KR20110053699A - 슬래그 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

산업 폐기물로 인식되는 철강 부산물인 슬래그의 고속 처리와 반출을 가능하한 슬래그 처리 장치 및 방법이 제공된다.

상기 슬래그 처리 장치는, 그 구성 일예로서, 투입된 용융 슬래그의 가스접촉을 유도하여 슬래그를 급냉 응고토록 제공된 슬래그 급냉 처리유닛:과, 생성된 응고 슬래그를 수집토록 상기 슬래그 급냉 처리유닛과 연계 배치되는 응고 슬래그 수집부; 및, 상기 슬래그의 급냉 처리시 발생되는, 적어도 고온가스가 포함된 부산물을 처리토록 슬래그 급냉 처리유닛과 응고 슬래그 수집부 중 적어도 어느 하나에 연계 배치되는 부산물 처리유닛을 포함하여 구성될 수 있고, 더 바람직하게는 수집된 응고 슬래그를 대량 또는 소량으로 반출토록 상기 응고 슬래그 수집부와 연계 배치되는 응고 슬래그 반출부를 더 포함하는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 고온가스(에어)와 분진의 고속 처리와, 설비 구성부(유닛)들의 유기적인 가동 및 급냉된 응고 슬래그의 온도제어, 순환이송의 구현이 가능하여 궁극적으로 슬래그의 (초)고속 급냉 처리와 반출을 가능하게 하고, 대량의 고온가스를 이용한 재생 에너지 생산도 가능한 효과를 얻을 수 있다.

슬래그, 전로/전기로 슬래그, 슬래그 구상화처리, 슬래그 처리장치

Description

슬래그 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for Treating Slag}

본 발명은 철강 부산물인 슬래그 처리 장치 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 기존 슬래그의 급냉 처리시 수반되는 다량의 방수, 대량의 분진발생, 야드방냉이나 냉각시 분화현상의 발생이 원천적으로 차단되어 친환경적인 설비가동을 가능하게 하는 한편, 특히 고온가스(에어)와 분진의 고속 처리와, 설비 구성부(유닛)들의 유기적인 가동 및 급냉된 응고 슬래그의 온도제어, 순환 이송의 구현이 가능하여 궁극적으로 슬래그의 (초) 고속 급냉 처리와 반출을 가능토록 하고, 더하여 대량 발생되는 고온가스를 이용한 재생 에너지 생산도 가능하게 하는 슬래그 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 제철 공정에서 발생되는 슬래그는 대량으로 산출되는 부산물이다.

예를들어, 제철공장에서 발생되는 슬래그 중 고로 슬래그는 거의 대부분 재활용되는 반면에, 전로 또는 전기로 공정에서 발생되는 슬래그는 연간 수백만톤 이상이 발생됨에도 불구하고, 물리화학적 분화, 팽창 및 백탁수 발생등의 부작용으로 인해 그 처리와 재활용면에서 극히 취약한 실정이다.

더욱이, 슬래그를 재활용 한다고 해도, 사실상 3개월 이상의 숙성기간을 거친 후 활용되어야 하기 때문에, 현실적으로는 현재에는 대부분 단순 매립 혹은 노반재로 처리를 하고 있는 실정이다.

예컨대, 통상적인 슬래그 처리는, 약 1400-1500 ℃인 용융 슬래그를 야드에 덤핑하며, 대량의 방수와 함께 대기중에 방냉한 후 응고된 슬래그 덩어리는 차량을 이용하여 이송한후, 대형의 장비에 의해 분쇄하면서 지금을 회수하고 크기 별로 분리하여 일부 재활용하고 나머지는 거의 매립 하는 것이다.

따라서, 이와 같은 종래의 통상적인 슬래그 처리 또는 재활용의 경우에, 수처리 문제와 함께 장기간의 처리시간이 소요됨과 동시에 원거리를 이동하여 분쇄기, 마그네틱 콘베이어, 선별기 등을 거치기 때문에 고가 장비와 회수 비용이 소요되고, 특히 매립된 슬래그의 경우 슬래그에 포함된 CaO 성분으로 인해 물과 반응함으로써 팽창, 지반침하, 중금속 용출 등의 많은 문제를 파생시키고 있다.

한편, 제철공장에서의 전로 정련은 용선을 용강으로 전환시키는 공정으로서 고로에서 직송되거나 또는 적절한 예비처리를 거친 용선을 여러가지 주,부원료와 함께 노내에 장입한 후, 고속으로 취입되는 산소를 이용하여 취련하는 공정이다.

이때, 상기 전로 공정은 용선중 포화된 탄소를 제조된 강제품의 용도에 맞도록 산소와의 산화반응에 의해 제거하는 것이 주목적이지만 그 밖에도 황 또는 인 등의 불순 성분을 적절한 범위로 제어하고 동시에 슬래그의 물리적 성질을 확보하는 것도 또 다른 중요한 목적인데, 따라서 전로 슬래그는 CaO의 함량이 높게 유지될 필요가 있고, 이는 취련시 생석회, 돌로마이트 또는 형석 등이 투입되어 CaO가 높은 슬래그로 생성이 되는 것이다.

결국, 취련이 종료된 후 노내에 잔존하는 전로 슬래그에는, 앞에서 설명한 바와 같이 고로 슬래그와는 다르게 물리화학적으로 자연 붕괴현상과, 물과 반응함으로써 팽창, 지반침하, 중금속 용출 등의 많은 문제를 파생시키는 CaO가 다량 함유되는 것이다.

특히, 자연붕괴현상은 슬래그의 저속냉각과정에서 칼슘실리케이트가 생성되면서 부피팽창에 의한 것이며, 물과 CaO와의 반응은 수산화 칼슘이 생성되면서 부피팽창에 의한 것이다.

또한, 종래 슬래그 처리시 다량의 물을 살포하여 슬래그를 냉각시켜 고화시키며, 이후 파쇄과정을 거쳐 슬래그 중에 존재하는 철 성분을 자력선별 등의 선별과정을 거쳐 다시 철원으로 사용할 수 있도록 슬래그로부터 분리한다. 그러나, 철분이 제거된 나머지 슬래그는 특별한 용도가 없어 매립지에 매립되거나 도로 포장등의 골재로서 사용되는 것이 그 용도의 대부분이다.

그리고, 전로슬래그 냉각시 비록 상부에 물을 살포하여 슬래그를 냉각시켰다고는 하나 슬래그의 열전달율이 낮고 슬래그 자체의 열용량이 크기때문에 슬래그는 전체적으로 서냉되게 된다.

즉, 종래 통상적인 슬래그 처리시에는 슬래그의 서냉을 통하여 냉각 처리되기 때문에, 슬래그 처리에 상당한 시간이 필요한 문제가 있었다.

한편, 전로 또는 전기로 조업시 발생되는 슬래그를 '아토마이징'(atomizing)이라는 특수 가공 공정을 통해, 슬래그를 구상화처리 즉, 응고 슬래그를 만들어, 슬래그 급냉의 안정화를 구현하여 종래 문제점인 중금속 용출과 팽창이 없도록 한 슬래그 처리 방법에 대한 기술은 알려져 있다.

그런데, 종래에 알려진 슬래그 아토마이징 기술들은 대부분 슬래그의 아토마이징 처리에 국한된 것에 불과하고, 생산된 응고 슬래그의 대량 또는 소량의 자동화된 반출이나, 특히 슬래그 급냉 처리시 필연적으로 발생되는 고온가스(에어)의 고속처리 또는 가스에 포함되는 분진처리 또는, 응고된 슬래그가 여전히 고온임에도 불구하고 추가로 냉각하는 기술에 대한 것은 알려져 있지 않다.

더하여, 종래의 경우, 고온의 슬래그 처리시 발생되는 고온가스를 이용한 에너지 재활용 기술도 알려진 바 없다.

따라서, 종래 슬래그 처리시 발생되는 분진이나 고온의 가스가 그대로 대기로 방출되면서 주변 환경을 오염시키는 문제가 대두되는 실정이었다.

특히, 종래에는 이와 같은 문제로 인하여 실제 슬래그의 처리 용량도 적을 뿐만 아니라, 한번에 대량의 슬래그를 특히 고속으로 처리하는 것은 불가능한 것이었다.

따라서, 용융 슬래그의 아토마이징 처리는 가능하나, 생성된 응고 슬래그의 수집이나 반출이 가능하도록 냉각하는 데에도 상당한 시간이 필요하고, 결국 종래에는 분진이나 고온가스 처리설비가 없어 슬래그 아토마이징 처리를 통한 응고 슬래그 생산량에 한계가 있었다.

더하여, 종래에는 응고 슬래그의 냉각과 수집에 작업자의 조업이 필요하여 응고 슬래그 처리와 후속 반출이 번거로운 것은 물론, 응고 슬래그의 온도를 감지 하여 이에 대응하여 아토마이징을 제어하는 것도 불가능하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 슬래그의 급냉 처리를 기반으로 하되, 기존 슬래그의 급냉 처리시 수반되는 다량의 방수, 대량의 분진발생, 야드방냉이나 냉각시 분화현상의 발생을 원천적으로 차단하고, 대량 발생되는 고온가스를 이용한 재생 에너지(스팀) 생산도 가능하게 하여 궁극적으로 친환경적이면서 친 에너지적인 설비가동을 가능하게 한 슬래그 처리 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적 측면은, 고온가스(에어)는 물론, 가스에 포함될 수 있는 분진의 고속 처리와, 설비 구성부(유닛)들의 유기적인 가동과 급냉된 응고 슬래그의 온도제어, 순환이송 등을 통하여, 궁극적으로 분당 2톤 이상의 슬래그 고속 처리와 시간당 30톤 이상의 슬래그 고속 반출을 가능하게 하고, 더하여 슬래그의 대량 또는 소량의 선택적 반출도 용이하게 한 슬래그 처리 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 투입된 용융 슬래그의 가스접촉을 유도하여 슬래그를 급냉 응고토록 제공된 슬래그 급냉 처리유닛:

생성된 응고 슬래그를 수집토록 상기 슬래그 급냉 처리유닛과 연계 배치되는 응고 슬래그 수집부; 및,

상기 슬래그의 급냉 처리시 발생되는, 적어도 고온가스가 포함된 부산물을 처리토록 상기 슬래그 급냉 처리유닛과 응고 슬래그 수집부 중 적어도 어느 하나에 연계 배치되는 부산물 처리유닛;

을 포함하여 구성된 슬래그 처리장치를 제공한다.

바람직하게는, 수집된 응고 슬래그를 대량 또는 소량으로 반출토록 상기 응고 슬래그 수집부와 연계 배치되는 응고 슬래그 반출부를 더 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 기술적인 측면은, 용융 슬래그를 탕도를 통하여 분사되는 고속가스에 투입하여 가스와의 접촉으로 고속 응고시키는 용융 슬래그 급냉단계;

처리된 응고 슬래그를 수집하는 단계; 및,

상기 용융 슬래그 급냉단계에서 발생되는 적어도 고온가스를 포함하는 부산물을 처리하는 단계;

를 포함하여 슬래그의 고속 처리를 가능토록 구성된 슬래그 처리 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 응고 슬래그 수집단계와 연계되어 수집된 응고 슬래그를 대량 또는 입도별 소량 반출하는 단계를 더 포함하는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 슬래그의 급냉 처리를 통하여 응고 슬래그를 생산하는 슬래그 급냉 처리를 기반으로 하지만, 기존 슬래그의 급냉 처리시 수반되는 다량의 방수, 대량의 분진발생, 야드방냉이나 냉각시 분화현상 등이 원천적으로 발생되지 않도록 하기 때문에, 설비 주변의 환경이나 대기 오염이 없는 친환경적인 설비가동을 가능하게 하고, 더하여 슬래그 급냉시 대량 발생되는 고온가스의 열교환을 통하여 스팀 등의 재생 에너지 생산도 가능하기 때문에, 친 에너지적인 설비 가동도 가능하게 하는 우수한 효과를 제공한다.

예컨대, 본 발명은 슬래그 급냉시 용융 슬래그의 고속가스 분사가 포위된 공간을 향하면서 상기 포위 공간에서 바로 가스와 분진을 석션하는 동시에, 상기 포위 공간 전방에는 에어나 체인 등의 커튼 구조가 구비되기 때문에, 고온가스나 이에 포함될 수 있는 분진의 외부 비산이 차단되어 주변 환경오염을 억제하는 친환경적 설비 가동을 가능하게 하는 것이다.

특히, 본 발명은 슬래그 급냉 처리시 필수적으로 발생되는 고온가스(에어)는 물론, 이와 같은 가스에 포함될 수 있는 분진의 원활한 고속 처리를 토대로, 기존과는 다르게 설비 구성부(유닛)들간의 유기적인 가동과 급냉된 응고 슬래그의 추가적인 온도제어와 순환이송 등을 구현하여, 슬래그의 (초) 고속 처리와 더하여 반출을 가능하게 하는 다른 우수한 효과를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 실제 슬래그의 급냉 처리시 적어도 분당 2톤 이상의 슬래그 처리를 가능하게 함은 물론, 더하여 시간당 30톤 이상의 슬래그 반출도 가능하게 하기 때문에, 특히 제철공장에서 대량으로 슬래그가 발생되어도 이를 원활하게 처리하여 다양한 분야로의 재활용을 가능하게 하고, 더하여 슬래그의 대량 또는 입도별 소량의 선택적 반출도 가능하게 하기 때문에, 응고 슬래그의 처리후 운송,보관 및 사용을 용이하게 할 것이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3에서는 본 발명에 따른 슬래그 처리장치(1)의 전체 구성을 평면, 측면 및 정면 구성도로 도시하고 있다.

예컨대, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 슬래그 처리장치(1)는, 투입된 용융 슬래그(S)의 가스접촉을 유도하여 슬래그를 급냉 응고토록 제공된 슬래그 급냉 처리유닛(10)와, 생성된 응고 슬래그(B)를 수집토록 상기 슬래그 급냉 처리유닛과 연계 배치되는 응고 슬래그 수집부(40) 및, 상기 슬래그의 급냉 처리시 발생되는, 적어도 고온가스가 포함된 부산물을 처리토록 상기 슬래그 급냉 처리유닛과 응고 슬래그 수집부 중 적어도 어느 하나에 연계 배치되는 부산물 처리유닛(90)을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 슬래그 처리장치(1)는, 분당 2톤 이상의 용융 슬래그(S)를 처리하면서도, 상기 부산물 처리유닛(90)을 통하여 슬래그 급냉 처리시 발생되는 고온가스(에어 또는 불활성가스(질소, 아르곤 등)일 수 있다.)(다만, 본 실시예에서는 '에어'와 '불활성가스'를 총칭하여 '가스'로 설명한다.)와, 고온가스에 포함될 수 있는 분진의 냉각과 더불어 고속 처리를 가능하게 하기 때문에, 대용량 슬래그 처리는 물론, 고속 처리를 가능하게 하는 것이다.

이때, 본 발명의 장치는 기존과는 다르게 다량의 방수를 통하여 슬래그 냉각을 하지 않기 때문에, 분진의 발생은 적다, 그러나, 분진이 발생된다고 하여도 고온가스 처리시 같이 처리되기 때문에, 친환경적인 설비 가동을 가능하게 하는 것이다.

그러나, 기존의 일반적인 경우에는, 이와 같은 본 발명의 고온가스 등의 부산물 처리유닛(90)이 없기 때문에, 용융 슬래그(S) 즉 전로 또는 전기로에서 발생되는 슬래그의 처리시 고온가스 처리(배출)과 분진 처리에 한계가 있을수 밖에 없고, 결국 슬래그의 처리 속도가 늦을 수 밖에 없다.

더하여, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 슬래그 처리장치(1)는, 급냉 처리되고 즉시 자동적으로 응고 슬래그 수집부(40)로 이동되어 수집되면서 필요에 따라 응고 슬래그의 냉각이 이루어 지면서, 수집된 응고 슬래그(B)를 대량 또는 소량의 입도별 반출(반출)을 선택적으로 수행 가능하게 하는 상기 응고 슬래그 수집부(40)와 응고 슬래그 반출부(60) 중 적어도 응고 슬래그 수집부(40)와 연계 배치되는 응고 슬래그 반출부(60)를 더 포함할 수 있다.

한편, 다음에 상세하게 설명하듯이, 본 발명의 슬래그 처리 장치에서는 급냉된 응고 슬래그가 비산 낙하하면 작업자가 별도 작업을 하지 않아도 상기 응고 슬래그 수집부(40)로 작동적으로 수집되도록 장치를 구성하기 때문에, 응고 슬래그의 수집 및 반출 처리가 매우 고속으로 구현되는 것이다.

결국, 본 발명은, 도 1, 도 4 및 도 12에서 도시한 바와 같이, 용융 슬래그(S)를 고속가스에 투입하여 가스와 접촉하면서 가스와 주위 분위기로의 열방출로 슬래그를 급냉 처리하되, 슬래그의 대량 및 고속 급냉 처리를 가능하게 할 뿐만 아니라, 만들어진 응고 슬래그(B)의 수집과 반출도 구성부와 구성유닛들의 유기적인 연계 가동을 통하여 고속 처리되는 것을 가능하게 하여, 궁극적으로 응고 슬래그 생산성을 극대화한 슬래그 처리장치(1)를 제공하는 것이다.

한편, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 슬래그 급냉 처리유닛(10)은 장치의 다음에 설명하는 응고 슬래그 수집부(40)의 포위벽(42)으로 다른 구성부와 구성유닛과는 격리되어 배치되고, 이와 같은 포위벽(42)에 인접하여 작업자가 작업하는 공간인 응고 슬래그 반출유닛(60)을 안정적으로 차단하는 차단벽(2)이 배치되어 있고, 상기 포위벽과 연계하여 다음에 설명하는 슬래그 급냉 처리유닛과 부산물 처리유닛의 (터보) 송풍기(17)와 흡입팬(94) 또는 도시하지 않는 각종 제어기기들이 배치되는 도 1의 앞쪽 부분의 룸도 작업자 작업시 안전을 위하여 별도의 포위벽(45)으로 격리되어 있다.

따라서, 본 발명 장치의 가동시 고온의 용융 슬래그(S)를 급냉 처리하는 경우 발생되는 안전사고로 부터 작업자의 안정적인 작업 공간을 확보 하게 된다.

다음, 도 1 내지 도 3에 더하여, 도 5 및 도 6에서는 본 발명 장치에서 실질적으로 용융 슬래그를 응고 슬래그로 전환시키는 슬래그 급냉 처리유닛(10)을 도시하고 있다.

즉, 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치에서 이와 같은 슬래그 급냉 처리유닛(10)은, 크게 용융 슬래그(S)가 충진된 슬래그 포트(12)의 이동 경로상에 배치되는 유닛바디(14)와 상기 유닛바디(14)상에 전방의 응고 슬래그 수집부(40)를 향하여 가스를 고속토록 제공되면서 승,하강과 가스 분사각 조절 중 적어도 분사각 조정을 가능토록 제공된 노즐수단(16) 및, 상기 유닛바디(14)상에 수평 이동과 경동 중 적어도 경동 가능하게 제공되면서 분사된 고압가스를 향하여 용융 슬래그(S)를 투입하여 슬래그 급냉의 응고를 가능토록 제공된 슬래그 탕도(18)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 노즐수단을 통하여 분사되는 고속가스에 물을 공급하면 고속가스에 의해 자동적으로 미스트가 같이 가스에 포함되면서 분사되어, 용융 슬래그 냉각성을 높일 수 있다.

따라서, 본 발명 장치에서 슬래그 급냉 처리유닛(10)의 슬래그 탕도(18)에 적정량의 용융 슬래그(S)를 투입하여 적정 각도로 노즐수단(16)을 통하여 초고속으로 분사되는 가스와 충돌하면서, 가스의 운동에너지에 의해 용융 슬래그(S)는 미세한 액적으로 분리되면서, 가스와 주위 분위기로의 슬래그 표층으로부터의 열발산이 원활하게 이루어지면서 슬래그의 급냉이 구현되고, 이때 기존 서냉을 통한 슬래그 냉각시 발생되는 2CaO·SiO₂ 생성을 최대한 억제한 응고 슬래그(B)(슬래그 볼일수 있다)가 연속적으로 생성되게 된다.

한편, 도 13에서는 이와 같은 본 발명 장치를 통하여 생산된 응고 슬래그(B)를 사진으로 나타내고 잇다.

이와 같은 응고 슬래그(B)는, 도 13에서와 같이, 그 입도가 0.2 ~ 3 mm 정도 가 90% 이상을 차지하고, 외부 색갈은 검은색과 갈색을 띠게 된다.

이때, 고속가스의 취입량에 비하여 출탕되는 용융 슬래그의 양이 과도하여 한번에 많은 양의 출탕이 이루어 지면, 급냉되는 슬래그의 냉각과정에서의 상변태를 억제할 수 있을 정도의 급냉조건이 유지되지 않아 종래 문제로 된 2CaO·SiO₂ 상과 Free CaO가 상당량 생성되는 문제가 있고, 반대로 고속가스 취입량이 슬래그 출탕량에 비하여 적게 되면, 슬래그 급냉 처리시간이 지연되고, 고속가스의 소모량이 증가되는 문제를 유발하게 된다.

따라서, 본 발명 장치에서는, 적정한 슬래그 출탕량과 고속가스 취입량을 설정하는데, 예를 들어, 도 1과 같이 터보 송풍기(17)와 연계되는 덕트(17a)를 통하여 노즐수단(16)에 공급되어 고속으로 분사되는 취입가스의 유량은, 분당 2톤 이상의 슬래그를 처리하기 위하여 대략 2,500~3,000 N㎥/min의 유량으로 취입하고, 출탕되는 용융 슬래그의 유량은 3 ton/min이며,이때 슬래그 질량유속/고속분사가스의 질량유속비는 0.7~1.1 정도이며, 가스의 분사 송풍압은 850mmAq 정도일 수 있다.

결국, 본 발명 장치의 경우에는, 기존에 비하여 대량의 용융 슬래그를 고속으로 급냉 처리하는 것을 가능하게 하는데, 예를 들어 적어도 분당 2톤의 슬래그 처리와 이에 더하여 적어도 시간당 30톤 이상의 대용량 반출(반출)을 가능하게 한다.

이때, 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 슬래그 급냉 처리유닛(10)에서 상기 유닛바디(14)는, 도 2와 같이, 크레인 견인와이어(12a)로 견 인 이동되고 용융 슬래그가 채워진 슬래그 포트(12)의 이동 경로상에 제공되고 공장 바닥에 장착된 베이스(22)상에 조립되고, 상기 노즐수단(16)이 배치되는 메인바디(24)와, 상기 메인바디(24)상에 일측은 피봇(25)되고, 타측은 승강 구동원(27)이 연결되면서 상기 슬래그탕도(18)가 탑재되는 틸팅바디(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

물론, 크레인과 포트가 아닌 본 발명 장치와 연계된 도시하지 않은 경동대를 이용하여 슬래그 탕도측으로 용융 슬래그의 투입도 가능할 것이다.

한편, 도 5 및 도 6과 같이, 바람직하게는 상기 베이스(2)와 메인바디(24)사이에는 로드셀(20)이 개재되어 장착되고, 따라서 로드셀(20)은 장치 제어부(C)와 연계되면서 슬래그 탕도(18)에 투입되는 용융 슬래그 취입량을 감지할 수 있다.

이때, 상기 승강 구동원(27)인 수직 구동실린더가 전진하면, 상기 틸팅바디(30)는 도 5와 같이 피봇(25)을 기준으로 회동되고, 따라서 상기 틸팅바디(30)에 탑재되는 슬래그 탕도(18)의 경동각도가 조절되고, 이와 같은 슬래그 탕도의 경동제어는 실질적으로 슬래그 반출량을 제어하는 것이다.

예를 들어, 본 발명 장치에서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 슬래그 탕도의 경동 각도는, 15~30 °정도 범위에서 조정 가능한데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 승강 구동원(27)인 수직 구동실린더의 스트로크와 연동될 수 있다.

이때, 상기 슬래그 탕도(18)의 경동을 가능하게 하면, 슬래그 탕도의 용융 슬래그 반출시 탕도 표면에 부착된 잔류 슬래그를 바닥으로 최종 낙하 처리하여 슬 래그 탕도의 잔류 슬래그 누적을 방지하게 하는 다른 이점도 제공한다,

한편, 더 바람직하게는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 슬래그 탕도(18)를 유닛바디의 틸딩바디(30)상에서 전,후 이동 가능하게 설치할 수 있는데, 예를 들어 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 틸팅바디(30)상에 장착된 수평 구동실린더(32)가 연결되면서 하부에는 상기 틸팅바디(30)를 따라 이동하는 이동휠(36)이 구비되고 상기 슬래그 탕도(18)가 탑재되는 이동바디(34)를 제공할 수 있다.

따라서, 상기 수평 구동 실린더(32)가 전진 또는 후진함에 따라 상기 이동바디(36)는 하부의 이동휠을 매개로 틸팅바디(30)상에서 전진 또는 후진하고, 이에 연동하여 슬래그 탕도(18)도 전진 또는 후진하게 된다.

이와 같은, 슬래그 탕도의 전,후진 작동은 고속가스에 초기 반출되는 용융 슬래그의 최초 충돌시점을 조정 가능하게 하기 때문에, 슬래그 성분에 따라 이를 조정 가능하게 하여, 보다 최적으로 용융 슬래그의 급냉 처리를 가능하게 할 것이다.

결국, 본 발명의 장치에서 상기 슬래그 탕도(18)는 틸팅바디와 이동바디의 연동으로 경동 제어는 물론, 전후진 제어도 구현 가능한 것이다.

한편, 도 1,2 및 도 5,6에서 도시한 바와 같이, 본 발명 슬래그 급냉 처리유닛(10)에서, 고속가스를 분사하는 상기 노즐수단(16)은, 구체적으로는 상기 메인바디(24)에 장착된 승,하강 수단(26)과 각도 조절수단(28)을 매개로 메인바디상에 높이와 각도조절이 가능하게 제공되고, 터보 송풍기(17)(도 1,2 참조)와 연계되는 노즐덕트부(16a) 및, 상기 노즐 덕트부(16a)의 선단에 제공되어 실질적인 고속가스 분사를 수행하는 노즐부(16b)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 6과 같이, 상기 승,하강 수단(26) 즉, 수직 구동실린더의 양측에는 완충실린더(29)가 구비되어 노즐수단을 통하여 초고속의 가스가 분사(방출)될 때, 노즐수단의 덕트부(16a)가 진동되는 경우 이를 흡수할 것이다.

한편, 바람직하게는, 도 5 및 도 6과 같이, 상기 승,하강수단(26)은, 상기 메인바디에 장착되고 노즐덕트부(16a)가 연계되는 수직 구동실린더로 제공될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 노즐각도 조절수단(28)은, 상기 노즐덕트부에 설치된 지지판(28b)을 지지하는 각도 조정용 캠(28c)과, 상기 각도 조정용 캠과 연결된 회전아암(28d)과 연결되고 상기 수직 구동실린더가 연결되는 승강판(28a)상에 제공된 수평 구동실린더(28d)를 구비하는 것이다.

따라서, 상기 승,하강 수단의 수직 구동실린더가 상승되면 지지판(28b)이 일체로 상승하여 각도 조정용 캠과 회전아암 및 수평 구동실린더가 같이 상승되면서, 노즐수단(16)의 노즐덕트부(16a)가 상승된다.

동시에, 도 5와 같이, 상기 수평 구동실린더(28d)가 전진 또는 후진하면 회전아암(28d)의 회전방향에 따라 각도 조정용 캠(28c)이 회전되고, 따라서 상기 노즐덕트부(16a)의 노즐각도(도 1의 θ)가 조정될 수 있다.

한편, 도 5에서는 별도로 도시하지 않았지만, 상기 노즐 덕트부(16a)는 자바라(주름부)등을 매개로 상기와 같은 상승 및 하강을 보상 가능하게 설치할 수 있을 것이다.

이때, 바람직하게는, 본 발명 장치에서는, 상기 노즐수단(16)의 노즐부(16b)의 각도(θ) 즉, 고속가스 분사각도는 도 1,2와 같이, 실제로는 장치 야드부(44)와 응고 슬래그가 낙하되는 응고 슬래그 수집부(40)의 스크린부재(46)의 거리를 고려하는 것이 바람직하나, 바람직하게는 노즐부(16b)의 중심선에서 수평선을 기준으로 +20°∼ -5°의 범위가 적정하고, 노즐수단의 상승 높이는 100mm 정도가 적당하다.

물론, 반드시 이에 한정되는 것은 아닌데, 예를 들어 야드부(44)의 길이를 25 - 35 m 라 가정한 경우의 수치범위이다.

한편, 상기 노즐수단의 노즐부 각도는 고속 분사하는 가스의 분사각도이므로, 실제로는 응고 슬래그(B)의 최적 생성 조건에 맞추어, 노즐 높이와 함께 조정하는 것이 바람직하다.

그런데, 급냉 처리된 응고 슬래그의 추가 냉각이 필요한 경우에도, 상기 노즐수단의 노즐부를 통하여 가스를 분사하거나 가스에 물을 포함시키어 가스와 미스트가 분사되도록 할 수도 있다. 이경우 고속분사되는 가스는 고온의 용융 슬래그와 접촉하지 않기 때문에, 처리된 고온의 응고 슬래그 냉각이 가능하다.

이때, 도 1 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 앞에서 설명한 본 발명의 슬래그 급냉 처리유닛(10)의 틸팅바디와 연결된 수직 구동실린더의 승강구동원(27)과 노즐수단(16)측의 수평 구동실린더(28d)와 노즐수단과 연계된 송풍기(17)는, 응고 슬래그 수집부(40)의 포위벽(42)에 구비된 열전대(T)와 연계된 장치 제어부(C)와 연계되어 가동되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 장치제어부는 도 1과 같이, 포위벽(42)에 다수개 여러 지점에 설치 된 열전대(T)로 부터 응고 슬래그나 분위기 온도를 감지하여 측정값이 전달되면 앞에서 설명한 여러 분사, 경동 및 각도 조건에 대응하여 슬래그 탕도의 경동각도와 노즐수단의 노즐각도 및 송풍기 제어를 통한 고속가스의 분사유량 등을 종합적으로 제어하여 최적의 용융 슬래그 급냉이 이루어 지도록 할 것이다.

물론, 도 5와 같이, 이동바디(34)의 전후진을 구현하는 수평구동실린더(32)와 노즐수단 높이를 조정하는 수직 구동실린더의 수직 구동원(26)도 장치 제어부(C)와 연계되어 제어 구동될 수 있음은 물론이다.

다음, 도 1 내지 도 3, 도 7에서는 본 발명 장치의 상기 응고 슬래그 수집부(40)를 도시하고 있다.

즉, 도 1,3 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 응고 슬래그 수집부(40)는, 상기 슬래그 급냉 처리유닛(10)의 전방으로 제공된 앞에서 설명한 포위벽(42)과 바닥측의 야드부(44)와, 상기 야드부와 포위벽 경계부에 고상 슬래그를 제거토록 제공되고 응고 슬래그가 통과하는 스크린부재(46)와, 상기 스크린부재(46)의 하측으로 야드부(44)와 연통하면서 포위벽(42)의 외부로 응고 슬래그를 유도 배출토록 제공되는 피트부(48) 및, 상기 피트부(48)와 연통하면서 포위벽의 외부에 배치되고 슬래그 반출을 위한 버켓 엘리베이터(50)를 포함하여 실시예적으로 구성될 수 있다.

이때, 바람직하게는 도 1과 같이, 상기 야드부(44)의 적어도 일부분 예를 들어 야드 전체길이의 전방부분은 돌출되고, 이로 부터 급냉 처리되어 낙하되는 응고 슬래그(B)를 피트부(48)로 별도의 추가 작업없이 유도하도록 피트부를 향하여 경사 지게 형태로 구성된다.

따라서, 도 1과 같이, 고속가스로 급냉 처리된 응고 슬래그(B)는 포위벽(42)의 정면(42a)까지 비산되고, 이때 응고 슬래그는 포위벽 정면에서 경사지게 설치된 스크린부재(46)를 통과하기 때문에, 같이 비산된 덩어리 슬래그(미도시)가 제거되면서, 응고 슬래그(B)만이 자동적으로 피트부(48)로 낙하 수집되게 된다.

한편, 상기 스크린부재(46)는 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 고온의 응고 슬래그가 충돌하므로 내열소재로 된 부재 바디를 가로질러 폭 및 길이방향으로 대략 10-40mm 정도의 공간을 형성하는 가로 및 세로대들이 조립되는 형태이다.

즉, 급냉시 응고 슬래그(B)로 생성되지 않은 일정 크기의 슬래그 덩어리는 물론, 응고 슬래그들이 서로 융착(붙은)된 경우에도 스크린부재에서 충돌하면서 분쇄되게 되어, 스크린부재를 통하여서는 일정 입도 범위의 응고 슬래그만이 하측의 피트부(48)로 낙하 수집되게 될 것이다.

한편, 바람직하게는, 도 1 및 도 2와 같이, 상기 응고 슬래그 수집부의 포위벽(42)의 정면부(42a)와 측면부(42b) 및 천장부(42c)의 적어도 일부분으로 응고 슬래그가 집중적으로 충돌하는 부분에는 내열,내마모 성질을 갖는 보호판(43) 예를 들어, 강철판이나 세라믹 판들이 부착되는 것이 바람직하다. 이와 같은 보호판은 실제 콘크리트 구조물인 포위벽(42)의 표면에 슬래그 입자들이 부착 누적되는 것을 차단하고, 상기 보호판은 슬래그 부착을 콘크리트 보다는 어렵게 할 것이다.

이때, 도 1, 도 3 및 도 11과 같이, 본 발명 장치에서 바닥 야드부(44)와 연결되는 지하로 파여서 형성된 피트부(48)는, 구체적으로는 응고 슬래그(B)의 분출 방향으로 야드부와 맞닿는 경사진 제1 경사부(48a)와, 상기 제1 경사부(48a)에 연이어 일정 깊이로 파여진 피트본체부(48b) 및, 상기 피트본체부의 바닥측에 제공되는 제2 경사부(48c)로 형성되어 있다.

따라서, 응고 슬래그(B)는 피트부의 제1 경사부를 통하여 피트 내부로 유도 수집되는 동시에, 상기 제1 경사부와는 직각으로 경사진 제2 경사부(48b)는 응고 슬래그들은 도 3과 같이 자동적으로 버켓 엘리베이터(50)측으로 유도하게 된다.

한편, 도 3 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 버켓 엘리베이터(50)는, 수직하게 설치된 외부 철피(50e)의 내측에 구동모터(50a)로서 구동되는 구동스프로켓(50b)과 하측의 종동 스프로켓(미부호)사이에 연결되는 이송체인(50c)을 따라 응고 슬래그를 담는 방향으로 배치된 여러 개의 버켓(50d)을 포함하는 구성이다.

따라서, 피트부(48)의 바닥측 경사진 제2 경사부(48c)로 유도 수집된 응고 슬래그(B)는 버켓 엘리베이터(50)를 통하여 자동적으로 다음에 설명하는 반출유닛(60)측으로 운송되는 것이다.

이때, 바람직하게는, 급냉 처리된 응고 슬래그(B)의 이동 경로중에 설정온도 예를 들어, 150℃ 이하 상태로 반출되도록 응고 슬래그를 냉각하는 냉각수단을 더 배치하는 것이다.

예를 들어, 도 1에서 개략적으로 도시한 바와 같이, 상기 응고 슬래그 냉각수단은 상기 피트부(48)와 버켓 엘리베이터(50) 중 적어도 어느 하나에 응고 슬래그를 냉각토록 제공되는 하나 이상의 냉각매체 분사노즐(52)로 제공될 수 있다. 물론, 도면에서는 도시하지 않았지만, 이와 같은 냉각매체 분사노즐(52)의 슬래그 냉각수단은 원하는 반출유닛이나 수집부의 원하는 위치에 더 제공될 수 있다.

따라서, 수집된 응고 슬래그(B)는 피트부(48)와 버켓 엘리베이터(50)에서 에어 또는 일정 수분을 함유하는 미스트로 냉각되면서, 다음에 상세하게 설명하듯이, 본 발명 장치에서는 반출 응고 슬래그의 온도를 적어도 150℃ 이하가 되도록 한다.

그리고, 상기 도 2와 같이, 상기 냉각매체 노즐수단(52)이 연결되는 냉각매체 공급관(미부호)의 밸브는 장치제어부(C)와 연계시키고, 상기 장치제어부(C)에서 열전대(T)를 통하여 포위벽 내측에서의 응고 슬래그 온도를 감지하면, 상기 온도로 상기 냉각매체 노즐수단(52)을 통하여 배출되는 냉각매체의 양을 조정하는 것도 가능하다.

한편, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명 장치에서 상기 슬래그 포위벽(42)의 전방으로 천장측(42c)에는 슬래그 급냉 처리시 발생되는 대량의 고온가스 또는 (가스에 포함될 수 있고 같이 유동되는) 분진의 외부비산을 차단토록 제공되는 에어커튼용 가스(에어) 분사노즐(54a)과 체인 커튼부(54b) 또는 팬스(미도시) 등을 설치할 수 있다.

이때, 바람직하게는 상기 분사노즐(54a)이 설치되는 공급관을 다음에 상세하게 설명하는 분사물 처리유닛(90)측과 연계시키면, 상기 분사노즐에서 분출되는 냉각가스를 포위벽 전방으로 가스/에어 커튼을 형성시키면서, 슬래그 급냉 처리시 발생되는 상당량의 고온가스와 분진이 외부로 비산되는 것을 차단하고, 상기 체인 커튼부(54b)는 도 2와 같이, 고속 취입되는 가스 분사 영역을 피하여 길이를 조정하면 비산되는 가스와 분진이 아닌 다른 고체상의 비산물이나 응고 슬래그가 외부로 비산되는 것을 차단할 것이며, 도시하지 않은 팬스 등도 외부 비산을 차단할 것이다.

따라서, 본 발명은 슬래그 급냉시 용융 슬래그의 고속가스 분사가 포위된 공간을 향하면서 상기 포위 공간에서 바로 가스와 분진을 석션하는 동시에, 상기 포위 공간 전방에는 에어나 체인 또는 팬스 구조물 등의 커튼(차단) 구조가 구비되기 때문에, 고온가스나 이에 포함될 수 있는 분진의 외부 비산이 차단되어 주변 환경오염을 억제하는 친환경적 설비 가동을 가능하게 할 것이다.

다음, 도 1, 도 4에 더하여, 도 7 및 도 8에서는 본 발명 장치의 상기 응고 슬래그 반출부(60)를 도시하고 있다.

즉, 도 7 및 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 응고 슬래그 반출부(60)는, 상기 응고 슬래그 수집부(40)의 버켓 엘리베이터(50)와 연계되는 슬래그 대량 반출유닛(62) 및, 상기 버켓 엘리베이터(50)와 연계되는 슬래그 소량 반출유닛(64)중 적어도 어느 하나 또는 바람직하게는 이들 모두를 포함하여 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명 장치(1)에서는 선택적으로 응고 슬래그(B)를 대량으로 벌크 반출을 하거나, 또는 응고 슬래그의 입도별 선별을 통하여 포대(74)별도 소량 반출을 가능하게 하는 것이다.

이때, 도 4 및 도 7,8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 반출유닛(60)에서는, 응고 슬래그 수집부(40)의 상기 버켓 엘리베이터(50)와 슬래그 대량 반출유닛(62)의 저장고(silo) 또는 소량 반출유닛(64)의 진동시브(70)들에는 밸브수 단(66) 예를 들어, 3-웨이(way) 밸브를 통하여 선택적으로 반출되고, 이때 실질적으로 응고 슬래그의 이송은 이송수단 즉, 원통체의 스크류 컨베이어(68)들을 매개로 구현된다.

한편, 바람직하게는, 도 4 및 도 7과 같이, 상기 대량 반출유닛(62)인 저장고와 연계되는 스크류 컨베이어(68)와 순환관(69)을 상기 피트부(48)로 연계시키면, 저장고로 유입되는 응고 슬래그의 온도가 적정 온도가 아닌 경우에는, 상기 피트부(48)의 냉각매체 분사노즐(52)로 다시 순환시키어 최종적으로 반출되는 응고 슬래그의 온도가 적어도 150℃ 이하가 되도록 할 수 있다.

물론, 도 4 및 도 7에서는 별도로 도시하지 않았지만, 소량 반출유닛(64)의 진동시브(70)들과 연계되는 스크류 컨베이어(68)들에도 에어/냉각가스나 미스트를 분사하는 냉각매체 분사노즐(도 1의 52 참조)를 설치하면 소량 반출시 슬래그 온도를 적정하게 하면서 반출할 수 있다.

한편, 저장고에는 다량의 응고 슬래그가 저장되므로 그 온도가 적정 온도 이상이면, 앞에서 설명한 바와 같이 피트부(48)와 냉각매체 노즐수단(52)으로의 순환 반출이 더 필요할 것이다.

따라서, 본 발명 장치에서, 상기 대량 반출유닛(62)은, 저장고의 하측으로 차량 예를 들어, 덤프 트럭을 배치하면 게이트 조정을 통하여 한번에 대량의 벌크(bulk) 반출을 가능하게 하는 것이다.

한편, 도 4 및 도 7,8에서 도시한 바와 같이, 상기 소량 반출유닛(64)은, 구체적으로는 응고 슬래그의 입도별 반출을 가능토록 제공되는 하나 이상의 진동시 브(70)와 상기 진동시브(70)에 연결관(72)을 매개로 연계되는 호퍼(75) 및, 상기 호퍼에 대응 배치되는 소량 반출포대(74)를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 여러개의 진동시브(70)를 단계적으로 거치면서, 최종적으로 도 4와 같이 0.6mm 이하 직경의 응고 슬래그 그룹에서 부터 2.5mm 직경 이상의 응고 슬래그 반출을 포대(74)를 통해 소량 반출할 수 있고, 결국 본 발명 장치는 응고 슬래그의 사용 용도에 따라 다양한 입도별 중량별 반출을 가능하게 하는 것이다.

한편, 도 4, 도 7 및 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서, 상기 호퍼 하측으로 바닥측에 제공되고 소량 반출포대(74)가 탑재되는 대차(76a)와 대차에 연계되는 배출실린더(76c)를 포함하는 포대 배출수단(76)을 더 포함할 수 있다.

따라서, 도 2 및 도 7과 같이, 지게차는 배출수단(76)의 실린더 작동으로 전진하여 위치 이동된 대차(76a)위의 포대(74)를 패널을 이용하여 쉽게 이동시킬 수 있게 되고, 상기 배출수단은 지게차 조업을 용이하는 위치로 소량 입도별 반출된 응고 슬래그가 저장된 포대를 이동 대기토록 하는 것이다.

한편, 이와 같은 대차(76a)에는 로드셀이 설치될 수 있고, 이를 통하여 일정량의 응고 슬래그의 평량 반출을 가능하게 할 것이다.

더하여, 도 4 및 도 8과 같이, 본 발명 장치의 소량 반출유닛의 진동시브와 호퍼사이에 연계되는 지금 세퍼레이터(78) 예를 들어, 자석링이 회동되는 세퍼레이터를 더 포함할 수 있다.

따라서, 소량 입도별 반출시 진동시브(70)를 연결관(72)을 통하여 상기 지금 세퍼레이터(78)에 투입하면, 지금과 응고 슬래그가 분리되어 지금만의 추출이 가능 하게 되고, 이는 자력의 영향을 받는 지금을 자석링으로 분리시키는 것이다.

다음, 도 1,2 및 도 9,10에서는 본 발명 장치에서, 슬래그 급냉 처리시 발생되는 상당량의 고온가스와 일정량 또는 소량의 분진을 고속으로 처리 가능하게 하여, 실질적으로 슬래그의 고속 처리를 가능하게 하는 본 발명의 부산물 처리유닛(90)을 도시하고 있다.

즉, 도 9 및 도 10에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 본 발명의 부산물(대량의 고온가스와 분진) 처리유닛(90)은, 상기 응고 슬래그 수집부(40)측에 제공되는 석션덕트(96) 및, 상기 석션덕트에 제공되는 하나 이상의 가스 냉각수단 또는, 열교환기(111)를 포함하여 고온가스의 고속처리를 통한 슬래그의 고속 처리를 가능토록 제공될 수 있다.

이때, 바람직하게는, 상기 가스 냉각수단은, 상기 석션덕트(96)에 구비되는 하나 이상의 살수노즐로 제공될 수 있다,

그리고, 상기 열교환기(111)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 석션덕트(96)의 경로 즉, 다음에 설명하는 흡입팬(94)측의 제2 덕트와 연계되어 상기 가스 냉각수단인 살수노즐 대신에 연계되어, 재생 에너지 예를 들어, 스팀 발생을 가능토록 제공되는 것이다.

즉, 도 1과 같이, 석션덕트(96)를 통하여 흡입팬(94)의 가동시 흡입된 상당량의 고온가스는, 연결덕트(110')를 통하여 열교환기(111)를 통과하면, 열교환기 내부의 코일에 공급되는 물(W1)에 열이 전달되면서 물은 가열되고, 이때 열교환기 를 통하여 스팀(W2)이 방출되고, 결국 이와 같은 스팀은 재생 에너지가 되어 이용될 수 있는 것이다.

결국, 본 발명 장치는, 슬래그 급냉시 발생되는 상당량의 고온가스를 이용하여 상당량의 재생 에너지 즉, 스팀을 발생할 수 있어 더 친환경적인 설비 운영을 가능하게 하는 것이다.

이때, 바람직하게는, 도 1 및 도 9와 같이, 상기 석션덕트(96)는 포위벽 천정부(42c)측의 개구부(92)에 배치되는 직사각형의 석션후드(98a)를 포함하는 제1 덕트(98)와 포위벽 외부로 흡입팬(94)측에 연계되는 제2 덕트(100)로 구분될 수 있다.

특히, 도 1,2 및 도 9,10과 같이, 상기 제1,2 덕트 연결부분 하측으로 바닥에는 파여진 수조(102)가 형성되어 있고, 동시에 상기 수조 직상부로 덕트가 개구된 부분(96a)에는 양측으로 석션된 가스의 유동시 같이 포함되어 유동되는 분진을 수조로 침전 제거하면서 동시에, 대향의 고온가스를 냉각하는 고온가스 냉각수단인 제1 살수노즐(104)과, 상기 포위벽측의 제1 덕트(100)에 제공되는 다른 제2 살수노즐(106)을 포함할 수 있다.

따라서, 슬래그 급냉 처리시 발생되는 대량의 고온가스가 후드(98a)와 제1,2 덕트(98)(100)를 통과하면서 적어도 한차레의 살수를 통하여 매우 고속으로 냉각 처리될 수 있고, 분진이 발생되어 가스에 포함되면서 유동되는 경우에도 살수시 분사된 물에 혼합된 분진입자는 수조(102)로 바로 침전 제거되면서, 이때 바람직하게는 가스는 적어도 100℃ 이하로 냉각되어 제2 덕트(100)로 흐른다.

이때, 상기 격리된 룸내의 흡입팬측(94)과 연결되는 제2 덕트(100)에는 분진이 제거되고 냉각된 냉각가스를 대기 배출하는 배출구(108)가 설치되어 있고, 이때 바람직하게는 상기 냉각가스는 앞에서 설명한 슬래그 급냉 처리유닛(10)의 고속가스의 송풍을 구현하는 터보 송풍기(17)사이에 순환덕트(110)가 연결되어 있다.

한편, 상기 배출구(108)에는 도면에서는 도시하지 않는 댐퍼가 배치되어 냉각가스의 외부 배출량을 조정할 수 있고, 필요시 배출이 댐퍼로서 차단되면, 냉각가스는 송풍기(17)로 순환덕트를 통하여 순환 공급된다.

따라서, 본 발명 장치는 고속 분사된 실제로는 상당한 양의 가스를 냉각후 재순환 사용할 수 있기 때문에, 친환경적이면서도 재활용에 따른 비용 절감도 가능하게 할 것이다.

한편, 도 7에서와 같이, 소량 반출유닛에서 여러개의 진동시브(70)와 연결된 석션관(112)은, 도 1에서 도시한 부산물 처리유닛(90)의 석션덕트(98)와 연계되면서, 진동시브에서 응고 슬래그의 입도별 선별시 발생되는 소량의 분진을 앞에서 설명한 바와 같이 덕트를 통과시키면서 살수를 통하여 수조로 제거할 수 있다.

결국, 본 발명의 장치는 고온가스를 고속으로 냉각 처리하여 대기 방출하고, 혹 가스에 포함되어 같이 유동되는 미세 분진이 발생되어도 이를 모두 살수 제거하기 때문에, 설비 주변의 환경오염이 완벽하게 방지되는 친환경적인 장치 가동을 가능하게 하는 것이다.

이때, 상기 흡입팬(94)은, 석션덕트(96)의 길이와 체적 및, 제1,2 덕트사이에 위치되는 개구부(92) 그리고, 발생되는 고온가스 최대 흡입량 등을 감안하여 그 가스 흡입 용량을 조정하는 것이 바람직함은 물론이다.

다음, 도 12에서는 지금까지 설명한 본 발명의 슬래그 처리장치(1)를 이용한 슬래그 처리 단계를 공정 상태로도 도시하고 있다.

따라서, 도 12를 토대로 지금까지 설명한 본 발명의 슬래그 처리장치(1)를 이용한 슬래그 처리단계를 정리하면, 먼저, 본 발명의 슬래그 처리방법은, 용융 슬래그(S)를 탕도를 통하여 분사되는 고속가스에 투입하여 가스와의 접촉으로 고속 응고시키는 용융 슬래그 급냉단계와, 처리된 응고 슬래그(B)를 수집하는 단계 및, 상기 용융 슬래그 급냉단계에서 발생되는 적어도 고온가스를 포함하는 부산물을 처리하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 12에서 도면부호 10,40,60 및 90은 앞에서 설명한 본 발명 장치의 주요 구성부 및 구성유닛이고, 각 단계에서 괄호안에 관련 장치 구성을 기재하였다.

한편, 바람직하게는 도 12와 같이 수집된 응고 슬래그(B)를 대량 또는 입도별 소량 반출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 슬래그 처리방법에 의하면, 앞에서 설명한 바와 같이, 용융 슬래그를 노즐수단을 통하여 분사된 고속가스에 투입하여 급냉 처리하되, 분진과 고온가스의 고속 처리를 가능하게 하기 때문에, 슬래그를 대량으로 고속의 급냉 처리를 가능하게 하면서, 응고 슬래그(B)의 수집과 반출도 자동적으로 고속으로 진행되여 응고 슬래그 단위 생산성을 극대화하는 것이다.

이때, 도 12와 같이, 슬래그 급냉단계에서는, 응고 슬래그 또는 포위벽으로 포위된 분위기 온도를 감지하고, 이를 토대로 슬래그 탕도의 경동각도와 노즐 분사각도 중 적어도 어느 하나 또는 이들 모두를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 노즐수단(16)에서 고속으로 분사되는 가스의 분사유량은, 분당 2톤 이상의 용융 슬래그를 처리하도록 대략 2,500~3,000 N㎥/min으로 취입하는 것이며, 용융 슬래그의 반출유량은 3 ton/min 이며, 따라서 상기 가스 분사유량을 기준으로 할때, 슬래그 질량유속/고속가스의 질량유속비는 0.7~1.1 정도이며, 고속가스의 송풍압은 850mmAq 정도이다.

한편, 본 발명의 슬래그 처리방법에서, 상기 응고 슬래그 수집단계에서는, 스크린부재(46)를 통하여 피트부로 모인 응고 슬래그에 에어 또는 미스트 등의 냉각매체를 분사하여 적정온도 예를 들어, 150℃의 온도로 다음의 반출단계로 반출하도록 하는 응고 슬래그를 냉각하는 단계를 더 포함하는 것이다.

즉, 본 발명의 슬래그 처리시에는, 고속가스로 급냉된 응고 슬래그(B)를 적어도 수집단계에서 바로 냉각하여 응고 슬래그를 반출단계로 보내기 때문에, 기존과는 달리 응고 슬래그의 고속 처리는 물론, 적정 온도로의 고속 반출(반출)도 가능하게 하는 것이다.

더하여, 본 발명의 상기 응고 슬래그 반출단계에서는, 도 4와 같이, 3-웨이 밸브의 밸브수단(66)을 통하여 대량 반출용 저장고와 소량의 입도별 반출용 진동시브로 선택적으로 반출 조정할 수 있다.

즉, 기존에 생성된 응고 슬래그를 단순하게 모아서 트럭 등에 한번에 대량으 로 반출하는 것에 비하여, 본 발명의 경우에는 입도별 선별을 통하여 원하는 입도 직경의 슬래그만을 모아서 포대 단위로 소량 반출 하는 것도 가능하게 하고, 이는 응고 슬래그 사용을 용이하게 하는 것이다.

다음, 본 발명의 슬래그 처리방법에 있어서는, 상기 저장고에서의 응고 슬래그의 온도를 측정하여 설정 온도 이상 예를 들어, 150℃ 이상이면 응고 슬래그 수집단계의 피트부로 순환 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이때, 스크류 컨베이어와 연결관을 이용하여 슬래그의 루프 구현을 한다.

따라서, 본 발명에서는 응고 슬래그의 순환 단계를 포함하기 때문에, 슬래그의 고속 처리에도 불구하고, 대량으로 발생되는 응고 슬래그의 온도를 반출에 용이한 수준으로 조정하여 반출할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명에서는 소량 반출 단계에서, 진동시브와 스크류 컨베이어를 통하여 지금 세퍼레이터를 이용하여 지금만을 별도 회수하는 것도 가능하다.

물론, 이와 같은 세퍼레이터(도 4,8의 78)는 응고 슬래그 이동 경로상에 배치하여 사용하는 것도 가능하다, 다만 저장고의 대량 벌크 반출인 경우에는 슬래그 입도와 상관없고, 응고 슬래그의 매립이나 도로 보강층 등으로 사용되므로 지금 회수는 바람직하게는 소량 반출 단계에 적용하는 것이 바람직하고, 그 회수도 포대별로 할 수 있어 지금의 재활용도 용이하게 할 것이다.

다음, 본 발명의 슬래그 처리방법에서, 상기 슬래그 급냉 처리시 발생되는 상당량의 고온가스 또는 발생되어도 소량인 분진을 석션 냉각 처리하는 단계에서는, 응고 슬래그 야드측의 후드를 통하여 석션되는 경로중에 적어도 1차 이상의 살 수를 통하여 고온가스 냉각과 분진 제거를 가능하게 한다..

따라서, 본 발명의 경우 대량의 슬래그 급냉 처리를 수행하여도 고온가스의 고속 냉각 또는 분진 처리가 가능하기 때문에, 실제 작업장의 조업 환경은 친환경적으로 유지될 것이다.

이는, 통상의 종래 슬래그 처리 공장에서, 상당한 분진이 발생되어 주변의 환경을 오염시키는 것에 비하여, 본 발명은 친환경적인 슬래그 처리를 가능하게 하는 것이다.

한편, 냉각된 고온가스는 냉각가스는 덕트 배출구를 통하여 대기 방출하거나, 필요시 슬래그 급냉단계로 재순환 사용할 수 있어, 비용 절감을 가능하게 하는 것이다.

또한, 본 발명에서, 부산물 처리단계에서는, 슬래그 급냉시 발생되는 고온가스를 열교환기를 통과시키어, 재생 에너지 특, 스팀을 발생시키어 이를 재활용하는 것을 가능하게 하기 때문에, 친 에너지적인 설비 가동도 가능하게 할 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 슬래그 처리장치의 전체 구성을 도시한 평면 구성도

도 2는 도 1의 측면 구성도

도 3은 도 1의 개략 정면 구성도

도 4는 본 발명 장치의 응고 슬래그 반출 흐름을 도시한 흐름도

도 5는 본 발명 장치의 슬래그 급냉 처리유닛을 도시한 측면 구성도

도 6은 도 5의 개략 정면 구성도

도 7은 본 발명 장치의 응고 슬래그 반출유닛을 도시한 정면 구성도

도 8은 도 7에서 소량 입도별의 슬래그 반출 및 지금 회수를 도시한 상세 구성도

도 9는 본 발명 장치에서 슬래그 급냉 처리시 발생되는 고온가스와 분진등의 부산물 처리유닛을 도시한 펑면 구성도

도 10은 도 9에서 분진 제거 및 고온가스 냉각의 살수 구성을 도시한 구성도

도 11은 본 발명 장치에서 응고 슬래그 수집부의 피트부 형태를 도시한 사시도

도 12는 본 발명 장치를 통한 슬래그 처리단계를 도시한 흐름도

도 13은 본 발명 장치를 통하여 생산되는 응고 슬래그를 나타낸 사진

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 슬래그 처리장치 10.... 슬래그 급냉 처리유닛

12.... 슬래그 포트 16.... 노즐수단

16a.... 노즐 덕트부 16b.... 노즐부

18.... 슬래그 탕도 27.... 승강 구동원

26.... 승,하강 수단 28.... 각도 조절수단

30.... 틸팅바디 34.... 이동바디

40.... 응고 슬래그 수집부 42.... 포위벽

44.... 야드부 46.... 스크린부재

48.... 피트부 50.... 버켓 엘리베이터

52.... 냉각매체 분사노즐 54a.... 에어 분사노즐

60.... 응고 슬래그 반출부 62.... 대량 반출유닛

64.... 소량 반출유닛 66.... 밸브수단

68.... 스크류 컨베이어 70.... 진동시브

74.... 반출포대 75.... 호퍼

76.... 포대 배출수단 78.... 지금 세퍼레이터

90.... 부산물 처리유닛 92.... 포위벽 개구부

94.... 흡입팬 96.... 석션덕트(후드)

98,100.... 제1,2 덕트 102.... 수조

104,105.... 살수노즐 108.... 배출구

110... 순환덕트

Claims (25)

1. 투입된 용융 슬래그(S)의 가스접촉을 유도하여 슬래그를 급냉 응고토록 제공된 슬래그 급냉 처리유닛(10):

   생성된 응고 슬래그(B)를 수집토록 상기 슬래그 급냉 처리유닛과 연계 배치되는 응고 슬래그 수집부(40); 및,

   상기 슬래그의 급냉 처리시 발생되는 적어도 고온가스가 포함된 부산물을 처리토록 슬래그 급냉 처리유닛과 응고 슬래그 수집부중 적어도 어느 하나에 연계 배치되는 부산물 처리유닛(90);

   을 포함하여 구성된 슬래그 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   수집된 응고 슬래그(B)를 대량 또는 소량으로 반출토록 상기 응고 슬래그 수집부와 연계 배치되는 응고 슬래그 반출부(60);

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 슬래그 급냉 처리유닛(10)은, 용융 슬래그의 투입경로에 배치된 유닛바디(14);

   상기 유닛바디(14)에 가스를 고속 분사토록 제공되되 높이와 분사각도 중 적 어도 하나를 조정 가능토록 구성된 노즐수단(16); 및,

   상기 유닛바디(14)상에 탑재되면서 공급된 용융 슬래그를 고속가스에 반출토록 제공된 슬래그 탕도(18);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 슬래그 급냉 처리유닛은, 상기 유닛바디(14)에 연계된 승강구동원(27)을 매개로 틸팅 가능하게 장착되고 슬래그 탕도가 탑재되는 틸팅바디(30); 및,

   상기 틸팅바디상에 장착된 수평 구동원(32)이 연결되고 이동휠(36)을 포함하여 틸팅바디에서 이동 가능하게 제공되며 슬래그 탕도가 탑재되는 이동바디(34);

   중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 노즐수단(16)은, 송풍기(17)와 연계되는 노즐덕트부(16a)와 그 선단에 가스를 고속분사토록 제공되는 노즐부(16b)를 포함하고,

   상기 노즐덕트부는, 유닛바디에 구비된 승,하강 수단(26)과 분사각 조절수단(28) 중 적어도 분사각 조절수단과 연계되어 적어도 가스 분사각이 조정토록 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 응고 슬래그 수집부(40)는, 상기 슬래그 급냉 처리유닛(10)의 전방으로 제공된 포위벽(42)과 바닥 야드부(44);

   상기 바닥 야드부 또는 포위벽 측에 슬래그 덩어리를 제거토록 제공된 스크린부재(46);

   상기 스크린부재(46)의 하측으로 야드부와 연통하면서 형성된 피트부(48); 및,

   상기 피트부(48)와 연계되는 버켓 엘리베이터(50);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 스크린부재(46)는 바닥 야드부(44)와 포위벽 정면(42a)사이로 응고 슬래그 낙하범위에 대응하여 경사지게 배치되고, 상기 포위벽(42)의 응고 슬래그 충돌영역에는 보호판(43)들이 더 부착된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 피트부(48)는, 바닥 야드부와 연계되는 제1 경사부(48a);

   상기 제1 경사부(48a)에 연이어 하측으로 파여진 피트본체부(48b); 및,

   상기 피트본체부의 바닥측으로 응고 슬래그를 버켓 엘리베이터측으로 유도토록 형성된 제2 경사부(48c);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 포위벽(42)의 전방으로 슬래그 급냉영역을 밀폐토록 제공되는 가스 또는 에어 커튼용 분사노즐(54a)과 체인 커튼부(54b) 및 차단팬스 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
10. 제2항에 있어서,

    상기 응고 슬래그 수집부(40)와 응고 슬래그 반출부(60) 중 적어도 어느 하나에 냉각매체를 분사하여 응고 슬래그(B)를 냉각토록 제공되는 응고 슬래그 냉각수단;

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 부산물 처리유닛(90)은, 응고 슬래그 수집부측에 제공되는 석션덕트(96); 및,

    상기 석션덕트에 제공되는 하나 이상의 가스 냉각수단 또는, 열교환기;

    를 포함하여 고온가스의 급속처리를 통한 슬래그의 고속처리를 가능토록 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 석션덕트(96)는, 슬래그 수집부의 포위벽 개구부(92)측에 배치된 석션후드(98a)와 연결되는 제1 덕트(98)와, 외부 흡입팬(94)과 연결되는 제2 덕트(100)로 구성되고,

    상기 가스 냉각수단은, 제1 덕트측의 제1 살수노즐(104)과 제1,2 덕트사이의 덕트 개구부(96a) 주변에 설치된 제2 살수노즐(106)중 적어도 하나를 포함하고,

    상기 덕트개구부(96a)의 하측에는 분진 제거용 수조(102)가 더 배치되는 것을특징으로 하는 슬래그 처리장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 흡입팬측의 제2 덕트(100)에 제공되는 냉각가스 대기배출구(108); 및,

    상기 슬래그 급냉 처리유닛측의 송풍기(17)와 제2 덕트사이에 연결되는 가스 순환덕트(110);

    중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
14. 제2항에 있어서,

    상기 응고 슬래그 반출부(60)는, 응고 슬래그 수집부측의 버켓 엘리베이터와 연계되는 슬래그 대량 반출유닛(62); 및,

    상기 버켓 엘리베이터와 대량 반출유닛중 어느 하나 또는 이들 모두와 연계되는 슬래그 소량 반출유닛(64);

    중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 버켓 엘리베이터와 반출유닛들은, 응고 슬래그 이동 경로상에 배치된 밸브수단(66)과 하나 이상의 스크류 컨베이어(68)들을 매개로 응고 슬래그를 반출토록 연계되고,

    상기 반출유닛들은 응고 슬래그의 반출 온도를 조정토록 스크류 컨베이어(68)를 매개로 피트부와 더 연계되어 응고 슬래그의 순환을 가능토록 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
16. 제14항에 있어서,

    상기 대량 반출유닛(62)은, 공급되는 응고 슬래그의 대용량 저장과 반출을 가능토록 제공되는 저장고를 포함하고,

    상기 소량 반출유닛(64)은, 응고 슬래그의 입도별 소량 반출을 가능토록 제공되는 하나 이상의 진동시브(70)와 상기 진동시브(70)에 연계되는 호퍼(75) 및, 상기 호퍼에 대응 배치되는 반출포대(74)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 대량 또는 소량 반출유닛의 응고 슬래그 이동 경로상에 제공되는 지금 세퍼레이터(78);

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리장치.
18. 용융 슬래그(S)를 분사되는 고속가스에 투입하여 가스와의 접촉으로 고속 응고시키는 용융 슬래그 급냉단계;

    급냉된 응고 슬래그(B)를 수집하는 응고 슬래그 수집단계; 및,

    상기 용융 슬래그 급냉단계에서 발생되는 적어도 고온가스를 포함하는 부산물을 처리하는 부산물 처리단계;

    를 포함하여 슬래그의 고속 처리를 가능토록 구성된 슬래그 처리 방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 응고 슬래그 수집단계와 연계되어 수집된 응고 슬래그(B)를 대량 또는 입도별 소량 반출하는 단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리 방법.
20. 제19항에 있어서,

    상기 슬래그 급냉단계는, 응고 슬래그 또는 응고 슬래그 비산공간의 분위기 온도를 감지하고, 이를 토대로 슬래그 탕도의 경동각도와 노즐의 고속가스 분사각 중 적어도 하나를 더 제어하는 단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리 방법.
21. 제18항에 있어서,

    상기 응고 슬래그 수집단계는, 스크린부재를 통하여 슬래그 덩어리를 제거하고, 응고 슬래그가 수집되는 피트부 또는 버켓 얼리베이터 수집단계에서 응고 슬래그를 냉각하는 단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리방법.
22. 제19항에 있어서,

    상기 응고 슬래그 반출단계는, 3-웨이 밸브를 통하여 대량 반출용 저장고와 소량 입도별 반출용 진동시브중 하나로 응고 슬래그를 선택적으로 공급토록 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그 처리 방법.
23. 제22항에 있어서,

    상기 저장고에서 응고 슬래그의 온도를 측정하여 설정온도 이상이면 응고 슬래그를 응고 슬래그 수집단계로 재순환하는 단계; 및,

    응고 슬래그 이동경로상에 배치된 세퍼레이터를 이용하여 지금을 회수하는 단계;

    중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리 방법.
24. 제18항에 있어서,

    상기 부산물 처리단계는, 슬래그 급냉시 발생되는 고온가스를 석션하면서 살수하거나 재생에너지를 발생하는 열교환을 통하여 냉각하는 고온가스 냉각단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리 방법.
25. 제24항에 있어서,

    상기 고온가스 냉각단계는, 가스에 포함된 분진을 살수를 통하여 덕트 외측으로 제거하는 분진 게거단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 처리 방법.

Images