KR101434846B1 - 전로 더스트로부터의 금속회수방법 및 장치 - Google Patents

전로 더스트로부터의 금속회수방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

장치의 폐색 등의 문제가 생기는 않아 고효율로 금속회수를 실현할 수 있는 전로 더스트로부터의 금속회수방법 및 장치를 얻는다.
본 발명의 전로 더스트로부터의 금속회수장치는, 염소와 아연의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트를 주로 전기 에너지에 의하여 용융환원 하여 용철과 산화아연을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치(1)로서, 용융환원로(3)와, 용융환원로(3)의 배기가스 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 한 2차연소실(5)과, 2차연소실(5)의 하부로 침강하는 조립 더스트를 회수하는 조립 더스트 회수장치(7)와, 2차연소실(5)의 배기가스 출구측에 설치되어서 미립 더스트를 회수하는 미립 더스트 회수장치(9)를 구비한 것이다.

Description

전로 더스트로부터의 금속회수방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING METAL FROM ELECTRIC FURNACE DUST}
본 발명은, 스크랩(scrap)이나 환원철(還元鐵), 무쇠(銑鐵) 등을 원료로 하고, 이들을 용해제련(溶解製鍊) 하여 강재(鋼材)를 제조하는 전기로(電氣爐))(예를 들면 제강용 아크로(製鋼用arc爐))에서 발생하는 더스트(이하, 「전로 더스트(電爐dust)」라고 한다)로부터의 금속의 회수를 하는 전로 더스트로부터의 금속회수방법 및 장치에 관한 것이다.
철 스크랩을 주원료로 하여 강재를 제조하는 전로에서 발생하는 전로 더스트는, 산화철(酸化鐵) 20∼30%, 산화아연(酸化亞鉛) 10∼30%에 더하여 2∼7%의 염소(鹽素)를 포함한다.
이 전로 더스트로부터 아연을 회수하는 데에 로타리 킬른(rotary kiln)이 널리 채용되고 있다. 이러한 로타리 킬른을 사용한 프로세스에서는, 전로 더스트와 환원제(還元劑)를 노내에서 가열하여 금속아연증기(金屬亞鉛蒸氣)를 생성시켜, 배기가스중에서 아연증기를 산화되게 하여 산화아연의 미립자(微粒子)로서 아연을 회수한다.
그러나 이 방법에서는 철분의 환원이 불충분하여, 부분적으로 환원된 산화철중에 1∼3%정도의 아연이 잔류(殘留)한다. 철분을 완전하게 환원하여 아연의 분리를 고효율로 하기 위해서는 산화철의 용융온도 이상으로 원료의 가열온도를 올릴 필요가 있지만, 가열온도를 올리는 경우에는 반용융 물을 환원설비로부터 배출하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.
또한 별도로, 전로 더스트를 완전하게 용융시켜서 철분을 용철로서 회수하고, 아연은 배기가스중의 산화아연 미립자로서 회수하는 프로세스도 제안되어 있다. 일본국 특허제3317137호 공보에 개시된 「제철 더스트로부터의 산화아연의 회수장치」는 그 일례이다(특허문헌1 참조).
이 프로세스에서도 공급되는 원료 더스트의 일부는 용융환원되지 않고 산화아연 미립자와 함께 배기가스로서 노로부터 비산(飛散)한다.
이러한 특허문헌1에 개시된 「제철 더스트로부터의 산화아연의 회수장치」에서는, 용융전의 전로 더스트를 분리하여 원료로 되돌리기 위하여 제1차집진장치(40)를 설치하고 있다. 또한 제1차집진장치의 하류에는 제2차집진장치(41)를 설치하고, 미립인 산화아연을 회수하도록 하고 있다.
특허문헌1 : 일본국 특허제3317137호 공보
상기 특허문헌1에서 설명된 배기가스 처리설비의 집진장치(集塵裝置)는, 예를 들면 건식 사이클론(乾式 cyclone)이라고 설명되어 있다.
그러나 실제의 설비에 있어서는, 배기가스중의 고농도 염소 때문에 이러한 집진장치의 연속조업은 곤란하다. 그 이유는 다음과 같다.
전로 더스트중의 2∼7%의 염소는 ZnCl2, NaCl, KCl 등의 금속염화물(金屬鹽化物)로서 존재한다. 전로 더스트가 용융하여 산화철이나 산화아연이 환원되는 온도에서는, 이들의 금속염화물은 증기가 되어 배기가스와 함께 용융로로부터 배출된다. 금속염화물의 대기압에 있어서의 융점온도와 비등점온도를 표1에 나타낸다.
[표1]
Figure 112012103587371-pct00001
상기의 표에서 알 수 있는 바와 같이, 배기가스를 냉각하여 제진(除塵)하는 과정에서 금속염화물의 응축(액화)과 응고가 발생하고, 응축(액화)이나 응고한 금속염화물이 배기가스 처리설비에 부착함으로써 배기가스 처리설비가 폐색(閉塞)된다.
또한 환원로에서의 금속환원반응에 의하여 배기가스에는 고농도의 일산화탄소(CO) 가스가 포함되고, 이 일산화탄소는 장치 외로 배출하기 전에 2차공기에 의하여 연소시켜서 2산화탄소(CO2)로 할 필요가 있다. 2차연소에 의하여 배기가스온도는 1300℃를 넘는 고온이 되어 가스냉각장치가 필요하게 되지만, 상기 특허문헌1에서는 가스냉각장치(gas冷却裝置)를 설치하는 것에 관해서는 기재가 없고, 실제의 설비에서의 조업이 불가능하다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 장치의 폐색 등의 문제가 생기는 않아 고효율로 금속회수를 실현할 수 있는 전로 더스트로부터의 금속회수방법 및 장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.
(1)본 발명에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수방법은, 염소와 아연의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트를 주로 전기 에너지에 의하여 용융환원 하여 용철과 산화아연을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수방법으로서,
용융환원로의 2차연소실에 있어서의 용융환원로 배기가스의 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 하여 상기 2차연소실 하부로 침강하는 조립 더스트와 침강하지 않는 미립 더스트로 분리하고, 미립 더스트를 아연제련의 원료로서 회수하는 것을 특징으로 하는 것이다.
(2)본 발명에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수장치는, 염소와 아연의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트를 주로 전기 에너지에 의하여 용융환원 하여 용철과 산화아연을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치로서,
용융환원로와, 상기 용융환원로의 배기가스 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 한 2차연소실과, 상기 2차연소실 하부로 침강하는 조립 더스트를 회수하는 조립 더스트 회수장치와, 상기 2차연소실의 배기가스 출구측에 설치되어서 미립 더스트를 회수하는 미립 더스트 회수장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
(3) 또한 본 발명에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수장치는, 염소와 아연의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트를 주로 전기 에너지에 의하여 용융환원 하여 용철과 산화아연을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치로서,
용융환원로와, 상기 용융환원로의 배기가스 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 한 2차연소실과, 상기 2차연소실의 배기가스 출구측에 설치되어서 미립 더스트를 회수하는 미립 더스트 회수장치를 구비하고,
상기 2차연소실을, 평면에서 볼 때에 상기 2차연소실의 면적의 50%이상이 상기 용융환원로의 노내와 겹치도록 상기 용융환원로 상부에 배치하는 것을 특징으로 하는 것이다.
(4)또한 상기 (2) 또는 (3)에 기재된 것에 있어서, 상기 미립 더스트 회수장치는, 상기 2차연소실로부터 배출되는 배기가스를 냉각하는 하강류 구조의 다관식 가스쿨러를 구비하여 이루어지고, 상기 다관식 가스쿨러는 유입된 배기가스의 출구온도가 600℃이하가 될 때까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 것이다.
배기가스의 출구온도를 600℃이하로 함으로써 주요 염화물인 NaCl 및 KCl을 응고시켜서 다관식 가스쿨러의 관내면에 응고시킬 수 있다.
본 발명에 있어서는, 용융환원로의 2차연소실에 있어서의 용융환원로 배기가스의 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 하여 상기 2차연소실 하부로 침강하는 조립 더스트를 회수하여 분리하고, 침강하지 않는 미립 더스트를 아연제련의 원료로서 회수하도록 했으므로, 장치의 폐색 등의 문제가 생기는 않아 고효율의 금속회수를 실현할 수 있고, 또 용융환원설비의 조업을 장시간 안정화시키는 효과가 있다. 2차연소실 하부로 침강하여 회수된 조립 더스트는 원료계로 리사이클 할 수도 있다.
[도1]본 발명의 실시형태1에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수장치의 설명도이다.
[도2]미립 더스트의 입도분포비율 및 누적비율을 나타내는 그래프이다.
[도3]조립 더스트의 입도분포비율 및 누적비율을 나타내는 그래프이다.
[도4]가스중에서의 입자의 침강속도를 나타내는 그래프이다.
[도5]본 발명의 실시형태2에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수장치의 설명도이다.
[실시형태1]
본 발명의 실시형태1에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수장치를 도1에 의거하여 설명한다.
본 실시형태의 전로 더스트로부터의 금속회수장치(1)는, 염소와 아연의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트를 주로 전기 에너지에 의하여 용융환원 하여 용철과 산화아연을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치(1)로서, 용융환원로(3)와, 상기 용융환원로(3)의 배기가스 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 한 2차연소실(5)과, 상기 2차연소실(5) 하부로 침강하는 조립 더스트(粗粒dust)를 회수하는 조립 더스트 회수장치(粗粒dust 回收裝置)(7)와, 상기 2차연소실(5)의 배출구(28)측에 설치되어서 미립 더스트(微粒dust)를 회수하는 미립 더스트 회수장치(微粒dust 回收裝置)(9)를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
<용융환원로>
용융환원로(3)는, 원료가 되는 전로 더스트와 코크스 등의 환원제를 투입하는 호퍼(hopper)(11)와, 용철의 온도저하를 방지하기 위한 전극장치(電極裝置)(13)를 구비하고 있다. 전극장치(13)로 아크(arc)를 발생시켜, 그것에 의하여 용융환원로(3)에 열을 공급한다. 용융환원로(3)에는 1차공기를 유입하기 위한 1차공기 유입구(15)가 형성되어 있다.
용융환원로(3)의 바닥부에는 용선(溶銑)을 배출하기 위한 용선 배출구(17)와, 슬래그를 배출하기 위한 슬래그 배출구(19)가 형성되어 있다.
용융환원로(3)의 상부에는 배기가스 출구(21)가 형성되어 있다. 배기가스 출구(21)는, 접속로(23)를 통하여 2차연소실(5)로 통하고 있다.
접속로(23)에는 2차연소공기를 유입하기 위한 제1의 2차연소공기 유입구(25)가 형성되어 있다.
<2차연소실>
2차연소실(5)은, 하부에 용융환원로(3)로부터의 배기가스를 유입하는 배기가스 유입구(27)를 구비하고, 상부에 배기가스의 배출구(28)를 구비하는 수직상승류(垂直上昇流) 구조로 되어 있다. 2차연소실(5)에는, 2차연소공기를 유입하기 위한 제2의 2차연소공기 유입구(29)가 형성되어 있다.
2차연소실(5)의 노벽(爐壁)은 수냉(水冷)(일부 내화물(耐火物) 구조도 가능)으로 한다.
2차연소실(5)은, 가스중의 디옥신류(dioxin類)가 열분해되기 위한 설계지침으로서 800℃이상에서 2초이상의 체류(滯留)라고 하는 조건을 충족시키는 내용적(內容積)으로 한다.
2차연소실(5)의 하부에는 조립 더스트 회수장치(7)가 설치되어 있다.
2차연소실(5)로 유입되는 배기가스중의 입자는, 전로 더스트가 그대로 비산한 비교적 거친 조립 더스트와 기상석출(氣相析出)에 의하여 석출한 미립 더스트(산화아연과 금속염화물)의 혼합물이다.
2차연소실(5)에서는, 2차연소실(5)내의 상승류의 유속이 소정의 유속으로 설정되어 있기 때문에 비교적 거친 조립 더스트와 미립 더스트로 분급(分級)하는 기능을 구비하고 있다. 2차연소실(5)내의 상승류의 유속을 소정의 유속으로 설정하는 방법은, 2차연소실(5)로 유입되는 배기가스량이 용융처리 하는 전로 더스트의 양, 1차연소공기량, 2차연소공기량에 의하여 결정되므로, 이들을 기초로 하여 2차연소실(5)의 단면적을 소정치로 설정함으로써 이루어진다.
2차연소실(5)내의 배기가스의 상승류의 유속을 적절하게 설정함으로써 주로 전로 더스트와 환원제 탄분(還元劑 炭粉)인 조립 더스트는 2차연소실(5) 하부로 낙하하고, 주로 산화아연과 금속염화물로 이루어지는 미립 더스트는 기류를 타고 2차연소실(5) 상부로부터 반출된다.
2차연소실(5)의 하부로 낙하한 조립 더스트는, 조립 더스트 회수장치(7)에 의하여 회수되어서 분리된다. 한편, 2차연소실(5) 상부로부터 반출되는 미립 더스트는, 하류의 다관식 가스쿨러(35) 하부나 버그필터(37)에서 회수된다.
2차연소실(5)내의 배기가스의 상승류의 유속에 대하여 설명한다.
도2는, 산화아연을 주성분으로 하는 미립 더스트의 입경분포비율(粒徑分布比率)과 누적비율을 나타내는 그래프로서, 가로축이 입자지름(mm)을 나타내고, 좌측의 세로축이 입도분포의 중량비율（％）을 나타내고, 우측의 세로축이 누적치의 중량비율（％）을 나타내고 있다.
도3은, 산화철을 주성분으로 하는 조립 더스트의 입경분포를 나타내는 그래프로서, 가로축이 입자지름(mm)을 나타내고, 좌측의 세로축이 입도분포의 중량비율（％）을 나타내고, 우측의 세로축이 누적치의 중량비율（％）을 나타내고 있다.
도4는, 2차연소실(5)내의 대표적인 가스온도인 950℃에 있어서의 입자의 침강속도를 나타내는 그래프로서, 세로축이 침강속도(m/s)를 나타내고, 가로축이 입자지름(mm)을 나타내고 있다.
도2에 나타내는 그래프에 의하면, 미립 더스트의 중량의 90%가 입경 0.1mm이하이다. 따라서 미립 더스트의 90%이상을 침강시키지 않고 기류에 태워서 2차연소실(5) 상부로부터 반출하기 위해서는, 입자지름 0.1mm에 적당하는 침강속도 이상으로 2차연소실(5)의 상승류 속도를 설정하면 좋다. 이러한 상승류 속도는 도4의 그래프로부터는 0.5m/s 이상이다.
또한 도3에 나타내는 그래프로부터, 조립 더스트 중량의 90%가 입경 0.22mm이상이다. 따라서 조립 더스트의 90%이상을 비산시키지 않고 2차연소실(5) 하부로 침강시키기 위해서는, 입자지름 0.22mm에 맞는 침강속도 이하로 상승류 속도를 설정하면 좋다. 도4의 그래프로부터는 이러한 속도는 2.0m/s이하다.
이상을 정리하면, 2차연소실(5)내에서 중력침강(重力沈降에 의하여 더스트를 분급하여 미립 더스트의 90%이상을 2차연소실(5) 상부로부터 반출하고, 조립 더스트의 90%이상을 2차연소실(5) 하부로 침강시켜서 회수하기 위해서는, 2차연소실(5)내의 상승류 속도를 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하로 설정하면 좋다.
<조립 더스트 회수장치>
조립 더스트 회수장치(7)는, 2차연소실(5)의 하부에 있어서 2차연소실(5)의 하부로 퇴적하는 조립 더스트를 회수한다. 구체적으로는, 도1에 나타나 있는 바와 같이 2차연소실(5)의 하부에 설치된 스크루 컨베이어(31)와, 스크루 컨베이어(31)에 의하여 반송된 조립 더스트를 배출하는 조립 더스트 배출구(33)를 구비하여 이루어지는 것을 들 수 있다. 조립 더스트 회수장치는, 스크루 컨베이어에 의하여 연속적으로 배출하는 방법 이외에, 2차연소실(5)의 하부에 회수용기를 놓고 수시로 용기를 통째로 반출하는 방법도 생각된다.
<미립 더스트 회수장치>
미립 더스트 회수장치(9)는, 2차연소실(5)의 하류측에 설치되어서 2차연소실(5)로부터 배출되는 배기가스중의 산화아연을 주성분으로 하는 미립 더스트를 회수한다.
구체적으로는, 2차연소실(5)로부터 유입되는 배기가스를 냉각하는 수직하강류 구조(垂直下降流 構造)의 다관식 가스쿨러(35)와, 상기 다관식 가스쿨러(35)의 하류측에 설치되는 버그필터(37)를 구비하여 이루어진다.
다관식 가스쿨러(35)는, 금속튜브(金屬tube)를 수냉용기(水冷容器)내에 설치하고, 튜브 내면에 가스를 통하게 하여 가스를 냉각하는 구조이다. 다관식 가스쿨러(35)의 온도영역은, 입구가스온도가 800℃정도, 출구가스온도는 600℃이하(예를 들면 400℃정도)가 되도록 설계하여 염화물은 이 금속튜브의 내면에 응고시키도록 하는 것이 바람직하다. 염소의 대부분은 Na 및 K와 우선적으로 결합하여 ZnCl2이 되는 비율은 매우 작기 때문에, 다관식 가스쿨러(35) 출구온도는 ZnCl2의 응고온도까지 내릴 필요는 없다.
다관식 가스쿨러(35)는, 수직하강류이고 미립자중의 산화아연의 비율이 비교적 높으므로 염화물의 부착과 고화는 현저하지 않고, 또한 부착되어도 청소가 용이하다.
미립자중의 산화아연은, 다관식 가스쿨러(35)의 하부로 낙하하여 회수된다.
다관식 가스쿨러(35)로부터 나오는 가스는, 대기에 의하여 희석되어 하류측에 배치되는 버그필터(37)가 무리 없이 가동할 수 있는 200℃이하까지 냉각한다.
버그필터(37)에서는, 다관식 가스쿨러(35)에서 회수되지 않은 미립자중의 산화아연이 회수된다.
이상과 같이 구성된 본 실시형태의 금속회수장치(1)를 사용한 금속회수방법을 설명한다.
용융환원로(3)에는, 호퍼(11)로부터 전로 더스트와 코크스 등의 환원제가 연속적으로 공급된다. 이러한 전로 더스트는 노내에서 아크 가열이나 저항가열에 의하여 가열용융되어, 금속산화물은 환원된다. 전로 더스트중의 산화철은 용철로서 노내에 쌓이고, 산화아연은 미립자로서 2차연소실(5)측으로 배출된다.
용융환원로(3)로부터 배출되는 고온가스에는, 산화아연 미립자 이외에 일산화탄소 가스나 환원제 탄소분, 금속증기 등의 미연소 성분(未燃燒成分이나 금속염화물 및 비산원료 더스트 등이 포함된다. 이러한 고온가스는, 우선 2차연소실(5)에서 2차연소공기에 의하여 미연소 성분을 연소시킨다. 전술한 바와 같이, 2차연소실(5)은 충분한 체류시간을 가지도록 수직상승류를 형성하는 구조로 되고 있어, 가스중의 디옥신류가 열분해된다.
전로 더스트중의 입자는, 비교적 거친 비산원료 더스트와 기상석출에 의한 미립 더스트(산화아연과 금속염화물)의 혼합물로서, 이 더스트는 2차연소실(5)내의 상승류의 유속에 의하여 분급된다.
즉 전로 더스트와 환원제 탄분인 조립 더스트는 2차연소실(5) 하부로 낙하하여 조립 더스트 회수장치(7)에서 회수되어서 분리된다. 또한 기류를 타고 2차연소실(5) 상부로부터 반출되는 미립 더스트는 주로 산화아연과 금속염화물로 이루어지고, 2차연소실(5)의 하류측의 다관식 가스쿨러(35)의 하부나 버그필터(37)에서 회수된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 고농도의 염화물을 포함하는 용융환원로(3)로부터의 고온배기가스로부터 장치의 폐색 등의 문제를 일으키지 않고 고효율로 금속을 회수할 수 있어, 용융환원설비의 조업을 장시간 안정화시킬 수 있다.
[실시형태2]
본 발명의 실시형태2를 도5에 의거하여 설명한다. 도5에 있어서, 실시형태1을 나타낸 도1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
본 실시형태에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수장치(41)는, 2차연소실(5)에서 낙하하는 조립 더스트를 직접 용융환원로(3)로 되돌리기 위해서, 2차연소실(5)과 용융환원로(3)가 평면에서 볼 때에 겹치도록 배치한 것이다. 구체적으로는, 평면에서 볼 때에 2차연소실(5)의 면적의 50%이상이 용융환원로(3)의 노내와 겹치도록, 2차연소실(5)을 용융환원로(3) 상부에 배치한 것이다.
본 실시형태에 의하면, 2차연소실(5)에 있어서 침강하는 조립 더스트는 직접 용융환원로(3)로 되돌려지므로, 실시형태1에서 나타낸 바와 같은, 2차연소실(5)에 있어서 낙하하는 조립 더스트를 장치 외로 배출하여 반송하여 용융환원로(3)로 되돌린다고 하는 조립 더스트 회수장치(7)를 별도로 설치할 필요가 없어지므로, 장치의 구성이 단순화하며 또한 조립 더스트를 확실하게 회수할 수 있기 때문에 효율이 좋은 금속회수가 실현된다.
[실시예]
도1의 실시형태1에 관한 전로 더스트로부터의 금속회수장치의 구체적인 기본사양을 다음에 나타낸다.
ㅇ정격 전로 더스트 처리량 : 5ton/h
ㅇ노 내경 : 4mφ
ㅇ전원용량 : 12MVA
ㅇ2차연소실 치수 : 내경 2.5mφ x 높이 9m
ㅇ다관식 가스쿨러 치수 : 튜브 지름 0.3mφ x 길이 7m x 12개
ㅇ2차연소실 출구가스량과 온도 : 6,500Nm3/h x 720℃
ㅇ다관식 가스쿨러 출구가스량과 온도 : 6,500Nm3/h x 390℃
ㅇ버그필터 입구가스량과 온도 : 15,000Nm3/h x 180℃
ㅇ용철 회수량 : 1.25ton/h
ㅇ조산화아연(粗酸化亞鉛) 회수량 : 2.0ton/h
ㅇ조화아연중의 ZnO ： 65∼73%
ㅇ연속조업시간 : 3∼5일
1 : 금속회수장치
3 : 용융환원로
5 : 2차연소실
7 : 조립 더스트 회수장치
9 : 미립 더스트 회수장치
11 : 호퍼
13 : 전극장치
15 : 1차공기 유입구
17 : 용선 배출구
19 : 슬래그 배출구
21 : 배기가스 출구
23 : 접속로
25 : 제1의 2차연소공기 유입구
27 : 배기가스 유입구
28 : 배출구
29 : 제2의 2차연소공기 유입구
31 : 스크루 컨베이어
33 : 조립 더스트 배출구
35 : 다관식 가스쿨러
37 : 버그필터
41 : 금속회수장치

Claims (4)

  1. 염소(鹽素)와 아연(亞鉛)의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트(電爐 dust)를 용융환원 하여 용철(溶鐵)과 산화아연(酸化亞鉛)을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수방법(金屬回收方法)으로서,
    용융환원로(熔融還元爐)의 2차연소실에 있어서의 용융환원로 배기가스(熔融還元爐 排氣gas)의 상승류 속도(上昇流速度)가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 하여 상기 2차연소실 하부로 침강(沈降)하는 조립 더스트(粗粒dust)를 회수하여 침강하지 않는 미립 더스트(微粒dust)와 분리하고, 미립 더스트를 아연제련의 원료로서 회수하는 것을 특징으로 하는 전로 더스트로부터의 금속회수방법.
  2. 염소와 아연의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트를 용융환원 하여 용철과 산화아연을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치(金屬回收裝置)로서,
    용융환원로와, 상기 용융환원로의 배기가스 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 한 2차연소실과, 상기 2차연소실 하부로 침강하는 조립 더스트를 회수하는 조립 더스트 회수장치와, 상기 2차연소실의 배기가스 출구측에 설치되어서 미립 더스트를 회수하는 미립 더스트 회수장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치.
  3. 염소와 아연의 합계 질량％가 12%이상인 전로 더스트를 용융환원 하여 용철과 산화아연을 회수하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치로서,
    용융환원로와, 상기 용융환원로의 배기가스 상승류 속도가 0.5m/s이상이고 2.0m/s이하인 상승류가 되도록 한 2차연소실과, 상기 2차연소실의 배기가스 출구측에 설치되어서 미립 더스트를 회수하는 미립 더스트 회수장치를 구비하고,
    상기 2차연소실을, 평면에서 볼 때에 상기 2차연소실의 면적의 50%이상이 상기 용융환원로의 노내와 겹치도록 상기 용융환원로 상부에 배치하는 것을 특징으로 하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 미립 더스트 회수장치는, 상기 2차연소실로부터 배출되는 배기가스를 냉각하는 하강류 구조(下降流構造)의 다관식 가스쿨러(多管式 gas cooler)를 구비하여 이루어지고, 상기 다관식 가스쿨러는 유입된 배기가스의 출구온도가 600℃이하가 될 때까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 전로 더스트로부터의 금속회수장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130300038A1 (en) * 2012-05-10 2013-11-14 Alstom Technology Ltd Integrated gas cooling system for electric arc furnace
CN104596307A (zh) * 2015-01-31 2015-05-06 江西新金叶实业有限公司 烟尘冷却沉降系统
CN105483395B (zh) * 2016-01-19 2017-08-25 北京科技大学 一种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的方法
CN107497224A (zh) * 2017-08-29 2017-12-22 太仓贝斯特机械设备有限公司 一种吸屑设备
CN108456786A (zh) * 2018-03-23 2018-08-28 新疆八钢铁股份有限公司 欧冶炉处置冶金行业含锌固体废弃物的方法
CN111945010B (zh) * 2020-08-24 2024-03-22 河南省德耀节能科技股份有限公司 一种高效矿热固废循环再加工利用系统及方法
CN114350959A (zh) * 2021-12-03 2022-04-15 中冶赛迪技术研究中心有限公司 一种含锌电炉灰制取锌粉的装置及工艺流程
CN117427450B (zh) * 2023-12-15 2024-04-12 云南乘风有色金属股份有限公司 一种炼锡电炉烟尘金属回收设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3317137B2 (ja) * 1996-04-01 2002-08-26 日本鋼管株式会社 製鉄ダストからの酸化亜鉛の回収装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113328A (ja) * 1981-12-28 1983-07-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 高炉ダストの処理方法
JPH0770662A (ja) * 1993-08-31 1995-03-14 Sumitomo Metal Ind Ltd 亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置
JP5079222B2 (ja) * 2005-05-24 2012-11-21 住友重機械工業株式会社 亜鉛含有酸化鉄の処理方法及び処理装置
JP2008101826A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Nippon Spindle Mfg Co Ltd 電気炉ダストのリサイクル方法
JP2008291333A (ja) * 2007-05-26 2008-12-04 Jfe Steel Kk 竪型スクラップ溶解炉を用いた溶銑製造方法
JP5123571B2 (ja) * 2007-06-04 2013-01-23 住友重機械工業株式会社 還元処理装置及び還元処理方法
CN100469907C (zh) * 2007-06-28 2009-03-18 南京钢铁联合有限公司 含锌电炉粉尘的处理方法
JP5377998B2 (ja) * 2009-02-06 2013-12-25 住友重機械工業株式会社 亜鉛回収装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3317137B2 (ja) * 1996-04-01 2002-08-26 日本鋼管株式会社 製鉄ダストからの酸化亜鉛の回収装置

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