CH－784涂层防腐技术应用于连铸水处理系统的情况介绍

（陈嘉兴 天津钢厂钢铁研究所）

一、严重的教训

天津钢厂第二炼钢厂从西德迪马克公司引进的小方坯连铸机配套水处理设施白1983年试生产以来，发现系统腐蚀严重，监测表明腐蚀率高达55mPY以上其中情况最严重的是热交换系统四台换热面积为285m²的碳钢水冷器，约7～10个月就开始穿孔，同时大量的腐蚀产物伴随粘泥和污垢在管内和管束淤积堵塞约1年左右，四台水冷器都需要报废或大修。连铸机的主要功能就是靠水冷却把钢水迅速凝固成钢坯，因此“连铸机”（实质就是水冷器机）合格的冷却水是保障生产的关健。而热交换系统又是关健的关健。水处理流程见附图。据现场实测，当换热系统不正常时，每拉一炉钢系统水温上升3℃而系统水温的上限允许值是55～60℃。因此对连续铸钢生产而言，若热交换不正常，那是不可思议的，其后果是灾难性的。反映到生产上是1983年下半年以来，生产一直不正常热量交换不好，水温高，被迫停车待温的现象屡屡发生，同时生产了脱方，内部凝结质量差等一系列质量问题，严重的困扰了正常生产和连铸效益的发挥。也正因为这些严重的教训使有关领导部门开始重视水处理工作并要求迅速解决水冷器的严重腐蚀和堵塞问题。当时，曾投加磷系水稳剂，但收效甚微。经过广泛的调研和审慎的论证，我们认为根据钢厂研究实际情况，最优先考虑的技术措施是采用涂层防腐。

传热系数K随时间（T）变化图

 

二、采用涂层防腐

除了投加水稳剂，我们认为可供选择的防腐途径如下：

 



进一步的分析不难看出，“改进材质”不但价格昂贵而且是“远水解不了近渴”。“电化学保护”受水冷器结构的限制，屏蔽效应使换热管内即和管束内部无法得到有效的保护。因此这时结论只有一个出路只有一条，采用涂层防腐。

为此我们选中了自1982年全国水处理会以来一直被我们所关注的CH－784。尽管已有成功的先例，但要应用到小方坯连铸换热器上仍有一些问题要慎重考虑，首先就是传热。由于小方坯换热器是水－－－水交换，要防腐就必须管程、壳程即换热管内外都搞涂层。各涂二道底漆、四道面漆，里外共计十二道漆，预计涂层厚度将达300～500μ。那么，这时还能把热量交换出去吗？毕竟我们搞的是换热器，如果达到了防腐要求影响了传热，那也等于零。特别考虑到我们是在现有的设备上搞“移植”的，换热器已经定型，换热面积也不可能增加了，若涂层影响传热那是不允许的。针对这一问题，我们做了大量的调研、资料查阅和数据分析，据美国凯洛格公司介绍一般碳钢浮头列管式水冷器的污垢系数上限可按4×10^－4．m²hr，℃／KCaL考虑，而200μ的碳钢－－－CH－784的污垢系数实测约为1.5～3×10^－4m²。hr。℃／KCaL。与凯洛格的技术要求相当，但在实际生产中，如果一旦由于水质“失稳”而产生腐蚀和污垢，那么裸露的碳钢水冷器则很难维持4×10^－4这个水平。据“SAKAPHEN”介绍裸露的碳钢水冷器与碳钢－－－涂层水冷器的传热系数与运行时间的关系曲线如图。

尽管涂层会对传热有影响，但随着时间的推移，碳钢＋涂层的传热效果要比碳钢＋腐蚀产物好得多。据此进行初步测算表明：涂层不会降低总的传热效率。但前提是涂层要有足够的寿命，确实耐久不脱落，论证和研究的结论得出后，我们立即向有关领导部门提出建议和实施方案。曾派员去沧化联系涂层施工但未获解决，后在市科委有关领导的支持和协助下，在钢研所和海水所领导的支持和两所技术人员的共同努力下，经过一番周折终于试涂了两台水冷器、管内外都涂总面积为1140m²，这两台水冷器都是在1984年6月份做的大修，由沧化的十三化建新换的抽芯，至九月份运低北塘施工现场时，发现尽管使用时间不长但水冷器内的腐蚀巳相当严重，抽芯检查氧化皮厚达3mm，局部坑深度超过0.6mm。因此若不采取措施，至多半年这两台设备都得穿孔当时修一台水冷器（换芯）连料、工、运输合计约五万元。这两台水冷器就是今天的海水所涂料防腐中心当初创业时的“开张”产品，处女作。为这两台水冷器曾开过两次会。一次是1984年10月投产前在北塘召开的施工技术现场会。当时水冷器尚未组装，可以看到内部管束。经现场实测其施工质量受到天钢与会代表的一致好评。二次会是在约1年后的1985年9月趁天钢大检修的机会在二钢现场召开的技术交流会，实地打开水冷器抽芯检查结果看到自八四年11月投入使用至开现场会涂层仍光洁如新，完好无损。这次会议一些新闻单位和杂志社如新华社、冶金报、海洋报、天津冶金等都作了报道，引起了国内有关部门特别是冶金行业的很大反映。为进一步推广这项新技术起到促进作用。同时也真正引起了钢厂领导和有关部门的重视并在天钢系统建立了很好的信誉。当初试涂时，生产在没见到实效前不肯出钱，所需8万元费用全是由钢研所从科研经费中筹借的，有关技术人员四处游说、八方筹款、何其难也，但现场会后，一旦见到了“真东西”，不用我们说，二钢自己主动就派人和海水所联系后陆续涂了三台。

 

从那以后又整整三年多过去了，目前情况怎么样呢－－－仍然完好如初，何以证明－－－生产实际。自搞了涂层后，换热器就再没出过故障，没修过生产一切正常，我们原先最担心的传热效率问题，也被证实是多余的。涂层水冷器投入运行后发现只要三台换热器就能够满足生产需要了而不是原来的四台。这就肯定了我们原先论证和测算后得出的结论是正确的。即：只要施工质量好，涂层确实耐久不脱落，那么CH一784涂层的使用不但不会降低传热效率反而能使总的传热效果有所提高。

鉴于CH－784的优异性能和海水所防腐中心的可靠的施工质量，后来我们还把这一技术引入到天钢氧气厂由日本日立公司引进的空分系统水冷器封头防腐上，并向邯郸钢厂的同行推荐了这一技术使其应用于邯郸动力厂的水冷器防腐上，也都获得了明显的成效。

结论－成功与效益

三年多的生产实践证实在连铸水处理系统中对水冷器采用冷层防腐这一技术措施是正确的，效果是好的。这项技术作为连铸综合水处理技术的一部分，已于去年12月通过鉴定。这不但在国内同行业中是首创，经国际联机检索，在国外同行业中亦未见报道。涂料防腐技术的应用为生产厂带来极大的经济效益，仅以天钢二炼小方坯水处理一家为例；

若不搞涂层则每年每台水冷器需维修费用5万元（按八四年水平计，不考虑涨价因素）搞涂层每台按4万元计。

则涂后第一年：即可收回投资并略有盈余4万元（按4台计）。

第二年：净效益15万元（按三台维修费计）。

第三年：净效益15万元。

合计：净效益34万元。

但这还不算完，随时间的延长，这一技术的直接效益将更加引入注目。目前已有一些单位涂层的寿命达8年以上，若我们也能达到这样的年限则其直接效益可望突破100万元。至于减少一台设备的费用和因之节省的电耗及更为重要的是保证了生产的正常运行，从而充分发挥了引进设备的能力等一系列间接效益就更为巨大了。

在改革的年代，企业的效益是其生存的竞争的第一要素，任何技术改造的成功和技术进步都必须由其技术经济效益上体现出来。因此从这个意义上讲我们有理由认为CH－784涂层防腐技术在连铸水处理上的应用获得丁巨大的成功，取得了巨大的效益。

                                               1988年4月