連鑄凈循環(huán)水系統不停車(chē)化學(xué)清洗和預膜的應用研究

第25卷第12期腐蝕與防護Vol.25 No. 12 .2004年12月CORROSION &. PROTECTIONDecember 2004連鑄凈循環(huán)水系統不停車(chē)化學(xué)清洗和預膜的應用研究陳志華'，葛老偉^(1. 寶鋼集團上海梅山煉鋼廠(chǎng),南京210039; 2. 上海久安水質(zhì)穩定劑廠(chǎng),上海201901)摘要: 介紹了寶鋼集團上海梅山煉鋼廠(chǎng)-連鑄凈循環(huán)水系統在正常運行狀態(tài)下,采用JA系列水質(zhì)穩定劑進(jìn)行不停車(chē)清洗和預膜的方案及實(shí)施效果。由于采用了有效的清洗預膜藥劑和科學(xué)方案,使清洗和預膜過(guò)程安全可靠、操作和管理簡(jiǎn)便，取得了比較理想的效果。關(guān)鍵詞:連鑄凈循環(huán)水系統;化學(xué)清洗;預膜中圖分類(lèi)號: TQ085文獻標識碼: B文章編號: 1005-748X( 2004)12-0535-03THE ON-STREAM CHEMICAL CLEANING AND PREFILMING IN A CLEANRECIRCULATING COOLING WATER SYSTEM FOR CONTINUOUS CASTINGCHEN Zhi-hua' , GE Lao-wei?(1. Baosteel Group Shanghai Meishan Steel Plant, Nanjing 210039 ;2. Shanghai Jiuan Water Treatment Chemicals Factory, Shanghai 201901)Abstract: The program and results of the on-stream chemiceal cleaning and prefilming in a clean recirculatingcooling water system for continuous casting in Baosteel Group Shanghai Meishan Steel Plant are reported. By usingeffective chemicals and a scientific program, the cleaning and prefilming process became safer and more reliable, theoperation and management got simpler, and the cost was reduced.Key words: Chemical cleaning; Prefilming; Recirculating cooling water system寶鋼集團上海梅山煉鋼廠(chǎng)一號連鑄機2003年確保生產(chǎn)安全、穩定、連續、滿(mǎn)負荷運行，提高設備的連鑄鋼坯生產(chǎn)量為173X 10*t/a,與之相配套的凈循使用周期和壽命,減少非計劃停車(chē)時(shí)間和檢修時(shí)間。環(huán)水處理裝置于1999年4月建成投入使用。設計-連鑄凈循環(huán)水系統已運行5年,盡管投加了循環(huán)水量2650m3/h,系統保有水量1600m*,濃縮倍阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻劑進(jìn)行日常水質(zhì)穩定處理,但數2~3,設備及管道材質(zhì)有碳鋼、銅、不銹鋼，循環(huán)由于長(cháng)期運行,系統中水垢、銹垢、生物粘泥等沉積水水質(zhì)(2003年8月平均值)見(jiàn)表1。物積累,定期清洗和預膜非常必要。采用停車(chē)冷態(tài)該系統循環(huán)水是由板式換熱器冷媒水、連鑄機清洗預膜,雖然清洗費用低,但必須停產(chǎn)-周以上，扇形段上下輥子內冷水、液壓系統油冷卻水、空調冷而采用不停車(chē)熱態(tài)清洗和預膜,清洗費用較高,但具卻水等組成,其主要功能是通過(guò)水循環(huán)冷卻使連鑄有不影響生產(chǎn)又能恢復設備出力的優(yōu)點(diǎn)。-連鑄凈機結晶器軟水、連鑄機扇形段上下輥子、空調等設備循環(huán)水系統的設備、裝置狀況及現場(chǎng)條件,適合不停和液壓系統油的溫度維持在工藝要求的范圍內,以車(chē)清洗預膜,方案的制定至關(guān)重要。.表1循環(huán)水水質(zhì)H甲基橙堿度(以CaCO3計)濁 度總硬度(以CaCO3計)中國煤化工總磷(以P0:-計)mg/LTYHCN MH G_8.4192. 985.41129. 4220.' 430. 15269 .4.02收稿日期:2004-07-16;修訂日期:2004-09-28陳志華等:連鑄凈循環(huán)水系統不停車(chē)化學(xué)清洗和預膜的應用研究和緩蝕劑。藥劑中的NH, H2CH;O,能使鐵的氧1不停車(chē)清洗預膜方案的確定化物(腐蝕產(chǎn)物)以絡(luò )合方式溶解,避免了成片剝落。1.1垢樣的分析(4) JA-204 預膜劑的主要成分是聚磷酸鹽、鋅清洗前的2003年8月底,在連鑄機扇形段三個(gè)鹽、添加劑,是-種陰極型緩蝕劑,適用于所有磷系輥子內取得垢樣,垢樣分析(質(zhì)量分數)見(jiàn)表2?？梢耘浞剿幚碇凶黝A膜劑,它具有成膜速度快、保護膜看出:垢樣主要成份是Fe2O3和生物粘泥。均勻致密、補膜效果好等特點(diǎn)。原理是JA-204預膜表2垢樣分析結果(%)劑能與水中二價(jià)金屬離子(如Ca2+、Mg2+等)螯合在金屬表面生成一層薄而致密的防護保護膜，由于550C灼燒后950C灼燒后 酸不Fe203 CaO P2O3 MgO的失重溶物Zn2+在陰極表面快速沉積增強了保護膜的強度及31. 513.172.08 50.17 6.19 4.20 1.06成膜的速度。(5)JA-225阻垢分散劑是丙烯酸和丙烯酸酯1.2化學(xué)清洗和預膜的方案根據垢樣分析結果及工況特點(diǎn),確定不停車(chē)化的多元共聚物，它能有效地抑制碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣的形成和沉積,特別對磷系預膜劑在熱態(tài)預膜學(xué)清洗預膜的技術(shù)方案為:微生物粘泥剝離- > 清洗劑消垢除銹>-次置換過(guò)程中防止磷酸鈣垢的析出,對確保膜均勻、致密有特效。水- >預膜→二次置換水- >正常運行。清洗預膜方案的主要特點(diǎn)有兩個(gè):一是本方案2.2方案的實(shí)施、監控與效果上海久安水質(zhì)穩定劑廠(chǎng)在經(jīng)過(guò)與梅山煉鋼廠(chǎng)共不使用硫酸、鹽酸、硝酸等無(wú)機強酸,而是使用JA同研究、評審和確認后,形成了梅山煉鋼廠(chǎng)一連鑄凈系列清洗劑，使系統中設備、管道內的水垢和銹垢以循環(huán)水系統不停車(chē)化學(xué)清洗預膜施工方案,雙方于離子態(tài)和絡(luò )合態(tài)進(jìn)入水中,使水垢和銹垢逐步松散、2003年10月23日~10月29日共同完成了該方案分層后逐步溶解,不會(huì )產(chǎn)生大塊崩解脫落,因而對通的實(shí)施。具體實(shí)施的情況如下:水管徑較小的板式換熱器不會(huì )造成阻塞。二是本方2.2.1微生物粘泥剝離工序實(shí)施的情況案采用成膜速度快的預膜劑?？紤]到連鑄機的高熱負荷、不停車(chē)運行的現狀以及成膜的均勻性,預膜時(shí)投藥前取循環(huán)水樣，測得pH7.39,濁度8. 31mg/L,Ca2+ 36. 91mg/L,總鐵0. 88mg/L。10還投加了高效的阻垢分散劑。月23日13:00開(kāi)始向集水池中投加JA-103消泡劑2不停車(chē)清洗和預膜方案的實(shí)施和JA-102粘泥剝離劑,每隔4h取水樣測pH、濁2.1清洗預膜藥劑及其作用原理度，微生物粘泥剝離時(shí)間為24h,分次分批共投加(1) JA-102粘泥剝離劑主要成分是十四烷基JA-103 消泡劑150mg/L, JA-102粘泥剝離劑二甲基芐基氯化銨、滲透劑和分散劑。JA-102具有1250mg/L,pH維持在7. 42~8.0,濁度最高升到很強的殺菌、滲透、剝離能力,能有效地將沉積在設43.26mg/L。備、管道內的細菌和藻類(lèi)殺滅,將粘泥及較松軟的垢圖1是微生物粘泥剝離過(guò)程中濁度隨時(shí)間的變物和銹物從設備上剝離并分散。JA-102 的殺菌、剝化曲線(xiàn)，可以看出,投加JA-102粘泥剝離劑后:離作用在于其能在水中離解成正電荷,這些正電荷(1)系統水的獨度迅速升高，最高達到與微生物細胞壁.上帶負電荷的基團生成電價(jià)鍵,電43.26mg/L,說(shuō)明系統中粘泥和污物量較多。價(jià)鍵在細胞壁上產(chǎn)生應力,導致溶菌作用使細胞死(2)當濁度達到40mg/L左右時(shí),繼續投加JA-亡;JA-102適用于pH值7~9,具有高效、廣譜、低455毒的特點(diǎn)。10-43.26__ 4235-355_ 36(2)JA-6酸洗劑的主要成分是氨基磺酸和緩蝕劑。通過(guò)藥劑中的NH2SO,H,與鈣、鎂的碳酸鹽中國煤化工和磷|酸鹽水垢反應,生成相應的易溶于水的鈣、鎂氨CHCNMHG基磺酸鹽,且藥劑中的一NH2基團對鐵有緩蝕作820 24用,對碳鋼、銅、不銹鋼材質(zhì)的老設備清洗較安全。時(shí)間/h(3) JA-107螯合劑的主要成分是加氨檸檬酸圖1微生物粘泥剝離中濁度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)536●陳志華等:連鑄凈循環(huán)水系統不停車(chē)化學(xué)清洗和預膜的應用研究102時(shí)濁度變化不大,24h后.結束粘泥剝離工序。定的6g/m2●h;新銅掛片的腐蝕速率平均值為(3)粘泥剝離過(guò)程中,集水池水面可看到薄層0.302g/m2●h遠低于國家標準的2g/m2●h。泡沫上漂浮一層黑黃色污物.說(shuō)明JA-102對系統中2.2.3預膜工序實(shí)施的情況粘泥起到了很好的剝離效果。10月25日13:00 開(kāi)始一次置換水,到10月26 .2.2.2清洗劑消垢除銹工序實(shí)施的情況日8:00取水樣測得pH 6. 89,總鐵離子濃度為10月24日13:00開(kāi)始向集水池中投加JA-60. 92mg/L,濁度10. 0mg/L,結束-次置換水后,開(kāi)酸洗劑、JA-107螯合劑,每隔1h測一次pH值,每始預膜。隔4h測一次濁度、鈣離子濃度、總鐵離子濃度,消垢10月26日8:45開(kāi)始向集水池中投加JA-225除銹時(shí)間24h，分次分批共投加JA-6酸洗劑阻垢分散劑、JA-204預膜劑,每4h測一次pH、總.1500mg/LJA-107螯合劑1800mg/L,消垢除銹過(guò)磷、濁度。分次分批共投加JA-225阻垢分散劑程中pH控制在4.0~5.0，Ca+最高升到100mg/LJA-204預膜劑400mg/L,總磷(以PO:89.81mg/L.總鐵離子最高升到28.16mg/L。計)控制在180~ 190mg/L,pH控制在6.5~7.5,預圖2、圖3分別是消垢除銹過(guò)程中Ca2+濃度、總膜時(shí)間48h。鐵離子濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn),可以看出,投加JA-預膜開(kāi)始時(shí)掛入新碳鋼掛片三片。預膜結束后6酸洗劑JA-107螯合劑后:取出掛片,對著(zhù)陽(yáng)光用肉眼觀(guān)察,三片掛片表面都有(1)水中的Ca2+明顯增加，最高達到一層均勻致密的七彩光暈,其中一片用CuSO,溶液89. 81mg/L。再投加JA-6、JA-107后,Ca2+濃度增點(diǎn)滴試驗,掛片變色時(shí)間為25s, 說(shuō)明預膜效果良長(cháng)不大且隨著(zhù)補水有“下降趨勢,說(shuō)明設備、管道內的好。水垢已基本清洗干凈。預膜結束后,開(kāi)始二次置換水,置換到10月29(2)水中總鐵離子明顯增加，最高達到日8:00,取水樣測得總磷濃度為7.20mg/L, pH28.16mg/L。清洗時(shí)掛入集水也中的監視鐵銹用的7.53,甲基橙堿度(以CaCO3計)50. 7mg/L,濁度掛片上的鐵銹已大部分清洗干凈、露出金屬本色,說(shuō)3.69mg/L,總硬度(以CaCO3計)98. 71mg/L,CI明系統中設備、管道內的銹垢基本清洗干凈。濃度17. 13mg/L,總鐵離子濃度0. 20mg/L。結束消垢除銹前掛入集水池中碳鋼、銅質(zhì)新掛片各二次置換水后,轉入正常運行。三片,以監測掛片(設備)的腐蝕速率,消垢除銹結束3結束語(yǔ)后,取出掛片,處理、干燥、稱(chēng)重，新碳鋼掛片的腐蝕速率平均值為0.79g/m2●h,遠遠低于國家標準規梅山煉鋼廠(chǎng)一連鑄凈循環(huán)水系統,在正常 運行不影響生產(chǎn)的情況下,投加JA102粘泥剝離劑JA-9C74_ 80/ 80886酸洗劑、JA-107螯合劑、JA-204預膜劑、JA-225807065阻垢分散劑進(jìn)行不停車(chē)的化學(xué)清洗和預膜后,循環(huán)60水量增加10%，系統冷卻效果明顯改善。本次清洗.50-47/和預膜過(guò)程平穩,沒(méi)有發(fā)現異常,沒(méi)有影響生產(chǎn),轉36.912 16入正常運行投加JA-213阻垢緩蝕劑、JA-306殺菌時(shí)間/h滅藻劑后,該系統一直處于良好的運行狀態(tài),一號連圖2消垢除銹過(guò)程中鈣離子濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)鑄機-直安全、穩定、長(cháng)周期.滿(mǎn)負荷生產(chǎn)。由此說(shuō)明采用JA系列清洗劑、預膜劑進(jìn)行凈循環(huán)水系統28.163025/26的不停車(chē)化學(xué)清洗和預膜取得了良好的效果,值得25+1820類(lèi)似工況條件的其他企業(yè)推廣應用。0葉1st參考中國煤化工*[HCNMHG[1] 周本省.工業(yè)水處埋技木,第二版[M].北京:化學(xué)工81216業(yè)出版社,2002.圖3消垢除銹過(guò)程中總鐵離子濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)[2] HG/T2387- 1992,工業(yè)設備化學(xué)清洗質(zhì)量標準[S].537●