连铸和热轧浊环水处理研究 6页

'连铸和热轧含油浊环水处理研究［摘要］连铸、热轧浊环水回水中含有高浓度悬浮物、油污等，容易引起喷淋系统喷嘴堵塞、过滤器滤料板结和偏流，使冷却水供水不足或供水不均，造成铸坯、轧件出现缺陷，以至次品。国内许多生产厂家的浊环水处理工艺中，存在着各种各样不足，供水水质差、运行条件恶化。在已有处理设施不变的情况下，通过配合使用化学助剂，使浊环水供水水质得到很好的改善，解决了系统存在喷嘴堵塞和过滤器滤料板结的隐患，满足了生产高质量铸件和精轧产品的需要。［关键词］连铸；热轧；连轧；浊环水；水处理；结垢；腐蚀；微生物繁殖；含油废水ResearchonTheTreatmentofContinuousCastingandHot-rolledTurbidRecirculatingWaterWuXinguo1,DunShichao1,YiLongxin1,WangShifu（TianjinResearch&DesignInstituteofChemicalIndustry,Tianjin300131China;2.TianjinSteelTubeCo,Ltd,Tianjin300301,China）Abstract：Highconcentrationofsuspendedsubstanceandgreasydirtetc.inthecontinuouscastingandhot-rolledturbidrecirculatingwatercanleadtotheblockingofmuzzleinthegushandshowersystem.Itmaycausethehardeningofthematerialinthefilterandproduceinclinedflow,whichmayresultintheinsufficientorimproperdivisionofcoolingwatersupply,thusproducingdefectsiningotblankandrolledpiece,orevensubstandardproducts.Therearevariousdefectstoturbidrecirculatingwatertreatmenttechniqueofmanydomesticfactories,suchasthewatersupplyisnotsatisfactoryandtheoperationconditionsdeteriorate.Withoutchangingthepresenttreatmentfacilitiesandwiththehelpofchemicalassistant,thehiddentroubleofblockingmuzzlesandhardeningthematerialinthefilterinthesystemcanbesolvedandthewatersupplyqualityofturbidrecirculatingwatercanbesignificantlyimproved,thereforetoalargeextentmeetingtheneedofproducinghigh-qualitycastingsandfinishrollingproducts.KeyWords：ContinuousCasting；Hot-rolled；Continuous-rolled；TurbidRecirculatingWater；WaterTreatment；Scale；Corrosion；MicroorganismPropagation；OilinessWasteWater6连铸浊环水来自二冷喷淋系统，用于对铸坯、切割辊道和出坯跨等的直接冷却；热轧浊环水主要用于粗、精轧机、轧辊冷却、加热炉水封及主轧线所有设备的直接冷却。两种浊环水有很多共性，在生产运行过程中，均与被冷却对象（连铸浊环水与铸坯、连铸机；热轧浊环水与轧件、轧机、辊道等）直接接触，被大量的氧化铁皮、金属粉尘、油污等杂质污染。连铸和热轧浊环回水中高浓度的油污、悬浮物等的存在，使水系统产生腐蚀、结垢和微生物繁殖等故障，最终导致喷淋系统喷嘴堵塞和过滤器滤料板结、偏流，导致冷却水供水不足或供水不均。随着连铸、热轧工艺的进步和对产品质量要求的提高，对浊环水质的要求也逐渐提高。良好的水处理措施是高品质连铸、热轧工艺实施的保证、也是生产高质量铸坯和精轧产品的必要条件。1.连铸、热轧浊环水水质特点及其危害6 联铸、热轧浊环水在循环过程中与铸坯、轧件及轧机、辊道等直接接触，水中含有很高浓度的氧化铁皮、悬浮物、油污等[1-3]。它们的存在，为浊环水系统的正常运行带来了诸多危害[4,5]。1.1金属腐蚀浊环水系统为敞开式循环，几近饱和的溶解氧容易对系统金属及板坯产生氧腐蚀；油污、悬浮物等的存在和微生物的繁殖，也容易造成金属的垢下腐蚀。1.2微生物繁殖浊环水中油污等的存在，为微生物提供了充足的营养源，使微生物可以大量繁殖。1.3系统结垢浊环水在受热、浓缩后，水中的成垢离子在管道、喷嘴等处容易结晶析出成垢，造成喷嘴堵塞。1.4产生油泥浊环水中氧化铁皮、悬浮物、油类等杂质，在水中相互粘合，形成粘性较大的油泥，给水系统带来诸多危害，造成水质恶化，形成恶性循环。浊环水系统上述的特点，容易造成给水不足或不均，使钢坯、轧件表面质量降低、内部固化不均、钢材质量受影响。正是由于浊环水对于连铸、热轧的重要性，各生产单位对供水水质提出了严格的要求，采用各种处理手段对浊环水回水进行处理，以提高供水水质。2浊环水系统水处理连铸、热轧浊环水系统可能出现的各种问题，是由浊环水中的高悬浮物、高含油量及成垢离子的结晶析出造成的。对连铸、热轧浊环水的处理，主要是降低回水中的悬浮物、油含量，控制微生物的繁殖和抑制系统硬垢的产生。62.1常用的处理流程及存在的问题国内采用的连铸、热轧浊环水处理处理工艺流程有多种[1-8]，按对供水水温要求的严格程度可以分为不含冷却塔和含冷却塔两大类。2.1.1不含冷却塔的处理流程6 不含冷却塔处理工艺存在于产能和用水量小、对水温和产品质量要求不高、生产线比较老的生产企业，随着新建生产线产能和产品质量要求的提高，这类工艺流程逐渐被弃用。62.1.2含冷却塔的处理流程含冷却塔的处理工艺中增加了冷却塔，根据生产线的现代化程度、产能和对水质要求，对悬浮物、油污的去除可有多种，但目前新建生产线普遍采用沉降（平流）-过滤（压力）的处理工艺，其工艺流程见图2-1。6平流沉淀池冲氧化铁皮（铁皮沟）沉淀池泵高速过滤器泵冷却塔泵泵浊环水用户图2-1沉降（平流）-过滤（压力）方式工艺Figure2-1theProcessofSettlement(Stratosphere)-Filter(Pressure)6在新建连铸、热轧生产线中浊环水处理主要依赖沉淀池和过滤器等物理方法来降低浊环水中的悬浮物、油污，部分浊环水系统仍然存在各种各样的问题：（1）悬浮物和油污含量偏高，供水水质不理想；（2）过滤器反洗频繁、滤料板结和偏流现象严重、滤料使用寿命短；（3）喷淋系统喷嘴堵塞率高，超出企业管理指标；（4）硬垢附着现象仍然存在。2.2改进后的浊环水处理流程根据一些连铸、热轧浊环水系统处理过程中的不足，并分析造成系统故障的原因后，笔者在原有处理流程和设施的基础上，增加了化学助剂的使用，改进后的工艺流程见图2-2。6 高速过滤器沉淀池冲氧化铁皮（铁皮沟）泵泵泵浊环水用户浊环水用户泵冷却塔反洗水清洗剂吸水井阻垢分散剂杀菌剂碱度调节剂破乳混凝剂反洗水沉淀池图2-2改进后的工艺流程Figure2-2theImprovedProcess2.2.1悬浮物、油污的去除改进后的工艺流程中，浊环水中的浮油可自行上浮、分散油在搅动下经过长时间静置后也能上浮，而乳化油和溶解油，只有通过破乳解稳才能使之分离出来。经过试验研究，由有机破乳剂和无机混凝剂复合而成的破乳絮凝剂TS-1130，具有良好的破乳和絮凝作用，在平流池中，将水中的乳化油和溶解油离析出来；并在水中形成大的絮团，与水中的悬浮物和离析出的油污结合在一起，分别下沉和上浮。然后用刮板、撇油器等设施或专门的除油装置予以清除。2.2.2过滤器的反洗过滤器是保证供水水质的最后防线，通过过滤器将水中的油污和悬浮物含量降至最低。在运行过程中截留了水中的悬浮物和油品后，过滤器的过滤效率逐渐降低，因此必须定期对其进行反洗，提高过滤器的过滤效果。研究出的TS-1279反洗清洗剂是由多种表面活性剂组成的复合物，能使滤料上的油泥乳化而很容易被冲洗掉。用其对过滤器定期进行反洗，可以避免滤料存留过多的油污。2.2.3阻垢分散剂的使用供水中残留的悬浮物、油品等在喷嘴处依然容易造成堵塞，另外水中的成垢离子等在受热后，也容易发生结晶析出造成喷嘴堵塞。6研制出的阻垢分散剂TS-3616，一方面通过晶格畸变使成垢离子无法形成规则的结晶沉积物而随水流动；另一方面，吸附在悬浮物和沉积物等表面，使它们均匀分散在水中。根据不同水质，在适当使用浓度内，起到了很好的阻垢和分散作用。6 2.2.4杀菌剂的使用在连铸、热轧浊环水系统中，粘泥的存在是造成喷淋系统喷嘴堵塞的一个重要原因，抑制微生物的繁殖是防止喷嘴堵塞的措施之一，也是防止喷嘴堵塞的关键所在。经试验研究，与前几种助剂具有很好配伍性的TS-8879是一种氧化性杀菌剂，具高效、广谱杀菌性能。能有效控制浊环水中微生物的繁殖，并与其他助剂具有良好的配伍性。2.2.5碱度调节剂的使用在连铸生产工艺中使用的保护渣等无机盐在水中的溶解（分解或水解）、油污的酸败、微生物的代谢产物等都容易造成浊环水PH值降低，使供水PH不达标，并增加系统金属的腐蚀。根据浊环水水质特点研制的水质碱度调节剂TS-5375具有很强的缓冲性能，根据过滤器出水的PH情况，自动加入后，能将供水水质稳定在控制指标之内。对于PH影响较大的浊环水系统，加入碱度调节剂，调节喷淋水的PH和碱度，是必要的一个处理项目。2.3工艺流程改进后的处理效果2.3.1供水水质的改善改进后的工艺流程在某国内钢管厂、某热连轧、某中厚板热轧厂浊环水系统应用，使供水水质和运行状况得到很大改善，达到了各企业控制指标。处理后供水水质监测结果见表2-1所示。6表2-1改善工艺后供水水质Table2-1theWaterQualityoftheImprovedProcess用户名称水质控制指标回水水质处理后水质PHSS/mg.L-1油/mg.L-1PHSS/mg.L-1油/mg.L-1PHSS/mg.L-1油/mg.L-1轧管厂7-9＜50＜57-9100-200100-2007-92.3-10.01.0-2.2热连轧7-8＜20＜57-8150-40020-607-87.5-12.00.5-3.5中厚板热轧厂7-9＜20＜107-9200-60010-307-93.0-6.01.0-3.062.3.2过滤器滤料的板结情况通过破乳絮凝剂的使用，平流池出水中的悬浮物经过改进及使用化学药剂后，压力(高速)过滤器的运行情况得到很大程度改善。滤料板结、偏流现象基本消失，使用寿命大大延长。2.3.3喷头的堵塞情况在化学助剂使用后，无论是连铸二冷器喷头，还是热轧浊环水喷头及层流系统喷头，均未见硬垢出现；堵塞率均能控制在1%以下，大大低于改造前的喷嘴堵塞率，优于各企业的管理控制指标。6 3.结语（1）悬浮物、油污等杂质是引起连铸、热轧浊环水系统故障的主要原因。降低浊环水中的悬浮物、油污是解决浊环水故障的重要措施之一。（2）仅通过一些物理方法对浊环水进行处理，供水水质已很难满足高品质、现代化连铸、热轧生产线的要求。（3）化学助剂的合理使用，改善了浊环水供水水质和运行条件，使供水中的悬浮物、油污等大大降低。避免了过滤器料板结和偏流现象、使喷淋系统喷嘴堵塞几率大大降低，为生产高质量铸坯、轧件提供了保证。参考文献［1］于玲红，陈常洲，崔振华等.连铸和热轧浊环水处理系统的短流程设计探讨［J］.冶金环境保护，2000（2）：41-45.［2］凌兵善.炼钢连铸浊环水处理技术应用探析［J］.天津冶金，2000（6）：46-47.［3］姬振兴.轧钢含油浊循环水综合处理技术［J］.冶金环境保护，2006（2）：52-55.［4］闫建虹，刘剑英.冶金企业浊环水系统的水质控制［J］.天津冶金，2005（2）：50-53.［5］边广义.连铸浊环水处理技术研讨［J］.包钢科技，2000，26（3）：23-24.［6］周久权，马驰.热轧浊环水处理系统的改造［J］.浙江冶金，2003（2）：46-47.［7］肖宏，张煜.热轧车间浊环水的处理［J］.南方冶金，2001（8）：59-60.［8］边广义，孙福利.热轧车间浊环水的处理［J］.业用水与废水，2000，31（4）：17-18.6'