KR20010027720A - 철강정련공정에서의 더스트 재활용 장치 및 방법 - Google Patents

철강정련공정에서의 더스트 재활용 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집진기에서 포집된 더스트를 질소가스로서 이송하여 용선정련공정에 재활용함으로서 환경오염을 방지하고, 고가의 탈린제를 대체시킴으로서 용선정련비용을 절감하도록 개선된 철강정련공정에서의 더스트(DUST) 재활용 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 용선 운반차로부터 발생되어 집진기에서 포집된 더스트를 질소가스에 의해서 이송하여 분배조의 내부에 저장하는 더스트 수거부; 상기 분배조의 하부 내측으로 삽입된 다수개의 질소분사노즐들을 갖추어 분배조내의 더스트가 응집되지 않도록 하는 유동화부; 및 상기 분배조의 내부에 삽입되는 더스트 유입관과 탈린/탈류제 취입랜스를 연결하여 상기 더스트를 분배조로 부터 용선운반차에 공급하는 더스트 취입부;를 포함하여 상기 용선운반차로부터 발생된 더스트내의 탈린/탈류제를 상기 용선운반차의 용선취련 탈린/탈류제로서 재활용하도록 구성됨을 특징으로 하는 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 장치와 이를 이용한 더스트 재활용 방법을 제공한다.

Description

철강정련공정에서의 더스트 재활용 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR UTILIZING DUST IN STEEL REFINING PROCESS}
본 발명은 철강 정련공정에서 배출되는 더스트를 재차 활용할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 집진기에서 포집된 더스트를 질소가스로서 이송하여 용선정련공정에 재활용함으로서 환경오염을 방지하고, 고가의 탈린제를 대체시킴으로서 용선정련비용을 절감하도록 개선된 철강정련공정에서의 더스트(DUST) 재활용 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 용선에 취입된 소다 애쉬(SODA ASH)는 탈류반응 혹은 탈규, 탈린반응에 사용되지만, 그외의 대략 28% 정도는 용선의 열에 의해 분해되어 Na 가스가 되어 용선위로 증발한다. 이와 같이 용선위로 나온 Na가스는 배가스로서 집진되고, 이때 다음과 같이 반응환경내의 CO2, O2와 반응하기 때문에 다시 Na2CO3( Soda Ash)로 되어 집진 더스트내에 포집된다.
Na2CO3 + 2C = 2Na + 3CO --- 탈린제 취입시 반응
2Na + CO2 + 1/2O2 = Na2CO3( 화학약품(agent)로 환원) --- 취입후 집진시 반응
따라서 이 집진 더스트내의 Na2CO3를 어떠한 가공처리 없이 다시 원료로 사용하는 것이 가능하고, 이러한 더스트를 용선 및 용강정련작업중에 사용하게 되면, 탈린/탈규제용 화학약품의 사용량을 절감할 수 있다.
뿐만 아니라, Na2CO3를 포함한 더스트의 이송시, 일부 더스트의 대기중 배출로 인한 대기오염문제를 초래할 수도 있는 것이다.
용선운반차의 상부에 위치된 후드로부터 포집된 집진가스는 그 후공정에서 간접 냉각되고 있기 때문에 수분은 1%미만이고, 이 더스트는 1μm이하의 미세한 입자와 침상결정으로 구성되어 있으며, 그 체적비중은 대단히 작은 것이다. 그리고, 압밀, 흡습되기 쉽기 때문에 수분이 늘면 응집되어 고화되기 쉽다.
이와 같이 고화된 더스트는 이송설비의 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 호퍼(hopper)내에 오래 머므르는 상태는 반드시 피해야 한다.
이와 같이 용선 탈린/탈규 더스트는 취급에 주의를 요하고, 산업폐기물로 처분할 경우에도 용선 더스트의 수송, 발진방지에 큰 노력과 비용을 필요로 하는 것이다.
일반적인 종래의 철강정련공정이 도 4에 도시되어 있다. 이러한 종래의 철강정련공정은 용선정련중에 발생된 더스트를 집진후드(100)가 포집하고, 이들은 다수개의 내장 챔버를 갖는 집진기(110)에서 포집되며, 포집된 더스트들은 집진기(110) 하부의 로터리밸브(112)들의 개폐작동에 따라서, 그 하부측의 콘베이어(115)로 낙하된다. 그리고, 상기 콘베이어(115)를 통하여 다단에 걸쳐서 이송된 더스트는 버켓 상승기(bucket elevator)(120)를 거쳐서 더스트 저장호퍼(130)로 이송되며, 상기 더스트 저장호퍼(130)의 하부측에 마련된 퍼그밀(pug Mill)(140)에 의하여 주기적으로 배출되어 매립지로 이송 배출되어지는 것이다.
이러한 종래의 더스트 수송기술은 단위 설비별 구동체를 갖추어야 하는 등 복잡한 설비를 필요로 하고, 그 가동비용도 부담이 될 뿐만 아니라, 배출과정에서의 더스트 발생문제와 같은 환경오염 문제점들을 갖는 것이었다.
한편, 상기와 같이 용선 및 용강의 정련용 탈린/탈류제로 사용되는 소다 에쉬는 고가의 화학약품이며, 이는 증발에 따른 더스트의 발생율이 높고, 더스트내의 Na2CO3의 농도가 높아지기 때문에 이를 회수하여 재사용하면, 고가의 화학약품의 비용과 더스트 처리비용을 절감할 수 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적으로 하는 것은 집진기에서 포집된 더스트를 질소가스로서 이송하여 용선정련공정에 재활용함으로서 환경오염을 방지하고, 고가의 탈린제를 대체시킴으로서 용선정련비용을 절감하도록 개선된 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 장치 및 방법을 제공함에 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 더스트 재활용 장치를 도시한 전체 구성도;
도 2는 본 발명에 따라서 도 1에 도시된 더스트 재활용 장치를 보다 상세히 도시한 구성도;
도 3은 본 발명에 따른 더스트 재활용 방법을 단계적으로 도시한 플로우 챠트;
도 4는 종래의 기술에 따른 철강정련공정에서의 더스트배출작동을 도시한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10..... 더스트 수거부 12..... 이젝터
20..... 분배조 24..... 분배노즐
30..... 유동화부 32..... 질소헤더
36..... 도관 40..... 더스트 취입부
42..... 더스트 유입관 45..... 취입랜스
100.... 집진 후드 110.... 집진기
130.... 호퍼 150.... 용선운반차(TLC)
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 철강 정련공정에서 배출되는 더스트를 재차 활용할 수 있는 장치에 있어서, 용선 운반차로부터 발생되어 집진기에서 포집된 더스트를 질소가스에 의해서 이송하여 분배조의 내부에 저장하는 더스트 수거부; 상기 분배조의 하부 내측으로 삽입된 다수개의 질소분사노즐들을 갖추어 분배조내의 더스트가 응집되지 않도록 하는 유동화부; 및 상기 분배조의 내부에 삽입되는 더스트 유입관과 탈린/탈류제 취입랜스를 연결하여 상기 더스트를 분배조로 부터 용선운반차에 공급하는 더스트 취입부;를 포함하여 상기 용선운반차로부터 발생된 더스트내의 탈린/탈류제를 상기 용선운반차의 용선취련 탈린/탈류제로서 재활용하도록 구성됨을 특징으로 하는 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 장치를 마련함에 의한다.
그리고 본 발명은 철강 정련공정에서 배출되는 더스트를 재차 활용할 수 있는 방법에 있어서,
용선 운반차로부터 발생된 가스중의 더스트를 집진기에서 포집하는 단계;
상기 포집된 더스트를 질소가스에 의해서 이송하여 분배조의 내부에 저장하는 더스트 수거단계;
상기 분배조의 하부 내측으로 질소가스를 분사시켜 분배조내의 더스트가 응집되지 않고 유동화시키는 단계; 및
상기 분배조의 내부에 더스트를 분배조로 부터 용선운반차에 공급하는 단계;를 포함하여 상기 용선운반차로부터 발생된 더스트내의 탈린/탈류제를 상기 용선운반차의 용선취련 탈린/탈류제로서 재활용하도록 구성됨을 특징으로 하는 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 방법을 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 더스트 재활용 장치(1)가 도시되어 있다. 본 발명의 더스트 재활용 장치(1)는 용선 운반차(Torpedo Ladle Car)(150)로부터 발생되어 집진기(110)에서 포집된 더스트를 질소가스에 의해서 이송하여 분배조의 내부에 저장하는 더스트 수거부(10)를 갖는 바, 상기 더스트 수거부(10)는 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 용선 운반차(150)의 상부에 위치된 후드(100)를 통하여 용선정련중에 발생된 가스와 더스트가 포집되고, 이들은 자연공냉식 가스쿨러(미도시)를 통하여 180℃이하로 냉각되며, 집진기(110)로 유입되어 더스트가 포집된다.
그리고, 상기 집진기(110)에는 필터(미도시)내의 더스트를 분리 제거하기 위한 공기충격장치(AIR PULSING DEVICE)(미도시) 가 구비되어 더스트를 그 하부로 낙하시키고, 상기 집진기(110)의 하부측에 장착된 이젝터(12)들이 상기 더스트를 질소가스로서 분배조(20)로 이송하도록 구성되는 것이다. 한편, 상기 이젝터(12)에는 각각 질소 공급구(14)가 마련되어 더스트 이송가스로서 질소를 가압공급하게 되며, 분배조(20)에는 더스트의 이송에 따른 압력상승을 방지하기 위하여 압력조절변(미도시)들이 구비된다.
그리고, 상기 분배조(20)에는 그 하부 내측으로 삽입된 다수개의 질소분사노즐(24)들을 갖추어 분배조(20)내의 더스트가 응집되지 않도록 하는 유동화부(30)가 장착되며, 상기 유동화부(30)는 분배조(20)의 하단에 원주방향으로 다수개의 질소분사노즐(24)을 내측에 장착하며, 이들 질소분사노즐(24)로는 질소공급헤더(32)로부터 일정압력의 질소가스가 공급됨으로서 상기 분배조(20)의 내부에는 질소가스의 분사압력으로 더스트의 유동화가 일어나며, 그에 따라서 더스트의 응집이 방지되는 것이다.
한편, 상기 분배조(20)의 하부에는 집진기(110)와 연결되어지는 더스트 반송관(36)과 개폐밸브(38)를 갖추고 있다.
그리고, 상기 분배조(20)의 내부에 삽입되는 더스트 유입관(42)과 탈린/탈류제 취입랜스(45)를 연결하여 상기 더스트를 분배조(20)로 부터 용선운반차(150)에 공급하는 더스트 취입부(40)를 갖는바, 상기 더스트 취입부(40)의 더스트 유입관(42)은 상기 분배조(20)의 내,외부를 관통하는 구조를 갖추고, 도관(47)과 자동개폐밸브(49)들을 통하여 탈린/탈류제 취입랜스(45)에 연결되는 구조를 갖는 것이다.
한편, 본 발명의 더스트 재활용장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 집진기(110)와 분배조(20) 및 취입랜스(45)등에 연결되는 다수의 도관(P)과 자동 및 수동개폐밸브(V)들을 갖추며, 이들 도관(P)과 밸브(V)들은 질소공급헤더(32)로부터 더스트 이송가스로서 질소가스를 집진기(110)와 분배조(20) 및 취입랜스(45)등에 적절하게 안내하고 공급시키도록 사용되어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 더스트 재활용장치(1)를 이용하여 철강 정련공정에서 배출되는 더스트를 재차 활용할 수 있는 방법에 대하여 도 3을 참조하여 단계적으로 설명한다.
먼저, 용선 운반차(150)로부터 발생된 가스중의 더스트를 집진기(110)에서 포집하는 단계(60)가 이루어지는 바, 이는 용선 운반차(150)의 상부에 위치된 후드(100)를 통하여 용선정련중에 발생된 가스와 더스트가 포집되고, 이들은 자연공냉식 가스쿨러(미도시)를 통하여 180℃이하로 냉각되며, 질소가스와 함께 집진기(110)로 유입되어 더스트가 포집된다.
그리고, 상기 집진기(110)에서 포집된 더스트를 질소가스에 의해서 이송하여 분배조(20)의 내부에 저장하는 더스트 수거단계(62)가 이루어지며, 이는 집진기(110)의 하부측에 장착된 이젝터(12)들에 고압의 질소를 가압공급하게 되며, 이러한 질소가스의 압력으로 더스트가 집진기(110)하부로부터 분배조(20)로 이송되며, 분배조(20)에서는 더스트의 이송에 따른 압력상승을 방지하기 위하여 압력조절변이 작동되어 적절한 압력이 유지된다.
또한, 상기 분배조(20)로 이송된 더스트에 대하여 분배조(20)의 하부 내측으로 질소가스를 분사시켜 분배조(20)내의 더스트가 응집되지 않고 유동화시키는 단계(64)가 이루어지며, 이는 질소공급헤더(32)로부터 분배조(20)의 더스트로 질소가 분사 공급됨으로서 더스트는 응집되지 않고 분배조(20)내에서 유동상태를 유지하게 되는 것이다.
그리고, 그 다음에는 상기 분배조(20)의 내부에 더스트를 분배조(20)로 부터 용선운반차(150)에 공급하는 단계(66)를 포함하며, 이는 분배조(20)내부를 적정한 압력으로 가압시킨 후, 차압제어에 의해서 적절한 배출속도로 배출되도록 제어하여 탈린/탈규제 취입랜스(45)에 공급함으로서 용선운반차(150)의 내부로 취입하게 되는 것이다.
따라서, 이와 같은 과정을 통하여 상기 용선운반차(150)로부터 발생된 더스트내의 탈린/탈류제를 상기 용선운반차(150)의 용선취련 탈린/탈류제로서 재활용하게 된다.
한편, 상기와 같은 취입단계(66)가 종료되면, 분배조(20)의 내부에 잔류된 더스트는 다시 집진기(110)측으로 반송되어지는 단계(68)가 이루어지는 바, 이는 분배조(20)에 더스트가 남게 되면, 상기 유동화부(30)를 동작시키지 않으면, 흡습되어 응집하기 쉽기 때문에 분배조(20)의 내부를 비우고, 집진기(110)에 이송보관하여 다음의 더스트 취입공정에 사용하고자 하기 위함이다. 이러한 경우에도, 분배조(20)와 집진기(110)와의 사이에서 차압제어를 이용하여 상기 분배조(20)내의 더스트를 집진지측으로 용이하게 이송시킬 수 있는 것이다.
상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 용선운반차(150)의 상부에 위치된 집진후드(100)와 집진기(110)를 이용하여 포집된 더스트를 용선 및 용강의 정련시 재취입하도록 함으로서 고가의 탈린제인 Na2CO3(Soda Ash)의 대체원료로서 이용할 수 있는 것이다.
그리고, 더스트를 질소가스로서 이송하여 용선정련공정에 재활용하고, 종래와 같이 기계적인 방식으로 이송시켜 폐기하지 않아도 됨으로서 환경오염을 방지할 수 있는 것이다. 뿐만 아니라 더스트의 폐기에 따른 그 처리비용을 절감할 수 있는 효과도 얻는 것이다.

Claims (4)

  1. 철강 정련공정에서 배출되는 더스트를 재차 활용할 수 있는 장치에 있어서, 용선 운반차(150)로부터 발생되어 집진기(110)에서 포집된 더스트를 질소가스에 의해서 이송하여 분배조(20)의 내부에 저장하는 더스트 수거부(10); 상기 분배조(20)의 하부 내측으로 삽입된 다수개의 질소분사노즐(24)들을 갖추어 분배조(20)내의 더스트가 응집되지 않도록 하는 유동화부(30); 및 상기 분배조(20)의 내부에 삽입되는 더스트 유입관(42)과 탈린/탈류제 취입랜스(45)를 연결하여 상기 더스트를 분배조(20)로 부터 용선운반차(150)에 공급하는 더스트 취입부(40);를 포함하여 상기 용선운반차(150)로부터 발생된 더스트내의 탈린/탈류제를 상기 용선운반차(150)의 용선취련 탈린/탈류제로서 재활용하도록 구성됨을 특징으로 하는 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분배조(20)의 하부에는 집진기(110)와 연결되어지는 더스트 반송관(36)과 개폐밸브(38)를 갖추고 있음을 특징으로 하는 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 장치.
  3. 철강 정련공정에서 배출되는 더스트를 재차 활용할 수 있는 방법에 있어서,
    용선 운반차(150)로부터 발생된 가스중의 더스트를 집진기(110)에서 포집하는 단계(60);
    상기 포집된 더스트를 질소가스에 의해서 이송하여 분배조(20)의 내부에 저장하는 더스트 수거단계(62);
    상기 분배조(20)의 하부 내측으로 질소가스를 분사시켜 분배조(20)내의 더스트가 응집되지 않고 유동화시키는 단계(64); 및
    상기 분배조(20)의 내부에 더스트를 분배조(20)로 부터 용선운반차(150)에 공급하는 단계;(66)를 포함하여 상기 용선운반차(150)로부터 발생된 더스트내의 탈린/탈류제를 상기 용선운반차(150)의 용선취련 탈린/탈류제로서 재활용하도록 구성됨을 특징으로 하는 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기와 같은 취입단계(66)이후에는, 분배조(20)의 내부에 잔류된 더스트를 집진기(110)측으로 반송하는 단계(68)를 추가 포함함을 특징으로 하는 철강 정련공정에서의 더스트 재활용 방법.
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