北欧製鉄所のソリューションは、水処理コストを削減します

ミルスケールを水で輸送して継続的なリサイクルループを作成すると、手作業を大幅に削減し、従来のソリューションよりも少ないスペースで継続的な操作が可能になるため、コストが削減されます。スウェーデンのアベスタにあるOutokumpuの工場のような北ヨーロッパの工場は、スクリュー脱水機、ラメラセパレーター、ダイナサンドフィルターに基づくソリューションを北欧の水に頼っています。

今日、厳しい環境規制により、北欧の企業は、使用済みのプロセス水を河川や下水道に放流する前に洗浄する必要があります。理想的には、すべてのプロセス水は閉ループでリサイクルする必要があります。実際には、それを「ブリードアウト」して処理する必要があります。

ミルスケールは粗く、重く、研磨性があります
鉄鋼生産では、熱間粉砕および鋳造は、操作の規模に応じて、1時間あたり100立方メートルから1時間あたり10,000立方メートルの速度で水を使用します。鋼が鋳造作業を離れるとき、水で冷却および切断すると、ミルスケール（酸化鉄）が生成されます。ミルスケールの粒子は、数ミクロンから拳のサイズまでの範囲です。それらはまた重くて研磨性があります。 （密度4.9〜5.2グラム/立方センチメートル）。伝統的に、この粗い材料はピットに集められ、クレーンやチェーンスクレーパーによって空にされます。その後、巨大な沈砂池が微粉と油を分離します。定期的に、砂フィルターの逆洗されたバッテリーは、最終的にミクロンサイズの材料と残留油を取り除きます。

ただし、このアプローチには、水処理の全体的なコストが増加し、それによって工場の運用コストが増加するといういくつかの欠点があります。まず、操作には手動処理が必要であり、自動化することはできません。第二に、盆地とピットはかなりのスペースを必要とします。第三に、維持費が高い。最後に、既存のプラントを改造して水処理をアップグレードする場合、このアプローチでは追加のスペースを見つける必要があります。

収集と処理には環境上の課題があります
ミルスケールの収集は、作業環境にとって特に厄介な場合があります。 1970年代初頭には、労働者はレールの上に立っているバケツに鱗を集め、手で動かしていました。これは、窮屈で、騒がしく、ほこりっぽい状況では不快な作業でした。

作業環境を改善し、全体的なコストを削減し、より厳しい環境法を順守するために製鉄所への要求が高まるにつれ、いくつかの製鉄所は水処理の専門家であるノルディックウォーターに頼ってきました。スウェーデンに拠点を置くこの会社は、高度な固液分離製品と、工業プロセスの水および廃水処理のためのターンキーソリューションを提供しています。

新しいアプローチ
新しい技術は、Nordic Water（以前のAxel Johnson Engineering）とMetso Minerals（以前のSala International）によって開拓されました。スウェーデンのHoforsにあるSKFグループの一員であるOvakoSteel ABは、これらの企業に、継続的な水の流れの中でスケールを取り除くのを手伝うよう呼びかけました。これにより、本番に近いスケールピットが不要になり、粉塵を減らしながら作業環境を改善しました。ただし、スケールと水スラリーは輸送が必要でした。

床レベルでのポンプと排水溜めの配置は、スラリーを運び去る手段を提供するように設計されました。 2つの半潜水ポンプ（1つはスタンバイ用）が水とスケールの混合物を動かします。インレットトラップのスクラップバスケットは、2.5〜5センチメートルを超えるスケールと異物をトラップします。排水溜めは、壁の堆積を避けるように設計されています。それは小さく、急傾斜の壁があり、底部はポンプハウスの幅の約2倍です。摩耗に耐えるために、工業用ゴムホースがポンプラインとポンプを接続しますが、鋼管は直線部分で使用できます。

ポンプハウスとインペラには高クロム合金鋼が使用されています。スラリーの過酷さにもかかわらず、摩耗部品は、激しい荒加工作業でも1年以上持続します。より細かいスケールでは、摩耗部品は10年以上続く可能性があります。

重要な適切なポンプを見つける
ポンプの選択は非常に重要であり、次の基準が特定されました。
•最も重い物体の衝撃に耐える剛性のあるシャフトとベアリング
•流れの変動に影響されない
•空気遮断の影響を受けない
•乾く能力
•下部インペラまたはリターンスプレーホールでサンプ堆積物を放出する機能。

Nordic Waterは、このタスクに半水中ポンプタイプのメッツォVTを選択しました。ポンプ全体を持ち上げて検査することができ、密閉水は必要ありません。

このタイプの最大のポンプは、最大3バール（1平方インチあたり45ポンド）の圧力で1時間あたり1,500立方メートル（1分あたり4,400ガロン）の流量を処理します。シャフトの長さがサンプの深さに対して不十分な場合は、完全に水没可能なバリアントを使用できます。

スケールが落下するポイントから離れる方向にポンプで送ると、フライス盤エリアにスケールピットが不要になり、スケール除去の代替手段が可能になります。

スラリーから粗いスケールを取り除く
スラリー処理には、スクリュー脱水機、磁気分離器、サイクロンの3つのオプションがあります。サイクロンの欠点には、摩耗による性能の低下や、大きな異物に対する耐性が低いことが含まれます。さらに、排水には追加の処理が必要です。磁気分離器は、磁石とスケールの間の接触距離が短いため、大きな分離器が必要になるか（スケールメリットが許す場合にのみ適しています）、摩耗が増加します。

スクリュー脱水機が望ましい
Nordic Waterが推奨するソリューションは、大型のスクリュー脱水機です。これは基本的に材料が沈殿する沈殿タンクであり、スクリューコンベヤーが沈殿したスケールを除去して脱水します。鉱物処理で長年使用されていますが、製鉄所での適用はかなり最近です。

供給流量を数時間維持したままスクリューを持ち上げて使用できるため、メンテナンス中も連続運転が可能です。

ネジは、100ミクロンを超えるスケール材料のほぼ100パーセントを除去します。脱水スケールは、粒度分布に応じて、水分が2〜8％未満のドリップドライ材料です。

マッドガードは、油やその他の浮遊物をトラップします。これらは、浮遊物を除去するために、脱水機に付属のオイルスキマーで除去されます。油はまだオーバーフローに存在していますが、水質は輸送手段として再利用するのに十分です。冷却の目的で、さらなる処理が必要です。

スケール用の最初のスクリュー脱水機と最初のDynaSandフィルターは、1980年にAvesta（現在のOutokumpuステンレス）に設置されました。その後、Ovako Steel、Fundia、SSABに設置され、その後ドイツの多くの工場に設置されました。オーストリアとフランス。

「北欧の水/メッツォシステムを使用することで、水処理への投資全体を35％節約できました」とAvestaのプロジェクトマネージャーであるNilsAlbertsson氏は述べています。

脱水機に取り付けられた横流ラメラパックは、プール面積を増やして100平方メートルの総沈殿面積（またはピット相当）を提供し、毎時2,000立方メートル（毎分8,800ガロン）に近い供給流量を可能にします。 1ユニット。このサイズの7つのユニットは、オーストリアのリンツにあるVoestAlpineで稼働しています。

スクリュー脱水機は、100〜300ppmの範囲の固形分濃度を提供します。これは、許容可能な逆洗頻度で従来の規模の排水システムの静的フィルターに供給するには高すぎますが、NordicWaterによって製造されたDynasand連続フィルターの容量の範囲内です。

DynaSandによる連続ろ過
DynaSandフィルターでは、汚れた砂がフィルターベッドから継続的に除去され、ろ過プロセスを中断することなく洗浄およびリサイクルされます。 DynaSandフィルターは、向流原理に基づいています。処理される水は、ユニットの下部にある入口分配器から流入し、上部のろ液出口から排出される前に、砂床を通って上向きに流れるときに洗浄されます。閉じ込められた不純物を含む砂は、ユニットの先細りの下部からエアリフトポンプによって上部の砂洗浄機に運ばれます。砂の洗浄はポンプ自体で始まり、乱流混合作用によって汚れの粒子が砂粒から分離されます。汚染された砂は、ポンプの出口から洗濯機の迷路にこぼれ、そこで少量のきれいな水の流れで洗浄されます。不純物は洗浄水出口から排出されますが、きれいな砂の粒子（重い）は砂床に保持されます。その結果、ベッドはユニット内を常に下向きに動きます。このように、水の浄化と砂の洗浄の両方が継続的に行われ、フィルターを中断することなく使用し続けることができます。

したがって、フィルターは可動部品がなく、制御されたバルブがなく、0.1バール（1.5 psi）未満の低い圧力降下で動作します。すすぎ水の流れは、供給の流れの5〜7パーセントで動作します。ろ過された水には、5〜10 ppm未満の残留固形物と油が含まれており、リサイクルまたはブリードのほとんどの要求を満たします。研磨の目的で、フィルターは、凝固剤のサポート、より低い供給負荷、またはフィルターベッドとしての活性炭を使用して操作することができ、これにより、ほぼ任意の所望の純度の濾液が生成される。

ミルスケールでの操作により、フィルターベッドを介した毎時25メートル（1平方フィートあたり毎分10ガロン）のろ過速度が可能になります。したがって、最大のフィルターユニットである5平方メートル（54平方フィート）のフィルター領域を備えたDST 50は、123 m3 / h（550 gpm）の容量を提供します。ダイナサンドフィルターはバッテリーレイアウトで配置できます。 16個のフィルターを合わせて2,000m3 / h（8,800 gpm）の流量を供給し、メッツォミネラルズのスクリュー脱水機モデルSD60-200の容量に適合します。

ダイナサンドフィルターからのすすぎ水は、通常、1時間あたり約2メートル（1平方フィートあたり1分あたり0.8ガロン）の表面負荷で動作する従来の増粘剤に濃縮されます。増粘剤のオーバーフローは、ろ過摂食ポンプに戻されます。アンダーフローは水門バルブシステムを介して排出され、45〜65パーセントの固形物の高固形分濃度を可能にします。この増粘剤にはポリマーを使用する必要がありますが、ポンプ、スクリュー脱水機、砂フィルターのシステムの他の部分には使用しないでください。 Lamellaセパレーターは、最近のいくつかのインストールで同じ目的で正常に使用されています。