Abstract
High temperature thermal behaviors of EAF dust by coke at initial reaction stage were studied to obtain the fundamental data of EAF dust treatment process, that is Extended Arc Plasma Furnace System called RAPID system. In this study thermal behaviors including calcination of limestone, devolatilization of EAF dust itself, and reduction & devolatilization of mixture(EAF dust : coke : limestone = 80 : 10 : 10 wt.%) were investigated as functions of reaction temperature (1000~1300$^{\circ}C$) and reaction time (3~12 min), considering the 180% equivalence of carbon reduction and 1.7 bacisity for optimum reduction and melting of EAF dust in the RAPID system. Size of sample was about below 0.1 mm for these experiments. Limestone was completely calcined at above 1100$^{\circ}C$ within 1 minutes. In the case of devolatilization of EAF dust itself, weight loss of EAF dust was about 14% at 1300$^{\circ}C$ and 12 minutes, and partial sintering and melting were found in part of sample. Weight loss of mixtures increased with increasing reaction temperature and time, about 46% weight loss in it was occurred at 1300$^{\circ}C$ and 12 minutes. From these weight losses showing devolatilization and reduction of EAF dust, the treatment time of EAF dust inside.
EAF dust 처리를 위해 RAPID system으로 명명된 Extended Arc Plasma Furnace 공정개발의 기초자료를 확보하기 위해서 EAF dust 처리공정의 초기반응 단계에서 코크스에 의한 EAF dust의 고욘열적거동을 조사하였다. 실험조건은 반응기내의 온도를 1000, 1100, 1200 및 130$0^{\circ}C$로 변화시키고, 각각의 반응온도에 대해서 반응시간이 3, 5, 8 및 12분인 경우에 석회석의 소성, EAF dust 자체의 열분해, EAF dust 혼합시료의 환원 및 휘발거동을 파악하였다. RAPID system에서 EAF dust의 용융 및 환원에 적합한 탄소환원 당량 180%와 염기도 1.7를 고려하여 혼합시료(EAF dust: 코크스 : 석회석=80:10:10 wt%)를 제조하였으며, 각 시료의 크기는 약 0.1mm 이하로써 입도분포는 200 mesh 이하가 80%를 나타내고 있다. 석회석의 소성은 $1100^{\circ}C$이상에서 3분이내에 완결되었으며, EAF dust 자체를 열분해시켰을 경우 $1300^{\circ}C$ 및 12분인 경우에 약 14%의 무게감량이 일어났고, 일부 입자들의 부분적인 소결 및 용융현상이 관찰되었다. EAF dust 혼합시료는 초기 반응단계에서 반응온도 및 반응시간이 증가함에 따라서 무게 감량폭이 더 증가하였으며, $1300^{\circ}C$ 및 12분인 경우에 46%이 무게감량이 일어났다 이와 같이 EAF dust의 휘발 및 환원 거동에 관련된 무게감량 정보는 공정내에서 EAF dust의 처리시간을 결정하여 주고 궁극적으로 대용량의 전기로 분진처리 공정 설계시 전기로 분진의 처리량을 결정하는 주요인자중의 하나로써 사용될 수 있다.
