冷軋酸洗系統(tǒng)堿洗的研究與實踐

（漣源鋼鐵集團冷軋板廠，湖南 婁底 417000）

摘 要：本文主要介紹使用NaOH溶液清洗冷軋酸洗系統(tǒng)研究和具體實施，有效的解決了酸洗系統(tǒng)管道和石墨加熱器硅泥堵塞問題。

關(guān)鍵詞：硅泥; NaOH;冷軋酸洗

1 前言

目前漣鋼冷軋板廠酸軋線每個月生產(chǎn)硅鋼3萬多噸，這些硅鋼酸洗后會產(chǎn)生難溶解的硅泥，主要成分是SiO2，在酸洗系統(tǒng)內(nèi)隨酸液進行循環(huán)，并且在酸罐、酸槽、石墨加熱器和管道內(nèi)富集，很容易堵塞管道和石墨加熱器，引起一系列的問題，影響酸洗系統(tǒng)的正常運行。

2 前期研究與論證

硅泥是水處理界所面臨的最難處理的無機鹽垢之一。據(jù)相關(guān)資料報道，對硅泥具有一定溶解能力的清洗藥劑有氫氟酸、氫氧化鈉和氨水。氫氟酸具有極強的溶硅能力，但毒性大，同時氫氟酸是一種劇毒的物質(zhì)，且易揮發(fā)，如采用氫氟酸進行清洗，不但對設(shè)備而且對人體的副作用相當明顯，因此不能采用。氨水溶硅能力有限，而且氨水的揮發(fā)性很強，系統(tǒng)清洗時并不完全密封，會對環(huán)境造成極大的影響。因此對系統(tǒng)硅泥的清洗，可行的方法是采用一定濃度的NaOH溶液。為了滿足現(xiàn)場的實際應(yīng)用，需要研究NaOH的濃度和溫度對硅泥溶解速率的影響以及NaOH溶液對酸洗系統(tǒng)其他設(shè)備的影響。

2.1 NaOH濃度對溶硅能力的影響

為驗證NaOH溶液的濃度對除硅效果的影響（化學(xué)反應(yīng)方程式：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O），試驗分別選取NaOH溶液的濃度分別為10%和15%兩種濃度，試驗的溫度控制在60℃，選取致密的硅泥進行試驗，各試樣經(jīng)處理后的重量為1#試樣1.17g、2#試樣1.095g。試驗的方法是將盛有NaOH溶液的燒杯放入到恒溫的電烤爐內(nèi)，將精確稱量的硅泥試樣放入到規(guī)定試驗濃度的NaOH溶液中，每隔一定時間觀測試樣的變化。

表1表示不同NaOH濃度下硅泥在60℃的溫度下的溶解情況，從表1中的試驗結(jié)果可看出，對于結(jié)構(gòu)致密的硅泥，當試樣放入到NaOH溶液中一開始就可以沉到NaOH溶液的底部，同時有氣泡產(chǎn)生。1小時后NaOH溶液成黑色，硅泥開始溶解。2小時后，1#試樣溶解約1/3，2#試樣溶解約2/3，3小時后，1#試樣溶解約4/5，2#試樣全部溶解，而1#試樣直到4.5小時后全部溶解。由此可見，對于結(jié)構(gòu)致密的硅泥，提高NaOH的濃度對硅泥溶解速度的提高是有利的。

2.2 溫度對硅泥的溶解速度的影響

為測試NaOH溶液溫度對硅泥清洗效果的影響，我們分別測試了致密硅泥在40℃、60℃和80℃下的溶解速率，所選用的NaOH溶液的濃度為10%，表2為該試樣條件下的試驗結(jié)果。

從試驗結(jié)果看，提高NaOH溶液的溫度對硅泥溶解的速度影響是非常顯著的，當試驗溫度為80℃時，盡管試樣的重量最大，但約經(jīng)2小時后硅泥便全部溶解，而在常溫下（40℃）白色硅泥經(jīng)過6小時還未全部溶解。

2.3 NaOH溶液對耐酸磚和石墨塊的腐蝕性試驗

酸洗槽和酸罐的內(nèi)壁是耐酸磚，石墨加熱器內(nèi)是石墨塊，當系統(tǒng)采用NaOH溶液進行清洗時，NaOH溶液將直接與耐酸磚和石墨塊接觸，為防止在系統(tǒng)清洗時，NaOH溶液對酸槽壁和石墨加熱器的石墨塊產(chǎn)生腐蝕，必須對耐酸磚和石墨塊的耐腐蝕性進行評價。試驗用的耐酸磚是備用的，與實際酸槽中的耐酸磚完全一樣，石墨塊是損壞的，與在線使用的完全一樣，用15%的NaOH溶液浸泡的耐酸磚和石墨塊，結(jié)果顯示NaOH溶液對耐酸磚和石墨塊沒有腐蝕。

2.4 試驗結(jié)論

（1）NaOH溶液濃度、溫度對溶解硅泥能力的影響較大，NaOH溶液的濃度越高，溶解速度越快。溫度越高，溶解速度越快;（2）用NaOH溶液清洗酸洗系統(tǒng)內(nèi)的硅泥是完全可行的。

3 實踐操作

通過對漣鋼1720酸軋線酸洗循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行特性進行了全方位分析研究，在之前試驗的基礎(chǔ)上提出堿液清洗方案，在不解體系統(tǒng)的情況下，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備整體清洗，從實際效果看效果良好。堿洗方案如下：

（1）在停機后排盡酸循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的余酸，向酸罐內(nèi)注入脫鹽水并打大循環(huán)，最大限度的減少系統(tǒng)內(nèi)的酸液殘余量，為堿液清洗創(chuàng)造條件;（2）堿液添加：將裝有濃度為30%工業(yè)氫氧化鈉溶液桶子（1m3）用行車吊到酸槽中，通過酸槽直接添加，最后流入酸罐中;（3）堿液清洗控制參數(shù)：酸罐液位控制在70%，即35m3，清洗用的堿液濃度控制在10～12%，溫度控制在70～75℃，清洗時間為1～2小時;（4）配液完成后，開啟小循環(huán)加熱，待溫度達到70℃后開啟大循環(huán)進行堿洗，堿洗洗時間為1～2小時，同時觀察系統(tǒng)的流量變化，堿洗結(jié)束時系統(tǒng)流量設(shè)定值和實際值一樣;（5）系統(tǒng)堿液清洗后，排盡系統(tǒng)內(nèi)殘余的堿液，打開酸槽槽蓋、酸罐人孔，對內(nèi)部較多的塊狀硅泥進行人工清理;（6）人工清理結(jié)束后，向罐內(nèi)注入脫鹽水，打大循環(huán)進行沖洗，清洗內(nèi)部的殘留堿液，沖洗30分鐘后排放;（7）排空酸罐后注酸，堿洗結(jié)束。

4 結(jié)語

NaOH溶液在線清洗酸洗系統(tǒng)在冷軋酸軋線成功應(yīng)用后，酸洗系統(tǒng)的噴射流量減少速率明顯減緩，石墨加熱器的更換頻次大幅度減少，對提高酸洗效率和酸洗質(zhì)量產(chǎn)生了積極影響，更重要的是我們找到了一個解決酸洗循環(huán)系統(tǒng)硅泥堵塞有效的方法。

參考文獻：

[1]李慶時.硅鋼自動化酸洗線硅泥清洗工藝研究[J].湖南大學(xué)碩士論文，2009.