论文部分内容阅读
DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714151
摘要：介绍了我公司连铸机钢坯火焰切割断火技术改造的技术性与经济性特点，实践证明氢氧焰完全可以实现断火切割，并且经济效益显著。
关键词：红外线定尺；氢氧机；切割；铸坯；断火
一、节能改造背景及意义
随着钢铁行业进入微利时代，节能降耗成为竞争取胜的关键环节。我公司连铸机五机五流连铸机两台、六机六流连铸机一台，年产300万吨165*165钢坯，其中采用22 台 YJSB6300型水电解氢氧发生器（为2003年中冶水电解氢氧发生器第一代产品）提供氢氧气介质不断火切割连铸坯，每流两台同时工作，能耗指标高，以及随着设备使用时间长其设备维修成本也相应增高，有针对性对其控制系统以及火焰切割系统的工艺流程进行改造，达到即节约能源又能延长设备的使用寿命的目的。
二、连铸机切割相关参数
年产方坯（吨）红外线定尺控制器方坯规格（毫米*毫米）钢坯拉速（米/分钟）切割时间（秒）定尺长度（米）切割枪数（支）
3003台165*1652.5～3.060～407.98～9.205+6=11
三、运行成本分析
以连铸切割钢坯不断火切割情况 ，年产300万吨产能计算，采用不断火氢氧火焰切割，氢氧发生器处于一直工作状态（电费按天平均 0.5867元/kW·h，每流两台氢氧发生器同时工作，实际消耗功率30kW，按平均每天工作22小时计算）。
年产方坯（吨）月生产钢坯（万吨）氢氧机使用数量（台）每月耗电量（度）吨钢用电量（吨）吨钢电费（元）
300吨300/12=25万吨22台30*22*22*30=435600度435600/250000=1.74度1.74*0.5867=1.02元
四、火焰切割断火节能技术改造的原理
為了灵活适应各种钢坯定尺都能使断火装置达到高性能的目的，我们利用红外线定尺预压信号作为断火装置开启信号，红外线定尺的切割信号作为切割信号，切割机前限位为切割完毕信号。为了保证设备的安全性，如何在火焰切割系统进行断火操作时避免出现回火打爆事故，通过咨询相关专家和网上资料查询，，我们在实验过程中在断火动作的同时，增加了原管路增加压缩空气吹扫装置，防止回火打炮。连铸钢坯切割断火节能控制方框图如下：
连铸钢坯切割断火节能控制方框图
当红外线定尺装置检测到红坯到达预压位置时（预压位置可调），启动氢氧发生器工作，开始产气保压（切割正常压力为0.05～0.09Mpa），延时5秒后打开氢氧混合气体气动阀，利用红坯温度点燃割嘴，等待切割；当红外线定尺装置检测红坯到达切割位置时，开始夹坯，延时5秒后，打开高压氧阀开始切割；当小车到达前限位时，立即关闭高压氧阀，延时1秒后打开压缩空气阀，将切割火焰吹息，并防止回火打炮；再延时1秒后关闭氢氧混合气阀，同时停止氢氧机工作，延时10秒后关闭压缩空气阀，从而实现了断火节能的目的。
改造部分閥门结构图：（如下图）
气动球阀1——控制氢氧混合气打开/关闭，控制断火节能。
气动球阀2——控制压缩空气打开/关闭，防止断火时回火打炮。
手动球阀3——用于检修时使用。
止回阀4——防止压缩空气逆流，进入一、二级水封，将沉淀杂质等搅混带入管道，造成管道或阀门阻塞。
五、火焰切割断火节能技术改造的经济效益
火焰切割断火节能的电能消耗：按现有火焰切割进行技术改造，实现断火切割，氢氧发生器处于间断工作状态（电费按天平均 0.5867元/kW·h，每流两台氢氧发生器同时工作，实际消耗功率30kW，按平均每天工作22小时，平均定尺长度为8.6米/根计算）。
根据现场计时，实际切割平均时间只有45秒。由于氢氧机实际工作状况，确保输出压力稳定，每次切割提前供气5秒，合计每次切割时氢氧发生器工作时间为50秒。
每次切割电能消耗： 30kW×50s÷3600s/h=0.416度/次
连铸机年铸坯总长度：
3000000 吨÷7.8 吨/m3÷0.165m÷0.165m=14127286.85m
切割总次数：14127286.85÷8.6=1642707次
年总消耗电量：1642707*0.416=394.88万度
吨钢成本：394.88÷300=1.31度/吨
1.31*0.5867=0.768元/吨
每年节约电耗成本：（1.020.768）*300=75.6万元
六、结语
经过几个月的攻坚克难，不断试验，不断改进，不断完善，连铸钢坯切割系统达到了预期效果。节能效果显著，每年可节省耗电费约80万元，同时氢氧发生器运行时间缩短近一半，延长设备的使用寿命，降低了设备的维护成本。
工作环境明显改善，电解释放热量显著降低，氢氧站内设备工作温度明显好转，电解槽工作寿命延长2倍以上；故障率明显减少，备品备件消耗降低，全年维修成本降低30万元左右。
摘要：介绍了我公司连铸机钢坯火焰切割断火技术改造的技术性与经济性特点，实践证明氢氧焰完全可以实现断火切割，并且经济效益显著。
关键词：红外线定尺；氢氧机；切割；铸坯；断火
一、节能改造背景及意义
随着钢铁行业进入微利时代，节能降耗成为竞争取胜的关键环节。我公司连铸机五机五流连铸机两台、六机六流连铸机一台，年产300万吨165*165钢坯，其中采用22 台 YJSB6300型水电解氢氧发生器（为2003年中冶水电解氢氧发生器第一代产品）提供氢氧气介质不断火切割连铸坯，每流两台同时工作，能耗指标高，以及随着设备使用时间长其设备维修成本也相应增高，有针对性对其控制系统以及火焰切割系统的工艺流程进行改造，达到即节约能源又能延长设备的使用寿命的目的。
二、连铸机切割相关参数
年产方坯（吨）红外线定尺控制器方坯规格（毫米*毫米）钢坯拉速（米/分钟）切割时间（秒）定尺长度（米）切割枪数（支）
3003台165*1652.5～3.060～407.98～9.205+6=11
三、运行成本分析
以连铸切割钢坯不断火切割情况 ，年产300万吨产能计算，采用不断火氢氧火焰切割，氢氧发生器处于一直工作状态（电费按天平均 0.5867元/kW·h，每流两台氢氧发生器同时工作，实际消耗功率30kW，按平均每天工作22小时计算）。
年产方坯（吨）月生产钢坯（万吨）氢氧机使用数量（台）每月耗电量（度）吨钢用电量（吨）吨钢电费（元）
300吨300/12=25万吨22台30*22*22*30=435600度435600/250000=1.74度1.74*0.5867=1.02元
四、火焰切割断火节能技术改造的原理
為了灵活适应各种钢坯定尺都能使断火装置达到高性能的目的，我们利用红外线定尺预压信号作为断火装置开启信号，红外线定尺的切割信号作为切割信号，切割机前限位为切割完毕信号。为了保证设备的安全性，如何在火焰切割系统进行断火操作时避免出现回火打爆事故，通过咨询相关专家和网上资料查询，，我们在实验过程中在断火动作的同时，增加了原管路增加压缩空气吹扫装置，防止回火打炮。连铸钢坯切割断火节能控制方框图如下：
连铸钢坯切割断火节能控制方框图
当红外线定尺装置检测到红坯到达预压位置时（预压位置可调），启动氢氧发生器工作，开始产气保压（切割正常压力为0.05～0.09Mpa），延时5秒后打开氢氧混合气体气动阀，利用红坯温度点燃割嘴，等待切割；当红外线定尺装置检测红坯到达切割位置时，开始夹坯，延时5秒后，打开高压氧阀开始切割；当小车到达前限位时，立即关闭高压氧阀，延时1秒后打开压缩空气阀，将切割火焰吹息，并防止回火打炮；再延时1秒后关闭氢氧混合气阀，同时停止氢氧机工作，延时10秒后关闭压缩空气阀，从而实现了断火节能的目的。
改造部分閥门结构图：（如下图）
气动球阀1——控制氢氧混合气打开/关闭，控制断火节能。
气动球阀2——控制压缩空气打开/关闭，防止断火时回火打炮。
手动球阀3——用于检修时使用。
止回阀4——防止压缩空气逆流，进入一、二级水封，将沉淀杂质等搅混带入管道，造成管道或阀门阻塞。
五、火焰切割断火节能技术改造的经济效益
火焰切割断火节能的电能消耗：按现有火焰切割进行技术改造，实现断火切割，氢氧发生器处于间断工作状态（电费按天平均 0.5867元/kW·h，每流两台氢氧发生器同时工作，实际消耗功率30kW，按平均每天工作22小时，平均定尺长度为8.6米/根计算）。
根据现场计时，实际切割平均时间只有45秒。由于氢氧机实际工作状况，确保输出压力稳定，每次切割提前供气5秒，合计每次切割时氢氧发生器工作时间为50秒。
每次切割电能消耗： 30kW×50s÷3600s/h=0.416度/次
连铸机年铸坯总长度：
3000000 吨÷7.8 吨/m3÷0.165m÷0.165m=14127286.85m
切割总次数：14127286.85÷8.6=1642707次
年总消耗电量：1642707*0.416=394.88万度
吨钢成本：394.88÷300=1.31度/吨
1.31*0.5867=0.768元/吨
每年节约电耗成本：（1.020.768）*300=75.6万元
六、结语
经过几个月的攻坚克难，不断试验，不断改进，不断完善，连铸钢坯切割系统达到了预期效果。节能效果显著，每年可节省耗电费约80万元，同时氢氧发生器运行时间缩短近一半，延长设备的使用寿命，降低了设备的维护成本。
工作环境明显改善，电解释放热量显著降低，氢氧站内设备工作温度明显好转，电解槽工作寿命延长2倍以上；故障率明显减少，备品备件消耗降低，全年维修成本降低30万元左右。