KR20030052954A - Coal Briquettes For Iron and Steel Making Process, Method Of Manufacturing Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미분탄을 원료로 하는 제철공정용 성형탄과 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철공정에서 발생하는 더스트와 슬러지를 미분탄의 대용으로 일정부분 혼합한 성형탄과 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to coal briquettes for iron making processes using pulverized coal as a raw material, and more particularly, to coal briquettes obtained by mixing dust and sludge produced in the iron making process in part as a substitute for pulverized coal and a method for producing the same.
신 제철공법인 용융환원제철공정의 일종인 파이넥스(FINEX) 및 코렉스(COREX)공정에서는 코크스(coke)가 아닌 석탄을 용융로 투입연료로 사용하므로 연료 사용면에서 많은 장점을 가진 것으로 알려져 있다. 연료로 사용되는 석탄이 8mm이하의 미분탄의 경우 용융로 내에서 충분히 연소되지 못하고 집진기에 포집된다. 미분탄이 과다할 경우에는 공정내에서 불균형을 초래하여 조업에 문제를 일으키므로 제철공정상 미분탄의 사용은 제한된다. 그러나, 현재 사용되는 제철용 석탄의 상당량이 약 8mm이하의 미분으로 구성되어 있다.In the FINEX and COREX processes, which are a type of molten-reduced steelmaking process, new coal-making methods are known to have many advantages in terms of fuel use because coal is used as a fuel for melting furnace instead of coke. Coal used as fuel is less than 8mm of pulverized coal and is not sufficiently burned in the melting furnace and is collected in the dust collector. If the fine coal is excessive, the use of fine coal in the steelmaking process is limited because it causes an imbalance in the process and causes problems in the operation. However, a significant amount of steel coal used today is composed of fine powder of about 8 mm or less.
미분탄은 용융환원공정에서의 사용이 제한되어 PCI(Pulverized Coal Injection)용이나 코크스용 탄으로 전용되고 있다. 그러나 코렉스용 석탄의 성질이 규정되어 있기 때문에 사용되지 못한 미분탄을 다른 용도로 전용하는 데에는 한계가 있다. 따라서, 미분탄을 적절한 방법으로 괴상화시켜 성형탄을 제조하는 기술의 개발이 필요하다.Pulverized coal is limited to use in the melt reduction process, and has been converted to Pulverized Coal Injection (PCI) or coke coal. However, because the nature of the coal for Korex is prescribed, there is a limit to the use of unused pulverized coal for other purposes. Therefore, there is a need for the development of a technique for producing coal briquettes by agglomerating fine coal in an appropriate manner.
지금까지 미분탄을 성형탄으로 만들어 신 제철공법인 파이넥스(FINEX) 및 코렉스(COREX)공정에 적용하는 기술은 알려져 있지 않다. 다만, 미분탄을 성형탄으로 만들어 코크스 제조용으로 사용하는 기술이 일본 공개특허공보 평7-97576호(공개일 1995. 4. 11)에 제시되어 있다. 이 기술은 석탄타르와 피치(pitch) 등의 결합제를 연화온도(약 150 ℃) 이상으로 가열하여 용융시킨 다음에 이를 미분탄에 일정량 첨가하여 충분히 혼합한 다음에 가압성형하여 용융상태의 결합제가 성형후 연화온도 이하로 냉각되는 것에 의해 성형탄을 제조하는 기술이다. 피치 결합제를 가열에 의해 용융시키고 결합제의 냉각에 의해 석탄입자를 강고하게 결합시키므로 성형탄은 이송취급에 대하여 충분한 기기적 강도를 나타낸다. 그러나, 결합제를 연화온도 이상으로 가열하기 때문에 대규모 가열설비가 필요하며, 가열설비에서는 유해가스가 발생하여 작업환경 악화와 그 방지를 위한 막대한 경비가 소요된다는 단점이 있다. 그리고, 이 성형탄을 용융환원제철공정에서 사용하는 경우에는 매일 수백톤 이상의 성형탄이 요구되므로 성형탄을 옥외에 야적하게 된다. 따라서, 하절기에는 태양열에 의해 야적장의 온도가 40~60℃까지 상승하게 되며, 이러한 온도는 피치결합제의 연화온도 부근이기 때문에 성형탄에 사용된 피치 점결제 등이 다시 연화되어 성형탄에 서로 들러 붙어서 기기력에 의한 대량 취급이 어렵게 된다.Until now, there is no known technique for making pulverized coal into coal briquettes and applying them to the FINEX and COREX processes. However, a technique of making pulverized coal into coal briquettes and using them for coke production is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-97576 (published on April 11, 1995). In this technology, coal tar and pitch binders are heated to a softening temperature (about 150 ℃) or more, and then melted, and then a certain amount is added to the pulverized coal, mixed sufficiently, and then press-molded to form a binder in a molten state. It is a technique of manufacturing coal briquettes by cooling below softening temperature. The coal briquettes exhibit sufficient mechanical strength for transport handling because the pitch binder is melted by heating and the coal particles are firmly bound by cooling the binder. However, since the binder is heated above the softening temperature, a large-scale heating facility is required, and there is a disadvantage in that harmful gas is generated in the heating facility, which entails enormous expenses for the deterioration of the working environment and its prevention. In the case of using the coal briquettes in a molten steelmaking process, the coal briquettes are required to be hundreds of tons or more every day, so the coal briquettes are piled up outdoors. Therefore, in summer, the temperature of the yard increases to 40 ~ 60 ℃ due to solar heat. Since this temperature is near the softening temperature of the pitch binder, the pitch binder used in the coal briquettes is softened again and sticks to the coal briquettes. It becomes difficult to handle large quantities.
한편, 미분탄에는 다량의 수분이 함유되어 있기 때문에 실온에서 미분탄을 가압성형하여 성형탄을 제조하게 되면 과도한 수분함량으로 인하여 성형탄의 냉간강도가 약해지는 문제가 있다. 이로 인하여 성형탄을 제조하는 과정에서 회수율이 낮아지게 되므로, 수분제거를 위한 추가적인 건조공정이 필요하게 되어 생산성이 저하하고 비용이 상승하게 된다.On the other hand, pulverized coal contains a large amount of water, so when the coal briquettes are manufactured by pressing the pulverized coal at room temperature, there is a problem that the cold strength of the coal briquettes is weakened due to excessive moisture content. As a result, the recovery rate is lowered during the manufacture of coal briquettes, which requires an additional drying process for removing moisture, thereby lowering productivity and increasing costs.
한편, 제철소 내에서 발생하는 부산물은 크게, 슬래그, 더스트, 슬러지, 폐내화재 등 4가지로 나눌 수 있다. 이중 더스트와 슬러지는 Fe 성분과 C 성분 그리고 Ca화합물 및 Mg화합물 성분들이 많은 관계로 제철소내 또는 시멘트제조 원료로 재활용 되고 있다. 그러나, 아직도 많은 양의 더스트와 슬러지는 재활용되지 못하기 때문에 고형화 처리되거나 소각되고 있는 실정에 있다. 따라서 이들에 대한 처리 및 재활용이 제철소내 중요한 환경 문제로 떠오르고 있다.On the other hand, by-products generated in steel mills can be largely divided into four types: slag, dust, sludge, waste fire. Among them, dust and sludge have been recycled into steel mills or cement manufacturing materials due to the high content of Fe, C and Ca and Mg compounds. However, a large amount of dust and sludge is still being solidified or incinerated because it cannot be recycled. Therefore, the treatment and recycling of them has emerged as an important environmental problem in steel mills.
더스트와 슬러지는 제철소의 각 공정에서 발생한다. 주요 구성성분은 열원과 환원제로 사용할 수 있는 탄소, 철원으로 사용할 수 있는 철분, 그리고 부원료로 사용할 수 있는 Ca화합물, Mg화합물 등의 기타 성분들을 포함하고 있다. 더스트와 슬러지의 대부분은 1 mm 이하의 입도로 구성되어 있으며, 함수분량은 발생 공정에 따라또는 더스트일 경우 슬러지일 경우에 따라 크게 차이가 나고 있다.Dust and sludge are produced in each process of steel mills. Its main components include carbon, which can be used as a heat source and reducing agent, iron that can be used as an iron source, and other components, such as Ca and Mg compounds, which can be used as an auxiliary material. Most of dust and sludge are composed of particle size of 1 mm or less, and the water content varies greatly depending on the generation process or when the dust is sludge.
더스트와 슬러지는 유효성분이 다량 함유되어 있어 재활용 되고 있지만, 그 성분이나 성상 그리고, 2차 오염발생 등을 종합적으로 판단해 볼 때 제선공정에서 재활용할 수 있는 새로운 방안이 필요하다. 특히, 함수분량이 적고 처리가 간단한 더스트에 비해 재활용 양이 상대적으로 적은 슬러지의 재활용은 중요하다.Dust and sludge are recycled because they contain a large amount of active ingredients. However, when comprehensively judging their composition, properties, and secondary pollution, there is a need for new ways to recycle them in the steelmaking process. In particular, it is important to recycle sludge which has a relatively small amount of recycled dust compared to dust having a low water content and simple processing.
본 발명은 제철공정에서 발생하는 부산물을 미분탄의 대용으로 미분탄과 일정 부분 혼용하여 낙하강도와 고온분화 특성이 우수한 제철공정 특히 신제철법인 파이넥스나 코렉스에서 사용할 수 있는 성형탄과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a coal briquette and a method of manufacturing the same, which can be used in a steelmaking process having excellent drop strength and high temperature differentiation characteristics, in particular, by using a by-product generated in a steelmaking process as a substitute for pulverized coal, and having excellent drop strength and high temperature differentiation characteristics. There is this.
도 1은 본 발명에서 슬러지 또는 더스트를 이용하여 성형탄을 제조하는 공정도1 is a process chart for manufacturing coal briquettes using sludge or dust in the present invention
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 성형탄은,Coal briquettes of the present invention for achieving the above object,
철분, 탄소, Ca화합물, Mg화합물을 포함하는 슬러지와 더스트의 1종이상: 50중량%이하와 나머지 미분탄으로 이루어지는 주성분과, 이 주성분 100중량부에 대해 결합제가 5~20중량부 포함되어 구성된다.One or more kinds of sludge and dust containing iron, carbon, Ca compound and Mg compound: the main component consisting of 50% by weight or less and the remaining fine coal, and the binder contains 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the main component. .
나아가, 본 발명의 성형탄 제조방법은,Furthermore, the coal briquette manufacturing method of the present invention,
철분, 탄소, Ca화합물, Mg화합물을 포함하는 슬러지와 더스트의 1종이상: 50중량%이하와 나머지 미분탄을 혼합하는 단계,At least one type of sludge and dust containing iron, carbon, Ca compound and Mg compound: mixing 50% by weight or less with the remaining fine coal;
상기 혼합물 100중량부에 대해 경화제인 생석회를 5중량부 이하 혼합하여 숙성하는 단계,Mixing 5 parts by weight or less of the quicklime, which is a curing agent, with respect to 100 parts by weight of the mixture, and aging;
상기 숙성된 혼합물 100중량부에 대해 결합제인 당밀을 5~20중량부 혼합하고 교반하는 단계,Mixing and stirring 5 to 20 parts by weight of molasses as a binder with respect to 100 parts by weight of the aged mixture,
교반한 혼합물을 성형하는 단계를 포함하여 구성된다.And forming the stirred mixture.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자들은 미분탄을 신제철공법(파이넥스 또는 코렉스 공정)에 사용하기 위한 연구과정에서, 슬러지나 더스트에는 유효성분이 다량 함유되어 있어 미분탄과 함께 성형탄으로 만들어도 일정 입도 이상의 일반탄을 사용하는 제선공정에서 사용할 수 있다는 사실을 확인하고 본 발명을 완성한 것이다. 이러한 본 발명을 성형탄과 성형탄의 제조방법으로 구분하여 설명한다.In the research process for using pulverized coal in the new steelmaking method (Finex or Korex process), the present inventors have a large amount of active ingredient in sludge or dust, so that even when made into coal briquettes with pulverized coal, it can be used in the steelmaking process using regular coal of a certain particle size or more. It is confirmed that the present invention can be completed. This invention will be described by dividing the coal briquettes and the coal briquette production method.
[성형탄][Grenade]
본 발명의 성형탄은 슬러지와 더스트의 1종 또는 2종과 미분탄을 주성분으로 하고, 여기에 결합제나 필요에 따라 경화제를 포함한다.The coal briquettes of the present invention are mainly composed of one or two kinds of sludge, dust, and pulverized coal, and include a binder and a curing agent as necessary.
[미분탄][Pulverized coal]
먼저, 본 발명에서 미분탄은 제선공정(코렉스)에서 입도규정상 사용 못하는 석탄을원료로 한다. 통상 코렉스 공정에서는 약 8mm이상의 석탄을 권장하므로, 그 이하의 석탄을 미분탄으로 사용한다. 바람직하게는 약 4mm이하를 사용하는 것이 좋다. 미분탄의 입도가 너무 크면 성형공정에서 큰 성형압력이 필요하게 되어 성형탄에 균열을 일으킬 수 있다. 따라서, 미분탄을 4mm이하로 분쇄하여 사용할 수도 있다.First, in the present invention, the pulverized coal is used as raw material for coal that cannot be used due to particle size regulation in the steelmaking process (Corex). In the Korex process, coal of about 8 mm or more is recommended. Therefore, less coal is used as pulverized coal. Preferably less than about 4mm is recommended. If the particle size of the pulverized coal is too large, a large molding pressure is required in the forming process, which may cause cracking of the coal briquettes. Therefore, pulverized coal can also be used by grinding to 4 mm or less.
[슬러지, 더스트][Sludge, dust]
슬러지와 더스트는 제철소(제선, 제강공정 등)내에서 발생한 것을 사용한다. 슬러지와 더스트의 물성은 크게 차이가 없으며 단지 수분함량에 차이가 있다. 슬러지를 건조하면 성상이 더스트와 거의 동일하게 된다.Sludge and dust are used in steel mills (steelmaking, steelmaking, etc.). The physical properties of sludge and dust are not significantly different, only the moisture content is different. Drying the sludge makes the appearance almost the same as that of the dust.
본 발명에서 슬러지와 더스트는 유효성분인 철분, 탄소, Ca화합물, Mg화합물을 포함한 것이면 어떤 것이던 사용할 수 있다. 물론, 제선공정에서 성형탄으로 재활용하는 측면을 고려할 때, 유효성분의 함량이 높으면 높을수록 좋다. 이들 유효성분이 함량이 슬러지나 더스트의 건조 총중량에 대해 30중량%이상이면 바람직하다.Sludge and dust in the present invention can be used as long as it contains iron, carbon, Ca compound, Mg compound which is an active ingredient. Of course, considering the recycling of coal briquettes in the steelmaking process, the higher the content of the active ingredient is better. It is preferable that these active ingredients are 30 weight% or more with respect to the dry gross weight of sludge or dust.
본 발명에서 슬러지는 건조슬러지 미건조 슬러지 둘 다 사용할 수 있다. 미건조 슬러지는 건조설비가 필요 없으므로 경제적이다.In the present invention, the sludge may use both dry sludge and undried sludge. Undried sludge is economical because it does not require drying equipment.
슬러지는 수분함량이 50%이하의 것을 사용한다. 슬러지의 수분함량이 50% 초과의 경우에는 과다한 수분량으로 인하여 슬러지가 미분탄에 골고루 혼합되지 않고 슬러지 자체가 경단과 같이 뭉쳐있는 현상이 발생한다. 이와 같은 상태에서 제조된 성형탄은 편석된 미건조 슬러지로 인하여 낙하강도와 고온분화 특성이 낮다. 물론, 슬러지를 건조하여 수분함량을 5%이하로 낮추어 사용할 수 있다.Sludge uses less than 50% moisture. If the water content of the sludge exceeds 50%, the sludge is not evenly mixed with the pulverized coal due to the excessive water content, and the sludge itself is aggregated like a dumpling. Coal briquettes manufactured in this state have low drop strength and high temperature differentiation characteristics due to segregated undried sludge. Of course, the sludge can be dried to lower the moisture content to 5% or less.
본 발명에서 슬러지와 더스트의 1종 또는 2종은 50중량%이하로 배합하고, 나머지는 미분탄으로 한다. 슬러지와 더스트의 배합량이 50% 보다 많아지면 성형탄의 특성이 열화 되기 때문이다. 슬러지와 더스트는 성상에 큰 차이가 없으므로, 이들의 배합비는 상관이 없다.In this invention, 1 type or 2 types of sludge and dust are mix | blended in 50 weight% or less, and remainder is pulverized coal. If the amount of sludge and dust is more than 50%, the characteristics of the coal briquettes are deteriorated. Sludge and dust do not have a big difference in properties, so the blending ratio of them is irrelevant.
[결합제][Binder]
본 발명에서 결합제로는 석탄계 피치(pitch), 석유계 비투멘(bitumen), 당밀, 열경화성 수지, 녹말 그리고 시멘트 등이 사용될 수 있으나, 당밀이 가장 바람직하다. 당밀은 고형분 함량이 70 ~ 80 중량%인 것이 좋다. 당밀의 고형분 함량이 70%미만의 경우에는 결합제 특성을 나타내는 당 성분이 적을 수 있으며, 80중량% 초과의 경우에는 점도가 높아서 균일 혼합에 어려움이 있다.As the binder in the present invention, coal-based pitch, petroleum bitumen, molasses, thermosetting resin, starch and cement may be used, but molasses is most preferred. Molasses preferably has a solid content of 70 to 80% by weight. If the solid content of molasses is less than 70% may be less sugar component exhibiting the binder properties, when more than 80% by weight has a high viscosity it is difficult to uniformly mix.
본 발명에서 결합제는 슬러지와 더스트의 1종 또는 2종과 미분탄의 100중량부에 대해 5~20중량부 배합한다. 결합제의 첨가량이 5중량부 미만의 경우에는 성형탄의 성형강도가 낮고, 20중량부 초과의 경우에는 경제성이 떨어진다.In the present invention, the binder is blended 5 to 20 parts by weight based on one or two types of sludge and dust and 100 parts by weight of pulverized coal. If the addition amount of the binder is less than 5 parts by weight, the molding strength of the coal briquettes is low, and if it is more than 20 parts by weight, the economy is inferior.
[경화제][Curing agent]
본 발명의 성형탄에 경화제를 본 발명에서는 경화제를 추가로 첨가할 수 있다.A hardening | curing agent can be further added to the coal briquettes of this invention in this invention.
경화제로는 생석회(CaO), 석회석(Limestone), 철광석(iron ore), 보크사이트(Bauxite)등의 무기물을 사용할 수 있다. 바람직하게는 미분탄이나 슬러지의 수분과 반응하여 소석회로 전환되면서 발열반응을 일으켜 수분을 제거하는 역할을 하는 생석회가 가장 좋다. 생석회는 1 mm 이하가 바람직하다. 생석회의 입도가 작을수록 비표면적이 넓어 미분탄중의 수분과 반응하여 소석회로의 전환이 용이하다.As the hardener, inorganic materials such as quicklime (CaO), limestone (Limestone), iron ore, bauxite and the like may be used. Preferably, quicklime that reacts with moisture of pulverized coal or sludge is converted to calcination, causing exothermic reaction to remove moisture. The quicklime is preferably 1 mm or less. The smaller the particle size of quicklime, the larger the specific surface area, and the easier it is to switch to the calcined circuit by reacting with moisture in the pulverized coal.
경화제는 미분탄, 슬러지, 더스트의 총합의 100중량부에 대해 5 중량부 이하로 배합하는 것이 바람직하다. 경화제의 배합량이 5중량부 미만의 경우에는 성형탄의 물성을 떨어뜨릴 수 있다.It is preferable to mix | blend a hardening | curing agent at 5 weight part or less with respect to 100 weight part of the sum total of pulverized coal, sludge, and dust. When the blending amount of the curing agent is less than 5 parts by weight, the physical properties of the coal briquettes may be degraded.
[성형탄의 제조방법][Manufacturing method of coal briquettes]
본 발명에서 미분탄, 더스트, 슬러지에 생석회와 당밀을 배합하여 성형탄으로 제조할 때, 이들 원료의 배합순서와 공정조건에 따라 성형탄의 물성이 영향을 받는다. 따라서, 가장 바람직한 제조방법을 도 1을 참고로 설명한다.In the present invention, when the raw coal and molasses are mixed with pulverized coal, dust and sludge to produce coal briquettes, the physical properties of the coal briquettes are affected by the mixing order and process conditions of these raw materials. Therefore, the most preferable manufacturing method is demonstrated with reference to FIG.
먼저 미분탄에 일정량의 슬러지와 더스트의 1종 또는 2종을 50중량%이하 혼합한다.First, one or two kinds of a certain amount of sludge and dust are mixed with pulverized coal or less by 50% by weight.
혼합시간은 슬러지의 건조여부에 따라 조절한다. 건조슬러지의 경우에는 3분이하동안 혼합하고, 미건조슬러지의 경우에는 3~10분 동안 혼합한다.The mixing time is adjusted depending on whether the sludge is dried. In the case of dry sludge, mix for 3 minutes or less, and in the case of undried sludge, mix for 3 to 10 minutes.
건조슬러지의 경우 혼합시간이 3분 초과의 경우에는 혼합 시간 증대로 인한 특성 향상이 나타나지 않는다.In the case of dry sludge, when the mixing time is more than 3 minutes, there is no improvement in characteristics due to the increase of the mixing time.
미건조 슬러지의 경우 혼합시간이 3분 미만의 경우에는 미분탄과 미건조 슬러지의 혼합이 완전하게 이루어지지 않고 편석이 있으며, 혼합시간이 10분 초과의 경우에는 앞에서와 마찬가지로 혼합 시간 증대로 인한 특성 향상이 나타나지 않는다.In the case of undried sludge, if the mixing time is less than 3 minutes, the mixture of pulverized coal and the undried sludge is not completely mixed and segregation occurs. If the mixing time is more than 10 minutes, the characteristics are improved by increasing the mixing time as before. Does not appear.
혼합한 미분탄, 슬러지, 더스트의 주원료 100중량부에 대해 생석회를 5중량부 이하로 혼합한다. 이때 혼합은 믹서혼합기를 이용하면 균일혼합을 도모할 수 있으며, 혼합시간은 1~3분이면 충분하다.Quicklime is mixed in 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the main raw materials of pulverized coal, sludge and dust. At this time, the mixing can be uniformly mixed using a mixer mixer, the mixing time is 1 to 3 minutes is sufficient.
생석회를 혼합한 다음에 숙성한다. 숙성은 생석회가 소석회로 전환되도록 하는 것이다. 혼합기에서도 생석회가 소석회로 전환되지만, 체류시간이 짧아 제한적일 수 밖에 없다. 따라서, 호퍼와 같은 저장용기에서 장시간 보관하는데, 보관시간은 2분에서 2시간 정도면 숙성이 완료된다.Quicklime is mixed and then aged. Aging is what causes quicklime to turn into hydrated. Quicklime is also converted to hydrated lime in the mixer, but the residence time is short, it is limited. Therefore, in a storage container such as a hopper for a long time, the storage time is 2 minutes to 2 hours to complete the aging.
숙성한 원료에 결합제인 당밀을 5~20중량부 혼합한다. 당밀과의 혼합기도 믹서혼합기를 이용할 수 있다.5 to 20 parts by weight of molasses as a binder is mixed with the mature raw materials. Mixers with molasses can also use a mixer mixer.
당밀과 혼합한 다음에 교반한다. 당밀의 수분과 미반응 생석회가 반응하여 소석회로 전환되며, 칼슘당산염 결합의 화학반응이 일어나는데, 당밀과의 혼합기내에서는 체류시간이 짧아 제한적일 수 밖에 없다. 혼합물의 체류시간을 연장시키려면 일정 시간동안 교반하여 칼슘당산염 결합의 화학반응에 의한 경화반응에 의해 성형탄의 강도가 증진된다. 교반은 믹서혼합기 보다는 혼련기의 일종인 니더기에서 행하는 것이 좋다. 니더기는 날개가 부착된 중앙 축을 가진 수직 원기둥 모양의 통으로 구성된 것으로, 장입물을 교반시킨다.Mix with molasses and stir. Moisture of molasses and unreacted quicklime react and convert to calcination, and the chemical reaction of calcium saccharide bond occurs. In order to extend the residence time of the mixture, the strength of the coal briquettes is enhanced by agitation for a predetermined time and a hardening reaction by a chemical reaction of calcium saccharide bonds. It is preferable to perform stirring in the kneader which is a kind of kneader rather than a mixer mixer. The kneader consists of a vertical cylindrical cylinder with a central axis with wings attached, which stirs the charge.
교반시간은 2~50분으로 하는 것이 바람직하다. 교반시간이 2분 미만의 경우에는 교반시간의 부족으로 성형탄의 강도가 저하되며, 교반시간이 50분 초과할 경우에는 혼합물이 건조되어 성형시 강도가 저하된다.It is preferable to make stirring time into 2 to 50 minutes. If the stirring time is less than 2 minutes, the strength of the coal briquettes is lowered due to the lack of the stirring time, if the stirring time exceeds 50 minutes, the mixture is dried to reduce the strength during molding.
상기와 같이 교반한 다음, 성형한다. 성형은 롤프레스에서 일정압력으로 성형탄을 제조한다.After stirring as above, it is molded. Forming produces coal briquettes at a constant pressure in a roll press.
본 발명에 따라 제조된 성형탄은 그 수분량이 30 % 이상일 경우에 낙하강도와 고온분화 특성이 낮아지므로, 성형탄의 전체수분량이 30%이하가 되도록 전공정을 관리하는 것이 바람직하다.The coal briquettes produced according to the present invention have low drop strength and high temperature differentiation characteristics when the amount of the coal briquettes is 30% or more. Therefore, it is preferable to manage the entire process so that the total water content of the coal briquettes is 30% or less.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
실시예 1은 건조된 슬러지 또는 더스트를 재활용하여 성형탄을 제조하는 방법이고,Example 1 is a method for producing coal briquettes by recycling dried sludge or dust,
실시예 2는 미건조 슬러지를 직접 재활용하여 성형탄을 제조하는 방법이다.Example 2 is a method for producing coal briquettes by directly recycling undried sludge.
[실시예 1]Example 1
표 1의 건조슬러지 및/또는 더스트를 10 중량%와 입도 4 mm 이하의 미분탄을 3분 이하 동안 혼합하였다. 건조슬러지는 슬러지를 로타리 킬른로에서 건조한 것이다.10 wt% of the dry sludge and / or dust of Table 1 and pulverized coal having a particle size of 4 mm or less were mixed for 3 minutes or less. Dry sludge is the sludge dried in a rotary kiln.
혼합한 건조슬러지 및/또는 더스트와 미분탄 100중량부에 대해 경화제로 생석회 3 중량부를 혼합하였다. 이 혼합물을 2 분 ~ 2 시간 동안 숙성한 다음, 미분탄과 건조슬러지 및/또는 더스트 100중량부에 대해 결합제로 당밀을 8 중량%를 혼합하였다. 이어 2 ~ 50 분 동안 교반하고 상온에서 성형탄을 제조한 다음, 성형탄의 낙하강도, 고온분화, 동적고온분화를 조사하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.3 parts by weight of quicklime was mixed with a curing agent based on the mixed dry sludge and / or dust and 100 parts by weight of pulverized coal. This mixture was aged for 2 minutes to 2 hours, and then 8% by weight of molasses as a binder was added to 100 parts by weight of pulverized coal and dry sludge and / or dust. Subsequently, the mixture was stirred for 2 to 50 minutes, and coal briquettes were manufactured at room temperature. Then, drop strength, high temperature differentiation, and dynamic high temperature differentiation of the coal briquettes were examined, and the results are shown in Table 2.
낙하강도는 제조된 성형탄을 5 m 높이에서 4회 낙하 시험한 후 얻어진 입도에서 조립과 미립의 분율을 나타낸 것이다. 고온분화는 제조된 성형탄을 1000 ℃로 유지된 반응로에서 반응시켜 얻어진 석탄 챠(char)의 입도에서 조립과 미립의 분율을 나타낸 것이다. 고온동적분화는 제조된 성형탄을 900 ℃로 유지된 회전식 반응로에서얻어진 석탄 챠의 입도에서 조립의 분율을 나타낸 것이다. 이상의 특성평가 결과에서 일반적으로 조립의 비율은 클수록, 미립의 비율은 작을수록 우수한 특성을 가지고 있다.The drop strength shows the fraction of granulation and granules in the particle size obtained after four drop tests of the manufactured coal briquettes at a height of 5 m. The high temperature differentiation shows the fraction of granulation and granules in the particle size of coal char obtained by reacting the produced coal briquettes in a reactor maintained at 1000 ° C. The high temperature dynamic integrating represents the fraction of granulation at the granularity of coal char obtained from a rotary reactor in which manufactured coal briquettes are maintained at 900 ° C. Generally, the larger the ratio of granulation and the smaller the ratio of fine particles, the better the characteristics.
표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제조된 성형탄(A, B, C, D, E, A+D, B+E)는 괴탄의 특성과 동일한 수준이거나 우수함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 제조된 성형탄은 일반탄을 사용하는 용철제조공정에서 충분히 사용 가능함을 알 수 있다.As shown in Table 2, the coal briquettes (A, B, C, D, E, A + D, B + E) produced in the present invention can be seen that the same level or superior to the characteristics of the coal. Therefore, it can be seen that the coal briquettes prepared according to the present invention can be sufficiently used in a molten iron manufacturing process using ordinary coal.
[실시예 2]Example 2
표 3의 미건조슬러지 또는 미건조슬러지 및 더스트 또는 미건조 슬러지 및 건조 슬러지 또는 미건조슬러지 및 더스트 및 건조 슬러지 혼합물의 10중량%와 4 mm 이하인 미분탄 90중량%를 3~10분 동안 혼합하였다.The dry sludge or the dry sludge and the dust or the dry sludge and the dry sludge or the dry sludge and the dust and dry sludge mixture of Table 3 and 90% by weight of pulverized coal less than 4 mm was mixed for 3 to 10 minutes.
이 혼합물 100중량부에 대해 경화제로 생석회 3 중량부를 혼합하고 2 분 ~ 2 시간동안 숙성하였다. 숙성된 혼합물에 미건조슬러지 또는 미건조슬러지 및 더스트 혼합물과 미분탄 100중량부에 대해 결합제로 당밀을 8 중량부 혼합하였다. 이 혼합물을 2 ~ 50 분동안 교반한 후 성형탄으로 제조하였다.To 100 parts by weight of this mixture, 3 parts by weight of quicklime was mixed with a curing agent and aged for 2 minutes to 2 hours. In the matured mixture, 8 parts by weight of molasses as a binder was mixed with 100 parts by weight of the dried sludge or the dried sludge and the dust mixture and pulverized coal. The mixture was stirred for 2-50 minutes and then made into coal briquettes.
표 4에 나타난 바와 같이, 미건조한 슬러지를 이용하여 제조된 성형탄은 괴탄의 특성과 동일한 수준이거나 우수하므로, 일반탄을 사용하는 용철제조공정에서 충분히 사용 가능함을 알 수 있었다.As shown in Table 4, the coal briquettes manufactured by using the undried sludge is the same or superior to the characteristics of the coal briquettes.
상술한 바와 같이, 본 발명은 제철공정에서 발생하는 슬러지와 더스트를 제철공정에서 사용되는 성형탄의 혼합물로 재활용함으로써 일 반탄으로 만든 성형탄 보다 우수한 낙하강도 및 고온분화 특성 등을 확보할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention recycles the sludge and dust generated in the steelmaking process into a mixture of coal briquettes used in the steelmaking process, and thus has a useful effect of securing excellent drop strength and high temperature differentiation characteristics, etc., than coal briquettes made of ordinary coal. It is.
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