高強度棒材水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與實施

郭九生

（河北鋼鐵集團宣鋼公司規(guī)劃發(fā)展處,河北張家口075100）

高強度棒材水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與實施

郭九生

（河北鋼鐵集團宣鋼公司規(guī)劃發(fā)展處,河北張家口075100）

介紹了宣鋼高強度棒材水系統(tǒng)優(yōu)化改造設(shè)計，設(shè)計中利用了原來廢棄的循環(huán)水泵站建筑,降低了建設(shè)成本，采用高效濁水凈化器加纖維球過濾器的工藝，實現(xiàn)水質(zhì)分級使用.

棒材;水系統(tǒng);改造

1 前言

宣鋼公司是河北鋼鐵集團長材生產(chǎn)基地，共有軋材生產(chǎn)線10條，年鋼產(chǎn)量600多萬t。軋鋼系統(tǒng)工程異地改造高強度棒材生產(chǎn)線2條，原設(shè)計的集中水處理系統(tǒng)位于該生產(chǎn)線的北側(cè)，由于拆遷制約，暫無建設(shè)場地，為了高強度棒材工程一棒生產(chǎn)線能夠按時投產(chǎn)，決定擇地建設(shè)高強度棒材水處理系統(tǒng)。

2 改造及實施方案

2.1 水處理工藝

根據(jù)設(shè)計方案任務(wù)，首先對宣鋼目前在用的軋線水處理進行詳細的考察，并了解當前國內(nèi)軋鋼濁水處理工藝，以確定高強度棒材工程的水處理技術(shù)水平。

公司水處理現(xiàn)狀：小型廠采用第一代斜板化學(xué)除油器，運行負荷低，抗沖擊能力弱，藥劑費用高；一高線的平流池工藝，精軋機組采用的石英砂過濾，濾后水無法達到處理效果，只能依靠藥劑維持，懸浮物含量太高。二高線的稀土磁盤，處理不干凈，懸浮物含量高。三高線采用二代斜板化學(xué)除油器+纖維束過濾器，目前纖維束全部堵死，已經(jīng)接近報廢。棒材的化學(xué)除油工藝和小型廠一樣，全靠加大藥劑量維持。

根據(jù)軋鋼用水經(jīng)驗，水溫、含油量、懸浮物含量越低，越有利于軋件表面蒸汽破膜，提高冷卻效果，降低軋輥消耗。

經(jīng)過考察和了解采用高效濁水凈化器化學(xué)除油和特種纖維球過濾設(shè)備為主組成的水處理工藝。

⑴高效濁水凈化器占地面積小，立式布置，只有傳統(tǒng)化學(xué)除油器的25%，可節(jié)約相當大占地面積并減少土建基礎(chǔ)的工程量。

⑵無動力混合比傳統(tǒng)化學(xué)除油器的攪拌機攪拌每臺節(jié)約1.8萬元/年的電費，并減少維護檢修費用。

⑶高效濁水凈化器有較強的抗沖擊能力，水量波動基本不影響出水水質(zhì)，出水水質(zhì)懸浮物≤15 mg/L，含油量≤1.5 mg/L，非常適合軋鋼生產(chǎn)。

⑷該設(shè)備技術(shù)先進可靠，在凈化器內(nèi)部使用先進的污泥回流技術(shù)，充分利用回流的污泥中的未利用的藥劑成分，延長了泥渣和來水的絮凝接觸時間，使其可以再次得到利用，從而減少藥劑的投加，節(jié)省運行成本約30%～50%。

⑸特種纖維球過濾器，在煉鋼廠120 t爐區(qū)和軋鋼廠穿水冷卻改造已經(jīng)應(yīng)用，過濾效果極佳，出水水質(zhì)懸浮物≤5 mg/L，含油量≤1 mg/L。

2.2 水系統(tǒng)規(guī)模和設(shè)計參數(shù)

高強度棒材工程原設(shè)計用水參數(shù)見表1。

表1 高強度棒材工程原設(shè)計用水參數(shù)

根據(jù)宣鋼目前生產(chǎn)安排情況，一棒材生產(chǎn)后主要以螺紋鋼為主，目前穿水工藝河鋼集團暫停使用，超細晶粒鋼的開發(fā)目前還未進行，所以該水系統(tǒng)應(yīng)以考慮軋線低壓濁環(huán)能力為主，二棒材只考慮軋線低壓濁環(huán)用量，穿水用量根據(jù)日后開發(fā)需要增上；凈循環(huán)流量不隨產(chǎn)品調(diào)整，按原設(shè)計參數(shù)執(zhí)行，根據(jù)以上情況考慮循環(huán)系統(tǒng)流程如下：

濁循環(huán)水系統(tǒng)流程按生產(chǎn)品種不同，分為兩個水處理工藝流程。

⑴生產(chǎn)一般鋼種：使用后的濁循環(huán)水沿渣溝自流至一次鐵皮沉淀池，沉淀后用提升泵將上清液送至高效濁水凈化器，經(jīng)高效濁水凈化器處理后余壓直接上冷卻塔，冷卻后進入濁循環(huán)冷水池，再由加壓泵送至濁循環(huán)各用戶，沉淀的泥漿利用抓斗放入渣池中，晾干后運輸至煉鐵廠燒結(jié)使用。

⑵生產(chǎn)特種、品種鋼：使用后的濁循環(huán)水沿渣溝自流至一次鐵皮沉淀池，沉淀后用提升泵將上清液送至高效濁水凈化器，經(jīng)高效濁水凈化器處理后自流回濁循環(huán)熱水池，再由上塔泵加壓送至纖維過濾器，過濾后余壓上冷卻塔，冷卻后進入濁循環(huán)冷水池，再由加壓泵送至濁循環(huán)各用戶，沉淀的泥漿利用抓斗放入渣池中，晾干后運輸至煉鐵廠燒結(jié)使用。

凈循環(huán)水系統(tǒng)流程：循環(huán)水泵（出口設(shè)全自動管道過濾器）加壓送至棒線的凈循環(huán)設(shè)備中，凈循環(huán)水冷卻設(shè)備升溫后利用余壓回流至密閉式空冷器，降溫后由供水泵再加壓送至棒線循環(huán)使用，壓力調(diào)整采用氮氣加壓罐自動定壓。

2.3 水系統(tǒng)場地選址優(yōu)化

經(jīng)過對周邊的現(xiàn)場和設(shè)施進行詳盡考察，擬定了2個方案。（1）利用煉鋼150 t轉(zhuǎn)爐大方坯水系統(tǒng)方案，（2）利用5#、6#高爐水系統(tǒng)方案。經(jīng)技術(shù)論證煉鋼150 t轉(zhuǎn)爐大方坯水系統(tǒng)距軋鋼系統(tǒng)較遠（約1100 m），管道費用及運行成本不經(jīng)濟，大方坯的水工藝和軋鋼有較大區(qū)別，改造難度大，日后大方坯投運，所有改造的設(shè)施均需要報廢，不經(jīng)濟，所以此方案排除；利用5#、6#高爐報廢的水泵站設(shè)施改造供高強度棒材工程，距離約500 m，可節(jié)約大量建筑工程投資，并且部分設(shè)備設(shè)施可以利舊，投資及運行費用相對較低，經(jīng)過詳細考察和優(yōu)選，選擇利用5#、6#高爐報廢的水泵站設(shè)施進行優(yōu)化改造。

2.4 方案設(shè)計具體內(nèi)容

根據(jù)擬定的水系統(tǒng)規(guī)模和參數(shù)，結(jié)合軋鋼生產(chǎn)用水的處理流程，對5#、6#高爐報廢的水泵站設(shè)施進行詳細的調(diào)查，確定了以3#泵站作為濁循環(huán)水泵站，4#泵站作為密閉凈循環(huán)水泵站。

2.4.1選擇4#軟水循環(huán)水泵站作為凈循環(huán)水泵站

泵站內(nèi)2臺（流量790 m3/h、揚程58 m）水泵能滿足一棒生產(chǎn)線凈循環(huán)用水；2臺（流量684 m3/h、揚程43 m）水泵能滿足二棒生產(chǎn)線凈循環(huán)用水；20 m3軟水箱1個，2臺（流量30 m3/h、揚程100 m）多級供水泵，5#泵站內(nèi)部的4臺軟水制備設(shè)備、軟水泵、補水管經(jīng)過測算可以滿足補水要求，屋頂上9臺300 m3/h密閉式空冷器可滿足凈循環(huán)水冷卻需要。

原系統(tǒng)比較老舊沒有定壓排氣系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)，系統(tǒng)完善需要增上全自動氮壓罐一臺、全自動過濾器一臺，保證系統(tǒng)恒壓輸出，實現(xiàn)自動排氣、自動過濾。

主供、回水管路考慮凈循環(huán)系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定，介質(zhì)干凈，為節(jié)省投資，主供、回水管路按照兩條棒線共同使用設(shè)計，在進入棒材生產(chǎn)線廠房后再單獨分開循環(huán)。

2.4.2選擇3#泵站作為濁環(huán)水泵站

泵站內(nèi)3臺（流量1170 m3/h、揚程58 m）水泵作為棒材軋線供水泵，一備兩用；因纖維球過濾器上

冷卻塔的壓力為≥0.4 MPa，所以3臺（流量1170 m3/h、揚程26 m）水泵不能滿足需要，重新更換3臺（流量1170 m3/h、揚程58 m）水泵作為上塔泵，利舊原有水管；2臺（流量280 m3/h、揚程150 m）多級供水泵不能滿足排泥水功能，利舊原電控、原有水管，增上2臺（流量280 m3/h、揚程65 m）渣漿水泵作為排污水循環(huán)回用水泵，泵房外7×30×5米鋼筋混凝土水池分隔為三個水池，分別為熱水池、冷水池、排污沉淀池，4×500t凈水冷卻塔原為凈環(huán)冷卻塔，改造成污水冷卻塔。

3#泵站東側(cè)布置6臺處理量500 m3/h高效濁水凈化器、6臺處理量423 m3/h高效全自動過濾器、排泥池、龍門吊抓泥等設(shè)備設(shè)施。

考慮到軋鋼生產(chǎn)的非連續(xù)性質(zhì)，主供水管路按兩條棒材生產(chǎn)線單獨供給，主回水管路因兩條高強棒生產(chǎn)線只有一座一次沉淀池故只設(shè)計一根回水管；在經(jīng)過高效濁水凈化器處理進入熱水池后，上塔泵組將處理后的水增壓進入纖維球過濾器再分別進入每一條棒線各自冷卻塔及冷水池。

2.4.3二期工程在過濾間南側(cè)場地布置第二條棒線的2×700t濁水冷卻塔、循環(huán)水池；5#軟水循環(huán)水泵站內(nèi)2臺（流量1170 m3/h、揚程58 m）水泵作為二棒濁水供水泵組。

3 改造后效果

3.1 使用效果

投運后運行狀態(tài)良好，達到了改造目的。水系統(tǒng)工況穩(wěn)定，可實現(xiàn)自控運行，由于設(shè)施完善，管理到位，凈循環(huán)水系統(tǒng)自動運行，無跑冒滴漏現(xiàn)象，達到了設(shè)計水平；濁循環(huán)水系統(tǒng)運行平穩(wěn)，無跑冒滴漏現(xiàn)象，各項指標遠優(yōu)于宣鋼現(xiàn)有軋鋼水系統(tǒng)。

3.2 效果比較

效果比較詳見表2。

每月消耗藥劑對比見表3。

表2 原軋線和新一棒材生產(chǎn)線水系統(tǒng)運行指標比較

表3 舊棒材和新棒材濁循環(huán)水處理每月消耗藥劑對比(包月總價)

4 結(jié)術(shù)語

該項目在設(shè)計中利用了報廢的凈環(huán)、軟環(huán)循環(huán)水泵站的已有建筑，降低成本，新水指標0.3 m3/t，達到國內(nèi)同行業(yè)先進水平，取得了良好的經(jīng)濟效益。同時實現(xiàn)水質(zhì)分級使用，在軋制特種、品種鋼時采用高效濁水凈化器+纖維球過濾器的工藝，軋制普通螺紋鋼時采用高效濁水凈化器工藝，實現(xiàn)公司低成本軋制的戰(zhàn)略。

Optimized Design of Water System for High-strength Bar Mill and Implementation

GUO Jiusheng
(Planning and Development Dept.of Xuanhua Steel,Hebei Iron&Steel Group,Zhangjiakou,Hebei 075100,China)

The optimized design of the water system for Xuanhua Steel’s high-strength bar mill is introduced.The design utilized the abandoned existing building of circulating water pump station to reduce construction cost and adopted the process of high-efficiency turbid water purifier combining fiber filter to achieve graded use of water

steel bar;water system;transformation

TQ085

B

1006-6764（2014）05-0071-03

2013-12-23

郭九生（1983-），男，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，現(xiàn)從事技改工程管理等工作。