连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析

连铸二冷喷嘴堵塞原因分析

周明佳

（攀钢钒提钒炼钢厂，四川 攀枝花 617000）

摘要：本文通过对宝钢、武钢等钢厂的连铸二冷喷嘴使用情况进行调研，发现各钢厂在生产过程中均存在不同程度的二冷喷嘴堵塞问题，且不同程度的影响了正常的生产。但各钢厂因具体的生产条件不同，其造成喷嘴堵塞的原因也不尽相同。通过系统分析各钢厂二冷喷嘴的堵塞情况及原因，提出了防止连铸二冷喷嘴堵塞问题的措施。 关键词：连铸；二冷水；喷嘴堵塞 1 前言

连铸二冷区喷水冷却的设计和操作对铸坯的产量和质量影响很大，许多铸坯表面和内部的缺陷都是由于喷水冷却不当引起的。而喷嘴堵塞是造成二冷区冷却不当的一个重要原因。因此，如何防止喷嘴堵塞已成为各大钢厂提高铸坯质量、提高铸机作业率、连续进行生产所必需解决的问题。通过对宝钢、武钢等钢厂的连铸二冷喷嘴使用情况进行调研，发现各钢厂在生产过程中均存在不同程度的二冷喷嘴堵塞问题，且不同程度的影响了正常的生产。如：昆钢三炼钢板坯连铸机喷嘴堵塞现象十分频繁，在铸机开浇很短时间内，喷嘴被堵个数达100多个，被迫更换喷嘴后不久，又会有大面积喷嘴出水呈线状直至喷嘴堵塞，造成的后果是板坯表面出现裂纹[1]。莱钢特钢厂第二连铸车间2号连铸机二冷喷嘴经常堵塞，检修后不到8小时，至少有一半的喷嘴出现不同程度雾化效果不好的问题，导致一个浇次连铸钢水不

能超过2天[2]。武钢三炼钢厂连续因连铸机喷嘴堵塞严重而导致钢坯质量下降，最严重的一个月就有400多吨钢坯成废品，迫使三炼钢厂多次停产检修，严重影响主体厂正常生产[3]。但各钢厂因具体的生产条件不同，其造成喷嘴堵塞的原因也不尽相同。

2 二冷喷嘴堵塞机理分析 2.1 堵塞物成分分析

各钢厂具体生产情况及工艺设备特点不同，其堵塞物组分也不相同。

由昆钢现场被堵塞喷嘴表观可见，堵塞物呈黑色油泥细小颗粒状，有少数喷嘴有灰白色坚固附着物，通过取样分析主要组成见表1[1]。

表1 堵塞物组分分析 wB / %

从武钢三炼钢连铸生产线喷嘴取出的堵塞物主要是管壁脱落的锈蚀物，成片状；补充水带来的泥沙等杂质，且数量较多[3]。

莱钢生产车间对大量堵塞喷嘴进行系统研究分析发现，喷嘴出现的问题主要是结垢堵塞、悬浮物及絮状物积累堵塞、其他大颗粒堵塞等[2]。

包钢针对铸机喷嘴堵塞的情况，进行了抽样调查，调查结果显示：直接因油泥造成喷嘴堵塞的占83%，喷嘴中发现油胶皮及氧化铁皮

[4]

。

攀钢连铸生产线喷嘴堵塞物主要是水垢、管壁脱落的锈蚀物、油

泥等。

2.2 堵塞原因分析

根据喷嘴堵塞物的组分及设备使用情况，可以将连铸二冷喷嘴堵塞的原因归纳总结如下： 2.2.1 氧化铁皮等悬浮颗粒的集聚

目前某些钢厂的水处理工艺除油降浊采用絮凝沉淀方式，缺少过滤环节，水中细小的悬浮颗粒在后面行程中会进一步集聚，特别是停机时会沉积在管道和水池中，一旦开机送水，这些沉积物被冲击送出，进入喷嘴处被拦截，从而造成二冷水喷嘴堵塞[1、4]。 2.2.2 乳化油和水乙二醇[1]

水中的乳化油和水乙二醇的大量存在为油泥形成创造条件。水乙二醇为有机物，于水中可全溶，物理方式很难与水分离，其颗粒度小，表面积大，很容易吸附细小的氧化铁皮粉末及悬浮物，并将其粘结在一起变成大颗粒，从而堵塞喷嘴。 2.2.3 生物粘液及菌藻的影响

二次喷淋水系统，由于属接触冷却，系统水温相对偏高 ，一年四季的水温均在菌藻类最佳的繁殖温度，另由于该系统悬浮物，油含量相对较高，更为菌藻提供了繁殖的载体及所需的养份，随着时间的延长，生产大量的粘泥及藻类堵塞喷嘴，同时也加速管道及设备的腐蚀[5]。

2.2.4 设备及管道腐蚀产物堵塞喷嘴

在生产过程中，保护渣中的氟化钙等在高温条件下与水反应生成氢氟酸。氢氟酸溶于水的同时又极易挥发，挥发性的HF在潮湿的环境中形成酸雾，造成金属外部腐蚀，腐蚀产物多为氧化铁为主的混合锈蚀物。此外，系统水质以及大量盐类及阴离子的残留也会造成设备

的腐蚀[3、5]。 2.2.5 泥沙的吸入[3]

由于水量平衡问题，吸水井水位波动很大，当水位低时，有可能将沉积的泥砂带起，一起进入吸水井。

3 防堵对策及措施

针对上述造成喷嘴堵塞的诸多原因，各钢厂可根据自身生产情况及工艺设备特点，采取如下相应的措施，对症下药，解决二冷喷嘴堵塞问题。 3.1 AEC技术

AEC是环氧琥珀聚合物，是新一代无磷碳酸钙阻垢剂。在连铸浊环水系统中，AEC技术是集阻垢、分散、缓蚀、杀菌、除油于一体的综合水处理技术[6]。

3.2 除油污

针对传统工艺不能有效处理系统含油问题[6]，可采取增加化学除油设备及综合使用多种水处理药剂。

由有机破乳剂和无机混凝剂复合而成的破乳混凝剂，具有良好的破乳和混凝作用，在化学除油器中可将水中的乳化油和溶解油分离出来，在水中形成大的絮团。并吸附水中的悬浮物形成油泥使之与与水分离。再通过排污使油泥进人污泥系统，最终压成泥饼。

3.3过滤装置

在平流池入口加设过滤网，对管道过滤器进行滤网，滤刷的更换

[5]

。由于在运行过程中截留了大量的悬浮物以及油污后，过滤器过滤

效率逐渐降低，因此，必须定期进行反洗，以保证过滤器的过滤效果。

反洗清洗剂可采用由多种表面活性剂组成的复合清洗剂。能使滤料上的油泥乳化而很容易被冲洗掉。

3.4 杀菌灭藻

由于菌藻类的繁殖，随着时间的延长，将生产大量的粘泥及藻类堵塞喷嘴，同时也加速管道及设备的腐蚀。因此，夏天可在水中加入杀菌灭藻剂，降低藻类物质的生长。

3.5 改善水质

提高系统水质标准要求，悬浮物ρ(SS) ≤10 mg/L、ρ(油) ≤2mg/L。利用水质稳定剂对水质进行综合处理，保持二冷水的碱度在7.5≤pH≤8.5的范围内。

3.6 改善管道设备

将冷却水管道及压缩空气管道由普通管道改为不锈钢管道[7]。并对二冷水管道进行加药、清洗、预膜。在连铸机二冷水干管尾部增设回水阀，为板坯连铸机短时间停机不停水创造条件，同时可采用变频方式供水，达到稳定运行、节能效果。连铸机开机前，将扇形段冷却水管冲洗干净后，再安装喷嘴。

3.7 降低水井水位

将吸水井正常水位降低，留出更大的空间，增加系统的调蓄能力，以缓解回水不均匀而大量溢流问题。同时控制过滤器反洗的间隔时间，达到均衡用水。为保证水位，在计算机上将喷淋系统功能画面作常显画面，以便随时掌握水位变化，及时调整运行方式，减少补充水量。

参 考 文 献

[1] 李 英，俞 琴. 连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析与对策[J]. 武钢技术，2008，46（6）：41-45.

[2] 梁建国，李京社，杨振国，等. 系统思考解决水气喷嘴堵塞问题[J]. 冶金研究，2005，226-230.

[3] 陶 志，高健翎. 三炼钢连铸喷淋系统水质的提高[J]. 冶金动力，2002，（1）：23-25.

[4] 白敬山，司海新. 连铸二冷喷淋系统的科学管理[J]. 包钢科技，2001，27（增）：90-92.

[5] 黄金星. 湘钢4#铸机二冷水系统改进[J]. 冶金动力，2005，（5）：56-59.

[6] 李成名. 济钢连铸含油浊环水处理技术[J]. 冶金动力，2008，（6）：42-44.

[7] 韩春良，张俊粉，康 毅，等. 承钢方坯连铸机二次冷却系统的优化[J]. 河北冶金，2008，（1）：31-33.

参 考 文 献

[1] 李 英，俞 琴. 连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析与对策[J]. 武钢技术，2008，46（6）：41-45.

[2] 梁建国，李京社，杨振国，等. 系统思考解决水气喷嘴堵塞问题[J]. 冶金研究，2005，226-230.

[3] 陶 志，高健翎. 三炼钢连铸喷淋系统水质的提高[J]. 冶金动力，2002，（1）：23-25.

[4] 白敬山，司海新. 连铸二冷喷淋系统的科学管理[J]. 包钢科技，2001，27（增）：90-92.

[5] 黄金星. 湘钢4#铸机二冷水系统改进[J]. 冶金动力，2005，（5）：56-59.

[6] 李成名. 济钢连铸含油浊环水处理技术[J]. 冶金动力，2008，（6）：42-44.

[7] 韩春良，张俊粉，康 毅，等. 承钢方坯连铸机二次冷却系统的优化[J]. 河北冶金，2008，（1）：31-33.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/iab3.html