热轧浊环水系统水质稳定技术探讨与改进

陈小青

摘 要：通过对热轧泵站浊环水系统工艺、设备配置、运行状况、存在的问题以及产生问题的原因等进行现场调研和分析，并结合系统水质情况，分别进行了破乳、絮凝沉降速率、缓蚀阻垢率以及絮凝剂与阻垢剂的兼容性等一系列的实验。对系统存在的问题及原因进行了科学的分析，通过优化水质稳定剂配置方案，解决了系统腐蚀严重、结垢等问题。

关键词：水质稳定；絮凝；腐蚀；结垢

中图分类号：TF089 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0003-02

1 前言

某热轧浊环水系统投运于2009年10月，该系统主要用于冷却轧机轨道、轴承、板坯等。受轧制钢材品种的不同，对水质要求也不同，2016年6月，由于产品结垢调整，对供水水质的需求也进一步提升，包括浊度、硬度、悬浮物、腐蚀率等，原有的系统水质稳定方案就无法满足现有生产的需求，为此，我们进行了科学的分析，通过系列试验，调整水质稳定方案，满足生产需求。

2 热轧浊环系统工艺流程概述

热轧浊环工艺流程如图1。

3 热轧浊环系统存在的问题及分析

（1）由于平流池没有刮泥装置，不能及时清理池底沉积的污泥，这样，导致池底的污泥沉积层升高，相应减小了平流池的有效空间，缩短了浊环水在平流池絮凝沉降的时间，使大量的污物随水流进入到高速过滤器中，加大了过滤器的压力，也增加了反洗的频次，影响到过滤效果和过滤器滤料的使用寿命。另外，平流池的除油装置工作不正常，大量油污漂浮在平流池的表面，也降低了浊环水沉降的效果。（2）通过对水质化验数据的变化分析，发现使用的阻垢剂配方设计不合理，没有针对系统水质的变化进行及时调整，同时，与破乳、絮凝、助凝等药剂兼容性不好，从而影响到絮凝沉降效果。具体表现在浊环循环水中阻垢剂含量与浊度呈正比例上升，因此，为了保证水质浊度达标，被迫停用缓蚀阻垢剂，在系统水质总硬度超标的情况下，不投加缓蚀阻垢剂，会增加系统结垢的风险，给热轧正常生产带来不利影响。（3）由于补水不足，热轧浊环水一直处在高硬度状态下运行，总硬度（以CaCO3计）长期在600mg/L以上。这样长期水质超标运行，会造成系统中热负荷存在的部位（如喷嘴处）结垢和堵塞，從而影响正常生产。

4 解决问题方案

了解问题、分析原因是解决问题的前提，采取措施解决问题才是关键。因此，针对热轧浊环水系统存在的问题，我们进行了认真仔细的分析，查找原因，制定措施，同时结合现场的客观条件，对现有的药剂和新的药剂进行了对比实验。同时对系统设备进行技术改进。

（1）针对平流池沉没有刮泥装置的缺陷，增设移动式污泥泵，定期进行平流池污泥的抽排，降低污泥沉积层高度，以提高平流池絮凝沉降效果；（2）恢复除油机的正常工作，及时清除平流池水面的油污；（3）在对高速过滤器进行常规反洗时，添加过滤器专用的高效清洗剂，以提高反洗效果，延长过滤器滤料的使用寿命；（4）针对热轧浊环水的特点，调整水质稳定剂配方，对在同一系统中使用的药剂（包括缓释阻垢剂、破乳混凝剂、高分子絮凝剂等）相互之间有很好的兼容性，解决药剂含量与浊度同步升高的问题。（5）在运行过程中，采用3D技术，根据系统水质的变化，及时调整、优化药剂的投加位置、投加比例和投加量，使之达到最佳效果，保证浊环水水质达标。

5 药剂性能及兼容性试验

5.1 阻垢试验

5.1.1 试验仪器及药品

（1）恒温水浴锅；（2）烧杯，1000ml；（3）H2SO4标准溶液，（1/2 H2SO4）0.1mol/L；（4）EDTA标准溶液，0.05mol/L。

5.1.2 试验条件

（1）试验温度：70±1℃；（2）试验水样：热轧浊环高速过滤器出水；（3）试验药剂：HZ--A、HZ--B、HZ--C。

5.1.3 试验方法

试验采用碳酸钙静态沉淀法，将不同加药浓度的水样置于恒温（70±1℃）水浴锅中敞口蒸发浓缩到一定的倍率（浓缩倍率采用浓缩前后的水样体积比），测定钙离子浓度后按下式计算其阻垢率。

阻垢率（%）=（C-B）/（A-B）×100%

A-浓缩前水样中Ca2+浓度×浓缩倍率，（mg/L）

B-浓缩试验后药剂空白水样中Ca2+浓度，（mg/L）

C-浓缩试验后加药水样中Ca2+浓度（mg/L）

5.1.4 试验数据结果（如表1）

5.1.5 试验数据分析

HZ-A、HZ-B、HZ-C均表现出良好的阻碳酸钙垢能力；相同投加浓度条件下HZ-B效果最佳，投加浓度50mg/L时，阻碳酸钙垢率达到98.21%。

5.2 破乳絮凝试验

5.2.1 试验仪器及药品

（1）浊度计；（2）烧杯，500ml；（3）玻璃棒。

5.2.2 试验条件

（1）试验水样：热轧用户冲渣沟回水；（2）试验方案：除油剂+絮凝剂；（3）试验药剂：

除油剂CY-A、CY-B、CY-C

絮凝剂XN-A、XN-B、XN-C、XN-D

5.2.3 试验方法

参照GB/T16881-1997《水的混凝、絮凝杯罐试验方法》试验要求，破乳絮凝试验采用除油剂+絮凝剂的方案，通过絮凝沉降表观状态和测定上层清液的浊度（沉淀15min）来衡量各种絮凝沉降方案的优劣。

5.2.4 试验数据结果（如表2、表3）

5.2.5 试验数据分析

CY-A+XN-B方案絮凝沉降效果最好，且性价比高。试验的各种混凝剂+絮凝剂的处理方案效果均优于同等浓度条件下现场正在使用的药剂处理效果。

5.3 投加阻垢剂对絮凝沉降浊度影响验证试验

5.3.1 试验方法

絮凝沉降方案采用筛选出的CY-A（2.5ppm）+XN-B（0.3ppm）方案，阻垢缓蚀剂采用筛选出的HZ-B。验证投加阻垢缓蚀剂HZ-B对絮凝沉降后上层清液的浊度的影响。

5.3.2 试验数据结果（如表4）

5.3.3 试验数据分析

正常投加阻垢缓蚀剂HZ-B 50mg/L对CY-A（2.5ppm）+XN-B（0.3ppm）方案的絮凝沉降试验没有影响，不会改变上层清液的浊度，药剂之间有良好的兼容性。

6 结语

针对现场循环水水质，经过对水质稳定药剂性能及相互之间兼容性试验，通过合理调整水质稳定剂配方，同时对系统工艺及设备存在的问题进行优化改进，解决了由于循环水水质制约生产的难题，满足了生产需求。

参考文献

[1]王笏曹.钢铁工业给排水设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2002.