水质稳定剂在高炉炉体循环水系统的应用

总第152期.河北冶金Total 1522006年第2期HEBEI METALLURGY2006 , Number 2水质稳定剂在高炉炉体循环水系统的应用马小兵'，马天妍2(1.石家庄钢铁公司工程设备部 ,河北石家庄050031 ;2.石家庄市第八十二中学,河北石家庄050011 )摘要:针对高炉炉体循环水系统的腐蚀与结垢倾向,通过实验找出了水质稳定药剂,实际生产运行结果表明循环水系统结垢附着速度和腐蚀速度大大低于国家标准,对运行水质没有明显影响。关键词:水质稳定剂;高炉;炉体;循环水系统中图分类号: TF066.7文献标识码: B文章编号:1006-5008(2006)02-0033-02.APPLICATION OF WATER QUALITY STABILIZINGAGENT IN WATER CIRCULATION SYSTEM OF B. F. BODYMA Xiao - bing' , MA Tian - yan2( 1. Project Equipment Department , Shijiazhuang Iron and Steel Company , Shijiazhuang , Hebei ,050031 ;2.No. 82 Middle School of Shijjazhuang , Shijiazhuang , Hebei ,050011 )Abstract : The stabilizing agent of water quality especially for the corrosion and incrustation is developed outthrough test for the water circulation system of blast furnace body. It is showed from production that it canmake corroding and incrusting much slower than national standard and not affects water quality.Key Words stabilizing agent of water quality ; blast furnace ; furnace body ; water circulation system高炉的炉体、进风口、热风阀等部位的冷却~ 2C外,没有受到其它污染。水,均采用间接冷却,目的在于保养设备, 保证生.(3)补充水水质。石钢地下水水质分析结果产顺利进行。这些系统的热负荷非常高,容易发生见表1。结垢和腐蚀故障。因此,必须进行水质稳定处理,表1水质分析结果 ( pH=7. 62 )针对这些问题笔者对水质稳定剂在石钢高炉炉体的总硬以Ca2+(以 OH'-/ CO,-/ HCO3-/电导c1 -冷却问题进行了研究。CaCO3计) CaCO3计) ( mmol ( mmol ( mmol率/(us /( mg<( mg/L) /( mg/L) /L) /L/L)1石 钢高炉炉体冷却系统及其工艺272. 7189. 403. 7948028.5( 1 )石钢高炉炉体冷却工艺见图1。高炉]一-回水沟一[泵房]冷却培一 ，2试验内容2.1水质 判断[旁滤器首先对高炉冷却水进行水质判断,即对冷却水吸水井的腐蚀与结垢倾向作出判断。本研究采用Ryznar缓蚀剂阻垢剂]杀菌剂新水}指数，定义如下:图1高炉炉体冷 却系统工艺流程简图RSI=2pHs-pHact(2)主要工艺参数。系统保有水量1200m3式中:pHs--冷却水饱和pH值;循环水量2100 m'/h ,补充水量100 m'/h ,旁滤水中国煤化工时实际pH值。量150 m3/h,供水温度32C ,回水温度33 ~46C,MHCNM H GRyznar指数为8.20 ,系统材质为碳钢。系统补水采用高炉风机房冷却排Ryznar指数值在7.5 ~9.0之间为严重腐蚀型水质。水。风机房补水为石钢地下水,出水除温度升高1同时,从表1可以看出,本水质硬度较大,系统中收稿日期: 2005-12-1233总第152期HEBEI YEJIN换热面温度高,冷却水中碳酸钙、硫酸钙等微溶物的形成过程中发生干扰,使结晶不能按正常晶格排质的溶解度一般随 温度升高而减小。随着循环率的列生长,发生晶格扭曲,形成软垢,容易被流水提高,水中盐类在冷却塔中蒸发浓缩至饱和。以上冲走。YJ-303属于多元醇磷酸酯类的复合型水质原因会造成在换热器表面析出晶粒,聚积成为密实稳药剂,缓蚀性能优异。它能在金属表面进行化学的垢层,导致水中溶解氧不易扩散到污垢下方,所吸附,其所带的烷基覆盖在金属表面上,形成一-种以污垢下面与含氧接近饱和的多数区域在氧的浓度化学吸附膜,从而阻止水中的溶解氧向金属表面扩差、溶解氧浓度高的地方, 发生如下反应:散,使金属表面得到保护。这两种药剂配伍性能好,协同效应显著,配合使用方便并且效果好。，O, +H2O+2e-一→20H-3生产运行调试此处为电池阴极,发生还原反应,金属不易被3.1系统清洗腐蚀。垢下缺氧区,则发生如下反应:欲使药剂在金属表面形成完整的保护膜,必须Fe--→Fe2+ + 2e有一个清洁的金属表面。因此首先对系统进行清该处失去电子,发生氧化反应为阳极,所以发洗,清洗剂采用YJ-102,加入量100mg/L。循生垢下腐蚀,严重的会导致管道穿孔影响生产。环24h后,迅速排水并补充新水,至pH值6 ~72.2药剂选择时,迅速转入预膜处理。本实验中采用了YJ- 102、YJ -201、YJ -3.2预膜处理303、YJ-501、YJ-402、HW-II六种药剂进行本试验采用的复合药剂,正常加入量很低，日试验,选出YJ-303与YJ-102复配作为该冷却常操作下难以在活泼的金属表面生成-层完整的保水的水质稳实药剂。其阴垢、缓蚀效果分别见表2护膜,只能在已形成的防腐膜上起维护和修补缺陷~3,表4为浓缩倍数K等于2.4时的挂片试验结的作用。所以,在正常加药前,首先对冷却水系统果,可见这种配方的缓蚀阴垢性能较好。进行预膜处理,使整个冷却水系统形成完全保护,表2药 剂阻垢性能试验结果预膜浓度100 mg /L,预膜时间48h,前24h保证药剂加药试验 试验原水总硬试验后总硬阻垢浓度100mg/L,然后补充新水使药剂浓度逐渐降浓度/时间温度(以CaCO3(以CaCO3名称( mg/L) /h/C计)( mg/L)计)( mgL)率/%低,降至实验室浓度后开始正常加药。表5为预膜50312216.3后期系统总磷浓度变化数据,表6为正常加药后系YJ- 102307.795. 5统挂片结果,表7为运行半年后日常水质监测数据YJ- 303307. 795.5(抽取3组),结果表明生产运行基本正常。表3挂片试验结果表5预膜后期系统总磷浓度(间隔时间2h)挂片投药量/ 试验时结垢附着速度 腐 蚀速度序号总磷/ ( mg/L)材质( mg: L)间/h ( mg/em2/月)/( mm/年)19.23.8A3 .0723. 360.737.93. 0YJ-102 A330.140. 0266.12. 7YJ-303 A0.0265.292. 3国家标准A31:0.1254.4表4 K=2. 4时试验结果表6现场挂片结果药剂挂片 投药量/试验结垢附腐蚀缓蚀 阻垢挂片地点挂片材质挂片时间结垢附着速度 腐蚀速度、时间着速度/速度/率/ 率/材质(mg: L) ./h (m/cm/月Xmn/年) % %冷却塔后A3/d( mg/cm2/月) /( mm/年)70. 06163. 30. 363300. 033.1.250.001 99.7 98国家标准5_0. 125YJ-303 A3表7运行水质分析YJ- 102是一种聚羧酸型阻垢剂,其特点是耐总硬/钙硬以CO3- HCO3~ C-电导总磷高温,不易分解,在高硬、高碱、高pH值条件下(mg/中国煤化工(mgpH/(IIs/(mg/cm) /L)阻垢作用明显。这类阻垢剂在水溶液中可以离解成319.YHC NM HG 42.8 8.52 0.65 2.7负离子，与碳酸钙等微晶体吸附,使它们带上相同299.6 213. 20. 463.54 38.8 8.56 0.62 3.0.453.76 39.3 8.55 0.66 2.的电荷,产生静电斥力,阻碍微晶体生长。除此之(下转第39页)外,羧基对金属离子具有螯合能力,在无机垢晶体34河北冶金.2006年第2期4效果分析加,这导致平衡缸活塞杆在伸出及缩回时平衡力的(1)方便了换辊操作。改进后的回路具有力变化。平衡力的波动对提高产品的质量不利,改进控制及位置控制两种工作状态可供选择,回路简单后的回路具有平衡力稳定的特点。实用,换辊方便。(5)节能效果显著。原回路由原来的系统压(2)提高了系统的响应速度。由于采用了差力油经减压后供给轧辊平衡回路使用,在减压阀处动控制技术,在系统流量相同的情况下改进后的回存在-个能量损失;而当平衡缸的活塞杆在轧机压路比原回路具有更高的响应速度。下系统的作用下缩回时,平衡缸无杆腔的液压油经(3)易于使用与维护。在原回路中为了使系溢流阀2流回油箱,这部分能量主要变为热量而白统正常工作,溢流阀的设定压力必须略高于减压阀白损失掉了。的设定压力。这一点对于液压专业的技术人员来说改进后的回路中,当平衡缸的活塞杆在轧机压不会有任何难度,但对现场的操作人员而言,难度下系统的作用下缩回时, 平衡缸无杆腔排出的多余往往不小。如果溢流阀调整不合理(甚至完全关液压油可以回送到蓄能器中储存起来,避免了原回闭)其后果将十分严重,这种情况在轧机的使用路中溢流阀及减压阀处的能量损失。现场偶有发生;改进后的回路取消了减压阀及溢流5结语阀,因而不存在上述问题。采用液压差动回路控制的轧辊平衡装置方便了(4)平衡力更加稳定。原回路因溢流阀的设换辊操作, 具有平衡力稳定、节能高效等特点。该定压力略高于减压阀的设定压力,当平衡缸的活塞.回路不但适用于轧辊平衡系统,还适用于其它的需杆在轧机压下系统的作用下回退时,平衡力略有增要对力控制及位置控制进行切换的场合。(上接第32页)(1)由于炼铁厂氧气不足,4#高炉富氧处在(2)强化工长管理。4#高炉- 直都很重视工长时有时无、时多时少的状态,不利于炉况稳定顺行的管理及作用,每月月初定期召开工长会,总结上和强化。月生产的得与失,讨论目前炉况,统一思想,拟订(2)喷煤能力不足,限制了煤比的进-步提下一步的操作方针;充分利用好每天的交接班会,高和节焦降耗。分析当前炉况,制定具体的操作意见,发现问题及表24#高炉平 均指标与上-代炉役最好指标比较时解决，大大减少了人为造成的炉况波动。时间产量利用系尔焦比/煤比/焦丁热风温[si]4取得的经济效益7数(V< kg/t)(kg/t)/(kg/t) 度/C /%m3.d)4#高炉自2005年3月新一代炉役开炉以来,1999年1906.6 2. 118 413 129.3 10. 51046 0. 60针对实际情况,通过摸索、创新、认真实施各项措2000年1929.6 2. 144 373 144.1 15.8 1062 0. 52.2005年施,顺利开炉,快速达产，稳步强化;以人为本，2-8月_2312.7 2. 57050 138.5 31.01098 0. 39积极挖潜;通过狠抓精料,优化上下部调剂,稳定(3)应进一步改善炮泥质量,开发出适合单操作,实施低硅冶炼及单场双铁口轮流出铁的成功场双铁口轮流出铁的炮泥,充分利用单场双铁口的运用,保持了炉况的长期稳定顺行,创出了一条适炉前优势,降低炉前操作人员的劳动强度。宜4#高炉条件的、以低消耗获得高效益的强化冶(4)虽然4#高炉仅开炉8个月,但由于冶强.炼的路子,不但实现了高产优产,而且达到了稳定不断提高,炉腹双层冷却壁已有6块内层坏，同时长寿的目的,取得了可观的经济效益(表2 )。炉缸中心比较活跃,紧邻炉底水冷管上方的炉底中存在的问题心温度已上升到138C ,应进-步改进操作。(上接第34页)4结语定效果坡邛行市场价故每吨水的处理费为 1. 2中国煤化工对于硬度在250~500mg/L(以CaCO,计)的分(E廉。要进一步降低处高炉炉体循环冷却水,采用YJ-303与YJ102复合JHCNMH G理费，必从是阳年小小儿的补水方式,减少补水配方,在加药量浓度较低时即可达到良好的水质稳量,提高浓缩倍数,使水质将进一 步提高。39