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连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析与对策武汉钢铁(集团)公司李英俞琴摘要：炼钢连铸二冷水水质问题引起喷嘴堵塞。
造成铸坯表面裂纹。
以昆钢三炼钢板坯连铸机二冷水喷嘴堵塞现状为例，从水处理工艺、水源、水质及运行管理等方面进行分析。
找出二冷水喷嘴堵塞的原因各影响因素。
提出相应整改据施。
关键词：昆钢连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析对策措施昆钢三炼钢厂板坯连铸机，因连铸喷淋水喷嘴堵塞速度快、面积大，严重影响铸机生产和板坯质量。
武钢工艺优化品种结构小组邀请了武钢能源动力公司供水厂相关专业技术人员，对昆钢三炼钢板坯连铸机二次冷却水系统进行调查，从水系统工艺、水源、水质及运行管理等方面进行分析，找出二冷水喷嘴堵塞的原因和影响因素，提出相应整改措施。
1 现场调查1．1 喷嘴堵塞现状昆钢三炼钢板坯连铸机扇型段分为8区12段，各种直径的喷嘴有665个。
生产过程中，喷嘴堵塞现象十分频繁，在铸机开浇很短时间内，喷嘴被堵个数达100多个，被迫更换喷嘴后不久，又会有大面积喷嘴出水呈线状直至喷嘴堵塞，造成的后果是板坯表面出现裂纹。
1．2 水处理运行现状从各种运行记录得知，目前板坯连铸二冷水处理各个工序处于正常运行状态，经化学除油器处理后的水质达到且优于设计标准要求。
水处理站各项制度比较健全，水质分析、水处理药剂、水处理运行等参数都有较全面记录。
1．3 板坯连铸机二次冷却水系统工艺流程三炼钢扩建时，因受场地等条件限制，板坯连铸机二次冷却水未形成独立的水处理系统，而是并入热轧的浊环水系统。
板坯连铸机设计供水量520 m3／h，板带轧机设计供水量2339 m3／h，系统容积估算约8000～10000 m3，补充水量设计为120 m3／h，系统实际补水量极少。
因有外来水进入本系统，水的循环率无准确数据。
板坯连铸二冷水是敞开式浊循环水。
供出的水与铸机铸坯直接接触，铸坯、铸机表面大量氧化铁皮、润滑油、水乙二醇随水回到水站进行处理。
用户回水进入旋流沉淀池，去除大颗粒氧化铁皮后，进入化学除油器，通过投加混凝剂、絮凝剂，可去除水中大部分细小的氧化铁皮和油。
板坯连铸机二冷水喷嘴堵塞原因分析及对策作者：郭少云来源：《科技视界》2014年第20期0 前言二次冷却是连铸生产的重要环节，是使铸坯离开结晶器后接受连续冷却直至完全凝固的过程。
铸坯的中心热量除了通过铸坯的辐射方式带走，更主要是靠喷淋到铸坯表面的水滴的蒸发和升温而带走，影响二次冷却效果的是喷淋冷却水。
目前钢铁企业板坯连铸机二冷水喷嘴普遍存在堵塞的现象，喷嘴的堵塞导致铸坯局部冷却降温不均匀，造成角裂、表面缺陷等一系列的质量问题。
严重的制约着铸坯的质量和产量。
如何控制喷嘴堵塞，将喷嘴月堵塞率降低到3%以下，成为很多钢铁企业攻关的课题。
1 喷嘴堵塞原因分析1.1 堵塞物分类喷嘴的堵塞物主要有以下几类，油（包括液压油、润滑油）、氧化铁颗粒（氧化铁和气路中的腐蚀产物）、泥、水体中盐类的析出物（比如碳酸钙、碳酸镁等）、比较大的固体颗粒。
1.2 喷嘴堵塞方式分析1）油泥堵塞：这里的油泥是指在油的作用下将水体中其他细小固体物质粘附在一起而形成。
油泥对喷嘴的堵塞表现在两个方面，一是水体中已经形成的油泥对喷嘴堵塞，比如，连铸系统停止供水，连铸再次复产时，管道中富集的油泥由于水流的冲击而剥落，通过喷嘴时粘附在喷嘴口，直接将喷嘴堵塞。
二是连铸生产时，产生高温区，喷嘴的温度也很高，在此情况下水体中的油发生化学反应，油粘附在喷嘴上，由于油的粘度增加造成其他固形物在此富集，时间累积喷嘴堵塞。
2）结垢堵塞：水体中溶解盐含量高，在通过喷嘴时，高温下析出，富集产生喷嘴堵塞，在循环水高浓缩倍数时容易产生。
3）气路氧化物堵塞：气路中的气体难免会带有水分，在水的作用下，供气管路发生腐蚀，腐蚀产物脱落后堵塞喷嘴。
4）固体物质堵塞：连铸车间过滤器在不正常工作的状态下和检修时疏忽带来固体物质，从而进入布水管线，最终导致碰嘴堵塞。
以上几种堵塞方式是比较常见的情况，尤其是第一种情况，大部分的喷嘴堵塞都是由于油泥而造成。
2 解决对策除去生产工艺及设备装备等客观因素，连铸机喷嘴堵塞归根结底是一种管理问题，完善的管理模式、强有力的贯彻执行是降低喷嘴堵塞率的关键所在。
2012年第l期冶金动力总第149期ME T A L L uR G I c A L Po、ⅣER55连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析及综合解决方案杨泽宇(中冶京诚工程技术有限公司，北京．1∞176)【摘要】针对连铸二冷水喷嘴堵塞问题，结合二冷水处理工艺及特点，进行了全面系统的原因分析。
并提出了一体化综合解决方案。
．【关键词】二冷水；喷嘴堵塞；原因分析；解决方案【中图分类号】聊85【文献标识码】B【文章编号】1006—6764(2012)01一0055—04C aus酷A nal ys i s of Secondar y C ool i ng W at er N oz zl e B l oc l【ageof C ont i nuo吣C as t i ng a nd C om pr ehens i V e Sol ut i onY A N G ze一”∞一c鲫删E蟛聊e咖＆RⅢ矾^知叩删加以，成茚嘲JD D J砸C^叫【A bst r躯t】I n t l l e l i ght of：secondar y cool i ng w a t e r nozzl e bl ocka ge of cont i nuo鹏c鹊t i ng 觚d com bi ni ng t l I e s ec onda r y cool i ng w a t er臼eat I l l e nt t echnol o罢：)r and ch盯∞t er i st i c80f t l l e 8ys t em，t l I e ca u∞8a陀an al yzed8ys t e m a t i ca U y and a c om pr e hens i ve80l ut i on i s adv蛐ced．【K ey w or ds】s econdar y c00l i ng w a t er；noz zl e bl ockage；c肌∞舳al ysi s；80l ut i帆1概述在连铸浊环水运行过程中，二冷水喷嘴堵塞是最常见的问题。
改善连铸水口堵塞的方法小结大家普遍认为这主要是由钢水中的固态显微夹杂(如Al203、Ti02、ZrO2、稀土氧化物、CaS或A12O3•MgO 等)粘附在水口内壁而引起的，此外钢水的化学成分和钙处理工艺，以及Ar气注流保护措施、钢水温度、水口设计、耐火材料等因素都与水口的堵塞有关。
对夹杂物的变性处理对于连铸过程中水口堵塞比较严重的铝镇静钢，通常会在钢水中加入Ca-Si丝（或Ca-Si粉）来对A12O3进行变性处理.这主要是因为通过钙处理能将A12O3夹杂转化为低熔点的铝酸钙物质（主要是C12A7）。
但钙处理时需对钙加入量进行一定的控制：(1）钙加入量不足，容易生成高熔点的铝酸钙,如CA6，CA2和CA.(2)钙加入量过多，则会在CA和MnO。
A12O3的基体上产生更加难于解决的高熔点物质CaS或（Ca，Mn)S。
Ca添加量不足，A12O3颗粒没有被CaO改性为液体氧化物时，如果有CA6生成,水口会被迅速堵塞,这是因为在Ca处理的同时，生成了熔融的Ti02。
CaO。
A12O3起到粘结剂的作用。
所以只有添加最佳量的Ca才能取得所希望的效果，实验证明，在中间包温度1550℃及w（A1）在0.02％的情况下，要想避免CaS的形成，w(S)不可以超过0。
025％。
减少脱氧产物的沉积曾有学者道森计算过,对于典型的浇铸过程,如果每1500个非金属夹杂中有1个沉积在水口上，水口就可能堵塞。
为了减少夹带的脱氧产物的沉积,连铸生产中多采用吹Ar来改善，原因如下：(1）在水口壁上形成氩气膜，可防止脱氧产物与水口壁接触；（2)氩气泡将脱氧产物从水口壁上吹洗掉；（3)氩气泡促使脱氧产物的上浮；(4）喷氩可增强紊流，可使沉积物被冲洗掉；(5)水口内的压力增大,因而可减少通过水口的空气吸入；（6）氩气可防止钢水与耐火材料之间的化学反应.但吹Ar也容易引发一定的问题，这在实际生产中已有所体现。
首先它会增大结晶器的液位波动，气泡被带进坯壳产生质量缺陷;其次由于高的回压或水口热冲击抵抗性减小而加剧水口渣线侵蚀甚至开裂。
板坯连铸机二冷水喷嘴堵塞原因分析及对策二次冷却是连铸生产的重要环节，是使铸坯离开结晶器后接受连续冷却直至完全凝固的过程。
铸坯的中心热量除了通过铸坯的辐射方式带走，更主要是靠喷淋到铸坯表面的水滴的蒸发和升温而带走，影响二次冷却效果的是喷淋冷却水。
目前钢铁企业板坯连铸机二冷水喷嘴普遍存在堵塞的现象，喷嘴的堵塞导致铸坯局部冷却降温不均匀，造成角裂、表面缺陷等一系列的质量问题。
严重的制约著铸坯的质量和产量。
本文分析了板坯连铸机二冷水喷嘴堵塞原因分析及对策。
标签：板坯连铸机；喷嘴；堵塞原因；对策引言：在连铸过程中，大量使用水进行铸坯冷却，二冷区冷却水直接与铸坯接触使得水中含有大量的油、金属粉尘、氧化铁皮、保护渣等。
这些物质进入到冷却水水处理系统中，会恶化水质，造成很大的危害水质恶化会直接导致喷嘴堵塞。
对京唐喷嘴堵塞物进行化验，其主要为铁氧化物和油的混合物、一些大颗粒杂质。
为了减少喷嘴堵塞数量，提高铸坯质量，本文对京唐公司水处理工艺流程和设备进行了调查分析，通过改善水质、提高过滤效果来降低喷嘴堵塞率。
1、喷嘴堵塞原因分析1.1、堵塞物分类喷嘴的堵塞物主要有以下几类，油（包括液压油、润滑油）、氧化铁颗粒（氧化铁和气路中的腐蚀产物）、泥、水体中盐类的析出物（比如碳酸钙、碳酸镁等）、比较大的固体颗粒。
1.2、喷嘴堵塞方式分析1）油泥堵塞：这里的油泥是指在油的作用下将水体中其他细小固体物质粘附在一起而形成。
油泥对喷嘴的堵塞表现在两个方面，一是水体中已经形成的油泥对喷嘴堵塞，比如，连铸系统停止供水，连铸再次复产时，管道中富集的油泥由于水流的冲击而剥落，通过喷嘴时粘附在喷嘴口，直接将喷嘴堵塞。
二是连铸生产时，产生高温区，喷嘴的温度也很高，在此情况下水体中的油发生化学反应，油粘附在喷嘴上，由于油的粘度增加造成其他固形物在此富集，时间累积喷嘴堵塞。
2）结垢堵塞：水体中溶解盐含量高，在通过喷嘴时，高温下析出，富集产生喷嘴堵塞，在循环水高浓缩倍数时容易产生。
连铸二冷水供水系统常见故障
1.1故障现象：二冷水井水温高，铸机水温报警
故障原因：热水泵供水压力低冷却塔风机未启动或发生故障布水管、喷头堵塞损坏热水井水位高，溢流到冷水井中。
处理措施：
1.1.1检修热水泵；
1.1.2启动冷却塔风机或进行检修；
1.1.3清理布水管，更换冷却塔喷头；
1.1.4控制好热水井水位，水位保持在中水位。
1.2故障现象：连铸泵房供水压力低于1.05兆帕，连铸机供水压力低报警。
故障原因：泵运行台数不够出水阀开度不足或阀板脱落水泵运行出现故障。
处理措施：
1.2.1根据连铸生产工艺要求，调整供水泵开启数量：
1.2.2调节出水阀开度或更换阀门；
1.2.3切换备用泵，并检查处理故障泵；
1.3故障现象：二冷水水质浑浊，悬浮物超标；
故障原因：冷、热水井未按要求定期清理药剂投加量不合理化学除油器清理不及时连铸机设备漏油严重，
检修垃圾较多
处理措施：
1.3.1及时清理冷、热水井；
1.3.2根据水量，合理调节药剂投加量；
1.3.3按规定及时清理化学除油器；
1.3.4连铸车间加强运行和检修时油品管理。
1.4故障现象：二冷水水泵出水流量低。
故障原因：出水阀门开度太小水泵运行故障供水管道堵塞流量计故障。
处理措施：
1.4.1确认阀门开度，调整至生产工艺压力；
1.4.2检查水泵；
1.4.3疏通供水管路；
1.4.4重新标定流量计或更换。
连铸二冷喷嘴堵塞原因分析本文中通过对钢厂实际生产中的连铸二冷喷嘴使用情况进行了詳细研究，发现实际生产过程中存在着不同程度的二冷喷嘴堵塞的问题，并且在不同程度上影响了实际生产。
但是由于工作条件的不同，所造成的具体堵塞的原因也不相同。
为了减少堵塞情况出现，所以本文通过分析钢厂中二冷喷嘴的堵塞情况和原因，相应的提出防止喷嘴堵塞的具体措施。
标签：连铸；二冷水；喷嘴堵塞1.1喷嘴堵塞原因分析。
把堵塞的喷嘴喷嘴打开之后，发现了里面的堵塞物呈现了两种形态，一种呈现了片状，直径在1-3mm不等，颜色呈现出黑褐色，处于喷嘴的下部，较为松散，用手触摸感到有油存在。
另一种呈现黏泥状，用手触摸返现堵塞物较为粘手，而且散发出很大的油味。
具体形貌如下图所示。
对其中的堵塞物进行分析，结果如下表所示。
1.2 悬浮物的影响。
悬浮物所指的是颗粒直径大约为1-4mm以上的微颗粒，肉眼是可见的。
这些微粒只要是由泥沙、黏土、菌藻、病毒以及铁的微粉等成分组成，通常悬浮在水中，使水变得浑浊。
这些微粒一般是不稳定的，可以通过沉淀或者过滤来消除。
连铸二冷水在运行的过程之中，水喝空气在各个环节都会充分的接触，吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物、以及在生产中产生的铁的微粉（空气中漂浮的和直接接触铸坯带入的。
）之所以会形成比其他的循环水系统更加严重的悬浮物问题。
这是因为悬浮物的存在促进了系统中藻类的滋生，另一方面在藻类分泌物的合作下，比较容易粘附沉积在系统的喷嘴较小的空隙外面。
形成了黏泥的危害，发生了堵塞。
悬浮物的清除贯穿了连铸二冷水处理的全过程，从旋流井（或一次沉淀池）、化学除油器（或二次沉淀池）到高速过滤器。
在工业设计里，每一个设备的功能是明确的，某一个环节的设备运行不好，都会影响以后的工作的顺利进行，最终形成喷嘴的堵塞。
各个环节的正常运转，是维持系统稳定的基本条件，也是喷嘴能够正常工作的前提。
1.3 微生物的影响。
相比于其他的循环水系统，连铸二冷浊环水系统更适合微生物的生长。
连铸二冷喷嘴堵塞原因分析
周明佳
（攀钢钒提钒炼钢厂，四川攀枝花617000）
摘要：本文通过对宝钢、武钢等钢厂的连铸二冷喷嘴使用
情况进行调研，发现各钢厂在生产过程中均存在不同程度
的二冷喷嘴堵塞问题，且不同程度的影响了正常的生产。
但各钢厂因具体的生产条件不同，其造成喷嘴堵塞的原因
也不尽相同。
通过系统分析各钢厂二冷喷嘴的堵塞情况及
原因，提出了防止连铸二冷喷嘴堵塞问题的措施。
关键词：连铸；二冷水；喷嘴堵塞
1 前言
连铸二冷区喷水冷却的设计和操作对铸坯的产量和质量影响很大，许多铸坯表面和内部的缺陷都是由于喷水冷却不当引起的。
而喷嘴堵塞是造成二冷区冷却不当的一个重要原因。
因此，如何防止喷嘴堵塞已成为各大钢厂提高铸坯质量、提高铸机作业率、连续进行生产所必需解决的问题。
通过对宝钢、武钢等钢厂的连铸二冷喷嘴使用情况进行调研，发现各钢厂在生产过程中均存在不同程度的二冷喷嘴堵塞问题，且不同程度的影响了正常的生产。
如：昆钢三炼钢板坯连铸机喷嘴堵塞现象十分频繁，在铸机开浇很短时间内，喷嘴被堵个数达100多个，被迫更换喷嘴后不久，又会有大面积喷嘴出水呈线状直至喷嘴堵塞，造成的后果是板坯表面出现裂纹[1]。
莱钢特钢厂第二连铸车间2号连铸机二冷喷嘴经常堵塞，检修后不到8小时，至少有一半的喷嘴出现不同程度雾化效果不好的问题，导致一个浇次连铸钢水不
能超过2天[2]。
武钢三炼钢厂连续因连铸机喷嘴堵塞严重而导致钢坯质量下降，最严重的一个月就有400多吨钢坯成废品，迫使三炼钢厂多次停产检修，严重影响主体厂正常生产[3]。
但各钢厂因具体的生产条件不同，其造成喷嘴堵塞的原因也不尽相同。
2 二冷喷嘴堵塞机理分析
2.1 堵塞物成分分析
各钢厂具体生产情况及工艺设备特点不同，其堵塞物组分也不相同。
由昆钢现场被堵塞喷嘴表观可见，堵塞物呈黑色油泥细小颗粒状，有少数喷嘴有灰白色坚固附着物，通过取样分析主要组成见表1[1]。
表1 堵塞物组分分析w B / %
从武钢三炼钢连铸生产线喷嘴取出的堵塞物主要是管壁脱落的锈蚀物，成片状；补充水带来的泥沙等杂质，且数量较多[3]。
莱钢生产车间对大量堵塞喷嘴进行系统研究分析发现，喷嘴出现的问题主要是结垢堵塞、悬浮物及絮状物积累堵塞、其他大颗粒堵塞等[2]。
包钢针对铸机喷嘴堵塞的情况，进行了抽样调查，调查结果显示：直接因油泥造成喷嘴堵塞的占83%，喷嘴中发现油胶皮及氧化铁皮[4]。
攀钢连铸生产线喷嘴堵塞物主要是水垢、管壁脱落的锈蚀物、油
泥等。
2.2 堵塞原因分析
根据喷嘴堵塞物的组分及设备使用情况，可以将连铸二冷喷嘴堵塞的原因归纳总结如下：
2.2.1 氧化铁皮等悬浮颗粒的集聚
目前某些钢厂的水处理工艺除油降浊采用絮凝沉淀方式，缺少过滤环节，水中细小的悬浮颗粒在后面行程中会进一步集聚，特别是停机时会沉积在管道和水池中，一旦开机送水，这些沉积物被冲击送出，进入喷嘴处被拦截，从而造成二冷水喷嘴堵塞[1、4]。
2.2.2 乳化油和水乙二醇[1]
水中的乳化油和水乙二醇的大量存在为油泥形成创造条件。
水乙二醇为有机物，于水中可全溶，物理方式很难与水分离，其颗粒度小，表面积大，很容易吸附细小的氧化铁皮粉末及悬浮物，并将其粘结在一起变成大颗粒，从而堵塞喷嘴。
2.2.3 生物粘液及菌藻的影响
二次喷淋水系统，由于属接触冷却，系统水温相对偏高，一年四季的水温均在菌藻类最佳的繁殖温度，另由于该系统悬浮物，油含量相对较高，更为菌藻提供了繁殖的载体及所需的养份，随着时间的延长，生产大量的粘泥及藻类堵塞喷嘴，同时也加速管道及设备的腐蚀[5]。
2.2.4 设备及管道腐蚀产物堵塞喷嘴
在生产过程中，保护渣中的氟化钙等在高温条件下与水反应生成氢氟酸。
氢氟酸溶于水的同时又极易挥发，挥发性的HF在潮湿的环境中形成酸雾，造成金属外部腐蚀，腐蚀产物多为氧化铁为主的混合锈蚀物。
此外，系统水质以及大量盐类及阴离子的残留也会造成设备
的腐蚀[3、5]。
2.2.5 泥沙的吸入[3]
由于水量平衡问题，吸水井水位波动很大，当水位低时，有可能将沉积的泥砂带起，一起进入吸水井。
3 防堵对策及措施
针对上述造成喷嘴堵塞的诸多原因，各钢厂可根据自身生产情况及工艺设备特点，采取如下相应的措施，对症下药，解决二冷喷嘴堵塞问题。
3.1 AEC技术
AEC是环氧琥珀聚合物，是新一代无磷碳酸钙阻垢剂。
在连铸浊环水系统中，AEC技术是集阻垢、分散、缓蚀、杀菌、除油于一体的综合水处理技术[6]。
3.2 除油污
针对传统工艺不能有效处理系统含油问题[6]，可采取增加化学除油设备及综合使用多种水处理药剂。
由有机破乳剂和无机混凝剂复合而成的破乳混凝剂，具有良好的破乳和混凝作用，在化学除油器中可将水中的乳化油和溶解油分离出来，在水中形成大的絮团。
并吸附水中的悬浮物形成油泥使之与与水分离。
再通过排污使油泥进人污泥系统，最终压成泥饼。
3.3过滤装置
在平流池入口加设过滤网，对管道过滤器进行滤网，滤刷的更换[5]。
由于在运行过程中截留了大量的悬浮物以及油污后，过滤器过滤效率逐渐降低，因此，必须定期进行反洗，以保证过滤器的过滤效果。
反洗清洗剂可采用由多种表面活性剂组成的复合清洗剂。
能使滤料上的油泥乳化而很容易被冲洗掉。
3.4杀菌灭藻
由于菌藻类的繁殖，随着时间的延长，将生产大量的粘泥及藻类堵塞喷嘴，同时也加速管道及设备的腐蚀。
因此，夏天可在水中加入杀菌灭藻剂，降低藻类物质的生长。
3.5 改善水质
提高系统水质标准要求，悬浮物ρ(SS) ≤10 mg/L、ρ(油) ≤2mg/L。
利用水质稳定剂对水质进行综合处理，保持二冷水的碱度在7.5≤pH≤8.5的范围内。
3.6 改善管道设备
将冷却水管道及压缩空气管道由普通管道改为不锈钢管道[7]。
并对二冷水管道进行加药、清洗、预膜。
在连铸机二冷水干管尾部增设回水阀，为板坯连铸机短时间停机不停水创造条件，同时可采用变频方式供水，达到稳定运行、节能效果。
连铸机开机前，将扇形段冷却水管冲洗干净后，再安装喷嘴。
3.7 降低水井水位
将吸水井正常水位降低，留出更大的空间，增加系统的调蓄能力，以缓解回水不均匀而大量溢流问题。
同时控制过滤器反洗的间隔时间，达到均衡用水。
为保证水位，在计算机上将喷淋系统功能画面作常显画面，以便随时掌握水位变化，及时调整运行方式，减少补充水量。
参考文献
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