熱軋車間濁環(huán)水的處理

1、熱軋車間濁環(huán)水的處理鋼鐵企業(yè)熱軋車間濁環(huán)水系統(tǒng)主要供給出爐輥道、軋機(jī)前后工作 輥、四輥軋機(jī)、矯直機(jī)前輥、分段剪后輥道、矯直機(jī)矯直輥身冷卻， 高壓水除磷，出爐輥道等冷卻用水。濁環(huán)水中含有較多的潤(rùn)滑油脂， 粗、細(xì)氧化鐵皮、泥砂等雜質(zhì)，特別是油與金屬粉塵及泥砂等雜質(zhì)粘 合在一起，形成了具有較大粘性的“油泥”，油泥很容易粘附在水處 理設(shè)備及管道上，特別是會(huì)使高速過濾器內(nèi)的濾料堵塞、板結(jié)，給循 環(huán)水帶來(lái)了很大危害，嚴(yán)重影響生產(chǎn)正常運(yùn)行。1 處理工藝流程確定目前，國(guó)內(nèi)熱軋車間濁環(huán)水處理流程大部分為三段式， 并采用機(jī) 械設(shè)備除油。其流程見圖1。圖 I 三輕式處理流杠通過國(guó)內(nèi)調(diào)研，采用三段式處理流程可以去除大

2、部分氧化鐵皮和 泥砂，使用機(jī)械設(shè)備除油，只能去除浮油，不能去除乳化油，而熱軋 車間濁環(huán)水中卻含有部分乳化油，如果不去除，也會(huì)造成過濾器內(nèi)濾 料堵塞、板結(jié)，嚴(yán)重的影響生產(chǎn)。因此，根據(jù)國(guó)內(nèi)企業(yè)的運(yùn)行狀況，最后確定酒鋼中厚板軋機(jī)濁環(huán)水處理采用二段式處理工藝流程加旁流化學(xué)除油設(shè)計(jì)方案，其流程見92濁環(huán)水處理工藝涼器該工程設(shè)計(jì)循環(huán)水量：軋線各設(shè)備為1617nVh，沖氧化鐵皮為336nVh，均通過鐵皮溝進(jìn)入旋流沉淀池，總回水量為1948nVh。處理前 SS500 700mg/L、油w1520mg/L,處理后 SS 50mg/L,油 5-10mg/L。該工藝的特點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單、投資省、占地小、管理方便。以自清

3、 洗過濾器和化學(xué)除油裝置代替機(jī)械設(shè)備除油流程中的二次沉淀池和 壓力過濾器。既能去除浮油，又能去除乳化油，同時(shí)也能去除懸浮物， 達(dá)到除油泥雙重目的。2 選用設(shè)備的特點(diǎn)2.1磁混凝器設(shè)計(jì)采用高效能磁混凝技術(shù)，即污水經(jīng)過永磁絮凝器磁化，使細(xì) 小的氧化鐵皮微粒聚合成團(tuán)，大大增加顆粒沉淀范圍和沉降速度，從 而使一些難以沉降的細(xì)小顆粒得以沉降， 進(jìn)一步提高了沉淀效率。這 種永磁絮凝器有不用電、安全可靠、經(jīng)久耐用、易于維修等優(yōu)點(diǎn)。2.2自清洗過濾器目前國(guó)內(nèi)熱軋車間濁環(huán)水處理系統(tǒng)大部分采用高、中速過濾器， 在實(shí)際運(yùn)行中由于受到水中的油和懸浮物影響，使濾料堵塞和板結(jié)。 在生產(chǎn)控制好，漏油少，水中油和懸浮物含量低

4、的情況下，一般來(lái)說 運(yùn)行一年更換一次濾料。 有的企業(yè)一年更換 2 次。更換濾料存在著難 度大、環(huán)境差、費(fèi)用增加等缺點(diǎn)。因此，本設(shè)計(jì)采用自清洗過濾器代 替高速過濾器。 自清洗過濾器內(nèi)配有多個(gè)過濾芯棒， 芯棒上用不銹鋼 線繞成V形過濾區(qū)，可使水中的懸浮物及微量油截留在V形區(qū)內(nèi)， 以 達(dá)到處理目的。自清洗過濾器具有反洗水量少，僅為出水量的0.51%自動(dòng)化水平高，可以自動(dòng)反洗，反沖洗時(shí)不超過 13min,安裝 方便，維修量少等優(yōu)點(diǎn)，這次在酒鋼中厚板工程濁環(huán)水系統(tǒng)中使用， 證明了這些優(yōu)點(diǎn)。2.3化學(xué)除油裝置目前采用的除油方法有多種多樣。 機(jī)械除油設(shè)備的種類也很多, 但是都存在一些不足。如帶式除油機(jī)效率低

5、,皮帶易變形；管式除油 機(jī)吸油量小,且油管易老化；浮桶式除油機(jī)易堵塞；浮油回收機(jī)效果 好,但也存在除油過程中帶水。因此在本工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)中厚板軋 機(jī)生產(chǎn)情況,濁環(huán)水含油量不大的特點(diǎn),為降低成本,減少水中油的 積累,采用旁流化學(xué)除油裝置進(jìn)行處理。 化學(xué)除油裝置是近年新開發(fā) 的一種集除油沉淀為一體的處理設(shè)備,現(xiàn)已在諸多鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用, 是去除“油泥”的理想設(shè)備。3 工程投資酒鋼中厚板車間工程總投資為 11.33 億元，水處理設(shè)施投資為 3066.11萬(wàn)元，其中濁環(huán)水設(shè)施投資為 2062.85 萬(wàn)元，約占總投資的 2%。與熱軋車間濁環(huán)水處理普遍采用的三段式處理工藝相比較， 可節(jié) 省投資約 20%，

6、占地面積減少約 50%。因此，該工程處理流程具有投 資省、占地面積小、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。4 運(yùn)行情況中厚板軋機(jī)濁環(huán)水系統(tǒng)從 1998 年 8 月底試運(yùn)行至今，運(yùn)行正常， 水質(zhì)較好。通過分析測(cè)試，濁環(huán)水系統(tǒng)供水水質(zhì)的懸浮物平均在50mg/L 以下，油含量平均在 67 mg/L 以下，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì)技術(shù)上先進(jìn)、可靠，滿足了生產(chǎn)要求，取得良好的經(jīng)濟(jì)效 益和環(huán)境效益。熱軋帶鋼層流冷卻水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)熱軋帶鋼廠水處理系統(tǒng)中， 根據(jù)層流冷卻的用水特點(diǎn)， 均將其作 為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)進(jìn)行處理。 層流冷卻的用水主要有以下特點(diǎn)： 一是 流量大，一般在 6000nVh （ 100X104t 鋼卷/a ）至

7、18000nVh （450X104t鋼卷/a ）之間；二是壓力低，但要求壓力穩(wěn)定，層流集管處要求壓力為 0.07MPa 三是對(duì)水質(zhì)指標(biāo)的要求比濁環(huán)水低，因此系統(tǒng)的處 理率要求較低，且水中的氧化鐵皮粒度細(xì)、含油量??；四是水量變化 大，用水量隨軋制鋼板的品種而變化。用水指標(biāo)詳見表 1。表 1 國(guó)內(nèi)各熱軋帶鋼廠層流冷卻系統(tǒng)用水指標(biāo)用水指標(biāo)熱軋帶鋼廠寶鋼 2050寶鋼1580武鋼2250武鋼1700攀鋼1450太鋼1549梅山本鋼1422 1700水量/(m3 h-1)層流冷卻116501585217360173605800 8600750011400層流錕道100035011004381140800

8、1100層流側(cè)噴150160240258100150180180水壓/MPa層流0.070.150.070.150.10.250.070.15冷卻層流0.30.30.070.30.30.40.30.3錕道層流1.01.21.02.251.21.01.01.0側(cè)噴層流38/4440/439/44.40/435/438/44035/3冷254028卻層水溫流35/439/44.35/435/432/435/4/c錕道38/4425225233層33.5/43.35/439/44.35/435/432/435/3流535225388側(cè)噴懸浮物/(mg L-1)層流冷卻 70 45 45100 705

9、030 45層流錕道 70 20 45 30 2030 45層流側(cè)噴 20 20 20 50 205030 20本文擬就層流冷卻系統(tǒng)的水量平衡和水質(zhì)穩(wěn)定以及節(jié)能措施兩個(gè)方面對(duì)水處理層流冷卻系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。1 層流冷卻系統(tǒng)的水量平衡和水質(zhì)穩(wěn)定熱軋帶鋼熱輸出輥道有 3 種不同壓力的用水，即：層流冷卻（0.07MP8、層流輥道冷卻（0.3MPa）、層流側(cè)噴（1.2MPa）。其 中輥道冷卻和側(cè)噴水的水質(zhì)、水溫、水壓與濁循環(huán)系統(tǒng)的用水差不多， 因此許多廠的層流冷卻系統(tǒng)中層流輥道冷卻和層流側(cè)噴就是直接使用的濁循環(huán)系統(tǒng)的輥道冷卻水（0.3MP a 和軋輥冷卻水（1.2MPa 見圖 1)*4*-P

10、1.1 兩個(gè)系統(tǒng)的水混用方式的缺點(diǎn)1層流冷卻用水經(jīng)各廠運(yùn)行實(shí)踐證明，因其含油量很少，懸浮物 去除率要求不高，故該系統(tǒng)不必設(shè)除油、除渣設(shè)施。但濁環(huán)水中含有一定的油（w5mg/L）,因此，若濁環(huán)水長(zhǎng)期進(jìn)入層流系統(tǒng)，會(huì)因?qū)?流系統(tǒng)未設(shè)除油設(shè)施而造成該系統(tǒng)水中油含量增加，甚至使水質(zhì)惡 化。2層流系統(tǒng)因用了濁環(huán)系統(tǒng)的水，必須將等量的水返回濁環(huán)系 統(tǒng)，但這在水量上較難以準(zhǔn)確控制，易造成兩個(gè)系統(tǒng)間水量不平衡。3層流冷卻系統(tǒng)用水的溫度及懸浮物較濁環(huán)水系統(tǒng)高，因此層流 的回返水不能返回至濁環(huán)儲(chǔ)水池直接給用戶用， 而必須返回至濁環(huán)系 統(tǒng)的平流沉淀池經(jīng)過濾、冷卻之后才能滿足濁環(huán)水的水質(zhì)要求， 這樣 就增加了濁環(huán)1

11、滋肛系it供*(0.3 MPfti渣*険筑鶴 -廉a(chǎn)id*供祇果水系統(tǒng)的處理負(fù)荷，造成投資與運(yùn)行費(fèi)用的增加。1.2 兩個(gè)系統(tǒng)分開要解決的問題筆者認(rèn)為層流系統(tǒng)的輥道冷卻及側(cè)噴水宜由層流冷卻系統(tǒng)自身 供給，與濁環(huán)系統(tǒng)徹底分開， 這樣能完全保證該系統(tǒng)的水量平衡和水 質(zhì)的穩(wěn)定。但這樣作有兩個(gè)問題需要解決：1層流輥道冷卻及側(cè)噴水要求溫度v35C,懸浮物v20mg/L,而 層流冷卻水溫度一般在 38C以上，懸浮物一般在 40mg/L 以上，因此 需進(jìn)行處理。這在設(shè)計(jì)上我們已找到解決的辦法： 層流冷卻流程是將 回水中一部分水進(jìn)行旁通過濾、 冷卻，然后與未處理的水混合以降低 全系統(tǒng)用水的懸浮物含量及溫度，再供

12、用戶使用。經(jīng)過濾、冷卻后的 水中懸浮物v15mg/L,溫度v33C。只要在層流儲(chǔ)水池旁建一側(cè)噴儲(chǔ) 水池，將過濾降溫后的水先引入該水池再溢流入層流儲(chǔ)水池中與未處 理的水混合供層流用， 而側(cè)噴儲(chǔ)水池的水則供層流輥道和側(cè)噴用， 可 保證這兩用戶的水質(zhì)和水溫。 而這兩部分水量與層流冷卻水量相比只 占很小比例，不必增加層流冷卻系統(tǒng)的旁濾量。2輥道冷卻及側(cè)噴需單獨(dú)設(shè)泵組及管道， 因此可能會(huì)引起投資的 增加。其實(shí)，這兩部分水無(wú)論是來(lái)自層流冷卻系統(tǒng)還是來(lái)自濁環(huán)水系 統(tǒng)其動(dòng)力消耗是一樣的， 即運(yùn)行費(fèi)用一樣。 層流增設(shè)了兩組泵但濁環(huán) 系統(tǒng)的處理能力減小了，兩者相比設(shè)備費(fèi)用變化不大。至于管道，雖 增加了兩條獨(dú)立管道

13、， 但由于濁環(huán)供水系統(tǒng)中這兩用戶處于管道的末 端，會(huì)使整個(gè)濁環(huán)管道均加上該部分轉(zhuǎn)輸流量， 所以其管道費(fèi)用并不 省。另外，德國(guó) SMS（西馬克）公司也在這一點(diǎn)上進(jìn)行了改進(jìn)，即把 層流輥道冷卻水水質(zhì)要求降低， 與層流冷卻壓力、 溫度、水質(zhì)都一樣， 即可以將層流冷卻和層流輥道冷卻水合為一根管道供水，這樣層流輥 道冷卻就不需要單設(shè)泵組和干管了。改進(jìn)后的層流冷卻系統(tǒng)見圖 2。X2貶譜后的廉債冷卻界恢因此，從層流冷卻系統(tǒng)的水量平衡和水質(zhì)穩(wěn)定考慮， 層流輥道冷 卻和層流側(cè)噴水宜由層流冷卻系統(tǒng)供水，如寶鋼 2050mn 熱軋及武鋼 2250mn熱軋就是這樣設(shè)計(jì)的。2 節(jié)能措施層流冷卻是熱軋帶鋼各用水系統(tǒng)中用水

14、量最大的一個(gè)系統(tǒng)，由于軋制的鋼種不同，其需要的冷卻強(qiáng)度也不同，造成層流冷卻用水量變 化很大，在設(shè)計(jì)中如何根據(jù)其特點(diǎn)選取合適的參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能有 很大影響。下面以寶鋼 1580mn 熱軋水處理層流冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為例 進(jìn)行分析。寶鋼 1580mn 熱軋水處理層流冷卻最大用水量為 15852nVh，但這只是在軋制最不利鋼板時(shí)所需水量，軋制其他鋼板時(shí)，其用水量均比 它小，若供水設(shè)備按最大水量設(shè)計(jì)顯然是一種浪費(fèi)。 層流冷卻由于水 量大，所選供水泵一般是高壓泵，即電機(jī)為高壓電機(jī)，不宜用頻繁起 停泵的方式來(lái)控制水量，也就是不能停泵。這樣，在用戶所需水量小 時(shí)，水泵的動(dòng)力浪費(fèi)就大， 反之，水泵的供水能力越接

15、近用戶的小水 量則越節(jié)能。因此，怎樣通過設(shè)計(jì)使所選設(shè)備既要滿足用戶最大水量， 又要使供水設(shè)備能力減到最小， 這就是擺在我們面前的課題。 1580mm 熱軋廠內(nèi)設(shè)有一座水箱（用于穩(wěn)定水壓），我們則在室外增設(shè)了一座 水箱（用于調(diào)節(jié)水量），將其并聯(lián)在層流冷卻供水管道上，利用兩塊 帶鋼軋制之間的間隙時(shí)間給水箱充水（供水泵不停），當(dāng)冷卻最不利 鋼板時(shí)，水泵供水加上水箱的儲(chǔ)存水就能滿足最不利鋼板的冷卻。 從 這里我們可以看出， 最大水量是由水泵供水加上水箱的水供給的， 如 果水箱供應(yīng)的水越多，則水泵的能力可越小，也就越節(jié)能。但水箱供 水不是任意的，與軋鋼工藝的要求密切相關(guān)。因此，層流冷卻節(jié)能的 關(guān)鍵是如何確定水箱的容積。計(jì)算水箱容積首先要了解軋制表，從中 找出連續(xù)軋制兩塊最不利鋼板時(shí)的間隙時(shí)間 （并扣除供水閥門開和關(guān)各一次的響應(yīng)時(shí)間） ，即充水時(shí)間，以及一塊最不利鋼板的冷卻時(shí)間， 筆者推導(dǎo)出以下計(jì)算公式：QT=Q1T+Q1T1（ 1）式中：Q層流冷卻最大水量，m3/h ;T最不利鋼板冷卻時(shí)間，s;Q水泵供水能力，m/h;Ti連續(xù)軋制兩塊最不利鋼板時(shí)的間隙時(shí)間（扣除供水閥