冷轧酸洗系统碱洗的研究与实践

（涟源钢铁集团冷轧板厂，湖南 娄底 417000）

摘 要：本文主要介绍使用NaOH溶液清洗冷轧酸洗系统研究和具体实施，有效的解决了酸洗系统管道和石墨加热器硅泥堵塞问题。

关键词：硅泥; NaOH;冷轧酸洗

1 前言

目前涟钢冷轧板厂酸轧线每个月生产硅钢3万多吨，这些硅钢酸洗后会产生难溶解的硅泥，主要成分是SiO2，在酸洗系统内随酸液进行循环，并且在酸罐、酸槽、石墨加热器和管道内富集，很容易堵塞管道和石墨加热器，引起一系列的问题，影响酸洗系统的正常运行。

2 前期研究与论证

硅泥是水处理界所面临的最难处理的无机盐垢之一。据相关资料报道，对硅泥具有一定溶解能力的清洗药剂有氢氟酸、氢氧化钠和氨水。氢氟酸具有极强的溶硅能力，但毒性大，同时氢氟酸是一种剧毒的物质，且易挥发，如采用氢氟酸进行清洗，不但对设备而且对人体的副作用相当明显，因此不能采用。氨水溶硅能力有限，而且氨水的挥发性很强，系统清洗时并不完全密封，会对环境造成极大的影响。因此对系统硅泥的清洗，可行的方法是采用一定浓度的NaOH溶液。为了满足现场的实际应用，需要研究NaOH的浓度和温度对硅泥溶解速率的影响以及NaOH溶液对酸洗系统其他设备的影响。

2.1 NaOH浓度对溶硅能力的影响

为验证NaOH溶液的浓度对除硅效果的影响（化学反应方程式：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O），试验分别选取NaOH溶液的浓度分别为10%和15%两种浓度，试验的温度控制在60℃，选取致密的硅泥进行试验，各试样经处理后的重量为1#试样1.17g、2#试样1.095g。试验的方法是将盛有NaOH溶液的烧杯放入到恒温的电烤炉内，将精确称量的硅泥试样放入到规定试验浓度的NaOH溶液中，每隔一定时间观测试样的变化。

表1表示不同NaOH浓度下硅泥在60℃的温度下的溶解情况，从表1中的试验结果可看出，对于结构致密的硅泥，当试样放入到NaOH溶液中一开始就可以沉到NaOH溶液的底部，同时有气泡产生。1小时后NaOH溶液成黑色，硅泥开始溶解。2小时后，1#试样溶解约1/3，2#试样溶解约2/3，3小时后，1#试样溶解约4/5，2#试样全部溶解，而1#试样直到4.5小时后全部溶解。由此可见，对于结构致密的硅泥，提高NaOH的浓度对硅泥溶解速度的提高是有利的。

2.2 温度对硅泥的溶解速度的影响

为测试NaOH溶液温度对硅泥清洗效果的影响，我们分别测试了致密硅泥在40℃、60℃和80℃下的溶解速率，所选用的NaOH溶液的浓度为10%，表2为该试样条件下的试验结果。

从试验结果看，提高NaOH溶液的温度对硅泥溶解的速度影响是非常显著的，当试验温度为80℃时，尽管试样的重量最大，但约经2小时后硅泥便全部溶解，而在常温下（40℃）白色硅泥经过6小时还未全部溶解。

2.3 NaOH溶液对耐酸砖和石墨块的腐蚀性试验

酸洗槽和酸罐的内壁是耐酸砖，石墨加热器内是石墨块，当系统采用NaOH溶液进行清洗时，NaOH溶液将直接与耐酸砖和石墨块接触，为防止在系统清洗时，NaOH溶液对酸槽壁和石墨加热器的石墨块产生腐蚀，必须对耐酸砖和石墨块的耐腐蚀性进行评价。试验用的耐酸砖是备用的，与实际酸槽中的耐酸砖完全一样，石墨块是损坏的，与在线使用的完全一样，用15%的NaOH溶液浸泡的耐酸砖和石墨块，结果显示NaOH溶液对耐酸砖和石墨块没有腐蚀。

2.4 试验结论

（1）NaOH溶液浓度、温度对溶解硅泥能力的影响较大，NaOH溶液的浓度越高，溶解速度越快。温度越高，溶解速度越快;（2）用NaOH溶液清洗酸洗系统内的硅泥是完全可行的。

3 实践操作

通过对涟钢1720酸轧线酸洗循环系统的结构和运行特性进行了全方位分析研究，在之前试验的基础上提出碱液清洗方案，在不解体系统的情况下，实现系统设备整体清洗，从实际效果看效果良好。碱洗方案如下：

（1）在停机后排尽酸循环系统内的余酸，向酸罐内注入脱盐水并打大循环，最大限度的减少系统内的酸液残余量，为碱液清洗创造条件;（2）碱液添加：将装有浓度为30%工业氢氧化钠溶液桶子（1m?）用行车吊到酸槽中，通过酸槽直接添加，最后流入酸罐中;（3）碱液清洗控制参数：酸罐液位控制在70%，即35m?，清洗用的碱液浓度控制在10～12%，温度控制在70～75℃，清洗时间为1～2小时;（4）配液完成后，开启小循环加热，待温度达到70℃后开启大循环进行碱洗，碱洗洗时间为1～2小时，同时观察系统的流量变化，碱洗结束时系统流量设定值和实际值一样;（5）系统碱液清洗后，排尽系统内残余的碱液，打开酸槽槽盖、酸罐人孔，对内部较多的块状硅泥进行人工清理;（6）人工清理结束后，向罐内注入脱盐水，打大循环进行冲洗，清洗内部的残留碱液，冲洗30分钟后排放;（7）排空酸罐后注酸，碱洗结束。

4 结语

NaOH溶液在线清洗酸洗系统在冷轧酸轧线成功应用后，酸洗系统的喷射流量减少速率明显减缓，石墨加热器的更换频次大幅度减少，对提高酸洗效率和酸洗质量产生了积极影响，更重要的是我们找到了一个解决酸洗循环系统硅泥堵塞有效的方法。

参考文献：

[1]李庆时.硅钢自动化酸洗线硅泥清洗工艺研究[J].湖南大学硕士论文，2009.