熱軋薄板淬火水處理水溫水質控制工藝

張亮

(中冶賽迪工程技術股份有限公司水資源事業部,重慶400013)

供排水

熱軋薄板淬火水處理水溫水質控制工藝

張亮

(中冶賽迪工程技術股份有限公司水資源事業部,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品，其淬火工藝對冷卻水的水溫和水質控制要求很高。介紹了一種水溫與水質控制工藝，在節約能源、降低投資的同時，達到淬火機冷卻水的使用要求，并經過工程實踐的檢驗，是一種應用前景廣闊的熱處理薄板水處理工藝技術。

淬火;冷卻水;水溫控制;水質控制;工程實踐

1 概述

當前國內熱軋軋機產能過剩，各大鋼鐵企業都在積極探索后續熱軋產品發展方向[1]。精整熱處理薄板是一種非常具有市場潛力的產品，產品鋼種主要有工程機械用鋼、先進汽車用板、軍工板、超高強耐磨鋼、容器結構用鋼等。目前國內僅有極個別鋼廠批量化生產出板厚為3.0～8.0 mm的熱軋薄板成品，國際上也只有少數幾家可以生產出高品質的成品。

為得到高品質的熱軋薄板成品，需將常規板坯熱軋橫切原料鋼板進行淬火與回火處理。國際上通常采用無氧化熱處理爐—淬火機的生產路線，鋼板在爐內按相應的加熱制度加熱，淬火板溫度一般為850～980℃，采用大量壓力冷卻水進行降溫和板型整理，淬火機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部余熱并達到最終降低鋼板整體溫度；淬火機將根據鋼板的厚度、寬度、鋼種、運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量，以便將當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控制要求很高。

2 技術背景

東部某大型鋼鐵聯合企業，一直立足高端、精品產品定位，為提高產品競爭力，從國外引進兩條熱處理生產線，一條明火熱處理生產線，另一條為無氧化輥底爐+淬火機熱處理線，生產板厚3.0～12.0 mm的熱軋薄板成品。其中淬火機對淬火供水要求十分嚴格，供水溫度要求全年控制在28±5℃，供水懸浮物≤20 mg/L，相比傳統鋼鐵工業直接冷卻水及常規中厚板淬火冷卻水，具備顯著的獨特性和嚴格性。

3 工藝流程

目前有稀土磁盤[2]、氣浮[3]、絮凝磁分離一體機[4]等工藝或設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行冷卻，冷卻后出水由供水泵組送淬火機使用。其特點在于設置獨立的水溫水質控制系統，同時實現水溫和水質的控制。控制水量為總循環水量的15%～20%，經水泵加壓后送淺層砂過濾器進行過濾處理，然后分季節進行溫度控制。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，以便冬季系統啟動初期快速將水溫上升至要求的范圍；控制系統設有過濾器和板式換熱器，過濾器出水利用余壓進入汽水板式換熱器進行加熱，用以彌補系統冬季運行過程中的熱量損失，板式換熱器冷側出水通過冷卻塔集水盤均勻的進入冷水池，將熱量傳遞至冷水池；板式換熱器熱側使用過的蒸汽冷凝水直接進入冷水池。

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，系統設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有閥門，冷卻塔風機采用高、低速控制，春、秋季可根據回水水溫及供水水溫對上塔水量、冷卻塔風機啟停數量進行調配控制，保證水溫穩定在要求的范圍之內。

4 項目實施效果

該工程主要設計參數如表1。收集該鋼廠循環水系統多年運行水溫統計數據，冬季經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，本系統在運行過程中，冬季需要至少升溫1℃，夏季極端氣溫至少降溫1℃。

表1 工程設計參數表

淬火水溫水質控制系統總處理水量為900 m3/h（占總循環水量18%），經水泵加壓后送4組淺層砂過濾器進行過濾處理，處理后出水在冬季進入2臺汽水板式換熱器進行加熱，出水利用余壓通過冷卻塔集水盤均勻的進入冷水池，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入冷水池，將冷量傳遞至冷水池。工程目前已經正式投產半年，運行效果如圖2、圖3。

從圖2、圖3中可以看出，通過水溫水質控制系統的調節，供水水溫半年運行數據均滿足28±5℃的要求，供水懸浮物不超過5 mg/L，完全滿足淬火機的冷卻水使用要求。

圖2 溫度運行數據

圖3 淬火冷水池懸浮物運行數據

5 結束語

綜上所述，本工藝將淬火水溫與水質控制措施合并設置，在節約能源、降低投資的同時，達到淬火機用水的使用要求，不啻為一種應用前景廣闊的熱軋薄板水處理工藝技術。

[1]肖軍,白曉婧.熱軋帶鋼精整工藝及裝備發展趨勢.2010-第三屆先進軋鋼精整、包裝及鋼材加工輸送技術學術研討會

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

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

[4]胡相禮.絮凝磁分離一體機在熱軋廢水處理中的應用[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部部長，現從事給排水設計及項目管理工作。