連鑄機鋼坯火焰切割系統節能技術改造

王正雄

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714151

摘要：介紹了我公司連鑄機鋼坯火焰切割斷火技術改造的技術性與經濟性特點，實踐證明氫氧焰完全可以實現斷火切割，并且經濟效益顯著。

關鍵詞：紅外線定尺；氫氧機；切割；鑄坯；斷火

一、節能改造背景及意義

隨著鋼鐵行業進入微利時代，節能降耗成為競爭取勝的關鍵環節。我公司連鑄機五機五流連鑄機兩臺、六機六流連鑄機一臺，年產300萬噸165*165鋼坯，其中采用22 臺 YJSB6300型水電解氫氧發生器（為2003年中冶水電解氫氧發生器第一代產品）提供氫氧氣介質不斷火切割連鑄坯，每流兩臺同時工作，能耗指標高，以及隨著設備使用時間長其設備維修成本也相應增高，有針對性對其控制系統以及火焰切割系統的工藝流程進行改造，達到即節約能源又能延長設備的使用壽命的目的。

二、連鑄機切割相關參數

年產方坯（噸）紅外線定尺控制器方坯規格（毫米*毫米）鋼坯拉速（米/分鐘）切割時間（秒）定尺長度（米）切割槍數（支）

3003臺165*1652.5～3.060～407.98～9.205+6=11

三、運行成本分析

以連鑄切割鋼坯不斷火切割情況 ，年產300萬噸產能計算，采用不斷火氫氧火焰切割，氫氧發生器處于一直工作狀態（電費按天平均 0.5867元/kW·h，每流兩臺氫氧發生器同時工作，實際消耗功率30kW，按平均每天工作22小時計算）。

年產方坯（噸）月生產鋼坯（萬噸）氫氧機使用數量（臺）每月耗電量（度）噸鋼用電量（噸）噸鋼電費（元）

300噸300/12=25萬噸22臺30*22*22*30=435600度435600/250000=1.74度1.74*0.5867=1.02元

四、火焰切割斷火節能技術改造的原理

為了靈活適應各種鋼坯定尺都能使斷火裝置達到高性能的目的，我們利用紅外線定尺預壓信號作為斷火裝置開啟信號，紅外線定尺的切割信號作為切割信號，切割機前限位為切割完畢信號。為了保證設備的安全性，如何在火焰切割系統進行斷火操作時避免出現回火打爆事故，通過咨詢相關專家和網上資料查詢，，我們在實驗過程中在斷火動作的同時，增加了原管路增加壓縮空氣吹掃裝置，防止回火打炮。連鑄鋼坯切割斷火節能控制方框圖如下：

連鑄鋼坯切割斷火節能控制方框圖

當紅外線定尺裝置檢測到紅坯到達預壓位置時（預壓位置可調），啟動氫氧發生器工作，開始產氣保壓（切割正常壓力為0.05～0.09Mpa），延時5秒后打開氫氧混合氣體氣動閥，利用紅坯溫度點燃割嘴，等待切割；當紅外線定尺裝置檢測紅坯到達切割位置時，開始夾坯，延時5秒后，打開高壓氧閥開始切割；當小車到達前限位時，立即關閉高壓氧閥，延時1秒后打開壓縮空氣閥，將切割火焰吹息，并防止回火打炮；再延時1秒后關閉氫氧混合氣閥，同時停止氫氧機工作，延時10秒后關閉壓縮空氣閥，從而實現了斷火節能的目的。

改造部分閥門結構圖：（如下圖）

氣動球閥1——控制氫氧混合氣打開/關閉，控制斷火節能。

氣動球閥2——控制壓縮空氣打開/關閉，防止斷火時回火打炮。

手動球閥3——用于檢修時使用。

止回閥4——防止壓縮空氣逆流，進入一、二級水封，將沉淀雜質等攪混帶入管道，造成管道或閥門阻塞。

五、火焰切割斷火節能技術改造的經濟效益

火焰切割斷火節能的電能消耗：按現有火焰切割進行技術改造，實現斷火切割，氫氧發生器處于間斷工作狀態（電費按天平均 0.5867元/kW·h，每流兩臺氫氧發生器同時工作，實際消耗功率30kW，按平均每天工作22小時，平均定尺長度為8.6米/根計算）。

根據現場計時，實際切割平均時間只有45秒。由于氫氧機實際工作狀況，確保輸出壓力穩定，每次切割提前供氣5秒，合計每次切割時氫氧發生器工作時間為50秒。

每次切割電能消耗： 30kW×50s÷3600s/h=0.416度/次

連鑄機年鑄坯總長度：

3000000 噸÷7.8 噸/m3÷0.165m÷0.165m=14127286.85m

切割總次數：14127286.85÷8.6=1642707次

年總消耗電量：1642707*0.416=394.88萬度

噸鋼成本：394.88÷300=1.31度/噸

1.31*0.5867=0.768元/噸

每年節約電耗成本：（1.020.768）*300=75.6萬元

六、結語

經過幾個月的攻堅克難，不斷試驗，不斷改進，不斷完善，連鑄鋼坯切割系統達到了預期效果。節能效果顯著，每年可節省耗電費約80萬元，同時氫氧發生器運行時間縮短近一半，延長設備的使用壽命，降低了設備的維護成本。

工作環境明顯改善，電解釋放熱量顯著降低，氫氧站內設備工作溫度明顯好轉，電解槽工作壽命延長2倍以上；故障率明顯減少，備品備件消耗降低，全年維修成本降低30萬元左右。