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[摘 要]本文介绍了铁合金循环冷却水系统在节能降耗方面的具体应用和技术特点。文章从循环冷却水系统的技术要点和实用现状方面分析探究，希望能够对铁合金冶炼生产起到更大作用。
[关键词]铁合金；循环冷却；耗能
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0033-01
一、前言
铁合金循环冷却水系统的应用不仅加速了合金冶炼的效率，而且对铁合金生产中所出现的各种问题都有所解决。更重要的是循环冷却系统的节能降耗的环保效果是非常符合当下时代要求的。
二、铁合金冷却水的再用技术概述
铁合金生产中产生的废水主要是冷却水，原则上是实行水的封闭循环利用。原料在电炉内进行熔化和还原冶炼过程中，由于炉体内高温达到1500℃以上，因此在生产过程中要对整个炉体进行冷却降温，否则炉体主体设备将会变形或在原料进行氧化还原过程中，主体设备也可能被烧毁，为了解决这一问题，下料嘴和烟罩及烟囱下部布满循环水管，采用循环水对矿热炉进行冷却降温，冷却水进水温度一般在35℃左右，出水温度达到42℃以上，然后流到储水池内，在出铁过程中，用循环水把1000℃左右的水渣也冲入储水池，这时储水池内的水温达到90℃以上，储水池内的水经过冷却系统对回水进行冷却降温，然后流到冷却水池，再次供到矿热炉内对炉体进行冷却，一直重复循环着。
近几年来，由于小型电厂的关闭，给冬季供暖带来一定的困难，为了解决冬季供暖问题，利用矿热炉循环水作为热源进行热水资源再次利用。在冷却水池内安装一台热水泵，与车间和办公室内的暖气管道相连接，暖气管道的回水管直接引到冷却水池内，进行热水供暖，使车间温度达到15℃以上，办公室温度达到18℃以上，矿热炉循环水供暖技术的应用，降低了供暖成本，为员工创造了舒适的工作环境。
铁合金企业应加强废水净化与软水闭路循环，推广炉渣回收金属及废渣综合利用技术，推广处理铁合金电炉烟尘技术及其他污染治理技术。铁合金生产要进一步拓展其能源转换、废弃物处理等，扩展物质的循环利用领域。这就需要企业将主要产生粉尘的部位配备完善的烟尘收集系统和铁合金电炉烟尘治理装置，通过对铁合金生产所产生的固体废弃物的分类、堆放、处理、利用等各个环节进行细化管理，可将渣、尘等固体废弃物进行综合利用。
三、铁合金冷却水循环系统中的废水的处理
用湿法净化设备处理铁合金生产中产生的污染气体，是处理废气的一种方式，这种方式虽然能够处理废气，但是却会导致水质的污染。所以，烟尘和水质的污染是密切相关的。例如，上述12500kV·A生产高碳铬铁的封闭电炉，在回收利用煤气的过程中，每小时大概需净水50～60t。这种水呈黑色，pH值达9～10，含悬浮物高（1960～5150mg/L），粒度小，含氰、酚的化合物。
半工业性的生产试验表明，企业在处理这种污水时，通过加入漂白粉的方法，是具有可行性的。因为，在加入漂白粉加后会水解生成疏松大颗粒的氢氧化钙沉淀Ca（OH）2粒子吸附悬浮物粒子而共同沉淀下来。同时，在水解中会生成次氯酸，次氯酸又可以进一步将污水中的氰化物氧化成氰酸盐，并不断的将它分解，最终会达到净化的目的。
在这里要明确的是，我们常说的所谓铁合金生产的废水，有很多都是为了维护设备而需要的冷却水，以及为了获得好的经济技术指标水洗原料的水等。对这些废水的综合利用，其实就是在铁合金生产中，利用水本身的循环使用。在现在的生产条件下湿法冶金过程也会产生大量的废水，但是有些废水还是可综合利用。例如，在生产氧化铬时，利用硫化钠与铬酸钠反应的上层液制取硫酸钠，或者利用硫与铬酸钠反应的上层液制取硫酸钠。
四、铁合金循环冷却水系统的用水和排污现状
根据我国水利部2007年《中国水资源公报》，2007年全国总用水量共计5819亿m3，其中生活用水占12.2%，工业用水占24.1%，农业用水占61.9%，生态与环境用水占1.8%。
冶金行业是耗水大户之一，我国重点钢铁企业用水总量约占全国工业的2%。鉴于钢铁企业用水量大，而各大钢企的用水效率和重复使用率参差不齐，表明中国冶金行业节水潜力巨大。2007年全国废污水排放总量750亿吨，其中工业废水占2/3，第三产业和城镇居民生活污水占1/3。我国重点钢铁企业排污量约占全国工业的6%至7%，如此大的排污量，给冶金行业的清洁生产也带来了很大的压力。
1.铁合金循环冷却水系统用水和排水的种类和特点
冶金厂生产用水主要有原水、工业水、过滤水、软水和除盐水。原水是指从水源取出的原料水，如某些地下水、水库水，其水质能满足用户要求时，可直接供给生产用户，一般情况下需对原水进行不同的处理才能满足用户要求，对地表水进行混凝沉淀处理后，其悬浮物含量可降到20mg/L。经软化处理的水总硬度较低，一般在2德国度以下，称为软水，主要用于软水密闭循环系统的补充水、气化冷却和低压锅炉的补充水、镀层配液用水等非生产用水主要有生活用水和消防用水。
2.铁合金循环冷却水系统给排水设计的具体措施
给排水设施担负向全厂供应各种生产用水、生活用水和消防水，收集和排出厂内各种生产废水、生活污水和雨水，使冶金生产过程能正常安全运行的设施。一般包括取水构筑物和取水泵站、水处理设施、输配水管网、排水管渠、各种供、排水泵站和调节水池等。
（一）设置给排水车间
给排水车间是全厂给排水设施不可缺少的组成部分。它作为生产调度、行政管理的指挥中心，组织和指挥全厂给排水设施的正常运行，紧急处理故障，以及设备维护检修。
（二）合理选取水源
给水水源通常采用地表水，如江河、湖泊、水库；在地下水允许开发的地区，可部分或全部采用地下水；如工厂设在沿海，还可采用部分海水作为冷却水。选择水源时必须注意水源取水量的可靠性。当采用地表水水源时，取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量，枯水流量的保证率一般为95%～97%（即100年中允许有5次或3次低于设计取水量）。当采用地下水水源时，取水量不能大于允许开采量，并应征得当地主管部门的同意。 （三）铁合金工厂给水系统
一般有直流给水系统、串级给水系统和循环给水系统，通常情况不单用一种给水系统，而是以一种给水系统为主兼有其他给水系统。为了节约用水、节约能源、少排放废水，设计时一般优先考虑采用循环给水系统。循环供水是否合理直接影响整个系统的安全可靠运行、工程投资、维护运行费用、冷却水补水量和排污量。前些年，有些冶金企业不太重视水资源的节约，在循环冷却水工艺设计时，采用市政自来水或地下水来冷却设备，冷却之后的水用于职工洗澡或直接排入下水道，虽然这种工艺简单，也很容易满足设备对水温的要求，但在水资源短缺的今天，这种陈旧的工艺造成水资源的极大浪费，应用新的工艺来代替以满足节能的要求。
另外，为了满足各类用户对水质的不同要求，需根据原水条件选定相应的给水处理工艺，并设置集中的或分区（分车间）的给水处理站。
（四）铁合金工厂排水系统
根据工厂的布置和废水排放条件，排水系统可以采用分流排水或合流排水。分流排水是指用不同管渠收纳生活污水和雨水（包括生产废水），合流排水是指用同一管渠收纳生活污水、生产废水和雨水。针对冷却循环水系统，有多种处理方法可拱选择，包括离子交换、电渗析法、反渗透法、纳滤、超滤和微滤、过滤以及絮凝、氧化等。符合排放标准的生产废水和雨水就近排入允许排放的水体。
（五）输配水和安全给水设施
输配水设施是从水源地到厂区边界的输水管（渠）和厂内的配水管网及相应的建（构）筑物，如水泵站、调节水池、水塔或高位水池等。输水管一般敷设两条，设计时要考虑当一条输水管发生故障时，另一条能供给70%的总输水量，如果厂区内设有足够容量的安全贮水池时，也可以由此敷设一条输水管道。厂区内的配水管网，对于不允许间断供水的用户，通常设计为环状管网或双管供水。一般用户通常设计为枝状管网。
五、结束语
从本文来看，冶炼生产中的铁合金冷却水循环系统能够解决冶炼过程中的排给水、废水处理等许多疑难问题。这样的先进技术不仅能使工厂生产更加高效，还能使工业生产中的环境问题得到缓解。
参考文献
[1] 应晖.浅谈稀冶金企业循环给水系统的设计.科学技术-2012年12期.
[2] 胡宾生.论铁合金循环冷却水系统的综合利用.科技创新-2013年5期.
[3] 李春德.铁合金冶炼工业的关键.科学之友-2013年2期.
[关键词]铁合金；循环冷却；耗能
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0033-01
一、前言
铁合金循环冷却水系统的应用不仅加速了合金冶炼的效率，而且对铁合金生产中所出现的各种问题都有所解决。更重要的是循环冷却系统的节能降耗的环保效果是非常符合当下时代要求的。
二、铁合金冷却水的再用技术概述
铁合金生产中产生的废水主要是冷却水，原则上是实行水的封闭循环利用。原料在电炉内进行熔化和还原冶炼过程中，由于炉体内高温达到1500℃以上，因此在生产过程中要对整个炉体进行冷却降温，否则炉体主体设备将会变形或在原料进行氧化还原过程中，主体设备也可能被烧毁，为了解决这一问题，下料嘴和烟罩及烟囱下部布满循环水管，采用循环水对矿热炉进行冷却降温，冷却水进水温度一般在35℃左右，出水温度达到42℃以上，然后流到储水池内，在出铁过程中，用循环水把1000℃左右的水渣也冲入储水池，这时储水池内的水温达到90℃以上，储水池内的水经过冷却系统对回水进行冷却降温，然后流到冷却水池，再次供到矿热炉内对炉体进行冷却，一直重复循环着。
近几年来，由于小型电厂的关闭，给冬季供暖带来一定的困难，为了解决冬季供暖问题，利用矿热炉循环水作为热源进行热水资源再次利用。在冷却水池内安装一台热水泵，与车间和办公室内的暖气管道相连接，暖气管道的回水管直接引到冷却水池内，进行热水供暖，使车间温度达到15℃以上，办公室温度达到18℃以上，矿热炉循环水供暖技术的应用，降低了供暖成本，为员工创造了舒适的工作环境。
铁合金企业应加强废水净化与软水闭路循环，推广炉渣回收金属及废渣综合利用技术，推广处理铁合金电炉烟尘技术及其他污染治理技术。铁合金生产要进一步拓展其能源转换、废弃物处理等，扩展物质的循环利用领域。这就需要企业将主要产生粉尘的部位配备完善的烟尘收集系统和铁合金电炉烟尘治理装置，通过对铁合金生产所产生的固体废弃物的分类、堆放、处理、利用等各个环节进行细化管理，可将渣、尘等固体废弃物进行综合利用。
三、铁合金冷却水循环系统中的废水的处理
用湿法净化设备处理铁合金生产中产生的污染气体，是处理废气的一种方式，这种方式虽然能够处理废气，但是却会导致水质的污染。所以，烟尘和水质的污染是密切相关的。例如，上述12500kV·A生产高碳铬铁的封闭电炉，在回收利用煤气的过程中，每小时大概需净水50～60t。这种水呈黑色，pH值达9～10，含悬浮物高（1960～5150mg/L），粒度小，含氰、酚的化合物。
半工业性的生产试验表明，企业在处理这种污水时，通过加入漂白粉的方法，是具有可行性的。因为，在加入漂白粉加后会水解生成疏松大颗粒的氢氧化钙沉淀Ca（OH）2粒子吸附悬浮物粒子而共同沉淀下来。同时，在水解中会生成次氯酸，次氯酸又可以进一步将污水中的氰化物氧化成氰酸盐，并不断的将它分解，最终会达到净化的目的。
在这里要明确的是，我们常说的所谓铁合金生产的废水，有很多都是为了维护设备而需要的冷却水，以及为了获得好的经济技术指标水洗原料的水等。对这些废水的综合利用，其实就是在铁合金生产中，利用水本身的循环使用。在现在的生产条件下湿法冶金过程也会产生大量的废水，但是有些废水还是可综合利用。例如，在生产氧化铬时，利用硫化钠与铬酸钠反应的上层液制取硫酸钠，或者利用硫与铬酸钠反应的上层液制取硫酸钠。
四、铁合金循环冷却水系统的用水和排污现状
根据我国水利部2007年《中国水资源公报》，2007年全国总用水量共计5819亿m3，其中生活用水占12.2%，工业用水占24.1%，农业用水占61.9%，生态与环境用水占1.8%。
冶金行业是耗水大户之一，我国重点钢铁企业用水总量约占全国工业的2%。鉴于钢铁企业用水量大，而各大钢企的用水效率和重复使用率参差不齐，表明中国冶金行业节水潜力巨大。2007年全国废污水排放总量750亿吨，其中工业废水占2/3，第三产业和城镇居民生活污水占1/3。我国重点钢铁企业排污量约占全国工业的6%至7%，如此大的排污量，给冶金行业的清洁生产也带来了很大的压力。
1.铁合金循环冷却水系统用水和排水的种类和特点
冶金厂生产用水主要有原水、工业水、过滤水、软水和除盐水。原水是指从水源取出的原料水，如某些地下水、水库水，其水质能满足用户要求时，可直接供给生产用户，一般情况下需对原水进行不同的处理才能满足用户要求，对地表水进行混凝沉淀处理后，其悬浮物含量可降到20mg/L。经软化处理的水总硬度较低，一般在2德国度以下，称为软水，主要用于软水密闭循环系统的补充水、气化冷却和低压锅炉的补充水、镀层配液用水等非生产用水主要有生活用水和消防用水。
2.铁合金循环冷却水系统给排水设计的具体措施
给排水设施担负向全厂供应各种生产用水、生活用水和消防水，收集和排出厂内各种生产废水、生活污水和雨水，使冶金生产过程能正常安全运行的设施。一般包括取水构筑物和取水泵站、水处理设施、输配水管网、排水管渠、各种供、排水泵站和调节水池等。
（一）设置给排水车间
给排水车间是全厂给排水设施不可缺少的组成部分。它作为生产调度、行政管理的指挥中心，组织和指挥全厂给排水设施的正常运行，紧急处理故障，以及设备维护检修。
（二）合理选取水源
给水水源通常采用地表水，如江河、湖泊、水库；在地下水允许开发的地区，可部分或全部采用地下水；如工厂设在沿海，还可采用部分海水作为冷却水。选择水源时必须注意水源取水量的可靠性。当采用地表水水源时，取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量，枯水流量的保证率一般为95%～97%（即100年中允许有5次或3次低于设计取水量）。当采用地下水水源时，取水量不能大于允许开采量，并应征得当地主管部门的同意。 （三）铁合金工厂给水系统
一般有直流给水系统、串级给水系统和循环给水系统，通常情况不单用一种给水系统，而是以一种给水系统为主兼有其他给水系统。为了节约用水、节约能源、少排放废水，设计时一般优先考虑采用循环给水系统。循环供水是否合理直接影响整个系统的安全可靠运行、工程投资、维护运行费用、冷却水补水量和排污量。前些年，有些冶金企业不太重视水资源的节约，在循环冷却水工艺设计时，采用市政自来水或地下水来冷却设备，冷却之后的水用于职工洗澡或直接排入下水道，虽然这种工艺简单，也很容易满足设备对水温的要求，但在水资源短缺的今天，这种陈旧的工艺造成水资源的极大浪费，应用新的工艺来代替以满足节能的要求。
另外，为了满足各类用户对水质的不同要求，需根据原水条件选定相应的给水处理工艺，并设置集中的或分区（分车间）的给水处理站。
（四）铁合金工厂排水系统
根据工厂的布置和废水排放条件，排水系统可以采用分流排水或合流排水。分流排水是指用不同管渠收纳生活污水和雨水（包括生产废水），合流排水是指用同一管渠收纳生活污水、生产废水和雨水。针对冷却循环水系统，有多种处理方法可拱选择，包括离子交换、电渗析法、反渗透法、纳滤、超滤和微滤、过滤以及絮凝、氧化等。符合排放标准的生产废水和雨水就近排入允许排放的水体。
（五）输配水和安全给水设施
输配水设施是从水源地到厂区边界的输水管（渠）和厂内的配水管网及相应的建（构）筑物，如水泵站、调节水池、水塔或高位水池等。输水管一般敷设两条，设计时要考虑当一条输水管发生故障时，另一条能供给70%的总输水量，如果厂区内设有足够容量的安全贮水池时，也可以由此敷设一条输水管道。厂区内的配水管网，对于不允许间断供水的用户，通常设计为环状管网或双管供水。一般用户通常设计为枝状管网。
五、结束语
从本文来看，冶炼生产中的铁合金冷却水循环系统能够解决冶炼过程中的排给水、废水处理等许多疑难问题。这样的先进技术不仅能使工厂生产更加高效，还能使工业生产中的环境问题得到缓解。
参考文献
[1] 应晖.浅谈稀冶金企业循环给水系统的设计.科学技术-2012年12期.
[2] 胡宾生.论铁合金循环冷却水系统的综合利用.科技创新-2013年5期.
[3] 李春德.铁合金冶炼工业的关键.科学之友-2013年2期.