专利名称：炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺的制作方法
炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺
技术领域：
本发明属于炼钢厂废水处理技术领域，涉及一种将连铸二冷水经过化学除 油器处理后、再经过冷却、杀菌灭藻、水质稳定等处理后用水泵送往连铸设备 循环利用的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺。背景技术：
现有的钢铁企业废水总的循环率一般只达到40 60%,有的根本没有循环而 直排，不但资源浪费，而且对环境造成严重的破坏。钢铁工业中炼钢工序是整 个钢铁生产过程的中心环节，而连铸工艺又是炼钢生产过程中的核心工艺之一。 随着钢铁生产的发展，连铸技术已经被越来越多的钢铁企业所采用，我国的连 铸比大幅度上升。连铸工艺省去了模铸和初轧开坯的工序，钢水直接流入连铸 机的结晶器中，使液态金属急剧冷却，从结晶器尾部拉出的钢坯进入二次冷却 区，二次冷却区由辊道和喷水冷却设备构成。由于连铸工艺的实施，简化了加 工钢材的过程，不但大量节省基建投资和运行费用，而且减少能耗，提高成材 率。
在连铸过程中，供水起着非常重要的作用，为了提高钢坯的质量，对连铸 机用水水质的要求越来越高，水的冷却效果好坏直接影响到钢坯的质量和结晶 器的使用寿命。
连铸二冷水的特点是水量大、温度高，易发生腐蚀和结垢，对水质及水处 理技术要求很高。在生产过程中，二冷喷淋水与连铸设备直接接触，大量的氧 化铁皮颗粒、金属粉尘、润滑油脂等杂质带入水中，这些杂质极易"粘合"， 形成有较大粘性的"油泥"，油泥很容易粘附在管道、用水设备上，给连铸生 产带来了很大危害。如粘附在管道上，将会縮小管道的有效过水面积，降低供 水量或增大管道阻力，引起金属垢下腐蚀；若粘附在二冷喷嘴上，容易堵塞喷 嘴，降低二冷区的冷却效率，将会严重影响铸坯的表面质量；若粘附在过滤器 滤料上，容易堵塞滤料，造成滤料"板结"，过滤"短流"，使过滤器无法正 常运行，水质恶化，形成恶性循环，严重时会影响生产甚至会造成连铸机的停 产。
另外，如果处理后的连铸二冷水采用循环使用，随着浓縮倍数的提高，会 出现如下一些危害 一是沉积物(主要是垢)的析出和附着天然水中溶解有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成份。在循环冷却水系统中， 重碳酸盐的浓度随循环冷却水蒸发、浓縮而增加，当其浓度达到饱和状态时，
会发生下列反应Ca (线)2=CaC(U+C02 t+H20 。 CaC03沉积在管道表面，形 成致密的碳酸钙水垢，它的导热性能很差。水垢附着影响产量，增加能耗，严 重时，则换热器、管道被堵。二是设备腐蚀系统中大量的金属设备长期使用 循环冷却水会发生腐蚀，减少设备使用寿命甚至穿孔，造成安全隐患。三是微 生物的滋生和粘泥。循环冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类，在新鲜水中， 一般来说细菌和藻类都较少。但在循环水中，由于养分的浓縮，水温的升高和 日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液像粘 合剂一样，能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊 的沉积物粘附在管道、滤网、冷却塔、喷嘴上。粘泥吸附在设备上，除了会引 起腐蚀外还会使冷却水的流量减少，并降低冷却效率，严重时，会将管道堵死， 迫使停产检修。
目前国内外对连铸二冷水的处理大多为三段处理流程，如图1所不，其处 理方式主要靠自然沉淀、过滤去除悬浮物，除油采用隔油、刮油、带式、管式 吸附油等方式，使用设备多为隔油池、刮油机、带式除油机、管式除油机、浮 筒集油器等。
连铸二冷水处理采用三段处理流程，通过二次沉淀， 一次过滤可去除大部 分氧化铁皮和泥沙。采用机械设备除油效果不佳，只能去除浮油，不能去除乳 化油。而连铸二冷水中却含有相当一部分乳化油和不易沉淀的非常细小的颗粒 悬浮物，这些细小颗粒悬浮物与油份在水中互相吸附形成较大粘性的"油泥"， 它以胶体状态悬浮在水中，既不沉淀又不上浮，随水流动，粘附在管道、用水 设备及水处理设备上，造成喷嘴、管道、滤料、管道过滤器等设备堵塞的危害， 因此水处理效果不佳。后来也有炼钢厂将平流沉淀池改为化学除油器的，以减 少设备的占地面积，同时期望改善除油效果。但由于连铸二冷水系统水量波动 频繁，水处理药剂的适应性差，大量的悬浮物和油泥进入后道工序，还是严重 影响钢铁厂炼钢工序的正常稳定生产。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种具有水质稳定、水资源循 环利用和节能减排效果明显优点的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种炼钢厂连铸二冷水循环 利用工艺，冷却连铸设备所产生连铸二冷水经过冲渣沟汇集到旋流井，在旋流井内使大颗粒氧化铁皮沉积于井底，并将大颗粒氧化铁皮通过天车清出井外； 经过初步沉淀的旋流井出水通过泵打入化学除油器，在化学除油器分别投加除 油剂和絮凝剂，以去除废水中小颗粒氧化铁皮、油和胶体杂质，处理合格的废 水流入热水井，在热水井投加控制微生物的生长的活性溴杀菌灭藻剂及杀菌灭 藻剂，然后将清水通过水泵打入冷却塔进行冷却降温，降温后的清水进入冷水 井，并在冷水井中投加阻垢缓蚀剂；冷水井内的清水用泵送至连铸设备循环使 用。
所述化学除油器内的处理污水及沉淀下来的氧化铁皮杂质排入污泥池，经 污泥池沉降处理澄清后，其上层清液再打回化学除油器进行循环利用，剩余污 泥回用。
在所述化学除油器内投加的除油剂的化学组成及其重量百分比含量是
A1A : 25 30%， Fe203: 2 4%，其投加浓度是8 30PPM，其适用的pH范围是 6 9。
在所述化学除油器内投加的絮凝剂的主要组分是聚丙烯酰胺，其分子量大 于1000万，其投加浓度是0. 3 2. 0PPM。
在所述热水井投加的活性溴杀菌灭藻剂的主要组分是次溴酸钠，次溴酸钠 的重量百分比浓度是60 85%，其投加浓度是8 30PPM。
在所述热水井投加的杀菌灭藻剂的主要组分是5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮 和2-甲基_4-异噻唑啉-3-酮，前者与后者的重量之比为3:1，其投加浓度是100 300PPM。
在所述冷水井中投加的阻垢缓蚀剂的配方及其重量百分比含量是2-膦酸丁 烷-1、 2、 4-三羧酸:23.0 26.0%，羟基乙叉二膦酸16.0 19.0%， ZnS04. 7H20: 12. 0 16.0D/。， H2S04: 2.0%，六偏磷酸钠3.0 6.0%，其余为水。
所述阻垢缓蚀剂的投加浓度为40 80mg/L;循环冷却水系统在运行过程中， 应控制总磷浓度在6.0 8.0mg/L之间；若不能控制在此范围内，可采取以下措 施当总磷浓度大于8.0mg/L时，可暂不加药一段时间；若总磷浓度小于 6.0mg/L，则应立即补加药剂。
所述阻垢缓蚀剂的投加方式采用连续加药方式或冲击投加方式，加药速率 G(kg/h)按下式计算G 二药剂投加浓度X补充水量/浓縮倍数X1000。
本发明的有益效果是炼钢连铸二冷水经化学处理后得到了循环利用，做 到了整个系统无废水外排，运行成本经济合理，保障炼钢连铸工序的安全、稳 定运行，极大地提高了水处理效率，降低了水处理成本，解决了钢铁企业连铸生产经常被迫停产检修的难题，节省了大量的维修开支费用；本发明的研究开 发和成功应用，对钢铁企业的节能减排具有较好的经济效益和环境效益。
图1是现有连铸二冷水的三段处理流程方框示意图； 本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
参见图2， 一种炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，冷却连铸设备所产生连铸 二冷水经过冲渣沟汇集到旋流井，利用水力旋流分离的作用，在旋流井内使大 颗粒氧化铁皮沉积于井底，并将大颗粒氧化铁皮通过天车清出井外，直接用来 炼铁；经过初步沉淀的旋流井出水通过泵打入化学除油器，在化学除油器分别 投加除油剂和絮凝剂，以去除废水中小颗粒氧化铁皮、油和胶体杂质，在所述 化学除油器内投加的除油剂的化学组成及其重量百分比含量是A1A : 25 30%， FeA: 2 4%，其投加浓度是8 30PPM，其适用的pH范围是6 9;在所述化 学除油器内投加的絮凝剂的主要组分是聚丙烯酰胺，其分子量大于1000万，其 投加浓度是0.3 2.0PPM;然后将处理合格的废水流入热水井，在热水井投加控 制微生物的生长的活性溴杀菌灭藻剂及杀菌灭藻剂SS411YL，在所述热水井投加 的活性溴杀菌灭藻剂的主要组分是次溴酸钠，次溴酸钠的重量百分比浓度是 60 85%，其投加浓度是8 30PPM;在所述热水井投加的杀菌灭藻剂SS411YL 的主要组分是5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，前者与 后者的重量之比为3: 1，其投加浓度是100 300PPM;然后将清水通过水泵打 入冷却塔进行冷却降温，降温后的清水进入冷水井，并在冷水井中投加阻据缓 蚀剂；冷水井内的清水用泵送至连铸设备循环使用。在所述冷水井中投加的阻 垢缓蚀剂的配方及其重量百分比含量是2-膦酸丁烷-1、 2、 4-三羧酸23. 0 26.0%，羟基乙叉二膦酸16. 0 19. 0%， ZnS04. 7H20: 12. 0 16.0%，貼0" 2.0%， 六偏磷酸钠3. 0 6. 0%，其余为水；所述阻垢缓蚀剂的投加浓度为40 80mg/L; 循环冷却水系统在运行过程中，应控制总磷浓度在6.0 8.0mg/L之间；若不 能控制在此范围内，可采取以下措施当总磷浓度大于8.0mg/L时，可暂不加药 一段时间；若总磷浓度小于6. Omg/L，则应立即补加药剂；所述阻垢缓蚀剂的 投加方式采用连续加药方式或冲击投加方式，加药速率G(kg/h)按下式计算G =药剂投加浓度X补充水量/浓缩倍数X 1000 。
所述化学除油器内的处理污水及沉淀下来的氧化铁皮杂质排入污泥池，经污泥池沉降处理澄清后，上清液再打回化学除油器循环利用，剩余污泥回用。
本发明将连铸二冷水经过化学除油器处理后的清水再经过冷却、杀菌灭藻 等处理后用水泵送往连铸设备循环利用从整体上解决了钢铁企业连铸二冷水系 统的水质问题、环保问题。对钢铁企业而言，本发明的成功应用，既能产生一 定的经济效益，又能产生极大的社会效益；本发明在处理废水的同时，又充分 回收利用/废水中的有用物质-氧化铁皮，做到废物利用，变废为宝，真正实现 清洁生产，循环经济；本发明所使用高效的絮凝剂，既符合化学除油器沉淀时 间短、水量变化频繁的要求，又达到了去除悬浮物和去除乳化油的目的；本发 明所使用的阻垢缓蚀剂充分利用不同类型水处理药剂之间的协同增效作用，以 提高水处理效果，降低水处理成本；本发明针对连铸二冷水系统含油，并且是 敞开式循环冷却水系统这一具体情况，在菌藻抑制技术上，使用耐油、高效、 广谱的含溴氧化性杀生剂，同时采取分阶段投加非氧化性杀生剂，以防止微生 物产生耐药性。
本发明所达到的指标是
1、 循环水处理后，水质指标油《5mg/l; pH值二7 9;悬浮物SS《20mg/l; 亚铁《0. 5mg/1。
2、 碳钢腐蚀速率《0. 125mm/a，铜腐蚀速率《0.005鹏/a，不锈钢腐蚀率《 0. 005mm/a。
3、 废水循环利用率大于98%。
4、 本发明应用于钢铁企业可降低吨钢耗水量5.81立方/吨钢，年产550 万吨钢的企业全年节水约3136万立方，减少固体废物排放量3480吨。
5、 本发明可完全满足钢铁企业连铸二冷水循环利用的要求，符合连铸机生 产的需要，节约水资源，降低生产成本，避免环境污染。
权利要求
1、一种炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是冷却连铸设备所产生连铸二冷水经过冲渣沟汇集到旋流井，在旋流井内使大颗粒氧化铁皮沉积于井底，并将大颗粒氧化铁皮通过天车清出井外；经过初步沉淀的旋流井出水通过泵打入化学除油器，在化学除油器分别投加除油剂和絮凝剂，以去除废水中小颗粒氧化铁皮、油和胶体杂质，处理合格的废水流入热水井，在热水井投加控制微生物的生长的活性溴杀菌灭藻剂及杀菌灭藻剂，然后将清水通过水泵打入冷却塔进行冷却降温，降温后的清水进入冷水井，并在冷水井中投加阻垢缓蚀剂；冷水井内的清水用泵送至连铸设备循环使用。
2、 如权利要求1所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是所述化学除油器内的处理污水及沉淀下来的氧化铁皮杂质排入污泥池，经污泥池沉 降处理澄清后，其上层清液再打回化学除油器进行循环利用，剩余污泥回用。
3、 如权利要求1或2所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是在所述化学除油器内投加的除油剂的化学组成及其重量百分比含量是A1,A : 25 30%， Fe203: 2 4%，其投加浓度是8 30PPM，其适用的pH范围是6 9。
4、 如权利要求1或2所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是在所述化学除油器内投加的絮凝剂的主要组分是聚丙烯酰胺，其分子量大于 1000万，其投加浓度是0. 3 2. 0PPM。
5、 如权利要求1所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是在所 述热水井投加的活性溴杀菌灭藻剂的主要组分是次溴酸钠，次溴酸钠的重量百 分比浓度是60 85%，其投加浓度是8 30PPM。
6、 如权利要求1所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是在所 述热水井投加的杀菌灭藻剂的主要组分是5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮和2-甲基 -4-异噻唑啉-3-酮，前者与后者的重量之比为3: 1，其投加浓度是100 300PPM。
7、 如权利要求1所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是在所 述冷水井中投加的阻垢缓蚀剂的配方及其重量百分比含量是2-膦酸丁烷-l、 2、 4-三羧酸:23. 0 26. 0%，羟基乙叉二膦酸16. 0 19. 0%， ZnS04. 7H力:12. 0 16.0%， H2S04: 2.0%，六偏磷酸钠3.0 6.0°/。，其余为水。
8、 如权利要求7所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是所述 阻垢缓蚀剂的投加浓度为40 80mg/L;循环冷却水系统在运行过程中，应控制 总磷浓度在6.0 8.0mg/L之间；若不能控制在此范围内，可采取以下措施当总磷浓度大于8. 0mg/L时，可暂不加药一段时间；若总磷浓度小于6.0mg/L，则 应立即补加药剂。
9、如权利要求7所述的炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，其特征是所述阻坭缓蚀剂的投加方式采用连续加药方式或冲击投加方式，加药速率G(kg/h) 按下式计算G 二药剂投加浓度X补充水量/浓縮倍数X1000。
全文摘要
本发明涉及一种炼钢厂连铸二冷水循环利用工艺，冷却连铸设备所产生连铸二冷水经过冲渣沟汇集到旋流井，在旋流井内使大颗粒氧化铁皮沉积于井底，并将大颗粒氧化铁皮通过天车清出井外；经过初步沉淀的旋流井出水通过泵打入化学除油器，在化学除油器分别投加除油剂和絮凝剂，以去除废水中小颗粒氧化铁皮、油和胶体杂质，处理合格的废水流入热水井，在热水井投加控制微生物的生长的活性溴杀菌灭藻剂及杀菌灭藻剂，然后将清水通过水泵打入冷却塔进行冷却降温，降温后的清水进入冷水井，并在冷水井中投加阻垢缓蚀剂；冷水井内的清水用泵送至连铸设备循环使用。本发明具有水质稳定、水资源循环利用和节能减排效果明显的优点。
文档编号C02F1/50GK101417843SQ20081014366
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者李志辉, 波 肖, 邱地恒, 黄旭明 申请人:韶关市雅鲁环保实业有限公司