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控制冷卻系統(tǒng) 提升薄板坯質(zhì)量
作者：admin 發(fā)布于：2017-5-19 4:48 Friday
薄板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器的首要目的是通過(guò)釋放鋼水的過(guò)熱和凝固潛熱使之從液態(tài)開(kāi)始凝固。受結(jié)晶器正常工作和相應(yīng)冷卻水系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的均勻及可預(yù)測(cè)的冷卻過(guò)程是影響連鑄坯初期表面特性的關(guān)鍵。
冷卻水系統(tǒng)探究
水因其成本低、易獲得和良好的熱傳遞性能而被用于冷卻系統(tǒng)。因?yàn)樗谋葻?4.184kJ/kg)使其能夠?qū)⒔Y(jié)晶器彎月面處的熱量迅速高效地帶走，所以采用水作為冷卻水箱的冷卻介質(zhì)。在結(jié)晶器中，尤其是在結(jié)晶器的彎月面處，高熱流是非常重要的，均勻的冷卻是防止表面缺陷(如縱向表面裂紋)的關(guān)鍵因素。
在凝固過(guò)程中，熱量必須通過(guò)初生坯殼、氣隙、結(jié)晶器保護(hù)渣和銅板排到大量的冷卻水中。結(jié)晶器冷卻水箱一般由含銀、鉻鋯或鎳鈹?shù)你~合金制成。這些銅合金具有不同的影響冷卻曲線的導(dǎo)熱系數(shù)和硬度值。由于極高的熱通量，結(jié)晶器冷卻水回路被設(shè)計(jì)成閉合環(huán)路，注滿高質(zhì)量的補(bǔ)給水。傳統(tǒng)方法采用沸石軟化法處理補(bǔ)給水，以減少水中的硬礦物質(zhì)。軟化處理可以除去鈣和硬離子，但無(wú)法清除其他溶解物。由于連鑄速度提高，許多薄板坯連鑄機(jī)現(xiàn)改用更高質(zhì)量的反滲透處理水或脫鹽水，以除去冷卻水中幾乎所有的溶解離子。這大大提高了系統(tǒng)的總體水質(zhì)，使水中雜質(zhì)不再成為連鑄工藝的不穩(wěn)定源之一。
薄板坯連鑄機(jī)一次冷卻水系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)為一個(gè)加壓環(huán)路或不加壓開(kāi)口系統(tǒng)，為鋼流提供一個(gè)散熱器。每個(gè)系統(tǒng)按預(yù)設(shè)溫度給寬面和窄面冷卻板提供充足的水流和壓力。因?yàn)橄到y(tǒng)被加壓，且并未釋放到大氣中，必須用靜力法將空氣從系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)厍宄鋈ァＭ瑫r(shí)，還須完善一些設(shè)備維護(hù)項(xiàng)目，以防止從水泵接口和其他可能的系統(tǒng)滲入點(diǎn)進(jìn)入的空氣污染。不能充分地從系統(tǒng)中清除游離氣體可造成熱傳遞不均，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。通過(guò)橫向連接到另一個(gè)冷卻水系統(tǒng)提供應(yīng)急冷卻，這也可能導(dǎo)致結(jié)晶器冷卻水環(huán)路受到較低質(zhì)量冷卻水的污染。
還有一種一次冷卻水系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)開(kāi)口水環(huán)路提供冷卻水。雖然這種系統(tǒng)也是閉合環(huán)路，但它具有與大氣連通的大儲(chǔ)水箱，通常還有同樣與大氣連通的集成式應(yīng)急水塔。結(jié)晶器水泵供應(yīng)35℃～40℃的冷卻水，流量和壓力與加壓式結(jié)晶器冷卻水環(huán)路中描述的相同。
冷卻水控制四大要點(diǎn)
腐蝕控制、礦物質(zhì)垢皮控制、微生物控制和水系統(tǒng)結(jié)垢控制都是適當(dāng)?shù)睦鋮s水處理程序的控制要點(diǎn)。
腐蝕控制。連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)內(nèi)的腐蝕通常發(fā)生在碳鋼水箱中和碳不銹鋼碳素鋼復(fù)合管路內(nèi)，尤其是易潮或易干區(qū)域。由于鋼中的鐵元素與水中的溶解氧發(fā)生反應(yīng)，在腐蝕面產(chǎn)生氧化鐵腐蝕產(chǎn)物。
熱循環(huán)和熱應(yīng)力的存在可增加氧化金屬的剝落或脫層。由于氧化金屬具有不同的熱膨脹系數(shù)，且比鋼更脆，它們更易剝落。一次冷卻系統(tǒng)的各組件在貫穿其操作和停機(jī)的整個(gè)服役期中，要經(jīng)受許多熱循環(huán)。熱瞬變和相關(guān)的熱應(yīng)力會(huì)加快剝落現(xiàn)象，使腐蝕更深地穿透到金屬亞層中。震動(dòng)也能影響剝落速率。
結(jié)晶器水系統(tǒng)的腐蝕通過(guò)增加全鐵和溶解鐵的濃度而污染一次冷卻水。這些鐵組分可造成沉積和熱傳遞表面的系統(tǒng)性結(jié)垢。鐵可通過(guò)下列途徑進(jìn)入到一次冷卻系統(tǒng)的主供水中：將結(jié)晶器水箱放置到閑置的系統(tǒng)中；由水泵旋轉(zhuǎn)造成的系統(tǒng)液壓槌現(xiàn)象；因長(zhǎng)時(shí)期停產(chǎn)造成的濕/干區(qū)；排水后遺留下的積水；未注滿水的管道和系統(tǒng)組件；次冷卻系統(tǒng)組件的腐蝕或磨損；水處理工藝的防腐措施不力；系統(tǒng)補(bǔ)給水受到污染；應(yīng)急水系統(tǒng)操作和處理不當(dāng)。
礦物質(zhì)垢皮控制。天然水中含有溶解的金屬鹽，它們沉積到冷卻系統(tǒng)的熱傳遞表面上形成礦物垢皮。隨著溫度的上升，這些礦物質(zhì)更易發(fā)生沉積。許多垢皮的晶態(tài)組織造成規(guī)則的晶格結(jié)構(gòu)的沉積物，其絕緣性超過(guò)銅的75倍。在5MW/m2或更高的熱通量下，厚度小于一張紙的垢層可導(dǎo)致表層溫度升高38℃以上。
任何特定系統(tǒng)的結(jié)垢現(xiàn)象都是許多因素的產(chǎn)物，包括冷卻水中已溶解離子的濃度、水流速率、熱通量以及形成沉積鹽的離子對(duì)的溶解度常數(shù)等。一般而言，較高的已溶解離子濃度(水中的鹽量)、較高的熱通量和較小的水流速率等均能增加礦物垢的形成。造成結(jié)垢的因素如下：局部或整體水過(guò)飽和，超過(guò)了礦物質(zhì)的溶解度；成核點(diǎn)產(chǎn)生小垢皮的顆粒；接觸時(shí)間方面，晶體形成需要暴露時(shí)間；沉積速率必須大于分解速率。
垢皮本身的高絕緣性加重了結(jié)垢問(wèn)題的嚴(yán)重性，并且會(huì)嚴(yán)重地縮短高傳熱設(shè)備(如結(jié)晶器銅板)的服役壽命，并增加維護(hù)成本。垢皮的絕緣效應(yīng)并不均勻，造成不均勻的熱傳遞，使結(jié)晶器的部分區(qū)域在更高的溫度下工作。加重結(jié)晶器冷卻水結(jié)垢的各種污染源可通過(guò)下列途徑進(jìn)入系統(tǒng)：因軟化劑、脫鹽劑或反滲透處理無(wú)效或失敗，沒(méi)有或未充分利用控制結(jié)垢和腐蝕的抑制劑/分散劑等因素，從而導(dǎo)致補(bǔ)給水處理不充分或未處理；應(yīng)急冷卻水或熱交換器造成冷卻污染；結(jié)晶器溶劑或添加劑的交叉污染；使用了錯(cuò)誤的化學(xué)處理程序或應(yīng)用方法。
微生物控制。結(jié)晶器冷卻水環(huán)路具有微生物生長(zhǎng)的理想環(huán)境。許多因素(如水溫、暴露于大氣、方便的食物源、死水區(qū)和交叉污染)增加了微生物污染控制的難度。一般而言，水系統(tǒng)中90%以上的細(xì)菌屬于固著類細(xì)菌，是加重腐蝕和結(jié)垢的因素。這樣一來(lái)，不僅須對(duì)主冷卻水中的微生物活動(dòng)進(jìn)行日常監(jiān)控，還要評(píng)估表面微生物活動(dòng)。
固著類細(xì)菌活動(dòng)能很快地導(dǎo)致黏液層、垢皮和污染物的形成，它們黏附于系統(tǒng)表面，起到隔絕系統(tǒng)與防腐劑的作用。這些碎片和黏液允許一些離子(即硫酸鹽和氯化物)穿透黏液到達(dá)金屬表面并聚集，加重金屬的腐蝕速度。在冷卻水系統(tǒng)中形成的黏液和碎片最能說(shuō)明微生物活動(dòng)的有害性和腐蝕性。碎片和黏液層可在管壁上產(chǎn)生一個(gè)脫氧環(huán)境，從而使厭氧菌得以生長(zhǎng)。厭氧菌將硫酸鹽離子還原成硫化物離子；在這一還原過(guò)程中發(fā)生腐蝕且產(chǎn)生硫化物腐蝕源。即使在不銹鋼冷卻水系統(tǒng)中，這種條件對(duì)冶金工藝仍然極其有害。硫化氫能極快地腐蝕大多數(shù)不銹鋼品種。
頻繁地檢測(cè)微生物對(duì)判斷細(xì)菌種群種類也是極其重要的。細(xì)菌種類眾多是控制不力的警示信號(hào)。此外，還可針對(duì)特定難點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)不同位置的微生物活動(dòng)進(jìn)行評(píng)估。除直接檢測(cè)微生物活動(dòng)以外，間接的觀察(如防腐劑的變異和可見(jiàn)的黏液跡象等)也能說(shuō)明微生物控制不力。采取預(yù)防監(jiān)控措施以保持冷卻水的總體良好狀態(tài)非常關(guān)鍵。
水系統(tǒng)結(jié)垢控制。水系統(tǒng)結(jié)垢通常指水中懸浮固體顆粒的沉積。不溶鐵(腐蝕產(chǎn)物)、二氧化硅(塵)、析出礦物垢皮和脫落的微生物質(zhì)均能成為冷卻系統(tǒng)的污染物。系統(tǒng)污垢可造成系統(tǒng)操作和維護(hù)方面的問(wèn)題，通常采用合適的防腐、防微生物和結(jié)垢控制措施與良好的機(jī)械操作方法相結(jié)合來(lái)控制冷卻水系統(tǒng)污染。水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、水槌現(xiàn)象的減少、高效過(guò)濾裝置的安裝、低水流和無(wú)流動(dòng)區(qū)域的消除以及應(yīng)急冷卻系統(tǒng)的適當(dāng)運(yùn)用等措施均有利于減少系統(tǒng)污染。
在過(guò)去，解決這4個(gè)主要污染指標(biāo)足以保證一次冷卻水的正常狀態(tài)。當(dāng)前更高的連鑄要求增加了冷卻水程序的壓力，導(dǎo)致對(duì)工藝要求而言傳統(tǒng)的處理方法出現(xiàn)差距。
冷卻系統(tǒng)改進(jìn)新思路
薄板坯連鑄機(jī)對(duì)冷卻水質(zhì)量和冷卻程序的一致性提出更高要求，以保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。運(yùn)用新的方法和技術(shù)成為必要，這些新方法和新技術(shù)的采用能消除工藝的不穩(wěn)定性。這里提出的薄板坯一次冷卻水處理新法要從以下幾個(gè)方面入手：
自動(dòng)化控制、通訊和報(bào)警通知得到改進(jìn)。結(jié)晶器冷卻水處理程序的自動(dòng)化控制使防腐劑和殺菌劑受到直接控制，保證了處理用藥劑維持在特定控制范圍內(nèi)，并對(duì)藥劑劑量進(jìn)行核實(shí)。得到加強(qiáng)的通訊和報(bào)警能力使主要指標(biāo)受到監(jiān)控，并且一旦出現(xiàn)不合格狀況立即報(bào)警。
高熱流條件下防腐劑和殺菌劑的選擇和應(yīng)用。防腐劑和殺菌劑不能對(duì)熱傳遞效果產(chǎn)生負(fù)面影響，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。采用一種主動(dòng)性方法評(píng)估高熱流結(jié)晶器冷卻水化學(xué)試劑的影響會(huì)有助于處理程序的選擇。此外，結(jié)晶器冷卻水處理程序應(yīng)盡量能抑制或原地清除氧化銅，以保證結(jié)晶器銅板冷面的熱交換面保持清潔和不增加彎月面沸騰風(fēng)險(xiǎn)。NalcoCastCleanTM是為結(jié)晶器水處理程序設(shè)計(jì)的一組配套技術(shù)，與3DTRASAR和Nalco360結(jié)合使用形成一套完整的冷卻水處理法。這一組合技術(shù)可解決高熱流操作帶來(lái)的挑戰(zhàn)性問(wèn)題，已經(jīng)在薄板坯一次冷卻水系統(tǒng)上證明了其效果。
冷卻水系統(tǒng)的操作得到優(yōu)化。研究并調(diào)整各種機(jī)械和操作變量，以優(yōu)化冷卻水系統(tǒng)的功效和一致性。了解冷卻系統(tǒng)的能力和局限對(duì)整體解決方案而言非常重要，以保證冷卻水均勻而一致地發(fā)揮效能。
為各個(gè)結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)特定的化學(xué)藥劑用量。薄板坯連鑄機(jī)的終點(diǎn)產(chǎn)品質(zhì)量要求、生產(chǎn)率和維護(hù)要求各不相同。因此，應(yīng)通過(guò)將具體現(xiàn)場(chǎng)要求與薄板坯連鑄機(jī)通用標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，為每個(gè)系統(tǒng)量身定制化學(xué)藥劑用量和控制范圍。
新型的一次冷卻水管理新法要集改進(jìn)的自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)收集和水處理化學(xué)藥劑用法于一身，有助于解決彎月面沸騰和系統(tǒng)沉積結(jié)垢問(wèn)題。
冷卻水系統(tǒng)探究
水因其成本低、易獲得和良好的熱傳遞性能而被用于冷卻系統(tǒng)。因?yàn)樗谋葻?4.184kJ/kg)使其能夠?qū)⒔Y(jié)晶器彎月面處的熱量迅速高效地帶走，所以采用水作為冷卻水箱的冷卻介質(zhì)。在結(jié)晶器中，尤其是在結(jié)晶器的彎月面處，高熱流是非常重要的，均勻的冷卻是防止表面缺陷(如縱向表面裂紋)的關(guān)鍵因素。
在凝固過(guò)程中，熱量必須通過(guò)初生坯殼、氣隙、結(jié)晶器保護(hù)渣和銅板排到大量的冷卻水中。結(jié)晶器冷卻水箱一般由含銀、鉻鋯或鎳鈹?shù)你~合金制成。這些銅合金具有不同的影響冷卻曲線的導(dǎo)熱系數(shù)和硬度值。由于極高的熱通量，結(jié)晶器冷卻水回路被設(shè)計(jì)成閉合環(huán)路，注滿高質(zhì)量的補(bǔ)給水。傳統(tǒng)方法采用沸石軟化法處理補(bǔ)給水，以減少水中的硬礦物質(zhì)。軟化處理可以除去鈣和硬離子，但無(wú)法清除其他溶解物。由于連鑄速度提高，許多薄板坯連鑄機(jī)現(xiàn)改用更高質(zhì)量的反滲透處理水或脫鹽水，以除去冷卻水中幾乎所有的溶解離子。這大大提高了系統(tǒng)的總體水質(zhì)，使水中雜質(zhì)不再成為連鑄工藝的不穩(wěn)定源之一。
薄板坯連鑄機(jī)一次冷卻水系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)為一個(gè)加壓環(huán)路或不加壓開(kāi)口系統(tǒng)，為鋼流提供一個(gè)散熱器。每個(gè)系統(tǒng)按預(yù)設(shè)溫度給寬面和窄面冷卻板提供充足的水流和壓力。因?yàn)橄到y(tǒng)被加壓，且并未釋放到大氣中，必須用靜力法將空氣從系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)厍宄鋈ァＭ瑫r(shí)，還須完善一些設(shè)備維護(hù)項(xiàng)目，以防止從水泵接口和其他可能的系統(tǒng)滲入點(diǎn)進(jìn)入的空氣污染。不能充分地從系統(tǒng)中清除游離氣體可造成熱傳遞不均，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。通過(guò)橫向連接到另一個(gè)冷卻水系統(tǒng)提供應(yīng)急冷卻，這也可能導(dǎo)致結(jié)晶器冷卻水環(huán)路受到較低質(zhì)量冷卻水的污染。
還有一種一次冷卻水系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)開(kāi)口水環(huán)路提供冷卻水。雖然這種系統(tǒng)也是閉合環(huán)路，但它具有與大氣連通的大儲(chǔ)水箱，通常還有同樣與大氣連通的集成式應(yīng)急水塔。結(jié)晶器水泵供應(yīng)35℃～40℃的冷卻水，流量和壓力與加壓式結(jié)晶器冷卻水環(huán)路中描述的相同。
冷卻水控制四大要點(diǎn)
腐蝕控制、礦物質(zhì)垢皮控制、微生物控制和水系統(tǒng)結(jié)垢控制都是適當(dāng)?shù)睦鋮s水處理程序的控制要點(diǎn)。
腐蝕控制。連鑄機(jī)結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)內(nèi)的腐蝕通常發(fā)生在碳鋼水箱中和碳不銹鋼碳素鋼復(fù)合管路內(nèi)，尤其是易潮或易干區(qū)域。由于鋼中的鐵元素與水中的溶解氧發(fā)生反應(yīng)，在腐蝕面產(chǎn)生氧化鐵腐蝕產(chǎn)物。
熱循環(huán)和熱應(yīng)力的存在可增加氧化金屬的剝落或脫層。由于氧化金屬具有不同的熱膨脹系數(shù)，且比鋼更脆，它們更易剝落。一次冷卻系統(tǒng)的各組件在貫穿其操作和停機(jī)的整個(gè)服役期中，要經(jīng)受許多熱循環(huán)。熱瞬變和相關(guān)的熱應(yīng)力會(huì)加快剝落現(xiàn)象，使腐蝕更深地穿透到金屬亞層中。震動(dòng)也能影響剝落速率。
結(jié)晶器水系統(tǒng)的腐蝕通過(guò)增加全鐵和溶解鐵的濃度而污染一次冷卻水。這些鐵組分可造成沉積和熱傳遞表面的系統(tǒng)性結(jié)垢。鐵可通過(guò)下列途徑進(jìn)入到一次冷卻系統(tǒng)的主供水中：將結(jié)晶器水箱放置到閑置的系統(tǒng)中；由水泵旋轉(zhuǎn)造成的系統(tǒng)液壓槌現(xiàn)象；因長(zhǎng)時(shí)期停產(chǎn)造成的濕/干區(qū)；排水后遺留下的積水；未注滿水的管道和系統(tǒng)組件；次冷卻系統(tǒng)組件的腐蝕或磨損；水處理工藝的防腐措施不力；系統(tǒng)補(bǔ)給水受到污染；應(yīng)急水系統(tǒng)操作和處理不當(dāng)。
礦物質(zhì)垢皮控制。天然水中含有溶解的金屬鹽，它們沉積到冷卻系統(tǒng)的熱傳遞表面上形成礦物垢皮。隨著溫度的上升，這些礦物質(zhì)更易發(fā)生沉積。許多垢皮的晶態(tài)組織造成規(guī)則的晶格結(jié)構(gòu)的沉積物，其絕緣性超過(guò)銅的75倍。在5MW/m2或更高的熱通量下，厚度小于一張紙的垢層可導(dǎo)致表層溫度升高38℃以上。
任何特定系統(tǒng)的結(jié)垢現(xiàn)象都是許多因素的產(chǎn)物，包括冷卻水中已溶解離子的濃度、水流速率、熱通量以及形成沉積鹽的離子對(duì)的溶解度常數(shù)等。一般而言，較高的已溶解離子濃度(水中的鹽量)、較高的熱通量和較小的水流速率等均能增加礦物垢的形成。造成結(jié)垢的因素如下：局部或整體水過(guò)飽和，超過(guò)了礦物質(zhì)的溶解度；成核點(diǎn)產(chǎn)生小垢皮的顆粒；接觸時(shí)間方面，晶體形成需要暴露時(shí)間；沉積速率必須大于分解速率。
垢皮本身的高絕緣性加重了結(jié)垢問(wèn)題的嚴(yán)重性，并且會(huì)嚴(yán)重地縮短高傳熱設(shè)備(如結(jié)晶器銅板)的服役壽命，并增加維護(hù)成本。垢皮的絕緣效應(yīng)并不均勻，造成不均勻的熱傳遞，使結(jié)晶器的部分區(qū)域在更高的溫度下工作。加重結(jié)晶器冷卻水結(jié)垢的各種污染源可通過(guò)下列途徑進(jìn)入系統(tǒng)：因軟化劑、脫鹽劑或反滲透處理無(wú)效或失敗，沒(méi)有或未充分利用控制結(jié)垢和腐蝕的抑制劑/分散劑等因素，從而導(dǎo)致補(bǔ)給水處理不充分或未處理；應(yīng)急冷卻水或熱交換器造成冷卻污染；結(jié)晶器溶劑或添加劑的交叉污染；使用了錯(cuò)誤的化學(xué)處理程序或應(yīng)用方法。
微生物控制。結(jié)晶器冷卻水環(huán)路具有微生物生長(zhǎng)的理想環(huán)境。許多因素(如水溫、暴露于大氣、方便的食物源、死水區(qū)和交叉污染)增加了微生物污染控制的難度。一般而言，水系統(tǒng)中90%以上的細(xì)菌屬于固著類細(xì)菌，是加重腐蝕和結(jié)垢的因素。這樣一來(lái)，不僅須對(duì)主冷卻水中的微生物活動(dòng)進(jìn)行日常監(jiān)控，還要評(píng)估表面微生物活動(dòng)。
固著類細(xì)菌活動(dòng)能很快地導(dǎo)致黏液層、垢皮和污染物的形成，它們黏附于系統(tǒng)表面，起到隔絕系統(tǒng)與防腐劑的作用。這些碎片和黏液允許一些離子(即硫酸鹽和氯化物)穿透黏液到達(dá)金屬表面并聚集，加重金屬的腐蝕速度。在冷卻水系統(tǒng)中形成的黏液和碎片最能說(shuō)明微生物活動(dòng)的有害性和腐蝕性。碎片和黏液層可在管壁上產(chǎn)生一個(gè)脫氧環(huán)境，從而使厭氧菌得以生長(zhǎng)。厭氧菌將硫酸鹽離子還原成硫化物離子；在這一還原過(guò)程中發(fā)生腐蝕且產(chǎn)生硫化物腐蝕源。即使在不銹鋼冷卻水系統(tǒng)中，這種條件對(duì)冶金工藝仍然極其有害。硫化氫能極快地腐蝕大多數(shù)不銹鋼品種。
頻繁地檢測(cè)微生物對(duì)判斷細(xì)菌種群種類也是極其重要的。細(xì)菌種類眾多是控制不力的警示信號(hào)。此外，還可針對(duì)特定難點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)不同位置的微生物活動(dòng)進(jìn)行評(píng)估。除直接檢測(cè)微生物活動(dòng)以外，間接的觀察(如防腐劑的變異和可見(jiàn)的黏液跡象等)也能說(shuō)明微生物控制不力。采取預(yù)防監(jiān)控措施以保持冷卻水的總體良好狀態(tài)非常關(guān)鍵。
水系統(tǒng)結(jié)垢控制。水系統(tǒng)結(jié)垢通常指水中懸浮固體顆粒的沉積。不溶鐵(腐蝕產(chǎn)物)、二氧化硅(塵)、析出礦物垢皮和脫落的微生物質(zhì)均能成為冷卻系統(tǒng)的污染物。系統(tǒng)污垢可造成系統(tǒng)操作和維護(hù)方面的問(wèn)題，通常采用合適的防腐、防微生物和結(jié)垢控制措施與良好的機(jī)械操作方法相結(jié)合來(lái)控制冷卻水系統(tǒng)污染。水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、水槌現(xiàn)象的減少、高效過(guò)濾裝置的安裝、低水流和無(wú)流動(dòng)區(qū)域的消除以及應(yīng)急冷卻系統(tǒng)的適當(dāng)運(yùn)用等措施均有利于減少系統(tǒng)污染。
在過(guò)去，解決這4個(gè)主要污染指標(biāo)足以保證一次冷卻水的正常狀態(tài)。當(dāng)前更高的連鑄要求增加了冷卻水程序的壓力，導(dǎo)致對(duì)工藝要求而言傳統(tǒng)的處理方法出現(xiàn)差距。
冷卻系統(tǒng)改進(jìn)新思路
薄板坯連鑄機(jī)對(duì)冷卻水質(zhì)量和冷卻程序的一致性提出更高要求，以保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。運(yùn)用新的方法和技術(shù)成為必要，這些新方法和新技術(shù)的采用能消除工藝的不穩(wěn)定性。這里提出的薄板坯一次冷卻水處理新法要從以下幾個(gè)方面入手：
自動(dòng)化控制、通訊和報(bào)警通知得到改進(jìn)。結(jié)晶器冷卻水處理程序的自動(dòng)化控制使防腐劑和殺菌劑受到直接控制，保證了處理用藥劑維持在特定控制范圍內(nèi)，并對(duì)藥劑劑量進(jìn)行核實(shí)。得到加強(qiáng)的通訊和報(bào)警能力使主要指標(biāo)受到監(jiān)控，并且一旦出現(xiàn)不合格狀況立即報(bào)警。
高熱流條件下防腐劑和殺菌劑的選擇和應(yīng)用。防腐劑和殺菌劑不能對(duì)熱傳遞效果產(chǎn)生負(fù)面影響，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。采用一種主動(dòng)性方法評(píng)估高熱流結(jié)晶器冷卻水化學(xué)試劑的影響會(huì)有助于處理程序的選擇。此外，結(jié)晶器冷卻水處理程序應(yīng)盡量能抑制或原地清除氧化銅，以保證結(jié)晶器銅板冷面的熱交換面保持清潔和不增加彎月面沸騰風(fēng)險(xiǎn)。NalcoCastCleanTM是為結(jié)晶器水處理程序設(shè)計(jì)的一組配套技術(shù)，與3DTRASAR和Nalco360結(jié)合使用形成一套完整的冷卻水處理法。這一組合技術(shù)可解決高熱流操作帶來(lái)的挑戰(zhàn)性問(wèn)題，已經(jīng)在薄板坯一次冷卻水系統(tǒng)上證明了其效果。
冷卻水系統(tǒng)的操作得到優(yōu)化。研究并調(diào)整各種機(jī)械和操作變量，以優(yōu)化冷卻水系統(tǒng)的功效和一致性。了解冷卻系統(tǒng)的能力和局限對(duì)整體解決方案而言非常重要，以保證冷卻水均勻而一致地發(fā)揮效能。
為各個(gè)結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)特定的化學(xué)藥劑用量。薄板坯連鑄機(jī)的終點(diǎn)產(chǎn)品質(zhì)量要求、生產(chǎn)率和維護(hù)要求各不相同。因此，應(yīng)通過(guò)將具體現(xiàn)場(chǎng)要求與薄板坯連鑄機(jī)通用標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，為每個(gè)系統(tǒng)量身定制化學(xué)藥劑用量和控制范圍。
新型的一次冷卻水管理新法要集改進(jìn)的自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)收集和水處理化學(xué)藥劑用法于一身，有助于解決彎月面沸騰和系統(tǒng)沉積結(jié)垢問(wèn)題。
