(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延機からミルスケールを採取する方法であって、熱間圧延機は樋を含み、方法は、
廃水中のミルスケール粒子を搬送するステップと、
熱間圧延機の樋から廃水を回収するステップと、
樋の内部で分離器を用いて廃水からミルスケール粒子を分離するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
分離器が粗粒子分離器である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ミルスケール粒子を採取するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
採取したミルスケールを脱水するステップ
をさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
廃水が樋の内部で高速で乱流であるかまたは流れている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
分離器が、再熱炉、スケールブレーカ、粗スタンド、冷却スタンド、または仕上スタンドより下流に設けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
廃水を熱間圧延機内で下流に向けるステップ
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
廃水がさらにピットに向けられる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ミルスケールが、
【数１】
0006654235.tif 000006
にしたがって廃水から分離され、ここで、
ｃは採取されたミルスケール中の重量％単位での油濃度、
ｇ／ｍｍ２．ｓ単位のｈは係数、
ｕはミルスケールが採取される前の廃水中の重量％単位での油含有量、
τはスケールが採取される前のスケール粒子と油滴との間の秒単位での接触時間、および
ｍｍ単位のｄおよびｇ／ｍｍ３単位のｐは採取されたスケールのサイズおよび密度である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
鋼スラブを再加熱するための再熱炉と、
再熱炉の下流で鋼スラブを処理するための少なくとも１つのスタンドと、
ミルスケール粒子および廃水を搬送する少なくとも１つのスタンドに接続された樋と、
廃水からミルスケール粒子を分離するための樋の内部の分離器と、
を備える熱間圧延機。
【請求項１１】
樋の下流にピットをさらに備える、請求項１０に記載の熱間圧延機。
【請求項１２】
少なくとも１つのスタンドが、スケールブレーカ、粗スタンド、冷却スタンド、仕上スタンド、冷却およびランアウトテーブル、またはコイラーである、請求項１０に記載の熱間圧延機。
【請求項１３】
分離器の下流に洗浄装置をさらに備える、請求項１０に記載の熱間圧延機。
【請求項１４】
分離器の下流に脱水装置をさらに備える、請求項１０に記載の熱間圧延機。
【請求項１５】
樋の内部に分離器を配置するステップ
をさらに備える、樋を含む熱間圧延機を改造する方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、一般に熱間圧延機または塩基性酸素転炉（ＢＯＦ：Ｂａｓｉｃ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｆｕｒｎａｃｅ）の廃水からのミルスケールの分離に関する。
【０００２】
連続偏向分離（以下、「ＣＤＳ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｄｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ」）は、流動する流体ストリームから、固体または粒状物質などの汚染物質を分離するための濾過法である。ＣＤＳユニットは、雨水処理に使用される最も一般的な装置である。ＣＤＳユニットは、上部セクションに篩を、底部セクションに汚水を含む。ＣＤＳユニットは、流体ストリーム流入を分離チャンバ内に偏向させる。篩は汚染物質を除去し、流体をストリームに戻す。浮揚性固形物は分離チャンバ内で運動しているままなので、篩を目詰まりさせない。重い固形物はチャンバ内の汚水の底に沈殿する。
【０００３】
米国特許第７２９７２６６号明細書は、篩装置を用いて流体ストリームから粒子を分離することを、意図的に開示している。篩は、流体ストリームがタンクの貯蔵チャンバからタンク流出口まで通過した際に、流体ストリームから比較的大きい粒子を濾過する。篩は好ましくは、タンクの保持セクション内の流体流の平滑化に役立てるため、切替弁の形状と実質的に一致する形状である。
【０００４】
米国特許第７４６５３９１号明細書は、連続偏向分離を用いて液体ストリームから固体物質を分離する装置を、意図的に開示している。装置は、略垂直な縦軸を有するように配向された内部空間を包囲する、円筒形の分離パネルを含む。
【０００５】
熱間圧延機は、鉄鋼業界において周知である。
【０００６】
塩基性酸素転炉（ＢＯＦ）もまた、鉄鋼業界において周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７２９７２６６号明細書
【特許文献２】米国特許第７４６５３９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、油汚染の少ないミルスケールを回収するため、熱間圧延機または塩基性酸素転炉内の樋からミルスケールを回収することを、提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、廃水中のミルスケール粒子を搬送するステップと、熱間圧延機または塩基性酸素転炉の樋から廃水を回収するステップと、分離器を用いて廃水からミルスケール粒子を分離するステップと、を備える、熱間圧延機または塩基性酸素転炉からミルスケールを採取する方法を提供する。
【００１０】
本発明は、鋼スラブを再加熱するための再熱炉と、再熱炉の下流で鋼スラブを処理するための少なくとも１つのスタンドと、ミルスケール粒子および廃水を搬送する少なくとも１つのスタンドに接続された樋と、樋の中の廃水からミルスケール粒子を分離するための分離器と、を備える熱間圧延機を提供する。
【００１１】
本発明はまた、分離器を備える塩基性酸素転炉を提供してもよい。分離器は、脱水装置に直接接続されてもよい。
【００１２】
本発明はまた、廃水からミルスケール粒子を分離するために分離器を使用することも提供し、好ましくはミルスケールを採取するために粗粒子分離器または連続偏向分離分離器を使用することを提供する。
【００１３】
本発明は、樋の中に分離器を配置するステップを含む圧延機を改造する方法を、さらに提供する。塩基性酸素転炉もまた、分離器を用いて改造されてもよい。
【００１４】
方法はまた、単独でまたは組み合わせて、以下の特徴のいずれかを含んでもよい。
・ミルスケール粒子を採取する。
・採取したミルスケールを洗浄する。
・採取したミルスケールを脱水する。
・廃水は樋の中で高速で渦巻くかまたは流れている。
・再熱炉、スケールブレーカ、粗スタンド、冷却スタンド、または仕上スタンドの下流に分離器が提供される。
・分離器は樋の中に位置する。
・分離器はピットの上流に位置する。
・残りの廃水を熱間圧延機内で下流に向ける。
・残りの廃水はピットに向けられる。
【００１５】
熱間圧延機はまた、単独でまたは組み合わせて、以下の特徴のいずれかを含んでもよい。
・樋の下流のピット。
・少なくとも１つのスタンドはスケールブレーカ、粗スタンド、冷却スタンド、仕上スタンド、冷却またはランアウトテーブル、またはコイラーである。
・分離器の下流の洗浄装置。
・分離器の下流の脱水装置。
【００１６】
本発明の好適な実施形態は、以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による分離器を含む熱間圧延機の概略図である。
【図２】本発明による分離器を含む熱間圧延機の別の概略図である。
【図３】本発明による連続偏向分離分離器および流れパターンを示す図である。
【図４】本発明による連続偏向分離分離器および流れパターンを示す図である。
【図５】本発明による連続偏向分離分離器および流れパターンを示す図である。
【図６】本発明による連続偏向分離分離器および流れパターンを示す図である。
【図７】本発明による粗粒子分離器の好適な実施形態を示す図である。
【図８】本発明による粗粒子分離器の好適な実施形態を示す図である。
【図９】本発明による粗粒子分離器の好適な実施形態を示す図である。
【図１０】本発明による粗粒子分離器を含む塩基性酸素転炉の好適な実施形態を示す図である。
【図１１】本発明による粗粒子分離器を含む塩基性酸素転炉の好適な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
製鋼プロセスで使用される塩基性酸素転炉（ＢＯＦ）は、濾過ケーキおよびスパークボックススラリを含む副産物を生じる。濾過ケーキは通常、埋め立て地に送られる。スパークボックススラリは運び出されることが多い。
【００１９】
加えて、熱間圧延機は、スラブ、インゴット、ビレット、および／またはブルーム、あるいはその他の長尺炭素製品を含む半完成鋼製品から完成鋼製品を製造する。熱間圧延機は半完成鋼製品（この例ではスラブ）を再加熱し、スラブがさらに長く薄くなるように圧延し、以後の工程のために鋼板の長さをコイル状に巻く。この処理の間に固形廃棄物が生成される。濾過ケーキおよびスパークボックススラリに加えて、粗粒子またはミルスケールとしても知られるこの廃棄物は、完成鋼製品の副産物である。ミルスケールは鉄が豊富であり、通常はたとえば７０重量％超の鉄を含む。ミルスケールは、油、グリース、またはその他のトランプエレメントで汚染されていなければ、優れた鉄資源になり得る。しかしながら、ミルスケール中の高濃度油は、熱間圧延機のミルスケールを再生利用する上で大きな障害である。油性ミルスケールは、揮発性有機化合物（以下、「ＶＯＣ」）排出量違反を招く可能性があり、焼結および溶鉱炉の製鉄では使用できない。油性ミルスケールは、機器の故障およびバグハウスの燃焼を引き起こす可能性がある。油性ミルスケールはしばしば埋め立て地で廃棄されるが、これは高額になり得る。現在の市場条件下では、きれいなミルスケールは油性ミルスケールよりも１トンあたり＄２０高い。きれいなミルスケールは、小レンガ状になっていて、製鉄および製鋼プロセスで使用される。粗粒子またはミルスケールは、利益を伴って再生利用できる。その結果、ＢＯＦ廃水から粗粒子を分離するための、コスト効率のよい技術を開発することが望ましい。
【００２０】
ミルスケールは、スラブの表面上に形成する酸化鉄の層である。一次と二次の２つのタイプのミルスケールがある。一次ミルスケールは再熱炉で形成されるが、二次ミルスケールは、再熱炉の下流、たとえば粗圧延機および仕上圧延機で形成される。再熱炉内の温度は約１２００℃なため油があったとしても直ちに燃焼するので、一次スケールは一般的にきれいで油を含まない。ほとんどのミルスケールは、再熱炉で形成された一次スケールである。
【００２１】
鋼表面上に形成されたスケール層の厚さまたは質量は、時間とともに変化する：
【数１】
0006654235.tif 000002
ここでΔｍは鋼表面上の形成されたミルスケール層の全質量、Ａはガス雰囲気に関する温度に依存しない係数、Ｔは温度、Ｅは活性化エネルギー、Ｒはガス定数、ｔは経過時間である。
【００２２】
熱間圧延機において、鋼スラブは再熱炉内で再加熱され、熱間圧延トレーンを介してスケール除去ユニットまで搬送される。スケール除去ユニットは、加圧水を用いてスラブから一次スケールを除去する。スプレーヘッダは１５００ｐｓｉの加圧水をスラブに吹きつけることができる。下流のスケールブレーカローラは、残っているいかなるスケールも粉砕するために使用されてよい。スイープスプレーは、表面上に残っているその他の緩んだスケールを洗い流すために使用されてよい。
【００２３】
スラブはその後、粗圧延機によって圧延され、縁を落とされ、二次スケールを除去するために再びスケール除去される。二次スケールは、たとえば粗圧延機内にある時間の間、スラブが炉から出てから成長したスケールである。高圧水ジェットノズルは、粗圧延機の間および後にスラブの表面からスケールを清浄する。スラブはその後、スラブの厚さを所望の寸法まで減少させる仕上圧延機を通り、スラブはその後冷却され、コイル状に巻かれて、搬送の準備が整う。
【００２４】
油およびグリースは、熱間圧延プロセス全体に存在する。軸受はグリースで潤滑化され、油圧機械は油含有流体で動作する。作業ロールもまた、油含有潤滑剤で潤滑化される。機械類および圧延機部品から漏れるグリースおよび油は、熱間圧延プロセスの間に使用される冷却水に入り込み、結果的に油性廃水を生じる。この油性廃水がミルスケールを運ぶとき、油がミルスケール粒子の表面にくっついて被覆し、これによりミルスケールを汚染する。油は、０．１５重量％超の量で存在する可能性がある。
【００２５】
油から粗粒子またはミルスケールを分離できることが、必要である。粗粒子またはミルスケールの分離は、油性スラッジ生成の減少により、鋼材熱間圧延機の廃水処理費用および埋め立て費用の費用を削減する。分離はＢＯＦ廃水の処理費用も削減し、ＢＯＦ粗粒子は利益を伴って再生利用される。
【００２６】
可能な解決策は、プロセス前分離、プロセス後分離、およびプロセス中分離を含む。プロセス前分離は、熱間圧延プロセスから油を排除すること、または油が廃水に入るのを防ぐことを含む。プロセス後分離は、熱脱油、溶媒抽出、または集中洗浄によって、油性ミルスケールおよびスラッジから油を除去することを含む。プロセス中分離は、廃水が樋の中を高速で流れている間に油および廃水からミルスケール粒子を分離することを含む。
【００２７】
従来の慣例では、油がミルスケール粒子を被覆する機会が３つあった：（１）ピットの中での油とミルスケールとの間の対抗運動；（２）油の浮いた水面を通じて沈殿したミルスケールを掘ること；および（３）油性の異物。
【００２８】
プロセス中分離は、従来の慣例に対する利点を含む。発明者らは、樋の乱流水の中ではミルスケール粒子が油の被覆に耐えることを見いだした。その結果、樋水が高速で移動している間にミルスケールが樋水から直接採取されれば、ミルスケールはきれいで再生利用可能となる。したがって、プロセス中分離の間に樋からきれいなミルスケールを抽出することが望ましい。樋水の余剰エネルギーが使用されるので、油からミルスケールを分離するために付加的なエネルギーは必要とされない。さらに、付加的な環境保護手段も必要とされない。
【００２９】
発明者らは、廃水が下記にしたがって高速で樋の中を移動している間、「プロセス中」にミルスケール粒子が油および廃水から分離可能であることを、見いだした。
【数２】
0006654235.tif 000003
ここでｃは採取されたミルスケール中の重量％単位での油濃度、ｇ／ｍｍ２．ｓ単位のｈは廃水の温度および化学的性質に関する係数、ｕはスケールが採取される前の廃水中の重量％単位での油含有量、τはスケールが採取される前のスケール粒子と油滴との間の秒単位での接触時間、およびｍｍ単位のｄおよびｇ／ｍｍ３単位のｐは採取されたスケールのサイズおよび密度である。
【００３０】
第一の例において、樋水から採取されたスケールは、スケールがピットから採取される従来の方法によって採取されたスケールよりもきれいである。ボックス１は、中央樋に接続されたピットを表す。ボックス２は北側樋に接続されたピットを表し、ボックス３は南側樋に接続されたピットを表す。樋からのミルスケールの油濃度は、ボックス１から３によって表されるピットから採取されたスケールよりも約１０倍低い。
【００３１】
【表１】
0006654235.tif 000004
【００３２】
本発明者らは、ミルスケールの回収用の樋の中の分離器の位置が重要であることも見いだした。源の近くに分離器を位置決めすることで、たとえば０．１５重量％未満など、十分に低い油含有量を有するミルスケールの採取を可能にする。このプロセスを実施するために、十分に効率的で経済的な分離器が使用されるべきである。このような分離器は、たとえば粗粒子分離器またはＣＤＳ分離器であってもよいが、しかしながらその他のタイプの分離器もまた使用されてよい。
【００３３】
分離器は効果的、安価、および単純でなければならない。分離器は、捕捉されたミルスケール粒子を油で汚染させることなく、高速の樋水からミルスケールを捕捉することができなければならない。分離器は、いかなる付加的な環境問題または懸念も取り入れてはならない。
【００３４】
粗粒子分離器が好ましい。たとえば、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＨｙｄｒｏのＨｅａｄＣｅｌｌ（Ｒ）粗粒子および砂分離器が好ましいかもしれない。この分離器は、樋からの廃水を受け取り、粗粒子またはミルスケールおよび揮発性固形物から廃水を分離する。その後粗粒子は洗浄および脱水される。粗粒子分離器は、廃水および油からミルスケールを分離する。その後きれいなミルスケールは脱水されるので、きれいなミルスケールは内部で使用されるかまたは販売されることが可能である。その後廃水は、油および残りの流れを既存のピットおよび廃水処理システムに届ける。
【００３５】
第二の例において、油性ミルスケールはきれいな乱流水で洗浄された。混合物は、５分間強く攪拌された。スケールは、２０分にわたって沈殿させられた。水が注ぎ出されてスケールの油が分析された。きれいな乱流水がスケールから油を除去した。
【００３６】
【表２】
0006654235.tif 000005
【００３７】
第三の例において、スカルパー装置が最初のピットの入り口点に実装された。廃水は高速で侵入する。スカルパーは、廃水からスケールをすくい、スケールをコンベヤ上に落とす。スカルパーピットスケールは、年間約３０，０００ＮＴを生産し、０．０５重量％未満の油含有量を有するが、その一方でピットスケールは０．４重量％の油含有量を有し、年間約１０，０００ＮＴを生産する。スカルパーピットスケールとピットスケールとの混合物は、０．１８重量％の油含有量となる。きれいなミルスケールを回収する能力は、油性ミルスケールおよび埋め立てにかかわる費用を削減する。
【００３８】
図１は、本発明による熱間圧延機１００を示す。スラブ１１０は、たとえば１２００℃など、所望の温度まで再加熱するための再熱炉１０に侵入する。スラブはその後、スケール除去のために一次スケールブレーカスタンド１２まで搬送される。スラブ１１０は粗スタンド１４まで続き、さらに仕上スタンド１６まで続いてから、冷却スタンド１８およびコイラー２０に到達する。コイル状に巻かれた鋼は、さらなる処理のために送り出される。たとえば、コイル状に巻かれた鋼は、冷間ローラ、ピックラーに送られるか、または別の施設に出荷される。
【００３９】
プラント再利用水１２０は、スラブ１１０を洗浄およびスケール除去するために使用される。プラント再利用水１２０はまた、装填ロールおよびその他の圧延機部品を冷却および保護するためにも使用される。プラント再利用水の流量は、スラブをスケール除去するために使用されるときは毎分２０，０００から４０，０００ガロンの範囲であってもよく、圧縮水が毎秒３から５フィートの速度でスケールを吹き飛ばすことができる。プラント再利用水およびスケールは、樋３０、３２、３４、３６を介してそれぞれスケールピット２２、２４、２６、２８まで運ばれて、スケールが水１２０から分離されるのでスケールが採取可能である。
【００４０】
ピット２２、２４、２６、２８は樋３０、３２、３４、３６と比較すると非常に広いので、水速が低下して樋の中の成分が沈殿する。油は上に浮き上がってスケールは底に沈殿する。従来、スケールはその後ピットから回収される。スケールを油で汚染しないように、スケールの回収には注意を払わなければならない。
【００４１】
本発明によれば、スケールがピット２２、２４、２６、２８に到達する前に、スケールは樋３０、３２、３４、３６から採取されてもよい。発明者らは、水が流れている間に樋から直接スケールを採取することで、よりきれいなスケールの採取ができることを見いだした。発明者らはまた、できるだけスケール形成源の近くでスケールを採取することでもきれいなスケールの採取ができることを、見いだした。
【００４２】
本発明の好適な実施形態によれば、スケールを採取するために樋３０、３２、３４、３６に接続された分離器４０、４２、４４、４６が使用される。分離器は周知であって、雨水処理に使用されるものである。分離器は、固体物質から液体を分離する。Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｈｙｄｒｏ製のＨｅａｄＣｅｌｌ（Ｒ）粗粒子分離器が好ましい。
【００４３】
図２は、熱間圧延機動作中の「プロセス中」にスケールを採取するために使用される、樋３０、３２、３４、３６に接続された分離器４０、４２、４４、４６を含む熱間圧延機１０１の別の概略図である。類似構成要素を示すために、図１と同じ参照番号が使用されている。
【００４４】
粗粒子分離器および「ＣＤＳ」分離器は、広範囲の雨水流および条件を取り扱う。これらの技術は、偏向選別／濾過、渦流集中、拡散沈殿、および整流を含む非常に小さい専有面積で雨水流から汚染物質を除去するために、複数の主要な浄化処理プロセスを採用している。
【００４５】
図３から図６は、たとえばＣＤＳ分離器などの分離器４０、および流れパターンを示す。廃水は流入口２０２を通じて接線方向に偏向分離チャンバ２０４に侵入するが、複数の流入口２０２が設けられていてもよい。流入口２０２は、汚水２０８の上方に位置して分離スラブ２１０によってそこから離間している、円筒形の篩２０６の上方に位置している。
【００４６】
流れは、ステンレス鋼篩２０６の周囲に沿ってスムーズに導入される。均衡のとれた１組の動水力が分離チャンバ２０４内で発生し、鋼篩面２０６にわたって連続的に移動する流れを提供して、いかなる目詰まりも防止し、連続偏向分離および渦流集中分離を通じて固形物を分離するために必要な水圧系統を確立する。
【００４７】
篩２０６は固体物質を分離させ、汚水２０８は分離チャンバ２０４の下方に堆積物の貯蔵スペースを提供する。連続偏向分離プロセスは渦流チャンバ２０４の中心に低エネルギーの休止域２０３を発生するが、これは典型的な渦分離プロセスとは異なっている。単純な重力ベースの渦システムでは、ユニットの中心に近づくと回転速度が上昇する。ＣＤＳユニット内の静止域は、同じ専有面積で単純な沈殿槽を用いて実現可能なよりもはるかに広い範囲の流量を通じて、微粒子の効果的な沈殿を可能にする。偏向された処理流に含まれる粒子は、偏向選別チャンバ２０４によって保持され、ユニットの中心で減衰する円運動の中で維持される。高密度の粒子（比重＞１）は最終的に、分離チャンバ２０４の下方に位置する汚水２０８の中に沈殿する。汚水２０８は、分離チャンバの底で分離スラブ２１０によって分離チャンバ２０４から隔離され、これにより水圧せん断面を形成して精錬の影響を最小化する。汚水２０８の中で捕捉された汚染物質は、ユニットを通る高速バイパス流から隔離され、捕捉された汚染物質の精錬損失を防止する。
【００４８】
ミルスケール粒子は、粒子を篩２０６に向かって外向きに強制移動させるチャンバ２０４の中のプラント水流１２０の円運動の影響を受ける。篩２０６は、ミルスケール粒子がチャンバ２０４の外に移動するのを防止する。接線流入１２０は、篩２０６を通じて径方向流量を超過するように均衡のとれた分離チャンバ２０４内の回転運動を生じる。分離チャンバ２０４内の連続運動は、粒子上の接線力が粒子を回転させ続け、篩を通る流れによって生じる径方向力よりも大きいことを、保証する。
【００４９】
篩面２０６での乱流境界層は、小さい粒子が篩２０６を通過するのを妨害する。篩２０６の構成および配向は、休止域（停滞コア）２０３が存在する篩チャンバの中心に向かって粒子を偏向させる。乱流境界層２０５および偏向力によって発生したこのインピーダンスは、篩を有する分離チャンバ２０４に包まれた同伴粒子にかかる求心力の克服を助ける。この乱流境界層および偏向力は、ＣＤＳシステムが古典的な平滑壁の渦流濃縮器よりも効果的に粒子を保持できるようにする。比較すると、重力ベースの平滑壁渦流濃縮器は、渦流チャンバ内の液体から固形物を分離するために、主にトロイダル力に依存する。これらのトロイダル力は、ＣＤＳユニットの中に同程度またはより多く存在する。
【００５０】
処理済み水は、篩の円筒形表面積２０６全体を通じて移動し、その後流出口２１２を通じて分離チャンバ２０４を出る。これは非常に広い流路面積であり、結果的に非常に低い出口速度となる。この低い底流量は、基本的な平滑円筒形壁の渦ユニットのものを超えて、ＣＤＳ固形物分離プロセスの分離能力を大いに強化する。渦流分離チャンバ２０４の中心の休止域２０３の他に、篩の背後の環状空間２０７でも低流速は発生する。分離篩２０６を通る流れは、大いに分散する。篩面２０６を通過して環状空間２０７に入った後、流れは入り口２０２、分離チャンバ２０４、および出口２１２の速度と比較して極端に低速である。静止沈殿は、流れ１２０が油調節板２１４の下を移動してユニット４０を出る前に、この環状空間２０７内で行われる。
【００５１】
ＣＤＳユニットの分離チャンバの中のトロイダル流運動は、円形流線として示されている（図５）。これらのトロイダル流力は、篩面２０６での水平回転流に対して直角であり、後に粒子が汚水２０８の中に沈殿するＣＤＳ処理チャンバ２０４の中心２０３まで粒子を移動させるのを助ける。
【００５２】
図７から図９は本発明の好適な実施形態を示し、これは粗粒子分離器３００である分離器４０の使用を含む。粗粒子分離器３００はたとえば、Ｈｙｄｒｏ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ製のＨｅａｄＣｅｌｌ（Ｒ）であってもよく、あるいはたとえばいずれもＨｙｄｒｏ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ製のＧｒｉｔＳｎａｉｌ（Ｒ）およびＳｐｉｒａＳｎａｉｌ（Ｒ）を含む、その他の関連処理機器であってもよい。
【００５３】
粗粒子分離器３００は樋３０、３２、３４、３６内に位置しており、たとえば分離器４０、４２、４４、４６（図１）を参照されたい。粗粒子分離器３００は、脱水装置３１６とともに使用される。粗粒子分離器３００は、鉄が豊富なミルスケールを含む廃水から、細かい粗粒子、剥離、および高密度固形物を捕捉、清浄、および除去する。
【００５４】
各粗粒子分離器３００は、流入（粗粒子、揮発性固形物、油、および廃水）３０２が分離器３００に侵入する、変位ヘッダ３１０を含む。流入３０２は、分配ヘッダ３１０を介して接線方向に沈殿トレイ３０８に侵入する。流入３０２は異なるトレイ３０８の間で均等に分割され、これにより回転流パターンを確立し、トレイ３０８の表面積に対する粗粒子の接触を最大化する。粗粒子３０３は、重力を介して分離器３００の底の底流採取汚水３０６に落ちる。粗粒子除去した廃液３０４は、チャンバ３０１の壁３１２に位置する堰を通じてチャンバを離れる。粗粒子除去した流れ出る廃液３０４は、廃水処理システムによる処理のため、油およびその他の流れを下流にピット２２、２４、２６、２８（図１）まで運ぶ。
【００５５】
分離した粗粒子／ミルスケール３０３は、採取汚水３０６を介して分離器３００を出て、脱水されるために脱水装置３１６に送られる。図９は脱水装置３１６を示す。脱水装置は、ＧｒｉｔＳｎａｉｌ（Ｒ）およびＳｐｉｒａＳｎａｉｌ（Ｒ）など、Ｈｙｄｒｏ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌによって製造されたものを含んでもよい。脱水装置３１６は、洗浄装置３１４からの洗浄済み粗粒子を収容するタンク３１８を含む。コンベヤ３２６は、タンク３１８から粗粒子３３０を移動させる。コンベヤは、リンススプレーバー３２２、粗粒子ならし機３２４、テールロールリンス３２８、およびモータ３２０を含む。きれいな乾燥した粗粒子３３０‘が脱水装置３１６から出力される。きれいな乾燥した粗粒子３３０’は、内部で使用されてもよく、あるいは汚染されたかまたは油を含む粗粒子よりも高い値段で販売されてもよい。樋の中の廃水からきれいなミルスケールを分離することにより、きれいなミルスケールが生成され、内部的に使用され、または販売されることが可能である。加えて、ピットおよび廃水処理システムに到達する固形物が少ないので、処理費用が削減される。
【００５６】
分離器は同様に、製鋼廃水を分離するために、塩基性酸素転炉に組み込まれてよい。ＢＯＦでは、分離器、およびたとえばＨｅａｄＣｅｌｌ（Ｒ）分離器が既存の粗粒子分離装置に取って代わり、これにより費用を削減する。ＨｅａｄＣｅｌｌ（Ｒ）分離器は脱水装置に直接接続されており、ポンプの必要性を排除する。
【００５７】
図１０は、ＢＯＦ４０２および完全湿式ＢＯＦオフガス清浄システムを含む、ＢＯＦシステム４００を示す。この種のシステムにおいて、ＢＯＦオフガスは水のみによって清浄される。廃水中の粗粒子は、しばしばデシルター４１０または液体サイクロン４０８を介して捕捉される。デシルターおよび液体サイクロンの問題は、低効率および脱水の欠如である。本発明の好適な実施形態によれば、粗粒子分離器４０はＢＯＦシステム４００内で使用される。粗粒子分離器４０は、デシルターおよび／または液体サイクロンに取って代わってもよい。粗粒子分離器４０は、廃水から粗粒子を抽出し、粗粒子を脱水することができる。このため、粗粒子分離器を使用することで、埋め立て地に持って行く廃棄物の量を削減し、デシルターおよび液体サイクロンにかかわる２つの不都合を克服することができる。
【００５８】
図１１は、ＢＯＦ５０２およびスパークボックス廃水処理５０４を含むＢＯＦシステム５００を示す。スパークボックス５０４は、ガスに向けて水を噴霧することによって、ＢＯＦ５０２から放出されたガスを冷却する。粗粒子およびその他の廃材は通常、採取されて浄化装置またはトレーラーおよびスラグ鍋まで運ばれる。本発明によれば、粗粒子分離器は、流動する乱流廃水を処理するために使用される。粗粒子分離器４０は、かつて知られていたように廃棄物を採取するよりも効率的に、廃水からきれいなスケールを分離することができる。
【００５９】
スパークボックス廃水処理は、湿乾式オフガス清浄システムまたは完全湿式オフガス清浄システムであってもよい。スパークボックス５０４の下には、トレーラーまたはスラグ鍋などの容器を用いて廃水が現在採取されている。固形物は沈殿し、水はあふれ出る。少し経つと、容器が運び出され、他の場所で固形物を破棄する。この慣行は結局、低効率、高コスト、および散らかった床環境で終わることが多い。容器の代わりに粗粒子分離器４０を使用することで、低コスト、高効率、および環境完全性の利点を有することができる。
【００６０】
本発明者らは、雨水処理および住宅廃水処理において周知の分離器が熱間圧延機での使用に向けて修正または最適化可能であることを、認識している。たとえば、分離器は、鉄鋼業界では大規模工業用途に適応しなくてはならない。スケールの量は多く、連続的に搬送されなければならないが、その一方で現在の分離器は降雨を処理するために使用されており、連続使用はされていない。加えて、流れの上に浮揚する破片である、浮遊物を心配する必要がない。さらに、プラント再利用水を汚染した油は、プラント再利用水とともに下流に流出し続けることが望ましい。油蓄積は分離器において望ましくない。
【００６１】
篩を含む分離器の構成要素は、スケールサイズに適合するように、および既存の樋に適合するように、最適化されなければならない。ミルスケールは砂より重く、たとえばスケール密度は約５．０であって砂密度は約２．０である。分離器の構成要素はまた、ミルスケール、油、およびプラント再利用水による摩滅に耐える材料を利用すべきである。
【００６２】
本発明は、たとえば銅、アルミニウムなど、その他の金属製品用の熱間圧延機にも組み込まれてよい。本発明はまた、圧延機の樋の中に分離器を配置することによって既存の熱間圧延機または塩基性酸素転炉を改造することも含む。
【００６３】
廃水から粗粒子およびミルスケールを分離するために樋の中で分離器を使用することで、資本コストおよび運転コストを削減することになる。
【００６４】
上記明細書において、本発明は、特定の例示的実施形態およびその例を参照して記載されてきた。しかしながら、以下の請求項に明示される本発明の広範な精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更が成されてもよいことは、明らかである。したがって明細書および図面は、限定的な意味ではなく説明的なものと見なされるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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