臭氧水在連鑄結(jié)晶器阻垢技術(shù)方面的應(yīng)用

董建平，方 輝，高 峰

（1.馬鋼能控中心;2.安徽欣創(chuàng)節(jié)能環(huán)保科技股份有限公司；3.馬鋼長(zhǎng)材事業(yè)部，安徽馬鞍山 243000）

前言

冶金連鑄技術(shù)在八十年代由國(guó)外引入中國(guó)，其工藝技術(shù)改變了傳統(tǒng)鑄鋼模鑄的落后工藝，實(shí)現(xiàn)了鑄鋼產(chǎn)品規(guī)格多、產(chǎn)量大、成品率高，是鑄鋼工藝技術(shù)的一次質(zhì)的飛躍；雖然連鑄技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但其工作效率還有潛力可挖；從各大鋼廠運(yùn)行數(shù)據(jù)看（以一臺(tái)小方坯結(jié)晶器為例）：平均連續(xù)鑄鋼一般在480～510爐，就要進(jìn)行結(jié)晶器的修復(fù)即更換結(jié)晶器，對(duì)其表面進(jìn)行除垢、修復(fù)，避免結(jié)晶器表面局部結(jié)垢，導(dǎo)致結(jié)晶器散熱不均，造成鋼坯出現(xiàn)拉裂、漏鋼等質(zhì)量事故；因此連鑄結(jié)晶器在線阻垢技術(shù)的應(yīng)用，就是針對(duì)這一問(wèn)題提供解決方案，提高結(jié)晶器工作效率。

本文針對(duì)馬鋼長(zhǎng)材事業(yè)部北區(qū)3#連鑄機(jī)結(jié)晶器在連續(xù)鑄鋼過(guò)程中，通過(guò)對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行臭氧水的投加試驗(yàn)，形成結(jié)晶器冷卻水含有臭氧水的生態(tài)環(huán)境，對(duì)結(jié)晶器表面產(chǎn)生的作用進(jìn)行觀察、分析和總結(jié)，旨在提高結(jié)晶器連續(xù)鑄鋼的能力，對(duì)其不足提出改進(jìn)、創(chuàng)新，達(dá)到拋磚引玉，加強(qiáng)同行業(yè)之間的技術(shù)交流，促進(jìn)結(jié)晶器高效能力的發(fā)揮。

1 試驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)北區(qū)連鑄3#機(jī)4流結(jié)晶器除垢試驗(yàn)工作順利展開(kāi)，編制其試驗(yàn)工作方案，目的是測(cè)試臭氧對(duì)結(jié)晶器垢層的分解能力，以提高結(jié)晶器的工作效率，發(fā)揮其最大連續(xù)鑄鋼的工作能力；試驗(yàn)的主要工作內(nèi)容如下：

試驗(yàn)設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量（僅供參考，以實(shí)際選型為主）:

(1)臭氧消毒機(jī) ，型號(hào)JY-8100A,產(chǎn)量100 g/h;工作電壓380 V ；功率：1140 W；數(shù)量 1臺(tái)。

（2）臭氧濃度在線監(jiān)測(cè)儀，型號(hào)DOZ-7600：測(cè)量范圍:0～5 mg/l；工作電壓380 V ；數(shù)量 2臺(tái)。

（3）管道混合器，型號(hào) GW-150：規(guī)格:DN150；PN1.6 MPa,材質(zhì)：304不銹鋼 ；數(shù)量 1臺(tái)。

（4）掛片器，型號(hào):PGJ-IIIB：測(cè)量范圍:250～2500 L/h；測(cè)量精度:0.001；工作壓力：PN1.6 MPa,，數(shù)量 1臺(tái)。

（5）結(jié)晶器工業(yè)窺鏡及顯示器一套。

（6）各類控制閥、單向閥，工作壓力PN1.6 MPa，規(guī)格數(shù)量若干。

2 試驗(yàn)設(shè)備在系統(tǒng)工藝圖中工序位置及相關(guān)連接示意圖

試驗(yàn)設(shè)備如圖1、2在系統(tǒng)工藝圖中的工序位置及相關(guān)連接。

圖1 試驗(yàn)設(shè)備在系統(tǒng)工藝中工序位置

圖2 試驗(yàn)設(shè)備連接示意圖

3 試驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及安裝位置確定

3.1 根據(jù)相關(guān)資料，臭氧機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)設(shè)定為：臭氧水輸出5 mg/L，最終按結(jié)晶器出水臭氧濃度檢測(cè)儀0.5 mg/L指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)輸出量調(diào)整；臭氧機(jī)輸出點(diǎn)安裝在3#機(jī)4流結(jié)晶器進(jìn)水端。

3.2 掛片器安裝在3#機(jī)4流結(jié)晶器進(jìn)出水管兩端，工作流量設(shè)定按4流結(jié)晶流量參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。

3.3 結(jié)晶器工業(yè)窺鏡點(diǎn)位擬安裝在3#機(jī)4流結(jié)晶器末端，根據(jù)以往拆卸下來(lái)的結(jié)晶器外表面觀察，結(jié)晶器末端位置易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。

4 試驗(yàn)設(shè)備的操作調(diào)試與安全事項(xiàng)

4.1 臭氧機(jī)初次運(yùn)行，臭氧水濃度輸出5mg/L；

4.2 檢查結(jié)晶器出水臭氧濃度，以0.5mg/L指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)產(chǎn)量調(diào)整；

4.3 在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，觀察臭氧機(jī)及臭氧濃度檢測(cè)儀運(yùn)行狀況，掌握其運(yùn)行規(guī)律。

4.4 在設(shè)備的操作與調(diào)試期間，確保工作環(huán)境通風(fēng)，無(wú)影響操作、檢查等安全隱患存在；

4.5 設(shè)備操作必須有專人負(fù)責(zé)、下達(dá)指令；操作過(guò)程中有專人安全監(jiān)護(hù)；設(shè)備啟停及運(yùn)行操作有專人記錄；操作現(xiàn)場(chǎng)禁止有油脂、易燃等物品；

4.6 臭氧設(shè)備工作區(qū)域有正規(guī)操作房間或有安全圍欄隔離，工作區(qū)域內(nèi)有防火防爆等安全消防設(shè)施及相關(guān)工作警示牌。

5 測(cè)試工藝流程圖及操作步驟

5.1 工藝流程圖見(jiàn)圖3

圖3 工藝流程圖

5.2 開(kāi)機(jī)步驟

（1）連鑄3#機(jī)拉鋼前30 min，進(jìn)行臭氧水設(shè)備檢查投運(yùn)；

(2)合臭氧水設(shè)備電源開(kāi)關(guān)；操作箱電源指示燈亮；

(3)開(kāi)啟F1閥、F2閥；再開(kāi)啟F3閥（調(diào)整F3閥開(kāi)度，以出水罐不溢水為最佳狀態(tài)）；F4閥開(kāi)度已設(shè)定好，確保外供泵壓力表指示大于0.85 MPa;開(kāi)啟臭氧發(fā)生器冷卻水進(jìn)水閥門。

(4)轉(zhuǎn)動(dòng)循環(huán)泵開(kāi)啟按鈕，循環(huán)泵運(yùn)行；(5)轉(zhuǎn)動(dòng)外供泵開(kāi)啟按鈕，外供泵運(yùn)行；

(6)開(kāi)啟氧氣進(jìn)氣閥門，控制減壓表后壓力在0.1～0.3 MPa;按臭氧開(kāi)按鈕，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“功率”電位器，調(diào)整電流表值為1.2 A，臭氧設(shè)備運(yùn)行（臭氧發(fā)生量及工作壓力已設(shè)定好）；

5.3 停機(jī)步驟

(1)連鑄3#機(jī)停止生產(chǎn)后，進(jìn)行臭氧水設(shè)備停運(yùn)操作；

(2)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)“功率”電位器，調(diào)整電流表值為0 A，按臭氧停按鈕，臭氧設(shè)備停止運(yùn)行；

(3)關(guān)閉F3閥，轉(zhuǎn)動(dòng)外供泵停止按鈕，外供泵停止運(yùn)行；轉(zhuǎn)動(dòng)循環(huán)泵停止按鈕，循環(huán)泵停止運(yùn)行；

(4)關(guān)閉臭氧發(fā)生器冷卻水進(jìn)水閥門；

(5)關(guān)閉氧氣進(jìn)氣總閥及支閥;切斷設(shè)備電源開(kāi)關(guān)。

5.4 日常維護(hù)、檢查及記錄

(1)設(shè)備本體必須保持清潔，無(wú)跑冒滴漏；做好日常維護(hù)；

(2)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，檢查設(shè)備聲音正常；信號(hào)燈及壓力表指示正常；

(3)設(shè)備運(yùn)行期間，做好對(duì)設(shè)備正常巡檢，并做好點(diǎn)檢記錄；

(4)設(shè)備運(yùn)行或停止過(guò)程中，設(shè)備外框大門必須鎖好，并由點(diǎn)檢員或?qū)Ｈ丝垂埽话l(fā)現(xiàn)異常狀況，立即報(bào)告相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)；

(5)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)等危及人員身體安全的緊急情況，須立即切斷電源開(kāi)關(guān)，關(guān)閉氧氣進(jìn)入總閥及F1、F2閥；采取救援措施并匯報(bào)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。

6 試驗(yàn)實(shí)施效果

從項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，臭氧水對(duì)連鑄結(jié)晶器用水環(huán)境具有細(xì)菌滅殺、抑制藻類再生、疏松垢層等作用；通過(guò)試驗(yàn)階段的運(yùn)行，從3#連鑄機(jī)拆下的結(jié)晶器表層觀察，投加了臭氧水的結(jié)晶器與沒(méi)有加臭氧水的結(jié)晶器相比較，經(jīng)過(guò)臭氧水處理后的結(jié)晶器表層光亮清潔，結(jié)晶器表面局部垢層面積減小，且垢層有明顯的疏松，用布輕輕擦拭，疏松的垢層能被輕易除去，通過(guò)試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)結(jié)晶器表面有腐蝕痕跡；為此，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器連續(xù)鑄鋼650～700爐的目標(biāo)。

7 結(jié)束語(yǔ)

臭氧在水中不穩(wěn)定，能產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧 ＜O＞和羥基 ＜OH＞等活性粒子，它的氧化還原電位為 2.O V，僅次于氟，遠(yuǎn)高于氯 ＜1.36 V＞和二氧化氯 ＜1.5 V＞；對(duì)各種致病微生物有極強(qiáng)殺滅菌消毒作用 .臭氧溶液殺滅致病的細(xì)菌效果最好，包囊和芽孢次之，病毒再次之[1]。高濃度臭氧水殺菌速度比氯快 6OO～3OOO倍 甚至幾秒鐘內(nèi)就可以致死細(xì)菌。 它可以氧化、分解水中的污染物和雜質(zhì)，所以高濃度臭氧水是一種“萬(wàn)能”處理水方法[2]。

本文通過(guò)臭氧水在連鑄結(jié)晶器阻垢技術(shù)方面的試驗(yàn)性應(yīng)用，創(chuàng)新性地揭示了臭氧水在連鑄結(jié)晶器阻垢及改善結(jié)晶器用水環(huán)境方面具有良好的積極作用；通過(guò)項(xiàng)目試驗(yàn)的展開(kāi)、實(shí)施，解決了結(jié)晶器表面因局部結(jié)垢而導(dǎo)致結(jié)晶器在鑄鋼過(guò)程中的中斷修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器連續(xù)鑄鋼，為冶金煉鋼連鑄系統(tǒng)在水處理技術(shù)應(yīng)用方面創(chuàng)造出綠色、環(huán)保新途徑。