KR20230037888A - Composition for needle cokes and carbon electrode - Google Patents

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Abstract

The present embodiment relates to a coke composition. The coke composition according to one embodiment has a main boundary containing a maximum particle size (D) of coke particles. Based on 100 wt% of entire coke composition rates, the coke particle ratio having a particle size distribution of the main boundary satisfying formula 1 is 25 wt% or more. Formula 1 represents ⅓D <= particle size of the main boundary <= D, and D = 5 x 10^-2A. In formula 1, D represents the maximum particle size, and A may be a target diameter of an electrode. The purpose of the present invention is to provide a needle coke composition which is used to manufacture an electrode satisfying low puffing and low coefficient of thermal expansion at the same time.

Description

코크스 조성물 및 전극봉{COMPOSITION FOR NEEDLE COKES AND CARBON ELECTRODE}Coke composition and electrode {COMPOSITION FOR NEEDLE COKES AND CARBON ELECTRODE}

본 실시예들은 흑연 제품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코크스 조성물 및 전극봉에 관한 것이다.These embodiments relate to graphite products, and more particularly to coke compositions and electrodes.

석유계 침상코크스 또는 상기 석탄계 침상코크스를 사용하여 전극봉을 제조할 경우, 흑연화 과정 동안 발생하는 전극봉의 비가역적인 열팽창을 의미하는 퍼핑(Puffing)의 문제가 발생한다. 상기 퍼핑의 주요 원인은 유황, 질소, 화합물이 원인이되며, 각 화합물별로 0.2 내지 1.0 % 대로 침상 코크스내 함유되어 있다.When an electrode is manufactured using petroleum-based needle coke or the coal-based needle coke, a problem of puffing, which means irreversible thermal expansion of the electrode, occurs during the graphitization process. The main causes of the puffing are sulfur, nitrogen, and compounds, and each compound is contained in needle coke at 0.2 to 1.0%.

상기 퍼핑과 관련하여, 상기 석유계 침상코크스는 황(S)에 의해 발생되며, 예를 들어, H2S, CS2 가스로 인해 방출 시 미세공 증가 및 변형을 유발한다. 또한, 상기 석탄계 침상코크스는 질소(N)에 의해 발생되며, 예를 들어, N2, NH3 등의 형태로 탈리를 유발한다. 상기 퍼핑은 1,400℃ 내지 1,700℃에서 발생된다.In connection with the puffing, the petroleum-based needle coke is generated by sulfur (S), for example, due to H 2 S and CS 2 gas, it causes an increase in pores and deformation when released. In addition, the coal-based needle coke is generated by nitrogen (N), and causes desorption in the form of, for example, N 2 and NH 3 . The puffing occurs at 1,400 ° C to 1,700 ° C.

상기 퍼핑의 정도는 휘발성 가스의 압력 및 벽의 저항력에 의해 조절되며, 예를 들어, 흑연화 시, 탄소 재질은 가소상태에서 불순물 가스들이 누르는 압력에 의한다. 상기 압력은 불순물 가스의 발생 속도, 운동량, 및 탄소재질상 생성된 세공통로의 구경과 길이에 의해 결정될 수 있으며, 상기 벽의 저항력, 두께, 및 배향성에 의해서도 결정될 수 있다.The degree of puffing is controlled by the pressure of the volatile gas and the resistivity of the wall. For example, during graphitization, the carbon material is controlled by the pressure of the impurity gases in a plastic state. The pressure may be determined by the generation speed and momentum of the impurity gas, and the diameter and length of the pore passage formed on the carbon material, and may also be determined by the resistivity, thickness, and orientation of the wall.

상기 석유계 침상코크스는 산화철(Fe2O3) 첨가를 통해 상기 퍼핑을 2,500℃ 이후로 지연시켜, 가스 발생속도를 늦추는 역할을 할 수 있다. 상기 산화철은 황과 반응하여 황화합물인 설파이드(Sulfide)를 형성하고, 상기 설파이드는 높은 온도에서 천천히 분해 및 제거되어 상기 가스 발생 속도를 지연시킬 수 있다. 따라서, 1,900℃ 이상에서는 절반 이상이 원소의 형태로 방출되어 증발하게 된다. 상기 석유계 침상코크스는 코크스 대비 산화철을 약 1% 정도 투입 시 상기 퍼핑 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 상기 산화철을 이용한 방식은 질소함량이 높은 석탄계 코크스의 퍼핑에는 효과가 없다. 또한, 전극봉을 흑연화 공정 거치다보면 약 2,000도의 고온에서 균열이 발생하는 문제가 있다.The petroleum-based needle coke may serve to slow down the gas generation rate by delaying the puffing after 2,500 ° C through the addition of iron oxide (Fe 2 O 3 ). The iron oxide reacts with sulfur to form sulfide, which is a sulfur compound, and the sulfide is slowly decomposed and removed at a high temperature, thereby delaying the gas generation rate. Therefore, at 1,900 ° C or higher, more than half of them are released in the form of elements and evaporated. The petroleum-based needle coke can solve the puffing problem when about 1% of iron oxide is added to coke. However, the method using the iron oxide has no effect on puffing coal-based coke having a high nitrogen content. In addition, when the electrode goes through the graphitization process, there is a problem in that cracks occur at a high temperature of about 2,000 degrees.

상기 퍼핑은 흑연화 시 발생하는 현상으로서, 모든 공정이 마무리된 후 최종 제품인 전극봉의 사용 관점에서 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)를 낮출 필요가 있다. 상기 열팽창계수가 높을 경우, 선단 소모, 스폴링(Spalling), 크래킹(Cracking) 등이 발생하여, 사용주기가 짧아지는 단점이 존재할 수 있다. 이러한 문제점은 제조 시 원료, 특히 코크스 제조 시 개선이 필요하다.The puffing is a phenomenon that occurs during graphitization, and after all processes are finished, it is necessary to lower the coefficient of thermal expansion (CTE) from the viewpoint of using the electrode, which is the final product. When the coefficient of thermal expansion is high, wear-out of the tip, spalling, cracking, etc. may occur, thereby shortening the use cycle. These problems require improvement in the production of raw materials, especially coke.

따라서, 상기 퍼핑과 CTE는 반비례관계에 있어, 코크스 원재료의 제조 시 적절한 조합과 배합을 통한 고려가 필요하다.Therefore, since the puffing and CTE are in inverse proportion, it is necessary to consider through appropriate combination and blending when manufacturing coke raw materials.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 낮은 퍼핑 및 낮은 열팽창계수를 동시에 만족하는 전극봉을 제조하는데 사용되는 침상 코크스 조성물을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a needle coke composition used to manufacture an electrode that simultaneously satisfies low puffing and low thermal expansion coefficient as to solve the above-mentioned problems of the prior art.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 조성물은, 코크스 입자의 최대 입자 사이즈(D)가 포함된 골재사이즈 영역(Main Boundary)을 가지며, 전체 코크스 조성물 비율 100 wt%를 기준으로, 하기 식 1을 만족하는 골재사이즈 영역의 입도 분포를 갖는 상기 코크스 입자 비율이 25 wt% 이상일 수 있다.The coke composition according to an embodiment of the present invention for solving the above problems has an aggregate size region (Main Boundary) including the maximum particle size (D) of coke particles, based on the total coke composition ratio of 100 wt% , The proportion of the coke particles having a particle size distribution in the aggregate size region that satisfies Equation 1 below may be 25 wt% or more.

[식 1][Equation 1]

⅓D ≤골재사이즈 영역(Main Boundary)의 입도 분포≤ D⅓D ≤ particle size distribution in the aggregate size area (Main Boundary) ≤ D

([식 1]에서 D는 최대 입자 사이즈로서 D = 5 x 10-2A이고, A는 전극봉의 목표 직경이다)(In [Equation 1], D is the maximum particle size, D = 5 x 10 -2 A, and A is the target diameter of the electrode)

일 실시예에서, 상기 코크스 조성물은 석탄계 및 석유계 코크스 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 코크스 조성물 100% 중량부 대비, 바인더 핏치 15 내지 35% 중량부를 더 포함하는 코크스 조성물.In one embodiment, the coke composition may include at least one of coal-based and petroleum-based coke particles. In one embodiment, the coke composition further comprises 15 to 35% by weight of the binder pitch relative to 100% by weight of the coke composition.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극봉은, 코크스 입자의 최대 입자 사이즈(D)가 포함된 골재사이즈 영역(Main Boundary)을 가지며, 전체 코크스 조성물 비율 100 wt%를 기준으로, 상기 식 1을 만족하는 골재사이즈 영역의 입도 분포를 갖는 상기 코크스 입자 비율이 25 wt% 이상일 수 있는 코크스 조성물로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉은 석탄계 및 석유계 코크스 입자 중 적어도 하나를 포함하는 코크스 조성물로부터 제조될 수 있다. 일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉은 전체 상기 코크스 조성물 100% 중량부 대비, 바인더 핏치 15 내지 35% 중량부를 더 포함하는 코크스 조성물로부터 제조될 수 있다.An electrode according to another embodiment of the present invention for solving the above problems has an aggregate size region (Main Boundary) including the maximum particle size (D) of coke particles, based on the total coke composition ratio of 100 wt%, It can be prepared from a coke composition in which the ratio of the coke particles having a particle size distribution in the aggregate size region that satisfies Equation 1 may be 25 wt% or more. In one embodiment, the electrode may be made from a coke composition comprising at least one of coal-based and petroleum-based coke particles. can be In one embodiment, the electrode may be prepared from a coke composition further comprising 15 to 35% by weight of a binder pitch based on 100% by weight of the entire coke composition.

일 실시예에서, 상기 전극봉은 상기 전극봉은 퍼핑이 1.0 % 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉은 열팽창계수가 1.6 x 10-6/℃ 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉은 공극률이 30% 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉은 굽힘강도는 1,300 N/cm2 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉의 부피 밀도는 1.68 g/cm3 이상일 수 있다.In one embodiment, the electrode may have a puffing of 1.0% or less. In one embodiment, the electrode may have a thermal expansion coefficient of 1.6 x 10 -6 /°C or less. In one embodiment, the electrode may have a porosity of 30% or less. In one embodiment, the electrode may have a bending strength of 1,300 N/cm 2 or more. In one embodiment, the bulk density of the electrode may be 1.68 g/cm 3 or more.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그린 스크랩은, 코크스 입자의 최대 입자 사이즈(D)가 포함된 골재사이즈 영역(Main Boundary)을 가지며, 전체 코크스 조성물 비율 100 wt%를 기준으로, 상기 식 1을 만족하는 골재사이즈 영역의 입도 분포를 갖는 상기 코크스 입자 비율이 25 wt% 이상일 수 있는 코크스 조성물로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉은 석탄계 및 석유계 코크스 입자 중 적어도 하나를 포함하는 코크스 조성물로부터 제조될 수 있다. 일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전극봉은 전체 상기 코크스 조성물 100% 중량부 대비, 바인더 핏치 15 내지 35% 중량부를 더 포함하는 코크스 조성물로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 그린 스크랩은 최대 입자 크기가 5 mm 이하일 수 있다.Green scrap according to another embodiment of the present invention for solving the above problems has an aggregate size region (Main Boundary) including the maximum particle size (D) of coke particles, based on the total coke composition ratio of 100 wt% In this way, it can be prepared from a coke composition in which the proportion of coke particles having a particle size distribution in the aggregate size region that satisfies Equation 1 may be 25 wt% or more. In one embodiment, the electrode may be made from a coke composition comprising at least one of coal-based and petroleum-based coke particles. can be In one embodiment, the electrode may be prepared from a coke composition further comprising 15 to 35% by weight of a binder pitch based on 100% by weight of the entire coke composition. In one embodiment, the green scrap may have a maximum particle size of 5 mm or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전체 코크스 조성물 비율 100 wt%를 기준으로 골재사이즈 영역의 입도 분포가 ⅓D 내지 D인 코크스 입자 비율이 25 wt% 이상인 코크스 입자를 포함함으로써, 전극봉 제조 공정 시 낮은 퍼핑을 가지므로, 빠른 승온속도를 이용하여 단시간 내 적은 리소스로 전극봉 제조가 가능하며, 전극봉 제조 시 낮은 열팽창계수로 인해 높은 원단위를 유지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by including coke particles having a particle size distribution of ⅓D to D of ⅓D to D based on the total coke composition ratio of 100 wt%, coke particles having a ratio of 25 wt% or more, low puffing during the electrode manufacturing process Since it has, it is possible to manufacture an electrode with a small amount of resources in a short time using a fast heating rate, and it is possible to maintain a high basic unit due to a low coefficient of thermal expansion during manufacture of an electrode.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising" as used herein specifies particular characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components, and the presence or absence of other characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components. Additions are not excluded.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.When a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on or on the other part or may be followed by another part therebetween. In contrast, when a part is said to be “directly on” another part, there is no intervening part between them.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries are additionally interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm은 0.0001 중량%이다. 하기 사용된 용어 "퍼핑(Puffing)"은 비가역적 팽창률을 의미할 수 있으며, 일반적인 퍼핑의 의미 외에도, 전극봉을 흑연화하는 과정 중, 1773 내지 2773K에서 최대로 늘어난 막대의 길이(%)를 의미할 수 있다.In addition, unless otherwise noted, % means weight%, and 1ppm is 0.0001 weight%. The term "puffing" used below may mean an irreversible expansion rate, and in addition to the meaning of general puffing, it may mean the length (%) of the rod that is maximally elongated at 1773 to 2773K during the process of graphitizing the electrode. can

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 조성물은 코크스 입자의 최대 입자 사이즈(D)가 포함된 골재사이즈 영역(Main Boundary)을 가지며, 전체 코크스 조성물 비율 100 wt%를 기준으로, 하기 식 1을 만족하는 골재사이즈 영역의 입도 분포를 갖는 상기 코크스 입자 비율이 25 wt% 이상일 수 있다.The coke composition according to an embodiment of the present invention has an aggregate size region (Main Boundary) including the maximum particle size (D) of coke particles, and satisfies the following formula 1 based on 100 wt% of the total coke composition A proportion of the coke particles having a particle size distribution in the aggregate size region may be 25 wt% or more.

[식 1][Equation 1]

⅓D ≤골재사이즈 영역(Main Boundary)의 입도 분포≤ D, D = 5 x 10-2A⅓D ≤ Particle size distribution of the aggregate size area (Main Boundary) ≤ D, D = 5 x 10 -2 A

([식 1]에서 D는 최대 입자 사이즈이고, A는 전극봉의 목표 직경이다)(In [Equation 1], D is the maximum particle size and A is the target diameter of the electrode)

일 실시예에서, 상기 코크스 조성물은 예를 들어, 침상 코크스일 수 있고, 최대 입자 사이즈(D)를 포함하는 가장 큰 사이즈의 입도 영역인 골재사이즈 영역(Main Boundary)을 포함할 수 있다. 상기 골재사이즈 영역은 전극봉의 퍼핑 및 CTE와 관련된 중요 인자로서, 상기 [식 1]에 의해 도출될 수 있다. 예를 들어, 전극봉의 목표 직경이 300 mm인 경우, 상기 골재사이즈 영역은 5 내지 15 mm의 범위일 수 있고, 전극봉의 목표 직경이 600 mm인 경우, 상기 골재사이즈 영역은 15 내지 30 mm의 범위일 수 있다.In one embodiment, the coke composition may be, for example, needle-shaped coke, and may include an aggregate size region (Main Boundary), which is a particle size region having the largest size including a maximum particle size (D). The aggregate size area is an important factor related to puffing and CTE of the electrode, and can be derived by [Equation 1]. For example, when the target diameter of the electrode is 300 mm, the aggregate size region may be in the range of 5 to 15 mm, and when the target diameter of the electrode is 600 mm, the aggregate size region is in the range of 15 to 30 mm. can be

상기 골재사이즈 영역은 45㎛ 내지 8mm 범위 내일 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 골재사이즈 영역은 70㎛ 내지 6mm 범위 내일 수 있다. 상기 골재사이즈 영역이 과도하게 큰 경우, 전극봉 제조 시 흑연화에 의한 비가역 팽창으로 크랙이 발생하여 퍼핑이 발생할 수 있고, 상기 골재사이즈 영역이 과도하게 작은 경우, 전극봉 제조 완료 후 공정에 적용 시 높은 열팽창계수로 인해, 산화 소모 및 파손이 발생할 수 있다.The aggregate size region may be within a range of 45 μm to 8 mm. More specifically, the aggregate size region may be within a range of 70 μm to 6 mm. When the aggregate size region is excessively large, cracks may occur due to irreversible expansion due to graphitization during electrode production, and puffing may occur. When the aggregate size region is excessively small, high thermal expansion when applied to a process after completion of electrode production Oxidative wear and tear can occur due to coefficient.

일 실시예에서, 전체 코크스 조성물 비율 100%를 기준으로, 상기 골재사이즈 영역에 분포된 상기 코크스 입자 비율이 23% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 골재사이즈 영역에 분포된 상기 코크스 입자 비율은 25% 이상일 수 있다. 상기 골재사이즈 영역에 분포된 상기 코크스 입자 비율이 상기 범위보다 작은 경우, 퍼핑이 높거나 열팽창계수가 높아 상기 코크스 조성물을 활용하여 전극봉의 양산 적용이 힘들고, 고온에서 파손되는 문제가 있어, 상기 전극봉의 성능이 열위한 성능을 갖는 문제가 있다.In one embodiment, based on 100% of the total coke composition ratio, the ratio of the coke particles distributed in the aggregate size region may be 23% or more. Specifically, the proportion of the coke particles distributed in the aggregate size region may be 25% or more. When the proportion of the coke particles distributed in the aggregate size region is smaller than the above range, it is difficult to apply the coke composition to mass production of the electrode using the coke composition because the puffing is high or the coefficient of thermal expansion is high, and there is a problem in that the electrode is damaged at high temperature. There is a problem of poor performance.

일 실시예에서, 상기 코크스 입자는 석탄계 입자 및 석유계 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 석탄계 콜타르, 석탄계 콜타르 핏치, 석유계 유동접촉 분해유(FCC-DO, Fluid Catalytic Cracking-Decant Oil), 수소화 탈황처리를 한 중질유, 감압잔사유(Vacuum residue) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In one embodiment, the coke particles may include at least one of coal-based particles and petroleum-based particles. For example, it may contain at least one of coal-based coal tar, coal-based coal tar pitch, petroleum-based fluid catalytic cracking-decant oil (FCC-DO), hydrodesulfurized heavy oil, and vacuum residue. can

일 실시예에서, 상기 코크스 입자가 석탄계 중질유를 포함하는 경우, 유동접촉 분해유(FCC-DO, Fluid Catalytic Cracking-Decant Oil), 콜타르, 콜타르 핏치, 석탄액화유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 콜타르 유래의 석탄계 침상 코크스를 포함할 수 있으나 이는 비제한적인 예시로서, 전술한 석탄계 코크스 입자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 코크스 입자가 석유계 중질유를 포함하는 경우, 석유계 유동접촉 분해유(FCC-DO, Fluid Catalytic Cracking-Decant Oil), 수소화 탈황처리를 한 중질유, 감압잔사유(Vacuum residue) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다In one embodiment, when the coke particles include coal-based heavy oil, at least one of fluid catalytic cracking-decant oil (FCC-DO), coal tar, coal tar pitch, and coal liquefied oil may be included. Specifically, it may include coal-based needle coke derived from coal tar, but this is a non-limiting example, and may include the aforementioned coal-based coke particles. In one embodiment, when the coke particles include petroleum-based heavy oil, petroleum-based fluid catalytic cracking-decant oil (FCC-DO, Fluid Catalytic Cracking-Decant Oil), hydrodesulfurized heavy oil, vacuum residue may contain at least one of

일 실시예에서, 상기 코크스 조성물은 석탄계 및 석유계 입자를 동시에 포함할 수 있다. 상기 코크스 조성물은 석탄계 60 내지 80wt% 및 석유계 20 내지 40wt%, 구체적으로, 상기 석탄계 65 내지 75wt% 및 석유계 25 내지 35wt%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the coke composition may simultaneously include coal-based and petroleum-based particles. The coke composition may include 60 to 80 wt% of coal and 20 to 40 wt% of petroleum, specifically, 65 to 75 wt% of coal and 25 to 35 wt% of petroleum.

일 실시예에서, 코크스 조성물은 전체 코크스 조성물 100% 중량부 대비, 바인더 핏치 15 내지 35% 중량부를 포함할 수 있다. 상기 코크스 조성물은 전술하여 설명한 바와 모순되지 않는 범위에서 동일하다.In one embodiment, the coke composition may include 15 to 35% by weight of a binder pitch based on 100% by weight of the entire coke composition. The coke composition is the same as described above to the extent not contradictory.

상기 바인더 피치는 혼련 또는 혼합 시에 첨가하는 목적으로 사용하는 피치로서, 상기 피치에는 함침을 위해서 사용되는 함침 피치도 상기 바인더 피치에 포함될 수 있다. 상기 바인더 핏치는 구체적으로, 20% 중량부 내지 28% 중량부를 포함할 수 있다. 상기 바인더 핏치가 15% 중량부보다 적은 경우, 접착성 문제로 모양을 갖춘 성형체의 제조가 문제될 수 있고, 상기 바인더 핏치가 35% 중량부보다 큰 경우, 휘발성분(Volatile Matter, VM)의 양이 많아지고, 탄화 공정이 어려우며, 퍼핑이 커지는 문제가 있다. 상기 퍼핑은 코크스 조성물의 흑연화 과정에 있어서, 조직간 면간격이 벌어지며 균열(Crack)이 발생할 수 있고, 상기 균열은 바인더 유래의 탄소 성분에서 기인할 수 있다. The binder pitch is a pitch used for the purpose of adding during kneading or mixing, and impregnation pitch used for impregnation may also be included in the binder pitch. Specifically, the binder pitch may include 20% to 28% by weight. If the binder pitch is less than 15% by weight, manufacturing of a shaped body may be problematic due to adhesiveness problems, and if the binder pitch is greater than 35% by weight, the amount of volatile matter (Volatile Matter, VM) This increases, the carbonization process is difficult, and puffiness increases. In the process of graphitizing the coke composition, the puffing may widen the interplanar spacing and cracks may occur, and the cracks may be caused by the carbon component derived from the binder.

일 실시예에서, 상기 바인더 핏치는 잔탄율이 30 내지 50% 일 수 있다. 구체적으로 상기 잔탄율은 40 내지 48% 일 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더 핏치는 Thermogravimetry, TG-DTA 기준으로 상온 내지 800 ℃의 온도 범위에서 측정된 것일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 바인더 핏치의 상기 잔탄율은 석탄계에서 유래된 것일 수 있다. 상기 바인더 핏치의 잔탄율이 30% 보다 적은 경우, 접착성분 함량이 낮아 접착성 저하의 문제가 있고, 상기 바인더 핏치의 잔탄율이 50% 보다 큰 경우 고분자량 성분이 많아져 실제 접착에 기여할 수 있는 성분 함량이 낮아 접착성 저하의 문제가 있다.In one embodiment, the binder pitch may have a residual carbon ratio of 30 to 50%. Specifically, the residual carbon ratio may be 40 to 48%. For example, the binder pitch may be measured in a temperature range of from room temperature to 800 °C based on thermogravimetry and TG-DTA. In one embodiment, the residual coal rate of the binder pitch may be derived from coal. When the residual carbon ratio of the binder pitch is less than 30%, the content of the adhesive component is low and there is a problem of deterioration in adhesiveness, and when the residual carbon ratio of the binder pitch is greater than 50%, the high molecular weight component increases, which can contribute to actual adhesion There is a problem of adhesiveness deterioration due to the low component content.

일 실시예에서, 상기 코크스 조성물은 750 ℃ 이상, 구체적으로 800 ℃ 이상, 더욱 구체적으로 1,200에서 상키 코크스 조성물을 열처리할 수 있다. 상기 온도 이상에서 열처리를 수반함으로써, 상기 코크스 조성물은 휘발분 함량이 5%, 구체적으로 2 % 이내일 수 있다.In one embodiment, the coke composition may be heat-treated at 750 ° C. or higher, specifically 800 ° C. or higher, more specifically at 1,200 ° C. By accompanying the heat treatment above the temperature, the coke composition may have a volatile matter content of 5%, specifically 2% or less.

본 발명의 일 실시예에 따른 생코크스(Green Cokes)는 코크스 조성물을 열처리하여 제조하는 것일 수 있다. 상기 코크스 조성물은 전술한 코크스 조성물과 모순되지 않는 범위에서 동일하다. Green Cokes according to an embodiment of the present invention may be prepared by heat-treating a coke composition. The coke composition is identical to the coke composition described above within a range not contradictory.

본 발명의 일 실시예에 따른 하소코크스(Calcined Cokes)는 생코크스를 열처리하여 제조하는 것일 수 있다.Calcined Cokes according to an embodiment of the present invention may be prepared by heat-treating raw coke.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극봉은 코크스 조성물로부터 제조하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 코크스 조성물을 원재료로 하여 흑연화 과정을 거쳐 제조된 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 하소코크스를 열처리하여 제조하는 것일 수 있다. An electrode according to an embodiment of the present invention may be prepared from a coke composition. Specifically, it may be prepared through a graphitization process using the coke composition as a raw material. More specifically, it may be produced by heat-treating calcined coke.

일 실시예에서, 상기 전극봉의 퍼핑은 1.0% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 퍼핑은 0.5% 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 퍼핑은 0.3% 이하일 수 있다. 상기 퍼핑은 상기 코크스 조성물의 흑연화 과정에서 나타나는 현상으로서, 상기 범위보다 큰 경우, 균열(crack)을 형성하여, 전극봉이 파손된 채 제조되는 문제가 있다.In one embodiment, the puffing of the electrode may be 1.0% or less. Specifically, the puffing may be 0.5% or less. More specifically, the puffing may be 0.3% or less. The puffing is a phenomenon that appears during the graphitization process of the coke composition, and when it is greater than the above range, cracks are formed, resulting in a problem in that the electrode is manufactured while being damaged.

일 실시예에서, 상기 전극봉의 열팽창계수는 1.6 x 10-6/℃ 이하 일 수 있다. 구체적으로, 상기 전극봉의 열팽창계수는 1.5 x 10-6/℃ 이하 일 수 있다. 상기 전극봉의 열팽창계수는 상기 범위 내에서 UHP(Ultra High Power) 방식으로서 사용하기 가장 적합한 특성을 가질 수 있다. 상기 열팽창계수가 상기 범위를 벗어나는 경우, 전극봉의 양산 적용이 어려운 문제가 있다. 이와 같이, 전극봉의 상기 범위 이하에서, 상기 퍼핑과 상기 열팽창계수를 갖는 전극봉은 전기로 중 UHP(Ultra High Power) 방식으로서 사용하기 가장 적합한 특성을 가질 수 있다.In one embodiment, the coefficient of thermal expansion of the electrode may be 1.6 x 10 -6 /°C or less. Specifically, the coefficient of thermal expansion of the electrode may be 1.5 x 10 -6 /°C or less. The coefficient of thermal expansion of the electrode may have the most suitable characteristics for use as a UHP (Ultra High Power) method within the above range. When the thermal expansion coefficient is out of the above range, there is a problem in that it is difficult to apply the electrode to mass production. In this way, below the range of the electrode, the electrode having the puffing and the coefficient of thermal expansion may have the most suitable characteristics for use as an ultra high power (UHP) method in an electric furnace.

일 실시예에서, 상기 전극봉의 공극률을 30% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 전극봉의 공극률은 25% 이하일 수 있다. 상기 공극률이 30%보다 높은 경우, 전극봉의 저항이 커져 열전도도 또는 전기전도도가 저하되는 문제가 있다.In one embodiment, the porosity of the electrode may be 30% or less. Specifically, the porosity of the electrode may be 25% or less. When the porosity is higher than 30%, there is a problem in that the resistance of the electrode increases and the thermal conductivity or electrical conductivity decreases.

일 실시예에서, 상기 전극봉의 굽힘강도는 1,300 N/cm2 이상 일 수 있다. 구체적으로, 상기 전극봉의 굽힘강도는 1,400 N/cm2 이상 일 수 있다. 상기 범위 보다 작을 경우, 상기 전극봉은 쉽게 파손되는 문제가 있다. In one embodiment, the bending strength of the electrode may be 1,300 N/cm 2 or more. Specifically, the bending strength of the electrode may be 1,400 N/cm 2 or more. If it is smaller than the above range, there is a problem that the electrode is easily damaged.

일 실시예에서, 상기 전극봉의 부피 밀도(Bulk Density)는 1.68 g/cm3 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 전극봉의 부피 밀도는 1.70 g/cm3 이상일 수 있다. 상기 부피 밀도가 상기 범위 이상에 해당함으로써, 충진율이 최대가 되어, 패킹(Packing)이 우수한 이점이 있다.In one embodiment, the bulk density (Bulk Density) of the electrode may be 1.68 g / cm 3 or more. Specifically, the bulk density of the electrode may be 1.70 g/cm 3 or more. When the bulk density corresponds to the above range or more, the filling rate is maximized, and there is an advantage in excellent packing.

일 실시예에서, 코크스 조성물로부터 그린 스크랩(Green Scrap)이 발생할 수 있다. 상기 그린 스크랩은 전극봉 제조 공정 중 발생하는 부산물 또는 불량품 중 어느 하나 일 수 있다. 구체적으로, 상기 부산물은 코크스 조성물의 분쇄 및 파쇄 과정, 전극봉의 압출 시 끝단을 절삭하는 과정, 및 전극봉의 제조 완료 후에 가공 과정, 예를 들어 CNC 가공 단계 중 적어도 하나에서 발생할 수 있고, 상기 불량품은 상기 코크스 조성물을 고온에서 흑연화 열처리 시 균열이 발생하는 경우를 포함할 수 있다. 상기 그린 스크랩은 생코크스 기반 압출된 전극, 탄화된 전극봉, 및 흑연화된 전극봉의 파쇄를 통해 사이즈를 맞추어 사용될 수 있다.In one embodiment, green scrap may occur from the coke composition. The green scrap may be either a by-product or a defective product generated during the electrode manufacturing process. Specifically, the by-product may occur in at least one of a grinding and crushing process of a coke composition, a process of cutting an end during extrusion of an electrode, and a processing process after completion of manufacturing the electrode, for example, a CNC processing step, and the defective product may be It may include a case in which cracks occur during graphitization heat treatment of the coke composition at a high temperature. The green scrap may be used to size through crushing of raw coke-based extruded electrodes, carbonized electrodes, and graphitized electrodes.

일 실시예에서, 상기 그린 스크랩을 재 분쇄한 후, 상기 코크스 조성물의 적어도 일부와 결합하여 혼합할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 그린 스크랩의 휘발성분의 함량은 0.8 내지 2.0%, 구체적으로 1.0 내지 1.5%로 조절될 수 있다. 상기 휘발성분의 함량은 비제한적인 예시로서, 일반적인 공업분석을 통해 고온, 예를 들어, 1,300 ℃, 구체적으로 1,200 ℃에서 발생한 휘발 성분을 측정하여 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 그린 스크랩은 최대 입자 크기가 5 mm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 그린 스크랩의 최대 입자 크기는 3 mm 이하일 수 있다.In one embodiment, after re-grinding the green scrap, it may be combined and mixed with at least a portion of the coke composition. In one embodiment, the content of volatile components of the green scrap may be adjusted to 0.8 to 2.0%, specifically 1.0 to 1.5%. As a non-limiting example, the content of the volatile component may be confirmed by measuring a volatile component generated at a high temperature, for example, 1,300 ° C., specifically 1,200 ° C. through general industrial analysis. In one embodiment, the green scrap may have a maximum particle size of 5 mm or less. Specifically, the maximum particle size of the green scrap may be 3 mm or less.

이와 같이, 목표 전극봉의 직경 대비, 골재사이즈 영역의 입도 분포를 조절함으로써, 전극봉의 퍼핑 및 열팽창계수, 공극률, 및 비저항을 낮추고, 굽힘강도 및 부피밀도를 증가시켜, 성능이 우수한 전극봉을 제조할 수 있다. In this way, by adjusting the particle size distribution of the aggregate size region compared to the diameter of the target electrode, it is possible to manufacture an electrode with excellent performance by lowering the puffing and thermal expansion coefficient, porosity, and specific resistance of the electrode, and increasing the bending strength and bulk density of the electrode. there is.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

하기 실시예 및 비교예들에서 퍼핑 측정을 위한 샘플은 석탄계 코크스를 1 ~ 2.5 mm 직경 40% 이상, 0.7 mm 직경 이하 60 % 이상으로 분쇄 후, 상온 코크스를 30분 예열하고, 액상화된 바인더 23 wt%를 스프레이 분사하고 433K에서 20분간 혼합 및 혼련하며, 94MPa 하에 373K에서 혼합 및 혼련된 코크스를 성형(Mouling)한다. 상기 성형 후에 1173K에서 승온 속도 50K/h 및 6시간동안 베이킹(Baking)한다. 상기 베이킹 후에 아르곤 분위기, 2773K, 및 20K/min 승온 속도에서 흑연화를 진행한다. 상기 흑연화 진행 후, 1773 내지 2773K의 온도 하에서 퍼핑을 측정한다. 상기 퍼핑은 성형 단계까지 진행한 생 전극(Green Electrode)를 푸시-로드형 팽창계(Push-rod type diatometer)를 이용하여 상온에서 2773K까지 승온 시 길이 변화율(%)로서 퍼핑을 측정하였다.In the following Examples and Comparative Examples, samples for measuring puffing are pulverized coal-based coke with a diameter of 1 to 2.5 mm to 40% or more and 0.7 mm or less to 60% or more, preheating room temperature coke for 30 minutes, and liquefied binder 23 wt % is sprayed, mixed and kneaded at 433K for 20 minutes, and the mixed and kneaded coke is molded at 373K under 94MPa. After the molding, baking was performed at 1173 K at a heating rate of 50 K/h and for 6 hours. After the baking, graphitization is performed in an argon atmosphere at 2773 K and a temperature increase rate of 20 K/min. After the graphitization proceeds, puffing is measured at a temperature of 1773 to 2773K. The puffing was measured as a length change rate (%) when the green electrode progressed to the molding step was heated from room temperature to 2773K using a push-rod type diatometer.

<실시예 1, 비교예 1, 2><Example 1, Comparative Examples 1 and 2>

콜타르 유래의 석탄계 침상 코크스인 석탄계 침상 코크스 조성에 핏치는 석탄계 잔탄량 45% 및 바인더 핏치는 외삽 25%를 적용한다. 구체적으로 코크스 모재 180kg과 핏치 45kg인 총 225kg의 코크스 조성물을 믹싱하고, 180도에서 혼련을 수행한 후, 압축성형 프레스를 이용하여 직경 300 mm, 길이 1,500 mm의 전극봉을 제조하였다. 하기 표 1은 골재영역 사이즈, 상기 골재영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 중간영역 사이즈, 상기 중간영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 하부영역 사이즈, 및 상기 하부영역 사이즈보다 작은 미세 분말 사이즈를 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2에 대한 퍼핑 및 열팽창계수를 나타낸 것이다.For the composition of coal-based needle coke, which is coal-based needle coke derived from coal tar, 45% of the remaining coal-based pitch and 25% extrapolation of the binder pitch are applied. Specifically, a coke base material of 180 kg and a pitch of 45 kg of a total of 225 kg of coke composition were mixed, kneaded at 180 degrees, and then an electrode having a diameter of 300 mm and a length of 1,500 mm was prepared using a compression molding press. Table 1 below shows the size of the aggregate region, the size of the middle region having particles smaller than the size of the aggregate region, the size of the lower region having particles smaller than the size of the middle region, and the size of fine powder smaller than the size of the lower region in Example 1, Comparison It shows puffing and thermal expansion coefficients for Example 1 and Comparative Example 2.

골재영역 사이즈(Main boundaryAggregate area size (Main boundary 중간영역 사이즈(Intermediate Boundary)Intermediate Boundary 하부영역 사이즈(Bottom Boundary)Bottom Boundary 미세 분말 사이즈(Fine Powder)Fine Powder Size 퍼핑(Puffing)
[%]Puffing
[%] 열팽창계수(CTE)
[/℃]Coefficient of Thermal Expansion (CTE)
[/℃] 비중importance 25 %25% 15 %15% 25 %25% 30 %30% -- -- 실시예 1Example 1 5 ~ 15 mm5 to 15 mm 3 ~ 5 mm미만less than 3 to 5 mm 1 ~ 3 mm미만less than 1 to 3 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.300.30 1.2x10-61.2x10-6 비교예 1Comparative Example 1 15 ~ 30 mm15 to 30 mm 10 - 15 mm미만less than 10 - 15 mm 8 ~ 10 mm미만less than 8 to 10 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 2.102.10 파손break 비교예 2Comparative Example 2 1 ~ 5 mm1 to 5 mm 0.7 ~ 1 mm미만0.7 to less than 1 mm 0.5 ~ 0.7 mm미만Less than 0.5 to 0.7 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.200.20 3.5x10-63.5x10-6

상기 표 1을 살펴보면, 실시예 1, 비교예 1, 및 2는 골재영역 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자를 25%, 중간영역 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자를 15%, 하부영역 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자를 25%, 미세 분말 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자를 30%를 포함한다. 또한, 상기 골재영역 사이즈에서 압출성형시 선단절삭된 그린 스크랩(Green Scrap)을 실시예 1의 조성 범위의 것을 사용하였으며, 1,200 ℃에서 휘발분함량(VM)은 1.2%로 측정된 것을 사용하였다. 상기 그린 스크랩은 D50 기준으로 5 초가 되도록 Double-roller mill을 사용하여 1차 분쇄 후, 수직식 롤러 패드밀을 이용하여 2차 분쇄를 수행하여 입도 분포를 제어하였다.실시예 1을 살펴보면, 골재영역 사이즈의 입도 분포는 5 ~ 15 mm를 가진다. 상기 입도 분포는 전술한 [식 1]에 의해 도출된 것으로서, 실시예 1의 전극봉 목표 직경은 300 mm이고, [식 1]의 D 값을 도출하면, 최대입자 사이즈인 D 값은 15가 된다. 따라서, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D, 즉 5 mm 내지 15 mm인 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, in Example 1, Comparative Examples 1, and 2, 25% of the coke particles having a particle size distribution of the size of the aggregate region, 15% of the coke particles having a particle size distribution of the middle region size, and the particle size of the lower region size 25% of coke particles having a distribution and 30% of coke particles having a particle size distribution of fine powder size. In addition, Green Scrap, which was tip-cut during extrusion molding in the size of the aggregate region, was used in the composition range of Example 1, and the volatile matter content (VM) at 1,200 ° C. was measured as 1.2%. The green scrap was first pulverized using a double-roller mill to 5 seconds based on D50, and then pulverized secondly using a vertical roller pad mill to control the particle size distribution. Referring to Example 1, the aggregate area The particle size distribution of the size has a range of 5 to 15 mm. The particle size distribution is derived by the above-described [Equation 1], and the electrode electrode target diameter of Example 1 is 300 mm, and when the D value of [Equation 1] is derived, the D value, which is the maximum particle size, is 15. Therefore, it can be confirmed that the particle size distribution of the size of the aggregate area is ⅓D to D, that is, 5 mm to 15 mm.

골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위 내에 포함되고, 상기 골재영역 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자가 전체 코크스 조성물 100 wt% 대비, 25% 이상을 차지함으로써, 실시예 1의 코크스 조성물로부터 제조된 전극봉은 0.3%의 퍼핑과 1.2 x 10-6/℃의 열팽창계수를 확인할 수 있다. The particle size distribution of the size of the aggregate region is within the range of ⅓D to D, and the coke particles having the particle size distribution of the size of the aggregate region account for 25% or more of 100 wt% of the total coke composition, thereby preparing from the coke composition of Example 1. The prepared electrode can confirm a puffing of 0.3% and a coefficient of thermal expansion of 1.2 x 10 -6 /℃.

비교예 1의 경우, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위보다 큰 경우에 해당하고, 전극봉의 퍼핑은 2.1%이며 1,700℃에서 파손되는 문제가 있다. 비교예 2의 경우, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위보다 작은 경우에 해당하고, 전극봉의 퍼핑은 0.2%로 실시예 1과 마찬가지로 낮았으나, 열팽창계수가 1.5 x 10-6 이상인 3.5 x 10-6에 해당하여, 상기 열팽창계수가 높아 전극봉 양산의 적용이 어려운 문제가 있다.In the case of Comparative Example 1, the particle size distribution of the size of the aggregate region corresponds to a case larger than the range of ⅓D to D, and the puffing of the electrode is 2.1% and there is a problem of breakage at 1,700 ° C. In the case of Comparative Example 2, the particle size distribution of the size of the aggregate region is smaller than the range of ⅓D to D, and the puffing of the electrode was 0.2%, as in Example 1, but the thermal expansion coefficient was 3.5 x 1.5 x 10 -6 or more. Corresponding to 10 -6 , there is a problem in that the application of mass production of electrodes is difficult because the coefficient of thermal expansion is high.

<실시예 2, 비교예 3, 4><Example 2, Comparative Examples 3 and 4>

석탄계 침상 코크스로서, 석탄을 고온건류하여 발생한 콜타르(Coltar)를 원료 물질로하는 그린 스크랩을 사용한 점을 제외하고 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2와 마찬가지로 실시하였다. 하기 표 2는 골재영역 사이즈, 상기 골재영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 중간영역 사이즈, 상기 중간영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 하부영역 사이즈, 및 상기 하부영역 사이즈보다 작은 미세 분말 사이즈를 실시예 2, 비교예 3, 및 비교예 4에 대한 퍼핑 및 열팽창계수를 나타낸 것이다.As the coal-based acicular coke, it was carried out in the same manner as in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, except that green scrap containing coal tar generated by high-temperature dry distillation of coal was used as a raw material. Table 2 below shows the size of the aggregate region, the size of the middle region having particles smaller than the size of the aggregate region, the size of the lower region having particles smaller than the size of the middle region, and the size of the fine powder smaller than the size of the lower region in Example 2, Comparison It shows puffing and thermal expansion coefficients for Example 3 and Comparative Example 4.

골재영역 사이즈(Main boundaryAggregate area size (Main boundary 중간영역 사이즈(Intermediate Boundary)Intermediate Boundary 하부영역 사이즈(Bottom Boundary)Bottom Boundary 미세 분말 사이즈(Fine Powder)Fine Powder Size 퍼핑(Puffing)
[%]Puffing
[%] 열팽창계수(CTE)
[/℃]Coefficient of Thermal Expansion (CTE)
[/℃] 비중importance 25 %25% 15 %15% 25 %25% 30 %30% -- -- 실시예 2Example 2 5 ~ 15 mm5 to 15 mm 3 ~ 5 mm미만less than 3 to 5 mm 1 ~ 3 mm미만less than 1 to 3 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.40.4 1.2 x 10-6 1.2 x 10 -6 비교예 3Comparative Example 3 15 ~ 30 mm15 to 30 mm 10 - 15 mm미만less than 10 - 15 mm 8 ~ 10 mm미만less than 8 to 10 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 1.01.0 1.2 x 10-6 1.2 x 10 -6 비교예 4Comparative Example 4 1 ~ 5 mm1 to 5 mm 0.7 ~ 1 mm미만0.7 to less than 1 mm 0.5 ~ 0.7 mm미만Less than 0.5 to 0.7 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.200.20 4.2 x 10-6 4.2 x 10 -6

실시예 2를 살펴보면, 골재영역 사이즈의 입도 분포는 5 ~ 15 mm를 가진다. 상기 입도 분포는 전술한 [식 1]에 의해 도출된 것으로서, 실시예 2의 전극봉 목표 직경은 300 mm이고, [식 1]의 D 값을 도출하면, 최대입자 사이즈인 D 값은 15가 된다. 따라서, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D, 즉 5 mm 내지 15 mm인 것을 확인할 수 있다. 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위 내에 포함되고, 상기 골재영역 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자가 전체 코크스 조성물 100 wt% 대비, 25% 이상을 차지함으로써, 실시예 2의 코크스 조성물로부터 제조된 전극봉은 0.4%의 퍼핑과 1.2 x 10-6/℃의 열팽창계수를 확인할 수 있어, 석탄계 코크스 조성물을 포함하는 실시예 1과 유사 경향을 확인할 수 있다. Looking at Example 2, the particle size distribution of the size of the aggregate area has a range of 5 to 15 mm. The particle size distribution is derived by the above-described [Equation 1], and the target diameter of the electrode in Example 2 is 300 mm, and when the D value of [Equation 1] is derived, the D value, which is the maximum particle size, is 15. Therefore, it can be confirmed that the particle size distribution of the size of the aggregate area is ⅓D to D, that is, 5 mm to 15 mm. It was prepared from the coke composition of Example 2, wherein the particle size distribution of the size of the aggregate region was within the range of ⅓D to D, and the coke particles having the particle size distribution of the size of the aggregate region accounted for 25% or more of 100 wt% of the total coke composition. The electrode rod has a puffing of 0.4% and a coefficient of thermal expansion of 1.2 x 10 -6 / ° C, and a similar trend to Example 1 including a coal-based coke composition can be confirmed.

비교예 3의 경우, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위보다 큰 경우에 해당하고, 전극봉의 퍼핑은 1.0%로 UHP 방식의 전극봉에 적용이 어려운 문제가 있다. 비교예 4의 경우, 열팽창계수가 높아 전극봉 양산의 적용이 어려운 문제가 있다.In the case of Comparative Example 3, the particle size distribution of the size of the aggregate region is greater than the range of ⅓D to D, and the puffing of the electrode is 1.0%, which is difficult to apply to the electrode of the UHP method. In the case of Comparative Example 4, there is a problem in that it is difficult to apply mass production of electrodes due to a high coefficient of thermal expansion.

실시예 1 및 실시예 2를 토대로, 본원 발명의 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위인 코크스 입자의 비중이 전체 코크스 조성물 100% 대비 25% 이상일 때, 석탄계 및 석유계 코크스 입자에 대해 퍼핑이 낮고, 열팽창계수가 작아 높은 전기전도도와 내열충격성을 갖고 UHP급 전극봉의 제조가 가능한 이점이 있음을 확인하였다.Based on Examples 1 and 2, when the specific gravity of coke particles having a particle size distribution in the range of ⅓D to D of the aggregate region size is 25% or more relative to 100% of the total coke composition, puffing for coal-based and petroleum-based coke particles It was confirmed that there is an advantage in that it has a low thermal expansion coefficient, high electrical conductivity and thermal shock resistance, and can manufacture a UHP class electrode.

<실시예 3, 비교예 5, 6><Example 3, Comparative Examples 5 and 6>

타사의 석유계 코크스 기반 Green Scrap을 사용한 점을 제외하고 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2와 마찬가지로 실시하였다. 하기 표 3은 골재영역 사이즈, 상기 골재영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 중간영역 사이즈, 상기 중간영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 하부영역 사이즈, 및 상기 하부영역 사이즈보다 작은 미세 분말 사이즈를 실시예 3, 비교예 5, 및 비교예 6에 대한 퍼핑 및 열팽창계수를 나타낸 것이다.It was carried out in the same manner as Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, except that another company's petroleum-based coke-based Green Scrap was used. Table 3 below shows the size of the aggregate region, the size of the middle region having particles smaller than the size of the aggregate region, the size of the lower region having particles smaller than the size of the middle region, and the size of the fine powder smaller than the size of the lower region in Example 3, for comparison. It shows puffing and thermal expansion coefficients for Example 5 and Comparative Example 6.

골재영역 사이즈(Main boundaryAggregate area size (Main boundary 중간영역 사이즈(Intermediate Boundary)Intermediate Boundary 하부영역 사이즈(Bottom Boundary)Bottom Boundary 미세 분말 사이즈(Fine Powder)Fine Powder Size 퍼핑(Puffing)
[%]Puffing
[%] 열팽창계수(CTE)
[/℃]Coefficient of Thermal Expansion (CTE)
[/℃] 비중importance 25 %25% 15 %15% 25 %25% 30 %30% -- -- 실시예 3Example 3 5 ~ 15 mm5 to 15 mm 3 ~ 5 mm미만less than 3 to 5 mm 1 ~ 3 mm미만less than 1 to 3 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.90.9 1.2 x 10-6 1.2 x 10 -6 비교예 5Comparative Example 5 15 ~ 30 mm15 to 30 mm 10 - 15 mm미만less than 10 - 15 mm 8 ~ 10 mm미만less than 8 to 10 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 2.52.5 파손break 비교예 6Comparative Example 6 1 ~ 5 mm1 to 5 mm 0.7 ~ 1 mm미만0.7 to less than 1 mm 0.5 ~ 0.7 mm미만Less than 0.5 to 0.7 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.80.8 4.8 x 10-6 4.8 x 10 -6

실시예 3을 살펴보면, 골재영역 사이즈의 입도 분포는 5 ~ 15 mm를 가진다. 상기 입도 분포는 전술한 [식 1]에 의해 도출된 것으로서, 실시예 3, 비교예 5, 및 비교예 6의 전극봉 목표 직경은 300 mm이고, [식 1]의 D 값을 도출하면, 최대입자 사이즈인 D 값은 30가 된다. 따라서, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D, 즉 5 mm 내지 15 mm 범위인 것을 확인할 수 있다. 골재영역 사이즈의 입도 분포인 5 ~ 15 mm가 ⅓D 내지 D 범위 내에 포함되고, 상기 골재영역 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자가 전체 코크스 조성물 100 wt% 대비, 25% 이상을 차지함으로써, 실시예 3의 코크스 조성물로부터 제조된 전극봉은 0.9%의 퍼핑과 1.2 x 10-6/℃의 열팽창계수를 확인할 수 있어, 석탄계 및 석유계 코크스 입자를 혼합하여 사용한 코크스 조성물을 적용하더라도, 동일한 효과가 나타남을 확인할 수 있다.Looking at Example 3, the particle size distribution of the size of the aggregate area has a range of 5 to 15 mm. The particle size distribution is derived by the above-described [Equation 1], and the target diameter of the electrodes of Example 3, Comparative Example 5, and Comparative Example 6 is 300 mm, and when the D value of [Equation 1] is derived, the largest particle The size D value is 30. Therefore, it can be confirmed that the particle size distribution of the size of the aggregate area is in the range of ⅓D to D, that is, 5 mm to 15 mm. The particle size distribution of the aggregate region size of 5 to 15 mm is included in the range of ⅓D to D, and the coke particles having the particle size distribution of the aggregate region size account for 25% or more of 100 wt% of the total coke composition, Example 3 The electrode prepared from the coke composition of can confirm the puffing of 0.9% and the coefficient of thermal expansion of 1.2 x 10 -6 / ° C, even if the coke composition used by mixing coal- and petroleum-based coke particles is applied, it can be confirmed that the same effect appears can

비교예 5의 경우, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위보다 큰 경우에 해당하고, 전극봉의 퍼핑은 2.5%로 UHP 방식의 전극봉에 적용이 어려운 문제가 있다. 비교예 6의 경우, 열팽창계수가 높아 전극봉 양산의 적용이 어려운 문제가 있다.In the case of Comparative Example 5, the particle size distribution of the size of the aggregate region is larger than the range of ⅓D to D, and the puffing of the electrode is 2.5%, which is difficult to apply to the electrode of the UHP method. In the case of Comparative Example 6, there is a problem in that it is difficult to apply the electrode to mass production due to its high thermal expansion coefficient.

실시예 1 내지 실시예 3을 토대로, 본원 발명의 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위인 코크스 입자의 비중이 전체 코크스 조성물 100% 대비 25% 이상일 때, 석탄계 및 석유계 코크스 입자에 대해 퍼핑이 낮고, 열팽창계수가 작아 높은 전기전도도와 내열충격성을 갖고 UHP급 전극봉의 제조가 가능한 이점이 있음을 확인하였다.Based on Examples 1 to 3, when the specific gravity of coke particles having a particle size distribution in the range of ⅓D to D of the aggregate region size is 25% or more relative to 100% of the total coke composition, puffing for coal-based and petroleum-based coke particles It was confirmed that there is an advantage in that it has a low thermal expansion coefficient, high electrical conductivity and thermal shock resistance, and can manufacture a UHP class electrode.

<실시예 4, 비교예 7, 8><Example 4, Comparative Examples 7 and 8>

콜타르 기반 석탄계 침상 하소코크스: FCC-DO 기반 석유계 침상 하소코크스를 70: 30으로 하고, 실시예 1 및 2와 동일한 석탄계 핏치 및 함량으로 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2와 마찬가지로 실시하였다. 하기 표 3은 골재영역 사이즈, 상기 골재영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 중간영역 사이즈, 상기 중간영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 하부영역 사이즈, 및 상기 하부영역 사이즈보다 작은 미세 분말 사이즈를 실시예 4, 비교예 7, 및 비교예 8에 대한 퍼핑 및 열팽창계수를 나타낸 것이다.Coal tar-based coal-based needle calcined coke: FCC-DO-based petroleum-based needle calcined coke 70: 30, with the same coal-based pitch and content as in Examples 1 and 2, Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 did Table 3 below shows the size of the aggregate region, the size of the middle region having particles smaller than the size of the aggregate region, the size of the lower region having particles smaller than the size of the middle region, and the size of the fine powder smaller than the size of the lower region in Example 4. It shows puffing and thermal expansion coefficients for Example 7 and Comparative Example 8.

골재영역 사이즈(Main boundaryAggregate area size (Main boundary 중간영역 사이즈(Intermediate Boundary)Intermediate Boundary 하부영역 사이즈(Bottom Boundary)Bottom Boundary 미세 분말 사이즈(Fine Powder)Fine Powder Size 퍼핑(Puffing)
[%]Puffing
[%] 열팽창계수(CTE)
[/℃]Coefficient of Thermal Expansion (CTE)
[/℃] 비중importance 35 %35% 10 %10% 15 %15% 40 %40% -- -- 실시예 4Example 4 15 ~ 30 mm15 to 30 mm 10 ~ 15 mm미만less than 10 to 15 mm 8 ~ 10 mm미만less than 8 to 10 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.30.3 1.3 x 10-6 1.3 x 10 -6 비교예 7Comparative Example 7 30 ~ 45 mm30 to 45 mm 25 ~ 30 mm미만less than 25 to 30 mm 23 ~ 25 mm미만less than 23 to 25 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 3.53.5 -- 비교예 8Comparative Example 8 5 ~ 15 mm5 to 15 mm 1 ~ 5 mm미만less than 1 to 5 mm 0.8 ~ 1 mm미만0.8 to less than 1 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.40.4 1.7 x 10-6 1.7 x 10 -6

실시예 4을 살펴보면, 골재영역 사이즈의 입도 분포는 5 ~ 15 mm를 가진다. 상기 입도 분포는 전술한 [식 1]에 의해 도출된 것으로서, 실시예 4의 전극봉 목표 직경은 600 mm이고, [식 1]의 D 값을 도출하면, 최대입자 사이즈인 D 값은 30mm이 된다. 따라서, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D, 즉 10 mm 내지 30 mm인 것을 확인할 수 있다. 골재영역 사이즈의 입도 분포가 15 mm 내지 30 mm으로서, ⅓D 내지 D 범위 내에 포함되고, 상기 골재영역 사이즈의 입도 분포를 갖는 코크스 입자가 전체 코크스 조성물 100 wt% 대비, 25% 이상인 35%를 차지함으로써, 실시예 4의 코크스 조성물로부터 제조된 전극봉은 0.3%의 퍼핑과 1.3 x 10-6/℃의 열팽창계수를 확인할 수 있어, 석탄계 코크스 조성물을 포함하는 실시예 1과 유사 경향을 확인할 수 있다. Looking at Example 4, the particle size distribution of the size of the aggregate area has a range of 5 to 15 mm. The particle size distribution is derived by [Equation 1], and the target diameter of the electrode in Example 4 is 600 mm, and when the D value of [Equation 1] is derived, the D value, which is the maximum particle size, is 30 mm. Accordingly, it can be confirmed that the particle size distribution of the size of the aggregate area is ⅓D to D, that is, 10 mm to 30 mm. The particle size distribution of the size of the aggregate region is 15 mm to 30 mm, which is included within the range of ⅓D to D, and the coke particles having the particle size distribution of the size of the aggregate region account for 35%, which is 25% or more, compared to 100 wt% of the total coke composition , The electrode prepared from the coke composition of Example 4 can confirm the puffing of 0.3% and the thermal expansion coefficient of 1.3 x 10 -6 / ° C, confirming a similar trend to Example 1 including the coal-based coke composition.

비교예 7의 경우, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위보다 큰 경우에 해당하고, 전극봉의 퍼핑은 3.5%로 고온에서 파손되어 전극봉에 적용이 어려운 문제가 있다. 비교예 8의 경우, 열팽창계수가 높아 전극봉 양산의 적용이 어려운 문제가 있다.In the case of Comparative Example 7, the particle size distribution of the size of the aggregate region corresponds to a case larger than the range of ⅓D to D, and the puffing of the electrode is 3.5%, which is damaged at high temperature, making it difficult to apply to the electrode. In the case of Comparative Example 8, there is a problem in that it is difficult to apply the electrode to mass production due to its high thermal expansion coefficient.

실시예 1 및 실시예 4를 토대로, 전극봉의 목표 직경이 상이하더라도, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위인 코크스 입자의 비중이 전체 코크스 조성물 100% 대비 25% 이상에 해당하도록 조절함으로써, 석탄계 및 석유계 코크스 입자에 대해 퍼핑이 낮고, 열팽창계수가 보다 작아 높은 전기전도도와 내열충격성을 갖고 UHP급 전극봉의 제조가 가능한 이점이 있음을 확인하였다.Based on Examples 1 and 4, even if the target diameters of the electrodes are different, the specific gravity of the coke particles having a particle size distribution of the aggregate area size in the range of ⅓D to D is 25% or more relative to 100% of the total coke composition. By adjusting to correspond, It was confirmed that there is an advantage in that the puffing is low for coal-based and petroleum-based coke particles, and the thermal expansion coefficient is smaller, so that it has high electrical conductivity and thermal shock resistance and can manufacture UHP-class electrodes.

<실시예 4, 비교예 9><Example 4, Comparative Example 9>

실시예 4의 골재사이즈 영역의 함량비를 조절하는 것 외에 실시예 4와 동일한 조건에서 비교예 9를 실시하였다. 하기 표 5는 실시예 4 및 비교예 9의 골재영역 사이즈, 중간영역 사이즈, 하부영역 사이즈, 및 미세 분말 사이즈의 입도 분포를 하기 표 5와 동일하게 하고, 상기골재영역 사이즈, 상기 중간영역 사이즈, 상기 하부영역 사이즈, 및 상기 미세 분말 사이즈에 포함되는 코크스 조성물의 함량비율 차이만 상이한 경우에 상기 코크스 조성물로부터 제조된 전극봉의 퍼핑 및 열팽창계수를 나타낸 것이다.Comparative Example 9 was carried out under the same conditions as Example 4, except that the content ratio of the aggregate size region of Example 4 was adjusted. Table 5 below shows the particle size distribution of the size of the aggregate region, the size of the middle region, the size of the lower region, and the fine powder size of Example 4 and Comparative Example 9 as in Table 5, and the size of the aggregate region, the size of the middle region, It shows the puffing and thermal expansion coefficients of the electrode prepared from the coke composition when only the difference in the content ratio of the coke composition included in the lower region size and the fine powder size is different.

골재영역 사이즈(Main boundaryAggregate area size (Main boundary 중간영역 사이즈(Intermediate Boundary)Intermediate Boundary 하부영역 사이즈(Bottom Boundary)Bottom Boundary 미세 분말 사이즈(Fine Powder)Fine Powder Size 퍼핑(Puffing)
[%]Puffing
[%] 열팽창계수(CTE)
[/℃]Coefficient of Thermal Expansion (CTE)
[/℃] 입도 분포particle size distribution 15 ~ 30 mm15 to 30 mm 10 ~ 15 mm미만less than 10 to 15 mm 8 ~ 10 mm미만less than 8 to 10 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less -- -- 실시예 4Example 4 35 %35% 10 %10% 15 %15% 40 %40% 0.30.3 1.3 x 10-6 1.3 x 10 -6 비교예 9Comparative Example 9 20 %20% 20 %20% 20 %20% 40 %40% 0.30.3 2.1 x 10-6 2.1 x 10 -6

상기 표 5를 살펴보면, 실시예 4와 비교예 9는 골재영역 사이즈(Main Boundary)의 입도 분포를 가지는 코크스 입자의 함량에서 차이가 있다. 실시예 4의 경우, 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위인 코크스 입자의 비중이 전체 코크스 조성물 100% 대비 25% 이상인 35%이고, 비교예 9는 25% 이상의 범위를 벗어난 20%인 것에서 차이점이 있다.실시예 4 및 비교예 9는 퍼핑에서 상호 유사한 수치를 보이고 있다. 그러나, 열팽창계수에 있어서, 비교예 9는 2.1 x 10-6/℃를 보이고 있어, 실시예 4보다 수치가 높은 단점이 있어, UHP 급의 전극봉으로서의 성능이 열위한 문제가 있다.Looking at Table 5, Example 4 and Comparative Example 9 have a difference in the content of coke particles having a particle size distribution of the size of the aggregate area (Main Boundary). In the case of Example 4, the specific gravity of coke particles having a particle size distribution in the range of ⅓D to D of the aggregate region size was 35%, which is 25% or more relative to 100% of the total coke composition, and Comparative Example 9 was 20% outside the range of 25% or more. There is a difference. Example 4 and Comparative Example 9 show similar values in puffing. However, in the thermal expansion coefficient, Comparative Example 9 shows 2.1 x 10 -6 /°C, and has a disadvantage that the numerical value is higher than that of Example 4, and there is a problem in that performance as a UHP class electrode is inferior.

<실시예 4, 비교예 10, 11><Example 4, Comparative Examples 10 and 11>

골재영역 사이즈의 입도 분포를 조절하여 실시예 4와 동일한 조건에서 비교하였다. 하기 표 6은 골재영역 사이즈, 상기 골재영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 중간영역 사이즈, 상기 중간영역 사이즈보다 작은 입자를 갖는 하부영역 사이즈, 및 상기 하부영역 사이즈보다 작은 미세 분말 사이즈를 실시예 4, 비교예 10, 및 비교예 11에 대한 퍼핑 및 열팽창계수를 나타낸 것이다.The particle size distribution of the size of the aggregate area was adjusted and compared under the same conditions as in Example 4. Table 6 below shows the size of the aggregate region, the size of the middle region having particles smaller than the size of the aggregate region, the size of the lower region having particles smaller than the size of the middle region, and the size of the fine powder smaller than the size of the lower region in Example 4. Puffing and thermal expansion coefficients for Example 10 and Comparative Example 11 are shown.

골재영역 사이즈(Main boundaryAggregate area size (Main boundary 중간영역 사이즈(Intermediate Boundary)Intermediate Boundary 하부영역 사이즈(Bottom Boundary)Bottom Boundary 미세 분말 사이즈(Fine Powder)Fine Powder Size 퍼핑(Puffing)
[%]Puffing
[%] 열팽창계수(CTE)
[/℃]Coefficient of Thermal Expansion (CTE)
[/℃] 비중importance 35 %35% 10 %10% 15 %15% 40 %40% -- -- 실시예 4Example 4 15 ~ 30 mm15 to 30 mm 10 ~ 15 mm미만less than 10 to 15 mm 8 ~ 10 mm미만less than 8 to 10 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.30.3 1.3 x 10-6 1.3 x 10 -6 비교예 10Comparative Example 10 16 ~ 35 mm16 to 35 mm 11 ~ 16 mm미만11 to less than 16 mm 8 ~ 11 mm미만less than 8 to 11 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.90.9 1.2 x 10-6 1.2 x 10 -6 비교예11Comparative Example 11 11 ~ 29 mm11 to 29 mm 6 ~ 11 mm미만less than 6 to 11 mm 4 ~ 6 mm미만less than 4 to 6 mm 0.5 mm이하0.5 mm or less 0.30.3 1.6 x 10-6 1.6 x 10 -6

실시예 4는 전술한 바와 동일하고, 비교예 10은 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위보다 큰 경우에 해당하고, 전극봉의 퍼핑은 0.9%로 실시예 4보다 높은 퍼핑을 발생시키는 문제가 있다. 비교예 11의 경우, 열팽창계수가 1.5 x 10-6/℃ 보다 높아 UHP급 전극봉 제조에 적합하지 않은 문제가 있다.이와 같이, 실시예 4, 비교예 10, 및 비교예 11를 토대로, 본원 발명의 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위일 때, 전극봉의 퍼핑이 낮고, 열팽창계수가 작아 높은 전기전도도와 내열충격성을 갖고 UHP급 전극봉의 제조가 가능한 이점이 있음을 확인하였다.Example 4 is the same as described above, and Comparative Example 10 corresponds to a case where the particle size distribution of the size of the aggregate area is larger than the range of ⅓D to D, and the puffing of the electrode is 0.9%, which is a problem of generating a higher puffing than Example 4. there is. In the case of Comparative Example 11, there is a problem that the thermal expansion coefficient is higher than 1.5 x 10 -6 /°C and is not suitable for manufacturing a UHP class electrode. As described above, based on Example 4, Comparative Example 10, and Comparative Example 11, the present invention When the particle size distribution of the size of the aggregate region is in the range of ⅓D to D, it was confirmed that there is an advantage in that the puffing of the electrode is low and the thermal expansion coefficient is small, so that it has high electrical conductivity and thermal shock resistance and can manufacture a UHP class electrode.

하기 표 7은 실시예 4, 비교예 10, 및 비교예 11의 코크스 조성물에 의해 제조된 전극봉의 공극률, 비저항, 굽힘강도, 및 부피밀도를 나타낸다.Table 7 below shows the porosity, specific resistance, bending strength, and bulk density of the electrodes prepared by the coke compositions of Example 4, Comparative Example 10, and Comparative Example 11.

공극률
[%]porosity
[%] 비저항
[μΩm]resistivity
[μΩm] 굽힘강도
[N/cm2]bending strength
[N/cm 2 ] 부피밀도(Bulk Density)Bulk Density 실시예 4Example 4 2121 5.75.7 1,4501,450 1.721.72 비교예 10Comparative Example 10 3737 4.84.8 1,7001,700 1.501.50 비교예
11comparative example
11 3333 8.18.1 1,1001,100 1.651.65

실시예 4에 비해, 비교예 10의 촬영 사진은 기공이 많은 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 10 및 비교예 11의 촬영 사진을 바탕으로, 전극 표면에서 촬영한 조직은 공극률이 큰 것을 확인할 수 있어, 실시예 4에 비해, rough한 조성에서 제조된 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 실시예 4의 경우, 공극률이 21%로 공극률이 낮아 부피밀도가 상승하게 되고, 굽힘강도가 우수하여 전극봉이 쉽게 파손되지 않으며, 부피 밀도가 높아 충진율이 최대가 되어 패킹이 우수하여 우수한 전기전도도와 낮은 비저항을 갖는 이점이 있습니다. 이에 반해, 비교예 10은 굽힘강도는 우수하나, 실시예 4에 비해, 공극률이 높으며, 부피밀도가 낮은 문제가 있다. 비교예 11은 실시예 4에 비해, 공극률이 높고, 부피밀도가 낮은 문제가 있다. 특히, 굽힘강도가 낮아 전극봉이 쉽게 파손되는 문제가 있다. Compared to Example 4, it can be confirmed that the photograph taken in Comparative Example 10 has many pores. In addition, based on the photographs taken in Comparative Example 10 and Comparative Example 11, it can be confirmed that the tissue photographed on the electrode surface has a large porosity, and it can be confirmed that it is manufactured in a rougher composition than in Example 4. Specifically, in the case of Example 4, the porosity is 21%, so the bulk density increases, the electrode is not easily damaged due to the excellent bending strength, and the filling rate is maximized due to the high bulk density, resulting in excellent packing. It has the advantage of having electrical conductivity and low resistivity. On the other hand, Comparative Example 10 has excellent flexural strength, but has a problem of high porosity and low bulk density compared to Example 4. Compared to Example 4, Comparative Example 11 has a problem in that the porosity is high and the bulk density is low. In particular, there is a problem that the electrode is easily damaged due to low bending strength.

이와 같이, 실시예 4, 비교예 10, 및 비교예 11를 토대로, 본원 발명의 골재영역 사이즈의 입도 분포가 ⅓D 내지 D 범위인 코크스 입자의 비중이 전체 코크스 조성물 100% 대비 25% 이상인 코크스 조성물을 흑연화함으로써 제조된 전극봉은 공극률이 30% 이하로 낮고, 굽힘강도도 우수하며, 부피 밀도도 높아, 높은 전기전도도와 내열충격성을 갖고 UHP급 전극봉의 제조가 가능한 이점이 있음을 확인하였다.As such, based on Example 4, Comparative Example 10, and Comparative Example 11, a coke composition in which the specific gravity of coke particles having a particle size distribution of the size of the aggregate area in the range of ⅓D to D of the present invention is 25% or more relative to 100% of the total coke composition It was confirmed that the electrode prepared by graphitization has an advantage of having a low porosity of 30% or less, excellent bending strength, and a high bulk density, having high electrical conductivity and thermal shock resistance, and being able to manufacture a UHP class electrode.

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.The present invention is not limited to the above embodiments, but can be manufactured in a variety of different forms, and those skilled in the art to which the present invention pertains may take other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that it can be implemented as. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

Claims (11)

코크스 입자의 최대 입자 사이즈(D)가 포함된 골재사이즈 영역(Main Boundary)을 가지며,
전체 코크스 조성물 비율 100 wt%를 기준으로, 하기 식 1을 만족하는 골재사이즈 영역의 입도 분포를 갖는 상기 코크스 입자 비율이 25 wt% 이상인 코크스 조성물.
[식 1]
⅓D ≤골재사이즈 영역(Main Boundary)의 입도 분포≤ D
([식 1]에서 D는 최대 입자 사이즈로서 D = 5 x 10-2A이고, A는 전극봉의 목표 직경이다)
It has an aggregate size area (Main Boundary) containing the maximum particle size (D) of coke particles,
A coke composition having a particle size distribution in an aggregate size region satisfying Equation 1 below, based on 100 wt% of the total coke composition, wherein the coke particle ratio is 25 wt% or more.
[Equation 1]
⅓D ≤ particle size distribution in the aggregate size area (Main Boundary) ≤ D
(In [Equation 1], D is the maximum particle size, D = 5 x 10 -2 A, and A is the target diameter of the electrode)
 제1 항에 있어서,
상기 코크스 조성물은 석탄계 및 석유계 코크스 입자 중 적어도 하나를 포함하는 코크스 조성물.
According to claim 1,
The coke composition comprises at least one of coal-based and petroleum-based coke particles.
 제1 항에 있어서,
전체 상기 코크스 조성물 100% 중량부 대비, 바인더 핏치 15 내지 35% 중량부를 더 포함하는 코크스 조성물.
According to claim 1,
A coke composition further comprising 15 to 35% by weight of a binder pitch based on 100% by weight of the entire coke composition.
 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항의 코크스 조성물로 제조된 전극봉.
An electrode made of the coke composition of any one of claims 1 to 3.
 제4 항에 있어서,
상기 전극봉은 퍼핑이 1.0 % 이하인 전극봉.
According to claim 4,
The electrode has a puffing of 1.0% or less.
 제4 항에 있어서,
상기 전극봉은 열팽창계수가 1.6 x 10-6/℃ 이하인 전극봉.
According to claim 4,
The electrode has a thermal expansion coefficient of 1.6 x 10 -6 / ° C or less.
 제4 항에 있어서,
상기 전극봉의 공극률은 30% 이하인 전극봉.
According to claim 4,
An electrode having a porosity of 30% or less of the electrode.
 제4 항에 있어서,
상기 전극봉의 굽힘강도는 1,300 N/cm2 이상인 전극봉.
According to claim 4,
The electrode has a bending strength of 1,300 N/cm 2 or more.
 제4 항에 있어서,
상기 전극봉의 부피 밀도는 1.68 g/cm3 이상인 전극봉.
According to claim 4,
The electrode has a bulk density of 1.68 g / cm 3 or more.
 제1 항 내지 제3항 중 어느 한 항의 코크스 조성물에서 생성된 그린 스크랩(Green Scrap).
Green scrap produced from the coke composition according to any one of claims 1 to 3.
 제10 항에 있어서,
상기 그린 스크랩은 최대 입자 크기가 5 mm 이하인 그린 스크랩.

According to claim 10,
The green scrap is a green scrap having a maximum particle size of 5 mm or less.
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Title
고분자 과학과 기술, 제8권 2호, p.155~162(1997.04.30.) *

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