水質(zhì)穩定劑在高爐爐體循環(huán)水系統的應用

總第152期.河北冶金Total 1522006年第2期HEBEI METALLURGY2006 , Number 2水質(zhì)穩定劑在高爐爐體循環(huán)水系統的應用馬小兵'，馬天妍2(1.石家莊鋼鐵公司工程設備部 ,河北石家莊050031 ;2.石家莊市第八十二中學(xué),河北石家莊050011 )摘要:針對高爐爐體循環(huán)水系統的腐蝕與結垢傾向,通過(guò)實(shí)驗找出了水質(zhì)穩定藥劑,實(shí)際生產(chǎn)運行結果表明循環(huán)水系統結垢附著(zhù)速度和腐蝕速度大大低于國家標準,對運行水質(zhì)沒(méi)有明顯影響。關(guān)鍵詞:水質(zhì)穩定劑;高爐;爐體;循環(huán)水系統中圖分類(lèi)號: TF066.7文獻標識碼: B文章編號: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高爐的爐體、進(jìn)風(fēng)口、熱風(fēng)閥等部位的冷卻~ 2C外,沒(méi)有受到其它污染。水,均采用間接冷卻,目的在于保養設備, 保證生.(3)補充水水質(zhì)。石鋼地下水水質(zhì)分析結果產(chǎn)順利進(jìn)行。這些系統的熱負荷非常高,容易發(fā)生見(jiàn)表1。結垢和腐蝕故障。因此,必須進(jìn)行水質(zhì)穩定處理,表1水質(zhì)分析結果 ( pH=7. 62 )針對這些問(wèn)題筆者對水質(zhì)穩定劑在石鋼高爐爐體的總硬以Ca2+(以 OH'-/ CO,-/ HCO3-/電導c1 -冷卻問(wèn)題進(jìn)行了研究。CaCO3計) CaCO3計) ( mmol ( mmol ( mmol率/(us /( mg<( mg/L) /( mg/L) /L) /L/L)1石 鋼高爐爐體冷卻系統及其工藝272. 7189. 403. 7948028.5( 1 )石鋼高爐爐體冷卻工藝見(jiàn)圖1。高爐]一-回水溝一[泵房]冷卻培一 ，2試驗內容2.1水質(zhì) 判斷[旁濾器首先對高爐冷卻水進(jìn)行水質(zhì)判斷,即對冷卻水吸水井的腐蝕與結垢傾向作出判斷。本研究采用Ryznar緩蝕劑阻垢劑]殺菌劑新水}指數，定義如下:圖1高爐爐體冷 卻系統工藝流程簡(jiǎn)圖RSI=2pHs-pHact(2)主要工藝參數。系統保有水量1200m3式中:pHs--冷卻水飽和pH值;循環(huán)水量2100 m'/h ,補充水量100 m'/h ,旁濾水中國煤化工時(shí)實(shí)際pH值。量150 m3/h,供水溫度32C ,回水溫度33 ~46C,MHCNM H GRyznar指數為8.20 ,系統材質(zhì)為碳鋼。系統補水采用高爐風(fēng)機房冷卻排Ryznar指數值在7.5 ~9.0之間為嚴重腐蝕型水質(zhì)。水。風(fēng)機房補水為石鋼地下水,出水除溫度升高1同時(shí),從表1可以看出,本水質(zhì)硬度較大,系統中收稿日期: 2005-12-1233總第152期HEBEI YEJIN換熱面溫度高,冷卻水中碳酸鈣、硫酸鈣等微溶物的形成過(guò)程中發(fā)生干擾,使結晶不能按正常晶格排質(zhì)的溶解度一般隨 溫度升高而減小。隨著(zhù)循環(huán)率的列生長(cháng),發(fā)生晶格扭曲,形成軟垢,容易被流水提高,水中鹽類(lèi)在冷卻塔中蒸發(fā)濃縮至飽和。以上沖走。YJ-303屬于多元醇磷酸酯類(lèi)的復合型水質(zhì)原因會(huì )造成在換熱器表面析出晶粒,聚積成為密實(shí)穩藥劑,緩蝕性能優(yōu)異。它能在金屬表面進(jìn)行化學(xué)的垢層,導致水中溶解氧不易擴散到污垢下方,所吸附,其所帶的烷基覆蓋在金屬表面上,形成一-種以污垢下面與含氧接近飽和的多數區域在氧的濃度化學(xué)吸附膜,從而阻止水中的溶解氧向金屬表面擴差、溶解氧濃度高的地方, 發(fā)生如下反應:散,使金屬表面得到保護。這兩種藥劑配伍性能好,協(xié)同效應顯著(zhù),配合使用方便并且效果好。，O, +H2O+2e-一→20H-3生產(chǎn)運行調試此處為電池陰極,發(fā)生還原反應,金屬不易被3.1系統清洗腐蝕。垢下缺氧區,則發(fā)生如下反應:欲使藥劑在金屬表面形成完整的保護膜,必須Fe--→Fe2+ + 2e有一個(gè)清潔的金屬表面。因此首先對系統進(jìn)行清該處失去電子,發(fā)生氧化反應為陽(yáng)極,所以發(fā)洗,清洗劑采用YJ-102,加入量100mg/L。循生垢下腐蝕,嚴重的會(huì )導致管道穿孔影響生產(chǎn)。環(huán)24h后,迅速排水并補充新水,至pH值6 ~72.2藥劑選擇時(shí),迅速轉入預膜處理。本實(shí)驗中采用了YJ- 102、YJ -201、YJ -3.2預膜處理303、YJ-501、YJ-402、HW-II六種藥劑進(jìn)行本試驗采用的復合藥劑,正常加入量很低，日試驗,選出YJ-303與YJ-102復配作為該冷卻常操作下難以在活潑的金屬表面生成-層完整的保水的水質(zhì)穩實(shí)藥劑。其陰垢、緩蝕效果分別見(jiàn)表2護膜,只能在已形成的防腐膜上起維護和修補缺陷~3,表4為濃縮倍數K等于2.4時(shí)的掛片試驗結的作用。所以,在正常加藥前,首先對冷卻水系統果,可見(jiàn)這種配方的緩蝕陰垢性能較好。進(jìn)行預膜處理,使整個(gè)冷卻水系統形成完全保護,表2藥 劑阻垢性能試驗結果預膜濃度100 mg /L,預膜時(shí)間48h,前24h保證藥劑加藥試驗 試驗原水總硬試驗后總硬阻垢濃度100mg/L,然后補充新水使藥劑濃度逐漸降濃度/時(shí)間溫度(以CaCO3(以CaCO3名稱(chēng)( mg/L) /h/C計)( mg/L)計)( mgL)率/%低,降至實(shí)驗室濃度后開(kāi)始正常加藥。表5為預膜50312216.3后期系統總磷濃度變化數據,表6為正常加藥后系YJ- 102307.795. 5統掛片結果,表7為運行半年后日常水質(zhì)監測數據YJ- 303307. 795.5(抽取3組),結果表明生產(chǎn)運行基本正常。表3掛片試驗結果表5預膜后期系統總磷濃度(間隔時(shí)間2h)掛片投藥量/ 試驗時(shí)結垢附著(zhù)速度 腐 蝕速度序號總磷/ ( mg/L)材質(zhì)( mg: L)間/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國家標準A31:0.1254.4表4 K=2. 4時(shí)試驗結果表6現場(chǎng)掛片結果藥劑掛片 投藥量/試驗結垢附腐蝕緩蝕 阻垢掛片地點(diǎn)掛片材質(zhì)掛片時(shí)間結垢附著(zhù)速度 腐蝕速度、時(shí)間著(zhù)速度/速度/率/ 率/材質(zhì)(mg: L) ./h (m/cm/月Xmn/年) % %冷卻塔后A3/d( mg/cm2/月) /( mm/年)70. 06163. 30. 363300. 033.1.250.001 99.7 98國家標準5_0. 125YJ-303 A3表7運行水質(zhì)分析YJ- 102是一種聚羧酸型阻垢劑,其特點(diǎn)是耐總硬/鈣硬以CO3- HCO3~ C-電導總磷高溫,不易分解,在高硬、高堿、高pH值條件下(mg/中國煤化工(mgpH/(IIs/(mg/cm) /L)阻垢作用明顯。這類(lèi)阻垢劑在水溶液中可以離解成319.YHC NM HG 42.8 8.52 0.65 2.7負離子，與碳酸鈣等微晶體吸附,使它們帶上相同299.6 213. 20. 463.54 38.8 8.56 0.62 3.0.453.76 39.3 8.55 0.66 2.的電荷,產(chǎn)生靜電斥力,阻礙微晶體生長(cháng)。除此之(下轉第39頁(yè))外,羧基對金屬離子具有螯合能力,在無(wú)機垢晶體34河北冶金.2006年第2期4效果分析加,這導致平衡缸活塞桿在伸出及縮回時(shí)平衡力的(1)方便了換輥操作。改進(jìn)后的回路具有力變化。平衡力的波動(dòng)對提高產(chǎn)品的質(zhì)量不利,改進(jìn)控制及位置控制兩種工作狀態(tài)可供選擇,回路簡(jiǎn)單后的回路具有平衡力穩定的特點(diǎn)。實(shí)用,換輥方便。(5)節能效果顯著(zhù)。原回路由原來(lái)的系統壓(2)提高了系統的響應速度。由于采用了差力油經(jīng)減壓后供給軋輥平衡回路使用,在減壓閥處動(dòng)控制技術(shù),在系統流量相同的情況下改進(jìn)后的回存在-個(gè)能量損失;而當平衡缸的活塞桿在軋機壓路比原回路具有更高的響應速度。下系統的作用下縮回時(shí),平衡缸無(wú)桿腔的液壓油經(jīng)(3)易于使用與維護。在原回路中為了使系溢流閥2流回油箱,這部分能量主要變?yōu)闊崃慷捉y正常工作,溢流閥的設定壓力必須略高于減壓閥白損失掉了。的設定壓力。這一點(diǎn)對于液壓專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)改進(jìn)后的回路中,當平衡缸的活塞桿在軋機壓不會(huì )有任何難度,但對現場(chǎng)的操作人員而言,難度下系統的作用下縮回時(shí), 平衡缸無(wú)桿腔排出的多余往往不小。如果溢流閥調整不合理(甚至完全關(guān)液壓油可以回送到蓄能器中儲存起來(lái),避免了原回閉)其后果將十分嚴重,這種情況在軋機的使用路中溢流閥及減壓閥處的能量損失?，F場(chǎng)偶有發(fā)生;改進(jìn)后的回路取消了減壓閥及溢流5結語(yǔ)閥,因而不存在上述問(wèn)題。采用液壓差動(dòng)回路控制的軋輥平衡裝置方便了(4)平衡力更加穩定。原回路因溢流閥的設換輥操作, 具有平衡力穩定、節能高效等特點(diǎn)。該定壓力略高于減壓閥的設定壓力,當平衡缸的活塞.回路不但適用于軋輥平衡系統,還適用于其它的需桿在軋機壓下系統的作用下回退時(shí),平衡力略有增要對力控制及位置控制進(jìn)行切換的場(chǎng)合。(上接第32頁(yè))(1)由于煉鐵廠(chǎng)氧氣不足,4#高爐富氧處在(2)強化工長(cháng)管理。4#高爐- 直都很重視工長(cháng)時(shí)有時(shí)無(wú)、時(shí)多時(shí)少的狀態(tài),不利于爐況穩定順行的管理及作用,每月月初定期召開(kāi)工長(cháng)會(huì ),總結上和強化。月生產(chǎn)的得與失,討論目前爐況,統一思想,擬訂(2)噴煤能力不足,限制了煤比的進(jìn)-步提下一步的操作方針;充分利用好每天的交接班會(huì ),高和節焦降耗。分析當前爐況,制定具體的操作意見(jiàn),發(fā)現問(wèn)題及表24#高爐平 均指標與上-代爐役最好指標比較時(shí)解決，大大減少了人為造成的爐況波動(dòng)。時(shí)間產(chǎn)量利用系爾焦比/煤比/焦丁熱風(fēng)溫[si]4取得的經(jīng)濟效益7數(V< kg/t)(kg/t)/(kg/t) 度/C /%m3.d)4#高爐自2005年3月新一代爐役開(kāi)爐以來(lái),1999年1906.6 2. 118 413 129.3 10. 51046 0. 60針對實(shí)際情況,通過(guò)摸索、創(chuàng )新、認真實(shí)施各項措2000年1929.6 2. 144 373 144.1 15.8 1062 0. 52.2005年施,順利開(kāi)爐,快速達產(chǎn)，穩步強化;以人為本，2-8月_2312.7 2. 57050 138.5 31.01098 0. 39積極挖潛;通過(guò)狠抓精料,優(yōu)化上下部調劑,穩定(3)應進(jìn)一步改善炮泥質(zhì)量,開(kāi)發(fā)出適合單操作,實(shí)施低硅冶煉及單場(chǎng)雙鐵口輪流出鐵的成功場(chǎng)雙鐵口輪流出鐵的炮泥,充分利用單場(chǎng)雙鐵口的運用,保持了爐況的長(cháng)期穩定順行,創(chuàng )出了一條適爐前優(yōu)勢,降低爐前操作人員的勞動(dòng)強度。宜4#高爐條件的、以低消耗獲得高效益的強化冶(4)雖然4#高爐僅開(kāi)爐8個(gè)月,但由于冶強.煉的路子,不但實(shí)現了高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn),而且達到了穩定不斷提高,爐腹雙層冷卻壁已有6塊內層壞，同時(shí)長(cháng)壽的目的,取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益(表2 )。爐缸中心比較活躍,緊鄰爐底水冷管上方的爐底中存在的問(wèn)題心溫度已上升到138C ,應進(jìn)-步改進(jìn)操作。(上接第34頁(yè))4結語(yǔ)定效果坡邛行市場(chǎng)價(jià)故每噸水的處理費為 1. 2中國煤化工對于硬度在250~500mg/L(以CaCO,計)的分(E廉。要進(jìn)一步降低處高爐爐體循環(huán)冷卻水,采用YJ-303與YJ102復合JHCNMH G理費，必從是陽(yáng)年小小兒的補水方式,減少補水配方,在加藥量濃度較低時(shí)即可達到良好的水質(zhì)穩量,提高濃縮倍數,使水質(zhì)將進(jìn)一 步提高。39