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宝钢连铸浊循环水处理系统设计流程分析

发布日期:2017-10-30 来源: 中国水处理设备网 查看次数: 161 作者:[db:作者]
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  肖丙雁助理工程师1972年生1996年毕业于包头钢铁学院1前言随着钢铁冶炼技术的发展,连铸工艺代替模铸一初轧的旧生产工艺成为一种必然的趋势,国内许多老的钢铁企业也在逐渐提高连铸比,以降低能耗、提高金属收得率、生产高附加值产品。

  宝钢一、二期建设的一炼钢,有3座300t氧气顶底复吹转炉,三吹二操作,设计年产钢水二期结束时为670万t;一炼钢的1900板坯连铸有两台二机二流板坯连铸机,设计年产400万t板坯,其余钢水模铸浇制。计划中的厚板坯连铸实施后,一炼钢将实现全连铸;三期二炼钢,设两座250t氧气顶底复吹转炉,设计为二吹一操作,设计年产钢水3⑴万t,其1450板坯连铸设置两台二机二流板坯连铸机,连铸比为1W%;三期电炉项目,主要装备有150t双炉座直流电弧炉一座,150t钢包炉一座,150t真空脱气装置一座和六流圆坯连铸机一台,年产钢水100万t,全部铸成96万t圆坯。

  在连铸工艺中直接冷却水对于铸坯成形极为关键,故使连铸浊循环水处理为连铸工艺中重要的一环;又因连铸池循环水含有大量氧化铁皮和油,其处理方式也日趋多样化,宝钢现有的三套连铸浊循环水处理均借鉴国内外经验,不局限于传统,处理工艺可谓各具特色。

  2宝钢连铸水处理工艺2.1宝钢连铸工艺用水表(表1)表1宝钢三套连铸循环水水质参数19⑴连铸1450连铸电炉管坯连铸供水回水供水回水供水回水水温,t:循环率,浓缩倍数1995年由冶金部发布的连铸工程设计规定XYB9059―95)中有关连铸机用水水质指标(二次喷淋冷却水部分)见表2. 2.21900连铸水处理工艺喷淋冷却及直接冷却的回水,由铁皮沟进入圆形铁皮坑。较大的氧化铁皮在铁皮坑内沉降,并堆集在底部。用门式抓斗吊车将其抓出,并在脱水池脱水后,运往烧结厂,作为球团矿原料。水中含油在铁皮坑外环部分离上浮至水面,经挡油板和撇油机被撇除。经上述处理后的水含悬浮物约60mg/L,油5~10mg/L.净化除油水经泵提升,一部分供直接冷却使用,另一部分则送往高速表2连铸循环水水质指标过滤器,进一步净化除油(达到悬浮物<15mg/L油<5mg/L)其设计处理流程见。

  实际运行过程中,投产初期曾出现过滤器滤料板结情况;1998年前后,现场根据水质情况,在旋流沉淀池投加除油剂,并在过滤器反冲洗时定期加药,以确保过滤器反冲洗效果。经上述改造后,滤料板结状况得到改善,系统运行趋于正常。

  2.3 1450连铸水处理工艺1450连铸水处理工艺在1900连铸水处理工艺的基础上,增设了二次平流沉淀池,更有效去除连铸二冷水悬浮物和浮油,提高了水处理效果,其该系统自1998年投运以来,运行基本正常。

  2.4电炉管坯连铸水处理工艺电炉浊循环水处理系统主要包括电炉区域连铸二次冷却(气雾喷淋冷却)和电炉真空脱气冷凝器的两个浊循环冷却系统。

  经气雾冷却和冲洗铁皮后的水流入辊道下的铁皮沟,回流水中带有铸坯导向辊及轴承润滑油的油珠和液压系统渗漏油,然后汇流入旋流式铁皮沉淀池(位于连铸厂房内)进行沉淀,沉淀后的水通过毗连的小矩形池进行除油处理(矩形池内置放了带式撇油机)然后由水泵送至高速过滤器(WFC),经过滤后的水靠余压输送至逆流式机械抽风冷却塔冷却,冷却后的水经泵供用户循环使用。其设计处理流程见。

  该系统投运以来始终存在系统排污油分超标、喷头堵塞、过滤器板结等问题,又因该系统与VD浊循环水系统合并,使排污水中的锰含量超标。

  3三种水处理工艺的异同点分析三种水处理工艺在宝钢用水大环境中,严格原则,采用旋流池或铁皮坑进行初步处理,然后再经过滤器或中间加设沉淀、撇油工艺,使回用水水质大大提高,其分质供水和高水质回用工艺是连铸水处理设计中的一项创新。

  3.1连铸浊循环水处理与相合并的浊循环水处理系统遵循分质供水CM夙定循环、串接排污循环水处理系统往往与具春涵加的循环水处理系统合并,以节省占地面积和工程投资,宝钢连铸水处理合并情况为:1900连铸与1900连铸直接冲氧化铁皮水合并,在旋流沉淀池汇合;1450连铸与1450连铸直接冲氧化铁皮水合并,在旋流沉淀池汇合;电炉管坯连铸与电炉VD真空脱气冷凝水合并,在砂滤器前与连铸水合并。

  1900与1450连铸水处理是常规转炉炼钢一连铸的模式,因为这两种水均含有氧化铁皮和油;电炉炼钢因生产高附加值产品的要求,需投加各类锰合金,所以循环回水中还含有其他多种金属离子,宝钢电炉管坯连铸VD回水中含有锰离子,实测值约为10X104%~40X104%,锰离子由于其强氧化性易被还原生成絮凝状物质,类似的金属离子因现有工艺无法去除,他们是否对循环供水产生影响,尚需进行深入探讨。

  3.2主要处理构筑物的比较三种水处理工艺均采用物理方法,并采用相关的处理设备与构筑物,有关设备或构筑物如表3所示。

  表3处理设备比较表1900连铸1450连铸电炉管坯连铸一沉池旋流式沉淀池,直径17m旋流式沉淀池,直径17m类似立式沉淀池,沉淀时间32min二沉池无平流式隔油沉淀池,长88m无撇机带式,现已废弃。

  带式,收油效果不好。

  过滤器高速过滤器;滤速40m/h,反冲洗周期12h;双层无烟煤、石英砂滤料。

  高速过滤器;滤速35m/h反冲洗周期12h;双层无烟煤、石英砂滤料砂滤器,滤速17mi反冲洗周期设计为32h,现已降为8h;均质石英砂滤料u管道过滤器自清洗过滤器无三种处理工艺以物理方法为主,依靠浮油和氧化铁皮在水中的自然性质进行升降,结合过滤器过滤去除浮油及SS.运行实践证明:一沉池(旋流沉淀池与立式沉淀池)运行效果均能达到设计要求;但在以除油机去除浮油时均未能达到设计要求,其原因是:除油机本身的除油效果差、水位落差大,不利于除油机工作。

  1450连铸水处理结合传统工艺,在旋流沉淀池后又设有平流式沉淀池,使除油效果更有保证,但在工艺流程上增加了一级提升和平流式沉淀池,增加了一次性基建投资(提升泵、平流式沉淀池、刮油刮渣机、输泥泵等附属设施)和日常运行成本费(王要指电费、备品备件费)。

  1900和1450连铸水处理所采用的过滤器均为无烟煤和石英砂双层滤料的高速过滤器,而电炉管坯连铸采用均质石英砂滤料的中速过滤器。

  以无烟煤和石英砂组成的双层滤料对浮油具有一定的截污能力,且反冲洗周期为12h,所以除油效果优于电炉管坯连铸的砂滤器。1900连铸水处理在运行实践中,在旋流沉淀池投加除油剂和在过滤器反冲洗时定期加药时,需对过滤器反冲洗水投加消泡剂消泡处理。

  4国内相似工厂水处理工艺简述4.1以物理方法为主的处理工艺天津铁厂连铸浊循环水系统现采用的工艺流程为:平流式沉淀池一泵―除油过滤器一冷却塔一冷水池一泵提升至用户。

  该工艺流程中的核心设备为除油过滤器,其所采用的滤料为经加工后的核桃壳,主要利用核桃壳对浮油的吸附性能。天津铁厂经二年左右运行实践证明,这种处理工艺可满足其生产工艺的要求。而且核桃壳过滤器对SS的去除能力也可达到生产工艺要求。

  这种以核桃壳过滤器为主的物理处理方法,在石油行业极为广泛应用于回注水处理。

  4.2以化学方法为主的除油沉淀器除油沉淀器是由马钢设计院与马钢水处理厂在1995年合作开发、并在1997年应用于实践的,现已广泛应用于冶金等行业污水处理系统。化学除油器分为两个区:反应区与沉淀区。反应区主要有两级机械搅拌反应或一级水力搅拌(重力作用下2~3m水头)沉淀区即为斜管沉淀部分。

  反应沉淀时间约为10min.马钢1997年首次用于电炉污水循环系统,其主要工艺流程为一沉池一调节池一化学除油器一热水池一冷却塔一冷水池。在化学除油器反应区分别投加除油剂与凝聚剂;化学除油器泥浆水排至浓缩池,浓缩后污泥脱水,上清液回化学除油器复用。其中所投加药剂为絮凝剂和除油剂,随着化学处理法的发展,药剂种类也日趋多样,常用的絮凝剂为聚合氯化错,常用的除油剂为净水灵(高分子聚合物)等;其投加方式为利用计量泵自动投加。

  这种处理方式是在水处理设备成套化进程中产生的,摒弃了单纯传统的物理除油方法,不仅可有效去除浮油,还可去除乳化油和溶解油,所以这种处理方式已逐渐适用于马钢、包钢、济钢、武钢等冶金行业。

  4.3物理与化学方法相结合的处理工艺首钢二炼钢连铸和攀钢炼钢厂连铸采用了气浮一加药破乳絮凝一沉淀,将物理与化学处理方法融为一体的处理工艺,对去除浮油、乳化油、溶解油均有良好效果。

  5结论通过以上对宝钢连铸水处理设计流程分析和国内其他钢厂类似水处理工艺的简介,可大致看出连铸水处理的发展方向:由以往单纯的物理方法处理,逐渐向物理一化学方法相结合的处理工艺转变。

  针对如宝钢1900和1450连铸废水主要污染物为氧化铁皮和油类杂质,且水量大的特点,笔者认为以1900连铸水处理设计流程为佳(即1998年改造后的工艺流程)。

  而对类如宝钢电炉管坯连铸,其废水主要污染物为细小氧化颗粒和油类杂质、且水量小的特点,为避免受其他污染物的影响,其水处理系统宜单独设置。处理流程上宜采用除油沉淀器为核心的处理工艺。

  不论采用怎样的水处理工艺,首先应控制污染源源头。提高设备的运行能力和操作水平,才能确保水处理系统的正常运行。

  编辑刘宏娟专利信息一种扰动式高炉直吹管发明人:王东彦顾德仁专利权人:宝山钢铁(集团)公司本实用新型公开了一种扰动式高炉直吹管,属于高炉供风喷吹设备。具有铸铁管和铺设于其内的耐火材料内壁,耐火材料内壁上煤枪喷口至热风输入口之间散布有凸起的扰动件,扰动件与直吹管径向成0 ~45°角向热风输入口方向倾斜,形状可以为圆柱、圆锥、圆台或棱柱。由于在直吹管内设置有扰动件,强化了热风与煤粉的初期传热,能够显著缩短“黑根”,提高煤粉在高炉风口和回旋区的整体燃烧率。

  连铸用复合长水口发明人:姚金甫张耀璜专利权人:宝山钢铁(集团)公司本实用新型公开了一种采用刚玉基低水泥浇注料成型的连铸用复合长水口,由内层和外层两层构成,内层外复合有由上段、下段和渣线部位三段构成的外层。内层与外层、及外层各部分之间结合牢固,不易脱落,能够满足多炉连浇的要求,使用寿命高。由于其本身工艺简单因而成本低廉。刚玉基材料解决了铝碳长水口向钢中渗碳的问题,使该水口能够适应于浇铸低碳钢和高纯净钢使用。而且可根据需要,对水口各部分材料进行调整,进一步提高了使用寿命。

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