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KR101842165B1 - 시편 제조용 몰드 - Google Patents

시편 제조용 몰드 Download PDF

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KR101842165B1
KR101842165B1 KR1020160143397A KR20160143397A KR101842165B1 KR 101842165 B1 KR101842165 B1 KR 101842165B1 KR 1020160143397 A KR1020160143397 A KR 1020160143397A KR 20160143397 A KR20160143397 A KR 20160143397A KR 101842165 B1 KR101842165 B1 KR 101842165B1
Authority
KR
South Korea
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housing
coal
cavity
gas discharge
mold
Prior art date
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Active
Application number
KR1020160143397A
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English (en)
Inventor
김종필
서승국
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising

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Abstract

본 발명은 석탄 성형체를 건류시키기 위해 제공되는 시편 제조용 몰드에 관한 것으로서, 내부에 캐비티가 형성되게 맞닿도록 배치되는 좌측하우징과 우측하우징을 포함하는 하우징; 및 상기 좌측하우징과 상기 우측하우징을 고정하는 홀더를 포함하며, 상기 캐비티가 외부와 연통되게 상기 하우징에 가스배출로가 형성될 수 있다. 이에 따라, 석탄 성형체의 팽창시 열에 의한 변형을 방지하면서도 열전도가 우수하다.

Description

시편 제조용 몰드{Mold for manufacturing specimen}
본 발명은 시편 제조용 몰드에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 코크스 압축강도 측정용 시편을 제조함에 있어서, 석탄 성형체를 건류시키기 위해 제공되는 시편 제조용 몰드에 관한 것이다.
일반적인 코크스의 제조과정 다음과 같다. 야드에 입하된 원료탄을 리클레이머 장비를 이용하여 불출하고 컨베이어 벨트를 이용하여 수송한다. 크랴샤 설비를 통과시켜 적정 입도로 파쇄하고 CMCP(Coal Moisture Control Process) 설비를 이용하여 적당한 수분을 갖도록 조절한 후에 탄종 간에 일정비율로 혼합하여 코크스 오븐에서 일정시간 동안 건류시킨 후에 압출한다. 여기에서 압출된 산출물이 코크스이다.
양질의 코크스를 얻기 위해서는 상기에서 기술한 바와 같이 최적의 입도와 수분 그리고 코크스 오븐의 조업상태가 요구된다. 위와 같이 제조된 코크스의 품질평가는 냉간강도 분석법에 의해서 이루어지며, 이 냉간강도(Drum Index, DI)는 코크스 강도로서 대표성을 가진다.
코크스의 냉간강도를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 대표적으로 유럽의 MICUM, JIS 규격의 Drum Index, 미국의 ASTM 법이 있다.
또한, 각 방법으로 코크스의 냉간강도 평가시 코크스 20kg 이상이 필요하다. 코크스 20kg을 회수하기 위해서는 약 30kg 이상의 석탄으로 코크스를 제조해야 가능하며, 많은 에너지와 시간이 필요하다.
즉, 냉간강도 분석결과는 파쇄를 거친 원료탄을 코크스 오븐에 장입하고 정해진 시간동안 건류한 후에 고로에서 사용될 시점 때까지(약44시간)는 결과를 알 수가 없으므로 장시간 동안의 실제 조업과정에서 코크스 품질 변동 시에 원인분석이 어렵고, 원료탄 배합 및 오븐 조업 변경에 대한 대처 능력이 떨어져 코크스 품질 관리에 많은 어려움이 있다.
예컨데, 코크스의 냉간강도는 드럼(Drum)에 코크스를 10kg 장입하여 150회전후 15mm 이상의 코크스의 회수율로 판단한다. 이를 위하여 코크스를 제조해야하고, 제조후 소화작업, 안정화를 위한 셔터 테스트(shutter test) 및 입도별로 분류한다. 입도 분류된 코크스는 드럼(Drum)에 장입 전 입도 발생율에 따라 10kg의 샘플을 제조하게 되고, 제조된 코크스로 냉간 강도를 측정하게 된다. 총 2회의 드럼(Drum) 강도를 측정하게 되며, 적어도 20kg의 코크스가 필요하다. 25mm 이상의 괴코크스 수율을 60%로 가정한다면 약 34kg의 석탄이 필요하고, 탄중온도가 1000℃ 되도록 건류하기 위한 열원이 필요하며, 7시간 이상의 건류 시간이 필요하다.
그리고, 다공성이고 취성이 있는 세라믹 재료는 물리적으로 압착하여 강도를 측정한다. 강도 측정 장치로 파괴될때까지 힘을 가하여 압축 강도를 측정한다.
이와 같이 코크스 냉간강도를 측정하기 위해서는 많은 시간, 에너지, 인력 등이 필요하고, 복잡한 공정이라 할 수 있다. 따라서 이를 간소화하고 비교적 쉽게 강도를 얻기 위한 방법이 필요하다.
따라서, 제조된 코크스의 입도 분포를 측정하여 각 입도별 발생비로 냉간강도 측정용 시편을 제조한다. 이는, 코크스의 냉간강도를 측정하기까지 많은 시간과 인력, 에너지가 필요하고, 공정이 복잡하기 때문에 이를 대체하기 위한 냉간강도 측정 방법이 필요한 실정을 고려하기 때문이다.
코크스에 물리적 힘을 가하여 냉간강도 측정용 시편을 제조하는 방법으로, 세라믹 재료의 물리적 강도를 측정하는 방법을 적용할 수 있다.
시편을 제조하는 방법에는 크게 두 가지 방법이 제공될 수 있다.
첫째, 제조된 코크스 덩어리를 컷팅(cutting) 및 연마 등의 방법으로 제조하는 방법, 둘째, 석탄 성형 후 형상을 유지하면서 열을 가하여 코크스를 제조하는 방법이다.
첫째 방법의 경우, 40~45%의 높은 기공율과 잘 깨지는 성질이 있기 때문에 가공이 힘들며, 시편의 수율이 현저히 낮은 단점이 있다.
두 번째 방법의 경우, 석탄의 특성을 반영한 몰드를 개발한다면 비교적 수월하게 시편을 제조할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 코크스 압축강도 측정용 시편을 제조함에 있어서, 석탄 성형체를 건류시키기 위해 흑연 재질로 형성된 시편 제조용 몰드를 제공한다.
또한, 상기 석탄 성형체의 건류시 발생되는 가스가 쉽게 빠져나갈 수 있도록 가스배출로가 형성된 시편 제조용 몰드를 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 석탄 성형체를 건류시키기 위해 제공되는 시편 제조용 몰드에 있어서, 내부에 캐비티가 형성되게 맞닿도록 배치되는 좌측하우징과 우측하우징을 포함하는 하우징; 및 상기 좌측하우징과 상기 우측하우징을 고정하는 홀더를 포함하며, 상기 캐비티가 외부와 연통되게 상기 하우징에 가스배출로가 형성된 시편 제조용 몰드에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 하우징 및 상기 홀더는 흑연 재질로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 캐비티에는 원기둥 형상의 상기 석탄 성형체가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 가스배출로는 상기 캐비티의 길이방향을 기준으로 상기 하우징의 일측과 타측에 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스배출로는 상기 길이방향을 따라 하우징의 중심을 지나는 가상의 선(C)를 기준으로 원주방향을 따라 복수 개가 상호 이격되게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 캐비티는 원기둥 형상의 원주부; 및 상기 원주부의 양측에 형성되는 반구 형상의 반구부를 포함하며, 상기 가스배출로는 상기 반구부가 외부와 연통되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 원주부에는 상기 석탄 성형체가 배치되며, 상기 석탄 성형체의 직경(D1)은 상기 원주부의 직경(D2)보다 작은 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 석탄 성형체의 길이(L1)는 상기 원주부의 길이(L2)보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 시편 제조용 몰드는 석탄 성형체를 건류시키기 위해 흑연 재질로 형성되기 때문에, 석탄 성형체의 팽창시 열에 의한 변형을 방지하면서도 열전도가 우수하다.
또한, 상기 시편 제조용 몰드는 가스배출로를 구비하여 상기 석탄 성형체의 건류시 발생되는 가스가 쉽게 빠져나갈 수 있게 한다. 즉, 가스배출로를 통해 건류시 상기 석탄 성형체에서 발생하는 가스가 배출될 수 있다.
즉, 흑연 재질로 형성되는 시편 제조용 몰드를 이용하여 코크스 압축강도 측정용 시편을 제조하기 때문에, 많은 양의 석탄, 시간, 에너지 및 복잡한 공정을 단순화 시킬 수 있어, 품질 예측시 신속한 대응을 할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 시편 제조용 몰드를 나타내는 사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 시편 제조용 몰드를 나타내는 분해사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 시편 제조용 몰드를 나타내는 측면도이고,
도 4는 도 1의 A-A선을 나타내는 단면도이고,
도 5는 실시예에 따른 시편 제조용 몰드의 좌측하우징 또는 우측하우징을 나타내는 사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 시편 제조용 몰드의 좌측하우징 또는 우측하우징을 나타내는 정면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
석탄은 가열하게 되면 350~500℃ 범위에서 연화용융 현상이 일어나게 된다. 물리적 용융은 석탄의 연화 과정에서 일어나는 주된 현상이며, 그 후로 열분해 과정을 거치면서 용융 팽창이 일어나고 휘발분이 빠져나가면서 최종적으로 코크스로 남게 된다. 이때, 석탄의 팽창은 가스 발생에 의해서 촉진되는데 석탄 용융물 내에서 발생된 휘발분이 쉽게 빠져나올 수 없는 경우에 용융물을 부풀리는 현상을 일으키기 때문이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 시편 제조용 몰드(1)는 석탄 성형체(2)가 부풀어 오를 때 이를 제어하기 위한 공간과 석탄 성형체(2)에서 발생된 가스(gas)가 외부로 빠져나갈 수 있는 유로를 제공하여 코크스 압축 강도 측정용 시편을 용이하게 제조할 수 있게 한다.
한편, 상기 시편 제조용 몰드(1)는 흑연 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 시편 제조용 몰드(1)는 불활성 분위기에서 2,000℃ 이상의 온도를 견딜 수 있으며 열변형이 없고, 특히 열전도가 뛰어난 장점이 있다.
즉, 흑연 재질로 제조되는 상기 시편 제조용 몰드(1)는 열에 의한 변형을 방지하면서도 열전도가 우수하다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 살펴보면, 상기 시편 제조용 몰드(1)는 건류공정시 내부에 석탄 성형체(2)가 배치되는 하우징(100) 및 홀더(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하우징(100)은 좌측하우징(200)과 우측하우징(300) 각각의 일측이 서로 맞닿아 형성될 수 있다.
석탄 성형체(2)는 현장에서 사용되는 배합탄과 유사하게 수분 조절(건조 및 첨가) 및 입도 조절된 석탄을 이용하여 제조할 수 있다. 물론, 현장에서 준비된 배합탄을 채취하여 제조할 수도 있다. 이때, 석탄의 수분은 9% 정도이며, 입도는 -3mm(3mm 이하)의 분율이 80±2% 정도이다.
그리고, 석탄 성형체(2)의 제조시, 상기 석탄이 주형에 장입되는 장입밀도가 약 740kg/m3이 되도록 성형하중은 조절될 수 있다. 예컨데, 상기 장입 밀도는 740kg/m3±10이 바람직하다.
또한, 상기 석탄 성형체(2)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 예를들어, 상기 석탄 성형체(2)의 직경(D1)과 길이(L1)의 비율은 1:1.4~1.6일 수 있다. 바람직하게, 상기 석탄 성형체(2)의 직경(D1)과 길이(L1)의 비율은 1:1.5가 될 수 있다.
하우징(100)은 석탄 성형체(2)가 건류시 팽창에 따라 필요로 하는 공간인 캐비티(110)를 제공한다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 캐비티(110)가 외부와 연통되게 형성된 가스배출로(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 하우징(100)은 흑연 재질로 형성될 수 있다.
캐비티(110)에는 석탄 성형체(2)가 배치될 수 있다. 여기서, 캐비티(110)는 석탄 성형체(2)가 건류됨에 따라 석탄 성형체(2)가 부풀어 오를 때 이를 제어하기 위한 공간이다.
석탄 성형체(2)는 350~500℃ 영역에서 연화용융 현상이 발생하고, 이때 치수가 변하게 된다. 그러나, 석탄 성형체(2)의 치수 변화시 팽창압이 발생하더라도, 하우징(100)의 캐비티(110)는 석탄 성형체(2)의 팽창을 억제하게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 살펴보면, 캐비티(110)는 원기둥 형상의 원주부(111) 및 원주부(111)의 양측에 형성되는 반구 형상의 반구부(112)를 포함할 수 있다.
원주부(111)에는 원기둥 형상의 석탄 성형체(2)가 배치될 수 있다.
그리고, 원주부(111)는 소정의 직경(D2)과 길이(L2)를 갖는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 석탄 성형체(2)의 직경(D1)은 원주부(111)의 직경(D2)보다 작게 형성되기 때문에, 석탄 성형체(2)는 용이하게 원주부(111)에 배치될 수 있다.
또한, 원주부(111)의 직경(D2)과 석탄 성형체(2)의 직경(D1) 사이에 직경차(D2-D1)가 발생하기 때문에, 석탄 성형체(2)의 건류시 석탄 성형체(2)가 부풀어 오르더라도 상기 직경차(D2-D1)에 의해 원주부(111)는 팽창 여유 공간을 제공할 수 있다.
또한, 석탄 성형체(2)의 건류시 발생하는 가스 또한 상기 직경차(D2-D1)에 의한 틈새를 통해 반구부(112)측으로 이동할 수 있다.
다만, 석탄 성형체(2)가 팽창하더라도 석탄 성형체(2)는 원주부(111)의 직경(D2) 이상으로 팽창할 수 없다. 즉, 원주부(111)의 직경(D2)은 석탄 성형체(2)가 반지름 방향으로 원주부(111)의 직경(D2) 이상 팽창하는 것을 억제한다.
또한, 석탄 성형체(2)의 길이(L1)는 원주부(111)의 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 석탄 성형체(2)가 길이 방향(C: 석탄 성형체의 축방향)으로 팽창하더라도 원주부(111)의 길이(L2)를 통해 원주부(111)는 팽창 여유 공간을 제공할 수 있다.
반구부(112)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 원주부(111)의 양측에 배치될 수 있다.
반구부(112)는 반구 형상으로 형성될 수 있다. 예컨데, 반구부(112)는 가상의 점(C1)을 기준으로 소정의 곡률(R)을 갖도록 형성될 수 있다.
외력 또는 상기 시편 제조용 몰드(1)의 배치에 의해 석탄 성형체(2)가 이동할 때, 반구부(112)는 석탄 성형체(2)에 의해 가스배출로(120)가 막히는 것을 방지할 수 있다. 이때, 가스배출로(120)의 일측은 반구부(112)와 연통되게 배치될 수 있다. 그리고, 가스배출로(120)의 타측은 외부와 연통될 수 있다.
또한, 석탄 성형체(2)가 팽창하더라도, 반구부(112)는 석탄 성형체(2)에 의해 가스배출로(120)가 막히는 것을 방지할 수 있다.
가스배출로(120)는 건류에 따라 석탄 성형체(2)에서 발생된 가스(gas)가 외부로 빠져나갈 수 있는 유로로 제공될 수 있다.
가스배출로(120)는 캐비티(110)와 외부가 연통될 수 있도록 하우징(100)에 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가스배출로(120)는 캐비티(110)의 길이방향을 기준으로 하우징(100)의 일측과 타측에 각각 형성될 수 있다. 바람직하게, 가스배출로(120)는 반구부(112)와 연통되게 배치될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하여 살펴보면, 가스배출로(120)는 하우징(100)의 중심을 지나는 가상의 선(C)을 기준으로 원주방향을 따라 복수 개가 상호 이격되게 배치될 수 있다. 여기서, 가상의 선(C)은 석탄 성형체(2)의 중심을 지나는 길이 방향의 선이거나 캐비티(110)의 중심을 지나는 길이 방향의 선일 수 있다.
복수 개의 가스배출로(120) 각각은 소정의 직경(φ)으로 형성될 수 있다. 여기서, 원주부(111)의 직경(D2)이 10.6mm 일 때, 상기 직경(φ)은 2.5mm일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수 개의 가스배출로(120) 각각의 중심 잇는 가상의 원은 소정의 반지름(r)을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 반지름(r)은 원주부(111)의 직경(D2)의 1/2일 수 있다.
따라서, 석탄 성형체(2)가 길이방향으로 팽창하더라도 소정의 반지름(r)을 따라 배치되는 가스배출로(120)는 석탄 성형체(2)에 의해 차단되는 것이 방지될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 시편 제조용 몰드의 좌측하우징 또는 우측하우징을 나타내는 사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 시편 제조용 몰드의 좌측하우징 또는 우측하우징을 나타내는 정면도이다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 좌측하우징(200)과 우측하우징(300)에 의해 형성되는 하우징(100)에 대해 살펴보기로 한다. 여기서, 좌측하우징(200)과 우측하우징(300)은 상호 대칭되는 형상으로 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 좌측하우징(200)과 우측하우징(300)이 맞닿도록 배치되어 하우징(100)이 형성될 수 있다.
즉, 하우징(100)은 석탄 성형체(2)의 장입을 용이하게 하기 위해 좌측하우징(200)과 우측하우징(300)을 포함할 수 있다.
좌측하우징(200)은 좌측하우징 본체(210)와 좌측하우징 본체(210)의 일측에 형성된 제1 홈(220)을 포함할 수 있다. 그리고, 좌측하우징 본체(210)에는 제1 홈(220)과 외부가 연통되게 형성되는 가스배출로(120)가 배치될 수 있다.
우측하우징(300)은 우측하우징 본체(310)와 좌측하우징 본체(310)의 일측에 형성된 제2 홈(320)을 포함할 수 있다. 그리고, 우측하우징 본체(310)에는 제2 홈(320)과 외부가 연통되게 형성되는 가스배출로(120)가 배치될 수 있다.
따라서, 제1 홈(220)과 제2 홈(320)이 마주보게 배치되어 상술 된 캐비티(110)가 형성될 수 있다.
즉, 하우징(100)은 서로 맞닿도록 배치되는 좌측하우징(200)과 우측하우징(300)을 구비하기 때문에, 하우징(100)의 내부에 형성된 캐비티(110)에 석탄 성형체(2)를 용이하게 배치할 수 있다.
홀더(400)는 내부에 석탄 성형체(2)가 배치되는 좌측하우징(200)과 우측하우징(300)을 고정할 수 있다. 즉, 홀더(400)는 석탄 성형체(2)의 건류 공정시 팽창에 의해 하우징(100)이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 홀더(400)는 흑연 재질로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 홀더(400)는 수평 플레이트(410)와 수평 플레이트(410)의 양측에서 수직 방향으로 돌출되게 형성된 수직 플레이트(420)를 포함할 수 있다. 예컨데, 홀더(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, ㄷ자 형상으로 형성될 수 있다.
수평 플레이트(410)는 하우징(100)의 하부를 지지할 수 있다.
수직 플레이트(420)는 양측에서 수직 방향으로 돌출되게 형성되기 때문에, 수직 플레이트(420)의 사이에는 좌측하우징(200)과 우측하우징(300)이 배치될 수 있다. 따라서, 수직 플레이트(420)는 하우징(100)의 양측을 고정하여 석탄 성형체(2)의 건류 공정시 팽창에 의해 하우징(100)이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, ㄷ자 형상의 홀더(400)는 가스배출로(120)를 차단하지 않은 상태에서 하우징(100)을 고정할 수 있다.
본 발명의 홀더(400)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(100)의 하부와 측면을 고정하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 홀더(400)를 하우징(100)의 상부에 더 배치하여 하우징(100)의 상부와 측면을 고정할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 시편 제조용 몰드(1)는 석탄 성형체(2)가 내부에 배치된 상태로 건류 조건에 맞게 건류될 수 있다.
석탄 성형체(2)가 내부에 배치된 상기 시편 제조용 몰드(1)는 상용 코크스와 유사한 열이력을 받게 하기 위해 상온에서 2℃/min의 승온속도로 1000℃까지 가열될 수 있다. 그리고, 상기 시편 제조용 몰드(1)는 1000℃ 도달 후 안정화를 위해 약 30분 정도 유지하며, 유지후 질소(N2) 분위기에서 냉각될 수 있다.
다만, 건류 공정이 완료된 석탄 성형체(2)는 압축 강도를 측정하기 위해 건류 공정이 완료된 상태로 사용되기 어렵다.
따라서, 원기둥 형상의 석탄 성형체(2)의 양 끝단을 컷팅한 후 샌드 페이퍼로 연마하게 된다.
그리고 나서, 압축강도 측정장치(미도시)에 연마된 석탄 성형체(2)를 안착한 후, 압입자인 크로스 헤드(cross head)의 스피드(speed)를 0.1mm/min으로 제어하여 연마된 석탄 성형체(2)의 압축강도를 측정한다. 다만, 크로스 헤드(cross head)의 스피드는 드럼 인덱스(DI)와의 상관관계 도출시 변동될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 시편 제조용 몰드 2 : 석탄 성형체
100 : 하우징 110 : 캐비티
111 : 원주부 112 : 반구부
120 : 가스배출로
200 : 좌측하우징 220 : 제1 홈
300 : 우측하우징 320 : 제2 홈
400 : 홀더 410 : 수평 플레이트
420 : 수직 플레이트

Claims (8)

  1. 석탄을 이용하여 제조되는 석탄 성형체를 건류시키기 위해 제공되는 시편 제조용 몰드에 있어서,
    내부에 캐비티가 형성되게 맞닿도록 배치되는 좌측하우징과 우측하우징을 포함하는 하우징; 및
    상기 좌측하우징과 상기 우측하우징을 고정하는 홀더를 포함하며,
    상기 캐비티가 외부와 연통되게 상기 하우징에 가스배출로가 형성되고,
    가열에 의한 상기 석탄 성형체의 건류시,
    상기 하우징은 상기 캐비티에 배치되는 상기 석탄 성형체의 팽창을 억제하는 시편 제조용 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 홀더는 흑연 재질로 형성되는 시편 제조용 몰드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티에는 원기둥 형상의 상기 석탄 성형체가 배치되는 시편 제조용 몰드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스배출로는 상기 캐비티의 길이방향을 기준으로 상기 하우징의 일측과 타측에 각각 형성되는 시편 제조용 몰드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가스배출로는 상기 길이방향을 따라 하우징의 중심을 지나는 가상의 선(C)를 기준으로 원주방향을 따라 복수 개가 상호 이격되게 배치되는 시편 제조용 몰드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캐비티는
    원기둥 형상의 원주부; 및
    상기 원주부의 양측에 형성되는 반구부를 포함하며,
    상기 가스배출로의 일측은 상기 반구부와 연통되게 배치되며,
    상기 반구부는 소정의 곡률(R)을 갖도록 반구 형상으로 형성되는 시편 제조용 몰드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 석탄 성형체는 상기 반구부에 의해 상기 가스배출로의 일측과 이격되게 상기 원주부에 배치되며,
    상기 석탄 성형체의 직경(D1)은 상기 원주부의 직경(D2)보다 작은 시편 제조용 몰드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 석탄 성형체의 길이(L1)는 상기 원주부의 길이(L2)보다 작은 시편 제조용 몰드.
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