KR102139627B1 - 슬래그 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 액상 슬래그가 내부에 수용될 수 있고, 내부의 액상 슬래그에 가스를 분사할 수 있도록 분사기를 구비하는 냉각부, 냉각부의 내부에서 입상화된 고상 슬래그가 내부에 수용될 수 있고, 내부의 고상 슬래그에 가스를 통과시킬 수 있도록 분산판을 구비하는 현열 회수부, 및 냉각부와 현열 회수부를 연결시키는 가스 순환부를 포함하는 슬래그 처리 장치와, 이를 이용한 슬래그 처리 방법으로서, 슬래그의 현열을 효과적으로 회수할 수 있는 슬래그 처리 장치 및 방법이 제시된다.

Description

슬래그 처리 장치 및 방법{SLAG PROCESSING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 슬래그 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 슬래그의 현열을 효과적으로 회수할 수 있는 슬래그 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
철광석의 철 성분은 산화철 상태로 존재한다. 이에, 제철 공정에서는 석탄의 탄소 성분을 이용하여 철광석을 환원시켜 철을 생산한다. 이때, 다량의 이산화탄소가 발생한다. 한편, 철광석 및 석탄은 SiO2, Al2O3 등의 맥석 성분도 포함한다. 맥석 성분은 슬래그화되어 용융 상태로 배출된다. 제철 공정에서 생산된 철('선철'이라고 한다)은 제강 공정을 거치면서 성분이 조정되고 불순물이 제거되어 강으로 제조된다. 이때, 용융 슬래그가 발생한다.
제철 및 제강 슬래그는 에너지 및 탄소를 소비하여 용융 상태로 만들어진다. 제철 및 제강 슬래그는 다량의 현열을 보유한다. 슬래그의 용융에 소비되는 에너지는 제철 산업에서 쓰이는 에너지의 10 내지 15% 정도이다.
제철 및 제강 슬래그는 산화물로 이루어져 있으므로 열 전도도가 낮다. 낮은 열전도도로 인하여 제철 및 제강 슬래그의 현열 회수가 어렵다. 따라서, 전체 제철 산업에 투입된 에너지의 약 10%는 폐기된다.
제철 및 제강 슬래그는 산화칼슘(CaO) 성분을 다량 함유한다. 제철 및 제강 슬래그가 서냉되면 산화칼슘 성분이 자유 산화칼슘(Free Cao) 상태로 석출된다. 자유 산화칼슘은 수화 반응에 의한 부피 팽창이 크다. 따라서, 자유 산화칼슘을 함유하는 제철 및 제강 슬래그는 시멘트의 재료로 쓰기에 부적합하다. 이에, 용융된 제철 및 제강 슬래그의 냉각속도가 늦어지면 냉각된 제철 및 제강 슬래그를 시멘트로 재활용하기 어렵다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
KR 10-1984-0008919 A KR 10-2015-0030374 A
본 발명은 슬래그의 현열을 효과적으로 회수할 수 있는 슬래그 처리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 슬래그의 현열을 이용하여 스팀을 생성할 수 있는 슬래그 처리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 슬래그 처리 장치는, 액상 슬래그가 내부에 수용될 수 있고, 액상 슬래그에 가스를 분사할 수 있도록 분사기를 구비하는 냉각부; 상기 냉각부에서 입상화된 고상 슬래그가 내부에 수용될 수 있고, 고상 슬래그에 가스를 통과시킬 수 있는 현열 회수부; 및 상기 냉각부 및 상기 현열 회수부를 연결시키는 가스 순환부;를 포함한다.
상기 냉각부에 설치되고, 상기 냉각부의 내부로 액상 슬래그를 공급할 수 있도록 토출기를 구비하는 공급부; 상기 냉각부 또는 상기 현열 회수부에 연결되는 가스 공급부; 및 상기 현열 회수부에 설치되고, 상기 고상 슬래그와 접촉하는 스팀 생성부;를 포함할 수 있다.
상기 토출기는 상하방향으로 연장되고, 상기 냉각부의 내부에 위치하며, 상기 토출기의 하단에 토출구가 형성되고, 상기 분사기는 상기 토출구의 외측을 감싸도록 상기 냉각부의 내부에 설치될 수 있다.
상기 분사기는 상기 토출구를 통과하는 용융 슬래그의 낙하 방향으로 가스를 분사하도록 유로를 구비하고, 상기 유로는 상기 가스 순환부에 연결되거나, 상기 가스 공급부에 연결될 수 있다.
상기 현열 회수부는 고상 슬래그에 가스를 통과시킬 수 있도록 분산판을 구비하고, 상기 스팀 생성부는, 상기 현열 회수부를 관통하도록 설치되는 중공형의 열 교환기; 상기 열 교환기의 일측에 연결되는 물 공급기; 상기 열 교환기의 타측에 연결되는 스팀 회수기;를 포함하고, 상기 열 교환기는 상기 분산판의 상측에 위치하고, 상기 분산판상에 형성된 고상 슬래그 유동층 및 상기 분산판을 통과한 가스와 접촉할 수 있다.
상기 가스 순환부는 상기 냉각부의 가스 출구와 상기 현열 회수부의 가스 입구를 연결시키고, 상기 가스 공급부는 상기 분사기에 연결될 수 있다.
상기 현열 회수부는 하부에 상기 가스 입구가 위치하고, 상부가 가스 회수부와 연결되고, 상기 가스 공급부, 상기 냉각부, 상기 가스 순환부, 상기 현열 회수부 및 상기 가스 회수부를 포함하여 가스 순환 경로가 형성될 수 있다.
상기 가스 순환부는, 상기 현열 회수부의 가스 출구와 상기 분사기를 연결시키고, 상기 분사기를 통하여 상기 냉각부와 연결되며, 상기 가스 공급부는 상기 현열 회수부의 가스 입구와 연결될 수 있다.
상기 현열 회수부는 상부에 상기 가스 출구가 위치하고, 하부에 상기 가스 입구가 위치하고, 상기 냉각부의 가스 출구는 가스 회수부와 연결되고, 상기 가스 공급부, 상기 현열 회수부, 상기 가스 순환부, 상기 냉각부 및 상기 가스 회수부를 포함하여 가스 순환 경로가 형성될 수 있다.
상기 가스 순환부는, 상기 냉각부의 가스 출구와 상기 현열 회수부의 가스 입구를 연결시키는 제1가스 순환기; 상기 현열 회수부의 가스 출구와 상기 분사기를 연결시키는 제2가스 순환기;를 포함하고, 상기 냉각부, 상기 가스 순환부 및 상기 현열 회수부를 포함하여 가스 순환 경로가 형성될 수 있다.
상기 가스 공급부는 상기 제2가스 순환기 또는 상기 분사기에 연결되고, 상기 현열 회수부의 가스 출구 및 상기 제2가스 순환기는 중 어느 하나는 가스 회수부와 연결될 수 있다.
상기 가스 공급부는 상기 제1가스 순환기 또는 상기 현열 회수부의 가스 입구와 연결되고, 상기 냉각부의 가스 출구 및 상기 제1가스 순환기 중 어느 하나는 가스 회수부와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 슬래그 처리 방법은, 냉각부의 내부에 액상 슬래그를 토출시키는 과정; 상기 냉각부의 내부에서 액상 슬래그가 낙하되는 방향으로 가스를 분사하여 액상 슬래그를 고상 미립자로 입상화시키는 과정; 상기 냉각부의 내부에서 입상화된 고상 슬래그를 상기 냉각부와 연결된 현열 회수부로 공급하는 과정; 상기 현열 회수부의 내부에서 상기 고상 슬래그에 가스를 통과시키면서 고상 슬래그 유동층을 형성하고, 상기 고상 슬래그 유동층의 현열을 회수하는 과정; 및 상기 냉각부 및 상기 현열 회수부의 가스를 순환시키는 과정;을 포함한다.
상기 가스를 순환시키는 과정은, 상기 냉각부에서 상기 액상 슬래그의 입상화에 사용된 가스를 상기 현열 회수부로 공급하는 과정;을 포함하고, 상기 냉각부에서 상기 액상 슬래그의 입상화에 사용된 가스는 상온보다 온도가 높을 수 있다.
상기 가스를 순환시키는 과정은, 상기 현열 회수부에서 상기 고상 슬래그 유동층 형성에 사용된 가스를 상기 냉각부로 공급하는 과정;을 포함하고, 상기 현열 회수부에서 상기 고상 슬래그 유동층 형성에 사용된 가스는 상온보다 온도가 높을 수 있다.
상기 입상화시키는 과정에서, 상기 고상 슬래그의 온도가 800℃ 이상 1100℃ 이하가 되도록 상기 고상 슬래그와 상기 가스를 열교환시키고, 상기 현열을 회수하는 과정에서, 상기 고상 슬래그의 온도가 상온 이상 200℃ 이하가 되도록 상기 고상 슬래그와 상기 가스 및 상기 스팀을 열교환시킬 수 있다.
상기 현열 회수부에 설치된 스팀 생성부를 이용하여 스팀을 생성하는 과정;을 포함하고, 상기 현열을 회수하는 과정에서, 고상 슬래그 유동층의 현열로 상기 고상 슬래그 유동층을 통과하는 가스의 온도를 승온시키고, 상기 스팀을 생성하는 과정에서, 상기 스팀 생성부의 열 교환기에 물을 공급하며, 상기 열 교환기와 접촉하는 고상 슬래그 유동층의 현열로 상기 물을 가열하여 스팀을 생성할 수 있다.
상기 액상 슬래그는 용융된 제철 및 제강 슬래그를 포함하고, 상기 가스는 공기를 포함하거나, 또는 공기 및 수분을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 액상 슬래그를 고상 미립자로 입상화시키는 냉각부 및 입상화된 고상 슬래그를 유동화시키면서 현열을 회수하는 현열 회수부가 가스 순환부에 의하여 연결될 수 있다. 즉, 냉각부에서 사용된 가스가 현열 회수부로 공급되어 고상 슬래그의 유동화 및 현열 회수에 사용될 수 있다. 또는, 현열 회수부에서 사용된 가스가 냉각부로 공급되어 액상 슬래그 입상화에 사용될 수 있다.
이에, 가스가 냉각부 및 현열 회수부를 거쳐 단계적으로 승온될 수 있다. 또는, 가스가 현열 회수부 및 냉각부를 거쳐 단계적으로 승온될 수 있다. 즉, 가스가 2 단계로 승온됨에 따라, 1차 승온 시에 가스의 거동이 활발해지고, 2차 승온 시에 가스가 고온으로 원활하게 승온될 수 있다. 이후, 고온으로 승온된 고온 가스는 각종 설비로 공급될 수 있다. 예컨대 고온 가스가 고로의 열풍로에 공급될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 현열 회수부로 가스를 공급하여 고상 슬래그의 현열을 회수하며, 현열 회수부에 설치된 스팀 생성부에서 고상 슬래그의 현열을 이용하여 물을 스팀으로 생성할 수 있다. 이때, 고상 슬래그는 유동층 상태로 현열 회수부 내의 가스와 열교환하는 중에, 스팀 생성부와 접촉할 수 있다. 이에, 스팀 생성부와 고상 슬래그의 접촉이 활성화되어 이들 간의 열교환 효율이 더욱 좋을 수 있다. 고상 슬래그의 유동성을 좋게 하여 현열을 더욱 효과적으로 회수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예에 따른 슬래그 처리 장치 및 방법은 슬래그의 현열을 회수하여 스팀 및 고온 가스를 생성할 수 있는 슬래그 처리 장치 및 방법일 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 실시 예에 따른 슬래그 처리 장치 및 방법은 같은 장치로 슬래그의 현열을 1차 및 2차로 단계적으로 회수하면서, 2차 현열 회수와 동시에 스팀을 생성할 수 있고, 가스를 승온시킬 수 있는 슬래그 처리 장치 및 방법일 수 있다.
이하, 제철 및 제강 공정의 용융 슬래그(이하 '액상 슬래그')를 고상 미립자 슬래그(이하 '고상 슬래그')로 입상화시키는 공정을 기준으로 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명의 실시 예에 따른 슬래그 처리 장치 및 방법은 각종 용융물의 처리 공정에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 개략도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 장치를 설명한다. 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 장치는, 액상 슬래그(MS)가 내부에 수용될 수 있고, 액상 슬래그(MS)에 가스(g)를 분사할 수 있도록 분사기(120)를 구비하는 냉각부(100), 냉각부(100)에서 입상화된 고상 슬래그(GS)가 내부에 수용될 수 있고, 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 통과시킬 수 있는 현열 회수부(600), 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)를 연결시키는 가스 순환부(320)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 장치는, 냉각부(100)에 설치되고, 냉각부(100)에 액상 슬래그(MS)를 공급할 수 있도록 토출기(220)를 구비하는 공급부(200), 냉각부(100) 또는 현열 회수부(600)에 연결되어 가스를 공급하는 가스 공급부(310), 및 현열 회수부(600)에 설치되고, 고상 슬래그(GS)와 접촉하는 스팀 생성부(700)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 장치는, 냉각부(100)에서 현열 회수부(600)로 고상 슬래그(GS)를 이송시킬 수 있도록, 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)에 연결되는 이송부(400), 냉각부(100)에 연결되어 분진을 포집하는 포집부(500), 및 현열 회수부(600) 또는 냉각부(100)에 연결되어 가스를 회수하는 가스 회수부(800)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 장치는, 현열 회수부(600)가 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 더욱 원활하게 통과시킬 수 있도록 분산판(620)을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 장치는 가스 순환부(320), 가스 공급부(310) 및 가스 회수부(800)의 연결구조가 서로 다를 수 있다. 이에, 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 장치는 가스(g)의 순환구조가 서로 다를 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 가스 순환부(320)는 냉각부(100)의 가스 출구(111) 및 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)를 연결시킬 수 있다. 이때, 가스 순환부(320) 및 가스 출구(111)는 포집부(500)를 통하여 서로 연결될 수 있다. 또한, 가스 공급부(310)는 분사기(120)에 연결될 수 있다. 이때, 분사기(120)는 냉각부(100)의 가스 입구로 사용될 수 있다. 또한, 가스 회수부(800)는 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)에 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 제1실시 예에서는 가스(g)의 순환이 냉각부(100)에서 현열 회수부(600)로의 가스(g)의 흐름을 의미할 수 있다. 이때, 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)는 같은 가스(g)를 순서대로 사용할 수 있다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치를 설명한다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치는, 액상 슬래그(MS)가 내부에 수용될 수 있고, 내부의 액상 슬래그(MS)에 가스(g)를 분사할 수 있도록 분사기(120)를 구비하는 냉각부(100), 냉각부(100)에서 입상화된 고상 슬래그(GS)가 내부에 수용될 수 있고, 내부의 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 통과시킬 수 있도록 분산판(620)을 구비하는 현열 회수부(600), 현열 회수부(600)에 설치되고, 고상 슬래그(GS)와 접촉하는 스팀 생성부(700), 및 일측이 냉각부(100)의 가스 출구(111)에 연결되고, 타측이 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)에 연결되며, 냉각부(100)의 가스(g)를 현열 회수부(600)로 순환시키는 가스 순환부(320)를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치는, 냉각부(100)에 설치되고, 냉각부(100)에 액상 슬래그(MS)를 공급할 수 있도록 토출기(220)를 구비하는 공급부(200), 및 냉각부(100)의 가스 입구 예컨대 분사기(120)에 연결되어 가스(g)를 공급하는 가스 공급부(310)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치는, 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)에 연결되고, 냉각부(100)에서 현열 회수부(600)로 고상 슬래그(GS)를 이송시키는 이송부(400), 냉각부(100)의 가스 출구(111)와 가스 순환부(320) 사이에 마련되고, 가스(g)에서 분진을 포집하는 포집부(500), 및 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)에 연결되는 가스 회수부(800)를 포함할 수 있다.
가스 공급부(310), 냉각부(100), 가스 순환부(320), 현열 회수부(600) 및 가스 회수부(800)를 포함하여 전체 가스 순환 경로가 형성될 수 있다.
액상 슬래그(MS)는 용융된 제철 및 제강 슬래그를 포함할 수 있다. 액상 슬래그(MS)를 용융 슬래그라고 지칭할 수도 있다. 액상 슬래그(MS)의 온도는 1500 내지 1600℃일 수 있다. 제철 슬래그는 제철 설비('제선 설비'라고도 한다)에서 용선을 제조하는 공정 중에 생성된 슬래그를 포함할 수 있다. 제강 슬래그는 제철 설비에서 제조된 용선을 제강 설비에서 정련하는 공정 중에 생성된 슬래그를 포함할 수 있다. 액상 슬래그(MS)는 다량의 산화칼슘(CaO) 성분을 함유할 수 있다.
냉각부(100)의 내부에서, 액상 슬래그(MS)를 고상 미립자로 입상화하여 구형에 가까운 형태의 고상 슬래그(GS)로 제조할 수 있다. 입상화된 고상 슬래그(GS)를 고상 미립자 슬래그라고 지칭할 수도 있다. 현열 회수부(600)의 내부에서, 고상 슬래그(GS)의 현열을 회수할 수 있다. 스팀 생성부(700)가 고상 슬래그(GS)의 현열을 이용하여 스팀을 생성할 수 있다. 현열 회수부(600)에서 배출된 고상 슬래그(GS)를 예컨대 유리질 슬래그 파우더(Glassy Slag Powder)라고 구분하여 지칭할 수 있다. 액상 슬래그(MS), 고상 슬래그(GS) 및 유리질 슬래그 파우더를 통칭하여, 슬래그라고 한다.
냉각부(100)는, 액상 슬래그(MS) 및 고상 슬래그(GS)를 내부에 수용할 수 있도록 용기(110)를 구비할 수 있다. 또한, 냉각부(100)는 내부의 액상 슬래그(MS)에 가스(g)를 분사할 수 있도록 분사기(120)를 구비할 수 있다.
용기(110)는 상하방향으로 연장될 수 있고, 내부에 공간이 구비될 수 있다. 용기(110)의 내부에 액상 슬래그(MS)와 고상 슬래그(GS)가 수용될 수 있다. 구체적으로, 용기(110)의 내부의 상부 공간에 액상 슬래그(MS)가 수용될 수 있다. 그리고 용기(110)의 내부의 하부 공간에 고상 슬래그(GS)가 수용될 수 있다.
용기(110)의 형상은 다양할 수 있다. 용기(110)는 예컨대 원통 혹은 사각통 형상일 수 있다. 이때, 용기(110)의 하부는 하방으로 갈수록 직경이 감소하는 형상일 수 있다. 용기(110)의 상부는 직경이 상하방향으로 일정한 형상일 수 있다.
용기(110)는 가스 출구(111)가 형성될 수 있다. 가스 출구(111)는 용기(110)의 측벽의 소정 위치를 관통하도록 형성될 수 있다. 가스 출구(111)는 용기(110)의 상부 공간에 위치할 수 있다. 용기(110)에 형성된 가스 출구(111)를 냉각부(100)의 가스 출구(111)라고 지칭한다. 용기(110)의 하부에는 고상 슬래그(GS)가 배출될 수 있도록 배출구가 마련될 수 있다.
분사기(120)는 용기(110)의 내부에 설치될 수 있다. 이때, 분사기(120)의 바디는 토출기(220)의 하단을 둘러싸도록 설치될 수 있다. 구체적으로, 분사기(120)의 바디는 토출기(220)의 하단에 형성된 토출구(221)의 외측을 감싸도록 설치될 수 있다. 분사기(120)의 바디는 중심부에 슬래그 통로가 형성될 수 있다. 슬래그 통로는 분사기(120)의 바디의 중심부를 상하방향으로 관통하도록 형성될 수 있다. 토출구(221)에서 하방으로 토출되는 액상 슬래그(MS)의 스트림이 슬래그 통로를 통과할 수 있다. 즉, 분사기(120)의 바디는 토출구(221)의 하측에서 액상 슬래그(MS)의 스트림의 외측을 둘러쌀 수 있다.
분사기(120)는 토출구(221)를 통과하는 액상 슬래그(MS)의 낙하 방향으로 가스를 분사하도록 유로(121)를 구비할 수 있다. 즉, 액상 슬래그(MS)의 스트림에 가스(g)를 분사할 수 있도록 분사기(120)의 바디에 유로(121)가 형성될 수 있다. 유로(121)는 분사기(120)의 슬래그 통로를 중심으로 방사상으로 형성될 수 있다. 즉, 유로(121)는 분사기(120)의 슬래그 통로의 둘레를 따라 나열될 수 있다. 유로(121)는 분사기(120)의 슬래그 통로의 중심을 향하는 방향으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
유로(121)는 가스 공급부(310)와 연결되고, 가스 공급부(310)로부터 가스(g)를 공급받을 수 있다. 유로(121)는 토출구(221)로부터 토출되는 액상 슬래그(MS)의 낙하 방향으로 가스(g)를 분사할 수 있다.
유로(121)에서 분사되는 가스(g)가 액상 슬래그(MS)의 스트림을 사방에서 균일하게 둘러싸기 때문에, 슬래그가 비산하는 것을 억제 또는 방지할 수 있고, 예컨대 한 방향으로 가스(g)를 분사할 때 보다 적은 양의 가스(g)를 분사하여도 효과적으로 액상 슬래그(MS)의 스트림을 집중 타격할 수 있다.
유로(121)의 입구는 분사기(120)의 바디의 가장자리부에 위치할 수 있고, 가스 공급부(310)와 연결될 수 있다. 가스(g)는 가스 공급부(310)에서 유로(121)의 입구로 공급되어 유로(121)의 출구를 통과하여 액상 슬래그(MS)의 스트림에 분사될 수 있다.
유로(121)의 출구는 분사기(120)의 바디의 내주면에 위치할 수 있다. 상세하게는, 유로(121)의 출구는 분사기(120)의 바디의 내주면과 하면의 코너부에 위치할 수 있다. 이에, 가스(g)는 분사기(120)의 바디의 하측에서 액상 슬래그(MS)의 스트림에 경사지게 충돌할 수 있다.
한편, 유로(121)의 출구는 가스(g)의 흐름 방향으로 내경이 감소하다가 증가하는 형상일 수 있다. 또는, 유로(121)의 출구는 오리피스 형태일 수 있다. 이를테면 유로(121)는 출구에 목(throat)이 형성될 수 있다. 가스(g)는 목을 통과하면서 벤츄리 효과에 의해 고압으로 분사될 수 있다.
분사기(120)는 토출구(221)를 통하여 용기(110)의 내부로 낙하 공급되는 액상 슬래그(MS)에 과량의 가스(g)를 분사하여, 액상 슬래그(MS)를 고상 미립자로 입상화시키며 급냉시킬 수 있다.
액상 슬래그(MS)를 고상 미립자로 입상화시킨다는 것은, 액상 슬래그(MS)를 입자 형태로 미립화 또는 분체화시키며 액상에서 고상으로 냉각시키는 것을 의미한다. 액상 슬래그(MS)는 가스(g)와 충돌하여 급랭되며 고상 미립자로 입상화되어 냉각부(100)의 내부에서 고상 슬래그(GS)로 제조될 수 있다.
공급부(200)는 냉각부(100)에 설치된다. 예컨대 공급부(200)는 용기(110)를 상하방향으로 관통하도록 설치될 수 있다. 공급부(200)는 분사기(120)의 상부에 위치할 수 있다. 또한, 공급부(200)는 냉각부(100)의 내부로 액상 슬래그(MS)를 공급할 수 있도록 공급기(210) 및 토출기(220)를 구비할 수 있다.
공급기(210)는 용기(110)의 상부를 상하방향으로 관통하도록 설치될 수 있다. 공급기(210)는 액상 슬래그(MS)가 흐를 수 있도록 형성된 슬래그 공급관일 수 있다. 공급기(210)는 제철 설비 및 제강 설비와 연결되고, 액상 슬래그(MS)를 공급받을 수 있다. 공급기(210)는 내화물로 제조될 수 있다.
토출기(220)는 용기(110)의 내부에 설치될 수 있다. 토출기(220)는 상하방향으로 연장될 수 있다. 토출기(220)의 상부는 공급기(210)에 연결될 수 있다. 토출기(220)는 용기(110)의 내부로 액상 슬래그(MS)를 공급할 수 있다. 토출기(220)는 중력을 이용하여 액상 슬래그(MS)를 하방으로 낙하시킬 수 있도록 형성된 중공형의 슬래그 토출관일 수 있다. 토출기(220)는 내화물로 제조될 수 있다.
토출기(220)의 하단은 용기(110)의 내부에 위치하고, 용기(110)의 하부 공간을 향해 개방될 수 있다. 토출기(220)는 하단에 토출구(221)가 형성될 수 있다. 토출구(221)는 토출기(220)의 하단을 상하방향으로 관통하도록 형성될 수 있다. 토출구(221)를 통과하여 액상 슬래그(MS)가 용기(110)의 하부 공간에 낙하 공급될 수 있다. 그리고 액상 슬래그(MS)의 스트림이 분사기(120)의 슬래그 통로를 통과할 수 있다. 토출구(221)의 내경은 토출기(220)의 내경보다 작을 수 있다.
가스 공급부(310)는 분사기(120)를 통하여 용기(110)의 내부에 연결될 수 있다. 가스 공급부(310)는 일측이 분사기(120)의 유로(121)에 연결되고, 타측이 가스 공급원(미도시)에 연결될 수 있다. 가스 공급부(310)에는 블로워(미도시)가 장착될 수 있다. 가스 공급부(310)는 가스 공급원으로부터 가스(g)를 공급받을 수 있다. 가스는 공기를 포함할 수 있다. 이때, 공기는 수분이 함유된 공기이거나, 수분이 제거된 공기일 수 있다. 또한, 가스 공급부(310)로 공급되는 공기는 상온일 수 있다. 여기서, 상온은 15 내지 25℃의 온도일 수 있다. 물론, 상온의 온도 범위는 다양할 수 있다. 가스 공급부(310)는 분사기(120)의 유로(121)로 가스(g)를 공급할 수 있다. 한편, 가스(g)는 이산화탄소를 포함할 수도 있다.
가스 순환부(320)는 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)를 연결시킬 수 있다. 더욱 상세하게는, 가스 순환부(320)는 냉각부(100)의 가스 출구(111)와 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)를 연결시킬 수 있다.
가스 순환부(320)는 가스(g)가 통과할 수 있는 가스 순환관일 수 있다. 가스 순환부(320)는 일측이 포집부(500)를 통하여 냉각부(100)의 가스 출구(111)에 연결될 수 있다. 가스 순환부(320)는 타측이 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)에 연결될 수 있다. 가스 순환부(320)에는 블로워(미도시)가 장착될 수도 있다. 가스 순환부(320)는 냉각부(100)에서 고상 슬래그(GS)의 생성에 사용된 가스(g)를 현열 회수부(600)로 공급하여, 가스(g)를 순환시킬 수 있다.
냉각부(100)에서 고상 슬래그(GS)의 생성에 사용되며 1차 승온된 가스(g)는 상온보다 온도가 높으며, 상당한 현열을 함유하고 있다. 가스 순환부(320)가 냉각부(100) 내부의 가스(g)를 현열 회수부(600)로 순환시킴에 따라, 현열 회수부(600)는 가스(g)의 현열을 고상 슬래그 유동층의 형성에 활용할 수 있고, 스팀 생성부(700)는 가스(g)의 현열을 스팀의 생성에 활용할 수 있다.
이송부(400)는 일측이 용기(110)의 하부에 형성된 배출구에 연결될 수 있다. 이송부(400)는 타측이 현열 회수부(600)의 반응기(610)에 연결될 수 있다. 고상 슬래그(GS)는 이송부(400)를 통하여 냉각부(100)에서 반응기(610)로 이송될 수 있다.
포집부(500)는 냉각부(100)로부터 배출되는 가스(g)의 분진을 포집할 수 있다. 이때, 냉각부(100)로부터 배출되는 가스(g)는 예컨대 1차 승온된 가스(g)일 수 있다. 포집부(500)는 냉각부(100)의 가스 출구(111)와 가스 순환부(320) 사이에 마련될 수 있다. 포집부(500)는 가스 출구(111)에 연결되는 포집관(510), 포집관(510)에 연결되는 포집기(520), 및 포집기(520)에서 포집된 분진을 냉각부(100)로 배출하는 분진 배출관(530)을 포함할 수 있다. 포집기(520)는 사이클론을 포함할 수 있다. 분진은 고상 슬래그(GS)로부터 기인하는 분진일 수 있다. 포집기(520)에 가스 순환부(320)의 일측이 연결될 수 있다. 포집관(510) 및 포집기(520)를 통과하며 분진이 포집된 가스(g)는 가스 순환부(320)를 통과하여 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)로 공급될 수 있다. 포집기(520)에서 포집된 분진은 냉각부(100)로 배출될 수 있다.
현열 회수부(600)는 냉각부(100)에서 입상화된 고상 슬래그(GS)가 내부에 수용될 수 있다. 현열 회수부(600)는 내부의 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 통과시킬 수 있다. 현열 회수부(600)는 하부에 가스 입구(611)가 위치하고, 상부에 가스 출구(612)가 위치할 수 있다. 가스 출구(612)는 가스 회수부(800)와 연결될 수 있다.
현열 회수부(600)는 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 통과시킬 수 있도록 분산판(620)을 구비할 수 있다. 현열 회수부(600)는 분산판(620)을 이용하여 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 더욱 원활하게 통과시킬 수 있다.
현열 회수부(600)는, 내부에 유동층이 형성될 수 있는 반응기(610), 반응기(610)의 내부에 설치되고, 반응기(610)의 내부를 상부 영역 및 하부 영역으로 구획하고, 가스(g)를 통과시킬 수 있도록 분사홀들이 형성되는 분산판(620), 분산판(620)의 일측을 관통하도록 장착되고, 고상 슬래그(GS)를 통과시킬 수 있도록 형성되는 슬래그 배출관(630), 및 슬래그 배출관(630)과 연결되는 슬래그 회수 라인(640)을 포함할 수 있다.
반응기(610)는 예컨대 유동층 반응기('유동로'라고도 한다)를 포함할 수 있다. 반응기(610)는 고상 슬래그(GS)가 수용될 수 있는 내부 공간을 가지는 통 형상일 수 있다. 반응기(610)의 하부에 가스 입구(611)가 형성될 수 있다. 반응기(610)의 상부에 가스 출구(612)가 형성될 수 있다.
가스 입구(611)에 가스 순환부(320)가 연결될 수 있다. 가스 출구(612)에 가스 회수부(800)가 연결될 수 있다. 가스 입구(611)를 통하여 가스 순환부(320)에서 반응기(610)의 하부 영역으로 가스(g)가 공급될 수 있다. 또한, 분사홀들을 통하여 반응기(610)의 하부 영역에서 상부 영역으로 가스(g)가 이동할 수 있다. 그리고 가스 출구(612)를 통하여 반응기(610)의 상부 영역의 가스(g)가 가스 회수부(800)로 배출될 수 있다.
반응기(610)의 측면 일측에는 슬래그 유입구(미도시)가 관통 형성될 수 있다. 슬래그 유입구는 이송부(400)와 연결될 수 있다. 슬래그 유입구를 통하여 이송부(400)로부터 반응기(610)로 고상 슬래그(GS)를 공급받을 수 있다.
분산판(620)은 반응기(610)의 내부에서 수평방향으로 연장될 수 있다. 이때, 수평방향은 상하방향과 교차하는 방향일 수 있다. 반응기(610)는 분산판(620)을 경계로 내부가 상부 영역 및 하부 영역으로 구획될 수 있다. 반응기(610)는 하부 영역에 가스 입구(611)가 위치할 수 있다. 또한, 반응기(610)는 상부 영역이 가스 회수부(800)와 연결될 수 있다. 분산판(620)은 복수개의 분사홀을 가질 수 있다. 반응기(610)의 상부 영역 및 하부 영역은 분사홀들을 통하여 연통할 수 있다.
분산판(620) 상에 고상 슬래그(GS)를 장입하고, 반응기(610)의 하부 영역에 가스(g)를 공급한다. 가스(g)는 분사홀들을 통과하여 반응기(610)의 상부 영역으로 올라가고, 고상 슬래그(GS)가 가스(g)에 의하여 유동될 수 있다.
현열 회수부(600)는 고상 슬래그(GS)의 현열을 회수할 수 있다. 구체적으로, 현열 회수부(600)는 내부에 고상 슬래그 유동층을 형성하고, 고상 슬래그 유동층에 가스(g)를 통과시키며, 고상 슬래그(GS)의 현열로 가스(g)를 승온시킬 수 있다. 이를 가스(g)의 2차 승온이라고 한다.
예컨대 가스(g)의 1차 승온은 냉각기(100)의 내부에서 이루어지고, 2차 승온은 현열 회수부(600)에서 이루어진다. 슬래그를 기준으로 하면, 슬래그의 1차 현열 회수는 냉각기(100)의 내부에서 이루어지고, 2차 현열 회수는 현열 회수부(600)에서 이루어진다. 이때, 가스(g)의 2차 승온 및 슬래그의 2차 현열 회수와 함께 스팀 생성부(700)에서 스팀이 생성될 수 있다.
현열이 회수된 고상 슬래그(GS)는 슬래그 배출관(630)으로 배출되고, 슬래그 회수 라인(640)을 통하여, 후처리 설비로 회수될 수 있다. 여기서, 후처리 설비는 예컨대 시멘트 제조 설비를 포함할 수 있다.
승온된 가스(g)는 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)로 배출되고, 가스 회수부(800)에 저장될 수 있다. 이후, 가스(g)는 예컨대 고로의 열풍로에 공급될 수 있다.
현열 회수부(600)는 복수개 구비될 수 있다. 이때, 고상 슬래그(GS)의 흐름을 기준으로, 복수개의 현열 회수부는 직렬로 연결될 수 있다. 예컨대 복수개의 현열 회수부를 제1현열 회수부, 제2현열 회수부라고 할 때, 제1현열 회수부의 슬래그 유입구는 이송부(400)와 연결되고, 제1현열 회수부의 슬래그 회수 라인은 제2현열 회수부의 슬래그 유입구와 연결되고, 제2현열 회수부의 슬래그 회수 라인은 후처리 설비와 연결될 수 있다. 이때, 가스(g)의 흐름은 고상 슬래그(GS)의 흐름과 반대일 수 있다. 예컨대 가스 순환부(320)의 타측은 제2현열 회수부의 가스 입구와 연결되고, 제2현열 회수부의 가스 출구는 제1현열 회수부의 가스 입구와 연결될 수 있다. 그리고 제1현열 회수부의 가스 출구는 가스 회수부(800)와 연결될 수 있다.
현열 회수부의 개수가 n 개일 때, 이송부(400)는 제1현열 회수부의 슬래그 유입구와 연결되고, 후처리 설비는 제n현열 회수부의 슬래그 회수 라인과 연결될 수 있다. 1보다 크고 n보다 작은 자연수를 k 라고 하면, k번째 헌열 회수부는 슬래그 유입구가 k-1 번째 헌열 회수부의 슬래그 회수 라인과 연결되고, 슬래그 회수 라인이 k+1 번째 헌열 회수부의 슬래그 유입구와 연결될 수 있다. 이때, 가스(g)는 가스 순환부(320)에서 제n 현열 회수부로 먼저 공급되고, 제n 현열 회수부에서 제1현열 회수부의 순서로 공급되고, 이어서, 제1현열 회수부에서 가스 회수부(800)로 회수될 수 있다.
고상 슬래그(GS)는 복수개의 현열 회수부를 순차적으로 통과하며 현열이 회수될 수 있다. 여기서, 고상 슬래그(GS)는 고상 슬래그(GS)가 가장 먼저 공급되는 제1 현열 회수부에서 온도가 약 800℃ 이하로 낮아질 수 있고, 나머지 현열 회수부를 통과하면서 200℃ 이하로 온도가 낮아질 수 있다. 이때, 가스(g)는 복수개의 현열 회수부를 역순으로 통과하며 승온될 수 있다.
한편, 현열 회수부(600)는 분산판(620)을 구비하지 않아도 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 통과시킬 수 있다. 예컨대 현열 회수부(600)는 내부에 고정층 혹은 충전층이 형성될 수 있는 소정의 반응 용기를 포함할 수도 있다. 이때, 가스(g)는 반응 용기의 가스 입구로 공급되고, 고상 슬래그(GS)의 고정층 혹은 충전층을 천천히 통과하면서 고온으로 승온될 수 있고, 반응 용기의 가스 출구로 배출되어 가스 회수부(800)로 회수될 수 있다.
현열 회수부가 복수개일 때, 고상 슬래그(GS)가 가장 먼저 공급되는 제1 현열 회수부를 제외한 나머지의 현열 회수부 중에 적어도 하나 이상의 현열 회수부는 내부에 고정층 혹은 충전층이 형성될 수 있는 소정의 반응 용기를 포함할 수도 있다. 이때, 반응 용기에는 가스(g)가 공급되지 않을 수도 있다. 고상 슬래그(GS)의 현열 회수는 스팀 생성부(700)에 의해 수행될 수 있다.
스팀 생성부(700)는 현열 회수부(600)에 설치되고, 고상 슬래그(GS)와 접촉할 수 있다. 이때, 스팀 생성부(700)는 고상 슬래그(GS)와 직간접적으로 접촉할 수 있다. 구체적으로 스팀 생성부(700)의 열 교환기(710)가 고상 슬래그(GS)와 직간접적으로 접촉할 수 있다.
스팀 생성부(700)는 고상 슬래그(GS)의 현열을 회수하고, 스팀을 생성할 수 있다. 스팀 생성부(700)는, 반응기(610)를 관통하도록 설치되는 중공형의 열 교환기(710) 예컨대 스팀 배관, 반응기(610)의 외부에 마련되고, 열 교환기(710)의 일측에 연결되는 물 공급기(720), 반응기(610)의 외부에 마련되고, 열 교환기(710)의 타측에 연결되는 스팀 회수기(730)를 포함할 수 있다.
열 교환기(710)는 분산판(620)의 상측에 위치할 수 있다. 열 교환기(710)는 분산판(620)상에 형성된 고상 슬래그(GS) 유동층 및 분산판(620)을 통과한 가스(g)와 접촉할 수 있다. 열 교환기(710)의 적어도 일부는 반응기(610)의 내부에 위치할 수 있다. 예컨대 열 교환기(710)의 일측 단부 및 타측 단부는 반응기(610)의 외부에 위치할 수 있고, 열 교환기(710)의 일측 단부 및 타측 단부를 제외한 나머지는 반응기(610)의 내부에 위치할 수 있다. 열 교환기(710)는 반응기(610)의 내부에서 고상 슬래그(GS)와 직접 접촉하거나 가스(g)를 통하여 고상 슬래그(GS)와 간접적으로 접촉할 수 있다. 열 교환기(710)의 내부를 흐르는 물은 고상 슬래그(GS) 유동층 및 가스(g)와 열교환 하여 가열될 수 있고, 스팀으로 생성될 수 있다. 이때, 열 교환기(710) 내부에서 물 및 스팀은 상향류로 흐르고, 반응기(610) 내부에서 고상 슬래그(GS)는 하향류를 형성하여, 서로 향류(Counter current)를 형성할 수 있다. 한편, 열 교환기(710)는 고상 슬래그(GS)의 복사열에 의하여 열적으로 고상 슬래그(GS)와 접촉할 수도 있다.
현열 회수부(600)가 반응 용기를 포함할 경우, 열 교환기(710)는 반응 용기의 내부의 소정의 높이에 위치할 수 있다. 열 교환기(710)의 내부를 흐르는 물은 고상 슬래그(GS) 고정층 혹은 충전층 및 가스(g)와 열교환하여 가열될 수 있고, 스팀으로 생성될 수 있다. 이때, 열 교환기(710) 내부에서 물 및 스팀은 상향류를 형성할 수 있다.
현열 회수부가 복수개이면서 복수개의 현열 회수부가 모두 반응기를 포함할 때, 열 교환기(710)는 복수개의 반응기를 관통하도록 설치될 수 있다. 현열 회수부가 복수개이면서 복수개의 현열 회수부가 적어도 하나의 반응기 및 적어도 하나의 반응 용기를 포함할 때, 열 교환기(710)는 상술한 적어도 하나의 반응기 및 적어도 하나의 반응 용기를 관통하도록 설치될 수 있다.
이때, 열 교환기(710)의 일측은 고상 슬래그(GS)가 가장 나중에 통과되는 현열 회수부의 반응기 또는 반응 용기를 관통하도록 설치될 수 있고, 열 교환기(710)의 타측은 고상 슬래그(GS)가 가장 먼저 통과되는 제1현열 회수부의 반응기를 관통하도록 설치될 수 있다. 즉, 고상 슬래그(GS)는 복수개의 현열 회수부를 순차적으로 통과하고, 열 교환기(710)의 내부를 흐르는 물 및 스팀은 복수개의 현열 회수부를 역순으로 통과함으로써, 서로 향류(Counter current)를 형성할 수 있다.
가스 회수부(800)는 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)에 연결될 수 있다. 가스 회수부(800)는 가스 배출관(810) 및 가스 저장기(820)를 포함할 수 있다. 가스 배출관(810)은 가스 출구(612)에 연결될 수 있다. 가스 저장기(820)는 가스 배출관(810)에 연결될 수 있다. 가스 회수부(800)는 현열 회수부(600)에서 현열 회수에 사용된 가스(g)를 공급받아 저장할 수 있다. 가스 회수부(800)에 저장되는 가스는 예컨대 고로의 열풍로에 공급되어 열풍 제조에 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따르면, 토출기(220)가 하측으로 액상 슬래그(MS)를 토출하고, 분사기(120)가 액상 슬래그(MS)를 향해 가스(g)를 분사한다. 액상 슬래그(MS)는 가스(g)에 의해 급냉 및 분쇄되고, 구형에 가까운 고상의 미립자로 입상화된다. 이때, 입상화된 고상 슬래그(GS)는 수 내지 수십 ℃/s 의 냉각 속도 예컨대 5 내지 20℃/s의 냉각 속도 또는 5 내지 30℃/s의 냉각 속도로 급냉됨에 따라서, 자유 산화칼슘의 석출 한계 온도인 1100℃ 이하로 빠르게 냉각될 수 있다. 보다 바람직하게는, 입상화된 고상 슬래그(GS)는 10℃/s의 냉각 속도로 급냉됨에 따라서, 자유 산화칼슘의 석출 한계 온도인 1100℃ 이하로 빠르게 냉각될 수 있다. 이에, 고상 슬래그(GS)에 자유 산화칼슘이 석출되는 것이 억제 혹은 방지될 수 있다. 이에, 슬래그를 시멘트의 원료로 재활용할 수 있다.
본 발명의 제1실시 예에서는 가스(g)가 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)를 거치며 효과적으로 승온될 수 있고, 스팀 생성부(700)에서 스팀이 효과적으로 생산될 수 있다. 구체적으로, 냉각부(100)에서 사용된 가스(g)는 상온의 공기보다 온도가 높다. 즉, 냉각부(100)에서 사용된 가스(g)는 상온의 공기보다 움직임이 활발하다. 또한, 같은 질량일 때, 냉각부(100)에서 사용된 가스(g)가 상온의 공기보다 부피가 크다. 이에, 냉각부(100)에서 사용한 가스(g)를 현열 회수부(600)에 공급함으로써, 고상 슬래그(GS)의 유동을 활성화시킬 수 있고, 고상 슬래그(GS)와 가스(g)의 접촉을 촉진시킬 수 있고, 더욱이, 고상 슬래그(GS)와 열 교환기(710)의 접촉을 촉진시킬 수 있다. 즉, 고상 슬래그(GS)에서 가스(g) 및 열 교환기(710)로 열 전달이 원활할 수 있다. 이처럼 냉각부(100)에서 사용된 가스(g)를 현열 회수부(600)로 공급하여 현열 회수부(600) 및 스팀 생성부(700)의 작동 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 가스 순환부(320)는 현열 회수부(600)의 가스 출구(612) 및 냉각부(100)의 가스 입구를 연결시킬 수 있다. 여기서, 분사기(120)가 냉각부(100)의 가스 입구로 사용될 수 있다. 즉, 분사기(120)를 통하여 가스 순환부(530) 및 냉각부(100)가 연결될 수 있다. 또한, 가스 공급부(310)는 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)에 연결될 수 있다. 그리고 가스 회수부(800) 및 냉각부(100)의 가스 출구(111)는 포집부(500)를 통하여 서로 연결될 수 있다.
즉, 본 발명의 제2실시 예에서는 가스(g)의 순환이 현열 회수부(600)에서 냉각부(100)로의 가스(g)의 흐름을 의미할 수 있다. 이때, 현열 회수부(600) 및 냉각부(100)는 같은 가스(g)를 순서대로 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치를 설명한다. 이때, 본 발명의 제1실시 예에 따른 슬래그 처리 장치와의 차이점을 중심으로 하여, 본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치를 설명한다. 또한, 본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치에 대한 설명에 있어, 전술한 내용과 중복되는 설명은 이하에서 생략하거나 간단히 설명한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치는, 냉각부(100), 현열 회수부(600), 스팀 생성부(700), 및 가스 순환부(320)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2실시 예에 따른 슬래그 처리 장치는, 공급부(200), 가스 공급부(310), 이송부(400), 포집부(500), 및 가스 회수부(800)를 포함할 수 있다.
냉각부(100)의 내부에서 분사기(120)로 액상 슬래그(MS)에 가스(g)를 분사하여 액상 슬래그(MS)를 고상 슬래그(GS)로 입상화시킬 수 있다. 이때, 공급기(200)가 냉각부(100)의 내부에 액상 슬래그(MS)를 공급할 수 있다.
가스 순환부(320)는 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)와 분사기(120)를 연결시키고, 분사기(120)를 통하여 냉각부(100)와 연결될 수 있다. 이처럼 가스 순환부(320)는 현열 회수부(600)에서 고상 슬래그(GS)의 현열 회수에 사용된 가스(g)를 분사기(120)를 통하여 냉각부(100)에 공급할 수 있다.
가스 공급부(310)는 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)와 연결될 수 있다. 가스 공급부(310)에서 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)를 통하여, 반응기(610)의 하부 영역에 공급되는 가스(g)는 예컨대 상온의 공기를 포함할 수 있다. 가스 입구(611)는 현열 회수부(600)의 하부에 위치하고, 가스 출구(612)는 현열 회수부(600)의 상부에 위치할 수 있다. 현열 회수부(600)는 분산판(620)을 구비하거나, 구비하지 않을 수 있다.
현열 회수부(600)는 이송부(400)를 통하여 고상 슬래그(GS)를 공급받아 현열을 회수할 수 있다. 또한, 현열 회수부(600)는 회수한 현열을 이용하여 가스(g)를 승온시킬 수 있다. 이때, 스팀 생성부(700)도 고상 슬래그(GS)의 현열을 회수하여 물을 가열시켜 스팀을 생성할 수 있다. 현열 회수부(600)의 개수는 하나 또는 복수개일 수 있다.
가스 회수부(800)는 포집부(500)를 통하여 냉각부(100)의 가스 출구(111)에 연결될 수 있다. 냉각부(100)에서 사용된 가스(g)는 가스 회수부(800)로 저장될 수 있다.
가스 공급부(310), 현열 회수부(600), 가스 순환부(320), 냉각부(100) 및 가스 회수부(800)를 포함하여 전체 가스 순환 경로가 형성될 수 있다.
본 발명의 제2실시 예에서는 가스(g)가 현열 회수부(600) 및 냉각부(100)를 거치며 효과적으로 승온될 수 있다. 또한, 냉각부(100)에서 액상 슬래그(MS)의 분산이 원활할 수 있다. 즉, 액상 슬래그(MS)에서 고상 슬래그(GS)로의 입상화가 용이할 수 있고, 냉각부(100)에서 고상 슬래그(GS)가 효과적으로 생상될 수 있다. 구체적으로, 현열 회수부(600)에서 사용된 가스(g)는 상온의 공기보다 온도가 높다. 즉, 현열 회수부(600)에서 사용된 가스(g)는 상온의 공기보다 움직임이 활발하다. 또한, 같은 질량일 때, 현열 회수부(600)에서 사용된 가스(g)가 상온의 공기보다 부피가 크다. 이에, 현열 회수부(600)에서 사용한 가스(g)를 냉각부(100)에 공급함으로써, 액상 슬래그(MS)와 원활하게 충돌시킬 수 있다. 이에, 액상 슬래그(MS)를 고상 슬래그(GS)로 입상화시키기 용이할 수 있다. 이처럼 현열 회수부(600)에서 사용된 가스(g)를 냉각부(100)로 공급하여 냉각부(100)의 작동 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 현열 회수부(600)를 통과한 가스(g)는 고상 슬래그(MS)의 온도가 지나치게 저하되는 것을 방지하여, 이후에 스팀 생성부(700)에서 높은 온도의 고상 슬래그(GS)의 현열을 이용하여 스팀을 원활하게 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시 예의 경우, 장치의 작동 초기에, 가스(g)가 현열 회수부(600)를 통과할 때, 승온되지 않을 수 있다. 즉, 장치의 작동 초기에는 상온의 가스(g)가 현열 회수부(600) 및 가스 순환부(320)를 통과하여 분사기(120)에 공급될 수 있다. 소정 시간이 흐른 뒤에, 냉각부(100)에서 고상 슬래그(GS)가 배출되어 현열 회수부(600)로 공급되면 가스(g)가 현열 회수부(600)에서 승온될 수 있다. 이에, 가스(g)가 현열 회수부(600) 및 냉각부(100)를 거치며 효과적으로 승온될 수 있다. 한편, 장치의 작동 초기에 가스(g)를 별도로 승온시켜서 현열 회수부(600)에 공급할 수도 있다. 이때, 가스 공급부(310)에 별도의 가열기(미도시)가 구비될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 슬래그 처리 장치는 상술한 제1 및 제2실시 예 외에도 가스 순환부(320), 가스 공급부(310) 및 가스 회수부(800)의 연결구조가 다양할 수 있다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 가스 순환부(320)는, 냉각부(100)의 가스 출구(111)와 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)를 연결시키는 제1가스 순환기(미도시) 및 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)와 분사기(120)를 연결시키는 제2가스 순환기(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3실시 예에서는, 냉각부(100), 가스 순환부(320) 및 현열 회수부(600)를 포함하여 전체 가스 순환 경로가 형성될 수 있다.
이때, 가스 공급부(310)는 제2가스 순환기 또는 분사기(120)에 연결될 수 있다. 또한, 현열 회수부(600)의 가스 출구(612) 및 제2가스 순환기는 중 어느 하나는 가스 회수부(800)와 연결될 수 있다.
이에, 장치의 작동 초기에, 소정량의 가스(g)를 분사기(120)에 공급할 수 있고, 작동 중에, 가스 순환 경로를 통하여 가스(g)를 순환시키며 스팀을 효율적으로 생산할 수 있다.
이때, 가스(g)의 온도 조절을 위하여, 적정량의 가스(g)가 가스 공급부(310)를 통하여 가스 순환 경로에 일부 추가될 수 있고, 적정량의 가스(g)가 가스 순환 경로에서 가스 회수부(800)로 일부 회수될 수 있다. 이러한 가스(g)의 추가 및 회수는 주기적으로 수행되거나 소정의 제어부(미도시)에 의해 수행될 수 있다. 이때, 제어부는 가스 순환 경로의 각 위치에서 가스 온도를 측정하고, 측정된 온도를 기반으로 가스(g)의 추가 공급 및 회수를 제어할 수 있다.
본 발명의 제4실시 예에 따른 슬래그 처리 장치의 가스 순환부(320)는, 냉각부(100)의 가스 출구(111)와 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)를 연결시키는 제1가스 순환기(미도시) 및 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)와 분사기(120)를 연결시키는 제2가스 순환기(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 가스 공급부(310)는 제1가스 순환기 또는 현열 회수부(600)의 가스 입구(611)와 연결될 수 있다. 또한, 냉각부(100)의 가스 출구(111) 및 제1가스 순환기 중 어느 하나는 가스 회수부(800)와 연결될 수 있다.
이에, 장치의 작동 초기에, 소정량의 가스(g)를 현열 회수부(600)에 공급할 수 있고, 작동 중에, 가스 순환 경로를 통하여 가스(g)를 순환시키며 스팀을 효율적으로 생산할 수 있다.
이때, 가스(g)의 온도 조절을 위하여, 적정량의 가스(g)가 가스 공급부(310)를 통하여 가스 순환 경로에 일부 추가될 수 있고, 적정량의 가스(g)가 가스 순환 경로에서 가스 회수부(800)로 일부 회수될 수 있다. 이러한 가스(g)의 추가 및 회수는 주기적으로 수행되거나 소정의 제어부(미도시)에 의해 수행될 수 있다. 이때, 제어부는 가스 순환 경로의 각 위치에서 가스 온도를 측정하고, 측정된 온도를 기반으로 가스(g)의 추가 공급 및 회수를 제어할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 방법은, 냉각부(100)의 내부에 액상 슬래그(MS)를 토출시키는 과정, 냉각부(100)의 내부에서 액상 슬래그(MS)가 낙하되는 방향으로 가스(g)를 분사하여 액상 슬래그(MS)를 고상 미립자로 입상화시키는 과정, 냉각부(100)의 내부에서 입상화된 고상 슬래그(GS)를 냉각부(100)와 연결된 현열 회수부(600)로 공급하는 과정, 현열 회수부(600)의 내부에서 고상 슬래그(GS)에 가스(g)를 통과시키면서 고상 슬래그(GS) 유동층을 형성하고, 고상 슬래그(GS) 유동층의 현열을 회수하는 과정, 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)의 가스(g)를 순환시키는 과정을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 슬래그 처리 방법은, 현열 회수부(600)에 설치된 스팀 생성부(700)를 이용하여 스팀을 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
이때, 고상 슬래그 유동층의 현열을 회수하는 과정 및 스팀을 생성하는 과정은 동시에 수행될 수 있다.
액상 슬래그(MS)는 용융된 제철 및 제강 슬래그를 포함할 수 있다. 가스(g)는 공기를 포함하거나, 공기 및 수분을 포함할 수 있다. 가스(g)의 온도는 각 과정마다 다를 수 있다.
먼저, 냉각부(100)의 내부에 액상 슬래그(MS)를 토출시킨다. 구체적으로, 제철 및 제강 공정 중 발생한 액상 슬래그(MS)를 준비한다. 이를 공급기(210)로 공급한다. 그리고 액상 슬래그(MS)를 공급기(210)를 통하여 토출기(220)로 유입시키고, 토출기(220)의 내부에 수용한다. 그리고 토출구(221)를 통하여 액상 슬래그(MS)를 용기(110)의 내부에 토출한다. 액상 슬래그(MS)는 중력에 의해 토출될 수 있고, 분사기(120)의 슬래그 통로를 통과하도록 토출될 수 있다.
토출구(221)를 통하여 액상 슬래그(MS)가 토출될 때, 냉각부(100)의 내부에서 액상 슬래그(MS)가 낙하되는 방향으로 가스(g)를 분사하여 액상 슬래그(MS)를 고상 미립자로 입상화시킨다. 예컨대 분사기(120)의 유로(121)를 통하여 액상 슬래그(MS)에 가스(g)를 분사할 수 있다.
이때, 가스(g)는 가스 공급부(310)를 통하여 분사기(120)에 공급할 수 있다. 또는, 가스 순환부(320)를 통하여 현열 회수부(600)의 가스(g)를 분사기(120)에 공급할 수 있다. 이때, 가스(g)의 유량을 조절하기 위하여, 가스 공급부(310) 및 가스 순환부(320)에는 외부 공기가 별도로 공급될 수도 있다.
가스 공급부(310)를 통하여 분사기(120)로 가스(g)를 공급할 때, 가스(g)는 상온의 공기를 포함할 수 있다. 이때, 공기는 수분을 포함한 공기이거나, 혹은, 수분을 제거한 공기일 수 있다. 한편, 가스(g)로 상온의 물을 포함할 수도 있다.
가스 순환부(320)를 통하여 분사기(120)로 가스(g)를 공급할 때, 가스(g)는 현열 회수부(600)를 통과한 가스(g)로서, 예컨대 상온 혹은 상온보다 높은 온도의 공기를 포함할 수 있다.
상술한 과정에서, 액상 슬래그(MS)가 고상 미립자로 입상화되어 고상 슬래그(GS)가 될 수 있다. 이때, 냉각 속도가 5 내지 20℃/s 가 되도록 가스(g)의 유량 및 분사압을 조절할 수 있다. 그리고 고상 슬래그(GS)의 온도가 1100℃ 이하가 되도록 가스(g)의 유량 및 분사압을 조절하여 고상 슬래그(GS)와 가스(g)를 열교환시킨다.
액상 슬래그(MS)는 가스(g)와 충돌하여 1100℃ 이하의 온도로 급랭되며 고상 미립자로 입상화될 수 있다. 더욱 구체적으로, 액상 슬래그(MS)는 가스(g)와 충돌하여 800℃ 이상 1100℃ 이하의 온도로 급랭되며 고상 미립자로 입상화될 수 있다.
이때, 냉각 속도는 5 내지 20℃/s일 수 있다. 보다 바람직하게는, 냉각 속도는 10℃/s일 수 있다. 고상 미립자로 입상화된 고상 슬래그(GS)는 입자 크기가 3 ㎜ 이하일 수 있다. 바람직하게는, 고상 슬래그(GS)는 입자 크기가 1 ㎜ 이하일 수 있다. 냉각 속도 및 입자 크기는 가스(g)의 분사 유량을 조절하여 제어할 수 있다.
액상 슬래그(MS)가 가스(g)와 충돌하여 1100℃ 이하의 온도로 급랭되면, 자유 산화칼슘(Free CaO)의 석출이 억제 혹은 방지될 수 있다. 예컨대 급랭 온도가 1100℃ 보다 높으면, 고상 슬래그(GS) 내에 자유 산화칼슘이 석출될 수 있다. 급랭 온도가 800℃보다 낮으면 스팀 생성부(700)에서 스팀을 원활하게 생성하지 못할 수 있다. 즉, 스팀 생성부(700)에서 스팀을 생성하는 효율이 저하될 수 있다.
고상 슬래그(GS)의 입자 크기가 3 ㎜ 이하가 되면, 현열 회수부(600)에서 유동층 형성이 원활할 수 있고, 열 회수가 용이할 수 있다. 한편, 고상 슬래그(GS)는 입자 크기가 커질수록 입자 표면과 중심 사이의 온도 편차가 증가하고, 열전도도가 저하될 수 있다.
냉각부(100)의 내부에서 입상화된 고상 슬래그(GS)를 냉각부(100)와 연결된 현열 회수부(600)로 공급한다. 고상 슬래그(GS)는 냉각부(100)에서 배출될 때, 800℃ 이상 1100℃ 이하의 온도일 수 있다. 고상 슬래그(GS)는 용기(110)의 배출구로 배출되고, 이송부(400) 및 반응기(610)의 슬래그 유입구를 통과하여 반응기(610)의 상부 영역에 장입될 수 있다. 고상 슬래그(GS)는 800℃ 이상 1100℃ 이하의 온도로 반응기(610)의 내부에 장입되고, 반응기(610)의 내부에서 방열할 수 있다.
이때, 현열 회수부(600)는 하나 또는 복수개일 수 있다. 현열 회수부(600)가 복수개일 경우 고상 슬래그(GS)는 복수개의 현열 회수부(600)를 순차적으로 통과할 수 있다.
현열 회수부(600)의 내부에서 고상 슬래그(GS)에 가스를 통과시키면서 고상 슬래그 유동층을 형성하고, 고상 슬래그 유동층의 현열을 회수한다. 이때, 현열 회수부(600)에 설치된 스팀 생성부(700)를 이용하여 스팀을 생성한다.
현열 회수부(600)가 복수개일 경우, 가스, 물 및 스팀은 복수개의 현열 회수부(600)를 역순으로 통과하며 단계적으로 승온될 수 있다.
슬래그는 온도가 약 800 내지 900℃일 때 서로 융착될 수도 있다. 하지만 현열 회수부(600)에서 고상 슬래그(GS)가 유동층을 형성하기 때문에 서로간의 융착이 방지될 수 있다. 또는, 현열 회수부(600)가 복수개일 때, 적어도 제1현열 회수부에서 고상 슬래그(GS)가 유동층을 형성하기 때문에 서로간의 융착이 방지될 수 있다.
현열을 회수하는 과정에서, 고상 슬래그(GS)의 온도가 상온 이상 200℃ 이하가 되도록 가스(g)의 유량을 조절하며 고상 슬래그(GS)와 가스(g) 및 스팀을 열교환시킨다. 구체적으로, 고상 슬래그 유동층의 현열로 고상 슬래그 유동층을 통과하는 가스(g)의 온도를 승온시킨다.
스팀을 생성하는 과정에서, 스팀 생성부(700)의 열 교환기(710)에 물을 공급하며, 열 교환기(710)와 접촉하는 고상 슬래그 유동층의 현열로 물을 가열하여 스팀을 생성한다.
즉, 고상 슬래그(GS)의 현열을 이용하여 현열 회수부(600)에서 가스(g)를 승온시키고, 스팀 생성부(700)에서 스팀을 생성할 수 있다.
고상 슬래그(GS)는 현열 회수부(600)에서 배출될 때, 상온 이상 200℃ 이하의 온도일 수 있다. 이때, 상온은 약 15 내지 25℃의 온도일 수 있다. 물론, 상온의 온도 범위는 다양할 수 있다.
현열 회수부(600)에서 현열이 회수된 슬래그를 유리질 슬래그 파우더(Glassy Slag Powder)라고 지칭한다. 유리질 슬래그 파우더는 상온 이상 200℃ 이하의 온도일 수 있다.
상술한 과정들을 수행하면서, 냉각부(100) 및 현열 회수부(600)의 가스(g)를 순환시킨다. 구체적으로, 냉각부(100)에서 액상 슬래그(MS)의 입상화에 사용된 가스(g)를 현열 회수부(600)로 공급할 수 있다. 또는, 현열 회수부(600)에서 고상 슬래그 유동층 형성에 사용된 가스(g)를 포집부(500)로 보내서 분진을 제거한 후, 냉각부(100)로 공급할 수 있다.
이때, 냉각부(100)에서 사용된 가스(g)는 상온보다 온도가 높을 수 있다. 또는, 현열 회수부(600)에서 고상 슬래그 유동층 형성에 사용된 가스(g)는 상온보다 온도가 높을 수 있다. 예컨대 가스(g)는 100 내지 500℃의 온도이거나, 또는, 200 내지 300℃의 온도일 수 있다. 이러한 가스(g)의 온도는 분사기(120)에서의 가스(g)의 분사 유량 및 분사 압력에 따라 정해질 수 있다.
가스(g)는 현열 회수부(600)의 가스 출구(612)로 배출되어 가스 회수부(800)에 저장되거나, 또는, 냉각부(100)의 가스 출구(111)로 배출되어 포집부(500)를 거쳐 가스 회수부(800)에 저장될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 변형될 것이고, 이 같은 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 냉각부 200: 공급부
310: 가스 공급부 320: 가스 순환부
400: 이송부 500: 포집부
600: 현열 회수부 700: 스팀 생성부
800: 가스 회수부

Claims (18)

  1. 액상 슬래그가 내부에 수용될 수 있고, 액상 슬래그에 가스를 분사할 수 있도록 분사기를 구비하는 냉각부;
    상기 냉각부에서 입상화된 고상 슬래그가 내부에 수용될 수 있고, 고상 슬래그에 가스를 통과시킬 수 있는 현열 회수부;
    상기 냉각부 및 상기 현열 회수부를 연결시키는 가스 순환부; 및
    상기 현열 회수부에 설치되고, 상기 고상 슬래그와 접촉하는 스팀 생성부;를 포함하는 슬래그 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각부에 설치되고, 상기 냉각부의 내부로 액상 슬래그를 공급할 수 있도록 토출기를 구비하는 공급부; 및
    상기 냉각부 또는 상기 현열 회수부에 연결되는 가스 공급부;를 포함하는 슬래그 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 토출기는 상하방향으로 연장되고, 상기 냉각부의 내부에 위치하며,
    상기 토출기의 하단에 토출구가 형성되고,
    상기 분사기는 상기 토출구의 외측을 감싸도록 상기 냉각부의 내부에 설치되는 슬래그 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 분사기는 상기 토출구를 통과하는 용융 슬래그의 낙하 방향으로 가스를 분사하도록 유로를 구비하고,
    상기 유로는 상기 가스 순환부에 연결되거나, 상기 가스 공급부에 연결되는 슬래그 처리 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 현열 회수부는 고상 슬래그에 가스를 통과시킬 수 있도록 분산판을 구비하고,
    상기 스팀 생성부는,
    상기 현열 회수부를 관통하도록 설치되는 중공형의 열 교환기;
    상기 열 교환기의 일측에 연결되는 물 공급기;
    상기 열 교환기의 타측에 연결되는 스팀 회수기;를 포함하고,
    상기 열 교환기는 상기 분산판의 상측에 위치하고, 상기 분산판상에 형성된 고상 슬래그 유동층 및 상기 분산판을 통과한 가스와 접촉하는 슬래그 처리 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스 순환부는 상기 냉각부의 가스 출구와 상기 현열 회수부의 가스 입구를 연결시키고,
    상기 가스 공급부는 상기 분사기에 연결되는 슬래그 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 현열 회수부는 하부에 상기 가스 입구가 위치하고, 상부가 가스 회수부와 연결되고,
    상기 가스 공급부, 상기 냉각부, 상기 가스 순환부, 상기 현열 회수부 및 상기 가스 회수부를 포함하여 가스 순환 경로가 형성되는 슬래그 처리 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스 순환부는, 상기 현열 회수부의 가스 출구와 상기 분사기를 연결시키고, 상기 분사기를 통하여 상기 냉각부와 연결되며,
    상기 가스 공급부는 상기 현열 회수부의 가스 입구와 연결되는 슬래그 처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 현열 회수부는 상부에 상기 가스 출구가 위치하고, 하부에 상기 가스 입구가 위치하고,
    상기 냉각부의 가스 출구는 가스 회수부와 연결되고,
    상기 가스 공급부, 상기 현열 회수부, 상기 가스 순환부, 상기 냉각부 및 상기 가스 회수부를 포함하여 가스 순환 경로가 형성되는 슬래그 처리 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스 순환부는,
    상기 냉각부의 가스 출구와 상기 현열 회수부의 가스 입구를 연결시키는 제1가스 순환기;
    상기 현열 회수부의 가스 출구와 상기 분사기를 연결시키는 제2가스 순환기;를 포함하고,
    상기 냉각부, 상기 가스 순환부 및 상기 현열 회수부를 포함하여 가스 순환 경로가 형성되는 슬래그 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가스 공급부는 상기 제2가스 순환기 또는 상기 분사기에 연결되고,
    상기 현열 회수부의 가스 출구 및 상기 제2가스 순환기는 중 어느 하나는 가스 회수부와 연결되는 슬래그 처리 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 가스 공급부는 상기 제1가스 순환기 또는 상기 현열 회수부의 가스 입구와 연결되고,
    상기 냉각부의 가스 출구 및 상기 제1가스 순환기 중 어느 하나는 가스 회수부와 연결되는 슬래그 처리 장치.
  13. 냉각부의 내부에 액상 슬래그를 토출시키는 과정;
    상기 냉각부의 내부에서 액상 슬래그가 낙하되는 방향으로 가스를 분사하여 액상 슬래그를 고상 미립자로 입상화시키는 과정;
    상기 냉각부의 내부에서 입상화된 고상 슬래그를 상기 냉각부와 연결된 현열 회수부로 공급하는 과정;
    상기 현열 회수부의 내부에서 상기 고상 슬래그에 가스를 통과시키면서 고상 슬래그 유동층을 형성하고, 상기 고상 슬래그 유동층의 현열을 회수하는 과정; 및
    상기 냉각부 및 상기 현열 회수부의 가스를 순환시키는 과정;을 포함하고,
    상기 현열 회수부에 설치된 스팀 생성부를 이용하여 스팀을 생성하는 과정;을 포함하고,
    상기 현열을 회수하는 과정에서, 고상 슬래그 유동층의 현열로 상기 고상 슬래그 유동층을 통과하는 가스의 온도를 승온시키고,
    상기 스팀을 생성하는 과정에서, 상기 스팀 생성부의 열 교환기에 물을 공급하며, 상기 열 교환기와 접촉하는 고상 슬래그 유동층의 현열로 상기 물을 가열하여 스팀을 생성하는 슬래그 처리 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 가스를 순환시키는 과정은,
    상기 냉각부에서 상기 액상 슬래그의 입상화에 사용된 가스를 상기 현열 회수부로 공급하는 과정;을 포함하고,
    상기 냉각부에서 상기 액상 슬래그의 입상화에 사용된 가스는 상온보다 온도가 높은 슬래그 처리 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 가스를 순환시키는 과정은,
    상기 현열 회수부에서 상기 고상 슬래그 유동층 형성에 사용된 가스를 상기 냉각부로 공급하는 과정;을 포함하고,
    상기 현열 회수부에서 상기 고상 슬래그 유동층 형성에 사용된 가스는 상온보다 온도가 높은 슬래그 처리 방법.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 입상화시키는 과정에서, 상기 고상 슬래그의 온도가 800℃ 이상 1100℃ 이하가 되도록 상기 고상 슬래그와 상기 가스를 열교환시키고,
    상기 현열을 회수하는 과정에서, 상기 고상 슬래그의 온도가 상온 이상 200℃ 이하가 되도록 상기 고상 슬래그와 상기 가스 및 상기 스팀을 열교환시키는 슬래그 처리 방법.
  17. 삭제
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 액상 슬래그는 용융된 제철 및 제강 슬래그를 포함하고,
    상기 가스는 공기를 포함하거나, 또는 공기 및 수분을 포함하는 슬래그 처리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5921984A (ja) * 1982-07-26 1984-02-04 新日本製鐵株式会社 粒状スラグ熱回収装置
JPS5924179A (ja) * 1982-07-29 1984-02-07 新日本製鐵株式会社 粒状スラグ熱回収装置
JPS59206035A (ja) 1983-05-10 1984-11-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温溶融スラグの風砕装置
KR101193693B1 (ko) * 2010-09-29 2012-10-22 현대제철 주식회사 슬래그 냉각방법 및 장치
KR101514951B1 (ko) 2013-09-12 2015-04-24 전관옥 슬래그볼 제조 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009132546A (ja) 2007-11-29 2009-06-18 Jfe Steel Corp 溶融スラグの処理方法および装置

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