JP6283865B2

JP6283865B2 - 水処理方法

Info

Publication number: JP6283865B2
Application number: JP2013204793A
Authority: JP
Inventors: 將之板東; 一之入佐
Original assignee: Katayama Chemical Works Co Ltd; Nalco Japan GK
Current assignee: Katayama Chemical Works Co Ltd; Nalco Japan GK
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015066524A

Description

本発明は、製鉄所の連続鋳造工程または圧延工程における直接冷却水として使用した水の水処理方法に関する。

製鉄所の圧延工程には熱間圧延工程と冷間圧延工程とがあり、例えば、熱間圧延工程では、加熱炉からの熱鋼塊が、粗圧延機および仕上圧延機などによって、上下のロール間を進行する際に圧延され、厚板あるいは熱延鋼板に製造される。そして、熱延鋼板は、通常酸洗工程を経て、冷間圧延工程の圧延機によって、さらに圧延され冷延鋼板になる。

圧延工程においては、圧延ロールの冷却、厚板や鋼板などの冷却およびスケール落としのために冷却水を直接スプレーしている（以下、この冷却水を「直接冷却水」という）。また、直接冷却水は、熱間圧延の最終工程である巻取り工程において、圧延されコイル状に巻き取られた板状鋼（コイル）を冷却槽（即冷槽）で浸漬冷却する冷却水としても使用されている。

このような直接冷却水は、鉄製品や中間製品に直接スプレーされた後、またはこれらを浸漬した後、循環させて再び冷却に使用される水であり、油分や鉄分などの懸濁物質などの水不溶性物により汚染されるため、水不溶性物質を凝集処理により除去する必要がある。
すなわち、スプレーまたは浸漬後の汚染された直接冷却水は、図１に示すような設備のスケールピット２に集水され、その入口側（上流側）で安価な硫酸バンドやポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などの無機系の凝集剤が添加され、次いで横流沈殿池やシックナーなどの凝集槽３に送液され、その入口側（上流側）でさらに高分子凝集剤が添加されて凝集処理が施されるなどして、油分や懸濁物質が除去され、その後、冷却塔６において冷却され、再度冷却水として循環使用されている（例えば、特許第３８６８５２１号公報：特許文献１参照）。
また、製鉄所の連続鋳造工程における直接冷却水も同じように処理されている。

特許第３８６８５２１号公報

これまで、上記の先行技術を含めて、様々な無機系や有機系の凝集剤やそれらを用いる水処理方法が提案され、実施されてきたが、更なる水処理効果の向上が望まれている。

そこで、本発明は、上記の従来技術の課題や現状に鑑みてなされたものであり、製鉄所の連続鋳造工程または圧延工程における直接冷却水として使用した水のより効率的な水処理方法を提供することを課題とする。

本発明の発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、従来技術でのスケールピットや凝集槽ではなく、スケールスルースにカチオン系高分子凝集剤を添加することにより、より効率的に水処理できる事実を見出し、本発明を完成するに至った。

かくして、本発明によれば、製鉄所の連続鋳造工程または圧延工程において直接冷却水として使用した水にカチオン系高分子凝集剤を添加した後、該処理水を循環使用する直接冷却水循環系の水処理方法であり、前記カチオン系高分子凝集剤を、前記連続鋳造工程または圧延工程の直接冷却水の回収部であるスケールスルースに添加することからなり、前記カチオン系高分子凝集剤が、ジアリルジメチルアンモニウム塩をモノマー成分として含む重合体であることを特徴とする水処理方法が提供される。

本発明によれば、製鉄所の連続鋳造工程または圧延工程における直接冷却水として使用した水のより効率的な水処理方法を提供することができる。
具体的には、本発明によれば、スケールピットでの鉄分などの凝集沈殿効果が向上し、スケールピットでのスラッジ回収が促進され、沈殿槽や濾過機での処理負荷が軽減され、処理水の水質向上が達成される。

また、本発明の水処理方法は、次のいずれか１つの要件：
（１）直接冷却水循環系が、スケールスルース、スケールピット、凝集槽および冷却塔をこの順序で備えた設備である、
（２）カチオン系高分子凝集剤が、ジアリルジメチルアンモニウム塩をモノマー成分として含む重合体である、および
（３）カチオン系高分子凝集剤の添加量が、０．０５〜５ｍｇ／Ｌである
を満足する場合に、上記の効果をさらに発揮する。

製鉄所の圧延工程における直接冷却水循環系の設備構成の一例を示す系統図である。

本発明の水処理方法は、製鉄所の連続鋳造工程または圧延工程において直接冷却水として使用した水にカチオン系高分子凝集剤を添加した後、該処理水を循環使用する直接冷却水循環系の水処理方法であり、前記カチオン系高分子凝集剤を、前記連続鋳造工程または圧延工程の直接冷却水の回収部であるスケールスルースに添加することを特徴とする。

本発明の処理対象となる直接冷却水系としては、製鉄所における連続鋳造工場の連続鋳造工程、熱延工場または厚板工場の圧延工程などの直接冷却循環水系が挙げられる。

本発明の水処理方法に使用されるカチオン系高分子凝集剤としては、当該技術分野で用いられるカチオン系高分子凝集剤であれば特に限定されず、アンモニアとエピクロルヒドリンとの重縮合物；メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミンなどの脂肪族第一アミンとエピクロルヒドリンとの重縮合物；ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミンなどの脂肪族第二アミンとエピクロルヒドリンとの重縮合物；エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルキレンジアミンとエピクロルヒドリンとの重縮合物；アニリンとホルマリンとの縮合重合物；アルキレンジクロライドとアルキレンポリアミンとの重縮合物；ポリエチレンイミン；キトサン；ビニルイミダゾリン重合体；ポリビニルピリジン；ジアリルアンモニウムハロゲン化物の環化重合物；カチオン性ビニルラクタム−アクリルアミド共重合体；ポリアクリルアミドのカチオン化変成物などのうち重量平均分子量が５，０００〜５，０００，０００、好ましくは１００，０００〜５，０００，０００のものが挙げられる。

これらのカチオン系高分子凝集剤の中でも、ジアリルアンモニウムハロゲン化物の環化重合物、すなわちジアリルジメチルアンモニウム塩をモノマー成分として含む重合体が特に好ましく、より具体的には、実施例で用いているジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリル酸との共重合体が挙げられる。

本発明において、カチオン系高分子凝集剤の添加量、すなわち処理する冷却水中の濃度は、通常、０．０５〜５ｍｇ／Ｌであるのが好ましい。
カチオン系高分子凝集剤の添加量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満では、水中の油分や懸濁物質を十分に凝集除去できないことがある。一方、５ｍｇ／Ｌを超えると、添加量に見合った経済的デメリットを打ち消すさらなる凝集効果が期待できないことがある。
より好ましいカチオン系高分子凝集剤の添加量は、０．１〜１ｍｇ／Ｌである。
添加に際しては、工業用水などの水に適宜希釈して用いればよい。

図１は、製鉄所の圧延工程における直接冷却水循環系の設備構成の一例を示す系統図である。
圧延工場７から排出される直接冷却水は、スケールスルース１、スケールピット２、凝集槽（横流沈殿池またはシックナー）３、油回収槽４、濾過機５および冷却塔６を経て、再び圧延工場７（点線内）において直接冷却水として使用される。
図１中、Ａ点は従来技術の凝集剤添加（注入）点であり、Ｂ点は本発明の凝集剤添加（注入）点を示す。

本発明の水処理方法では、上記のカチオン系高分子凝集剤を、連続鋳造工程または圧延工程の直接冷却水の回収部であるスケールスルースに添加することを特徴とする。
スケールスルースは、上記の工程から回収された冷却水を排出して循環させて再使用する機能と、スケールを屋外のスケールピットに移動させる機能とを担っている。
このように、本発明では、直接冷却水循環系は、スケールスルース、スケールピット、凝集槽および冷却塔をこの順序で備えた設備であるのが好ましい。

本発明を以下の実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。

（比較例１）
図１に示すような、某製鉄会社厚板工場（圧延工場７）の直接冷却水循環系において、スケールピット２の出口（Ａ点）にカチオン系高分子凝集剤としてジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリル酸との共重合体（重量平均分子量約３，０００，０００、ナルコカンパニー社製）を循環水に対して０．７ｍｇ／Ｌを添加し、凝集沈殿処理を２ヶ月間実施した。
処理水槽（冷却塔６からの循環水を貯水する、図示しないバッファー水槽）出口の水のＳＳ値をＪＩＳＫ０１０１：１９９８「１６．１懸濁物質」に基づいて測定したところ、最高値４９ｍｇ／Ｌ、最低値２４ｍｇ／Ｌ、平均値３２ｍｇ／Ｌであった。

（実施例１）
比較例１の実施後、カチオン系高分子凝集剤の添加場所をスケールスルース１（Ｂ点）に変え、２ヶ月間同様にして凝集沈殿処理を実施し、ＳＳ値を測定した。
その結果、処理水槽出口のＳＳ値は、最高値２４ｍｇ／Ｌ、最低値３ｍｇ／Ｌ、平均値１５ｍｇ／Ｌであった。

上記の結果から、本発明の水処理方法（実施例１）は、従来技術の水処理方法（比較例１）と比較して、良好な凝集沈殿処理をできることがわかる。

１スケールスルース
２スケールピット
３凝集槽（横流沈殿池またはシックナー）
４油回収槽
５濾過機
６冷却塔
７圧延工場
Ａ従来技術の凝集剤添加（注入）点
Ｂ本発明の凝集剤添加（注入）点

Claims

製鉄所の連続鋳造工程または圧延工程において直接冷却水として使用した水にカチオン系高分子凝集剤を添加した後、該処理水を循環使用する直接冷却水循環系の水処理方法であり、前記カチオン系高分子凝集剤を、前記連続鋳造工程または圧延工程の直接冷却水の回収部であるスケールスルースに添加することからなり、
前記カチオン系高分子凝集剤が、ジアリルジメチルアンモニウム塩をモノマー成分として含む重合体であることを特徴とする水処理方法。
前記直接冷却水循環系が、前記スケールスルース、スケールピット、凝集槽および冷却塔をこの順序で備えた設備である請求項１に記載の水処理方法。
前記カチオン系高分子凝集剤の添加量が、０．０５〜５ｍｇ／Ｌである請求項１または２に記載の水処理方法。