分离式氢氧机在连铸坯火焰切割中的应用 - 上海高企新能源科技有限公司.docVIP

PAGE 　　　 　　 PAGE 7　 　 分离式氢氧机在连铸坯火焰切割中的应用　　 钱金川 上海高企新能源科技有限公司 （201602）　　　 　 【摘要】： 本文对目前钢铁企业连铸机切割能源介质，焦炉煤气与环保节能氢氧火焰切割进行了详细全面的介绍。给予两种能源介质在切割质量和节能环保方面对比说明，氢氧机替代传统焦炉煤气在钢产业连铸坯火焰切割的应用，为该领域的节能降耗有着开创性和划时代现实意义。　 　　 【关键词】： 连铸机 氢氧机 切割质量 节能对比 应用前景　 　　 　　　 0 引言　　 连铸坯是炼钢炉炼成的钢水经过连铸机铸造后得到的产品。从外型上主要分以下两种：板坯：截面宽、 高的比值较大，主要用来轧制板材；方坯：截面宽、高相等，或者差别不大，主要用来轧制型钢、线材。通常连铸坯经连铸机铸造后按需求进行火焰切割处理。目前，连铸坯火焰切割主要采用焦炉煤气、乙炔、丙烷（烯）等燃气作为能源介质。　　 传统的能源燃气介质均取自于日渐匮乏不可再生的化石燃料能源，再加之环境保护减少碳排放，走低碳经济发展之路是人类大力所倡导。而我国经济正处在快速发展期，如何在发展中减少碳排放是我国面临在环境保护要求的严峻考验。所以提高能源效率、优化能源结构、加强环境保护、保障能源安全、开发利用新能源和可再生能源是我国长期的能源发展战略。氢能源作为清洁、高效、安全和可持续的能源，正日益受到关注。　　　 氢气作为一种绿色能源介质，可同时满足资源、环境和可持续发展的要求，是其他燃气所不能比拟的。用氢氧火焰切割，以替代传统连铸坯切割技术，另外在使用氢氧火焰对原设备进行简易改造，投入较少。它节能环保的特点正好弥补了目前连铸机较常采用的煤气火焰切割的缺陷，为提高连铸坯质量，改善连铸坯平稳性创造了良好的条件。以氢氧气作为连铸坯火焰切割的能源介质，也同时为我国钢铁企业的节能降耗做出开创性贡献。　 　 一 氢氧火焰切割　 1. 切割机理　　　 金属切割是利用氢氧机向切割小车提供燃气，氢氧火焰的热能将被割金属处预热到一定温度后，喷出高速切割气流，使其高温金属立即燃烧，生成的氧化物（即氧化铁呈熔融状态）同时被气流吹走。金属燃烧产生的热量和氢氧火焰一起又将邻近的金属预热到燃点，沿切割线以一定速度移动割炬，即可形成割口并将金属切断。　 燃烧强度　 在火焰切割中，燃烧强度是衡量燃气加热性能的综合指标，其燃烧强度的大小主要取决于火　　　 焰燃烧速度和燃气的总热值。目前燃气中乙炔的燃烧强度最高，氢气虽然燃气热值低但由于燃烧速度快弥补了燃烧强度这一综合指标。正因如此连铸坯的温度对切割的速度影响很大，当铸坯温度为　 800℃时其切割速度为常温状态下的两倍。所以在使用氢氧火焰切割铸坯时，应尽可能避免铸坯在常温下切割，使其节能效果更为显著。 3． 切割比较　　　 连铸坯在线连续切割，因随着高效连铸机的发展已基本上采用火焰式切割，机械剪切式切割目前已被淘汰。而较常使用的切割能源介质都是焦炉煤气。在实际使用过程中，煤气管道铺设复杂，安全性能低，管道易老化堵塞等问题会逐渐显露出来，并且采用煤气火焰对于煤气纯度要求很高，这无形中又增加了设备使用成本。在经多年使用后，面临的难题是：由于煤气质量不易保证，使割嘴堵塞严重，更换频繁，并使连铸坯切口质量也受到很大程度影响。而清洗甚至更换煤气管道都是一项浩大工程，维护成本极高。与之比较，如采用氢氧火焰对连铸坯切割有以下优点：　　　 3.1 安全可靠　　 水电解氢氧机工作压力低，气体不储存，随产随用且氢气比重小，不会聚积。不存在煤气站或运输储存等可能发生恶性爆炸事故隐患；最重要的是采用分离式（H2、 O2分别输出）氢氧机，因不同于传统混合式氢氧机，从根本上解决在使用过程中“回火”频率高（连铸坯切割的割嘴温度高，易回火）这一技术瓶颈问题，因安全性差带来的连铸坯切断率低，不能连续切割缺陷得以解决。使其混合氢氧机为使用安全而配套“氢氧回流安全柜”省略。设备配套成本大为降低，安全更有保障。　　 3.2 设备简单 操作方便　　 设备操作采用工业触摸屏，人机界面友好，设备运行参数设定方便，并有设备故障自诊断功能。内部由可编程控制器PLC控制。　 3.3 环保节能　 氢氧火焰燃烧只产生热量和水，对环境没有任何污染，而煤气有毒且有异味，燃烧后生成的物质直接危害人身健康，对环境污染严重；现场水电解制氢成本低，且不受地域限制，安全可靠。因此，使用氢氧火焰完全符合绿色工厂的要求。　 3.4 切割质量　 氢氧切割连铸坯相对挂渣少，且因由于“氢脆”现象挂渣脆易清理