连铸结晶器冷却水水质的改善及实施效果

【摘要】本文通过对结晶器冷却水水质异常进行分析，结合工况调整水质控制标准，改善药剂配方，调整加药方式，优化补水工艺，水质的波动得到了及时的发现和处理，避免由于质量事故对连铸生产造成影响。

【关键词】连铸结晶器；冷却水；水质

1、前言

连铸机结晶器是产生板坯表面质量问题的根源，其冷却水为软水，加速结晶器内液态钢水在其内部冷却形成一定厚度的坯壳，所以结晶器的状况对于连铸来说特别重要。如果结晶器水质不满足用水要求，乃至水质指标恶化，管道及设备本体将出现结垢、腐蚀、堵塞严重后果，连铸生产工序也将出现铸坯质量缺陷、漏钢、卧坯等事故。

2、水质问题

邯钢CSP泵站A系统主供三炼钢连铸结晶器，为软环密闭系统，连铸机结晶器的冷却回水经板式换热器降温后，由供水泵组送用户循环使用。2012年年底至2013年年初，结晶器铜板下线后在背面程度不同的存在黑色结垢物质，电导率和PH值严重超标，结晶器铜板的冷却不均匀，造成连铸铸坯的冷热不均，并产生边裂。

3、原因分析

针对连铸工序产生结垢影响冷却效果的状况，分析水质恶化主要有以下三个原因：

1）水质指标的控制范围：水质pH值控制在8—11范围内，电导率控制在小于1200us/cm范围内，对pH值控制范围需要进一步进行验证。

2）药剂投加：缓蚀阻垢剂为碱性配方，且药剂投加周期较长，容易造成系统药剂浓度不均。

3）补水水源：连铸结晶器水补水水源为离子交换软水站出水，由于软水站运行时间较长，设备老化，造成水质有时不合格。

4、水质指标的调整

以往所用缓蚀阻垢剂均为碱性配方，一般PH值控制在8—11范围内运行，结合系统运行及用户反馈的情况，对理论控制pH值范围进行计算。

4.1 pH值理论计算过程

4.1.2碳酸钙的临界pH值（pHc）判断

4.1.3 结垢指数PSI判断水的腐蚀型和结垢型

4.1.4 PH值指标调整

对腐蚀型水质来说，适当提高运行pH值，可以减轻腐蚀程度、减少缓蚀剂用量。当pH值提高到8.0以上时，水中溶解氧较易在碳钢表面上形成钝化膜；同时pH值提高后使水的碱度提高，更容易在碳钢上形成碳酸钙保护膜。

所以通过以上方法的判断，结合目前补水水质及现场运行，从提高pH值对腐蚀型水质的运行有利，加之管道中离子平衡角度考虑，将连铸结晶器系统循环水pH值控制在8.5—10.5。

5、对药剂配方及加药量进行调整

通过对系统加药量进行调整，前提保证总磷指标在9mg/l以上，由3—5天投加1—2桶缓蚀阻垢剂调整为1—2天投加0.5—1桶。由于系统中原药剂的残存，前期pH值和电导率指标下降不明显。

通过采取得当措施，结晶器系统水质水质pH值、电导率明显好转，达到了预期的冷却效果，减少了因边裂质量缺陷造成的降级改判量。

6、对补水工艺的改善

为降低吨钢耗新水，提高产品质量，邯钢利用比较成熟的双膜法水处理工艺替代了离子交换工艺，利用污水制取软水，连铸结晶器补水水质的得到了进一步的大幅改善。

7、结语

对于连铸结晶器系统，由于本身系统硬度很低，不存在结垢问题，根据水质的化验数据，PSI>6，可判断该系统水质为腐蚀型水质。因连铸结晶器水系统为闭式循环系统，循环水中分子态氧的存在将加速对铁的腐蚀，因此防止系统腐蚀是我们水处理工作的重点。