陈钧赵连奎蒋苏平
摘要通过在炼铸用水系统中安装水处理设施，结合利用原有设备，合理规划，采取沉淀、絮凝、沉降、阻垢、降温、过滤等多道处理工序，不但改善了水质、水温恶化问题，进而消除炼铸工艺生产事故，延长设备使用寿命，而且确保水系统全闭路循环，对外零排放的稳定运行，吨钢水耗大幅降低。
关键词在线水处理技术应用
中图分类号TK01+9文献标识码B
一、概述
钢铁行业因为其生产工艺的特殊性，用水系统不可或缺，因此成为耗水耗能大户，节水降耗便成为钢铁企业的重要工作之一。
济钢第二炼钢厂于1997年实现全厂用水系统全闭路循环以来，随着产量的逐年提高，暴露出许多问题，主要存在以下几个方面：
(1)连铸机二次冷却水系统水质恶化日趋严重，表现为水中含氧化铁碎屑较多，油含量多，水温常年偏高，寒暑两季水温均高达55℃以上，造成连铸机二冷室喷嘴易堵塞，影响铸坯冷却效果，从而导致连铸生产过程中漏钢、裂纹等工艺事故增多。
(2)设备冷却水系统中的3000m3凉水池水面时常出现油污，水温居高不下，达到50℃以上。供水管路和炼铸一线设备冷却水腔结垢严重，甚至出现堵塞现象引发设备故障频繁经过对故障设备解体发现，水管结垢严重的达到管径的2/3以上，部分一线设备的冷却水腔全被钙质氧化物填满。
(3)软水系统担负转炉氧枪冷却、连铸机结晶器冷却，水温高达40℃，仅有的一台冷却塔不能起到降温调节作用，且水的消耗量大。
综上所述，经分析认为，软水系统相对独立，水质不存在问题，为了调控水温，只需加设一台冷却塔即可。
连铸机二次冷却水系统的800m3凉水池，溢出水可以流入3000m3凉水池中。因此这两部分的水质水温问题是相互关联的。水质的恶化，导致水温升高，降温困难。不解决水质问题，水温居高不下的问题也就无法根本解决。二冷水的油污来源有二方面：一是连铸机350t液压剪机金属软管接头的泄漏；二是拉矫机、剪机、推钢机整体吊换或更换液压缸部件时排出的残存油液，这两部分均为46#抗磨油；二是其他设备液压制动装置泄漏的液压油。为此，研究确定的处理方案是：重点对二冷水进行除油滤污的水质改造，并增设降温冷却塔；在3000m3凉水池的水泵进水口设加药装置，进行防垢处理。消除炼铸一线设备的结垢严重问题。因为集中式的水处理设施，需要的一次性投资大，且占地多，还可能造成二次污染；所以决定在现有用水循环系统上，在线设置水处理设施。一方面可以充分利用现有设备，另一方面还有占地少，投资省等优势。
二、二次冷却水系统的在线处理措施
首先将连铸机区域的冲渣泵迁移，扩大冲渣池的沉淀区有效容积，增强沉淀效果，可使90％左右的重颗粒（主要是氧化铁碎屑）沉淀分离，避免进入清水区和水泵。二次冷却水系统的综合在线处理示意如图1所示。
其次在冲渣泵出水管道上加设两套GCJW型400m3化学防油器，采用计量泵加注HZ-906絮凝药剂和HZ-915沉降药剂，A种药剂滴注量视除油器进水油污状态调节而定。一般为1m3水名配1.2kg絮凝药剂和50kg沉降药剂，搅拌均匀，分别于化学除沮器进水管道加注和搅拌室滴注，搅拌增强沉降效果。分离出的澹水自化学除油器顶部溢流槽流出，汇入清水箱，由管道泵输送至两套玻璃钢冷却塔降温后，流入二冷水凉水池。化学除油器内的油污及少量重颗粒经过破乳絮凝，沉降至底部定期排出到位于化学除油器下方的污水池沉淀区，沉泞分离的清水溢出至清水区，再由潜水泵输入化学除油器，循环进行絮凝沉降除油工序。因此两套化学除油器均不外排污水，不存在水资源浪费和污染周边环境问题。所产生的污泥作为球团烧结造矿的原料（图2），也不存在固体废弃物。正因如此，在线水处理技术不但节水，而且不存在二次污染，还避免了集中式水处理污物污水传输可能的泄漏污染。所产生的废水废物全部实现循环再利用。
两种药剂的稳定定量滴注是化学除油器改善水质的关键。为此，采用自动化程度较高的可调节计量泵。二次冷却水经过冲渣池的初步沉淀，再经过化学除油器的絮凝沉降分离，水质改善明显，再进冷却塔降温后，冷却效果便显现出来，经实测冷却塔的进出水温差达20℃。
最后在喷淋水泵输往连铸机二冷室的管道上，增设两级自清洗过滤器，第一级是φ0.3mm以上的粗颗粒过滤，随后进行φ0.2mm以下的细颗粒及丝絮状软介质过滤。根据过滤片进出水两侧压差信号，通过单板机控制系统，适时启动自清洗排污作业，完成一个过滤周期。所排污水流至冲渣池沉淀。这两级过滤是整个水处理设施的最后工序。整体的水处理设施是在原连铸机二冷水循环管路上，充分利用原有管路和供水泵，由粗到细，逐级过滤沉降分离。该在线水处理系统，不仅占地少，节约设备一次性投资，而且使得水质水温的处理效果良好，二冷凉水池水表面覆满油污现象得到消除。有关水质检测数据见表1。
表1二冷水加药前后数据（加药前、后各10个月的平均值）
三、设备水循环系统的阻垢处理措施
二冷水系统中的油污消除后，3000m3设备冷却凉水池没有再次出现油污附着。为改善炼铸一线设备的冷却管路结垢问题，经化验水质分析，决定在喷淋水泵和设备水泵进水口处添加阻垢分散剂Hz-4307及杀菌灭藻剂Hz-516，计量泵滴注，利用水泵的吸力循环并搅拌，直接作用于用水管路和设备上。大约4h，全部水量可实现均匀加注一遍阻垢药剂，杀菌灭藻剂为不定期投加。经过6个月的运行后，对更换下的设备进行解体检查，只有轻微结垢，不影响使用，效果明显好与改造前。设备冷却水3000m3凉水池阻垢水处理改造后水质情况见表2。
表2设备冷却水水质（2005年1月～2006年4月）
四、结束语
方形逆流式节水型冷却塔在软水、设备水、二冷水系统中使用后，由于配备的是变极双速电机，在寒暑两季可实现低高两速运行。不仅满足水温调节适应炼铸工艺的需要，而且节约大量电能，全年可节电约13万kW"h。水的循环利用效果显著，吨钢新水水耗0.7m3，吨钢软水水耗0.24m3。二冷水水质改善明显，二冷室喷嘴堵塞现象得到根除，连铸机漏钢、裂纹等工艺事故下降85%，年直接经济效益312万元。设备冷却水水质阻垢实现后运行一年多以来，炼铸一线设备故障率降低93％以上，大幅提高了设备使用寿命，节省备件费用约150余万元。
在两炉（17t转炉）对单机（小方坯连铸机四机四流设计产能20万t）的生产模式下，产量能够逐年提升，2005年达85万t，就是得益于设备故障率的大幅减少。而与此同时，特别是在在线水处理技术应用后的全闭路循环水系统稳定运行条件下，厂水耗指标却创下历史新低。
参考文献
1郑淳之．水处理剂和工业循环冷却水系统分析方法．北京，化学工业出版社，2000年
2杨登岱，周海清，屠桐志一水处理设施．北京，冶金工业出版社，1986年