邯钢连铸二冷水系统水质改善的措施

邯钢连铸二冷水系统水质改善的措施

胡澄清，常静，李占江

(河北钢铁集团邯钢公司能源中心，河北邯郸056015)

摘要：分析了邯钢连铸二冷水的水质要求、二冷水工艺存在的问题。通过改进现有工艺，提高了连轧二冷水系统的水质指标，满足了连轧生产要求，二冷水扇形段锥形滤网清理次数大约减少一半，节约了用水费用。

关键词：连铸；二冷水系统；改善；措施

1 引言

邯钢连铸连轧厂泵站C系统是含油浊环水系统，主供连轧轧机机架和工作辊高压除鳞直接冷却用水及连铸二冷水喷淋冷却，其中连铸二冷水对水质的要求较高。由于连铸实际是过热的钢水冷却成型过程，过热的钢水进入结晶器后，钢水沿结晶器周边逐渐冷凝成钢壳，然后进入二次冷却区，与喷嘴喷出的雾化水直接接触进行快速冷凝后经矫直最终凝固成型。从工艺过程不难看出，冷却过程直接影响产品的质量，尤其在二冷区循环水需充入空气后经喷嘴雾化进行冷却，对水质的要求较高，否则容易造成喷嘴堵塞，影响二冷区冷却效果和钢坯品质。

邯钢连铸连轧生产线投产较早，当时连铸二冷水系统和轧机机架、工作辊直冷水并未分开，致使连轧二冷水的水质始终困扰连铸生产。

2 邯钢连铸二冷水工艺

连轧二冷水系统回水含有大量的乳化油，目前国内对含乳化油在100mg/L以下污水的处理是一大难题。经现有工艺平流沉淀池、刮油刮渣机等物理方法，乳化油难以去除，造成过滤器滤料板结、漏料，出水悬浮物及油含量超标。连铸二冷水处理工艺流程如图1所示。

3 存在问题

由于连铸二冷水和轧机机架、工作辊直冷水没有分开，系统循环水量很大，约为8000m3/h；并且连铸连轧工艺扩容后水系统却维持原设计工艺，使二冷水系统水质经常超标，喷嘴频繁堵塞。系统要求水质指标如表1所示。

悬浮物是二冷水喷嘴堵塞的重要原因。由于二冷水系统回水带有大量氧化铁皮、泥沙及油脂，在运行过程中会吸收空气中的大量灰尘、泥沙、微生物等，产生比其他循环水系统更为严重的悬浮物。同时，由于平流池只能去除浮油(粒径50～100μm)和部分分散油(粒径10～

50μm)，而对于粒径在10μm以下的乳化油和溶解油则完全无法去除，经平流池处理后水中油质量浓度仍高达到10mg/L以上。

由于平流池出水含油量较高，造成过滤器滤料表层累积较多的油和悬浮物、多介质过滤器滤料板结、跑料等问题，使过滤器的检修周期较短。在二冷水系统水处理工艺中，多介质过滤器的过滤精度决定了系统最终的处理效果。由于多介质过滤器滤帽缝隙≥600μm，故水中固体颗粒粒径只能降解到600μm，而且二冷水水质要求固体颗粒的粒径≤100μm，目前难以满足二冷水的水质要求。

4 工艺改进及效果

4．1 改善补水水质

由于二冷水水质要求较高，为确保重点水质指标达标，将二冷水系统补充水由污水回用水改为冷轧加压水，同时将水质较好的B系统反洗水回用，也作为该系统的补充水。通过补水工艺调整使C系统水质的硬度和氯离子浓度有了明显改善，见图2、图3。

4．2 化学除油

4．2．1 破乳除油

由于该系统循环水对连轧轧机机架和工作辊直接冷却，因此循环水中含有大量的悬浮物及乳化油是该系统水质处理的关键。

研究了破乳除油剂，根据系统的水质和工艺参数，通过实验在漩流井入水口前15m处加入除油剂，在漩流井入水口前5m处加入油吸附剂。除油剂、油吸附剂克服了盐处理、酸处理及传统絮凝处理等方法的缺点，主要成分有表面活性剂(异构壬基酚聚氧乙烯醚)、水溶性线性高聚物以及天然油吸附剂。其作用机理是通过表面活性剂显著降低水的表面张力和界面张力，改变体系表面状态。异构壬基酚聚氧乙烯醚的分子结构具有两种截然不同的基团，即亲水基团和憎水基团，它的亲水基团倾向于水，憎水基团倾向于油。水分子对亲水基团有引力，而对亲油基团无引力就把它从水中挤出来排列于水的表面上，从而消除乳状液的稳定条件，使乳状液发生破坏，由O/W转向W/O性，在转型过程中脱稳达到破乳目的。

在平流池入口加入高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺)，由于聚丙烯酰胺和异构壬基酚聚氧乙烯醚分别带有酰胺基(－CONH2)和醚基(－O－)能够形成氢键，它是一种双官能团的高聚物。当高分子电解质和水中带电粒子所带电荷不同时，其分子链上的电离基团因吸附而部分中和粒子表面电荷，剩余的电荷由于其他粒子电荷作用，粒子由于这种镶嵌吸引力的作用而得以

絮凝。絮体在随后的运动中继续碰撞并吸附水中的微细颗粒而逐步沉降，从而使水中的悬浮物和油得到去除。

4．2．2 提高过滤效率

高速过滤器是一种多介质过滤器，滤料分卵石、石英砂、无烟煤，通过高速过滤器可进一步降低系统水中的悬浮物和油含量［1］。采用全过滤的处理工艺，高速过滤器承担着不可替代的作用。

针对过滤器滤料板结、漏料问题，在过滤器反冲洗水的供水主管道上设加药点，投加滤料清洗剂，洗除滤料内的油污以防止滤料板结，延长过滤器的使用周期，提高过滤效率。改进后的工艺如图4所示。

在原工艺基础上投加化学除油剂，解决了原工艺中无化学除油器的工艺缺陷，使系统的出水水质达到要求(悬浮物≤20mg/L，油≤5mg/L)，过滤器滤料使用周期明显改善。

4．3 增加自清洗过滤器

在处理工艺中，多介质过滤器是该处理系统的最后环节。由于过滤器滤帽的缝隙≥600μm，正常情况下处理后的出水粒径在600μm以上，无法达到固体颗粒粒径≤100μm的水质要求。另外，过滤器运行到后期会出现过滤器失效、滤料泄漏等现象，导致系统水质恶化。针对上述问题，在系统补水管道及供连铸二冷水的主管道上分别加装了2台精度≤100μm的以色列自清洗过滤器，能够有效减少外界环境对水质的影响，保证出水水质达到固体颗粒粒径≤100μm的要求。统计2011年连铸二冷水扇形段锥形滤网清理频次如图5所示。

由图5可知，改进后水质明显改善，连铸二冷水扇形段锥形滤网清理次数由每周6～7

次降低到2～3次，满足了提高连铸拉速的生产要求。

5 结语

在连铸二冷水水质改善过程中，应用了以化学除油剂为核心的水处理工艺，辅以对补水水质提高标准以及在出水管道上增加自清洗过滤器的方法，二冷水出水水质明显提高。

参考文献

［1］杨泽宇．连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析及综合解决方案［J］．冶金动力，2012(1)：55～58．