连铸二冷水系统的工艺优化

连铸二冷水系统的工艺优化

作者：石风华陈小青王文刚李辉

来源：《中国科技纵横》2013年第04期

【摘要】针对邯宝公司连铸二冷水系统由于喷嘴堵塞影响炼钢生产的原因进行了分析，通过技术改造、系统优化，取得了良好的效果，满足炼钢生产需求。

【关键词】连铸机喷嘴二冷水水质

1 前言

在连铸二冷水喷林系统中，喷嘴的堵塞是一个常见的现象，喷嘴的堵塞与产品质量的关系是十分密切的，一旦喷嘴严重堵塞，产品质量无法保证，严重时造成非计划停浇，甚至漏钢。

邯宝炼钢自投产以来，连铸二冷水系统经常出现自清洗过滤器及管道滤网的堵塞，系统循环率降低，连铸机喷嘴堵塞，管道腐蚀等现象，严重影响炼钢的正常生产，通过对该系统工艺优化、技术改进使得上述问题得以解决，满足了炼钢正常生产。

2 工艺流程

邯宝炼钢有DANIELI连铸机2台，二次喷淋水系统共有喷头2000多个，系统用水由能源中心的钢轧泵站供给。水系统的处理设备包括给水泵、自清洗过滤器、旋流井、稀土磁盘、平流池、多介质过滤器、冷却塔、冷水井等。该系的工艺流程如图1。

3 二冷水系统存在问题及原因分析

为解决水系统制约炼钢正常生产的问题，我们对该系统进行几个月的跟踪调查及水质分析，通过查问题、找原因，结合其它钢厂的使用情况初步确定二次喷淋冷却水系统影响炼钢生产的几个问题：

3.1 二冷水系统水量不平衡

主要由于设备间接冷却水不能形成有效循环大量泄露，进入浊环二冷水的循环系统，导致二冷水大量溢流，造成环境污染、水资源浪费、系统循环率降低、水质稳定无法保证。

3.2 设备及管道腐蚀，腐蚀产物堵塞喷嘴

3.2.1 自身条件的腐蚀

首先在炼钢生产过程中的保护渣中含有大量的氟化钙在高温条件下与水反应生成HF，HF 溶于水的同时又极易挥发，挥发性的HF在潮湿的环境中形成酸雾，造成金属外部腐蚀，腐蚀产物多为氧化铁为主的混合锈蚀物；其次连铸机弧形区域处于一种相对密封状态，但区域的所有设备所处状态均不相同，有时对于无水状态，有时处于含水状态，在相对密闭的高温区不断交替，造成干湿交替腐蚀。

3.2.2 系统水质对设备的腐蚀

循环水系统中阴离子腐蚀主要表现为Cl-、SO42-、氧气等对设备的影响。Cl-在水中直接与铁反应生产FeCl3，FeCl3与水进一步反应生成Fe2O3，同时分离出Cl-继续与铁发生反应造成系统恶性循环。Cl-除腐蚀铁外，当达到一定的浓度时使不锈钢设备表面发生应力腐蚀，缩短设备及管道的使用寿命。SO42-在水中由于细菌作用，转化成H2S与铁发生反应生成FeS腐蚀产物。所以，打开自清洗过滤器，可以看到大量的疱状腐蚀物，内壁有大量的粘泥，并伴有微生物的气味，将取下的粘泥放入稀硫酸中，有臭鸡蛋味，说明了硫酸还原菌的存在。

3.3 悬浮物及油含量超标造成自清洗过滤器滤网及连铸机喷嘴堵塞

系统水质不稳定，悬浮物过高造成堵塞喷嘴，系统水的悬浮物最高含量为32mg/L。油含量在3mg/L。油、油脂以及液压油的泄漏严重，导致系统水水体污染严重，仅仅系统设计采用的圆盘除油剂除油很难达到系统要求。油、油脂和液压油泄漏到系统水中造成水中有机物含量的累积，水体受污染的程度日益严重主要反映在COD指标的持续走高，同时有机物又是微生物极好的营养源，使得微生物大量繁殖，微生物的分泌物及油脂又是很好的“胶粘剂”可将水中的悬浮物粘在一起形成大颗粒到达连铸区直接堵塞喷嘴。

3.4 生物粘液及菌藻的影响

二次喷淋水系统，由于属接触冷却，系统水温相对偏高，一年四季的水温均在菌藻类最佳的繁殖温度，另由于该系统悬浮物，油含量相对较高，更为菌藻提供了繁殖的载体及所需的养份，随着时间的延长，生产大量的粘泥及藻类堵赛喷嘴，同时也加速管道及设备的腐蚀。

4 改造措施及效果

为解决制约炼钢稳定生产的难题，结合生产实际，对生产运行方式进行调整，借鉴太钢的经验进行系统改造。

4.1 改进措施

为满足炼钢的生产需求，针对系统存在的问题，结合炼钢厂的生产实际，我们对该系统进行如下改造：将原风机、光电管、切割车用水由原来的间接冷却水改为二冷水，对连铸机本身旋转接头进行更换。保证系统有效循环，系统水量平衡问题得到解决；通过调整自清洗过滤器的精度及多介质过滤器滤料的高度及级配，保证循环水系统的悬浮物。通过在二冷水管道末端

加装排污管，定期对管道进行冲洗，减少了系统内杂物的积存；通过对系统进行清洗、预膜及加药方案的调整、水质控制指标优化使系统腐蚀问题得到有效控制。

调整前后的水质如表1：从表中的数据可以看出，水中铁、油、悬浮物、硬度、氯根都有了明显的降低，PH值、碱度较调整前均有所提高，PH值、碱度稳定在这个水平上有利于防止系统腐蚀、结垢，循环水中铁的含量较调整前有大幅度降低，说明了该系统腐蚀问题在一定程度上得到了解决，以悬浮物和油两项指标对比进一步说明该系统循环水水质有了很大的改观，满足了炼钢的生产。（如表1）

4.2 效果

4.2.1 喷嘴堵塞情况对比

炼钢利用每周定修的对喷嘴进行检查清理，调整前堵塞率均大于10%，调整后喷嘴的堵塞率下降到不到5%，保证了炼钢的正常生产。

4.2.2 挂片腐蚀情况

调整前：该系统没有做管片试验，打开该系统的管道，发现腐蚀非常严重。

调整后：挂片分别放在系统的冷水井、平流池等不同部位，挂片取出后经过化学处理，不同材质挂片，在不同地点腐蚀程度略有不同，但基本符合国家标准。

5 结语

连铸机二冷水存在问题的有效解决，满足了炼钢系统生产的需求，同时也为其它连铸机水质的改进及系统问题的解决提供了有力的技术支持。

参考文献：

[1]王笏曹.钢铁工业给排水设计手册[M].北京：冶金工业出版社.