李建宏

（山西通才工貿有限公司，山西曲沃 043409）

前言

高速線材車間主要生產HRB400E盤螺建筑鋼筋和部分優(yōu)質品種鋼和號鋼，基于降合金成本考慮，采用低合金低溫細晶粒軋制技術達到建材性能指標，對水壓、水溫、水質標準提出更高的要求，濁循環(huán)水冷卻效果對成品質量及軋輥壽命影響極大，對生產順行起到關鍵作用。濁環(huán)水冷卻部位主要有：加熱爐水封槽、出爐輥道及軸承座、1～16架軋輥及導衛(wèi)、17～28架輥環(huán)及導衛(wèi)、1～6號穿水箱噴淋系統(tǒng)等；同時通過回水帶走氧化鐵皮粉末、油污、及其它各類粉塵進入旋流井沉淀后通過抓斗撈出運走，防止氧化鐵皮堆積。

1 存在問題

根據工藝需求穿水壓力從設計標準0.5 MPa提高到0.8 MPa。解決辦法：在穿水支管增加兩臺（一用一備）雙吸離心泵做增壓泵使用，增壓后穿水箱壓力達到0.8 MPa以上，從而解決了壓力不足問題。

濁環(huán)水質濁度改造前長期超過標準值20 NTU。濁環(huán)水污染源有軋制過程帶來的氧化鐵皮等金屬顆粒、空氣及地面帶入粉塵、軋機軸承和導衛(wèi)軸承潤滑油、減速機及液壓系統(tǒng)漏油等。其中500 μm以上的氧化鐵皮等固體顆粒自由沉淀到旋流井井底，通過抓斗抓出運走。其余細小顆粒大部分留在水中懸浮，油類物質懸浮在水中或以浮油形式存在，如果這些污染物不處理掉，水質濁度和含油量超標，給生產帶來帶來的危害巨大：如軋輥輥槽使用壽命縮短，增加軋輥消耗和換輥換槽時間；管道內壁積垢、噴嘴堵塞導致冷卻不良引起斷輥、爆輥等事故；穿水噴嘴堵塞流量降低引起成品力學性能和表面質量不合格；工藝件積泥過多增加清理的工作量并且污染環(huán)境等等。

稀土磁盤機隨著使用時間延長，維護跟不上，磁盤吸附處理能力減弱，刮渣條變形磨損等因素的影響，懸浮物去除率低于70%，處理效率越來越差，部分未處理掉的油泥進入調節(jié)池沉淀，根據以往實踐統(tǒng)計每5～8個月積泥厚度達池高的1/3，污泥沉積太多會帶入系統(tǒng)，水質隨之惡化,如果積泥堆滿調節(jié)池會造成停產，所以需要及時清理掉。受場地工具等因素限制，平時無法進行清理，需要等到大修期間才能集中清理，對生產造成隱患。

其它方面存在不足也會影響水冷效果，比如：濁環(huán)泵組出水部分沒有設計過濾系統(tǒng)，經常有異物雜質進入用戶點，堵塞工藝噴嘴，因缺水造成生產事故；還有操作維護方面的疏忽等因素也會導致冷卻效果差不能滿足用戶要求。

圖1 原水處理工藝流程圖

夏季水溫規(guī)定最高不超過35℃，為了彌補水溫升高造成的不利影響，以往采取多開備用泵的做法，這樣勢必造成濁環(huán)系統(tǒng)循環(huán)水量增加，旋流井提升泵滿負荷運行，因備用泵全部投用，也帶來設備隱患，還有電負荷增加，水處理量增加、水質下降等一系列副作用，必須進行改進。

2 原因分析及改進

2.1 水質懸浮物濁度不達標原因分析及改造

原水處理工藝流程見圖1。

從圖1可以看出，主要水處理設備僅為稀土磁盤，水質濁度指標主要取決于它的功能效果，因此合理發(fā)揮藥劑絮凝和稀土磁盤的吸附除泥作用至關重要。

2.1.1 稀土磁盤原理介紹

稀土磁盤利用稀土釹鐵硼永磁材料，通過稀土磁盤的聚磁組合，實現工作空間的高磁場強度和高磁場梯度，使軋鋼廢水中鐵磁性物質微粒及絮凝吸附在其上的非磁性物質微粒和油渣，在磁場力的作用下克服流體阻力和微粒重力等外力，產生快速定向運動，吸附在稀土磁盤表面，將廢水中的懸浮物和油吸附分離出來，再通過隔磁卸渣裝置將稀土磁盤表面的吸附物刮下，刨入螺旋槽，經螺旋桿旋轉將渣送出，進入壓榨機脫水分離，從而實現濁環(huán)水的凈化和循環(huán)利用。

2.1.2 濁度不合格原因分析

（1）本系統(tǒng)濁環(huán)水在進入稀土磁盤前必須使非鐵磁性物質和油類與鐵磁性物質絮凝，即采用加藥絮凝反應，絮凝是指在水中投加絮凝劑，水中懸浮物形成大而密實的絮體，通過稀土磁盤快速沉降吸附處理，從而達到凈化水的目的。軋制過程產生的氧化鐵皮細小而量大，對絮凝條件要求較高，而從旋流井提升泵到稀土磁盤的水管路只有30 m長，管道混合器加藥點在提升泵出口總管位置，絮凝劑與水中氧化鐵皮等雜質混合反應時間短，不能形成粗大密實的礬花，而形成小而不實的礬花進入稀土磁盤機，所以雜質處理不徹底，這一點可以從出水有明顯的繼續(xù)絮凝現象觀察到。

（2）本系統(tǒng)設計工藝沒有在稀土磁盤機后邊加裝過濾工藝，所以極難達標。

（3）濁環(huán)水流量大，旋流井提升泵根據水位自動調整開泵臺數，導致出水量波動大不利于藥劑絮凝，旋流井提升泵短時間內最大水量超過3600 t，并且水經過稀土磁盤機的速度較快，稀土磁盤實際配置處理能力為1200t/h×3，選型較小，所以除泥效果差。

（4）稀土磁盤滿負荷運行，刮泥除泥部件有磨損變形，如果維護跟不上同樣會影響除泥效率。2.1.3 改造方案

綜合以上水質不達標的原因，考慮到場地局限性和經費等因素，擇優(yōu)采用增加旋流井提升泵到稀土磁盤入口管道之間距離的方案，該方案占地少、投資小見效快。改造前管路長約30 m，管徑DN700，按3500 t/h的過水量、流速為2.5 m/s計算，藥劑與水的反應時間為12 s左右，遠遠達不到絮凝要求最短時間30 s以上。改造方法：管道通徑不變，從進入稀土磁盤機進口前埋地管道截斷，并以此為起點，依據現場地勢條件，繞調節(jié)池平臺過道方向一周架設，延長至稀土磁盤地埋管道南側入口母管為碰點連接，改造后管道總長增加約60 m，在原基礎上長度增加約2倍。并且絮凝時間延長到35 s以上，為絮凝反應提高充分時間。改造前后濁度值隨機抽查對比表1、表 2所示。

表1 改造前水質濁度抽查統(tǒng)計表

表2 改造后水質濁度抽查統(tǒng)計表

從表1、2看出，改造前平均濁度為42.6 NTU，數值變化波動大。改造后濁度平均值為13.9 NTU，數值穩(wěn)定，符合規(guī)定標準值20 NTU以內，改造是成功的。

2.2 調節(jié)池積泥不能在生產期間清理問題解決方法

稀土磁盤未處理掉的部分油泥沉積在調節(jié)池底部形成積泥，因設計缺陷旋流井抓渣行車運行范圍沒有覆蓋到調節(jié)池上部，無法在生產過程中隨時進行打撈清理。改造方法：把天車軌道向調節(jié)池方向東延10 m，使之能夠覆蓋整個調節(jié)池上部，方便平時抓撈污泥，規(guī)定每旬至少對調節(jié)池抓撈一次，保持調節(jié)池無過多的積泥。

2.3 濁環(huán)泵出口增加自清洗管道過濾器，做為進入用戶前最后一道保安屏障

分別在AB線低壓濁環(huán)泵和中壓濁環(huán)泵出口總管加裝四臺800 m3/h和1500 m3/h的不銹鋼自清洗過濾器，過濾精度為0.2 mm。規(guī)定每周反洗一次或壓差達到0.05 MPa自動反洗。反洗周期時間制定應合理，反洗過頻鋼刷容易脫毛損壞，且排污閥如果存在故障不能關閉，發(fā)現不及時會大量跑水；如果反洗周期太長管道過濾器積泥過多壓差增大，影響過濾效果和供水流量，因此反洗周期要根據生產實踐合理設定。

2.4 加強日常操作維護和工藝件優(yōu)化改造

2.4.1 為了提高稀土磁盤機除泥效率，每半年更換一次刮渣條，并清理檢查一次稀土磁盤進水側過濾網防止進水堵塞不暢，勤點檢維護，保證稀土磁盤全負荷正常運行。

2.4.2 在線加強維護：利用平時交接班時間更換或清理軋輥冷卻噴嘴，防止異物堵塞噴孔造成因缺水發(fā)生爆輥或軋槽掉塊事故。

2.4.3 每次大修之后生產之前去掉水腿，開泵沖洗管路系統(tǒng)，沖洗時間不能低于10 min，將管路檢修帶入的污染物沖洗干凈再裝機。

2.4.4 穿水箱工藝噴嘴改用高效噴嘴，提高冷卻水利用效率，降低用水量。

2.4.5 由于濁環(huán)回水中懸浮物含量會隨著生產節(jié)奏、操作條件等因素的變化而變化，每班要對水質進行化驗分析，根據化驗結果適當調整藥劑投加量，保證水質合格率達到95%以上。

2.5 預防濁環(huán)供水溫度過高的措施

濁水溫度如果超過35℃，對成品性能質量影響較為明顯，一般采用增加濁環(huán)供水流量的方法進行彌補，但是供水設備配置能力是有限的，所以要考慮采用其它方法最大限度控制水溫不能過高。防范措施：

（1）濁環(huán)水冷卻塔填料由原來的薄膜填料改為網格式填料，防止填料表面粘貼污泥多而堵塞，通過改變填料中水流與空氣流交換比例，提高換熱效率，將填料的交換效率發(fā)揮到最好水平；

（2）對冷卻塔風機PLC控制系統(tǒng)改造，以供水水溫值為基準，自動調節(jié)開啟數量。共4臺風機，運行方式設置為：濁環(huán)水溫10℃以下全停；濁環(huán)水溫度10～20℃范圍以下開2臺風機；濁環(huán)水溫20～28℃開3臺風機；濁環(huán)水溫28℃以上開4臺風機。改變以往全天24 h風機無序啟停的狀況，在節(jié)電基礎上達到降低水溫的目的。

（3）根據每班水質化驗結果，當電導率大于8000 μS/cm時，進行濁環(huán)池底部排污，置換部分新水，防止管道水嘴結垢堵塞降低冷卻效果。

（4）當檢修停機時間超過一小時時，遠程操作關停濁環(huán)泵，減少電耗和空載運行產生熱量引起水溫升高。

2.6 控制濁環(huán)水含油量合格

當含油量大于6 mg/L，會影響

冷卻效果和成品表面質量，嚴重時成品表面容易氧化。通過稀土磁盤處理油量最多占總含量40%，大部分浮油要通過浮油回收機去除，除油機配置數量要充足，并且保持全天正常運行；加強軋線液壓潤滑設備檢查，減少進入濁環(huán)水系統(tǒng)的漏油，從污染源頭抓起。

3 結語

濁環(huán)水系統(tǒng)是線材生產工序的必要環(huán)節(jié)，而水質又是水處理工作的最重要指標。通過對存在的缺陷改進優(yōu)化后，濁環(huán)水質，水溫、水壓等均達到生產工藝要求，濁環(huán)水冷效果穩(wěn)定可靠，為生產工藝全面升級創(chuàng)造良好條件，也為線材濁環(huán)水系統(tǒng)設計或改進提供實踐參考。

[參 考 文 獻]

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[3]楊作清.鋼鐵工業(yè)循環(huán)冷卻水處理發(fā)展中的幾點建議[J].冶金動力,2005.1（63）

收稿日期：2018-03-02