張 炯，肖 宏
（韶鋼集團(tuán)公司規(guī)劃設(shè)計(jì)部，廣東 韶關(guān) 512123）

　　摘要：針對煉鋼車間連鑄的各工序用水要求，介紹分析了國內(nèi)常見的連鑄循環(huán)水處理工藝流程，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對濁循環(huán)水處理設(shè)施進(jìn)行了詳細(xì)的比較分析，并提出了較完善的連鑄濁環(huán)水處理工藝。
　　關(guān)鍵詞：連鑄機(jī)；凈環(huán)水；濁環(huán)水；沉淀過濾
　　中圖分類號：TU991.4
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)04-0022-03

概述

　　連鑄是用連續(xù)鑄鋼機(jī)將經(jīng)過預(yù)處理的1100-1200℃ 的鋼水在結(jié)晶器內(nèi)通過水的間接冷卻，初步凝固20％左右，形成具有一定斷面尺寸坯殼的鋼坯。帶有液芯的鋼坯繼續(xù)通過二冷段直接噴水（或水氣）冷卻至全部凝固。然后經(jīng)過拉矯機(jī)矯直，再用切割機(jī)切成一定長度的合格鑄坯。在生產(chǎn)過程中需要大量的冷卻水，冷卻水在連鑄生產(chǎn)中，對于保證鑄機(jī)的常年穩(wěn)定生產(chǎn)是十分重要的。
　　連鑄機(jī)的主要用水工序有：結(jié)晶器冷卻，設(shè)備間接冷卻，鑄坯噴淋冷卻，設(shè)備噴淋冷卻，切割渣粒化用水，沖氧化鐵皮用水及零星灑水等。各工序?qū)λ|(zhì)的一般要求見表^[1]。

表1 各工序冷卻水水質(zhì) 水質(zhì)指標(biāo) 結(jié)晶器冷卻水 設(shè)備間冷卻水 鑄坯及設(shè)備噴淋水 碳酸鹽硬度（德國度） 1～6 ≤12 ≤16 pH 7～9 7～9 7～9 懸浮物/(mg·L^-1) 20～50 50 ≤50 懸浮物最大粒徑/mm ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2 總含鹽量/(mg·L^-1) ≤500 ≤3000 ≤3000 油類/(mg·L^-1) ≤2 ≤2 ≤15 水溫/℃ ≤35 ≤35 ≤35 水壓/MPa 0.5～0.7 0.4～0.6 0.7～1.2

1 常見的連鑄循環(huán)水工藝流程

　　根據(jù)用戶對水質(zhì)、水壓、水量、水溫的不同要求，一般采用分質(zhì)、分壓、分系統(tǒng)處理方案，主要的水處理系統(tǒng)有：凈循環(huán)水系統(tǒng)、濁循環(huán)水系統(tǒng)。
1.1 凈循環(huán)水系統(tǒng)
　　凈循環(huán)水系統(tǒng)主要供結(jié)晶器、設(shè)備間接冷卻等用水。用后的水溫度升高，水質(zhì)沒有受到污染。系統(tǒng)的主要任務(wù)是降溫、濃縮率的管理和水質(zhì)穩(wěn)定等。其流程見圖1。

　　由于凈循環(huán)水系統(tǒng)具有流程簡單，占地面積小，運(yùn)行成本低，設(shè)備少，投資低，便于管理等特點(diǎn)，所以在原水硬度不太高的地區(qū)，被廣泛采用。
1.2 濁循環(huán)水系統(tǒng)
　　濁循環(huán)水系統(tǒng)主要供設(shè)備和鑄坯噴淋冷卻、切割渣粒化水及沖氧化鐵皮用水。用后水溫升高，水質(zhì)受到污染，水中含有大量的氧化鐵皮微粒和少量油類。除沖氧化鐵皮用水（水質(zhì)、水溫要求低），只經(jīng)一級沉淀即可循環(huán)使用外，其余水一般經(jīng)二級沉淀、過濾、除油、冷卻后循環(huán)使用，其一般流程見圖2。

2 凈、濁循環(huán)水系統(tǒng)的確定

2.1 連鑄機(jī)凈循環(huán)水系統(tǒng)的確定
　　對于供結(jié)晶器、設(shè)備間接冷卻等用水以凈循環(huán)水為主體，工藝系統(tǒng)大體與圖1類似。在水質(zhì)穩(wěn)定方面，為防止各循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)長期運(yùn)行，使設(shè)備、管道發(fā)生結(jié)垢與腐蝕，確保連鑄的正常生產(chǎn)，延長設(shè)備與管道的使用壽命。所以必須考慮水質(zhì)穩(wěn)定設(shè)施。緩蝕阻垢殺菌滅藻藥劑的投加種類及劑量必須依補(bǔ)充水及循環(huán)水的水質(zhì)、運(yùn)行工況、設(shè)備材質(zhì)等條件，進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定試驗(yàn)后才能確定。
　　由于各地的原水、運(yùn)行工況、設(shè)備材質(zhì)不同，以及水質(zhì)穩(wěn)定試驗(yàn)條件與實(shí)際生產(chǎn)條件不同，因此在正常生產(chǎn)過程中必須不斷積累經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整加藥品種和投藥量，尋求最優(yōu)的藥劑配方，不斷提高水質(zhì)管理水平。
2.2 連鑄機(jī)濁循環(huán)水處理流程的選擇
　　連鑄機(jī)濁環(huán)水要求較高，特別是二次噴淋和設(shè)備噴淋冷卻，要求冷卻水中懸浮物含量小于20～50mg/L，噴嘴直徑一般小于2mm。所以水處理流程的選擇是否合理直接影響連鑄的正常生產(chǎn)。濁循環(huán)水處理的主要任務(wù)是除濁、除油、降溫和濃縮率管理；除濁主要是去除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氧化鐵皮，一般占鑄坯產(chǎn)量的0.2％～0.5％；除濁的主要手段為沉淀和過濾。
　　濁循環(huán)水處理流程一般有如下兩種方案：①兩級水處理方案，即一次沉淀和過濾，一次鐵皮坑需除去0.2mm以上的氧化鐵皮，處理后的水中懸浮物含量不大于60mg/L，可供沖氧化鐵皮和設(shè)備直接冷卻。雖可省去二次鐵皮沉淀池及相應(yīng)的設(shè)施，但一次鐵皮坑容積較大，構(gòu)筑物較深，施工難度大，造價(jià)高，故一般很少采用。②三級水處理方案，即一次沉淀、二次沉淀和過濾的方案。一次鐵皮坑需除去0.5mm以上的氧化鐵皮，出水懸浮物含量小于150mg/L，可供沖氧化鐵皮用水，并保證供水泵不受嚴(yán)重磨損，所以一次鐵皮坑容積小，造價(jià)低。二次沉淀通常采用平流沉淀池，要求除去0.2mm以上的氧化鐵皮，出水懸浮物小于60mg/L，一般為地上式構(gòu)筑物，施工和生產(chǎn)管理方便，且已有與之相配套的除油刮渣設(shè)備，因此在連鑄濁循環(huán)水系統(tǒng)中廣泛地采用三級水處理工藝。
2.3 連鑄機(jī)濁循環(huán)水處理設(shè)施的選擇與分析
　　一次鐵皮坑，通常有平流沉淀池和旋流沉淀池兩種，兩者相比，旋流沉淀池具有沉淀效率高，占地面積小，清渣方便等優(yōu)點(diǎn)，并在設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)管理方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此一次鐵皮坑采用下旋式旋流沉淀池的較為廣泛。
　　平流沉淀池具有構(gòu)造簡單，施工管理方便，它不僅可進(jìn)一步去除水中懸浮物，還為除油提供了良好的條件。與它相配套的刮油刮渣機(jī)和各種撇油機(jī)均已標(biāo)準(zhǔn)系列化生產(chǎn)，所以它在連鑄濁循環(huán)水二次沉淀處理中得到廣泛的應(yīng)用。
　　過濾是除濁的一個重要組成部分，它是快速去除水中細(xì)小顆粒的主要手段。目前常用的水過濾器有：以活性炭和石英砂為濾料的壓力過濾器；高梯度磁過濾器，以及近幾年新開發(fā)的自清洗過濾器。
　　一直作為主要過濾設(shè)備的壓力過濾器經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)還存在以下缺陷：對于處理含油污水，易造成濾料板結(jié)，出水水質(zhì)惡化，濾料使用周期短，增加了設(shè)備維護(hù)的難度。
　　高梯度磁過濾器充分利用氧化鐵皮的磁化作用，使水中的氧化鐵皮在強(qiáng)磁場作用下，得以去除，過濾水量大，效率高，但由于設(shè)備和過濾介質(zhì)（不銹鋼磁毛）易板結(jié)（一般2～4個月更換一次），且不能再生，運(yùn)行成本高，所以阻礙了它的發(fā)展和應(yīng)用。
　　新型自清洗過濾器，采用了編織式不銹鋼濾網(wǎng)，有利于反洗及除渣，結(jié)構(gòu)獨(dú)特。與傳統(tǒng)壓力過濾器相比，具有運(yùn)行安全可靠，自動反洗并連續(xù)供水，不需設(shè)置備用過濾器及相應(yīng)的反洗系統(tǒng)，特別是在北方地區(qū)，省掉了高大的過濾間，土建費(fèi)用低。同時關(guān)鍵部件采用了不銹鋼材質(zhì)，構(gòu)造簡單，壽命長，檢修方便。缺點(diǎn)是單體設(shè)備價(jià)格偏高，但從總體上分析，采用壓力過濾器的一次性基建投資和運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)高于自清洗過濾器，因此自清洗過濾器在各鋼鐵企業(yè)的連鑄及軋鋼濁環(huán)水系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用。經(jīng)過多家連鑄生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用自清洗過濾器運(yùn)行效果好，出水懸浮物含量小于15mg/L，克服了其它類型的水過濾器因?yàn)V料板結(jié)失效，水質(zhì)惡化，二冷噴嘴堵塞，引起鑄坯冷卻不均，產(chǎn)生裂紋，拉漏跑鋼等生產(chǎn)事故。
　　降溫設(shè)施通常采用機(jī)力通風(fēng)冷卻塔，類型可分為逆流型和橫流型，按塔體結(jié)構(gòu)又可分為玻璃鋼塔和鋼筋混凝土塔。十幾年來玻璃鋼行業(yè)得到了飛速發(fā)展，研制生產(chǎn)了各種適應(yīng)濁環(huán)水的橫流和逆流型冷卻塔及相應(yīng)的PVC填料。就當(dāng)前連鑄濁環(huán)水系統(tǒng)使用的冷卻塔進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，結(jié)果表明：玻璃鋼冷卻塔，防腐性能好，施工方便、周期短。但也存在許多有待解決的問題，設(shè)備易變形，維修量大，成本高。從目前玻璃鋼行業(yè)的現(xiàn)狀來看，在條件許可的情況下，選用鋼筋混凝土冷卻塔，經(jīng)久耐用，維護(hù)費(fèi)用低，便于管理。

3 結(jié)束語

　　根據(jù)以上分析，對凈循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)運(yùn)行工況，選擇水質(zhì)穩(wěn)定方法；對濁環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可選用三級水處理工藝。過濾器建議采用自清洗過濾器，冷卻塔建議選用鋼筋混凝土冷卻塔。

參考文獻(xiàn)：
[1]YB 9059-95，連鑄工程設(shè)計(jì)規(guī)定[S]．

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作者簡介：
張烜（1969－），男，漢族，給排水工程師，從事給排水設(shè)計(jì)，
（0751）8786062．