梅鋼連鑄濁環水水質改善實踐

夏圓圓，崔兆俊

（寶武水務科技有限公司南京分公司，江蘇南京 210039）

1 背景

梅鋼連鑄濁環水系統主要用戶是板坯噴淋冷卻、輥道冷卻、切割渣粒化和鐵皮溝沖水，使用后的排水匯集入鐵皮溝并流入旋流沉淀池。水中雜質主要為氧化鐵皮，鐵皮渣用抓斗行車抓至渣坑內脫水回收，經旋流池處理后的水分兩路，一路用沖渣水泵組循環使用，另一路送平流池泵組送至平流沉淀池進一步處理。經平流池送砂過濾器泵過濾進入冷卻塔降溫后進入濁環水池內。因在冷卻過程中，產生蒸發與充氧，水質失穩現象是不可避免的，需要進行水質穩定處理。連鑄濁環水工藝流程見圖1。

圖1 連鑄濁環水工藝流程圖

2018年12月份開始，梅鋼煉鋼廠2#連鑄機0號段過濾網經常出現堵塞，見圖2，導致出水量減小，板坯冷卻達不到要求，影響正常生產。

圖2 過濾網堵塞照片

2 原因分析

通過查詢近期水質報告，水質指標并未發現明顯劣化趨勢，初步判斷是系統存在某些設備設施運行不穩定，造成水質間斷劣化，且日常取樣不能及時被發現造成。對堵塞物進行取樣分析，分析結果如表1。

表1 堵塞物分析報告

根據化驗結果，堵塞物灼燒失重為48.7%，主要是油污及其衍生的附著物；其次三氧化二鐵占比18.07%，為未被沉淀下來氧化鐵顆粒或管道腐蝕產物；鈣鎂結垢物極少。

對于油污和三氧化二鐵來源分析可能原因為，（1）破乳劑或絮凝劑效果不好，沒有將油從平流池中去除；（2）砂過濾器和供水管道過濾器截留能力降低，沒能有效截留油分和懸浮氧化鐵顆粒；（3）供水管道內有腐蝕及微生物滋生。

基于以上原因，對現場實際運行情況進行調查、驗證。

2.1 藥劑投加試驗

平流池是濁環水系統的懸浮物和油去除的主要工序，為驗證平流池的藥劑投加效果，進行了實驗室小樣試驗，驗證不同濃度的絮凝劑對沉淀的影響，驗算污泥產量及清池周期是否合適。結果見表2。

表2 藥劑投加效果驗證

通過試驗，目前根據藥劑消耗量計算，投加濃度為絮凝劑0.3 mg/l，破乳劑1.5 mg/l，是能夠滿足生產需求的，增加藥劑投加量對去除水中懸浮物效果不大。但是現場實際調查發現，加藥設備老舊，主要靠人工每天兩次向加藥罐進行配藥，然后通過重力自流進入平流池進水口，為防止藥劑罐放空，藥劑廠家將配水閥門一直打開向藥劑罐補水，見圖3。這就造成剛開始配完藥后，藥劑濃度比較高，越往后藥劑濃度越低，效果越差。特別是夜間現場無人補藥，易造成藥劑濃度過低的情況，且水質惡化不易被發現。

圖3 加藥箱配水管一直補水，液位處于高位

2.2 過濾器現場運行情況調查

平流池出水經送砂過濾器泵送入9臺砂過濾器進行過濾，去除未能沉淀的懸浮物，進一步凈化水質。7臺已更換為陶瓷濾料，2臺石英砂濾料。隨著時間越來越長，陸續發現過濾器反洗跑砂情況，從反洗水池中清理出來的濾料均是陶瓷濾料。砂過濾器內砂層逐漸降低，導致截留能力減弱。利用檢修機會打開過濾器進行測量，跑料最嚴重的達到85%。分析原因主要是原來使用的是石英砂濾料，比重較大，后期由于陶瓷濾料對除油和板結優于石英砂濾料，過濾器大修后陸續改為陶瓷濾料，比重較石英砂小，但反洗的流量和壓力未及時調整，導致反洗跑料嚴重。另外，利用檢修對現場供水總管管道過濾器進行拆檢，2#連鑄濁環水有兩臺管道過濾器，為單濾筒式。2#連鑄濁環管道過濾器一個為2019年3月新更換，運行情況良好，另外一個粗濾筒與細濾筒之間斷裂，細濾網有破損，見圖4，且不能反洗。

圖4 管道過濾過濾器濾網破損

3 改善措施

（1）鑒于前端污染物通過系統存在的漏洞進入供水管道內，有必要對系統管道進行一次清洗，以降低后期對主體生產帶來影響。通過在線投加粘泥剝離藥劑，將管道內腐蝕產物和油類及其衍生物從管道內清洗到水中，最終通過過濾和反洗的方式將污染物排出系統。見圖5。

圖5 粘泥剝離出的雜物

（2）對平流池區域加藥設施進行改造，更換加藥罐，且加藥罐的容量必須大于12 h 加藥量，同時改用加藥計量泵對平流池破乳劑和絮凝劑均衡投加，確保加藥效果（在改造完成前，禁止連續向加藥罐補水稀釋藥劑濃度）。

（3）對跑料嚴重的砂過濾器進行大修，增補濾料，修復濾帽。同時在過濾器反洗進水管安裝壓力表，及時調整反洗閥門開度，摸索陶瓷濾料過濾器反洗壓力，確保反洗效果的同時不發生跑料情況。

（4）對管道過濾器進行更新、修復，恢復自清洗功能，并嚴格按照過濾精度0.5 mm 設置，自清洗過濾器的正常運行壓差為0～0.05 MPa，當壓差高于0.2 MPa 時，極易引起濾網螺桿斷裂，反洗機構及濾板變形，崗位人員在巡檢過程中應關注自清洗過濾器在運行過程中的壓差，當壓差大于0.2 MPa 時必須進行設備反洗。

（5）針對每年5、6 月份楊絮泛濫情況，提前對連鑄濁環水冷卻塔區域系統安裝簡易攔絮網，并定期清理檢查，避免因飛絮進入系統引起系統過濾器和噴嘴堵塞。見圖6。

圖6 冷卻塔區域加上防絮網

4 實施效果

通過以上措施，連鑄機0 號段過濾網堵塞情況明顯好轉，見圖7。清理周期延長，清理次數明顯減少，見表3。

圖7 改善后過濾網情況

表3 過濾網堵塞情況跟蹤

5 總結及建議

（1）連鑄濁環水的水質問題一直是鋼鐵行業水處理人的重點關注對象，連鑄機噴嘴形式多樣，貫穿在連鑄坯生產的整個過程，水質的波動直接影響噴頭出水流量，甚至影響連鑄坯的質量。從連鑄機0 號段噴嘴前的過濾網堵塞入手，對水系統運行的整個過程進行分析排查，找出問題所在。有時僅憑水質檢測數據不能準確判斷系統運行優劣，需要緊密結合現場實際情況來及時調整日常控制措施［2］。

（2）主線連鑄機漏油問題也是濁環水水質控制的一個難點，系統含油量增加，不僅易造成噴嘴堵塞，還容易使砂過濾器板結、通量下降等，對生產運行造成不良影響。從現場運行經驗來看，由于取樣檢測的局限性，不能從水系統各個環節進行全過程跟蹤，這就需要現場巡檢人員的日常細心觀察，重點查看漩流池、平流池水面是否有浮油，一旦發現，應及時采取措施，增加破乳劑的投加，加強過濾器的反洗頻次，必要時人工撈油或投加吸油氈進行除油［3］。

（3）梅鋼連鑄濁環水的補水為回用水，其中的鈣鎂離子濃度較工業水高，加上連鑄保護渣中含有氟離子，當氟離子進入水中與鈣離子結合，在連鑄生產的高溫環境下，極易形成氟化鈣沉積，長期累積，出現噴頭外部及噴淋架結垢、部分噴頭不出水或出水分叉嚴重等問題。因此在日常運行管理中，要重點關注鈣離子、氟離子濃度，根據實際運行經驗，鈣離子、氟離子濃度積低于10000 時，連鑄噴頭狀態保持良好，無明顯結垢堵塞。

（4）連鑄濁環水系統設備的運行狀態也是水質控制的關鍵，如加藥設施是否完好，平流池刮油刮渣機、撇油機的運行狀態是否良好，砂過濾器的反洗周期、反洗壓力、運行壓差是否正常以及是否跑砂，管道過濾器的壓差、自動反洗是否正常等都是日常巡檢和設備維護關注的重點。

（5）藥劑投加方面，對于殺菌劑的投加，可采取多點投加，以及連續投加和沖擊性投加相結合的方法，以防止系統內藻類滋生而引起的生物粘泥增多、懸浮物升高問題。絮凝劑和破乳劑投加濃度也不是一成不變的，要根據現場來水狀況及時進行調整，平流池是觀察絮凝劑和破乳劑投加的一個很好的窗口，可以通過觀察池內礬花形成的大小適當調整藥劑計量泵的流量［3］。

（6）連鑄濁環水水質的好壞不只是水質指標的優劣，更重要的是跟蹤用戶側設備使用效果來衡量，持續跟蹤下線過濾網及噴嘴的狀態，定期用戶走訪溝通也是水質管理工作的一部分。