板坯連鑄機二冷水噴嘴堵塞原因分析及對策

郭少云

（日照鋼鐵集團 板材制造部設備室，山東 日照276800）

0 前言

二次冷卻是連鑄生產的重要環節，是使鑄坯離開結晶器后接受連續冷卻直至完全凝固的過程。鑄坯的中心熱量除了通過鑄坯的輻射方式帶走， 更主要是靠噴淋到鑄坯表面的水滴的蒸發和升溫而帶走，影響二次冷卻效果的是噴淋冷卻水。

目前鋼鐵企業板坯連鑄機二冷水噴嘴普遍存在堵塞的現象，噴嘴的堵塞導致鑄坯局部冷卻降溫不均勻，造成角裂、表面缺陷等一系列的質量問題。嚴重的制約著鑄坯的質量和產量。如何控制噴嘴堵塞，將噴嘴月堵塞率降低到3%以下，成為很多鋼鐵企業攻關的課題。

1 噴嘴堵塞原因分析

1.1 堵塞物分類

噴嘴的堵塞物主要有以下幾類，油（包括液壓油、潤滑油）、氧化鐵顆粒（氧化鐵和氣路中的腐蝕產物）、泥、水體中鹽類的析出物（比如碳酸鈣、碳酸鎂等）、比較大的固體顆粒。

1.2 噴嘴堵塞方式分析

1）油泥堵塞：這里的油泥是指在油的作用下將水體中其他細小固體物質粘附在一起而形成。 油泥對噴嘴的堵塞表現在兩個方面，一是水體中已經形成的油泥對噴嘴堵塞，比如，連鑄系統停止供水，連鑄再次復產時，管道中富集的油泥由于水流的沖擊而剝落，通過噴嘴時粘附在噴嘴口，直接將噴嘴堵塞。 二是連鑄生產時，產生高溫區，噴嘴的溫度也很高，在此情況下水體中的油發生化學反應，油粘附在噴嘴上，由于油的粘度增加造成其他固形物在此富集，時間累積噴嘴堵塞。

2）結垢堵塞：水體中溶解鹽含量高，在通過噴嘴時，高溫下析出，富集產生噴嘴堵塞，在循環水高濃縮倍數時容易產生。

3）氣路氧化物堵塞：氣路中的氣體難免會帶有水分，在水的作用下，供氣管路發生腐蝕，腐蝕產物脫落后堵塞噴嘴。

4）固體物質堵塞：連鑄車間過濾器在不正常工作的狀態下和檢修時疏忽帶來固體物質，從而進入布水管線，最終導致碰嘴堵塞。

以上幾種堵塞方式是比較常見的情況，尤其是第一種情況，大部分的噴嘴堵塞都是由于油泥而造成。

2 解決對策

除去生產工藝及設備裝備等客觀因素，連鑄機噴嘴堵塞歸根結底是一種管理問題，完善的管理模式、強有力的貫徹執行是降低噴嘴堵塞率的關鍵所在。

2.1 水處理專業管理（實施主體為水處理承包商）

1）加藥管理：水處理承包商必須要嚴格執行連鑄濁環系統的加藥流程， 保證加藥量的合理和24 小時穩定， 以保證水體的濁度控制在15NTU 以下和油含量控制在2ppm 以下， 以避免油泥對噴嘴的影響，不可出現斷藥停藥的情況，如特殊情況必須要在第一時間做出反應并得以解決。

2）方案修正：如果水處理工藝和車間生產發生變動，水處理承包商必須第一時間與業主相關部門進行溝通根據實際情況對方案進行補充及修改，并得到業主的確認后進行實施。

3）系統水質監測：水處理承包商對此系統水質每天要進行監測，尤其是系統水體的濁度、油含量、有機物含量（及COD）作為重點監測指標。

2.2 設備維護管理（實施主體為鋼鐵企業）

1）系統重點設備和設施管理

漩流井：漩流井工作中主要是除去大顆粒氧化鐵等固體物質。 漩流井的管理一個方面是保證內旋井內不能淤積大量的氧化鐵皮等物質，而影響內旋井的處理能力，以及避免外井的堵塞和對后續除濁設備帶來不必要的壓力，所以要根據連鑄車間實際生產情況重點控制每天的抓渣量。另一方面，外井不可避免的會沉積氧化鐵皮，長時間的運轉對供水和后續設備都會帶來影響，所以每年大修期間必須要對外井進行清理工作。

稀土磁盤：稀土磁盤的主要工作就是處理掉大量的懸浮物和乳化在水體中的部分潤滑油。 稀土磁盤是降濁降油的重點設備，保證其正常的運轉直接關系到系統濁度和油脂的控制，以及降低后期過濾器的處理壓力，所以此設備必須要進行重點的監控。

高速過濾器：高速過濾器是降濁和除油的最后一道關口，其主要的作用是將在稀土磁盤中未處理掉的懸浮物和潤滑油進行處理，以達到系統水體對濁度和油含量指標控制的要求。通用高速過濾器分為兩種，一種為石英沙過濾器，石英沙高速過濾器管理上必須要按照設備的要求進行反洗操作，一方面，不能因為反洗操作不當帶來濾料的亂層和跑料降低過濾器的過濾效果；另一方面，反洗不及時帶來的濾料板結。同時在條件容許的情況下通知水處理承包商每月一起對過濾器的濾料進行檢查，看是否濾料已經亂層或者板結，如果已經嚴重亂層必須要對濾料進行更換，如果板結要通過化學清洗的方法，讓濾料恢復過濾能力。

④熱水池、冷水池：冷水池和熱水池的主要功能是蓄水。在系統長時間的運行過程中，冷熱水池難免會有大量的淤泥沉積，所以冷水池和熱水池的管理上，每年要在大修期間對池底進行清理。

⑤自清洗過濾器：自清洗過濾器也就是連鑄車間進噴嘴前對固體物質攔截的最后一道關卡。 煉鋼的自清洗過濾器一般過濾精度是200um， 其作用也就是對體積大于200um 以上的固體物質進行攔截。自清洗過濾器的管理重點，在日常運行中要嚴格按照工藝要求進行運行和反洗，同時在檢修時對濾網進行更換和對過濾器中的雜質進行清理，以保證過濾器安全有效，避免大顆粒物質對噴嘴的堵塞。

2）油品管理

此系統中的油主要是液壓油水-乙二醇和潤滑油。 乳化的潤滑油能夠在投加絮凝劑后跟著懸浮物除去，浮油可以通過除油設備除去，剩余的部分通過過濾器可以除去。 但水-乙二醇不管是在設備工藝上還是化學處理上都沒有辦法除去，因為水-乙二醇有很好的水溶性，其物化性質決定了此點。而噴嘴的堵塞基本大部分都是因為油泥，水-乙二醇起到了主要作用。 所以液壓油的泄漏控制就成為重點，必須要建立相關的用油管理制度，同時也要建立油品泄漏的應急預案，當液壓油大量泄漏后及時通知水處理車間和水處理承包商， 水處理車間及時進行排污置換處理，一直到水體中含油量將到要求指標。水-乙二醇的的監控可以通過測定水體中的COD，一般在國內對此系統的COD 控制在50mg/L 以下（從實驗室的數據分析，當水體中含有20ppm 水-乙二醇時，水體的COD 為46.7mg/L），這個監測可以由水處理承包商進行作為日常監控。

3）噴淋設備管理

噴嘴管理：一是對于線上堵塞的噴嘴一定要進行更換，二是更換后的噴嘴在清洗、確認后才可再次重復使用。

噴淋架和段位的管理：噴淋架和段位在長期的使用過程中，難免會有積泥，下線后要及時進行清理，在管理上要建立更換周期、更換后噴淋架的清理、噴淋架和段位的保存、投入使用等相應的制度。

4）用水管理

旁路設施：執行停機不停水的用水制度。如果長期停機，必須在連鑄機開機前1 小時開始供水，首先通過旁路設施運行半小時，再連接自清洗過濾器和后部管線，同時對噴嘴進行檢查。

鹽含量管理： 循環水體中鹽含量偏高會造成噴嘴處鹽類析出，而導致噴嘴堵塞，所以必須嚴格控制系統濃縮倍數，建立合理的排污制度，濃縮倍數偏高時要及時進行排污處理。

3 應用效果

表1

4 結束語

噴嘴的堵塞一直是個難題，完全杜絕噴嘴堵塞是不現實的，此問題是個系統化的工程，只要有合理的工藝條件，細致的運行管理，噴嘴堵塞現象就會有大大改善，以達到所要求的目標。