phenomenon of gas pressure shows an expansion phenomenon as the temperature shrinks at the initial stage of dry distillation during the heating of coal, and the temperature increases after a certain period of time, coinciding with the point when the expansion reaches its peak and the maximum gas pressure during distillation.
일반적으로, 코크스로에 장입되는 배합탄의 수분이 저하되면 코크스품질이 향상되며, 코크스 품질은 냉간강도(Drum Index: DI)와 반응후 강도(Coke Strength after CO2Reaction:CSR)로 판단한다.In general, when the moisture of the coal blended in the coke oven is reduced, the coke quality is improved, and the coke quality is determined by the Cold Index (Drum Index: DI) and the Coke Strength after CO 2 Reaction (CSR).
한편, 고로는 상부에서 철광석과 코크스가 장입되고 하부에서 1250℃ 부근의 열풍이 송풍되어 고로 상부로 배출된다. 이때 고로에 장입된 코크스는 고로내에서 통기성 유지재, 환원재, 열원의 역할을 하는데, 만약 상기 표1의 냉간강도와 반응후 강도에 미달하는 코크스를 고로에 장입하면 고로 내에서 분화가 빨리 일어나 고로에 통기성을 제공하지 못하게 되어 생산성이 저하되고 노황 부조 등의 문제점을 야기시킨다.Meanwhile, iron ore and coke are charged at the top of the blast furnace, and hot air at around 1250 ° C. is blown from the bottom to be discharged to the upper part of the blast furnace. At this time, the coke charged into the blast furnace acts as a breathable retaining material, a reducing material, and a heat source in the blast furnace. If coke that is less than the cold strength and the strength after the reaction of Table 1 is charged into the blast furnace, differentiation occurs quickly within the blast furnace. Failure to provide ventilation to the blast furnace results in lowered productivity and problems such as aging.
이에, 본 발명자는 석탄의 수분을 6%정도로 조절하여 코크스로에 장입하는 기술에 있어, 코크스 제조시 코크스로의 손상을 방지할 수 있으면서 얻어지는 코크스의 품질이 우수한 원료배합방법을 알아내기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 석탄의 수분이 5.5-6.5%로 제어되는 경우의 석탄 원료배합시 회분, 휘발분, 최고유동도, 전팽창, 평균반사율, 조직평형지수, 강도지수 및 총유황함유량와 같은 배합지수를 적정범위로 한정함으로서, 코크스 제조시 가스압이 200mmH2O이하인 값을 보이는 동시에, 얻어지는 코크스의 품질이 상기 표1에서와 같은 냉간강도(DI)와 반응후강도(CRS)의 품질기준이 유지되도록 하는 조습시 원료석탄의 배합 관리방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Thus, the present inventors in the technology to charge the coke oven by controlling the moisture of the coal to about 6%, research and to find a raw material blending method of excellent quality of the coke obtained while preventing the coke oven damage during coke production The experiment was repeated and the present invention was proposed based on the results. The present invention provides ash, volatile matter, maximum flow rate, total expansion, and average reflectance when coal raw materials are mixed when the moisture of coal is controlled to 5.5-6.5%. By limiting the compounding index, such as the tissue equilibrium index, the strength index and the total sulfur content to an appropriate range, the gas pressure at the time of manufacturing coke shows a value of 200 mmH 2 O or less, and the quality of the coke obtained is the cold strength (DI) as shown in Table 1 above. The purpose of the present invention is to provide a method of controlling the mixing of raw coal during humidity control to maintain the quality standards of CRS).
도 1은 배합탄 수분감소에 따른 건류시 가스압 관계를 도시한 그래프1 is a graph showing the gas pressure relationship in dry distillation according to the reduced coal coal moisture
도 2는 본 발명의 배합탄 배합관리범위 도출을 위한 그래프Figure 2 is a graph for derivation of the blended coal mixture management range of the present invention
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 석탄의 수분을 5.5-6.5%으로 조절한후 코크스로에 장입하여 야금용 코크스를 제조하기 위한 원료석탄의 배합방법에 있어서, 원료배합시, 회분:8.5%이하, 휘발분:24.0-28.0%, 최고유동도:2.32-2.58(log ddpm), 전팽창:83-107%, 평균반사율:0.9-1.02, 조직평형지수:1.2-1.8, 강도지수:3.5-4.0, 총유황함유량:0.7%이하의 범위로 제어하는 것을 특징으로 하는 조습시 코크스 제조용 원료탄의 배합 방법에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention adjusts the water content of coal to 5.5-6.5% and charges it into the coke oven to mix raw material coal for producing metallurgical coke. , Volatility: 24.0-28.0%, Maximum Flow Rate: 2.32-2.58 (log ddpm), Total Expansion: 83-107%, Average Reflectance: 0.9-1.02, Equilibrium Index: 1.2-1.8, Strength Index: 3.5-4.0, It relates to a method for blending raw coal for producing coke during humidity control, characterized by controlling the total sulfur content in the range of 0.7% or less.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 석탄의 수분이 5.5-6.5%로 제어되는 경우의 석탄 원료배합에 관한 것으로, 특히 얻어지는 코크스의 냉간강도가 86.0이상이고, 반응후강도가 65.0이상이 되도록 설계하고, 코크스 제조시 가스압이 200mmH2O이하가 되도록 설계하는 것이다.The present invention relates to coal raw material blending when the water content of coal is controlled to 5.5-6.5%. Particularly, the cold coke obtained is designed to have a cold strength of 86.0 or more, and a post-reaction strength of 65.0 or more. It is designed to be 200mmH 2 O or less.
이 같은 배합설계를 위해 여러번의 배합을 통하여 배합탄의 관리범위를 도출하고자 하였다. 즉, 석탄의 수분이 5.5-6.5%로 제어되는 경우, 동시에 DI가 86.0이상, CSR이 65.0이상, IGP가 200mmH2O이하인 값을 보이는 배합범위를 도출하기 위해 수회의 실험을 반복한 것이다. 이러한 실험을 반복한 결과, 배합지수 중에서 TD, LMF, RM, SI의 값(범위)을 적절히 제어하면, DI, CSR 및 IGP가 상기 범위를 만족시킬 수 있음을 알아내었다.For this blending design, we attempted to derive the scope of control of the coal mixture through multiple blending. That is, when the water content of coal is controlled to 5.5-6.5%, several experiments are repeated to derive a compounding range having a value of DI of 86.0 or more, CSR of 65.0 or more and IGP of 200 mmH 2 O or less. As a result of repeating these experiments, it was found that DI, CSR, and IGP could satisfy the above ranges by properly controlling the values (range) of TD, LMF, RM, and SI in the compounding index.
이같은 실험 중에서 대표적인 결과를 그래프로 나타내면 도 2와 같이 나타낼 수 있는 것이다. 도 2는 TD, LMF, RM, SI와 같은 배합지수에 따른 DI, CSR 및 IGP의 변화를 보이는 것으로, 동시에 DI가 86.0이상, CSR이 65.0이상, IGP가 200mmH2O이하인 값을 보이는 구간이 존재하는 것이다.Representative results of such experiments can be represented as shown in FIG. Figure 2 shows the change of DI, CSR and IGP according to the blending index such as TD, LMF, RM, SI, at the same time there is a section showing a value of DI more than 86.0, CSR more than 65.0, IGP less than 200mmH 2 O It is.
상기 구간은 LMF(최고유동도):2.32-2.58(log ddpm), TD(전팽창):83-107%, RM(평균반사율):0.9-1.02, SI(강도지수):3.5-4.0와 같은 범위이다. 즉, 이같은 배합지수에 의하면 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다. 이외의 배합지수는 기존 배합지수의 조건인 회분:8.5%이하, 휘발분:24.0-28.0%, 조직평형지수:1.2-1.8, 총유황함유량:0.7%이하의 범위로 제한하는 것이다.The interval is as follows: LMF (maximum flow rate): 2.32-2.58 (log ddpm), TD (total expansion): 83-107%, RM (average reflectance): 0.9-1.02, SI (strength index): 3.5-4.0 Range. That is, according to such a compounding index, the objective of this invention can be achieved. Other compounding indices are limited to the ranges of ash content: 8.5% or less, volatility: 24.0-28.0%, tissue equilibrium index: 1.2-1.8, and total sulfur content: 0.7% or less.
이같이 도 2로 부터, 코크스의 품질조건과 건류시 발생가스압을 만족하는 배합범위를 설계할 수 있으며, 이를 표로 나타내면 하기 표2와 같다.As such, from Figure 2, it is possible to design a mixing range to satisfy the coke quality conditions and the gas pressure generated during dry distillation, which is shown in Table 2 below.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
실시예 1Example 1
배합탄을 하기 표3과 같이 제어하여 배합한 후, 코크스를 제조하고 냉간강도(DI), 반응후강도(CRS)와 건류중 발생가스압을 측정하여, 그 결과를 하기 표3에 나타내었다.After mixing the blended coal as shown in Table 3 below, coke was prepared, and the cold strength (DI), the post-reaction strength (CRS), and the gas pressure generated in the dry gas were measured, and the results are shown in Table 3 below.
상기 표3에서 알 수 있는 바와 같이, 도 1의 석탄수분에 따른 가스압 변화에서 석탄수분 7%까지 가스압 200mmH20 이하인 것과 야금용 코크스의 품질조건인 냉간강도 85%이상과 반응후강도 65%이상을 기준으로 판단할 때, 비교예(1)과 비교예(2)의 경우는 코크스 품질조건은 만족되지만 가스압이 초과되었으며, 비교예(4)의 경우는 가스압은 조건에 만족되지만 코크스 품질조건이 미달되었다. 이에 반하여, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예(3)은 야금용 코크스의 냉간강도 85%이상과 반응후강도 65%이상의 품질기준을 만족하며, 가스압도 123mmH2O으로 200mmH2O 이하이었다.As can be seen in Table 3, the gas pressure change according to the coal moisture of FIG. 1 is less than the gas pressure 200mmH 2 0 up to 7% of the coal moisture and the cold conditions of more than 85% and the strength after the reaction 65% or more of the quality conditions of metallurgical coke Judging from the above, the comparative example (1) and the comparative example (2) were satisfied with the coke quality condition, but the gas pressure was exceeded. In the comparative example (4), the gas pressure was satisfied with the condition, but the coke quality condition was I'm under. On the other hand, Inventive Example 3, which satisfy the conditions of the present invention satisfies the cold strength of 85% or higher and a reaction the strength of at least 65% of quality standards of the coke for metallurgy, the gas pressure was also 200mmH 2 O or less 123mmH 2 O.
실시예 2Example 2
배합탄을 하기 표4와 같이 제어하여 배합한 후, 코크스를 제조하고 냉간강도(DI),반응후 강도(CRS)와 건류중 발생가스압을 측정하여, 그 결과를 하기 표4에 나타내었다.After mixing the blended coal as shown in Table 4 below, coke was prepared, and the cold strength (DI), the post-reaction strength (CRS), and the generated gas pressure in dry gas were measured, and the results are shown in Table 4 below.
상기 표4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 6%부근 조습탄 배합범위를 만족하는 발명예(b,c)는 코크스 품질조건과 건류시 한계 가스압을 유지하였으나, 배합기준에 벗어나는 비교예(a,d)는 가스압 또는 코크스 품질조건을 만족하지 못한다.As can be seen in Table 4, Inventive Example (b, c) satisfying the 6% of the range of the coarse humic coal blend of the present invention, while maintaining the coke quality conditions and the limit gas pressure during dry distillation, Comparative Examples ( a, d) does not satisfy gas pressure or coke quality conditions.
즉, 비교예(a)는 종래 석탄중 수분함량이 7%에서 10%로 조업시 배합관리기준에 속하는 배합탄으로서, 본 발명의 배합기준과 비교하여 전팽창, 강도지수, 평균반사율이 높은 경우로서 제조되는 코크스의 품질은 충분히 확보할 수 있지만 건류시 높은 가스압을 나타내어 코크스로에 과도한 부하를 주게 되는 것이다. 또한, 비교예(d)는 전팽창과 강도지수가 낮고 조직평형지수가 높은 경우로 가스압은 200mmH2O 이하를 만족하지만 냉간강도와 반응후강도의 코크스 품질에 미달된다.In other words, Comparative Example (a) is a coal blend belonging to the blending management standard when operating in the water content of coal from 7% to 10%, and the total expansion, strength index, and average reflectance is higher than the blending standard of the present invention. The quality of the coke produced as can be secured sufficiently, but the high gas pressure during dry distillation will give an excessive load on the coke oven. In addition, Comparative Example (d) has a low pre-expansion, high strength index and high tissue equilibrium index, and the gas pressure satisfies 200 mmH 2 O or less, but falls short of the coke quality of cold strength and post-reaction strength.
이상의 실시예의 결과를 분석함으로서, 상기 표2의 배합관리기준에 준하여 수분 6%조습시 배합탄의 배합성상을 관리하면 원하는 코크스품질을 얻을 수 있을 뿐아니라 과도한 석탄 팽창에 의한 코크스로 손상을 미연에 방지 할 수 있었다.By analyzing the results of the above embodiment, in accordance with the formulation management criteria of Table 2, if you manage the blending properties of the coal blend at 6% moisture humidity, not only the desired coke quality can be obtained, but also the damage caused by the coke caused by excessive coal expansion is not shown. Could prevent.
상술한 바와 같이, 배합탄의 수분을 6%로 조습하는 경우 본 발명의 배합범위로 배합하면 종래 코크스 품질 수준을 만족 할 뿐아니라 석탄 중 수분 7%에서 10%사이의 가스압 수준의 코크스로 조업이 가능하여 조업시 발생되기 쉬운 코크스로벽에 과도한 압력부하를 방지 할 수 있다.As described above, when the moisture of the blended coal is moistened to 6%, the blended range of the present invention not only satisfies the conventional coke quality level, but also operates the coke at a gas pressure level of 7% to 10% of water in coal. It is possible to prevent excessive pressure load on the coke oven wall which is easy to occur during operation.
현재 코크스로는 40년 이상의 수명을 목표로 하고 있지만 만약 잘못된 원료석탄의 배합관리로 코크스로가 중대한 손상을 입게되면 현재까지의 내용년수에 관계없이 공장을 폐쇄해야하며 실제로 해외 제철소에서는 이와 같은 사고로 코크스로가 폐쇄된 실적이 있다.Currently, the coke oven is aiming for a life of more than 40 years, but if the coke oven is seriously damaged due to the mismanagement of raw coal, the plant must be closed regardless of the service life to date. Coke oven has been closed.
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| KR1019990061521A KR100643346B1 (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | A Blending Method of Coals for Making Coke |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503226B1 (en) * | 2000-12-22 | 2005-07-25 | 주식회사 포스코 | Coal blending method for producing metallurgical coke |
| KR100503348B1 (en) * | 2000-08-24 | 2005-07-26 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Method of characterizing coking coal |
| KR100816793B1 (en) * | 2001-12-21 | 2008-03-25 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Preparation method for metallurgical coke |
| KR100838848B1 (en) * | 2001-12-21 | 2008-06-17 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Blending method of coal for controlling lateral shrinkage during coal carbonization in coke oven |
-
1999
- 1999-12-24 KR KR1019990061521A patent/KR100643346B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR100503348B1 (en) * | 2000-08-24 | 2005-07-26 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Method of characterizing coking coal |
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| KR100838848B1 (en) * | 2001-12-21 | 2008-06-17 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Blending method of coal for controlling lateral shrinkage during coal carbonization in coke oven |
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| KR100643346B1 (en) | 2006-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |