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SCR 连铸连轧铜杆生产线铸造水处理技术研究

发布日期:2020-09-04  来源:冶金冶炼  作者:杨红军  浏览次数:283
       1 引言

川集团电线电缆有限公司于 2009 年和 2014 年分别引进美国南线公司连铸连轧杆生产线 SCR3000 和SCR7000 各一条,年产直径 8.0 毫米光亮铜杆分别为 15 万吨和 30 万吨。SCR 生产线主要由竖炉、保温炉、五轮铸造机、摩根轧机和收线机五部分组成,五轮铸造机是整条生产线的核心。涂炭系统是铸造机的重要组成部分,涂炭系统是利用氧气与乙炔不完全燃烧产生的黑烟均匀连续喷涂在连续转动的浇铸模腔中,涂炭的主要作用是脱模,同时能够防止浇铸模腔的损伤。铸坯脱模后的模腔内残留的炭黑在铸机高压水的冲刷下随铸造水一起进入铸造水池,铸造水通过循环使用维持生产线的正常运行。铸造水长时间运行后,铸造水中悬浮大量炭黑颗粒,易导致铸机冷却水喷嘴堵塞,冷却效果不良,影响生产线的长期高效稳定运行。铸造水具有以下特点 :①炭黑粒径小(具体数值),②铸造水中炭黑的含固量小,③铸造水量大(具体数值),以上特点导致铸造水中的炭黑颗粒处理难度大。铸造水的使用状况直接影响着生产线的生产效率和产品质量,同时干净清洁的铸造水是满足 SCR 生产线长期稳定运行的必要条件,因此铸造水处理技术研究是 SCR 生产线用户共同关注的课题,我们一直致力于研究提高铸造水良好使用状态的办法和措施,并取得了一定效果。

2 SCR3000连铸连轧铜杆生产线铸造水状况及常见处理方式

2.1 SCR3000 连铸连轧铜杆生产线铸造水状况

先前金川集团电线电缆有限公司广西分公司 SCR3000连铸连轧铜杆生产线铸机循环水系统未配备专用的水处理设备,铸造循环水中含有大量的炭黑颗粒,采用原始直排更换新水法,水资源浪费严重,生产运营成本较高,易造成环境污染。经检测运行两个月的铸机水浊度 SS=700mg/l,已不满足现场实际生产要求,从资源循环利用和系统节能环保角度考虑,应当进行研究。根据连铸连轧铜杆生产线实际运行,铸机循环水使用需满足 :

⑴水处理量 :50m3 /h ;

⑵水质(浊度):SS ≤ 5mg/l,回流至冷却塔循环水池。

2.2 常见铸造水过滤循环方法介绍

目前国内 SCR 生产线处理铸造水中悬浮碳黑颗粒的常见工艺为混凝法和微滤法。混凝法工艺是通过在循环铸造水中加入混凝剂及助凝剂混合,水中难以沉淀的颗粒尤其是炭黑颗粒互相聚合形成絮凝体,经过沉淀和过滤处理,达到铸机水净化目的,此类方法有工艺运行稳定可靠、经济实用、操作简便等优点。微滤法是在 0.1 ~ 0.3Mpa 压力作用下,将铸造水中的炭黑颗粒、水中杂质截留在多孔膜的进水端,多孔膜经常采用了聚苯乙烯(PS)、尼龙等膜片和聚丙烯(PP)筒式滤芯等材质,具有出水水质好、投资成本高等特点。

3 SCR3000连铸连轧铜杆生产线铸造水循环处理技术研究

3.1 连铸连轧铜杆生产线铸造水循环混凝法应用研究

生产铸造水中主要污染物为悬浮物的微细碳黑颗粒,易与混凝剂及助凝剂反应,生成絮凝体。混凝法工艺流程主要包括原水混合、反应、沉淀和过滤处理工艺等。具体实施首先在进入高效全自动净水装置之前设置 1 套除油装置,对原水中少量焦油进行处理 ;其次原水由进水泵输送至静态混合器,同时水处理药剂(混凝剂 PAC+ 助凝剂 PAM)在加药装置内配制完成,由计量泵也输送至管道混合器内,混合器通过自身结构的剪切、搅拌作用,使其混合均匀,然后进入净水装置内 ;再次原水进入净水装置后首先进入装置底部配水区发生混凝反应,在斜管导流作用下进入沉降区内,污泥在重力、流水冲击作用下进入排泥斗内 ;最后澄清后的水则由净水装置上部进入过滤室内,自上而下通过滤层进行过滤,水中的矾花被滤层拦截、过滤,过滤后的清水通过滤头汇集至装置底部的清水区,最终出水进入冷水池中。设置自动排污,自动排泥功能。具体流程如图 1 所示。

3.2 连铸连轧铜杆生产线铸造水循环微滤法应用研究

与混凝法相比,微滤法品质稳定性好,能耗低,环保性及控制性更佳。微滤法工艺流程主要包括原水收集、过滤、后续处理等。具体实施首先将铸造水经收集后汇入铸造水热水池(调节池),均衡水质水量,保障后续设施稳定运行 ;其次经泵输送提升至工业净水器中纳米级碳素滤料过滤单元,去除大部分悬浮物后,再自流进入改性大孔滤膜过滤单元,设定 0.4um 以上粒径的碳黑颗粒被截留在过滤区内,后在重力作用下落入泥斗中 ;再次清液经产水泵抽吸至高位蓄水箱,再自流至回用水池等待生产回用 ;最后泥斗中的碳黑颗粒经污泥泵输送至板框压滤机脱水后装袋委托有资质的单位处理或综合利用。具体流程如图 2 所示。

3.3 混凝法应用与微滤法应用比较选择

微滤法与混凝法出水水质均能达到 5mg/l,混凝法投资成本更少,仅为微滤法的 1/4,运行成本更低,仅为微滤法的 2/3。综合经济性、自动化程度、运行可靠性、结合生产实际,混凝法工艺更适用于 SCR3000 连铸连轧铜杆生产线铸造水循环系统。

4 结论

为保证铸造水干净清洁,以往采用直排更换新水,两月周期更换一次铸造水,现一年更换一次铸机水。原铸造水中含有大量炭黑颗粒,污水处理站无法处理,现利用全自动净水装置在线过滤铸机水中炭黑,能够保证铸机水的干净清洁。通过技术改造,实现了 SCR3000 连铸连轧铜杆生产线铸造水循环系统高效运行,保证了铸机系统持续稳定长周期运行,确保生产铸坯质量和铜杆质量。

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