JP2015168875A - Water quality management method for skid pipe cooling water - Google Patents

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卓也 坪田
Takuya Tsubota
卓也 坪田
智之 沖田
Tomoyuki Okita
智之 沖田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water quality management method for skid pipe cooling water capable of preventing surely inexpensively corrosion and occlusion of a skid pipe of a furnace of a hot rolling plant.SOLUTION: Provided is the water quality management method for circulating mixture waste water in which direct waste water which is discarded from a hot rolling plant and subjected to waste water treatment and indirect waste water which is discarded from the hot rolling plant are mixed, for using it as coolant water for a skid pipe of a furnace, in which lime Ca(OH)is injected to the direct waste water in an upstream side of the waste water treatment step of the direct waste water, and a Langelier index L1 in a skid pipe inlet temperature T1 and a skid pipe outlet temperature T2 is controlled in a range of -1 to 0.

Description

本発明は、熱間圧延に供する鋼素材(鋼片)を加熱する加熱炉のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法に関するものである。   The present invention relates to a water quality management method for skid pipe cooling water in a heating furnace that heats a steel material (steel piece) subjected to hot rolling.

鉄鋼製造プロセスにおける熱間圧延工程は、連続鋳造あるいは造塊−分塊圧延で製造されたスラブ等の鋼素材(鋼片)を連続式加熱炉に装入して、数百〜千数百℃の所定の温度に再加熱した後、抽出し、高温状態のままで一対または複数対の回転するロールで挟圧して薄く、または、所定の形状に圧延する工程である。   The hot rolling process in the steel manufacturing process is performed by inserting a steel material (steel piece) such as slab produced by continuous casting or ingot-bundling into a continuous heating furnace, and several hundred to thousands of degrees Celsius After reheating to a predetermined temperature, the film is extracted, and is pressed and thinned with a pair or a plurality of pairs of rotating rolls in a high temperature state, or rolled into a predetermined shape.

上記連続式加熱炉には、大別して、炉内全部の鋼片をプッシャで装入側から押し込むことにより装入し、抽出するプッシャ式と、炉床が移動炉床と固定炉床に分かれ、移動炉床が上昇→前進→下降→後退という矩形運動を繰り返して鋼片を搬送するウォーキングビーム式とがあり、近年では、すり傷の発生がなく、温度むら(スキッドマーク)が小さく、かつ、生産性にも優れる後者が主流となっている。   The above-mentioned continuous heating furnace is broadly divided into a pusher type that loads and extracts all steel pieces in the furnace by pushing them from the charging side with a pusher, and the hearth is divided into a moving hearth and a fixed hearth, There is a walking beam type that conveys a steel piece by repeating a rectangular movement of moving hearth up → forward → down → reverse, in recent years there is no generation of scratches, small temperature irregularities (skid marks), and The latter, which is excellent in productivity, has become the mainstream.

ところで、上記加熱炉では、鋼片は、スキッド上に載置されて、通常、1100℃以上、場合によっては1300℃以上に加熱される。上記スキッドは、鋼片と直接接触する耐熱製のスキッドボタンまたはスキッドレールが鋼製スキッドパイプ上に設置された構造となっており、炉内の高温雰囲気からスキッドボタン等やスキッドパイプを保護するとともに、重量物である鋼片の荷重に抗し得る強度を確保するため、スキッドパイプの外周を耐火断熱材で覆うとともに、スキッドパイプ内に冷却水を流して冷却している。   By the way, in the said heating furnace, a steel piece is mounted on a skid and is normally heated to 1100 degreeC or more by the case, 1300 degreeC or more depending on the case. The skid has a structure in which a heat-resistant skid button or skid rail that is in direct contact with the steel slab is installed on the steel skid pipe, and protects the skid button and the like from the high-temperature atmosphere in the furnace. In order to secure the strength that can resist the load of the heavy steel slab, the outer periphery of the skid pipe is covered with a refractory heat insulating material and cooled by flowing cooling water into the skid pipe.

しかし、スキッドパイプ内に冷却水を流して冷却すると、冷却水中の溶存酸素と鋼製スキッドパイプ内面との間で酸化反応等が起こり、経時的に腐食が進行するという問題がある。特に、冷却水を排水処理し、繰り返して使用する開放循環系の場合、大気中の酸素が冷却水に吸収されるため、前述した酸化反応とそれに伴う腐食は一層促進される。また、循環式冷却水の場合、水分の蒸発に伴って、冷却水中の塩素イオンや硫酸イオンなどが濃縮されるので、より腐食が助長されることになる。   However, when cooling water is allowed to flow through the skid pipe, there is a problem that an oxidation reaction or the like occurs between dissolved oxygen in the cooling water and the inner surface of the steel skid pipe, and corrosion progresses over time. In particular, in the case of an open circulation system in which cooling water is drained and repeatedly used, oxygen in the atmosphere is absorbed by the cooling water, so that the above-described oxidation reaction and accompanying corrosion are further promoted. Further, in the case of the circulating cooling water, chlorine ions, sulfate ions and the like in the cooling water are concentrated as the water evaporates, so that corrosion is further promoted.

上記の腐食が進行すると、スキッドパイプに穴あきが生じて水漏れを起こし、著しいエネルギーロスを引き起こしたり、生産性を低下したりする。また、腐食によって生じた錆(錆瘤)によって、熱伝導率の低下を招いたり、スキッドパイプの内径が縮小して冷却水量が低下して冷却能の低下を引き起こしたりし、最悪の場合には、スキッドパイプの閉塞を引き起こしたりする。その結果、スキッドや炉内レンガ等の劣化を促進するので、設備上のダメージは極めて大きい。   As the above corrosion progresses, the skid pipe is perforated, causing water leakage, causing significant energy loss and reducing productivity. In addition, rust (rust) caused by corrosion may lead to a decrease in thermal conductivity, or the inner diameter of the skid pipe may be reduced, resulting in a decrease in cooling water volume and a decrease in cooling capacity. Or cause the skid pipe to become blocked. As a result, deterioration of skids, bricks in the furnace, etc. is promoted, so that the damage on the equipment is extremely large.

上記問題点に対して、従来から幾つかの対応策が提案されている。例えば、スキッドパイプに高耐食性の材料を使用したり、スキッドパイプの内面にライニングを施したりする方法や、冷却水に有機リン酸系や塩素系の薬剤(防食剤)を注入して冷却水の水質を改善する方法、磁力を印加してスケール生成を抑制する方法(例えば、特許文献1参照)等が知られている。しかし、高耐食性材料を使用したり、ライニングを施したりする方法は、材料コストが高く、また、ライニングの場合、熱による劣化が大きく、効果が長続きしない。また、薬剤(防食剤)を注入する方法は、薬剤コストが高いことや、薬剤成分を連続して測定できないことが多いため、適正濃度に安定して管理することが難しい。また、磁力を印加する方法は、それだけでは十分な効果が得られない、という問題がある。   Several countermeasures have been proposed for the above problems. For example, a highly corrosion-resistant material is used for the skid pipe, the inner surface of the skid pipe is lined, or an organic phosphoric acid-based or chlorine-based chemical (anticorrosive) is injected into the cooling water. A method for improving water quality, a method for suppressing scale generation by applying a magnetic force (for example, see Patent Document 1), and the like are known. However, the method of using a highly corrosion-resistant material or applying a lining has a high material cost, and in the case of a lining, the deterioration due to heat is large and the effect does not last long. In addition, the method of injecting a drug (anticorrosive) has a high drug cost and often cannot measure the drug component continuously, so it is difficult to stably manage the drug at an appropriate concentration. Further, the method of applying a magnetic force has a problem that a sufficient effect cannot be obtained by itself.

また、冷却水中のカルシウム硬度やpHが高い場合、冷却時に熱交換によって冷却水の温度が上昇すると、冷却水中の炭酸イオンとカルシウムイオンが飽和して、炭酸カルシウムとして配管内面に析出することが知られている。この炭酸カルシウムの析出は、適正範囲内であれば防食被膜を形成し、腐食を防止する効果があるが、過剰に析出し、堆積すると、腐食生成物と同様、伝熱障害を引き起こしたり、配管を閉塞したりするという問題を引き起こす。   In addition, when the calcium hardness and pH in the cooling water are high, if the temperature of the cooling water rises due to heat exchange during cooling, carbonate ions and calcium ions in the cooling water are saturated and precipitated as calcium carbonate on the inner surface of the pipe. It has been. This precipitation of calcium carbonate has the effect of preventing corrosion by forming a corrosion-resistant coating if it is within the proper range, but if it is excessively deposited and deposited, it may cause heat transfer failure or piping as well as corrosion products. Cause the problem of blocking.

そこで、上記のような、冷却水の水質に起因して配管の腐食や閉塞が起きるという問題に対しは、冷却水の腐食性や炭酸カルシウム析出性を表わす指標である「ランゲリア指数」を用いて、水質管理を行う方法が提案されている。ここで、上記ランゲリア指数LIは、水の実際のpH値と理論的pH値(pHs:水中の炭酸カルシウムが溶解も析出もしない平衡状態にある時のpH値)との差のことで、LIが正の値で絶対値が大きいほど炭酸カルシウムが析出して防食されやすく、一方、LIが負の値で絶対値が大きいほど腐食傾向が強く、ゼロであれば平衡状態にあることを意味しており、水のpH、カルシウムイオン濃度、総アルカリ度(Mアルカリ度ともいう)および溶解性物質量(補正値計算に使う)から、下記(1)式によって求められる。
ランゲリア指数(LI)at25℃=pH−pHs=pH−8.313+log〔Ca2+〕+log〔A〕−S ・・・(1)
ここで、pH:水の実際のpH値
pHs:平衡状態にあるときのpH値
log〔Ca2+〕:カルシウムイオン濃度の対数
log〔A];総アルカリ度(Mアルカリ度)の対数
S:補正値
Therefore, for the problem of pipe corrosion and blockage due to the quality of the cooling water as described above, the “Langelia index”, which is an index indicating the corrosiveness and calcium carbonate precipitation of the cooling water, is used. A method for water quality management has been proposed. Here, the Langeria index LI is a difference between an actual pH value of water and a theoretical pH value (pHs: a pH value in an equilibrium state where calcium carbonate in water is neither dissolved nor precipitated). As the absolute value is larger and the absolute value is larger, calcium carbonate is more likely to precipitate and corrosion protection is more likely to occur. On the other hand, as LI is negative and the absolute value is larger, the corrosion tendency is stronger. From the pH of water, calcium ion concentration, total alkalinity (also referred to as M alkalinity) and the amount of soluble substance (used for correction value calculation), it is obtained by the following equation (1).
Langeria Index (LI) at 25 ° C. = pH−pHs = pH−8.313 + log [Ca 2+ ] + log [A] −S (1)
Where: pH: actual pH value of water
pHs: pH value when in equilibrium
log [Ca 2+ ]: Logarithm of calcium ion concentration
log [A]; logarithm of total alkalinity (M alkalinity)
S: Correction value

上記ランゲリア指数を用いて、スキッドパイプに流す冷却水の水質管理を行う方法としては、例えば、特許文献2には、加熱炉のスキッドパイプ内の冷却水の温度を測定して、該温度測定結果に基づいて前記冷却水のMアルカリ度とpHを演算し、該Mアルカリ度と該pHの演算結果を用いてスキッドパイプ内のランゲリア指数を演算し、該ランゲリア指数の演算結果に基づいてアルカリ剤投入量を決定する加熱炉のスキッドパイプ冷却方法が提案されている。   As a method for managing the quality of cooling water flowing through a skid pipe using the Langeria index, for example, Patent Document 2 discloses a temperature measurement result obtained by measuring the temperature of cooling water in a skid pipe of a heating furnace. M alkalinity and pH of the cooling water are calculated based on the calculation result, a Langelia index in the skid pipe is calculated using the calculation results of the M alkalinity and the pH, and an alkaline agent is calculated based on the calculation result of the Langeria index A method for cooling a skid pipe of a heating furnace that determines the input amount has been proposed.

特開平10−066978号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-066978 特開2009−074116号公報JP 2009-074116 A

ところで、上記スキッドパイプの冷却水には、熱延工場内で使用された排水を排水処理した水を循環して使用するのが一般的である(以降、上記のように排水処理して循環使用する水を「循環水」ともいう)。熱延工場から排出される排水は、上記した加熱炉のスキッドパイプや熱交換器の冷却水のように、製品や熱源等と直接接触しない(汚染されることが殆どない)間接系排水と、デスケーラや圧延機の冷却、鋼板の冷却等に用いられる水のように、製品等と直接接触し、スケール(酸化鉄)や油等で汚染される直接系排水とに分けられ、両排水は、別々の設備で排水処理されたり、冷却されたりして、別々に循環使用されるのが一般的である。この場合、直接系排水の排水処理には、スケールや汚染物質を除去するため、凝集剤等の薬剤注入や沈殿処理等、重度の処理が施されるのに対して、間接系排水の排水処理は、行わないか、部分処理で済ませることが多い。なお、間接系排水の排水処理では、腐食防止の為に防食剤を注入することがある。   By the way, it is common to circulate and use the water drained from the wastewater used in the hot rolling plant as the cooling water for the skid pipe (hereinafter, the wastewater is treated by being recycled as described above. Water is also called “circulating water”). The waste water discharged from the hot rolling factory is indirect waste water that does not come into direct contact with the product or heat source, such as the above-mentioned skid pipe of the heating furnace or the cooling water of the heat exchanger, and is hardly contaminated. Like water used for cooling descalers and rolling mills, steel sheets, etc., it comes into direct contact with products, etc., and is divided into direct system wastewater contaminated with scale (iron oxide) and oil. In general, the waste water is treated in a separate facility or cooled and used separately. In this case, in order to remove scales and pollutants, wastewater treatment of indirect system wastewater is treated with heavy chemical treatment such as injection of coagulant and chemicals and precipitation. Is often not done or partially processed. In the wastewater treatment of indirect system wastewater, an anticorrosive agent may be injected to prevent corrosion.

しかし、排水処理系や給水系の数が多くなると、設備費が高くなる他、運用による水のロスや、ランニングコストが増加する。そのため、熱延工場から排出された直接系排水に汚濁物質等を除去する排水処理を施した後、この処理済み直接系排水に、同じく熱間圧延工場から排出された間接系排水を排水処理することなくそのまま混合して、冷却した混合排水を、直接系給水(製品等と直接接触)および間接系給水(製品等と非接触)として循環使用する場合もある。しかし、上記混合排水を給水として使用する場合、設備費等を低く抑えられる反面、例えば、スキッドパイプの冷却水のような間接系給水中には、直接系排水に由来した汚濁物質が含まれ、これがパイプの腐食や閉塞を促進するおそれがあるという問題がある。また、上記汚濁物質を除去するために、直接系排水の排水処理工程で薬剤を投入すると、薬剤の成分によっては、鉄鋼製品に悪影響を及ぼすおそれが生じる。また、直接系排水と間接系排水を分離して排水処理するように設備改造することは、多大な設備投資が必要とされ、現実的ではない。   However, when the number of wastewater treatment systems and water supply systems increases, the equipment cost increases, and water loss due to operation and running costs increase. Therefore, after the wastewater treatment to remove pollutants and the like is performed on the direct wastewater discharged from the hot rolling factory, the indirect wastewater discharged from the hot rolling factory is also discharged into this treated direct wastewater. In some cases, the mixed waste water is mixed as it is without being circulated and used as a direct system water supply (direct contact with a product or the like) and an indirect system water supply (non-contact with a product or the like). However, when using the above mixed waste water as feed water, the equipment costs etc. can be kept low, but indirect water feed such as cooling water for skid pipes, for example, contains pollutants derived from direct waste water, There is a problem that this may promote corrosion and blockage of the pipe. Moreover, when a chemical | medical agent is thrown in in the wastewater treatment process of a direct system waste_water | drain in order to remove the said pollutant, depending on the component of a chemical | medical agent, there exists a possibility that it may have a bad influence on steel products. In addition, it is not practical to remodel equipment so that direct wastewater and indirect wastewater are separated and treated for wastewater, which requires a large amount of capital investment.

この点から特許文献2に開示の技術を見ると、上記技術では、スキッドパイプから排出された冷却水を単独で排水処理しており、直接系排水および間接系排水を混合して冷却水に循環して使用する場合にはそのまま適用することはできない。
また、特許文献2の実施例では、アルカリ剤として水酸化ナトリウムNaOHを用いているが、NaOHは高価であり、排水処理コストの面で問題がある。また、NaOHは、pHの調整には有効であっても、ランゲリア指数LIを算出する前述した(1)式の主要要素であるカルシウムイオン濃度(Ca硬度)の調整には有効ではない。さらに、加熱炉の冷却水は、加熱炉を通過する際、加熱炉の熱を受けて温度が上昇する為、入側と出側では温度差を生じるが、(1)式の計算式は25℃のものであり、温度によってランゲリア指数は変化するため、冷却水の温度をスキッドパイプ内の1点でしか測定していない特許文献2の技術を適用しても、十分な効果が得られないという問題もある。
From this point of view, the technology disclosed in Patent Document 2 shows that in the above technology, the cooling water discharged from the skid pipe is drained alone, and the direct and indirect drainage is mixed and circulated into the cooling water. Therefore, it cannot be applied as it is.
Moreover, in the Example of patent document 2, although sodium hydroxide NaOH is used as an alkaline agent, NaOH is expensive and has a problem in terms of wastewater treatment cost. Further, even though NaOH is effective for adjusting the pH, it is not effective for adjusting the calcium ion concentration (Ca hardness) which is the main element of the above-described equation (1) for calculating the Langeria index LI. Further, when the cooling water of the heating furnace passes through the heating furnace, the temperature rises due to the heat of the heating furnace, so that there is a temperature difference between the entry side and the exit side. Since the Langelia index changes depending on the temperature, even if the technique of Patent Document 2 in which the temperature of the cooling water is measured only at one point in the skid pipe, a sufficient effect cannot be obtained. There is also a problem.

本発明は、従来技術における上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱間圧延工場から排出され、排水処理が施された直接系排水に、同じく熱間圧延工場から排出された間接系排水を混合した排水処理済みの混合排水(以降、単に「混合排水」という)を循環して加熱炉のスキッドパイプの冷却水に使用する場合において、スキッドパイプの腐食や閉塞を確実かつ安価に防止するのに有効なスキッドパイプ冷却水の水質管理方法を提案することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and its purpose is to be discharged from a hot rolling factory and discharged directly from the hot rolling factory into direct system wastewater that has been subjected to wastewater treatment. When the wastewater treated mixed wastewater mixed with indirect wastewater (hereinafter simply referred to as “mixed wastewater”) is circulated and used as the cooling water for the heating furnace skid pipe, corrosion and blockage of the skid pipe must be ensured. The object is to propose a water quality control method for skid pipe cooling water that is effective in preventing the cost reduction.

発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意検討を重ねた。その結果、排水処理を施した直接系排水に、間接系排水を混合した混合排水をスキッドパイプの冷却水に循環使用する場合において、スキッドパイプの腐食や、錆瘤等の腐食生成物およびCa系析出物等による配管詰まりを防止するためには、直接系排水の排水処理工程における沈殿池よりも上流側で、直接系排水に消石灰Ca(OH)を注入し、冷却水のスキッドパイプ入側温度および出側温度のいずれの温度においても、ランゲリア指数LIが−1〜0の範囲となるよう制御することが有効であることを見出し、本発明を開発するに至った。 The inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, in the case of using mixed wastewater mixed with indirect wastewater in the direct wastewater treated with wastewater treatment and circulating it into the cooling water of the skid pipe, corrosion products such as corrosion of the skid pipe, corrosion products such as rust, and Ca system In order to prevent clogging of piping due to deposits, etc., slaked lime Ca (OH) 2 is injected into the direct drainage upstream from the settling basin in the direct drainage treatment process, and the cooling water skid pipe inlet side It has been found that it is effective to control the Langeria index LI to be in the range of −1 to 0 at any of the temperature and the outlet temperature, and the present invention has been developed.

すなわち、本発明は、熱間圧延工場から排出され、排水処理が施された直接系排水に、熱間圧延工場から排出された間接系排水を混合した混合排水を循環して加熱炉のスキッドパイプの冷却水に使用するときの水質管理方法であって、上記直接系排水の排水処理工程の上流側で直接系排水に消石灰Ca(OH)を注入して、上記冷却水のスキッドパイプ入側温度T1およびスキッドパイプ出側温度T2におけるランゲリア指数LIを−1〜0の範囲に制御することを特徴とするスキッドパイプ冷却水の水質管理方法を提案する。 That is, the present invention circulates mixed waste water mixed with indirect waste water discharged from a hot rolling factory to direct system waste water discharged from a hot rolling factory and subjected to waste water treatment, and a skid pipe of a heating furnace. Quality control method when used for cooling water of the above-mentioned, wherein slaked lime Ca (OH) 2 is injected into the direct system waste water upstream of the direct waste water treatment process, and the cooling water skid pipe inlet side A water quality management method for skid pipe cooling water is proposed, characterized in that the Langelia index LI at temperature T1 and skid pipe outlet temperature T2 is controlled in the range of -1 to 0.

本発明のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法は、上記消石灰の注入を、直接系排水の排水処理工程の沈殿池より上流で行うことを特徴とする。   The water quality management method for skid pipe cooling water according to the present invention is characterized in that the injection of the slaked lime is performed upstream of the settling basin in the wastewater treatment process for direct wastewater.

また、本発明のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法は、上記冷却水のスキッドパイプ入側温度T1およびスキッドパイプ出側温度T2の温度差ΔTとしたとき、スキッドパイプ入側の冷却水のランゲリア指数LIを(−1+0.016ΔT)〜0の範囲に制御することを特徴とする。   In addition, the water quality management method for skid pipe cooling water according to the present invention provides the Langerian index of the cooling water on the skid pipe inlet side when the temperature difference ΔT between the skid pipe inlet side temperature T1 and the skid pipe outlet side temperature T2 is used. The LI is controlled in a range of (−1 + 0.016ΔT) to 0.

また、本発明のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法は、上記冷却水のスキッドパイプ入側温度T1およびスキッドパイプ出側温度T2の温度差ΔTとしたとき、スキッドパイプ出側の冷却水のランゲリア指数LIを−1〜−0.016ΔTの範囲に制御することを特徴とする。   Further, the water quality management method of the skid pipe cooling water according to the present invention provides the Langerian index of the cooling water at the outlet side of the skid pipe when the temperature difference ΔT between the skid pipe inlet side temperature T1 and the skid pipe outlet side temperature T2 of the cooling water is set. The LI is controlled in the range of −1 to −0.016ΔT.

本発明によれば、熱間圧延工場から排出され、排水処理が施された直接系排水に、同じく熱間圧延工場から排出された間接系排水を混合した混合排水をスキッドパイプの冷却水に循環して使用する際、直接系排水の排水処理工程の上流側で、安価でかつ製品に対して無害な消石灰Ca(OH)を注入することで、スキッドパイプ冷却水のランゲリア指数LIを適正範囲に安定して制御することができるので、特別な設備投資を必要とすることなく、簡便かつ安価にスキッドパイプの腐食や閉塞を防止することが可能となる。 According to the present invention, the mixed wastewater obtained by mixing the direct wastewater discharged from the hot rolling mill and the wastewater treatment with the indirect wastewater discharged from the hot rolling factory is circulated to the cooling water of the skid pipe. When using it, the langeria index LI of skid pipe cooling water is in the proper range by injecting slaked lime Ca (OH) 2 that is inexpensive and harmless to the product upstream of the wastewater treatment process of direct system wastewater Therefore, it is possible to prevent corrosion and blockage of the skid pipe easily and inexpensively without requiring special capital investment.

排水処理を施した直接系排水に、間接系排水を混合した混合排水を、循環してスキッドパイプの冷却水に用いる場合の循環水のフローを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the circulating water in the case of circulating the mixed waste water which mixed the indirect system waste water with the direct system waste water which performed the waste water treatment, and using it for the cooling water of a skid pipe. 消石灰注入後の水溶液のpHの経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of pH of the aqueous solution after slaked lime injection | pouring. ランゲリア指数LIが鋼の腐食に及ぼす影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which the Langeria index LI has on corrosion of steel. 図1に示した循環水のフロー図に、本発明の水質管理方法を適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied the water quality management method of this invention to the flow chart of the circulating water shown in FIG.

図1は、熱間圧延工場において排出され、排水処理が施された直接系排水に、同じく熱間圧延工場から排出された間接系排水を混合した混合排水を、循環してスキッドパイプの冷却水に使用する場合の循環水のフローを説明したものである。図1において、直接系給水1aは、高架水槽2から熱間圧延機等の圧延設備3に供給され、圧延機の冷却水やホットランテーブルの冷却水、コイラーの冷却水等として使用された後、直接系排水1a´となり、汚濁物質を除去する直接系排水処理設備4に送られる。上記排水処理設備4では、上記直接系排水1a´に混和池4aで凝集剤や薬剤等を注入し、撹拌・混合した後、凝集池4bで汚濁物質を凝集し、さらに、沈殿池4cで汚濁物質を沈殿・除去して清浄化し、接合井4dに送る。   Fig. 1 shows the cooling water of a skid pipe by circulating a mixed wastewater mixed with indirect wastewater discharged from a hot rolling mill in combination with direct wastewater discharged from a hot rolling mill and subjected to wastewater treatment. It explains the flow of circulating water when used in the above. In FIG. 1, the direct water supply 1 a is supplied from an elevated water tank 2 to a rolling facility 3 such as a hot rolling mill and used as cooling water for a rolling mill, cooling water for a hot run table, cooling water for a coiler, etc. The direct wastewater 1a 'is sent to the direct wastewater treatment facility 4 for removing pollutants. In the wastewater treatment facility 4, after the flocculant and chemicals are poured into the direct wastewater 1 a ′ in the mixing basin 4 a and stirred and mixed, the pollutants are aggregated in the agglomeration basin 4 b and further contaminated in the sedimentation basin 4 c The substance is precipitated and removed to be cleaned and sent to the joint well 4d.

なお、上記凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム(Al(OH)Cl6−n:PAC)や硫酸アルミニウム(Al(SO・16HO:硫酸バンド)が一般に用いられているが、上記排水処理工程においてもそれらを好適に用いることができる。また、混和池4aで添加する薬剤としては、高分子凝集剤があるが、製品に及ぼす影響を確認した上で、使用の可否を判断するのが好ましい。 As the flocculant, polyaluminum chloride (Al 2 (OH) n Cl 6-n ] m : PAC) or aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 · 16H 2 O: sulfate band) is generally used. However, they can also be suitably used in the wastewater treatment step. Moreover, as a chemical | medical agent added in the mixing basin 4a, although there exists a polymer flocculent, it is preferable to determine the use possibility, after confirming the influence which acts on a product.

一方、間接系給水1bは、高架水槽2から熱間圧延工場内の加熱炉5に供給され、スキッドパイプ6の冷却水として使用された後、排出され、間接系排水1b´となる。この間接系排水1b´は、汚染されていないため、そのまま、接合井4dに送られ、前述した清浄化後の直接系排水1a´と混合される。なお、間接系排水1b´の量は、直接系排水1a´の量と比較して少なく、また、循環使用されることによって、直接系配水1a´と同様の特性を示すようになる。   On the other hand, the indirect system water supply 1b is supplied from the elevated water tank 2 to the heating furnace 5 in the hot rolling mill, used as cooling water for the skid pipe 6, and then discharged to become indirect system drainage 1b '. Since this indirect drainage 1b ′ is not contaminated, it is sent to the joint well 4d as it is and mixed with the direct drainage 1a ′ after the above-described cleaning. In addition, the amount of indirect system waste water 1b 'is smaller than the amount of direct system waste water 1a', and when it is circulated, it exhibits the same characteristics as the direct system water distribution 1a '.

次いで、上記排水処理後の直接系排水1a´に、間接系排水1b´を混合した混合排水1´は、冷却塔7に送られ、30℃前後の温度まで冷却された後、貯水池8に送られ、その後、揚水ポンプ9で高架水槽2に揚水され、再度、給水1として熱間圧延工場に供給される。   Next, the mixed wastewater 1 ′ obtained by mixing the direct wastewater 1a ′ after the wastewater treatment with the indirect wastewater 1b ′ is sent to the cooling tower 7, cooled to a temperature of about 30 ° C., and then sent to the reservoir 8. Thereafter, the water is pumped into the elevated water tank 2 by the pumping pump 9 and supplied again to the hot rolling mill as the feed water 1.

ところで、加熱炉のスキッドパイプの冷却に用いる冷却水は、前述した(1)式で定義されるランゲリア指数LIを適正範囲に制御することが重要となる。
上記ランゲリア指数LI計算法については、種々提案されているが、本発明では、水の実際のpH値、水温、蒸発残留物の濃度、カルシウム硬度および総アルカリ度から、下記(2)式で簡便に求めることができるノーデル法を採用する。
ランゲリア指数LI=pH−pHs=pH−(pHs=9.3+(A値+B値)−(C値+D値)) ・・・(2)
ただし、pH:水の実際のpH値
pHs:理論的pH値
A値:蒸発残留物の濃度により定まる値
B値:水温により定まる値
C値:カルシウム硬度により定まる値
D値:総アルカリ度(Mアルカリ度)により定まる値
であり、上記A値〜D値は、表1から求めることができる。
By the way, it is important for the cooling water used for cooling the skid pipe of the heating furnace to control the Langeria index LI defined by the above-described equation (1) within an appropriate range.
Various methods for calculating the Langeria index LI have been proposed. In the present invention, the following formula (2) can be used from the actual pH value of water, water temperature, concentration of evaporation residue, calcium hardness, and total alkalinity. The Nodel method that can be found in
Langeria index LI = pH−pHs = pH− (pHs = 9.3 + (A value + B value) − (C value + D value)) (2)
Where pH is the actual pH value of water
pHs: Theoretical pH value
A value: Value determined by the concentration of evaporation residue
B value: Value determined by the water temperature
C value: Value determined by calcium hardness
D value: a value determined by the total alkalinity (M alkalinity), and the above A value to D value can be obtained from Table 1.

Figure 2015168875
Figure 2015168875

上記(2)式から、冷却水のランゲリア指数LIを求めるには、冷却水の実際のpH値、蒸発残留物の濃度、温度、カルシウム硬度および総アルカリ度(Mアルカリ度)を測定すればよいことがわかる。しかし、本発明では、以下に説明する理由から、主に冷却水の温度、pHおよびカルシウム硬度を測定する。   In order to obtain the Langeeria index LI of the cooling water from the above equation (2), the actual pH value of the cooling water, the concentration of the evaporation residue, the temperature, the calcium hardness and the total alkalinity (M alkalinity) may be measured. I understand that. However, in the present invention, the temperature, pH and calcium hardness of the cooling water are mainly measured for the reasons described below.

まず、(2)式中の蒸発残留物の濃度により定まるA値は、表1からわかるように、ランゲリア指数LIに及ぼす影響は小さい。そこで、制御対象とする循環水系の蒸発残留物の濃度を予め求めておくことにより、A値は定数化することができる。   First, as can be seen from Table 1, the A value determined by the concentration of the evaporation residue in the equation (2) has little influence on the Langeria index LI. Therefore, the A value can be made constant by obtaining in advance the concentration of the evaporation residue in the circulating water system to be controlled.

次に、(2)式中の総アルカリ度(Mアルカリ度)により定まるD値は、発明者らの知見によれば、循環水の系列によって変わるものの、カルシウム硬度により定まるC値との間で良い相関があることがわかっている。そこで、制御対象とする循環水系のC値とD値の関係式を予め求めておけば、C値からD値を推定することができる。   Next, according to the knowledge of the inventors, the D value determined by the total alkalinity (M alkalinity) in the formula (2) varies depending on the series of circulating water, but between the C value determined by the calcium hardness. I know there is a good correlation. Therefore, if a relational expression between the C value and the D value of the circulating water system to be controlled is obtained in advance, the D value can be estimated from the C value.

したがって、スキッドパイプ冷却水の上記(2)式で定義されるランゲリア指数LIは、蒸発残留物の濃度およびC値とD値の関係式を予め求めておけば、冷却水の温度、pH値およびカルシウム硬度を測定することで求めることができる。   Accordingly, the Langeria index LI defined by the above equation (2) of the skid pipe cooling water can be obtained by calculating the concentration of the evaporation residue and the relational expression between the C value and the D value in advance. It can obtain | require by measuring calcium hardness.

次に、スキッドパイプ冷却水のランゲリア指数LIを制御する本発明の水質管理方法について説明する。前述したように、冷却水のランゲリア指数LIは、冷却水のpH値、温度およびカルシウム硬度から求めることができる、言い換えれば、冷却水のランゲリア指数LIは、冷却水のpH値、温度およびカルシウム硬度で制御することができる。しかし、冷却水の温度(特に出側温度)は、加熱炉の操業状況によって変化するので、排水処理工程で調整することは不可能である。   Next, the water quality management method of the present invention for controlling the Langeria index LI of the skid pipe cooling water will be described. As described above, the Langeria index LI of the cooling water can be obtained from the pH value, temperature, and calcium hardness of the cooling water. In other words, the Langeria index LI of the cooling water is determined by the pH value, temperature, and calcium hardness of the cooling water. Can be controlled. However, the temperature of the cooling water (especially the outlet temperature) varies depending on the operating condition of the heating furnace, and thus cannot be adjusted in the wastewater treatment process.

また、冷却水のpH値をランゲリア指数LIの制御に用いることは、下記の理由から好ましくない。
図2は、pH:8.0の間接系排水に消石灰Ca(H)を添加してpH値が異なる5種類の水溶液を作製し、マグネットスターラーで0.2m/sで撹拌しつつ、該水溶液のpHの経時変化を測定した結果を示したものである。この図から、Ca(H)を添加してpHを変化させても、ほぼ4日後には、元のpH(8.0)に戻っていることがわかる。これは、空気中のCOを吸収して中和されたためと考えられる。この結果から、pHを調整してランゲリア指数LIを制御する方法は、開放系で循環使用するスキッドパイプの冷却水に適用するには、LI制御効果および安定性の面で好ましくない。
そこで、本発明は、スキッドパイプ冷却水のランゲリア指数LIの制御を、主にカルシウム硬度を調整することにより行うこととした。
Moreover, it is not preferable to use the pH value of the cooling water for controlling the Langeria index LI for the following reason.
FIG. 2 shows five types of aqueous solutions having different pH values by adding slaked lime Ca (H) 2 to indirect wastewater having a pH of 8.0, and stirring with a magnetic stirrer at 0.2 m / s. The result of having measured the time-dependent change of pH of aqueous solution is shown. From this figure, it can be seen that even if Ca (H) 2 was added to change the pH, the pH returned to the original pH (8.0) after about 4 days. This is thought to be due to neutralization by absorbing CO 2 in the air. From this result, the method of controlling the Langeria index LI by adjusting the pH is not preferable in terms of the LI control effect and stability when applied to the cooling water of a skid pipe that is circulated and used in an open system.
Therefore, in the present invention, the Langerial index LI of the skid pipe cooling water is controlled mainly by adjusting the calcium hardness.

上記スキッドパイプ冷却水のカルシウム硬度の調整は、図1に示したフロー図の直接系排水処理設備4の上流側、具体的には、沈殿池4cよりも上流の凝集池4bおよび/または混和池4aで、Ca含有物質を添加することにより行うのが好ましい。
ここで、上記Ca含有物質としては、本発明では消石灰Ca(OH)を用いる。その理由は、カルシウム硬度の調整に用いることができるCa含有物質としては、消石灰Ca(OH)の他に、生石灰CaOや炭酸カルシウムCaCO等があるが、消石灰Ca(OH)であれば、製品と接触しても無害であることや、入手容易性、保管時の安全性および原料コストの面から消石灰Ca(OH)が最も好適であるからである。
The calcium hardness of the skid pipe cooling water is adjusted on the upstream side of the direct wastewater treatment facility 4 in the flow chart shown in FIG. 1, specifically, on the coagulation basin 4b and / or the mixing pond upstream of the settling basin 4c. 4a, preferably by adding a Ca-containing material.
Here, slaked lime Ca (OH) 2 is used as the Ca-containing substance in the present invention. The reason is that as the Ca-containing substance that can be used to adjust the calcium hardness, in addition to the slaked lime Ca (OH) 2, there are quick lime CaO and the like calcium carbonate CaCO 3, if calcium hydroxide Ca (OH) 2 This is because slaked lime Ca (OH) 2 is most suitable from the viewpoints of harmlessness even when it comes into contact with the product, availability, safety during storage, and raw material costs.

また、消石灰Ca(OH)の注入を直接系排水の排水処理設備4の上流側で行う理由は、直接系排水の排水処理設備4の混和池4aには、通常、凝集剤を混ぜるための撹拌設備が備えられているので、既存設備をそのまま活用できること、また、消石灰に含まれる不溶性物質は、混和池4a以降に設置されている凝集池4bや沈殿池4cで除去することができるので、不純物が多い低品質(安価)の消石灰でも使用できるからである。 The reason why slaked lime Ca (OH) 2 is injected upstream of the direct wastewater treatment facility 4 is that the mixing basin 4a of the direct wastewater treatment facility 4 is usually mixed with a flocculant. Since the agitation equipment is provided, the existing equipment can be used as it is, and insoluble substances contained in the slaked lime can be removed in the coagulation basin 4b and the sedimentation basin 4c installed after the mixing basin 4a. This is because even low quality (inexpensive) slaked lime with many impurities can be used.

次に、スキッドパイプ冷却水のランゲリア指数LIの制御範囲について説明する。
図3は、表2に示した、製鉄所内の異なる環水系から採取したA〜F6種類の循環水と、上記循環水Cに消石灰Ca(OH)を添加してランゲリア指数を調整したG〜Iの3種類の循環水(合計9種類)を試験液に用いて、鋼板の腐食速度を測定した実験結果を示したものである。上記実験では、表2に示したA〜Iの循環水をビーカーに入れて50℃の温度に保持し、冷延鋼板SPCCを7日間浸漬し、試験前後の質量差から、腐食速度を求めた。なお、上記試験液は、補給したり、排水したりして、実機の水バランスと同様になるように管理した。また、試験期間中、マグネットスターラーで0.2m/sで撹拌した。
Next, the control range of the Langeria index LI of the skid pipe cooling water will be described.
FIG. 3 shows A to F6 kinds of circulating water collected from different ring water systems in the steelworks shown in Table 2, and G to which the Langeria index was adjusted by adding slaked lime Ca (OH) 2 to the circulating water C. The experimental result which measured the corrosion rate of the steel plate using 3 types of circulating water of I (total 9 types) as a test liquid is shown. In the above experiment, circulating waters A to I shown in Table 2 were put into a beaker and maintained at a temperature of 50 ° C., the cold-rolled steel plate SPCC was immersed for 7 days, and the corrosion rate was determined from the mass difference before and after the test. . In addition, the said test liquid was replenished or drained, and it managed so that it might become the water balance of an actual machine. Moreover, it stirred at 0.2 m / s with the magnetic stirrer during the test period.

Figure 2015168875
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表2および図3から、消石灰の注入によりランゲリア指数LIを−1以上に制御することによって、スキッドパイプの腐食を大幅に低減できることがわかる。ただし、0を超えると、炭酸カルシウムがスキッドパイプ内面に析出し、スキッドパイプが閉塞するおそれがある。そこで、本発明では、加熱炉のスキッドパイプの冷却水のランゲリア指数LIを−1〜0の範囲に制御することとした。より好ましいランゲリア指数LIは−0.5〜0の範囲である。   From Table 2 and FIG. 3, it can be seen that the corrosion of the skid pipe can be greatly reduced by controlling the Langeria index LI to −1 or more by injection of slaked lime. However, if it exceeds 0, calcium carbonate may precipitate on the inner surface of the skid pipe and the skid pipe may be blocked. Therefore, in the present invention, the Langeria index LI of the cooling water of the skid pipe of the heating furnace is controlled in the range of −1 to 0. A more preferred Langeria index LI is in the range of −0.5 to 0.

ただし、(2)式中のB値は、前述したように水温により変化する値であるため、ランゲリア指数LIも温度によって変化する。したがって、スキッドパイプの腐食と閉塞を確実に防止するためには、スキッドパイプ内を流れるときの冷却水のすべての温度、すなわち、冷却水のスキッドパイプ入側温度T1および出側温度T2としたとき、T1およびT2のいずれの温度においても、ランゲリア指数LIが−1〜0の範囲内となるように制御することが必要となる。したがって、本発明では、冷却水の温度を、スキッドパイプ入側および出側の2ヶ所で測定することが必要となる。   However, since the B value in the equation (2) is a value that varies depending on the water temperature as described above, the Langeria index LI also varies depending on the temperature. Therefore, in order to reliably prevent the corrosion and blockage of the skid pipe, all the temperatures of the cooling water flowing through the skid pipe, that is, the cooling water skid pipe inlet side temperature T1 and the outlet side temperature T2 are set. , T1 and T2 must be controlled so that the Langeria index LI is within a range of −1 to 0. Therefore, in the present invention, it is necessary to measure the temperature of the cooling water at two places on the entrance side and the exit side of the skid pipe.

ただし、スキッドパイプ入側温度T1および出側温度T2との差ΔTに大きな変動がない場合には、スキッドパイプ入側および出側のいずれかの温度測定を省略することができる。例えば、スキッドパイプ入側温度T1の測定のみで、スキッドパイプ内を流れる冷却水のすべての温度でのランゲリア指数LIを−1〜0の範囲に制御する場合には、スキッドパイプ内を通過する際の昇温ΔTを考慮し、スキッドパイプ入側温度T1におけるランゲリア指数LIを(−1+0.016ΔT)〜0の範囲に制御することが必要となる。逆に、スキッドパイプ出側温度T2の測定のみで、スキッドパイプ内を流れる冷却水のすべての温度でのランゲリア指数LIを−1〜0の範囲に制御する場合には、スキッドパイプ内を通過する際の昇温ΔTを考慮し、スキッドパイプ出側温度T2におけるランゲリア指数LIを−1〜−0.016ΔTの範囲に制御することが必要となる。   However, if there is no significant variation in the difference ΔT between the skid pipe entry side temperature T1 and the exit side temperature T2, the temperature measurement on either the skid pipe entry side or the exit side can be omitted. For example, when only the measurement of the skid pipe entry side temperature T1 and the Langeria index LI at all temperatures of the cooling water flowing in the skid pipe is controlled to be in the range of −1 to 0, when passing through the skid pipe Therefore, it is necessary to control the Langeria index LI at the skid pipe entry temperature T1 within the range of (−1 + 0.016ΔT) to 0. On the other hand, when the Langeria index LI at all temperatures of the cooling water flowing in the skid pipe is controlled to be in the range of −1 to 0 by only measuring the skid pipe outlet side temperature T2, it passes through the skid pipe. It is necessary to control the Langeria index LI at the outlet temperature T2 of the skid pipe in the range of −1 to −0.016ΔT in consideration of the temperature rise ΔT at that time.

次に、本発明のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法、すなわち、スキッドパイプ冷却水のランゲリア指数LI制御方法について説明する。
前述したように、ランゲリア指数LIを求めるためには、(2)式に用いられたA〜D値のすべてを常に測定する必要はなく、蒸発残留物の濃度により定まるA値は、蒸発残留物のA値に及ぼす影響は小さいので、事前に蒸発残留物を測定しておくことでA値を固定値とすることができる。また、総アルカリ度(Mアルカリ度)により定まるD値は、C値を測定すれば、予め測定しておいたC値−D値の関係式から求めることができる。したがって、本発明において、スキッドパイプ冷却水のランゲリア指数LIの算出に必要なデータは、消石灰注入後の直接系排水のpH値とカルシウム硬度およびスキッドパイプにおける冷却水の温度となる。ここで、上記pHや水温、カルシウム硬度の測定装置としては、特殊なものである必要はなく、市販のものでよく、例えば、カルシウム硬度の測定には、HORIBA社製カルシウムイオン電極計(本体規格:D53、電極:6583−10C)等を用い、予め作成しておいた検量線より算出することができる。
Next, the water quality management method for skid pipe cooling water according to the present invention, that is, the Langeria index LI control method for skid pipe cooling water will be described.
As described above, in order to obtain the Langeria index LI, it is not always necessary to measure all of the A to D values used in the equation (2), and the A value determined by the concentration of the evaporation residue is the evaporation residue. Since the influence on the A value is small, the A value can be fixed by measuring the evaporation residue in advance. In addition, the D value determined by the total alkalinity (M alkalinity) can be obtained from the C-D value relational expression measured in advance by measuring the C value. Therefore, in the present invention, the data necessary for calculating the Langeria index LI of the skid pipe cooling water is the pH value and calcium hardness of the direct system waste water after slaked lime injection and the temperature of the cooling water in the skid pipe. Here, the pH, water temperature, and calcium hardness measuring apparatus need not be special ones, and may be commercially available. For example, a calcium ion electrode meter manufactured by HORIBA Co., Ltd. : D53, electrode: 6583-10C) and the like, and can be calculated from a calibration curve prepared in advance.

図4は、図1に示した循環水のフロー図に、本発明の水質管理方法を適用した例を示したものである。上述したように、カルシウム硬度の調整は、直接系排水の排水処理設備4の上流側、具体的には、沈殿池4cよりも上流の混和池4aおよび/または凝集池4bで、消石灰Ca(OH)を直接系排水中に注入することにより行うが、その注入量は、以下のようにして算出する。 FIG. 4 shows an example in which the water quality management method of the present invention is applied to the flow chart of circulating water shown in FIG. As described above, the calcium hardness is adjusted on the upstream side of the wastewater treatment facility 4 for direct wastewater, specifically, in the mixing basin 4a and / or the coagulation basin 4b upstream of the settling basin 4c. ) 2 is directly injected into the system waste water, and the injection amount is calculated as follows.

まず、図4に示した直接系排水の排水処理設備4の凝集池4b以降において、消石灰注入後の直接系排水のpHおよびカルシウム硬度を測定すると同時に、スキッドパイプ入側の冷却水温度T1および出側の冷却水温度T2を測定し、これらの測定値から、(2)式に基いて、スキッドパイプ入側の冷却水温度T1および出側の冷却水温度T2におけるランゲリア指数LIの推定値を算出する。
次いで、上記算出した温度T1および温度T2における推定ランゲリア指数LIと、制御目標のランゲリア指数LI(−1〜0)とを対比し、温度T1および温度T2における推定ランゲリア指数LIがいずれも制御目標の範囲内となるために必要なカルシウム硬度を算出し、この必要カルシウム硬度と上記凝集池4b以降において測定したカルシウム硬度の実測値との差分から、消石灰の注入量を算出する。
First, the pH and calcium hardness of the direct waste water after slaked lime injection is measured and the cooling water temperature T1 on the skid pipe inlet side and the outlet are measured at the cohesive basin 4b of the direct waste water treatment facility 4 shown in FIG. The cooling water temperature T2 on the side is measured, and the estimated value of the Langeria index LI at the cooling water temperature T1 on the inlet side of the skid pipe and the cooling water temperature T2 on the outlet side is calculated from these measured values. To do.
Next, the estimated Langeria index LI at the calculated temperature T1 and temperature T2 is compared with the control target Langeria index LI (−1 to 0), and both of the estimated Langeria index LI at the temperature T1 and the temperature T2 are the control target. The calcium hardness required to be within the range is calculated, and the injection amount of slaked lime is calculated from the difference between this required calcium hardness and the actual measured value of the calcium hardness measured after the aggregation pond 4b.

ここで、図4は、スキッドパイプ入側の冷却水温度T1および出側の冷却水温度T2の測定結果に基いて、ランゲリア指数LIを制御する例を説明しているが、ΔTに大きな変動がない場合には、スキッドパイプ入側の冷却水温度T1または出側の冷却水温度T2の測定結果に基いて、ランゲリア指数LIを制御してもよく、例えば、スキッドパイプ入側温度T1に基いてランゲリア指数LIを制御する場合には、スキッドパイプ入側温度T1におけるランゲリア指数LIを(−1+0.016ΔT)〜0の範囲に、逆に、スキッドパイプ出側温度T2に基いてランゲリア指数LIを制御する場合には、スキッドパイプ出側温度T2におけるランゲリア指数LIを−1〜−0.016ΔTの範囲に制御すればよい。   Here, FIG. 4 illustrates an example of controlling the Langeria index LI based on the measurement results of the cooling water temperature T1 on the skid pipe inlet side and the cooling water temperature T2 on the outlet side, but there is a large variation in ΔT. If not, the Langeria index LI may be controlled based on the measurement result of the cooling water temperature T1 on the skid pipe inlet side or the cooling water temperature T2 on the outlet side, for example, based on the skid pipe inlet temperature T1. When controlling the Langeria index LI, the Langeria index LI at the skid pipe inlet side temperature T1 is controlled within the range of (−1 + 0.016ΔT) to 0, and conversely, the Langeria index LI is controlled based on the skid pipe outlet side temperature T2. In this case, the Langeria index LI at the skid pipe outlet temperature T2 may be controlled in the range of −1 to −0.016ΔT.

図1に示した、熱間圧延工場から排出され、排水処理を施した直接系排水に、同じく熱間圧延工場から排出された間接系排水を混合して混合排水とし、これを加熱炉のスキッドパイプの冷却水として循環使用する熱間圧延工場の排水処理系に、図4に示した、本発明の水質管理方法を適用した工程実験を6ヶ月間に亘って行った。
なお、上記工程実験においては、スキッドパイプ内の冷却水のランゲリア指数LIを、スキッドパイプ入側の冷却水温度T1および出側冷却水温度T2と、消石灰投入後の凝集池における直接系排水のpHおよびカルシウム硬度を測定し、これらの実測値と(2)式から、上記T1およびT2の温度におけるランゲリア指数LIを算出するとともに、上記T1およびT2のいずれの温度においてもランゲリア指数が−1〜0の範囲となるカルシウム硬度を算出し、そのカルシウム硬度の算出値と上記カルシウム硬度の実測値の差分がゼロとなる量の消石灰を混和池の入側で添加した。
The direct wastewater discharged from the hot rolling mill shown in Fig. 1 and treated with wastewater is mixed with the indirect wastewater discharged from the hot rolling mill to produce mixed wastewater, which is used as a skid for the heating furnace. A process experiment in which the water quality management method of the present invention shown in FIG. 4 was applied to a wastewater treatment system of a hot rolling factory that circulates and uses as cooling water for pipes was performed for 6 months.
In the above-described process experiment, the Langelier index LI of the cooling water in the skid pipe is determined based on the cooling water temperature T1 and the outlet cooling water temperature T2 on the skid pipe entry side, and the pH of the direct drainage in the coagulation pond after the slaked lime is charged. And the calcium hardness is calculated, and from these measured values and the formula (2), the Langeria index LI at the temperatures T1 and T2 is calculated, and at any temperature of the T1 and T2, the Langelia index is −1 to 0. The amount of slaked lime in which the difference between the calculated value of the calcium hardness and the measured value of the calcium hardness is zero was added on the inlet side of the mixing pond.

次いで、上記工程実験終了後、スキッドパイプを取り外し、スキッドパイプ内面の腐食速度、閉塞の有無およびCaCOの析出の有無を調査し、その結果を、本発明を適用する前後を対比して表3に示した。なお、表3中に示した腐食速度は、6ヶ月間のスキッドパイプの管厚変化を、1年当りの腐食速度に換算したものである。
表3から、本発明を適用することで、スキッドパイプ内面への錆瘤の発生やCaCOの析出を招くことなく、腐食速度を大幅に低減できることが確認された。
Next, after completion of the above-described process experiment, the skid pipe was removed, and the corrosion rate on the inner surface of the skid pipe, the presence or absence of clogging, and the presence or absence of precipitation of CaCO 3 were investigated, and the results were compared with those before and after applying the present invention. It was shown to. In addition, the corrosion rate shown in Table 3 is obtained by converting the change in the thickness of the skid pipe for 6 months into the corrosion rate per year.
From Table 3, it was confirmed that the corrosion rate can be significantly reduced by applying the present invention without causing the generation of rust on the inner surface of the skid pipe and the precipitation of CaCO 3 .

Figure 2015168875
Figure 2015168875

本発明の技術は、熱間圧延工場から排出され、排水処理が施された直接系排水と、同じく熱間圧延工場から排出された間接系排水を混合した混合排水を加熱炉のスキッドパイプの冷却水に循環して使用する場合のみならず、直接系排水、間接系排水をそれぞれ別個に排水処理してスキッドパイプの冷却水に使用する場合の水質管理方法としても適用することができる。   The technology of the present invention is a method for cooling a skid pipe of a heating furnace using mixed wastewater mixed with direct wastewater discharged from a hot rolling factory and subjected to wastewater treatment and indirect wastewater discharged from the hot rolling factory. It can be applied as a water quality management method not only when used by circulating in water but also when directly treating wastewater from direct and indirect wastewater and using it as cooling water for skid pipes.

1:給水 1´:(排水処理済)混合排水
1a:直接系給水 1a´:直接系排水
1b:間接系給水 1b´:間接系排水
2:高架水槽 3:圧延設備
4:直接系排水処理設備 4a:混和池
4b:凝集池 4c:沈殿池
4d:接合井 5:加熱炉
6:スキッドパイプ 7:冷却塔
8:貯水池 9:揚水ポンプ
1: Water supply 1 ′: Mixed wastewater 1a: Direct system water supply 1a ′: Direct system drainage 1b: Indirect system water supply 1b ′: Indirect system drainage 2: Elevated water tank 3: Rolling equipment 4: Direct system wastewater treatment equipment 4a: Mixing basin 4b: Coagulation basin 4c: Sedimentation basin 4d: Junction well 5: Heating furnace 6: Skid pipe 7: Cooling tower 8: Reservoir 9: Pumping pump

Claims (4)

熱間圧延工場から排出され、排水処理が施された直接系排水に、熱間圧延工場から排出された間接系排水を混合した混合排水を循環して加熱炉のスキッドパイプの冷却水に使用するときの水質管理方法であって、
上記直接系排水の排水処理工程の上流側で直接系排水に消石灰Ca(OH)を注入して、上記冷却水のスキッドパイプ入側温度T1およびスキッドパイプ出側温度T2におけるランゲリア指数LIを−1〜0の範囲に制御することを特徴とするスキッドパイプ冷却水の水質管理方法。
Circulating mixed wastewater mixed with indirect wastewater discharged from the hot rolling mill and direct wastewater discharged from the hot rolling mill and used as cooling water for the heating furnace skid pipe A water quality management method when
The slaked lime Ca (OH) 2 is injected into the direct wastewater upstream of the direct wastewater treatment process, and the Langeria index LI at the skid pipe inlet side temperature T1 and the skid pipe outlet side temperature T2 is − A water quality management method for skid pipe cooling water, wherein the water quality is controlled within a range of 1 to 0.
上記消石灰の注入を、直接系排水の排水処理工程の沈殿池より上流で行うことを特徴とする請求項1に記載のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法。 The water quality management method for skid pipe cooling water according to claim 1, wherein the injection of the slaked lime is performed upstream of the settling basin in the wastewater treatment step of direct system wastewater. 上記冷却水のスキッドパイプ入側温度T1およびスキッドパイプ出側温度T2の温度差ΔTとしたとき、スキッドパイプ入側の冷却水のランゲリア指数LIを(−1+0.016ΔT)〜0の範囲に制御することを特徴とする請求項1または2に記載のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法。 When the temperature difference ΔT between the cooling water skid pipe inlet side temperature T1 and the skid pipe outlet side temperature T2 is set, the Langeria index LI of the cooling water inlet side cooling water is controlled in the range of (−1 + 0.016ΔT) to 0. The water quality management method for skid pipe cooling water according to claim 1 or 2. 上記冷却水のスキッドパイプ入側温度T1およびスキッドパイプ出側温度T2の温度差ΔTとしたとき、スキッドパイプ出側の冷却水のランゲリア指数LIを−1〜−0.016ΔTの範囲に制御することを特徴とする請求項1または2に記載のスキッドパイプ冷却水の水質管理方法。 When the temperature difference ΔT between the cooling water skid pipe inlet side temperature T1 and the skid pipe outlet side temperature T2 is set, the Languelian index LI of the cooling water on the skid pipe outlet side is controlled in the range of −1 to −0.016 ΔT. The water quality management method for skid pipe cooling water according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015183285A (en) * 2014-03-26 2015-10-22 栗田工業株式会社 Method of suppressing metal corrosion
KR101681151B1 (en) * 2016-03-17 2016-12-01 한국건설기술연구원 Water corrosiveness improvement system using granular alkaline chemical and water corrosiveness improvement method using the same

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