武钢密闭循环冷却水缓蚀技术的应用与改进.doc

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1、武钢密闭循环冷却水缓蚀技术的应用与改进[关键词]：高炉连铸机密闭循环水缓蚀技术应用改进[概要]：本文介绍了武钢在密闭循环冷却水缓蚀技术应用方面不断研究与改进，由国外引进药剂到国内自研药剂取代，由环保型产品取代非环保型产品。使武钢软水密闭循环冷却水水处理技术日趋成熟。武钢一号、四号、五号高炉，三个炼钢厂其高炉炉体、冷却壁、风口，连铸机结晶器高热负荷部位循环水用量达33515t/h，均采用软水密闭循环冷却水。为有效的防止系统腐蚀，二十多年来，我们在密闭循环水缓蚀技术应用方面不断研究与改进，由国外引进到国内自研药剂取代，由环保型产品取代非环保型产

2、品，使武钢软水密闭循环水水处理技术日趋成熟。一、D－100E缓蚀剂的应用1977年武钢二炼钢投产时，由西德引进的连铸机结晶器采用了软水密闭循环冷却水技术，在高热负荷区不会产生水垢障碍，给连铸机安全生产提供保障。但是结垢与腐蚀是一对矛盾，虽然系统结垢不易发生，但腐蚀问题却不可忽略。腐蚀是一种化学或电化学过程。一种金属可以恢复到它原来的自然状态。例如铁的腐蚀过程就是由铁回复到赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）的状态。在软水密闭循环系统中，其腐蚀速度远大于开路循环冷却水。所以缓蚀是软水密闭循环水必须的措施。武钢二炼钢连铸机密闭循环水系统设

3、计采用Drew公司生产的Drewgard－100E（简称D-100E）缓蚀剂，其主要成分为有机膦酸脂。配制不同浓度的D-100E溶液进行静态缓蚀试验，其缓蚀结果如表一。 试验条件：软化水；水温60℃；试验时间72小时。试验结果表明，当药剂浓度在800mg/L腐蚀速率可小于2mpy。药剂浓度在1000mg/L－2000mg/L时有较好的缓蚀效率。根据现场条件开展动态模拟试验，试验结果见表二。 试验条件：软化水;热交换器进口温度40℃，出口温度60℃，循环水流速1m/s，试验时间96小时。静态动态试验结果表明1、          药剂投加量对

4、缓蚀效果影响很大，缓蚀率随药剂浓度的增加而升高。当药剂浓度大于800mg/L时，碳钢的腐蚀速度小于2mpy，铜材未发现腐蚀。D－100E有很好的缓蚀性能。2、          试验过程中未发现系统中有垢物析出。1978年12月，连铸密闭循环冷却水系统开始使用缓蚀剂D－100E，系统中药剂浓度2000mg/L，最低不低于1500mg/L。当系统泄漏或检修时要及时补加药剂。在水系统干管上安装A3碳钢挂片予以监控，结果表明D－100E具有良好的缓蚀性能，现场挂片的腐蚀速度只有0.9mpy。一年后打开热交换器进行检查，设备完好，运行多年未发现任何

5、腐蚀现象。二、W型缓蚀剂的研究及其缓蚀性能D－100E的主要成分是混合磷酸脂，具有表面活性。加药后在水中会产生大量的泡沫，且起泡沫程度随药剂浓度的增加而加剧。连铸结晶器冷却系统对传热的要求很高，在结晶器中必须迅速将高温钢水的热量由传热系数很高的铜质结晶器经间接冷却带走。当水中存在大量泡沫时，传热效果明显降低。而结晶器是连铸机的最高部件，是泡沫的汇集区。1980年底，连铸机结晶器中橡皮密封圈在结晶器顶部因局部超温熔化变形而漏水，威胁连铸安全生产。为此，消除D－100E药剂泡沫又不降低其缓蚀性能是一个重要课题。经筛选试验，28#消泡剂可以满足以

6、上要求，但给运行增加很大的麻烦，同时D－100E价格十分昂贵，因此，重新选择缓蚀剂十分必要。供水厂研制的W型缓蚀剂，是有机物和无机物的复合物。其主要成分为亚硝酸钠，是一种高效无泡沫的缓蚀剂。亚硝酸盐作为缓蚀剂的机理是，亚硝酸根离子先吸附在金属表面，然后再进行氧化步骤，以形成γ－Fe2O3保护膜。其反应如下：4Fe+3NO2-＋H+－→2γ－Fe2O3+NH3+N2W型缓蚀剂与国外同类的CWT－110缓蚀性能对比试验结果见表三。 试验条件：水温60℃，时间75小时，软化水以上结果表明，W655浓度在400mg/L以上时具有良好的缓蚀性能。W6

7、55动态模拟试验结果见表四 试验条件：软化水；时间72小时；A3碳钢挂片自一九八○年开始，供水厂先后在高炉、炼钢密闭循环冷却水系统使用W655缓蚀剂取得极好的缓蚀效果，水系统正常运行。特别是武钢五号高炉因成功应用软水密闭循环水技术，为高炉炉龄创新记录提供保障。三、HS-905缓蚀剂应用虽然W655是价格低廉且缓蚀效果优良的高浓度含NaNO2的混合物的缓蚀剂。但是，由于NaNO2的强致癌性，并能对环境造成严重的污染，其使用范围受到越来越多的限制。目前，我国已经严格禁止使用含磷和亚硝酸盐等的对环境和人体健康造成危害的缓蚀剂用于工业循环冷却水。基

8、于以上原因，我们选择了不含磷、不含亚硝酸钠的环保型缓蚀剂HS－905作为软水缓蚀剂，在我厂的水质条件下，对其缓蚀性能进行试验室评定和现场应用效果评定。以确定HS－905代替W65