板坯連鑄機(jī)二冷水噴嘴堵塞原因分析及對(duì)策

郭少云

（日照鋼鐵集團(tuán) 板材制造部設(shè)備室，山東 日照276800）

0 前言

二次冷卻是連鑄生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，是使鑄坯離開結(jié)晶器后接受連續(xù)冷卻直至完全凝固的過程。鑄坯的中心熱量除了通過鑄坯的輻射方式帶走， 更主要是靠噴淋到鑄坯表面的水滴的蒸發(fā)和升溫而帶走，影響二次冷卻效果的是噴淋冷卻水。

目前鋼鐵企業(yè)板坯連鑄機(jī)二冷水噴嘴普遍存在堵塞的現(xiàn)象，噴嘴的堵塞導(dǎo)致鑄坯局部冷卻降溫不均勻，造成角裂、表面缺陷等一系列的質(zhì)量問題。嚴(yán)重的制約著鑄坯的質(zhì)量和產(chǎn)量。如何控制噴嘴堵塞，將噴嘴月堵塞率降低到3%以下，成為很多鋼鐵企業(yè)攻關(guān)的課題。

1 噴嘴堵塞原因分析

1.1 堵塞物分類

噴嘴的堵塞物主要有以下幾類，油（包括液壓油、潤滑油）、氧化鐵顆粒（氧化鐵和氣路中的腐蝕產(chǎn)物）、泥、水體中鹽類的析出物（比如碳酸鈣、碳酸鎂等）、比較大的固體顆粒。

1.2 噴嘴堵塞方式分析

1）油泥堵塞：這里的油泥是指在油的作用下將水體中其他細(xì)小固體物質(zhì)粘附在一起而形成。 油泥對(duì)噴嘴的堵塞表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是水體中已經(jīng)形成的油泥對(duì)噴嘴堵塞，比如，連鑄系統(tǒng)停止供水，連鑄再次復(fù)產(chǎn)時(shí)，管道中富集的油泥由于水流的沖擊而剝落，通過噴嘴時(shí)粘附在噴嘴口，直接將噴嘴堵塞。 二是連鑄生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)生高溫區(qū)，噴嘴的溫度也很高，在此情況下水體中的油發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，油粘附在噴嘴上，由于油的粘度增加造成其他固形物在此富集，時(shí)間累積噴嘴堵塞。

2）結(jié)垢堵塞：水體中溶解鹽含量高，在通過噴嘴時(shí)，高溫下析出，富集產(chǎn)生噴嘴堵塞，在循環(huán)水高濃縮倍數(shù)時(shí)容易產(chǎn)生。

3）氣路氧化物堵塞：氣路中的氣體難免會(huì)帶有水分，在水的作用下，供氣管路發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物脫落后堵塞噴嘴。

4）固體物質(zhì)堵塞：連鑄車間過濾器在不正常工作的狀態(tài)下和檢修時(shí)疏忽帶來固體物質(zhì)，從而進(jìn)入布水管線，最終導(dǎo)致碰嘴堵塞。

以上幾種堵塞方式是比較常見的情況，尤其是第一種情況，大部分的噴嘴堵塞都是由于油泥而造成。

2 解決對(duì)策

除去生產(chǎn)工藝及設(shè)備裝備等客觀因素，連鑄機(jī)噴嘴堵塞歸根結(jié)底是一種管理問題，完善的管理模式、強(qiáng)有力的貫徹執(zhí)行是降低噴嘴堵塞率的關(guān)鍵所在。

2.1 水處理專業(yè)管理（實(shí)施主體為水處理承包商）

1）加藥管理：水處理承包商必須要嚴(yán)格執(zhí)行連鑄濁環(huán)系統(tǒng)的加藥流程， 保證加藥量的合理和24 小時(shí)穩(wěn)定， 以保證水體的濁度控制在15NTU 以下和油含量控制在2ppm 以下， 以避免油泥對(duì)噴嘴的影響，不可出現(xiàn)斷藥停藥的情況，如特殊情況必須要在第一時(shí)間做出反應(yīng)并得以解決。

2）方案修正：如果水處理工藝和車間生產(chǎn)發(fā)生變動(dòng)，水處理承包商必須第一時(shí)間與業(yè)主相關(guān)部門進(jìn)行溝通根據(jù)實(shí)際情況對(duì)方案進(jìn)行補(bǔ)充及修改，并得到業(yè)主的確認(rèn)后進(jìn)行實(shí)施。

3）系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)：水處理承包商對(duì)此系統(tǒng)水質(zhì)每天要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，尤其是系統(tǒng)水體的濁度、油含量、有機(jī)物含量（及COD）作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

2.2 設(shè)備維護(hù)管理（實(shí)施主體為鋼鐵企業(yè)）

1）系統(tǒng)重點(diǎn)設(shè)備和設(shè)施管理

漩流井：漩流井工作中主要是除去大顆粒氧化鐵等固體物質(zhì)。 漩流井的管理一個(gè)方面是保證內(nèi)旋井內(nèi)不能淤積大量的氧化鐵皮等物質(zhì)，而影響內(nèi)旋井的處理能力，以及避免外井的堵塞和對(duì)后續(xù)除濁設(shè)備帶來不必要的壓力，所以要根據(jù)連鑄車間實(shí)際生產(chǎn)情況重點(diǎn)控制每天的抓渣量。另一方面，外井不可避免的會(huì)沉積氧化鐵皮，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)供水和后續(xù)設(shè)備都會(huì)帶來影響，所以每年大修期間必須要對(duì)外井進(jìn)行清理工作。

稀土磁盤：稀土磁盤的主要工作就是處理掉大量的懸浮物和乳化在水體中的部分潤滑油。 稀土磁盤是降濁降油的重點(diǎn)設(shè)備，保證其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系到系統(tǒng)濁度和油脂的控制，以及降低后期過濾器的處理壓力，所以此設(shè)備必須要進(jìn)行重點(diǎn)的監(jiān)控。

高速過濾器：高速過濾器是降濁和除油的最后一道關(guān)口，其主要的作用是將在稀土磁盤中未處理掉的懸浮物和潤滑油進(jìn)行處理，以達(dá)到系統(tǒng)水體對(duì)濁度和油含量指標(biāo)控制的要求。通用高速過濾器分為兩種，一種為石英沙過濾器，石英沙高速過濾器管理上必須要按照設(shè)備的要求進(jìn)行反洗操作，一方面，不能因?yàn)榉聪床僮鞑划?dāng)帶來濾料的亂層和跑料降低過濾器的過濾效果；另一方面，反洗不及時(shí)帶來的濾料板結(jié)。同時(shí)在條件容許的情況下通知水處理承包商每月一起對(duì)過濾器的濾料進(jìn)行檢查，看是否濾料已經(jīng)亂層或者板結(jié)，如果已經(jīng)嚴(yán)重亂層必須要對(duì)濾料進(jìn)行更換，如果板結(jié)要通過化學(xué)清洗的方法，讓濾料恢復(fù)過濾能力。

④熱水池、冷水池：冷水池和熱水池的主要功能是蓄水。在系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過程中，冷熱水池難免會(huì)有大量的淤泥沉積，所以冷水池和熱水池的管理上，每年要在大修期間對(duì)池底進(jìn)行清理。

⑤自清洗過濾器：自清洗過濾器也就是連鑄車間進(jìn)噴嘴前對(duì)固體物質(zhì)攔截的最后一道關(guān)卡。 煉鋼的自清洗過濾器一般過濾精度是200um， 其作用也就是對(duì)體積大于200um 以上的固體物質(zhì)進(jìn)行攔截。自清洗過濾器的管理重點(diǎn)，在日常運(yùn)行中要嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行運(yùn)行和反洗，同時(shí)在檢修時(shí)對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行更換和對(duì)過濾器中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，以保證過濾器安全有效，避免大顆粒物質(zhì)對(duì)噴嘴的堵塞。

2）油品管理

此系統(tǒng)中的油主要是液壓油水-乙二醇和潤滑油。 乳化的潤滑油能夠在投加絮凝劑后跟著懸浮物除去，浮油可以通過除油設(shè)備除去，剩余的部分通過過濾器可以除去。 但水-乙二醇不管是在設(shè)備工藝上還是化學(xué)處理上都沒有辦法除去，因?yàn)樗?乙二醇有很好的水溶性，其物化性質(zhì)決定了此點(diǎn)。而噴嘴的堵塞基本大部分都是因?yàn)橛湍啵?乙二醇起到了主要作用。 所以液壓油的泄漏控制就成為重點(diǎn)，必須要建立相關(guān)的用油管理制度，同時(shí)也要建立油品泄漏的應(yīng)急預(yù)案，當(dāng)液壓油大量泄漏后及時(shí)通知水處理車間和水處理承包商， 水處理車間及時(shí)進(jìn)行排污置換處理，一直到水體中含油量將到要求指標(biāo)。水-乙二醇的的監(jiān)控可以通過測(cè)定水體中的COD，一般在國內(nèi)對(duì)此系統(tǒng)的COD 控制在50mg/L 以下（從實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)分析，當(dāng)水體中含有20ppm 水-乙二醇時(shí)，水體的COD 為46.7mg/L），這個(gè)監(jiān)測(cè)可以由水處理承包商進(jìn)行作為日常監(jiān)控。

3）噴淋設(shè)備管理

噴嘴管理：一是對(duì)于線上堵塞的噴嘴一定要進(jìn)行更換，二是更換后的噴嘴在清洗、確認(rèn)后才可再次重復(fù)使用。

噴淋架和段位的管理：噴淋架和段位在長(zhǎng)期的使用過程中，難免會(huì)有積泥，下線后要及時(shí)進(jìn)行清理，在管理上要建立更換周期、更換后噴淋架的清理、噴淋架和段位的保存、投入使用等相應(yīng)的制度。

4）用水管理

旁路設(shè)施：執(zhí)行停機(jī)不停水的用水制度。如果長(zhǎng)期停機(jī)，必須在連鑄機(jī)開機(jī)前1 小時(shí)開始供水，首先通過旁路設(shè)施運(yùn)行半小時(shí)，再連接自清洗過濾器和后部管線，同時(shí)對(duì)噴嘴進(jìn)行檢查。

鹽含量管理： 循環(huán)水體中鹽含量偏高會(huì)造成噴嘴處鹽類析出，而導(dǎo)致噴嘴堵塞，所以必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)濃縮倍數(shù)，建立合理的排污制度，濃縮倍數(shù)偏高時(shí)要及時(shí)進(jìn)行排污處理。

3 應(yīng)用效果

表1

4 結(jié)束語

噴嘴的堵塞一直是個(gè)難題，完全杜絕噴嘴堵塞是不現(xiàn)實(shí)的，此問題是個(gè)系統(tǒng)化的工程，只要有合理的工藝條件，細(xì)致的運(yùn)行管理，噴嘴堵塞現(xiàn)象就會(huì)有大大改善，以達(dá)到所要求的目標(biāo)。