북유럽 제철소, 혁신적 탈수·여과 시스템으로 수처리 비용 35% 절감

북유럽 제철소, 혁신적 탈수·여과 시스템으로 수처리 비용 35% 절감

밀스케일을 물과 함께 이송함으로써 제철소는 지속적 재활용 루프를 구축해 인건비 절감, 설치 면적 축소, 무중단 운영 지원.

북유럽 제철소들(아웃오쿠푸 아베스타, 스웨덴 시설 포함)은 Nordic Water 솔루션 채택: 스크류 탈수기, 라멜라 분리조, 다이나샌드 필터.

현재 환경 규제는 북유럽 제철소가 공정 수 방류 전 세척 및 처리 의무화. 폐루프 시스템 이상적이나 실제 운영엔 여전히 블리딩과 처리 필요.

밀스케일은 거칠고 무겁고 마모성
강철 생산에서 열간 압연과 주조는 플랜트 크기에 따라 시간당 100~10,000입방미터 물 사용. 강철이 주조 작업 떠나며 물로 냉각 및 절단 시 밀스케일 생성 — 입자 크기 몇 미크론부터 주먹 크기까지 다양. 밀도 4.9~5.2 g/cm³, 마모성.

전통적으로 이 거친 재료는 피트 수집, 크레인 또는 체인 스크레이퍼로 비우고, 미립과 오일 분리하는 대형 침전지에서 처리. 주기적 역세척 모래 필터가 미크론 크기 물질과 잔여 오일 제거. 접근법은 노동 집약적, 공간 많이 차지, 유지보수 많이 필요, 리트로핏 비용 비쌈.

수집과 처리는 환경 과제 안겨
역사적으로 작업자가 레일 위 양동이로 밀스케일 수작업 운반, 비좁고 먼지 많은 환경 위험 작업. 현대 제철소는 안전 개선, 비용 절감, 엄격한 환경법 준수 위해 자동화 솔루션으로 전환.

새 접근법
Nordic Water(구 Axel Johnson Engineering)와 Metso Minerals(구 Sala International)는 메인 생산 구역 인접 스케일 피트 필요 없애는 연속 흐름 시스템 개척. 분진 감소, 작업 환경 개선, 귀중한 플랜트 공간 확보.

슬러리 이송 위해 플로어 레벨 펌프와 섬프 어셈블리 설계. 두 반잠수형 펌프(하나 대기)가 물-스케일 혼합물 이송. 입구 스크랩 바스켓이 2.5~5cm 이물질 포착. 섬프는 가파른 벽과 낮은 프로파일로 축적 방지. 산업용 고무 호스 펌프 라인 보호, 직선 구간 강관 사용 가능.

고크롬 합금강으로 펌프 하우스와 임펠러 제작. 마모성 슬러리에도 마모 부품 중작업 1년 이상, 미세 스케일 10년 이상 지속.

적절한 펌프 선정 중요
핵심 선정 기준: 충격 흡수 위한 강성 샤프트와 베어링, 유량 변동 둔감, 공기 막힘 내성, 건조 운전 능력, 섬프 퇴적물 배출 가능한 하부 임펠러.

Nordic Water는 Metso VT 반잠수형 펌프 선택. 완전 인양 가능해 검사 용이, 씰링 워터 불필요. 최대 모델 1,500 m³/h (4,400 gpm) 3 bar (45 psi) 처리. 얕은 섬프용 완전 잠수형 변형도 가능.

낙하 지점에서 스케일 펌핑으로 밀링 구역 피트 불필요, 대체 스케일 제거 전략 개방.

슬러리서 거친 스케일 제거
세 가지 주요 옵션: 스크류 탈수기, 자기 분리기, 사이클론. 사이클론 마모 유발 성능 저하, 큰 이물질 내성 낮아 추가 다운스트림 처리 필요. 자기 분리기는 대형 유닛 필요(많은 사이트 부적합) 또는 짧은 접촉 거리로 마모 증가.

스크류 탈수기 선호
Nordic Water 선호 솔루션은 대형 스크류 탈수기 — 침전조와 스크류 컨베이어 결합해 침전 물질 탈수. 광물 처리 흔하지만 제철소 적용 상대적 신규.

설계로 정비 중 연속 운전 가능: 피드 계속되며 스크류 인양 가능 수시간.

스크류 100µm 이상 입자 거의 100% 제거. 탈수 스케일 2~8% 수분 함유 드립-드라이 물질로 배출(입자 크기 분포 의존).

머드 가드 오일 등 부유물 포착; 오일 스키머 오일 제거. 오버플로 일부 오일 잔류하나 수질 운송수 재사용 적합. 냉각 전용 처리 후 필요 가능.

첫 스크류 탈수기 — 스케일용 첫 다이나샌드 필터 — 1980년 아베스타(현 Outokumpu Stainless) 설치, 이어 Ovako Steel, Fundia, SSAB, 독일, 오스트리아, 프랑스 여러 제철소.

"Nordic Water/Metso 시스템 전체 수처리 투자 35% 절감,"라고 아베스타 프로젝트 매니저 Nils Albertsson.

탈수기 장착 교차 흐름 라멜라 팩 침전 면적 100m² 확대, 단일 유닛 기준 약 2,000 m³/h (8,800 gpm) 피드 흐름 지원. 오스트리아 린츠 Voest Alpine 7개 유닛 운영.

스크류 탈수기 고체 농도 100~300 ppm 전달, 기존 정적 필터엔 너무 높지만 Nordic Water 다이나샌드 연속 필터 용량 내.

다이나샌드 연속 여과
다이나샌드 필터 역류 원리: 물 하부 분배관 진입, 모래층 통과 상단 배출. 에어리프트 펌프 하부 오염 모래 추출, 소량 청정수로 세척, 청정 모래 층 복귀, 필터 중단 없이 작동 유지.

주요 장점: 움직이는 부품 없음, 무시할 압력 강하(<0.1 bar), 린스수 유량 피드 5~7% 불과. 여과수 잔류 고형물 및 오일 <5~10 ppm, 대부분 재활용 또는 블리드 요건 충족. 연마 위해 응집제, 낮은 피드 부하, 활성탄층 사용해 더 높은 순도 달성 가능.

밀스케일로 여과 속도 모래층 통해 25 m/h (10 gpm/ft²) 도달. 최대 유닛 DST 50, 5 m² (54 ft²) 면적, 123 m³/h (550 gpm) 처리. 필터 배터리 배열 가능; 16개 유닛 2,000 m³/h (8,800 gpm) 처리, Metso SD 60-200 스크류 탈수기 용량 매칭.

다이나샌드 린스수 보통 2 m/h (0.8 gpm/ft²) 운영 기존 농축조로. 농축조 오버플로 필터 피드 펌프 복귀; 언더플로 슬루이스 밸브 통해 배출, 45~65% 고체 달성. 폴리머 농축조서만 사용, 펌프, 스크류 탈수기, 모래 필터엔 미사용. 라멜라 분리조 최근 설치서 동일 기능 성공적 수행.