KR20020050084A - 강도가 우수한 성형탄 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 야금용 성형탄에 관한 것으로, 그 목적은 미분탄의 수분과 생석회의 발열반응으로 미분탄의 건조공정을 생략하면서 칼슘당산염 결합의 화학반응에 의해 강도가 우수한 성형탄과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

미분탄과 이 미분탄 100중량부에 대해 생석회:1~5중량부, 당밀:7~15중량부로 조성되는 강도가 우수한 성형탄 그리고,

미분탄 100중량부에 생석회를 1~5중량부 혼합하는 단계,

상기 혼합물을 숙성하는 단계,

상기 숙성된 혼합물에 미분탄 100중량부에 대해 당밀을 7~15중량부 혼합하는 단계,

상기 당밀이 혼합된 혼합물을 교반하는 단계,

상기 교반한 혼합물을 성형탄으로 성형하는 단계를 포함하여 이루어지는 강도가 우수한 성형탄의 제조방법에 관한 것을 그 기술적요지로 한다.

Description

강도가 우수한 성형탄 및 그 제조 방법 {Coal briquette having superior strength and briquetting method thereof}

본 발명은 야금용 성형탄에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미분탄의 수분과 생석회의 발열반응으로 미분탄의 건조공정을 생략하면서 칼슘당산염 결합의 화학반응에 의해 강도가 우수한 성형탄과 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 성형탄은 강도가 우수하여 신제철법인 용융환원제철공정에 적용될 수 있다.

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 포집되며, 과다할 경우 공정내에서 불균형을 초래하여 조업에 문제를 일으키므로 제철공정상 미분탄의 사용은 제한된다. 현재 사용되는 제철용 석탄의 상당량이 약 8mm이하의 미분으로 구성되어 있다.

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.

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 석탄타르 와 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 필요하고 이때 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 피치 결합제의 연화온도 부근이기 때문에 성형탄에 사용된 피치 점결제 등이 다시 연화되어 성형탄에 서로 들러 붙어서 기기력에 의한 대량 취급이 어렵게 된다.

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.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 수분함량조절을 위한 첨가제와 당밀 결합제를 사용하여 건조공정이나 가열공정 없이도 저온안정성이우수하고 강도가 우수하며 대량취급이 용이한 성형탄과 그 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 성형탄 제조공정의 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 2, 5, 10.....빈 3, 6.....믹서혼합기

4......저장호퍼 7.....교반기(kneader)

8......롤프레스

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 성형탄은,

미분탄과 이 미분탄 100중량부에 대해 생석회:1~5중량부, 당밀:7~15중량부로 조성된다.

또한, 본 발명의 성형탄 제조방법은,

미분탄 100중량부에 생석회를 1~5중량부 혼합하는 단계,

상기 혼합물을 숙성하는 단계,

상기 숙성된 혼합물에 미분탄 100중량부에 대해 당밀을 7~15중량부 혼합하는 단계,

상기 당밀이 함유된 혼합물을 교반하는 단계,

상기 교반한 혼합물을 성형탄으로 성형하는 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은 미분탄의 수분을 건조하지 않고 괴상화시키면서도 용융환원제철공정에 적용될 수 있는 높은 강도를 확보하기 위한 방안을 찾던 중에, 수분이 함유된 미분탄과 생석회(CaO)는 다음과 같은 화학반응으로 인하여 소석회(Ca(OH)₂)로 전환되면서 강력한 발열반응으로 인해 미분탄의 수분이 제거되는 것을 확인하였다.

[반응식 1]

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

그리고, 미분탄과 생석회의 원료에 결합제로 당밀을 사용하면, 생석회와 당밀이 칼슘당산염 결합의 화학반응으로 인하여 성형탄의 강도향상과 당밀이 수분에 녹는 것을 방지할 수 있는 것임을 확인하였다. 이러한 본 발명을 성형탄과 그 제조방법으로 구분하여 설명한다.

[성형탄]

본 발명의 성형탄은, ① 미분탄과 이 미분탄 100중량부에 대해 ② 생석회:1∼5중량부, ③ 당밀:7∼15중량부를 포함하여 조성된다.

① 미분탄

본 발명에서 미분탄은 코렉스공정에서 입도규정상 사용되지 못하는 석탄을 원료로 하는데, 통상적으로 코렉스공정에서 약 8mm이상의 석탄을 사용하는 것이 권장되므로 그 이하의 미분탄을 사용한다. 바람직하게는 미분탄을 파쇄하여 약 4mm이하로 사용하는 것이다. 미분탄의 입도가 너무 크면 성형시 가해지는 압력이 커지기 때문에 성형탄에 균열을 일으켜 성형탄의 강도를 떨어뜨릴 가능성이 있다. 보다 바람직하게는 약 4mm이하의 미분탄을 약 80%이상 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서는 미분탄에 수분이 함유되어도 건조공정을 거치지 않고 바로 사용할 수 있는데, 미분탄의 수분함량은 생석회의 배합량과 관계가 있다. 본 발명에서 생석회와의 배합량을 고려할 때 미분탄은 수분함량이 약 6-12% 정도 일 때가 가장 좋다. 미분탄의 수분함량이 너무 적을때에는 생석회와의 화학반응이 충분히 일어나지 못하여 성형탄의 강도가 저하되며, 수분함량이 너무 많아도 성형이 잘 안되고 강도가 떨어져 성형탄의 품질확보가 어렵다.

② 생석회

본 발명에서는 생석회는 미분탄의 수분을 제거하면서 칼슘당산염결합에 의해 성형탄의 강도를 증진시킨다. 생석회(CaO)는 미분탄에 포함된 수분과 상기 반응식 1과 같은 반응에 의해 소석회로 전환되면서 강렬한 발열반응을 일으켜 미분탄의 수분을 제거하는 역할을 한다. 그리고, 당밀과 함께 칼슘당산염 결합의 화학반응으로 인하여 성형탄의 강도향상과 당밀이 수분에 녹는 것을 방지하는 역할을 한다.

본 발명에서 생석회는 약 1mm이하의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 약 1mm이하로서 약 0.3mm이하의 입도가 무게비로 50%이상의 것을 사용한다. 생석회는 입도가 작을수록 비표면적이 넓어 미분탄중의 수분과 반응하여 소석회로의 전환이 유리하다. 입도가 1mm 보다 크고 0.3mm이하의 입도분포가 50% 미만의 경우에는 미분탄중의 수분과 충분한 화학반응을 일으키지 못하게 되어 미반응 생석회가 성형후에도 성형탄내부에 잔존할 가능성이 있다. 성형탄내에 미반응 생석회는 공기중의 수분 등과 접촉하여 화학반응을 일으켜 성형탄의 강도를 저하시킨다.

본 발명에서 생석회는 미분탄 100중량부에 대해 1-5중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 생석회의 함량이 1중량부 미만의 경우에는 수분을 충분히 제거하는 역할을 수행하지 못하며 당밀과의 칼슘당산염 결합을 충분히 발휘하지 못하여 성형탄의 강도가 저하된다. 또한, 생석회의 배합량이 5중량부를 넘으면 성형탄의 물성이 떨어진다.

③ 당밀

본 발명에서 결합제로는 대량 취급이 곤란한 석탄타르나 피치 등의 고체 물질을 사용하지 않는 대신 실온에서 점성을 유지하여 대량 취급이 용이한 당밀을 사용한다. 당밀은 고형분함량이 70~85중량%인 것이 좋다. 당밀에서 고형분 함량이 70중량% 미만의 경우에는 바인더 특성을 나타내는 당 성분이 적고, 수분의 함량이 높아서 성형탄의 강도가 저하될 수 있으며, 고형분 함량이 85중량%를 초과하는 경우에는 당밀의 점도가 높아서 균일 혼합에 문제를 발생할 수도 있다. 당밀의 점도가 높을 경우에는 이를 조절하기 위하여 당밀 무게비의 10%이내 물을 혼합한 희석액을 사용할 수도 있다.

당밀의 배합량은 미분탄 100중량부에 대하여 7∼15중량부 사용하는 것이 바람직하다. 당밀의 첨가량이 7중량부 미만에서는 미분탄 중에 당밀 결합제가 충분하지 못하여 성형탄의 강도에 문제가 생길 수 있으며, 첨가량이 15중량부를 초과하는 경우에는 미분탄과의 혼합시에 부착 등의 장애를 일으킬 수가 있다.

[성형탄의 제조방법]

본 발명자들은 미분탄, 생석회, 당밀로 조성되는 성형탄을 제조할 때 이들 원료의 배합순서와 공정조건에 따라 성형탄의 강도가 영향을 받는다는 사실을 알게 되었다. 이러한 연구에 기초하여 완성된 본 발명을 도 1를 참조하여 공정순서에 따라 설명한다.

[미분탄과 생석회의 혼합과 숙성]

본 발명에서는 먼저 미분탄과 생석회를 혼합한다. 생석회는 미분탄 100중량부에 대해 1~5중량부 혼합한다. 미분탄과 생석회의 혼합은 일반적인 믹서혼합기(Twin Screw방식)를 이용하면 균일혼합을 도모할 수 있어 바람직하다. 이때의 혼합은 약 1~3분 정도면 충분히 균일하게 혼합된다.

상기와 같이 혼합한 다음에는 상기한 반응식 1과 같이 생석회가 소석회로 전환되도록 숙성하는 것이 권장된다. 혼합기에서도 소석회로 전환이 되지만 체류시간이 짧아 제한적일 수 밖에 없다. 따라서, 호퍼와 같은 저장용기에서 장시간 보관하여 반응식 1의 반응을 유도한다. 이때 숙성시간은 약 2분이상에서 2시간이내가 바람직하다. 숙성시간이 2분 미만의 경우에는 미반응 생석회가 잔존하여 성형탄의 강도저하가 우려되며, 숙성시간이 2시간을 초과하는 경우에는 체류시간 증가로 연속생산시 생산량확보에 어려움이 있다.

[1차혼합물과 당밀의 혼합과 교반]

상기한 1차 혼합물에 당밀을 미분탄 100중량부에 대해 7~15중량부 혼합한다. 2차 혼합기도 균일한 혼합을 위해 믹서혼합기를 이용하는 것이 좋다. 2차 혼합기에서 일부 미반응 생석회가 당밀속의 수분과 결합하여 소석회로 전환되며, 칼슘당산염 결합의 화학반응이 일어난다. 그러나, 체류시간이 짧아 칼슘당산염 결합의 화학반응은 제한적일 수 밖에 없다. 2차 혼합기에서 당밀은 분사노즐을 통하여 분무하면 혼합효율을 높일 수 있어 바람직하다.

혼합물의 체류시간을 연장시키면 칼슘당산염 결합의 화학반응에 의한 경화반응이 보다 진전되어 성형탄의 강도가 커진다. 본 발명에서는 이를 위해 2차 혼합물을 일정시간동안 교반하여 칼슘-당산염 화학반응을 진행하도록 한다. 이러한 장시간의 교반은 믹서혼합기 보다는 혼련기의 일종인 니더기( Kneader, 도 1의 (6))에서 행하는 것이 바람직하다.

혼련기인 니더기(6)는 날개가 부착된 중앙 축을 가진 수직 원기둥 모양의 통으로 구성된 것으로, 장입물을 교반시킨다. 따라서, 2차 혼합물을 니더기에서 교반하면칼슘당산염 결합에 의한 경화 효율을 증가시키게 된다. 날개는 축이 회전할 때 혼합물을 저어주는 기능을 가지도록 배열되어 있으며, 니더(6)에서의 혼합물의 수위를 조절함으로써 혼합물의 교반시간을 조절할 수 있다. 본 발명의 실험에 따르면 교반시간이 2분 미만일 경우에는 교반시간이 부족하여 성형탄의 강도가 저하되는 경우가 있고, 교반시간이 50분을 초과할 경우에는 혼합물이 건조되어 성형시 강도가 저하되기도 한다. 따라서, 교반시간 범위는 2분∼50분이 바람직하다.

[성형]

상기와 같이 교반하여 적절하게 경화 효율이 증가된 혼합물은 롤 프레스(7)에서 통상적인 압력으로 가압하여 성형탄을 제조하게 된다. 성형탄을 콤베이어 벨트로 이송할 때 가열건조하지 않고 그대로 상온에서 이송하여 성형탄 빈(9)에 저장한다.

한편, 불만족스러운 성형탄은 켄베이어 벨트(9)상에서 분리되어서 회수 빈(11)을 거쳐 2차 혼합기(6)내의 성형 혼합물로 가도록 계산된 양이 재사용된다.

이와 같이 미분탄 빈(1)으로부터 롤프레스를 거치는 성형탄의 제조공정은 약 6분~3시간 정도 소요된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

3.4mm이하의 미분탄에 수분 함량을 조절하기 위한 생석회를 먼저 균일하게 혼합한후에, 결합제로서 당밀을 균일하게 혼합한 후 실온에서 성형기(Briquetter Roll Press)로 가압하여 직경 63.5mm, 폭 25.4mm 그리고 두께 19.1mm의 베개 모양의 성형탄을 제조하였다. 하기 표 1은 본 발명의 실시예와 이를 비교하기 위한 비교예를 나타낸 것이다.

실험예	3.4mm 이하 의 미분탄(중량부)	첨가제	당 밀첨가량(중량부)
		종 류	사용량(중량부)
발명예1	100	생석회	3	10
발명예2	100	생석회	2	8
비교예1	100	-	-	10
비교예2	100	탄산칼슘	3	10
비교예3	100	소석회	3	10
비교예4	100	생석회	1	6

상기 표 1에서 발명예(1-2)는 미분탄 100중량부에 대하여 2∼3중량부의 생석회를 균일하게 혼합한 후에, 8∼10중량부의 당밀 점결제와 혼합하여 실온에서 가압 성형하여 성형탄을 제조한 것이다.

그리고, 비교예1은 미분탄 100중량부에 대하여 10중량부의 당밀 점결제를 첨가하였다. 비교예2는 미분탄 100중량부에 대하여 3중량부의 탄산칼슘(CaCO₃)를 균일하게 혼합한 후에, 10중량부의 당밀 점결제와 혼합하여 실온에서 가압 성형하여 성형탄을 제조하였다. 비교예 3은 미분탄 100중량부에 대하여 3중량부의 소석회(Ca(OH)₂)를 균일하게 혼합한 후에, 10중량부의 당밀 점결제와 혼합하여 실온에서 가압 성형하여 성형탄을 제조하였다. 비교예 4는 미분탄 100중량부에 대하여 1중량부의 생석회를 균일하게 혼합한 후에, 6중량부의 당밀 점결제와 혼합하여 실온에서 가압 성형하여 성형탄을 제조하였다.

성형탄은 제조된 즉시 낙하강도와 분 발생율을 측정하였다.

낙하강도는 성형탄 약 2Kg을 5M높이에서 철판 위에 4회 자유낙하로 떨어뜨린 후에 10mm 이상 크기의 성형탄 잔존율을 하기 식(1)과 같이 평가하였고, 분 발생율은 6.3mm 이하 크기의 성형탄 비율을 하기식(2)와 같이 평가하였다.

[수학식 1]

[수학식 2]

하기 표 2는 상기 표 1의 각 발명예와 비교예에 따라 제조된 성형탄의 낙하강도를 평가한 것이다.

실험예	낙하강도(%)	분 발생율(%)
발명예1	89.7	8.8
발명예2	80.5	15.5
비교예1	20.0	71.6
비교예2	15.1	75.5
비교예3	69.6	23.3
비교예4	31.9	58.8

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(1-2)의 경우는 낙하강도는 80%이상, 분 발생율은 16%이하로 우수한 강도를 가진 성형탄이 제조되는데 반면에, 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예 1-4의 경우는 상기한 발명예의 경우에 비하여 낙하강도가 떨어지고 분 발생율이 높아져서 성형탄의 강도가 낮음을 알 수 있다.

[실시예 2]

3.4mm이하의 미분탄(호주산:MT.Thorley)에 수분함량을 조절하기 위한 첨가제를 먼저 Muller Mixer에서 1분간 균일하게 혼합한 후에 일정시간 숙성시켰다. 숙성된 혼합물에 바인더로서 당밀을 투입하여 Muller Mixer에서 3분간 혼합한 후에 니더기에서 일정시간 교반시켜 경화효율을 증가시킨 후에 실온에서 롤프레스 성형기(Briquetter Roller Press)를 사용하여 가압하고, 직경 63.5mm, 폭 25.4mm, 두께 19.1mm의 베개모양 성형탄을 제조하였다.

구분	미분탄	첨가제	당밀	첨가제-미분탄 숙성시간(분)	당밀-첨가제-미분탄 혼합물의 교반시간(분)
	사용량(중량부)	수분함량(중량%)	종류			첨가량(중량부)	3mm이하의 함량(중량부)	첨가량(중량부)
발명예1	100	9.7	생석회	3	84	8	10	5
발명예2	100	9.6	생석회	3	78	8	30	5
발명예3	100	9.7	생석회	3	78	8	60	10
발명예4	100	9.1	생석회	3	81	8	5	7
발명예5	100	9.4	생석회	3	60	8	5	12
발명예6	100	8.5	생석회	3	95	8	5	20
발명예7	100	14.5	생석회	3	95	10	10	10
비교예1	100	8.9	생석회	3	78	8	0	5
비교예2	100	8.1	생석회	3	78	8	1	60
비교예3	100	8.7	생석회	3	15	8	10	5
비교예4	100	4.9	생석회	3	78	8	10	5
비교예5	100	8.5	-	-	-	10	0	10
비교예6	100	9.4	소석회	3	100	8	10	5
비교예7	100	8.2	탄산칼슘	3	92	10	1	10
비교예8	100	7.1	생석회	1	95	6	1	10

표 3에서 발명예(1-7)은 미분탄에 생석회를 균일하게 혼합한 다음에 숙성시키고 그 후에 당밀을 혼합한 다음에 니더기에서 교반시킨 다음에 실온에서 가압성형하여 성형탄을 제조한 것이다.

비교예(1)은 미분탄에 생석회를 균일하게 혼합한 다음에 숙성없이 바로 당밀을 혼합하고 니더기에서 교반한 후에 실온에서 가압성형하여 성형탄을 제조한 것이다.

비교예(2)는 미분탄에 생석회를 균일하게 혼합하고 1분간 숙성한 다음에 당밀을 혼합하여 니더기에서 60분간 교반하고 실온에서 가압성형하여 성형탄을 제조한 것이다.

비교예(3)은 0.3mm이하의 입도분포가 무게비로 15%인 생석회를 사용하여 발명예(1)과 같은 방법으로 성형탄을 제조한 것이다.

비교예(4)는 수분함량이 4.9중량%의 미분탄을 사용하여 발명예(1)과 같은 방법으로 성형탄을 제조한 것이다.

비교예(5)는 미분탄에 당밀만 혼합하고 교반기에서 10분간 교반한 다음에 실온에서 가압성형하여 성형탄을 제조한 것이다.

비교예(6)은 미분탄에 소석회를 사용하여 발명예(1)과 같은 방법으로 성형탄을 제조하였다.

비교예(7)은 미분탄에 탄산칼슘을 균일하게 혼합하고 1분간 숙성한 다음 당밀을 혼합하여 니더기에서 10분간 교반한 후에 실온에서 가압성형하여 성형탄을 제조한 것이다.

비교예(8)은 미부탄에 생석회를 균일하게 혼합한 후에 1분간 숙성한 다음 당밀을 혼합하여 니더기에서 교반하여 실온에서 가압성형하여 성형탄을 제조한 것이다.

발명예와 비교예의 낙하강도와 분발생율을 제조직후와 24시간후에 각각 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.

구분	제조직후	24시간 경과후
	낙하강도(%)	분발생율(%)	낙하강도(%)	분발생율(%)
발명예1	97.2	2.6	84.6	11.6
발명예2	95.1	4.1	82.5	13.7
발명예3	94.4	4.5	86.3	10.8
발명예4	95.8	3.7	81.5	14.9
발명예5	95.3	4.1	77.4	18.9
발명예6	88.2	9.3	80.9	17.7
발명예7	94.5	4.3	81.2	13.2
비교예1	91.7	7.0	69.9	23.9
비교예2	69.3	25.0	56.8	37.5
비교예3	72.1	22.4	62.4	31.0
비교예4	55.2	38.3	49.3	42.7
비교예5	20.0	71.6	33.0	58.6
비교예6	73.0	21.6	57.5	35.8
비교예7	15.1	75.5	42.9	47.8
비교예8	31.9	58.8	73.6	21.8

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 발명예(1~7)의 경우는 낙하강도 88%이상, 분발생율 10%이하로 우수한 초기강도를 확보할 수 있었으며, 24시간 경과후에도 낙하강도 77%이상, 분 발생율 19%이하로 양호한 성형탄이 제조되었다.

이에 반해, 비교예(1~7)의 경우는 낙하강도가 떨어지고 분발생율이 높아져서 용융환원로에 사용하기에는 적합하지 않아 품질불량이 성형탄으로 평가되었다.

표 5에는 석탄과 성형탄의 강도 및 분발생율 범위를 나타내었다. 용융환원제철공정에서 실제 조업중 석탄의 낙하강도는 허용범위에 있으며, 그 이하에서는 용선온도 저하등으로 생산성 저하와 조업장애를 일으켜 문제점이 발생한다. 또한, 분 발생에 있어서, 허용범위 이상으로 분이 발생되어 장입되면 용융로내에서 충분히 연소되지 못하고 집진기에서 과다하게 포집되어 조업비용 증가와 공정내에서 악영향을 미치므로 조업이 불안정하게 된다. 단, 성형탄은 분화시 입도가 작아 분발생율의 최적 및 허용범위가 강화된다.

구분	석탄(10~60mm)	성형탄(10~60mm)
낙하강도(%)	최적범위	80이상	80이상
	허용범위	70이상	70이상
분발생율(%)	최적범위	10이하	5이하
	허용범위	25이하	20이하

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 신 제철공법인 파이넥스(FINEX) 및 코렉스(COREX)공정에서 요구하는 최적강도를 확보할 수 있는 성형탄을 제공할 수 있으며, 이에 따라 신제철공법인 파이넥스(FINEX) 및 코렉스(COREX)공정의 경쟁력을 향상시키는 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 미분탄과 이 미분탄 100중량부에 대해 생석회:1~5중량부, 당밀:7~15중량부로 조성되는 강도가 우수한 성형탄.
2. 제 1항에 있어서, 상기 성형탄은 낙하강도가 70%이상이고, 분발생율이 20%이하로 용융환원제철공정에 적용되는 것을 특징으로 하는 강도가 우수한 성형탄.
3. 미분탄 100중량부에 생석회를 1~5중량부 혼합하는 단계,

   상기 혼합물을 숙성하는 단계,

   상기 숙성된 혼합물에 미분탄 100중량부에 대해 당밀을 7~15중량부 혼합하는 단계,

   상기 당밀이 함유된 혼합물을 교반하는 단계,

   상기 교반한 혼합물을 성형탄으로 성형하는 단계를 포함하여 이루어지는 강도가 우수한 성형탄의 제조방법.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 미분탄은 수분함량이 6~15%임을 특징으로 하는 강도가 우수한 성형탄의 제조방법.
5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 생석회는 1mm이하로서 0.3mm이하의 입도가 50중량%이상임을 특징으로 하는 강도가 우수한 성형탄.
6. 제 3항에 있어서, 상기 숙성은 2분~2시간 동안 행하여 생석회를 소석회로 전화하는 것을 특징으로 하는 강도가 우수한 성형탄의 제조방법.
7. 제 3항에 있어서, 상기 교반은 2~50분 동안 행하여 혼합물의 경화율을 높이는 것을 특징으로 하는 강도가 우수한 성형탄의 제조방법.
8. 제 3항에 있어서, 상기 성형은 가압성형후에 가열건조공정을 생략하는 것을 특징으로 하는 강도가 우수한 성형탄의 제조방법.