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  • 不銹鋼材料在冶金行業供排水設備中合理使用

    介紹了冶金行業污水水質的特征,并分析了不同不銹鋼牌號的材質特點,提出了在各類供排水設備中合理使用各種材質不銹鋼的建議。

    1冶金行業供排水水質特征

    目前大型冶金企業用水基本都達到了零排放和水的循環利用的節能環保目標,重復利用的水質成分也就變得較為復雜。生產用水供給煉鐵、煉鋼、焦化、發電、軋鋼等工藝與設備,按照水質情況分為工業凈環水和工業濁環水。以本鋼為例,工業凈環水pH值約為8,SS30mg/L,總鐵含量0.8mg/L,總硬度≤300mg/L,水溫:≤30℃;工業濁環水pH值約為8.5,SS100mg/L,總鐵含量3mgL,總硬度≤1000mg/L,水溫:≤60℃。污水同樣來源于煉鐵、煉鋼、焦化、發電、軋鋼等工業污水和廠區生活用水,水質成份十分復雜,而且指標含量不穩定。另外高爐煤氣洗滌水含大量瓦斯灰,處理前SS約為3000mgL、處理后SS100mg/L、去除率在98%以上。連軋廠水質特點含油,生產用水含油達5mg/L,回水含油量達到70mg/L,最高時達到100mgL以上。

    污水處理廠最終接收的水就是煉鐵、煉鋼、焦化、發電、軋鋼等匯合的污水,由于有在特鋼有酸洗工藝,使得在污水處理廠其中一個污水均流池的pH值在2.6-7.6范圍變化,其平均值約6,總鐵含量37.5mg/L、總硬度350mg/L、SS680mgL,另外污水處理廠處理水質氯離子含量偏高,達180mg/L。

    所以不同的工藝、設備供排水的條件各不相同。而同樣的凈環系統或濁環系統工作壓力及流量不同,設備的使用性能也有不同,都會對材質有不同的要求。

    2不銹鋼在供排水設備中的應用現狀

    不銹鋼設備、部件應用于供排水系統是很廣泛的,也是必要的。但人們常規習慣認為不銹鋼就是防腐、防銹。較重要過水設備或部件就要求用不銹鋼,至于什么性能的,什么牌號的,卻很少去研究及提出要求。供水廠目前不銹鋼應用于給排水設備中有:原水及污水自動格柵機的整機或水下部分;雙吸離心泵的軸、軸套;多級臥式離心泵的泵軸、平衡鼓或葉輪;大流量潛污泵的泵軸、葉輪;加藥系統絮凝劑投加泵(螺桿泵)、石灰乳循環泵(螺桿泵)的轉子,定子為NBR;重要閥門、閘板門絲杠;過濾器的過濾柱或過濾網;加藥攪拌器的軸和葉片;冷卻塔、濃縮機、刮渣機等所有連接件;污水V型濾池等流量配水堰及帶式壓濾機布料筒和導料板等等均采用了不銹鋼。在所使用的不銹鋼中,只有極少我們明確了性能和牌號,如多級臥式離心泵的泵軸,因為它的裝配精度高,防止軸過熱變形,專業廠指定泵軸采用0Cr17Ni7Al耐熱不銹鋼,平衡鼓、軸套采用1Cr18Ni9Ti,經過五年的使用,設備運行良好,設備維護量小。個別泵軸、絲杠明確采用2Cr13,密封、防護較好的,使用正常,否則也會生銹腐蝕。污水V型濾池等流量配水堰采用0Cr18Ni12Mo2,因為污水處理廠要用液氯消毒,使用耐氯離子材質的不銹鋼。

    然而,我們還很少形成一種概念,明確在某一種場合就應該選用某一至二種材質,使選材有規律可巡,逐步總結完善選材方法。目前我們有很多場合僅僅提出采用不銹鋼,技術協議中也僅寫“不銹鋼”,而沒有標明牌號,僅憑供方保證能使用5年或更長的承諾而相信了對方,往往一、兩年沒問題沒人會再想到5年,而5年的承諾也很難兌現。

    3根據治金行業水質特征對不銹鋼應用做以分析

    應用于冶金企業水系統的設備,按著水質需有耐酸、耐熱、耐磨、耐腐蝕等不同要求,我們應該按設備性價比,經濟合理地進行選材。不銹鋼只是一個總體概念,一般說:能夠抵抗空氣、蒸汽和水等弱腐蝕性介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼。按化學成分可分為鉻不銹鋼、鎳鉻不銹鋼、鉻錳不銹鋼等。鉻本身是一種耐腐蝕元素,以鉻為基礎,加入鉬可以耐強腐蝕,又稱耐酸鋼;加入硅、鋁可以增加耐熱性;加入錳可以增加耐磨性等等,各元素的含量不同也決定了不各性能的強弱。

    3.1鉻不銹鋼-常用的主要牌號有1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr17等,鉻是基體,不銹鋼的一個重要指標就是含鉻量大于11.7%。1Cr13、2Cr13、3Cr13含鉻量相同,隨著含碳量的增加其強度、硬度增加,耐磨性也有所增強,但耐蝕性下降。1Cr13、2Cr13可用于水壓閥門、螺栓、螺母等抗弱腐蝕性介質并承受沖擊的零件,3Cr13可用于制作較高硬度和耐磨性的零件。1Cr17可用于制作耐弱酸的零件。

    3.2鎳鉻不銹鋼--常用的主要牌號有0Cr18Ni9、

    1Cr18Ni9、2Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti,人們最熟知的是1Cr18Ni9Ti,也是應用最廣的不銹鋼。

    它的含碳量低,因鎳的加入,擴大了奧氏體區而獲得單相奧氏體組織,故有很好的耐蝕性及耐熱性。

    它們的強度、硬度較低,塑性、韌性較好,無磁性(僅此類不銹鋼用吸鐵石吸不了),此類不銹鋼可用于制作低磨損、耐硝酸、冷磷酸、有機酸及鹽、堿液腐蝕的設備零件。

    3.3由于鉻鋼中加入鉬、硅、鋁、錳等又直接稱為了耐酸鋼、耐熱鋼、抗氧化鋼等,是不銹鋼的延伸。它們的特性也是隨著含碳量的增多而降低。

    4合理推薦使用不銹鋼

    冶金企業用水水質成份十分復雜,水系統的設備在選用不銹鋼時就要視條件而定。前面已經提出了一些應用實例,經過驗證有些是成熟的,也有很多是模糊的,本著經濟合理的原則,對以下事項加以明確:

    4.1自動格柵機在原水中應用,結構件、耙架、耙齒可采用1Cr17,在含酸堿污水中應用可采用1Cr18Ni9,緊固件螺栓、螺母采用0Cr13、1Cr13;

    4.2雙吸離心泵的軸采用1Cr13、2Cr13軸套1Cr13、0Gr18Ni9;葉輪1Gr13Ni;

    4.3高壓多級臥式離心泵的泵軸采用0Cr17Ni7A1、平衡鼓采用1Cr18Ni9Ti、軸套2Cr13;

    4.4大流量潛污泵(污水處理廠)的泵軸1Cr13、

    2Cr13、葉輪采用1Cr18Ni12MoTi(耐酸);

    4.5加藥系統絮凝劑投加泵(螺桿泵)、石灰乳循環泵(螺桿泵)的轉子采用3Cr13(耐磨);

    4.6重要閥門、閘板門絲杠采用2Cr13;

    4.7過濾器的過濾柱或過濾網可采用1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti;

    4.8加藥攪拌器的軸采用2Cr13和葉片采用3Cr13;

    4.9污水V型濾池等流量配水堰和閥門采用0Cr18Ni12Mo20Cr18Ni5Mo3Si(含氯離子環境);

    4.10帶式壓濾機布料筒和導料板采用1Cr17;

    4.11板式換熱器采用0Cr18NiSMo3Si(耐熱)。

    1Cr18Ni9Ti是人們常說的“不銹鋼”,使用最廣泛,適用于食品、化工、醫藥、原子能工業等、它們的強度、硬度均很低,應該慎用,特別不要在技術協議中僅標“不銹鋼”。

    5結論

    不銹鋼應用于冶金行業水系統設備中固然好,它具有耐蝕性、耐酸性、耐磨性及耐熱性等,但是價格卻是一般鋼材的520倍。選用合理事半功倍,選用不合理就是非常大的浪費。倘若沒有針對性只選‘不銹鋼’,不提出具體‘牌號’更是錯誤的。另外還有很多不銹鋼牌號材料可以用于冶金行業水系統,但要根據具體的水質條件合理選用,還需要在實踐中不斷總結,最終為獲得最佳的設備投資效益。

    文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|不銹鋼換熱管

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