冶金动力
2018年第5期总第期
使者是什么意思
引言
高炉冲渣水作为一种低温废热源，高炉炉渣带走的热量约占高炉总热耗的16%左右，具有温度高
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流量大的特点。高炉冲渣水水质差，水中含有纤维状的细小悬浮物，主要成分为SiO 2、CaO 、Al 2O 3、MgO 以及少量的Fe 2O 3；高炉冲渣水中含有大量的SO 42-、C1-等成分，一般呈弱碱性，对普通钢材存在腐蚀性，并且高炉冲渣硬度很大，易结垢。
目前，高炉高炉冲渣水余热回收利用主要用于供热、生活热水。高炉冲渣水对金属换热器会产生腐蚀、结垢，另外纤维状的悬浮物会在换热器的进出口、传热元件间淤积，堵塞换热流道。换热器作为高炉冲渣水提取热量的关键部件，选取何种材质的换热元件对高效换热至关重要。
1高炉冲渣水换热材质选取实验
针对高炉冲渣水对不同金属材质的腐蚀性、结垢性，本文通过现场挂片实验方式对不同金属材质进行实验，选取适合冲渣水换热的金属材质。1.1试验材料与方法1.1.1试验地点
某钢厂8#高炉现场，8#高炉的炉容为2250m 3，冲渣水采用冷因巴法。分别选取8#高炉冲渣循环水的冷却塔和冲渣水水池处，作为挂片放置地点。1.1.2试验挂片材料
材质分别为20#碳钢、A3碳钢、黄铜、紫铜、不锈钢304、不锈钢316L 、不锈钢2205、钛，挂片尺寸为35mm×35mm×2mm 。1.1.3试验方法
将挂片依次串联在绳子上，淹没在冷却塔的冷却池、冲渣水池中。
分别在第30天、60天从冲渣水中取出20#碳钢、A3碳钢、
黄铜、紫铜、不锈钢304、不锈钢316L 、不锈钢2205、钛挂片进行观察，90天时将挂片取出进行挂片测试分析。
1.2试验评价特性挂片腐蚀特性
金属腐蚀的现象与腐蚀机理比较复杂，一般可将金属腐蚀的影响分为：常温腐蚀和高温腐蚀；大气腐蚀、海水腐蚀、淡水腐蚀、土壤腐蚀和生物腐蚀；全面腐蚀和局部腐蚀。
由于技术条件限制，本课题评价挂片试验腐蚀
高炉冲渣水换热材质选取分析
魏亚志1，周纪帅2
（1.湖北省城建设计院股份有限公司，湖北武汉430051；2.中冶南方工程技术有限公司，
湖北武汉430223）【摘要】高炉冲渣水具有硬度大、腐蚀、结垢的特性。选取了不同金属材质进行现场实验，得到了适用于冲
渣水换热的金属材质。
【关键词】高炉冲渣水；余热回收；金属换热材质【中图分类号】TF085
【文献标识码】B
【文章编号】1006-6764(2018)05-0053-03
Analysis of Selection of the Heat Exchanger Material
for Blast furnace Slag Washing Water
Wei Yazhi 1,Zhou Jishuai 2
(1.Hubei Urban Construction Design Institute Co.,Ltd,Wuhan,430051;
2.WISDRI Engineering &Rearch Incorporation Ltd.,Wuhan,Hubei 430223,China)
[Abstract]Blast furnace slag washing water has the characteristics of high hardness,corrosive and scaling.Different metals were lected for field experiment,from which suitable metal material was obtained for the heat exchange of slag washing water.
抽样的目的是[Keywords]blast furnace slag washing water;recovery of waste heat;metal material for heat exchange
冶金动力
2018年第5期
名称pH SS/（mg/L）
总硬度/（mg/L）电导率/（μS/cm ）氯离子/（mg/L ）硫酸根离子/（mg/L ）
7#高炉冲渣水7.24453217201431948#高炉冲渣水
7.18
61
632
1330
274
505
特性采用表观检查的方式，通过对挂片表面的颜色与形态、腐蚀介质的变化进行观察并判断腐蚀类型。根据Champion F A [1]提出的标准，对比分析试验挂片表观定性的对腐蚀特性做出评价。1.3挂片结垢特性
根据结垢层沉积的机理，可将污垢分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢和
凝固污垢。通常的污垢形成过程，可能是几种污垢机
理同时作用的结果，即混合污垢，操作条件不同，其形成过程也会有差异。1.4水质分析
本文对某钢厂7#、8#高炉冲渣水进行取样化验分析，水质结果分析如表1。
表1高炉冲渣水质分析表
通过分析结果可见，高炉冲渣水pH 为7左右，
略呈碱性；硬度较高，氯离子、硫酸根离子较高，对于金属材质具有一定的腐蚀性和结垢性。
2试验结果分析
由于高炉冲渣水中含有大量的盐离子，如
SO 42-、C1-，金属挂片会在高炉冲渣水中发生电化学
腐蚀或局部腐蚀，甚至全面腐蚀。高炉冲渣水进入换
热器前经过过滤装置的处理，因此高炉冲渣水系统中主要有析晶垢和腐蚀垢，主要化学成分为碳酸钙
垢、硫酸钙垢和硅酸盐垢等。不同金属材质对于高炉冲渣水的适用性，可通过腐蚀特性、结垢特性进行评价筛选，见表2。
碳钢挂片在高炉冲渣水中发生电化学反应，表
面腐蚀，表面被铁锈覆盖形成腐蚀污垢，不能作为换热器的换热材质。
白铜、黄铜材质挂片表面
（下转第57页）
填写英文
表2挂片试验分析表
序号
样品
试验照片amu
表观特征
腐蚀情况
结垢情况
综合分析
120#碳钢很大严重腐蚀严重结垢不能选用塑料水壶
职业个性
2A3碳钢很大严重腐蚀严重结垢不能选用
3黄铜大严重腐蚀严重结垢不能选用
4白铜大严重腐蚀严重结垢不能选用
5不锈钢304微小无腐蚀微结垢可选用
6不锈钢2205微小无腐蚀微结垢可选用
7不锈钢316L 微小无腐蚀微结垢可选用
8钛微小无腐蚀微结垢可选用
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（上接第54页）存在一定腐蚀形成氧化层，阻止了
进一步的腐蚀，并且颗粒、析晶在表面形成了一定污垢，不适合作为换热器的换热材质。
不锈钢304L 、316L 、2205、钛基本不腐蚀（裸眼看不出），同时形成一定污垢，可以作为换热器换热材质。污垢形成主要为析晶污垢和颗粒污垢，冲渣水温度的变化使得溶解的无机盐在换热器表面形成结晶体，同时和悬浮在冲渣水中的渣棉纤维协同在换热表面积聚。
3结论
高炉冲渣水水质对金属换热器有一定的腐蚀
性，冲渣水的硬度较大，水中的碳酸盐、硅酸盐会以析晶垢形式附着在换热器表面，纤维状悬浮物会以
沉降的形式堆积在换热器表面形成沉淀污垢。
由于钛合金较不锈钢价格较高，综合考虑选用不锈钢作为换热器换热材质。不锈钢选取需要根据不同高炉冲渣水特性、不锈钢不同型号的耐磨度等特性综合选择，换热器换热材质表面可以采取纳米涂层等技术，避免换热器表面结垢。
[参考文献]
[1]Champion F A.Corrosion testing procedure [M].2nd ed.London:Chapman and hall,1964.
收稿日期：2018-02-02
作者简介：魏亚志（1985-），男，毕业于中国矿业大学，硕士研究
生，工程师，现从事暖通设计工作。
水或者富余的软化水补充至工业新水中改善新水水质。依据莱钢近年来的经验，此措施在2016年水源地水质劣化时期起到了良好的效果，循环水排污量得到控制，蒸汽综合水耗未出现较大波动。
其次是调整循环水水质控制标准，降低循环水补水率。前期通过对循环水系统加硫酸的方式，将循环水pH 值控制在（6.8~9.5）之间，钙硬+M 碱度控制在（20.5~22）mmol/L 。在水质劣化的时期将浓缩倍率由原来的2.8左右，提高到3.4左右，型钢区循环水补水率降低了10t/万t 左右，有效控制了蒸汽综合水耗的增加。
另外加强设备管理、动态控制循环水量也是重要措施之一。在选择汽轮机凝汽器、冷油器管束时充分考虑自身循环水控制标准，选择合适的材质降低运行风险。加强对内外部管道进行点巡检，管道泄漏点及时进行封堵减少浪费。同时根据生产运行情况及时调整循环水泵开启台数，保证循环水量在经济运行区间减少冷水塔蒸发损失。
最后实施资源“串级使用”减少外排，杜绝能源“高质低用”问题的出现。莱钢能源动力厂近年来通过除氧器乏汽回收、扩容器疏水回收、射水箱回水封闭回收等一系列措施使能源利用效率提高，节水效果显著。
4结束语
降低蒸汽综合水耗不仅仅是为实现指标控制要求和降低蒸汽工序成产成本，它也符合国家节能减排环境保护的总体要求。通过对水耗的控制进一步降低对地下水的开采使用，保护了地下水资源的同时，还提高了企业能源综合利用效率，也为今后的节能改造项目提供指导和帮助。
[参考文献]
[1]齐复东.电站凝气设备和冷却系统[M].北京：水电出版社，1990，5.[2]张春雷.循环冷却水处理核心控制参数的研究[D].华北电力大学.
2008.
收稿日期：2017-12-04
作者简介：冯惠平（1983-），男，大学本科，工程师，现从事能源与计
量管理工作。
