熱軋薄板淬火水處理水溫水質(zhì)控制工藝

張亮

(中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司水資源事業(yè)部,重慶400013)

供排水

熱軋薄板淬火水處理水溫水質(zhì)控制工藝

張亮

(中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司水資源事業(yè)部,重慶400013)

熱軋精整熱處理薄板是一種非常具有市場潛力的產(chǎn)品，其淬火工藝對冷卻水的水溫和水質(zhì)控制要求很高。介紹了一種水溫與水質(zhì)控制工藝，在節(jié)約能源、降低投資的同時，達(dá)到淬火機(jī)冷卻水的使用要求，并經(jīng)過工程實踐的檢驗，是一種應(yīng)用前景廣闊的熱處理薄板水處理工藝技術(shù)。

淬火;冷卻水;水溫控制;水質(zhì)控制;工程實踐

1 概述

當(dāng)前國內(nèi)熱軋軋機(jī)產(chǎn)能過剩，各大鋼鐵企業(yè)都在積極探索后續(xù)熱軋產(chǎn)品發(fā)展方向[1]。精整熱處理薄板是一種非常具有市場潛力的產(chǎn)品，產(chǎn)品鋼種主要有工程機(jī)械用鋼、先進(jìn)汽車用板、軍工板、超高強(qiáng)耐磨鋼、容器結(jié)構(gòu)用鋼等。目前國內(nèi)僅有極個別鋼廠批量化生產(chǎn)出板厚為3.0～8.0 mm的熱軋薄板成品，國際上也只有少數(shù)幾家可以生產(chǎn)出高品質(zhì)的成品。

為得到高品質(zhì)的熱軋薄板成品，需將常規(guī)板坯熱軋橫切原料鋼板進(jìn)行淬火與回火處理。國際上通常采用無氧化熱處理爐—淬火機(jī)的生產(chǎn)路線，鋼板在爐內(nèi)按相應(yīng)的加熱制度加熱，淬火板溫度一般為850～980℃，采用大量壓力冷卻水進(jìn)行降溫和板型整理，淬火機(jī)由高壓段和低壓段組成，其中高壓段的目的是快速降低鋼板表面溫度，低壓段的目的是消除鋼板內(nèi)部余熱并達(dá)到最終降低鋼板整體溫度；淬火機(jī)將根據(jù)鋼板的厚度、寬度、鋼種、運(yùn)行速度及冷卻速率等要求自動選定開啟高壓段與低壓段的噴嘴數(shù)量，以便將當(dāng)前鋼板溫度降至需求的溫度，滿足淬火組織相變需求，整體工藝對冷卻水的水溫和水質(zhì)控制要求很高。

2 技術(shù)背景

東部某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，一直立足高端、精品產(chǎn)品定位，為提高產(chǎn)品競爭力，從國外引進(jìn)兩條熱處理生產(chǎn)線，一條明火熱處理生產(chǎn)線，另一條為無氧化輥底爐+淬火機(jī)熱處理線，生產(chǎn)板厚3.0～12.0 mm的熱軋薄板成品。其中淬火機(jī)對淬火供水要求十分嚴(yán)格，供水溫度要求全年控制在28±5℃，供水懸浮物≤20 mg/L，相比傳統(tǒng)鋼鐵工業(yè)直接冷卻水及常規(guī)中厚板淬火冷卻水，具備顯著的獨(dú)特性和嚴(yán)格性。

3 工藝流程

目前有稀土磁盤[2]、氣浮[3]、絮凝磁分離一體機(jī)[4]等工藝或設(shè)備使用在淬火水處理上，但尚未有溫度精確控制的工藝見于報道。本工藝在水質(zhì)上將淬火回水作為間接冷卻水來考慮，回水由水泵直接提升至冷卻塔進(jìn)行冷卻，冷卻后出水由供水泵組送淬火機(jī)使用。其特點(diǎn)在于設(shè)置獨(dú)立的水溫水質(zhì)控制系統(tǒng)，同時實現(xiàn)水溫和水質(zhì)的控制。控制水量為總循環(huán)水量的15%～20%，經(jīng)水泵加壓后送淺層砂過濾器進(jìn)行過濾處理，然后分季節(jié)進(jìn)行溫度控制。具體處理流程見圖1（圖中虛線代表冬季流程，點(diǎn)劃線代表夏季流程）。

圖1 工藝流程圖

冬季溫度控制：在淬火回水鐵皮溝匯入鐵皮坑處及旁通過濾站均設(shè)有蒸汽加熱措施；其中淬火回水鐵皮溝匯入鐵皮坑處為蒸汽直接加熱，以便冬季系統(tǒng)啟動初期快速將水溫上升至要求的范圍；控制系統(tǒng)設(shè)有過濾器和板式換熱器，過濾器出水利用余壓進(jìn)入汽水板式換熱器進(jìn)行加熱，用以彌補(bǔ)系統(tǒng)冬季運(yùn)行過程中的熱量損失，板式換熱器冷側(cè)出水通過冷卻塔集水盤均勻的進(jìn)入冷水池，將熱量傳遞至冷水池；板式換熱器熱側(cè)使用過的蒸汽冷凝水直接進(jìn)入冷水池。

夏季溫度控制：為防止夏季極端溫度條件下的短時間水溫偏高，系統(tǒng)設(shè)有加冰池及加冰水泵，夏季極端條件下人工將冰塊加入加冰池，過濾器出水超越至加冰池進(jìn)行混合；混合后冰水由加冰水泵送至冷卻塔集水盤均勻的進(jìn)入冷水池，將冷量傳遞至冷水池。

春、秋季溫度控制：每座冷卻塔上塔總管及旁通管上均設(shè)有閥門，冷卻塔風(fēng)機(jī)采用高、低速控制，春、秋季可根據(jù)回水水溫及供水水溫對上塔水量、冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停數(shù)量進(jìn)行調(diào)配控制，保證水溫穩(wěn)定在要求的范圍之內(nèi)。

4 項目實施效果

該工程主要設(shè)計參數(shù)如表1。收集該鋼廠循環(huán)水系統(tǒng)多年運(yùn)行水溫統(tǒng)計數(shù)據(jù)，冬季經(jīng)蒸汽直接加熱處理后可將水溫保證在22℃，夏季極端氣溫時經(jīng)冷卻塔冷卻后最高水溫一般在34℃，其它氣候條件可以滿足28±5℃要求。綜上，本系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，冬季需要至少升溫1℃，夏季極端氣溫至少降溫1℃。

表1 工程設(shè)計參數(shù)表

淬火水溫水質(zhì)控制系統(tǒng)總處理水量為900 m3/h（占總循環(huán)水量18%），經(jīng)水泵加壓后送4組淺層砂過濾器進(jìn)行過濾處理，處理后出水在冬季進(jìn)入2臺汽水板式換熱器進(jìn)行加熱，出水利用余壓通過冷卻塔集水盤均勻的進(jìn)入冷水池，將熱量傳遞至冷水池；夏季極端天氣超越板式換熱器進(jìn)入加冰水池，與該鋼廠自制的冰塊混合后由加冰水泵送至冷卻塔集水盤均勻的進(jìn)入冷水池，將冷量傳遞至冷水池。工程目前已經(jīng)正式投產(chǎn)半年，運(yùn)行效果如圖2、圖3。

從圖2、圖3中可以看出，通過水溫水質(zhì)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，供水水溫半年運(yùn)行數(shù)據(jù)均滿足28±5℃的要求，供水懸浮物不超過5 mg/L，完全滿足淬火機(jī)的冷卻水使用要求。

圖2 溫度運(yùn)行數(shù)據(jù)

圖3 淬火冷水池懸浮物運(yùn)行數(shù)據(jù)

5 結(jié)束語

綜上所述，本工藝將淬火水溫與水質(zhì)控制措施合并設(shè)置，在節(jié)約能源、降低投資的同時，達(dá)到淬火機(jī)用水的使用要求，不啻為一種應(yīng)用前景廣闊的熱軋薄板水處理工藝技術(shù)。

[1]肖軍,白曉婧.熱軋帶鋼精整工藝及裝備發(fā)展趨勢.2010-第三屆先進(jìn)軋鋼精整、包裝及鋼材加工輸送技術(shù)學(xué)術(shù)研討會

[2]付國軍.應(yīng)用稀土磁盤高效凈化軋鋼含油廢水的工藝技術(shù)探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2010,29(9):27-28.

[3]周克江.氣浮法在熱軋廢水處理中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理,2005,25 (6):72-73.

[4]胡相禮.絮凝磁分離一體機(jī)在熱軋廢水處理中的應(yīng)用[J].軋鋼, 2006,23(6):72-73.

W ater Tem perature and Quality Control Process of W ater Treatment for Hot Rolled Sheet Quenching

Zhang Liang

(DepartmentofWaterResourcesofCISDIEngineeringTechnologyCo.,Ltd.,Chongqing400013,China)

Hot-rolled trimmed hot-treated sheet is a product with high market potential, which has strict requirements on the temperature and quality control of cooling water during the quenching process.This paper introduces a cooling water temperature and quality control process which saves energy and reduces investment while satisfies the cooling water requirements of the quenching machine.Practical projects have demonstrated that this water treatment process for hot rolled sheet quenching has bright prospect.

quenching;cooling water;water temperature control;water quality control; project practice

TQ085

B

1006-6764（2014）12-0062-03

2014-08-22

張亮（1981-），男，碩士，工程師，中冶賽迪上海公司水資源事業(yè)部部長，現(xiàn)從事給排水設(shè)計及項目管理工作。