煉鋼連鑄設(shè)備氟化鈣垢等附著物分析及處理措施

1、2 0 1 3 年第4 期 總 第 1 5 8期 冶 金 動 力ME T A L L U R G I C A LP O WE R6 7煉鋼連鑄設(shè)備氟化鈣垢等附著物分析及處理措施 申校 忠 ，趙 榮明 2 顧 海峰 ：( 1 江陰興澄特種 鋼鐵有 限公 司， 江蘇江陰 2 1 4 4 2 9 ， 2 江海環(huán)保股份有限公司。 江蘇常州 2 1 3 1 1 6 )【 摘 要】 通過控制循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo) ， 采用高效、 環(huán)保氟化鈣水處理藥劑

2、， 實施科學(xué)運行管理， 確保了 煉鋼連 鑄設(shè)備框架及 噴嘴外部氟化鈣結(jié)垢物控制 良好 ， 保 障了煉鋼連鑄安全高效運行生產(chǎn) 。【 關(guān)鍵詞】煉鋼連鑄設(shè)備 ； 氟化鈣垢 ； 分析處理 【 中圖分類號】 T F 7 7 7【 文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 B【 3 ~ - 1 i o o 6 — 6 7 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 6 7 — 0 4An a l y s i so fCa l c i u m Fl u o r i d

3、 eS c a l i n ga n dTr e a t m e n tM e a s u r e sS HE N Xi a o - z h o n g，Z HAORo n g - mi n g 2 ，GUHa i - f e n g 2． J i a n c y i nX i n g c h e n g印e c i a lS t e e lC o ． ， L t d ． ； ． ~ a n g y i n , J i a n g s

4、 u2 1 4 4 2 9 ,C h i n a ；2 ． 皿 E n v i r o n m e n t a lP r o t e c t i o nC o ． ， L t d ． ，C l m ~ @h o u , 腳 “2 1 3 1 1 6 ,f 刪 【 A b s t r a c t 】T h ec a l c i u mf l u o r i d es c a l i n go nt h ef r a m e w o r

5、 ka n do u t s i d et h en o z z l eo fs t e e l ma k i n gc o n t i n u o u sc a s t i n ge q u i p me n ti sc o n t r o l l e dwe l lb yc o n t r o l l i n gt hei n d e x e so fw a t e rq u a l i t yo fc i r c u l a t

6、i n gwa t e r ，u s i n ge f f e c t i v ec a l c i u m f l u o r id ewa t e rt r e a t me n ta g e n t st h a ta r ef r i e n d l yt oe n v i r o n me n ta n ds c i e n t i f i co p e r a t i o nma n a ge me n t ．I te n

7、 s u r e ss a f e t ya n de f f e c -t i v eo p e r a t i o no fs t e e l ma k i n gc o n t i n u o u sc a s t i n g ．【 K e yw o r d s 】s t e e l m a k i n gc o n t i n u o u sc a s t i n ge q u i p m e n t ； c a l c i u

8、 mf l u o r i d es e a l i n g ； a n a l y -1煉鋼連鑄設(shè)備氟化鈣垢形成原 因分析 1 ． 1形 成原 因 煉鋼連鑄框架及噴嘴外部結(jié)垢的根本原因也是 工藝用保護渣造成。在連鑄拉坯過程中 ， 扇形段區(qū) 域 中弧漫著高濃度 F - 、 C a 2 + 、 M g 2 + 、 S i O ： 、 C O ： 等 ，盡管 p H較低 ， 但框架上結(jié)構(gòu)趨勢依然十分明顯?？蚣芗皣娮焱獠拷Y(jié)垢現(xiàn)象對于連鑄工藝來

9、說是 一 個十分普遍 的現(xiàn)象 ， 卻往往最容易被忽視 。因為 從表面上來看對框架無嚴(yán)重影 響 ， 而且適 當(dāng)?shù)慕Y(jié)垢 有助于減少框架的腐蝕 ， 只是增加 了下線時 的一些 清理工作 ， 其實這是一個誤 區(qū)?？蚣芙Y(jié)垢造成的潛 在危險遠(yuǎn)比表象嚴(yán)重的多， 主要表現(xiàn)在 ：框架及噴嘴外部結(jié)垢 ， 熱量在整個框架結(jié)垢 區(qū) 域分布不均勻 ， 往往有些部位過熱 ， 嚴(yán)重時會導(dǎo)致框 架變形 ， 影 響設(shè)備的使用壽命和在線周期 ?？蚣芙Y(jié) 垢 ， 對輥子的運行

10、有潛在的影響， 可能造成輥子轉(zhuǎn)動 不均勻或阻力增大 ， 嚴(yán)重時造成輥子卡死。這將嚴(yán) 重地影響輥子的壽命及板坯的質(zhì)量 。1 ． 2 二冷水系統(tǒng)還可能產(chǎn)生的問題 幾乎在所有的連鑄直接冷卻系統(tǒng)中都存在扇形 段上部的酸腐蝕現(xiàn)象 ， 其主要表現(xiàn)是在靠近結(jié)晶器 出 口的區(qū)域內(nèi)， 金屬部件和支撐結(jié)構(gòu)因腐蝕而變薄 甚至穿孔。在該區(qū)域測量到 p H值在 34 ， 在這樣低 的 p H值情況下 ，以原電池的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ) 的腐蝕機理與該 區(qū)域的腐蝕沒有

11、直接的關(guān)系。產(chǎn)生如此之高的酸度的化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜 ， 一 般認(rèn)為與保護渣有密切的關(guān)系。保護渣的成分一般 包括氟化鈣、 二氧化硅、 氧化鈣 、 氧化鈉 、 氧化鉀 、 氧 化鋁等 ， 雖然含有一定的堿性成分 ， 但是保護渣在高 溫下熔融并與水發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng) 之后 ， 仍可將 該區(qū)域中水的 p H值降低到 34 。保護渣 中的氟化鈣雖然不溶于水 ， 但是在高溫 下 ， 它會與水發(fā)生以下反應(yīng) ， 生成氫氟酸：C a F 2 + 2 H 2

12、 0 - - - ~ C a ( O H ) 2 + 2 H F保護渣中的二氧化硅在高溫下也會和氟化鈣以及水發(fā)生反應(yīng) ， 生成氫氟酸 ：2 C a F 2 + S i O 2 十 2 H 2 0 + 2 C O ~ - _ + S i F 4 + 2 C a C O 3 + 4 O H —S i F 4 + 2 H2 0- - ~ 4 HF + S i O 2所以在扇形段 框架 中的沉積 物中總是包含著 C a F 2 、 C a C

13、O 。 、 S i O和鐵銹等的混合物。氫氟酸極易溶于水 ，溶于水后 的 p H值在 34的范圍， 同時氟化氫又具有很強的揮發(fā)性 ， 迅速溶于 周圍大量的水霧之中， 使其 p H值下降 ， 從而形成一 個對金屬具有極強腐蝕性 的局部環(huán)境 。以低 p H值 2 0 1 3 年第 4 期 總 第 1 ． 5 8期 冶 金 動 力 MF r A I ． L U 】C A LP O WE R6 9藥劑用量， 降低成本。( 4 ) 腐蝕抑制劑

14、 投加量 ： 按循環(huán)水量 ， 以 5 ～ 2 0m g ／ L 依據(jù)情況投 加 。加藥點 ： 循環(huán)水池 由于我公司的獨有分散技術(shù) ， 在高 p H下仍有 很好的阻垢分散性能。因此可將系統(tǒng)的 p H控制在 一 個堿性的范圍， 有利于控制系統(tǒng)的腐蝕情況。連鑄濁循環(huán)系統(tǒng)是一個極難在理論上平衡的系 統(tǒng)——其復(fù)雜性全 由系統(tǒng)工藝 的介質(zhì)保護渣而來。系統(tǒng)的補水量往往來 自于凈環(huán)水排污 ； 蒸發(fā)量除了冷卻塔外 ， 鑄坯的表明蒸發(fā)占了主導(dǎo)； 電導(dǎo)隨著保

15、護 渣熔融產(chǎn)物而變得與濃縮倍數(shù)不 同步； 保護渣中額 外進入水體的鈣、 鎂、 硅、 鈉 、 鉀等使其與濃縮倍數(shù)不 同步。所有的一切甚至無法對其進行理論上的濃縮 倍數(shù)計算。水與高溫鑄坯的直接接觸使得藥品耗 量 ， 特別是分散劑耗量明顯上升一 所以分散劑 的技術(shù)在該系統(tǒng)顯得尤為重要。3 ． 3 氪化鈣垢化學(xué)處理方案 3 ． 3 ． 1 循環(huán)水系統(tǒng) 的參數(shù)( 三期 3 5 0 0m m板坯連鑄 濁環(huán)水 )循 環(huán)水量 ： 2 0 0 0m 3

16、／ h保有水量 ： 3 0 2 5m 3補充水量 ： 6 0m( 估計 )濃縮倍數(shù) ： 1 ． 5 ～ 2 ． 0補水： 中水／ 長江水 水系統(tǒng)類型： 敞開式 3 ． 3 ． 2 加藥方案見表 3表 3 加藥方案 名稱 功能 投加方式 控制手段 劑量 注入點 J H 一 5 0 8阻垢分散劑 以計量泵連續(xù)注入 檢測濃度 在水 中保持 2 0 ～ 3 5 m g ／ L冷水池泵吸入 口J H 一 5 0 8 A氟化鈣分散劑

17、 以計量泵連續(xù) 注入 檢測濃度 在水 中保持 1 0 — 1 5 m g ／ L冷水池泵吸入 口J H 5 0 8 B氟化鈣分散劑 以計量泵連續(xù)注入 檢測濃度 在水中保持 1 0 ～ 1 5 m g ／ L冷水池泵吸人 口J H 一 4 0 5腐蝕抑制劑 連續(xù) 依據(jù)情況控 制 冷水池泵吸人 口3 ． 3 - 3 水質(zhì)控制指標(biāo) f 在原有水質(zhì)控制基礎(chǔ)上增加 樣。調(diào)整指標(biāo)13 ． 4 其它改進措施 考核指標(biāo) ：3 ． 4

18、 ． 1 優(yōu)化控制保護渣添加 ，防止過量保護渣因生 p H： 7 ． 09 ． 2產(chǎn)波動泄漏等進入系統(tǒng) 。鈣硬度( 以 C a C O 。 計 ) ： ~ <2 5 0m g ／ L3 ． 4 ． 2 對扇形段 中 0 段 、 1 段等氟化鈣垢沉積嚴(yán)重 總堿度( 以 C a C O計 ) ： ~ <2 5 0m d L區(qū)域的噴嘴等依據(jù)影 響生產(chǎn)情況定期清理更換 ， l2氟離子f F 計 ) ： ≤1 0 0m d L 次／

19、1 5 天。總磷( P O 耐 ) ： 25m d L3 ． 4 - 3 雙方增加對水系統(tǒng)設(shè)備檢查，加強水處理運 懸浮物： ≤3 0m g ／ L行及生產(chǎn)工藝管理。油 ： ≤5m d L3 ． 4 ． 4 共 同不定期對水處理相關(guān)問題 進行 交流協(xié) ( 2 ) 監(jiān)測指標(biāo) 商。C I - ： ~ 5 0 0m d L4 氟化 鈣垢化學(xué)處理技術(shù)前后數(shù)據(jù)對 比 電導(dǎo)翠： ~ <2 0 0 0I x S ／ c m4 ． 1連鑄機結(jié)晶器