KR100400416B1

KR100400416B1 - 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법

Info

Publication number: KR100400416B1
Application number: KR10-1999-0021829A
Authority: KR
Inventors: 김갑열; 조봉래; 김재식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2003-10-04
Also published as: KR20010002165A

Abstract

본 발명은 제철소에서 용선을 제조하는 고로공정의 시크너 슬러지 중에 포함되어 있는 아연성분을 분리하여 폐기물을 재활용할 수 있도록 하는 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법에 관한 것으로, 고로가스를 처리하는 시크너 폰드(5)에 저장된 슬러리로부터 저아연 슬러지를 분리하는 방법에 있어서, 슬러리펌프(6)를 통해 상기 슬러리를 구동모터(8)에 의해 구동되는 교반날개(9)가 설치된 교반탱크(7)에 공급하여 교반시키면서 유량계(10)를 통해 희석수 자동밸브(11)를 제어하여 상기 교반탱크(7) 내에서의 슬러리 농도를 제어하는 과정과, 상기 교반탱크(7)로부터 슬러리를 하이드로 사이클론(12)에 공급하되, 압력 컨트롤밸브(16)를 통해 압력을 제어하고, 비중차에 의한 원심분리방식으로 저아연 슬러지는 상기 하이드로 사이클론(12) 하부의 턴디시(15)에 포집하고, 고아연 슬러지는 저장조(17)로 배출하여 고아연 슬러지와 저아연 슬러지로 분리하는 과정과, 상기 턴디시(15)에 포집된 습한 저아연 슬러지를 진공을 이용한 드럼필터(19)가 설치된 드럼필터 교반조(18)에 공급하고, 진공펌프(30)를 구동하여 습한 저아연 슬러지로부터 건조한 저아연 슬러지를 생성하는 과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법{LAW Zn SLUGE SEPARATING APPARATUS OF FURNACE THICKER}

본 발명은 제철소에서 용선을 제조하는 고로공정의 시크너 슬러지 중에 포함되어 있는 아연성분을 분리하여 폐기물을 재활용할 수 있도록 하는 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서의 용선제조과정에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 고로(1) 상부의 장입물 호퍼로부터 연료인 코크스와 원료인 철광석 및 부원료를 투입하고, 고로(1) 하부의 34개의 풍구(2)를 통해 고온의 열풍(대략 1200℃)을 공급함으로서 환원반응을 통해 고로가스가 발생된다.

이렇게 발생된 고로가스는 상부의 연결배관을 통해 더스트 캐쳐(dust catcher) 등의 건식집진기(3)를 통과하면서 입자가 굵은 더스트는 중력 침강에 의해 하부에 누적시키고, 일부 미립 더스트는 다시 연결배관을 통해 비숍 스크러버 등의 습식제진기(4)에 가스와 함께 유입되어 분사되는 다량의 집진수에 의해 세정함으로서 연료로서 재사용되는 청정작업을 거치게 된다.

위의 과정에서 습식제진기에 분사되는 미스트를 포함한 집진수는 배출구를 통해 2개의 대용량의 시크너 폰드(5; thicker pond)에 유입시키고, 침강제를 투입하여 집진수 중에 포함된 더스트를 하부에 침전시키게 된다. 이렇게 침전된 더스트는 슬러리 상태로 농축되어 일시 저장시키게 되고, 농축된 슬러리는 슬러지 언더플로우 펌프를 통해 교반조의 내부에 유입되고, 상기 교반조는 중공형 샤프트에 체결된 드럼필터에 진공압력을 걸어줄 수 있도록 제작되어 있다.

이 교반조의 드럼필터를 회전시키면서 진공압력을 걸어 주면, 슬러리는 드럼필터의 표면에서 탈수되어 습기가 없는 건 슬러지 케이크화 되고, 이를 하부의 처리대에 낙하 누적시키게 된다.

그러나, 고로가스 중의 더스트를 습식제진하는 과정에서 발생되는 슬러지에는 유효성분(Fe 40%, C 30%)이 다량으로 함유되어 있기 때문에, 상기 건 슬러지를 케이크화하여 약 30% 정도는 고로의 용선 원료로 재사용하기 위하여 콜드 펠렛(cold bonded pellet)으로 제조하고, 남은 70% 정도는 고형화하여 매립장에 매립하게 된다.

그러나, 상기 건 슬러지에는 아연 성분이 일반적인 소결광보다 약 146배 정도 많은 1.2 내지 1.5% 함유되어 있기 때문에, 사전 처리없이 고로의 용선 원료로 재사용할 경우에는 고로 내부의 연화융착대 부근에서 아연 증기가 발생되어 고로 내부의 400-900℃ 온도부에서 수지상 형태의 부착물이 로 상부측의 내벽부에 형성되는 문제가 발생된다.

이와 같은 로 내벽부의 부착물 형성은 고른 장입물 분포를 방해하고, 로 내부의 가스흐름의 불균형, 장입물의 강하 불안정 등으로 인해서 장입물의 슬립, 드롭 현상 등이 발생되어 용선의 제조비가 증가함은 물론 생산성의 저하를 가져오는 중대한 문제점을 야기하게 된다.

이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 본 발명은, 고로 시크너에서 발생되는 슬러리 중에 포함되어 있는 아연 성분을 분리하여 저아연 슬러지만을 고로에 재활용할 수 있도록 함으로써, 연화융착대 부근에서 아연 증기가 발생되는 것을 방지하고, 고로 내벽부에 수지상의 부착물 발생을 억제하여 로내부의 장입물 분포의 균일화를 도모하여 노황의 안정을 통한 용선의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 고로공정에서 시크너 슬러지의 발생 및 저아연 슬러지의 분리과정을 나타낸 개략적 설명도,

도 2는 본 발명에 사용되는 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리장치를 나타낸 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

5 : 시크너 폰드 6 : 슬러리펌프

7 : 교반탱크 8 : 구동모터

9 : 교반날개 10 : 유량계

11 : 희석수 자동밸브 12 : 하이드로 사이클론

15 : 턴디쉬 16 : 압력 컨트롤밸브

17 : 저장조 18 : 드럼필터 교반조

19 : 드럼필터 30 : 진공펌프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법은, 고로가스를 처리하는 시크너 폰드(5)에 저장된 슬러리로부터 저아연 슬러지를 분리하는 방법에 있어서, 슬러리펌프(6)를 통해 상기 슬러리를 구동모터(8)에 의해 구동되는 교반날개(9)가 설치된 교반탱크(7)에 공급하여 교반시키면서 유량계(10)를 통해 희석수 자동밸브(11)를 제어하여 상기 교반탱크(7) 내에서의 슬러리 농도를 제어하는 과정과, 상기 교반탱크(7)로부터 슬러리를 하이드로 사이클론(12)에 공급하되, 압력 컨트롤밸브(16)를 통해 압력을 제어하고, 비중차에 의한 원심분리방식으로 저아연 슬러지는 상기 하이드로 사이클론(12) 하부의 턴디시(15)에 포집하고, 고아연 슬러지는 저장조(17)로 배출하여 고아연 슬러지와 저아연 슬러지로 분리하는 과정과, 상기 턴디시(15)에 포집된 습한 저아연 슬러지를 진공을 이용한 드럼필터(19)가 설치된 드럼필터 교반조(18)에 공급하고, 진공펌프(30)를 구동하여 습한 저아연 슬러지로부터 건조한 저아연 슬러지를 생성하는 과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법에 대하여 상세히 설명한다. 고로 집진수를 처리하기 위한 시크너에는 2개의 대형 폰드(5)가 연결 설치되어 있으나, 설명의 편의를 위하여 하나의 폰드(5)로부터 저아연 슬러지를 분리하는 과정에 대하여 설명한다.

우선 시크너 폰드(5)에 농축 저장되어 있는 슬러리를 슬러리펌프(6)를 구동하여 교반탱크(7)로 유입하고, 구동모터(8)에 의해 구동되는 교반날개(9)를 구동하여 침전되지 않도록 한다. 이 상태에서 슬러리의 농도를 조절하기 위하여 상기 교반탱크(7)의 일측면에 설치된 슬러리농도계(10) 및 희석수 공급배관에 설치된 희석수유량계와 연결된 제어패널에서의 제어에 따라 희석수 유량제어밸브(11)를 개폐제어하여 고아연 슬러지와 저아연 슬러지가 가장 잘 분리될 수 있는 농도로 조절한다.

또한, 상기 교반탱크(7)의 일측방에는 위의 슬러리 농도제어과정에서 제어가 불가능할 경우에 외부로 물과 혼합된 슬러리가 누출되지 않도록 하기 위하여 오버플로우배관을 설치하되, 일정수두 이상시에는 자연배출되도록 경사각을 주어 설치한다.

다음 상기 교반탱크(7)에 연결되어 있는 슬러리공급펌프에는 수평배관에서 일정 수두(대략 12m) 정도의 수직관을 설치하여 하이드로 사이클론(12)에서 저아연슬러리가 낙차에 의해 자동으로 하부의 드럼필터 교반조(18)에 유입되도록 한다. 이 수직관을 통하여 슬러리를 하이드로 사이클론(12)의 분급조에 공급하되, 분리작업이 잘 이루어지도록 일정한 압력, 예를 들어 1.2-1.4kg/㎤을 유지하도록 하기 위하여 연결배관에는 압력제어밸브(16)를 설치하여 압력을 제어할 수 있도록 한다.

이 분급조의 외측으로는 원주방향으로 60도의 간격을 두고 공급된 슬러리의 유속과 원심력을 이용하여 고아연 슬러리와 저아연 슬러리를 비중차에 의해 분리할 수 있는 하이드로 사이클론(12) 6개 1세트가 설치되어 있고, 이 각각의 하이드로사이클론(12)에는 비중이 가벼운 고아연 슬러리를 분리하여 수거할 수 있도록 각각 고아연 슬러리 배출관(13)이 설치되고, 이 배출관(13)의 하부에는 원통형의 포집조(14)가 설치되어 분리되는 고아연 슬러리를 연결배관을 통해 고아연 슬러리 침전조(17)에 이송하였다가 운반차량 등을 통해 매립장에 매립하도록 한다.

한편, 상기 하이드로 사이클론(12)으로 부터 분리된 저아연 슬러리는 하부의 깔때기 형상의 턴디쉬(15)에 포집되고, 자연낙하되어 연결배관과 중계탱크 등을 통해 드럼필터 교반조(18)에 공급된다.

도 2는 이와 같이 분리되어 이송된 습한 저아연 슬러리를 건조화시키기 위한 장치를 나타낸 개략적 사시도이다.

턴디쉬(15)에 분리되어 저장되어 있다가 자연낙하 이송되는 저아연 슬러지를 교반시킬 수 있는 드럼필터 교반조(18)를 직사각기둥 형태로 제작 설치하고, 상기 턴디쉬(15)의 하부로부터 중간탱크를 거쳐 연결 설치한다.

이 드럼필터 교반조(18)의 중앙부에는 드럼필터(19)가 체결되고, 외주면에 일정간격으로 공기흡입을 위한 유로가 형성되어 있는 중공샤프트(20)를 설치한다.

또한, 상기 드럼필터(19) 외주면의 철피에도 공기흡입을 위한 유로를 형성하도록 다수개의 구멍을 형성하고, 그 외부에는 고아연 슬러지를 1차로 여과하기 위한 여과포가 부착되어 있다. 이 드럼필터(19)를 구동하기 위하여 중공샤프트(20)의 일측에는 구동모터(23)에 체인(22)으로 연결된 감속기어부(21)가 연결설치된다.

한편, 상기 드럼필터 교반조(18) 내의 저아연 슬러리가 침전되지 않도록 하기 위하여 반달모양의 교반날개가 저부에 설치되고, 이 교반날개의 축에는 양측의원판캠(25)의 측방으로 각각 아암(24)을 부착시키고, 양 원판캠(25)의 연결축의 중앙부에 체결된 스프라켓(26)에는 체인(27)으로 구동모터(28)를 연결한다.

또한, 상기 드럼필터(19)의 일측 종단에는 회전하면서 유로를 형성할 수 있는 스위벨조인트 형태로 진공 유로를 형성할 수 있도록 하고, 연결배관을 통해 진공조(29)의 측상부에 연결한다. 상기 진공조(29)는 진공펌프(30)에서 흡입되는 공기와 물이 분리되고, 하단 일측에는 여과된 폐수를 펌핑하기 위한 여과수펌프(33)가 설치된다. 또한, 상기 진공조(29)의 일측에는 여과수펌프(33)의 자동제어를 위한 여과수검지센서(32)가 부착되어 있고, 이 여과수검지센서(32)로부터의 전기적 신호를 제어패널에 전송하여 여과수펌프(33)를 제어할 수 있게 된다.

또한, 상기 진공조(29)의 상부에는 드럼필터(19)로부터 공기를 배출시키기 위한 진공배관이 만곡형태로 결합되어 있고, 이 배관의 상부에는 작업자가 진공압력을 확인할 수 있도록 압력게이지(31)가 부착되어 있다. 또 진공펌프(30)에서 발생되는 부압이 외부로 배출되도록 하기 위하여 공기벤트 배관도 부착되어 있다.

또한, 상기 드럼필터(19)의 외주면에 진공압력에 의해 부착된 저아연 슬러지는 이 드럼필터(19)의 내측에 별도로 설치되는 에어분사장치(도면 미도시) 등을 이용하여 에어를 분사하여 하부로 떨어뜨려 회수할 수 있다.

이와 같은 장치를 사용하여 저아연 슬러리를 진공압력을 이용하여 건조화시켜 분리하여 회수하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 고로 시크너의 저아연 슬러지분리방법을 사용하면, 분리된 저아연 슬러지를 고로에 재투입하여 활용할 수 있음으로써 자원을 재활용할 수 있고 폐기물의 매립량을 최소화하여 환경오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 고로내의 연화융착대 부근에서 아연 증기가 발생되는 것을 억제하고, 장입물 분포의 균일화로 가스흐름의 불균형, 장입물 강하 불안정을 해소하여 장입물의 슬립, 드롭 현상 등을 방지함으로써 노황의 안정을 도모하고 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

고로가스를 처리하는 시크너 폰드(5)에 저장된 슬러리로부터 저아연 슬러지를 분리하는 방법에 있어서,

슬러리펌프(6)를 통해 상기 슬러리를 구동모터(8)에 의해 구동되는 교반날개(9)가 설치된 교반탱크(7)에 공급하여 교반시키면서 유량계(10)를 통해 희석수 자동밸브(11)를 제어하여 상기 교반탱크(7) 내에서의 슬러리 농도를 제어하는 과정과,

상기 교반탱크(7)로부터 슬러리를 하이드로 사이클론(12)에 공급하되, 압력 컨트롤밸브(16)를 통해 압력을 제어하고, 비중차에 의한 원심분리방식으로 저아연 슬러지는 상기 하이드로 사이클론(12) 하부의 턴디시(15)에 포집하고, 고아연 슬러지는 저장조(17)로 배출하여 고아연 슬러지와 저아연 슬러지로 분리하는 과정과,

상기 턴디시(15)에 포집된 습한 저아연 슬러지를 진공을 이용한 드럼필터(19)가 설치된 드럼필터 교반조(18)에 공급하고, 진공펌프(30)를 구동하여 습한 저아연 슬러지로부터 건조한 저아연 슬러지를 생성하는 과정을 포함하는 고로 시크너의 저아연 슬러지 분리방법.