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浅谈酒钢不锈钢热轧浊环水处理工艺

介绍了酒钢公司不锈钢热轧工程浊循环水处理系统。该系统选择采用旋流沉淀池—化学除油—变间隙自清洗过滤器处理工艺,经处理后的浊环水水质达到悬浮物质量浓度为50mg/L、油质量浓度5mg/L,满足了工艺要求。该工艺在不锈钢热轧浊环水处理系统中起到了关键作用。 [中图分类号]TQ085+.4[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2009)08-0095-03 酒泉钢铁公司1680mm炉卷热轧工程于2003年7月建成并投产,其具备年产不锈钢50万t或碳钢80万t的生产能力,热轧浊环水处理系统主要供给粗、精轧机的轧辊和辊道、高压水除鳞、地下卷曲机等冷却用水。 1浊环水水质和设计水量 热轧浊环水中含有较多的润滑油脂,粗、细氧化铁皮,泥砂等杂质,在不锈钢热轧过程中产生的氧化铁皮颗粒较细,油与金属颗粒及泥砂等杂质粘在一起,形成了具有较大黏性的油泥,油泥很容易黏附在设备及管道上,造成设备堵塞,因此必须经过去除悬浮物、除油、冷却处理后方可循环使用〔1〕。 该工程设计浊循环水量为3752m3/h,其中冲氧化铁皮水量为1000m3/h,处理前悬浮物质量浓度为500~700mg/L,油质量浓度20~45mg/L,处理后悬浮物质量浓度为50mg/L,油质量浓度5mg/L,设计回水温度45℃,冷却后水温度35℃,温差10℃。 2水处理工艺流程 粗、精轧机等设备和冲氧化铁皮的回水通过冲渣沟进入D=18m的旋流沉淀池,经过一次沉淀去除颗粒直径>0.1mm的氧化铁皮后,由Ⅰ组泵送至生产装置用于冲氧化铁皮,另一部分水由Ⅱ组泵送入化学除油器。 浊环水进入化学除油器后,投加混凝剂(聚合氯化铝)和油絮凝剂(聚丙烯酰胺),进行混凝、沉淀、除油处理,处理后的出水进入热水池,由二次提升泵组加压上冷却塔,冷却后再由各浊循环供水泵组加压供各用户使用。 化学除油器的污泥定期排入D=9m的泥浆缓冲池,由泥浆泵加压送入D=12m的泥浆浓缩池,经浓缩后的泥浆用泵加压进入2×40m2板框压滤机,压出的滤清液回化学除油器,泥饼进入料斗贮存后外运。旋流式沉淀池沉淀泥渣由起重机抓斗定期抓入渣池,然后用汽车外运。浊环水处理流程详见图1。 3浊环水处理流程特点 该浊环水处理流程的特点是流程简单、投资省、占地小、管理方便。 3.1化学除油工艺 目前,国内大部分钢铁公司热轧车间的浊环水处理工艺流程为三段式,即旋流沉淀池—平流池—过滤器,过滤器出水经冷却塔冷却后回用于热轧车间。通过考察发现三段式处理流程可以去除大部分氧化铁皮和泥砂,使用机械除油设备只能去除浮油,不能去除乳化油,而热轧浊环水中却含有一定量的乳化油,这部分乳化油不能去除,时间长了会造成过滤器内滤料的堵塞、板结,若操作不当,会造成跑料堵塞喷嘴,甚至会影响正常生产。因此,本工程确定采用二段式处理流程,即浊环回水经过一次沉淀后进入化学除油器进行二级沉淀,替代传统的三段式水处理流程,可有效地解决热轧浊环水中含油问题,提高浊环水的循环利用率。 本系统设置6台D=9m的化学除油器,每台处理能力500m3/h,总能力3000m3/h。 3.2自清洗过滤器 自清洗过滤器内设高强度高精度滤芯,利用不同精度滤芯或滤网缝隙来截留水中的油泥、细小草根、毛绳等杂物,使水得到净化。 近十几年来热轧浊环水系统中大量采用自清洗过滤器,其作用是截留双介质过滤器跑出的滤料及粒径超过要求的颗粒。目的是防止设备喷嘴堵塞,避免更换滤料,减轻劳动强度,降低运行成本。这种过滤器在实际运行中也出现一些问题,如油泥堵塞滤芯,毛绳及细小草根等杂物卡在缝隙或网孔上不易冲洗掉,影响过滤水量。针对所出现的这些问题,近几年研制了一种新型的变间隙自清洗过滤器,该过滤器较非变间隙自清洗过滤器在结构上、原理上、技术上都有重大改进,克服了非变间隙自清洗过滤器的缺点和弊病。 变间隙自清洗过滤器主要体现以下几个方面的特点: (1)采用三水腔结构,能够实现滤芯完全反冲洗再生,彻底解决过滤堵塞滤芯问题。 (2)预过滤能截留更大的杂质,如塑料袋、树枝、草根等,保证精过滤机构和反冲洗机构正常工作。 (3)过滤精度高(≤0.05mm)、处理水量大(单机流量5000m3/h)、反冲洗水量小(仅为处理水量的0.3%)以及反冲洗时间短(10~30s)。 (4)耐冲击负荷强,工作反冲洗压力适应范围大。在悬浮物的质量浓度>500mg/L,油的质量浓度>30mg/L,系统工作压力<0.2MPa条件下,仍能正常过滤和反冲洗。 (5)具有连续供水能力。反冲洗进行时,仍能不间断供水,系统工作压力不受影响。 (6)自动控制功能。本机有压差和时间定时两种控制功能,能够自动过滤和反冲洗动作。本机还具有压差异常报警功能。 因此,本工程在各系统供水总管上采用了变间隙自清洗过滤器。 3.3浊环水系统的压力及水量平衡 浊环水系统主要供给粗、精轧机轧辊及卷取机等用户用水,工作压力分为高压(1.0MPa)和低压(0.4MPa)两种压力。在轧制过程中,当钢坯进入粗轧机时,精轧机的冷却水管道上的阀门关闭,经过精轧机时,粗轧机的冷却水管道上的阀门关闭,这种操作方式造成系统压力波动和水量不平衡问题。为此,在系统设计中必须采取一定的调节措施解决所出现的问题。在主车间内的高、低压浊环水供水干管上设置了旁流管,并且在旁流管上安装了自动可调式持压泄压阀。当系统用户的用水量有了减少,工作压力超过设定值,旁流管上的泄压阀就自动打开,水流入冲渣沟,超压越大阀门的开度越大,水的流量就越大。当系统用户的用水量增加,工作压力下降,泄压阀自动关闭,这样就起到了稳定系统工作压力和水量平衡的作用。 4主要构筑物(设备)与设计参数 (1)旋流沉淀池。1座,直径18m,深22.50m,处理水量3635m3/h,表面负荷28m3/(m2.h),进水悬浮物质量浓度500~700mg/L,出水悬浮物质量浓度150mg/L。 (2)化学除油器。6台,单台处理水量500m3/h,总处理水量3000m3/h,直径9m,表面负荷(按斜板沉淀区面积计)7~8m3/(m2.h),停留时间15min,进水悬浮物质量浓度150mg/L,出水悬浮物质量浓度50mg/L,进水油质量浓度20~45mg/L,出水油质量浓度5mg/L,混凝剂(聚合氯化铝)投加质量浓度8~10mg/L,絮凝剂(聚丙烯酰胺)投加质量浓度8~10mg/L。 (3)变间隙自清洗过滤器。3台,安装在各供水总管处,过滤精度0.1mm,反洗水量0.3%。 5工程投资 酒钢公司不锈钢热轧工程水处理设施投资为3640万元,其中浊环水设施投资约占水处理设施投资的70%。通过技术经济比较,该工艺不仅可以节省一次投资,还可以节省占地和运行费用。与采用传统工艺的浊环水处理工艺比较,可节省投资30%,占地面积减少约50%。因此,该工艺处理流程具有投资省、占地面积小、管理方便等优点。 6运行情况 炉卷轧机浊环水系统从2003年7月投产运行至今,运行正常,水质较好。通过分析测试,浊环水系统供水水质的悬浮物质量浓度<50mg/L,油质量浓度<5mg/L,达到设计要求。