6.7.4.1 工艺技术措施
对于减少钢铁企业中占腐蚀损失比重最大的高温氧化,最显著的效果是随着冶金技术进步而实现的。随着高速连铸、连铸连轧、热装热送、高速轧制、两相区轧制等大量先进技术的应用,不仅生产效率显著提高,同时使钢在高温暴露的时间大幅缩短,钢的表面氧化大幅降低。另外,保护气氛退火等措施对退火过程中的氧化也有很明显的作用。炼钢转炉溅渣护炉技术的应用,使转炉炉龄从几十炉提高到数千炉,基本弥补了钢水对炉衬的冲刷和侵蚀。炼铁高炉风口由于采用新的结构设计和表面处理技术,以及优化高炉操作制度,风口耐冲刷性能和使用寿命大幅提高,使用时间由早期的平均不到20天提高到最高寿命近2年。
6.7.4.2 涂层
涂层是腐蚀防护的常用措施,同样也是冶金企业广泛使采用的防腐手段。在输水、输气管道内部通过喷涂有机、无机金属防腐涂层,避免腐蚀介质和管道的接触,提高管道使用寿命;针对钢铁企业高炉矿料成分对高炉煤气成分的影响,煤气管道内壁防腐层采用针对性的重防腐方案;酸洗车间的钢结构表面喷涂环氧富锌底漆减缓设备的腐蚀;厂房墙皮、墙面、屋面采用防酸彩色涂层钢板,基板使用热镀锌钢板等来加强钢结构的耐腐性;所有设备、管道、储罐、钢结构等的外表面,均采用涂层保护,严禁裸露金属表面。
6.7.4.3 耐腐蚀衬里
对于涂层仍不能满足防腐要求的,需采用更耐蚀的衬里材料。如针对高腐蚀性的高炉煤气,煤气管道、设备及附件内壁可利用奥氏体不锈钢制作波纹管,减缓其腐蚀速度,也可以同时在波纹管中加入氯橡胶或聚四氟乙烯等非金属内衬,以防止腐蚀发生。在酸洗槽内部铺设玻璃钢,同时为了防止碰撞破裂,在玻璃钢上涂刷树脂,在保证传热性的同时最大限度减缓腐蚀发生。对于脱硫设备,可选择合理的与脱硫烟气温度匹配的防腐内衬材料,脱硫区搅拌器材质选碳钢衬胶,低温烟道或接触低温烟气的设备一般多采用内衬玻璃鳞片或内衬丁基橡胶防腐,高温区则可采用高温玻璃鳞片或内衬合适的合金等防腐材料。冶金企业最典型的耐腐蚀衬里是各类高温冶金炉均采用耐高温、耐冲刷、物理化学性质稳定的无机非金属材料作为炉衬。
6.7.4.4 耐腐蚀材料
为满足特殊腐蚀环境的耐蚀性需求,需采用相应的耐蚀材料。如有些钢铁企业的酸洗槽采用耐腐蚀的非金属材料,根据使用酸的差别,采用玻璃钢+耐酸瓷砖、玻璃钢+石墨砖、内衬钢骨架的PPH 或RPP、丁基胶板+耐酸瓷砖、丁基胶板+石墨砖等,以避免酸腐蚀;有企业选用不锈钢、耐H2S钢作为煤气管道,以减少输气管道的腐蚀;针对焦化厂、酸洗及电解等区域严重工业大气腐蚀的特性,使用高性能混凝土及耐蚀钢筋,可提高混凝土设施的耐蚀性;脱硫设备的搅拌叶片可选用双相不锈钢;具有高导热性能及耐热疲劳、热腐蚀与冲刷性能的风口,采用高纯度紫铜,并进行适当的表面处理。
6.7.4.5 防锈油或缓蚀剂
对于各类机械设备,外表面采取适当的涂层保护之外,设备内部多采用防锈油处理,对于动作部件,使用防锈油或润滑油保护,既能防锈,又可降低摩擦磨损。对于循环冷却水系统,则添加缓蚀剂和阻垢剂,降低循环水对输水管道的腐蚀,阻止水垢形成封闭的腐蚀体系,延长管道使用寿命。
6.7.4.6 其他措施
(1)加强废气、废水、废料回收处理,减少污染源,禁止有害产物的自然排放。冶金过程产生和排放的SO2、NO2等各种有害气体,是造成厂区大气腐蚀最重要的因素。生产过程排放的粉尘,或者由于本身含有多种有害化学成分、或者可以吸附有害成分、或者通过吸附水分构成微区腐蚀环境,当其附着在钢结构表面时,都会促进腐蚀发生。因此,冶金废气的回收和处理,是减少大气污染源、降低大气腐蚀损失的重要途径。同样,冶金工业生产中会产生各类废水,其中含有多种重金属离子、酸根离子、无机盐等,如果渗入地下,将对地下水和土壤产生严重污染,对埋地管线和其他地下设施生产严重的腐蚀威胁。冶金废料中含有的大量可挥发、可溶解的有害物质,一旦挥发、渗透进入大气和土壤,也将进一步促进厂区的环境腐蚀。通过对三废进行无害化处理,减少有害物质排放,是降低冶金企业大气、土壤腐蚀的有效途径。废气、废水、废料的回收处理,不仅仅是无害化处理,甚至可以废物利用,增加经济效益。
(2)净化水质和煤气。改善水质,改进水质净化药剂,降低循环水中活性电解质浓度及氯离子浓度,减少结垢,减轻循环水对输水管道的腐蚀。煤气净化,增加脱硫、喷碱、脱水等设施对煤气进行处理,使煤气中的各种杂质成分如灰尘、硫化氢、氨、氯化物、硫酸盐、氧和其他腐蚀性物质的含量降低,减轻煤气管道内壁腐蚀。
(3)利用电化学保护。对腐蚀特别严重的设施,可采用电化学防护。例如在酸洗车间的行车等等重要设备上实施电化学保护,阴极保护和阳极保护,脱硫设施中浓硫酸管道外壁应用外加电流电化学保护等。
三废处理、水质和煤气净化、电化学保护等措施在企业实施,对减轻相关的腐蚀产生了明显的效果。