钢铁行业给排水系统过程的分析与研究

钢铁行业给排水系统过程的分析与研究

王倩刘昊

王倩刘昊（济钢集团山东建设工程公司山东济南250101）

【摘要】炼钢是将高炉中炼出的铁水，或者铁锭与废钢进行切割后，投入钢炉中，进行融化，然后向炉内吹氧或加入脱氧剂，比如硅铁和锰铁，将铁水中多余的碳氧化掉，生产二氧化碳。对脱氧后的钢水进行成分控制后，这就是普通的碳素钢，经过连铸，就形成了钢锭。炼钢车间主要有氧气转炉炼钢车间、电炉炼钢车间和连续铸锭车间。炼钢车间的给排水系统包括间接冷却循环水系统、直接冷却循环水系统以及工业给水系统等。本位对钢铁行业给排水系统过程作出了一番探讨。

【关键词】给排水系统；钢铁；循环

1、氧气转炉炼钢车间

氧气转炉炼钢是以铁水为原料，吹入纯氧进行冶炼，装料和出钢时炉身可倾斜。转炉炼钢对铁水成分要求不严，生产钢种较多。出钢时钢水转入钢水包，送连续铸锭。氧气一般用顶底复吹技术。氧气转炉炼钢车间一般由原料跨、炉子跨、炉外精炼与钢包转运跨、浇注跨、过渡跨、出坯跨等组成。转炉烟罩和烟道的冷却，一般容量小于l00t的转炉采用全汽化冷却，大于l00t的转炉眼罩及罩裙用热水密闭循环冷却，烟道采用汽化冷却。

①用水量和用水水质

氧气转炉炼钢车间的主要用水户有转炉本体、烟气净化、铁水预处理、炉渣精炼等。其用水量和用水条件根据转炉的大小以及设备设计制造的不同，差别是很大的。

②系统设置以及运行效果

转炉冷却水系统可分为开路循环冷却水系统(敞开式系统)和闭路循环冷却水系统(密闭式系统)。开路循环冷却水系统的用水设备采用压力回水或者利用所处平台高度将水压送至冷却塔，经冷却塔冷却后，按不同的水质和压力分别用循环供水泵组向各用水设备供水。系统补充水水质按用水设备要求及系统浓缩倍数确定，一般采用工业水，在工业水硬度不能满足工艺设备要求时可采用部分工业水和部分软水。而闭路循环冷却水系统采用水一水板式换热器或空气冷却器作为冷却设备，根据当地气温条件和水源供水条件，经技术经济比较确定。补充水采用软水或除盐水。系统由冷却设备、循环水泵、膨胀罐、自动补水装置、缓蚀剂加药装置等组成。密闭循环冷却水系统按照用水设备的不同供水压力和温度，分成几个回路。它与开路循环系统相比，具有许多优点:

l)由于采用软水或除盐水作为冷却水，水质好、冷却可靠;可延长工艺设备的使用寿命、减少维修工作量;

2)由于密闭系统可充分利用用水设备的回水压力，可节省动力;

3)由于密闭系统没有冷却塔中水的蒸发和风吹损失以及系统排污，一次密闭系统水量损失一般仅为0.1%一0.5%。对于空气冷却器作为冷却设备的密闭系统，可大大节省水源供水量

2、电炉炼钢车间

电炉炼钢是以电能为热源，一般采用吹氧强化冶炼，熔炼除去各种成分的优质钢和合金钢。普通电炉一般炉体为耐火材料内设有箱式水冷炉壁，外壳为钢板制作、炉顶用高铝砖砌筑，炉盖上面设有电极孔及加料孔等。高功率和超高功率电炉炉体分为上下两段，下部外壳为钢板制作，内砌耐火材料，上部为管式水冷炉壁，炉盖亦为管式水冷。大型电炉有的还设置电磁搅拌装置，以助炉内钢水翻动，有利于出渣和提高产量。电炉熔炼时装入的炉料有废钢、直接还原铁、辅助材料和合金材料等，一般采用废钢预热。通电后电极与加热的炉料直接起弧发热进行熔炼，炉温高达2000℃

①用水量和用水水质

电炉一般用水户有:电极支持装置、电炉炉壁、炉顶弯管及烟气管道冷却等，这些都需要冷却。并且大电流系统、电抗器、整流器以及电磁搅拌装置等需要水质较好的冷却水(如软水和除盐水)。冷却水根据工艺专业和设备制造厂的要求确定用水量和用水水质。

②系统设置以及运行效果

电炉车间的给排水系统应根据车间外水源条件、炉型、炉容以及用水设备对水量、水质、水压、水温的不同要求和各厂的具体条件，经技术经济比较后确定。

电炉炉体和设备间接冷却，根据用水要求和当地的水源供水条件选择闭路循环水系统或开路循环系统。间接冷却开路循环水系统一般要求循环水的暂时硬度为5-12dH左右，使用于用水设备对水质要求不是太严，水源供水较充足且水质较好的情况。一般补充工业水或工业水与软水的混合水。间接冷却用后水未受污染，仅温度有所升高，经冷却塔冷却降温后循环使用。为了防止系统中设备和管道结垢、腐蚀和菌藻生长，需投加阻垢、缓蚀和杀菌灭藻药剂。闭路循环水系统用水根据工艺设备要求可以是软水或除盐水，冷却设备可用水一水板式换热器或空气冷却器。

3、连铸车间

连铸机是国内外广泛应用的一种浇铸设备，它的优点是可以节约能源消耗，提高金属收得率，改善产品质量，降低生产成本，大大简化模铸钢锭和初轧等生产工序。连铸将冶炼合格的钢水直接倒入特殊成形的模具，钢水很快铸成各种断面的钢坯。对于小方坯、小圆坯连铸机的二次冷却，一般采用喷水冷却，而大方坯、大圆坯连铸机则是采用气水雾冷却。

①用水量和用水水质

连铸的主要用水工序有:结晶器冷却，设备间接冷却，铸坯喷淋冷却，设备喷淋冷却，切割渣粒化用水，冲氧化铁皮用水及零星洒水等。连铸的各工艺的用水量根据工艺专业和设备制造厂提供的资料确定。

②系统设置以及运行效果

根据用户对水质、水压、水量、水温的不同要求，一般采用分质、分压、分系统处理方案，主要的水处理系统有:净循环水系统、浊循环水系统。净循环水系统主要供结晶器、设备间接冷却等用水。用后的水温度升高，水质没有受到污染。系统的主要任务是降温、浓缩率的管理和水质稳定等。其特点是流程简单，占地面积小，运行成本低，设备少，投资低，便于管理等。

结论

针对钢铁企业生产工艺给排水系统现状的分析，要提高钢铁企业水资源的利用率，达到节能减排的效果，必须全流程统筹部署节水工作，在生产工艺中尽可能地选用先进的技术和装备。

【参考文献】

［1］杨运岗.高炉冷却水系统的软水闭路循环[f].工业用水与废水，2008

［2］仇明山.软水密闭循环系统设计在炼铁高炉中的应用[f].山西建筑，2008