제철소의 고형 폐기물 관리

제철소의 고형 폐기물 관리

철강 산업은 일반적으로 다양한 공정을 통해 재료를 가공하면서 다량의 고형 폐기물을 발생시킵니다. 이러한 고형 폐기물에는 경제적으로 회수되면 재사용할 수 있는 많은 가치 있는 제품이 있습니다. 전 세계의 철강 산업은 이미 여러 혁신적인 조치를 취했으며 철강 산업의 운영 효율성 및 경제성 향상을 궁극적인 목표로 이러한 폐기물의 100% 활용을 위해 계속해서 나아가고 있습니다. 이러한 조치는 폐기물 처리 비용 및 환경 오염을 줄일 뿐만 아니라 상당한 양의 철광석 및 플럭스 재료를 제공할 뿐만 아니라 기존 공정에 연료비 혜택을 제공하여 일치하는 양의 원자재를 절약합니다.

철강 산업은 자본과 에너지 집약적이며 생산량이 매우 많습니다. 업계 내 프로세스 체인은 길다. 다양한 기술이 적용되며 업계는 환경에 상당한 영향을 미칩니다. 세계 철강 산업의 주요 관심사 중 하나는 다양한 가공 단계에서 발생하는 폐기물의 처리입니다. 비용 효율성에 대한 자연스러운 욕구 때문에 폐기물을 부로 전환하여 부산물로 처리하는 이러한 폐기물 회수 기술을 채택하는 추세가 증가하고 있습니다. 이는 제로 웨이스트 기술 개발을 목표로 하게 되었습니다. 제철소의 폐기물을 경제적으로 부로 전환하기 위해 개발된 기술은 또한 예비 기업가에게 새로운 비즈니스 기회를 제공합니다.

세계 철강 협회(WSA)에 따르면 세계 철강 산업은 산업의 지속 가능성을 개선하기 위해 환원, 재사용 및 재활용(3'R's)의 원칙을 다양한 방식으로 적용합니다. 이로 인해 업계는 원자재의 필요성을 크게 줄였습니다. 1970년대와 1980년대에 현대 제철소는 철강 1톤을 생산하기 위해 평균 1.44톤의 원료가 필요했습니다. 연구, 기술 개선 및 훌륭한 계획에 대한 투자를 통해 오늘날 철강 산업은 1톤의 철강을 만드는 데 1.15톤의 투입물만 사용합니다. 이는 21%의 감소를 의미합니다.

요즘은 '고형폐기물'과 '부산물'이라는 단어의 해석에 중복되는 부분이 많다. 실제로 철강 산업의 일부 고형 폐기물은 철강 생산과 관련된 공정에서 재료의 다양한 가공 중에 생성되는 제품에 의해 필수적입니다. 예를 들어, 지난 10년까지는 철강산업에서 발생하는 슬래그, 더스트, 슬러지를 고형폐기물로 불렀으나 지금은 이러한 폐기물에 대한 부산물이라는 용어로 대체되었다. 폐기물의 집약적인 재사용으로 인해 일부 고형 폐기물은 이제 점점 더 '부산물'로 지칭되고 있습니다.

  WSA에 따르면 회수된 부산물(부산물과 상호 교환적으로 사용되는 용어)은 제강 공정 중에 재활용되거나 다른 산업 분야에서 사용하기 위해 판매될 수 있습니다. 부산물 사용은 철강 산업의 지속 가능성을 지원합니다. 매립 폐기물을 방지하고 CO2 배출을 줄이며 천연 자원을 보존하는 데 도움이 됩니다. 부산물 판매도 경제적으로 지속 가능합니다. 철강 생산자를 위한 수익을 창출하고 수익성 있는 전 세계 산업의 기반을 형성합니다. 일부 철강 생산업체는 부산물 이용률과 재활용률이 99%에 이른다고 보고합니다. 철강 및 조강 생산의 주요 부산물은 슬래그, 더스트, 스크랩 및 슬러지입니다.

철강 산업 공정에서 발생하는 고형 폐기물의 처리가 주요 관심사입니다. 따라서 철강 산업에서는 Reduce, Reuse, Recycle(3 Rs) 철학과 효율적인 폐기물 관리가 필요합니다.

다음은 철강산업의 다양한 생산공정에서 발생하는 주요 고형폐기물/부산물/부산물이다.

  콜라 만들기

야금 코크스 생산에서 발생하는 주요 고형 폐기물은 석탄 더스트, 코크스 더스트, 타르 슬러지 및 산성 슬러지입니다. 석탄 먼지는 석탄 혼합물을 통해 다시 재활용됩니다. 석탄 가루는 코크스 가루와 함께 소결 장입물 혼합물에 추가하여 재활용할 수도 있습니다. 타르 슬러지는 밀도를 향상시키기 위해 석탄 혼합물에 첨가됩니다. 산성 슬러지는 폐기 전에 중화해야 합니다.

  소결 만들기

소결 공정에서 발생하는 고형 폐기물은 먼지와 슬러지입니다. 소결기 건물 바닥, 사이클론 및 ESP(정전기 집진기)에서 분진이 발생합니다. 슬러지는 정수장 정화조에서 발생합니다. 이러한 먼지와 슬러지는 철(Fe)이 풍부하고 석회(CaO), 마그네시아(MgO) 및 탄소(C)가 다량 함유되어 있습니다. 이 재료는 소결 제조에서 재활용하기에 매우 좋은 재료입니다. 이러한 재료는 철광석 미분과 혼합되거나 재활용을 위해 단광 처리됩니다.

  펠렛 공장

펠릿 공장에서 발생하는 주요 고형 폐기물은 먼지와 크기가 작은 녹색 펠릿입니다. 이 두 가지는 모두 펠릿 사료 재료로 재활용됩니다.

  고로 제철

고로(BF) 제철공정에서 발생하는 고형폐기물은 분진, 스톡하우스의 부하 스크리닝, 캐스트 하우스 러너 잼, 캐스트 하우스 muck, 고로 슬래그, 연도 더스트, GCP 분진 또는 슬러지, 내화성 폐기물 및 고온 금속이다. (HM) 국자 해골.

분진과 분진 선별은 소결 공정에서 다시 재활용됩니다. 캐스트 하우스 러너 잼은 재용해를 위해 철 스크랩으로 판매되거나 철강 용해 공장에서 재활용됩니다. 캐스트 하우스 오물은 매립 자재로 버려집니다.

대부분의 BF 액체 슬래그는 과립화되어 BF 슬래그 시멘트 제조를 위해 시멘트 제조업체에 판매됩니다. 소량의 BF 슬래그가 공랭됩니다. 공랭식 BF 슬래그는 매립지로 버려지거나 철강 공장 내 도로 수리에 사용됩니다. 어느 경우든 슬래그의 철 오염물은 분리되어 재용해를 위해 판매됩니다.

연도 먼지와 GCP 건조 먼지(건식 가스 세정의 경우)는 소결 공정에서 재활용됩니다. 정화조에서 나온 GCP 습식 슬러지(습식 가스 세정의 경우)는 건조되고 원료 야적장에서 철광석 미분말과 혼합되거나 연탄화되어 소결 제조에서 재활용됩니다.

국자 수리점에서 나오는 내화폐기물을 판매하고 있으며, 내화물 제조사는 이를 모르타르 제조에 사용한다. HM 국자 두개골은 무게를 떨어뜨리거나 창을 찔러 부러뜨리고 부러진 두개골은 철 스크랩으로 판매되거나 철강 용해 공장에서 사용됩니다.

  직접 환원에 의한 제철

직접 환원에 의한 제철 공정 중 주요 고형 폐기물은 숯(석탄 기반 기술을 사용하는 공장의 경우), 먼지(석탄과 철 모두), 크기 미만 DRI(직접 환원 철) 및 DRI 불량품입니다. 숯은 포로 발전소에서 보일러 연료로 사용됩니다. 석탄과 철가루는 소결로에서 사용된다. 석탄 가루는 보일러에서도 사용할 수 있습니다. 철 가루는 시멘트 제조업체에 판매할 수도 있습니다. Under sized DRI는 연탄 처리되어 철강 용해 공장에서 DRI와 함께 사용됩니다. DRI 불량품은 이 과정에서 다시 재활용됩니다.

돼지 캐스팅  

용선을 주조하는 과정에서 플레이트 잼, 런너 잼, 석회 슬러지 등의 폐기물이 발생합니다. 플레이트 잼, 런너 잼은 가공 후 철 스크랩으로 판매됩니다. 석회 슬러지는 중화 목적으로 사용됩니다.

  기본 산소 제강

  BOF 제강의 주요 폐기물은 전로 슬래그, 스크랩, 폐내화물, 전로 진흙 및 가스 정화 플랜트(GCP) 슬러지입니다. GCP 슬러지를 제외하고 다른 모든 폐기물은 일반적으로 혼합 상태로 생성되는데, 이는 생성 중에 하나의 폐기물이 다른 폐기물로 오염된다는 것을 의미합니다. 따라서 분류는 제강에서 폐기물을 재활용하는 매우 중요한 단계입니다.

정화기에서 나오는 GCP 습식 슬러지는 건조되어 원료 야적장에서 철광석 미분과 혼합되거나 연탄 처리되어 소결 공정에서 재활용됩니다.

스크랩 제거 후 전로 슬래그는 석회석을 대체하기 위해 소결 혼합물에서 재활용됩니다. 전로 슬래그는 도로 수리, 철도 트랙 밸러스트 및 토양 개량제로도 사용됩니다.

전로 슬래그와 찌꺼기에서 제거된 스크랩은 냉각 목적으로 전로에서 다시 재활용됩니다. 철스크랩도 레이들 쓰루나 컨버터 쓰루가 있을 때 발생하는 현상이지만 매우 드물다.

전로에서 찌꺼기와 내화성 폐기물이 제거되고 나머지는 매립에 사용됩니다.

내화성 폐기물은 일반적으로 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째 유형은 사용된 전로 라이닝에서 나오는 것으로 주로 마그네슘 탄소 내화물로 구성됩니다. 오염되지 않은 대부분의 내화물은 바닥 패치용 전로에 사용됩니다. 두 번째 유형은 국자 내화 폐기물입니다. 이러한 폐기물이 기본 폐기물인 경우 전로 내화 폐기물과 유사하게 처리됩니다. 알루미나의 경우 내화성 폐기물은 모르타르 제조에 사용됩니다.

  전기 제강

전기제강의 주요 폐기물은 EAF(전기아크로) GCP 분진, 슬래그, 스크랩, 폐내화물이다. 마그네시아 탄소폐기물 내화물은 EAF에서 슬래그 컨디셔너로 사용됩니다.

전기로(EAF) 슬래그는 높은 결정도와 높은 철 함량으로 인해 현재 잠재적인 재활용 방법이 잘 확립되어 있지 않습니다. 슬래그의 염기도 지수(BI)는 일반적으로 낮은 수압성 Merwinite 그룹에 속하는 1.2-1.8입니다. 또한 특정 재료를 일정 크기로 분쇄하는 데 필요한 에너지를 나타내는 지표인 분쇄도 지수(Grindability Index)도 높은 산화철 함량으로 인해 높다. 이것은 EAF 슬래그의 추가 분쇄 및 처리를 에너지 집약적으로 만듭니다. 슬래그는 도로 건설을 위한 효과적인 골재로 사용되었습니다. EAF 슬래그에서 유리화 세라믹 타일도 개발되었습니다.

연속 캐스팅

연속주조공정에서 발생하는 주요 폐기물은 연속주조스케일, 내화폐기물, 스크랩, 슬래그, 진흙 등이다. 여기에서도 폐기물이 혼합된 상태로 발생하며, 다양한 종류의 폐기물을 분리하기 위한 첫 번째 단계로 선별이 필요합니다.

연속 주조 스케일은 소결 공장에서 재활용됩니다. 스크랩은 제철소에서 재활용됩니다. 기타 폐기물은 매립지로 사용됩니다.

  압연기

압연기에서 발생하는 주요 고형폐기물은 밀스케일, 재가열로 내화폐기물, 스크랩 등이 있다.

밀 스케일은 소결 공장에서 재활용됩니다. 스크랩은 철강 용해 공장에서 재활용됩니다. 내화폐기물은 조건에 따라 모르타르로 제조되거나 버려집니다.

  석회 소성

소성 공장에서 발생하는 고형 폐기물은 석회석 및 백운석 선별, 석회 분진 및 석회 미분입니다. 석회 분진과 석회 미분은 소결 공장이나 철강 용해 공장에서 연탄 처리되어 재활용됩니다. 석회석과 백운석 선별은 소결 공장에서 재활용됩니다.

  화력 발전소

발전소에서 발생하는 주요 고형폐기물은 비산회와 바닥재입니다. 플라이애시는 시멘트 생산에 사용됩니다. 일부 식물에서는 재가 재 연못으로 보내집니다. 회수지에서 회수한 재는 회수지의 제방 높이를 높이는 데 활용됩니다.

  고체 폐기물 관리

고형 폐기물의 폐기물 관리는 생성, 예방, 특성화, 모니터링, 처리, 취급, 재사용 및 잔류 처리로 구성됩니다. 직원과 경영진의 새로운 자세가 필요합니다. 전통적인 사고 방식은 모든 책임을 이를 담당하는 소수의 전문가에게 전가합니다. 새로운 초점은 모든 직원이 폐기물 관리 책임을 지도록 하는 것입니다. 고형 폐기물 관리의 중요성은 생산 지향적인 관리자와 작업자가 배워야 하는 것입니다. 효과적인 고형폐기물 관리를 위해서는 이들의 참여와 협력이 중요합니다.

또한 성공적인 폐기물 관리 프로그램을 위해서는 관리의 의지가 필요하고 필수적입니다. 경영진은 직원들에게 폐기물 관리 기술을 교육하고, 직원의 제안을 격려하고, 3R 활동을 위한 리소스를 제공하고, 폐기물 생성 및 폐기물 재활용을 측정 및 모니터링함으로써 약속을 입증할 수 있습니다.

관리의 궁극적인 목표는 공장에서 나오는 고형 폐기물 제로여야 합니다. 이를 위해서는 후속 조치와 지속적인 개선이 중요합니다. 폐기물 감소 및 원가절감 목표 달성에 대한 측정 및 보고는 제철소의 작업성과를 향상시키고 제철소의 지속적인 발전에 도움이 됩니다.

3 고형 폐기물 관리의 'R'은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 3 고형 폐기물 관리의 'R's