控制电渣炉结晶器结垢的化学处理法_刘蔚

ESRmouldscalecontrolbychemicaltreatmentLiuWei（EnergyDepartmentofBaosteelSpecialSteelCo.，Shanghai200940，China）控制电渣炉结晶器结垢的化学处理法刘蔚（宝钢股份特殊钢分公司能源部，上海200940）［摘要］宝钢股份特殊钢分公司特冶厂电渣炉由于水处理工艺比较特殊，所以循环水往往在高温区，即结晶器上产生结垢。介绍了一种控制电渣炉结晶器结垢的化学处理方法，能有效延缓结晶器的结垢速度，确保了产品质量。［关键词］电渣炉；循环水；结晶器［中图分类号］TQ085+.4［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）02-0084-02Ａｂｓｔｒａｃｔ：Sincethewatertreatmentprocessisratherspecialattheelectricslagremelt（ESR）oftheSpecialSmelt-ingPlant，BaosteelSpecialSteelCo.，thecirculatingwaterissometimeslocatedinthehightemperaturearea，andscalingcomesintobeinginthemould.Akindofchemicaltreatmentmethodwhichcontrolsthescalingontheelec-tricslagremeltmouldisintroduced.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：electricslagremelt；circulatingwater；mould宝钢股份特殊钢分公司特冶厂建有14台电渣炉（ESR），其中30#电渣炉为德国设备，主要用于冶炼高品质的工具钢或特种钢，由于每炉钢的冶炼时间都很长、温度都很高，故其对冷却速度的要求较高。同时，30#电渣炉作为电炉的一种，对冷却水的电导率有一定的要求。然而受现场条件的限制，目前对30#电渣炉配套的循环冷却水系统只能以自来水作补水，故其高温区（结晶器）存在着结构的问题。笔者在现有条件下，研究选择合适的化学处理方案来控制结晶器结垢的问题。1生产原状特冶厂30#电渣炉配套的循环冷却水系统担负着冷却结晶器、熔炼电源、总线管道和电缆等众多用户的任务，其循环水系统为闭式半开路循环，以自来水作为补充水，循环水系统参数见表1。30#电渣炉循环水流程见图1。30#电渣炉配套的循环冷却水系统的特殊性体现在：采用硬度100mg/L左右的自来水作为补充水；夹套冷却结晶器，循环水流速偏慢；钢锭脱模时，循环水停止循环；要求循环水的电导率<500μS/cm。在上述循环冷却条件下，结晶器上很容易产生结垢，其主要结垢物为碳酸钙。结晶器结垢会造成结晶器冷却不足，导致冶炼后出现钢锭碳化物结晶偏析，钢锭有时无法脱模，钢锭产品质量受到影响等问题。为清除结晶器的结垢，不得不定期停炉拆检结晶器，一般清除周期为7d，不仅花费了大量人力物力，还因为经常性停炉而影响了产能的发挥。由于30#电渣炉的结晶器结垢的问题是水处理工艺的客观原因造成的，无法从根本上解决其问题，只能通过化学水处理方法延缓其结垢速度。表1循环水系统参数项目设计值送水温度/℃18~35回水温度/℃<43保有水量/m314循环量/（m3·h-1）80排污量/（m3·h-1）0.0578系统材质碳钢、不锈钢、铜第30卷第2期2010年2月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.2Feb.，2010换热器84——工业水处理２０10－02，30（2）刘蔚：控制电渣炉结晶器结垢的化学处理法2技术方案的选择第1阶段首先选用了在宝钢分公司一连铸清循环系统应用较好的技术方案：3DT180缓蚀阻垢剂（主要活性成分为有机磷PSO、膦基琥珀酸低聚物）+正磷酸盐缓蚀剂的化学处理方法。30#电渣炉于2006年10月—2007年1月应用此方案后，拆检结晶器发现，其结垢问题仍然严重，经分析垢样主要成分从碳酸钙转为磷酸钙。由于30#电渣炉冶炼的是高品质的工具钢或特种钢，其冶炼工艺对冷却系统的要求与寻常的连铸系统不同，所以30#电渣炉结晶器的冷却方式与通常结晶器冷却方式也不同。30#电渣炉冷却水系统与一连铸清循环系统的对比见表2。由表2可知，30#电渣炉受现场影响不得不采用自来水做补水，水质比纯水差，所以更容易结垢；循环水流速偏低，更容易结垢；采用满水脱模，停止循环的特点造成更容易结垢。30#炉特有的冷却形式引起结晶器铜板的热负荷高，更容易引起磷酸钙垢的产生。在上述分析的基础上，开展了第2阶段的试验。与第1阶段方案相比，此次方案中取消了正磷酸盐缓蚀剂，目的为减少磷酸钙沉积；同时提高3DT180剂量，利用PSO与钙形成具有缓蚀功能的沉积膜，来控制系统腐蚀