Solusi pabrik baja Nordik mengurangi biaya pengolahan air
Mengangkut timbangan pabrik dengan air untuk membuat siklus daur ulang berkelanjutan mengurangi biaya dengan menghilangkan banyak penanganan manual dan memungkinkan pengoperasian berkelanjutan dalam ruang yang lebih sedikit daripada solusi tradisional. Pabrik di Eropa Utara seperti pabrik Outokumpu di Avesta, Swedia telah beralih ke Nordic Water untuk solusi berdasarkan dewaterer sekrup, pemisah lamella, dan filter Dynasand.
Saat ini, peraturan lingkungan yang ketat mengharuskan perusahaan di Eropa Utara untuk membersihkan air bekas proses sebelum dibuang ke sungai dan saluran pembuangan. Idealnya, semua air proses harus didaur ulang dalam lingkaran tertutup; dalam praktiknya, itu perlu "dikeluarkan" dan diobati.
Kerak penggilingan kasar, berat, dan abrasif
Dalam produksi baja, penggilingan dan pengecoran panas menggunakan air dengan kecepatan antara 100 meter kubik per jam dan 10.000 meter kubik per jam, tergantung pada skala operasi. Saat baja meninggalkan operasi pengecoran, pendinginan dan pemotongan dengan air menghasilkan kerak pabrik (oksida besi). Partikel skala pabrik berkisar dari beberapa mikron hingga seukuran kepalan tangan. Mereka juga berat dan abrasif. (Kepadatan 4,9 hingga 5,2 gram per sentimeter kubik). Secara tradisional, bahan kasar ini dikumpulkan dalam lubang untuk dikosongkan dengan derek atau pengikis rantai. Bak pengendapan yang besar kemudian pisahkan butiran halus dan minyak. Secara berkala, baterai filter pasir yang dicuci kembali akhirnya menghilangkan material berukuran mikron dan sisa oli.
Pendekatan ini, bagaimanapun, memiliki beberapa kelemahan yang meningkatkan keseluruhan biaya pengolahan air dan, dengan demikian, biaya operasi pabrik. Pertama, operasi memerlukan penanganan manual dan tidak dapat diotomatisasi. Kedua, cekungan dan lubang membutuhkan banyak ruang. Ketiga, biaya perawatan yang tinggi. Terakhir, ketika melakukan perkuatan pabrik yang ada untuk meningkatkan pengolahan air, pendekatan ini membutuhkan ruang tambahan.
Pengumpulan dan pemrosesan menghadirkan tantangan lingkungan
Pengumpulan skala pabrik bisa sangat merepotkan bagi lingkungan kerja. Hingga awal 1970-an, para pekerja mengumpulkan timbangan dalam ember yang berdiri di atas rel dan memindahkannya dengan tangan. Ini adalah tugas yang tidak menyenangkan dalam kondisi sempit, bising, dan berdebu.
Karena permintaan pada pabrik baja meningkat untuk meningkatkan lingkungan kerja, mengurangi biaya keseluruhan dan mematuhi undang-undang lingkungan yang lebih ketat, beberapa pabrik telah beralih ke spesialis pengolahan air Nordic Water. Berbasis di Swedia, perusahaan ini menawarkan produk pemisahan padat-cair yang canggih serta solusi siap pakai untuk air proses industri dan pengolahan air limbah.
Pendekatan baru
Teknologi baru telah dipelopori oleh Nordic Water (sebelumnya Axel Johnson Engineering) dan Metso Minerals (sebelumnya Sala International). Ovako Steel AB, bagian dari Grup SKF di Hofors, Swedia, meminta perusahaan-perusahaan ini untuk membantu menghilangkan kerak dalam aliran air yang terus-menerus. Hal ini menghilangkan kebutuhan akan lubang kerak yang dekat dengan produksi utama dan mengurangi debu sekaligus meningkatkan lingkungan kerja. Namun, kerak dan bubur air perlu diangkut.
Penataan pompa dan bah di tingkat lantai dirancang untuk menyediakan sarana untuk mengangkut slurry. Dua pompa semi-submersible (satu untuk standby) memindahkan campuran air dan kerak. Keranjang bekas di lubang masuk perangkap skala dan benda asing lebih dari 2,5 sampai 5 sentimeter. Bah dirancang untuk menghindari penumpukan dinding; kecil dengan dinding miring terjal dengan luas dasar sekitar dua kali lebar rumah pompa. Untuk menahan keausan, selang karet industri menghubungkan saluran pompa dan pompa, meskipun pipa baja dapat digunakan pada bagian lurus.
Baja paduan krom tinggi digunakan di rumah pompa dan impeller. Terlepas dari kerasnya slurry, suku cadang aus bertahan lebih dari satu tahun, bahkan pada tugas roughing yang keras. Pada skala yang lebih halus, suku cadang yang aus dapat bertahan lebih dari 10 tahun.
Menemukan pompa yang tepat sangat penting
Pilihan pompa sangat penting dan kriteria berikut diidentifikasi:
• Poros dan bantalan kaku untuk menahan goncangan benda terberat
• Variasi aliran tidak sensitif
• Tidak sensitif terhadap penyumbatan udara
• Kemampuan untuk berlari kering
• Kemampuan untuk melepaskan endapan bah dengan impeler bawah atau lubang semprot kembali.
Nordic Water memilih jenis pompa semi-submersible Metso VT untuk tugas ini. Seluruh pompa dapat diangkat untuk diperiksa dan tidak memerlukan air penyegelan.
Pompa terbesar dari jenis ini menangani aliran 1.500 meter kubik per jam (4.400 galon per menit) pada tekanan hingga 3 bar (45 pon per inci persegi). Varian submersible sepenuhnya dapat digunakan ketika panjang poros tidak mencukupi untuk kedalaman bah.
Memompa kerak jauh dari titik jatuhnya menghilangkan kebutuhan akan lubang kerak di area penggilingan dan membuka alternatif dalam pemindahan kerak.
Menghilangkan kerak kasar dari bubur
Tiga opsi muncul untuk pengolahan bubur:dewaterer sekrup, pemisah magnetik dan siklon. Kerugian dari siklon termasuk penurunan kinerja karena keausan dan kurang toleran terhadap benda asing yang besar. Selain itu, limbah memerlukan pengolahan tambahan. Pemisah magnetik memiliki jarak kontak pendek antara magnet dan timbangan, yang memerlukan pemisah besar (hanya cocok jika skala ekonomis memungkinkan) atau mengakibatkan peningkatan keausan.
Dewaterer sekrup lebih disukai
Solusi pilihan Nordic Water adalah dewaterer sekrup besar. Ini pada dasarnya adalah tangki pengendapan tempat material mengendap, dan konveyor sekrup menghilangkan dan mengeringkan timbangan yang mengendap. Meskipun digunakan selama bertahun-tahun dalam pengolahan mineral, aplikasi di pabrik baja cukup baru.
Pengoperasian terus menerus juga selama pemeliharaan dimungkinkan karena sekrup dapat diangkat untuk servis dengan aliran umpan masih berlangsung selama beberapa jam.
Sekrup menghilangkan hampir 100 persen material skala di atas 100 mikron. Skala dewatered adalah bahan kering-tetes dengan kelembaban kurang dari 2 hingga 8 persen, tergantung pada distribusi ukuran partikel.
Pelindung lumpur menjebak minyak dan bahan apung lainnya, yang dihilangkan dengan skimmer minyak yang disertakan dengan dewaterer untuk menghilangkan produk apung. Minyak masih ada di luapan, tetapi kualitas airnya cukup untuk digunakan kembali sebagai transportasi. Untuk tujuan pendinginan, diperlukan perawatan lebih lanjut.
Dewaterer sekrup pertama, dan juga filter DynaSand pertama, untuk kerak dipasang di Avesta (sekarang Outokumpu Stainless) pada tahun 1980. Dengan cepat diikuti oleh pemasangan di Ovako Steel, Fundia, SSAB, dan kemudian di sejumlah pabrik di Jerman, Austria dan Prancis.
“Penggunaan sistem Nordic Water/Metso menghemat 35 persen dalam investasi pengolahan air secara keseluruhan,” kata manajer proyek Avesta Nils Albertsson.
Paket lamella lintas arus yang dipasang di dewaterer meningkatkan area kolam untuk memberikan total area pengendapan (atau setara lubang) 100 meter persegi, memungkinkan aliran umpan mendekati 2.000 meter kubik per jam (8.800 galon per menit) di satu unit. Tujuh unit dengan ukuran ini beroperasi di Voest Alpine di Linz, Austria.
Dewaterer sekrup menghasilkan konsentrasi padat dalam kisaran 100 hingga 300 bagian per juta. Ini terlalu tinggi untuk memberi makan filter statis dalam sistem limbah skala tradisional dengan frekuensi pencucian balik yang dapat diterima, tetapi masih dalam kapasitas filter kontinu Dynasand yang diproduksi oleh Nordic Water.
Filtrasi berkelanjutan dengan DynaSand
Dalam filter DynaSand, pasir kotor secara terus menerus dikeluarkan dari dasar filter, dicuci dan didaur ulang tanpa mengganggu proses filtrasi. Filter DynaSand didasarkan pada prinsip counterflow. Air yang akan diolah dialirkan melalui distributor saluran masuk di bagian bawah unit dan dibersihkan saat mengalir ke atas melalui lapisan pasir, sebelum dibuang melalui saluran keluar filtrat di bagian atas. Pasir yang mengandung kotoran yang terperangkap diangkut dari bagian bawah yang meruncing dari unit melalui pompa pengangkat udara ke mesin cuci pasir di bagian atas. Pembersihan pasir dimulai di pompa itu sendiri, di mana partikel kotoran dipisahkan dari butiran pasir dengan aksi pencampuran turbulen. Pasir yang terkontaminasi tumpah dari outlet pompa ke labirin mesin cuci, di mana ia dicuci dengan aliran kecil air bersih. Kotoran dibuang melalui saluran air pencuci, sedangkan butiran pasir bersih (yang lebih berat) tertahan di dasar pasir. Akibatnya, unggun terus bergerak ke bawah melalui unit. Dengan demikian, pemurnian air dan pencucian pasir berlangsung terus menerus, memungkinkan filter tetap berfungsi tanpa gangguan.
Dengan demikian, filter beroperasi tanpa bagian yang bergerak, tanpa katup yang dikontrol, dan pada penurunan tekanan rendah, kurang dari 0,1 bar (1,5 psi). Aliran air bilasan beroperasi pada 5 sampai 7 persen dari aliran umpan. Air yang disaring mengandung kurang dari 5 sampai 10 bagian per juta sisa padatan dan minyak, memenuhi sebagian besar permintaan untuk daur ulang atau pembuangan. Untuk tujuan pemolesan, filter dapat dioperasikan dengan dukungan koagulan, dengan beban umpan yang lebih rendah atau dengan karbon aktif sebagai dasar filter, yang akan menghasilkan filtrat dengan kemurnian yang diinginkan.
Pengoperasian pada skala pabrik memungkinkan laju filtrasi 25 meter per jam (10 galon per menit per kaki persegi) melalui dasar filter. Jadi unit filter terbesar, DST 50 dengan area filter 5 meter persegi (54 kaki persegi), menyediakan kapasitas 123 m3/jam (550 gpm). Filter Dynasand dapat diatur dalam tata letak baterai. Enam belas filter bersama-sama akan melayani aliran 2.000 m3/jam (8.800 gpm), sesuai dengan kapasitas screw dewaterer model SD 60-200 dari Metso Minerals.
Bilas air dari filter Dynasand biasanya terkonsentrasi dalam pengental konvensional yang beroperasi dengan beban permukaan sekitar 2 meter per jam (0,8 galon per menit per kaki persegi). Luapan pengental dikembalikan ke pompa umpan filter. Aliran bawah dibuang melalui sistem katup pintu air untuk memungkinkan konsentrasi padatan tinggi 45 hingga 65 persen padatan. Polimer harus digunakan dalam pengental ini tetapi tidak di bagian lain dari sistem pompa, dewaterer sekrup atau filter pasir. Pemisah Lamella telah berhasil digunakan untuk tujuan yang sama di beberapa penginstalan baru-baru ini.
