热轧薄板淬火水处理水温水质控制工艺

张亮

(中冶赛迪工程技术股份有限公司水资源事业部,重庆400013)

供排水

热轧薄板淬火水处理水温水质控制工艺

张亮

(中冶赛迪工程技术股份有限公司水资源事业部,重庆400013)

热轧精整热处理薄板是一种非常具有市场潜力的产品，其淬火工艺对冷却水的水温和水质控制要求很高。介绍了一种水温与水质控制工艺，在节约能源、降低投资的同时，达到淬火机冷却水的使用要求，并经过工程实践的检验，是一种应用前景广阔的热处理薄板水处理工艺技术。

淬火;冷却水;水温控制;水质控制;工程实践

1 概述

当前国内热轧轧机产能过剩，各大钢铁企业都在积极探索后续热轧产品发展方向[1]。精整热处理薄板是一种非常具有市场潜力的产品，产品钢种主要有工程机械用钢、先进汽车用板、军工板、超高强耐磨钢、容器结构用钢等。目前国内仅有极个别钢厂批量化生产出板厚为3.0～8.0 mm的热轧薄板成品，国际上也只有少数几家可以生产出高品质的成品。

为得到高品质的热轧薄板成品，需将常规板坯热轧横切原料钢板进行淬火与回火处理。国际上通常采用无氧化热处理炉—淬火机的生产路线，钢板在炉内按相应的加热制度加热，淬火板温度一般为850～980℃，采用大量压力冷却水进行降温和板型整理，淬火机由高压段和低压段组成，其中高压段的目的是快速降低钢板表面温度，低压段的目的是消除钢板内部余热并达到最终降低钢板整体温度；淬火机将根据钢板的厚度、宽度、钢种、运行速度及冷却速率等要求自动选定开启高压段与低压段的喷嘴数量，以便将当前钢板温度降至需求的温度，满足淬火组织相变需求，整体工艺对冷却水的水温和水质控制要求很高。

2 技术背景

东部某大型钢铁联合企业，一直立足高端、精品产品定位，为提高产品竞争力，从国外引进两条热处理生产线，一条明火热处理生产线，另一条为无氧化辊底炉+淬火机热处理线，生产板厚3.0～12.0 mm的热轧薄板成品。其中淬火机对淬火供水要求十分严格，供水温度要求全年控制在28±5℃，供水悬浮物≤20 mg/L，相比传统钢铁工业直接冷却水及常规中厚板淬火冷却水，具备显著的独特性和严格性。

3 工艺流程

目前有稀土磁盘[2]、气浮[3]、絮凝磁分离一体机[4]等工艺或设备使用在淬火水处理上，但尚未有温度精确控制的工艺见于报道。本工艺在水质上将淬火回水作为间接冷却水来考虑，回水由水泵直接提升至冷却塔进行冷却，冷却后出水由供水泵组送淬火机使用。其特点在于设置独立的水温水质控制系统，同时实现水温和水质的控制。控制水量为总循环水量的15%～20%，经水泵加压后送浅层砂过滤器进行过滤处理，然后分季节进行温度控制。具体处理流程见图1（图中虚线代表冬季流程，点划线代表夏季流程）。

图1 工艺流程图

冬季温度控制：在淬火回水铁皮沟汇入铁皮坑处及旁通过滤站均设有蒸汽加热措施；其中淬火回水铁皮沟汇入铁皮坑处为蒸汽直接加热，以便冬季系统启动初期快速将水温上升至要求的范围；控制系统设有过滤器和板式换热器，过滤器出水利用余压进入汽水板式换热器进行加热，用以弥补系统冬季运行过程中的热量损失，板式换热器冷侧出水通过冷却塔集水盘均匀的进入冷水池，将热量传递至冷水池；板式换热器热侧使用过的蒸汽冷凝水直接进入冷水池。

夏季温度控制：为防止夏季极端温度条件下的短时间水温偏高，系统设有加冰池及加冰水泵，夏季极端条件下人工将冰块加入加冰池，过滤器出水超越至加冰池进行混合；混合后冰水由加冰水泵送至冷却塔集水盘均匀的进入冷水池，将冷量传递至冷水池。

春、秋季温度控制：每座冷却塔上塔总管及旁通管上均设有阀门，冷却塔风机采用高、低速控制，春、秋季可根据回水水温及供水水温对上塔水量、冷却塔风机启停数量进行调配控制，保证水温稳定在要求的范围之内。

4 项目实施效果

该工程主要设计参数如表1。收集该钢厂循环水系统多年运行水温统计数据，冬季经蒸汽直接加热处理后可将水温保证在22℃，夏季极端气温时经冷却塔冷却后最高水温一般在34℃，其它气候条件可以满足28±5℃要求。综上，本系统在运行过程中，冬季需要至少升温1℃，夏季极端气温至少降温1℃。

表1 工程设计参数表

淬火水温水质控制系统总处理水量为900 m3/h（占总循环水量18%），经水泵加压后送4组浅层砂过滤器进行过滤处理，处理后出水在冬季进入2台汽水板式换热器进行加热，出水利用余压通过冷却塔集水盘均匀的进入冷水池，将热量传递至冷水池；夏季极端天气超越板式换热器进入加冰水池，与该钢厂自制的冰块混合后由加冰水泵送至冷却塔集水盘均匀的进入冷水池，将冷量传递至冷水池。工程目前已经正式投产半年，运行效果如图2、图3。

从图2、图3中可以看出，通过水温水质控制系统的调节，供水水温半年运行数据均满足28±5℃的要求，供水悬浮物不超过5 mg/L，完全满足淬火机的冷却水使用要求。

图2 温度运行数据

图3 淬火冷水池悬浮物运行数据

5 结束语

综上所述，本工艺将淬火水温与水质控制措施合并设置，在节约能源、降低投资的同时，达到淬火机用水的使用要求，不啻为一种应用前景广阔的热轧薄板水处理工艺技术。

[1]肖军,白晓婧.热轧带钢精整工艺及装备发展趋势.2010-第三届先进轧钢精整、包装及钢材加工输送技术学术研讨会

[2]付国军.应用稀土磁盘高效净化轧钢含油废水的工艺技术探讨[J].企业技术开发,2010,29(9):27-28.

[3]周克江.气浮法在热轧废水处理中的应用[J].工业水处理,2005,25 (6):72-73.

[4]胡相礼.絮凝磁分离一体机在热轧废水处理中的应用[J].轧钢, 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

张亮（1981-），男，硕士，工程师，中冶赛迪上海公司水资源事业部部长，现从事给排水设计及项目管理工作。