KR101008082B1

KR101008082B1 - 폐조질압연유 처리 방법 및 그 처리 장치

Info

Publication number: KR101008082B1
Application number: KR1020030040389A
Authority: KR
Inventors: 김시환; 한상국
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원; 주식회사 포스코
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2011-01-13
Also published as: KR20040110903A

Abstract

본 발명은 조질압연공정에서 발생되어 폐기되는 폐조질압연유를 처리하여 재이용하는 방법 및 그 처리장치에 관한 것이다. 본 발명은 폐조질압연유를 집수하여 침전조 및 폐액조를 거치고 원심분리공정을 거친 후 회수조로 집수시키고 필터를 거쳐 처리된 폐조질압연유를 재이용하는 방법 및 그 장치를 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기와 같은 공정을 거쳐 처리된 조질압연유는 현재 사용되고 있는 조질압연유 신액과 대비하여 물성 및 효과의 차이가 거의 없어 재이용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

조질압연공정, 폐조질압연유, 침전조, 원심분리기, 필터.

Description

폐조질압연유 처리 방법 및 그 처리 장치{ Treatment Method for Used Skin Pass Oil and Apparatus for the Method }

도1은 종래의 폐조질압연유 처리 공정의 개략도.

도2는 본 발명에 의한 폐조질압연유를 처리하기 위한 공정의 개략도.

도3은 본 발명에 의한 폐조질압연유 처리방법을 실현하기 위한 공정 블록도.

도4는 도3에 도시된 공정 단계를 실현하기 위한 작용 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10... 침전조 20... 폐액조

30... 원심분리기 40... 회수조

50... 이송펌프 60... 전단 필터

70... 조질압연유 혼합조 80... 주입펌프

90... 후단 필터 100... 처리된 조질압연유 이송배관

V1, V2... 밸브

200... 조질압연기 210... 조질압연유 스프레이 노즐

220... 강판 230... 폐조질압연유 배출 배관

240... 폐조질압연유 집수조

310... 본 발명에 의한 공정의 제 1단계

320... 본 발명에 의한 공정의 제 2단계

330... 본 발명에 의한 공정의 제 3단계

본 발명은 폐조질압연유를 처리하여 재이용할 수 있는 방법 및 그 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조질압연공정에서 발생되어 폐기되는 폐조질압연유를 집수하여 침전조 및 폐액조를 거치고 원심분리공정을 거친 후 회수조로 집수시키고 필터를 거쳐 처리된 폐조질압연유를 재이용하는 방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 폐조질압연유 처리 공정의 개략도를 도시하고 있으며, 그 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.

종래의 조질압연공정에 있어서, 이전 공정에서 도입되는 강판(220)은 조질압연공정을 거치게 되고 이때 조질압연유는 스프레이 노즐(210)을 통하여 뿌려져 강판표면의 이물질을 세척하게 된다. 여기서 발생되는 폐조질압연유는 폐조질압연유 배출배관(230)을 통하여 폐조질압연유 집수조(240)로 집수되어 폐수처리장으로 이 송되어 처리된다.

일반적으로 제철공정의 냉간압연공정에서는 강판을 소둔시킨 뒤 제품화하기 위해 조질압연공정을 거친다. 이때 강판의 세척성과 내부식성을 가하기 위하여 조질압연유를 사용하게 되고, 부식을 억제하기 위하여 계절의 변화에 적합하게 조질압연유의 농도를 달리하여 사용하고 있으며, 조질압연유의 원액을 원하는 농도로(5~10%) 희석하여 사용하고 있다. 조질압연공정에서의 조질압연유의 역할은 단지 강판표면에 존재하는 이물질을 세척하는 기능과 방청성을 유지하는 기능만을 가지고 있으며, 폐조질압연유의 발생량은 조질압연유의 사용에 따라 강판표면에 묻어나가는 양의 감소에 의한 차이만 있을 뿐이다.

이때 발생되는 폐조질압연유에는 0.1 ~ 100㎛ 크기의 5 ~ 8 (V/V)%의 철성분을 포함한 오염물질을 함유하고 있으나 발생된 폐액은 조질압연유의 세척성 및 방청성 등의 물성이 변형되지 않음에도 불구하고 일회 사용후 폐기되고 있는 실정이며 이를 적절한 처리를 거친 뒤 재이용하는 사례가 없는 실정이다.

또한 조질압연유는 주성분이 유기화학물질로 구성되어 있기 때문에 폐수처리장에서의 처리가 곤란하며, 높은 COD를 나타내고 있어 폐수처리장의 미생물 반응공정에 큰 영향을 미치게 되어 높은 COD 부하를 끼치는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 폐조질압연유의 재이용을 위하여 폐조질압연유내에 존재하는 입자상 오염물질과 소량의 부상오일을 효과적으로 제거해줌으로써, 폐조질압연유를 재이용할 수 있는 방법 및 그 처리장치를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

집수된 폐조질압연유를 침전조로 도입하여 큰 입자상 물질을 제거한 후 폐액조로 집수하는 제 1단계; 상기 폐액조로 부터 집수된 폐조질압연유를 원심분리기로 도입하여 작은 입자상 물질 및 부상 오일을 제거한 후 회수조로 집수하는 제 2단계; 상기 회수조로 부터 집수된 폐조질압연유를 전단필터를 거쳐 혼합조로 이송하여 조질압연유 신액과 혼합한 후, 후단필터를 거쳐 조질압연공정에 투입하는 제 3단계를 포함하는 폐조질압연유 처리방법을 제공한다.

상기 제 3단계의 전단필터 및 후단필터로 이송되는 폐조질압연유를 각각 펌프에 의해 가압하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리방법을 제공한다.

상기 제 3단계의 전단필터 및 후단필터는 1㎛ 이상 크기의 입자를 제거시킬 수 있는 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리방법을 제공한다.

또한 폐조질압연유를 집수하여 큰 입자상 물질을 제거하는 침전조; 상기 침전조로 부터 큰 입자상 물질이 제거된 폐조질압연유를 집수하는 폐액조; 상기 폐액조에 집수된 폐조질압연유로 부터 작은 입자상 물질 및 부상오일을 제거하는 원심 분리기; 상기 원심분리기로 부터 작은 입자상 물질이 제거된 폐조질압연유를 집수하는 회수조; 전단필터 및 후단 필터를 구비하고, 상기 회수조로 부터 집수된 폐조질압연유와 조질압연유 신액을 혼합하는 혼합조를 포함하는 폐조질압연유 처리 장치를 제공한다.

상기 전단필터 및 후단필터로 폐조질압연유를 이송하는 각각의 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리장치를 제공한다.

상기 전단필터 및 후단필터는 1㎛ 이상 크기의 입자를 제거시킬 수 있는 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 폐조질압연유를 처리하기 위한 공정의 개략도를 도시하고 있으며, 그 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 폐조질압연유 처리방법은 폐조질압연유를 침전조(10)로 유입시켜 일차적으로 큰 입자상 물질을 제거한 뒤, 상기 침전조(10) 상부에서 넘쳐 흐르는 폐조질압연유를 폐액조(20)로 유입하는 단계; 상기 폐액조(20)에서 집수된 폐조질압연유를 원심분리기(30)로 집수하여 작은 입자상 물질 및 소량의 부상오일을 제거한 뒤 회수조(40)로 집수하는 단계; 상기 원심분리기(30)에서 처리된 폐조질압연유를 상기 회수조에 집수하고 전단필터(50)를 거쳐 혼합조(70)로 이송하여 적절한 농도로 조질압연유와 혼합한 뒤 후단필터(90)를 거쳐, 처리된 조질압연유 이송배관(100)을 통해 조질압연공정으로 재투입되는 단계를 포함한다.

도 3은 본 발명에 의한 공정 블록도를 도시하고 있으며, 이는 전술한 폐조질압연유 재이용 방법을 시간순서로 도시한다.

도4는 도3에 도시된 공정 단계의 개략도를 도시하고 있으며, 이는 공정 각 단계를 실제 장치상에서 화살표로 나타낸다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 폐조질압연유의 처리 방법 및 그 처리장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

폐조질압연유 배출배관에 밸브(V1, V2)를 설치하여, 밸브(V1)를 열고 밸브(V2)를 닫음으로써 폐조질압연유가 침전조(10)로 집수된다. 이때 침전조(10)로 집수되는 폐조질압연유내에 존재하는 큰 입자상 물질인 철성분의 오염물질은 침전조에서의 머무름으로 인하여 침전되어 제거되고, 비교적 작은 입자상 물질 및 소량의 부상오일은 폐액조(20)로 유입된다.

본 발명에서 상기 폐액조(20)는 다음 처리단계인 원심분리기(30)로 유입되기 위한 완충조 역할을 한다. 상기 폐액조(20)에 집수된 폐조질압연유는 상기 원심분리기(30)로 유입되어 작은 입자상 물질 및 소량의 부상오일이 제거되고, 다시 회수조(40)로 집수되게 된다. 본 발명에서 상기 회수조(40) 또한 후단의 혼합조(70)로 이송되기 위한 완충조 역할을 한다.

처리된 폐조질압연유는 이송 펌프(50)를 거치고 전단필터(60)을 통과한 뒤 상기 혼합조(70)로 이송되어, 조질압연유 신액과 혼합되어 적당한 농도로 조제되고, 다시 주입펌프(80)를 통해 후단필터(90)을 통과한 뒤, 조질압연유 이송배관(100)에 의해 조질압연공정에 재투입되게 된다.

본 발명은 상기 침전조(10)에서 침전된 침전물들이 침전조(10)의 하부 스크류에 의해서 집수조(240)로 배출된다. 또한 상기 폐액조(20) 및 회수조(40)에서 침전물등이 발생될 수 있고, 이러한 침전물등은 폐액조(20)와 회수조(40) 하부에 연결된 배관을 통해 집수조(240)로 배출되는 단계 및 처리장치를 더 구비할 수 있다.

상기 실시예에 의하여, 조질압연공정에서 발생된 폐조질압연유를 취수하여 오염물질을 분석해 본 결과는 다음과 같다.

입자상 물질의 크기는 0.1 ~ 100㎛로 존재하였으며, 부상오일은 부피비로 0.01% 정도 존재하였다.

침전조(10)를 거쳐 폐액조(20)로 유입되는 폐조질압연유를 취수하여 오염물질을 분석해본 결과 입자의 크기는 0.1 ~ 50 ㎛로 존재하였으며 50 ~ 100㎛ 크기의 입자상 물질은 이 단계에서 충분히 제거됨을 알 수 있었다.

그리고 폐액조(20)로부터 원심분리기(30)를 거쳐 회수조(40)로 집수된 폐조질압연유의 오염물질 분석 결과 입자상 물질의 크기는 0.1 ~ 1㎛정도의 극 미세입자가 존재하였으며 부상오일은 존재하지 않았다. 따라서 이 단계에서 1 ~ 50㎛ 크기의 입자상 물질이 제거되고, 부상오일이 완전히 제거됨을 알 수 있었다.

상기 3단계를 모두 거쳐 처리된 조질압연유의 물성을 신액과 대비하여 분석해본 결과는 표1에 나타난다.

조질압연유 처리액 및 신액 물성비교표

	신 액	처리액
비 중	1.002	1.002
당 도 Brix %	1.5	1.4
p H	9.26	9.23
전도도 (mS/cm)	2.98	2.84
협잡물 (㎎/100㎖)	0.0	0.0
금속분 (Fe, ppm)	N.D	0.01

표 1에서 볼 수 있듯이 조질압연유 처리액과 기존의 사용액인 신액과의 물성은 거의 차이가 나지 않았고, 따라서 본 발명은 조질압연공정에 재이용할 수 있는 폐조질압연유의 처리방법을 제공한다.

나아가 실제 강판에 처리된 조질압연유를 이용하여, 그 결과 제품의 품질평가를 실시해 보았다. 이를 위해서 신액 및 처리액을 사용하였을 때의 강판 표면 잔류물, 판색상 및 방청성을 실제 공정에 적용하여 평가했으며 그 결과는 표2에 나타난다.

신액 및 재생액사용에 따른 강판 품질 비교 평가

		신 액	재생액
표면 잔류물		108 mg/m2	100 mg/m2
판색상	백색도(L)	68.88	72.48
	황색도(b)	-0.16	-0.12
	적색도(a)	0.46	0.43
방청성		신액 및 재생액 사용에서 차이는 없음

표 2에서 볼 수 있듯이, 신액 및 처리액을 실제 공정에 적용한 결과 강판 품질에도 이상이 발생되지 않았고, 따라서 본 발명은 조질압연공정에 재이용할 수 있는 폐조질압연유의 처리방법 및 그 처리장치를 제공한다.

이상은 본 발명에 대하여 실시예를 통하여 상세히 설명한 것이며, 이는 단지 예시이며 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 조질압연공정에서 발생되는 폐조질압연유를 집수하여 침전조, 폐액조 및 원심분리기, 회수조 및 필터를 구비하는 혼합조를 거치도록 하여 폐조질압연유에 존재하는 입자상 물질 및 소량의 부상오일을 효과적으로 제거해 줌으로써, 조질압연유의 기존 물성을 변화시키지 않고 폐조질압연유의 처리액을 재이용 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

집수된 폐조질압연유를 침전조(10)로 도입하여 50 내지 100㎛ 크기의 큰 입자상 물질을 제거한 후 완충조 역할을 하는 폐액조(20)로 집수하고, 상기 폐액조(20)에서 발생된 침전물을 집수조(240)로 배출하는 제 1단계(310);

상기 폐액조(20)로 부터 집수된 폐조질압연유를 원심분리기(30)로 도입하여 1 내지 50㎛ 크기의 작은 입자상 물질 및 부상 오일을 제거한 후 완충조 역할을 하는 회수조(40)로 집수하고, 상기 회수조(40)에서 발생된 침전물을 집수조(240)로 배출하는 제 2단계(320); 및

상기 회수조(40)로 부터 집수된 폐조질압연유를 전단필터(60)를 거쳐 혼합조(70)로 이송하여 조질압연유 신액과 요구되는 농도로 혼합한 후, 후단필터(90)를 거쳐 조질압연공정에 투입하는 제 3단계(330);

를 포함하는 폐조질압연유 처리방법.
제1항에 있어서,

상기 제 3단계(330)의 전단필터(60) 및 후단필터(90)로 이송되는 폐조질압연유를 각각 펌프(50, 80)에 의해 가압하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리방법.
제1항에 있어서,

상기 제 3단계(330)의 전단필터(60) 및 후단필터(90)는 1㎛ 이상 크기의 입 자를 제거시킬 수 있는 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리방법.
폐조질압연유를 집수하여 50 내지 100㎛ 크기의 침전물을 제거하는 침전조(10);

상기 침전조(10)로 부터 침전에 의해 입자상 물질이 제거된 폐조질압연유를 집수하여 완충조 역할을 하는 폐액조(20);

상기 폐액조(20)에 집수된 폐조질압연유로 부터 1 내지 50㎛ 크기의 작은 입자상 물질 및 부상오일을 제거하는 원심분리기(30);

상기 원심분리기(30)로 부터 작은 입자상 물질 및 부상오일이 제거된 폐조질압연유를 집수하여 완충조 역할을 하는 회수조(40);

전단필터(60) 및 후단 필터(90)를 구비하고, 상기 회수조(40)로 부터 집수된 폐조질압연유와 조질압연유 신액을 조질압연공정에 요구되는 농도로 혼합하는 혼합조(70); 및

상기 폐액조(20)와 회수조(40)에서 발생되어 배출되는 침전물을 집수하는 집수조(240);

를 포함하는 폐조질압연유 처리 장치.
제 4항에 있어서,

상기 전단필터(60) 및 후단필터(90)로 폐조질압연유를 이송하는 각각의 펌프(50, 80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리장치.
제 4항에 있어서,

상기 전단필터(60) 및 후단필터(90)는 1㎛ 이상 크기의 입자를 제거시킬 수 있는 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐조질압연유 처리장치.