連鑄機(jī)鋼坯火焰切割系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造

王正雄

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714151

摘要：介紹了我公司連鑄機(jī)鋼坯火焰切割斷火技術(shù)改造的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，實(shí)踐證明氫氧焰完全可以實(shí)現(xiàn)斷火切割，并且經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞：紅外線定尺；氫氧機(jī)；切割；鑄坯；斷火

一、節(jié)能改造背景及意義

隨著鋼鐵行業(yè)進(jìn)入微利時(shí)代，節(jié)能降耗成為競(jìng)爭(zhēng)取勝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我公司連鑄機(jī)五機(jī)五流連鑄機(jī)兩臺(tái)、六機(jī)六流連鑄機(jī)一臺(tái)，年產(chǎn)300萬噸165*165鋼坯，其中采用22 臺(tái) YJSB6300型水電解氫氧發(fā)生器（為2003年中冶水電解氫氧發(fā)生器第一代產(chǎn)品）提供氫氧氣介質(zhì)不斷火切割連鑄坯，每流兩臺(tái)同時(shí)工作，能耗指標(biāo)高，以及隨著設(shè)備使用時(shí)間長(zhǎng)其設(shè)備維修成本也相應(yīng)增高，有針對(duì)性對(duì)其控制系統(tǒng)以及火焰切割系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行改造，達(dá)到即節(jié)約能源又能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命的目的。

二、連鑄機(jī)切割相關(guān)參數(shù)

年產(chǎn)方坯（噸）紅外線定尺控制器方坯規(guī)格（毫米*毫米）鋼坯拉速（米/分鐘）切割時(shí)間（秒）定尺長(zhǎng)度（米）切割槍數(shù)（支）

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

三、運(yùn)行成本分析

以連鑄切割鋼坯不斷火切割情況 ，年產(chǎn)300萬噸產(chǎn)能計(jì)算，采用不斷火氫氧火焰切割，氫氧發(fā)生器處于一直工作狀態(tài)（電費(fèi)按天平均 0.5867元/kW·h，每流兩臺(tái)氫氧發(fā)生器同時(shí)工作，實(shí)際消耗功率30kW，按平均每天工作22小時(shí)計(jì)算）。

年產(chǎn)方坯（噸）月生產(chǎn)鋼坯（萬噸）氫氧機(jī)使用數(shù)量（臺(tái)）每月耗電量（度）噸鋼用電量（噸）噸鋼電費(fèi)（元）

300噸300/12=25萬噸22臺(tái)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(jié)能技術(shù)改造的原理

為了靈活適應(yīng)各種鋼坯定尺都能使斷火裝置達(dá)到高性能的目的，我們利用紅外線定尺預(yù)壓信號(hào)作為斷火裝置開啟信號(hào)，紅外線定尺的切割信號(hào)作為切割信號(hào)，切割機(jī)前限位為切割完畢信號(hào)。為了保證設(shè)備的安全性，如何在火焰切割系統(tǒng)進(jìn)行斷火操作時(shí)避免出現(xiàn)回火打爆事故，通過咨詢相關(guān)專家和網(wǎng)上資料查詢，，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中在斷火動(dòng)作的同時(shí)，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(jié)能控制方框圖如下：

連鑄鋼坯切割斷火節(jié)能控制方框圖

當(dāng)紅外線定尺裝置檢測(cè)到紅坯到達(dá)預(yù)壓位置時(shí)（預(yù)壓位置可調(diào)），啟動(dòng)氫氧發(fā)生器工作，開始產(chǎn)氣保壓（切割正常壓力為0.05～0.09Mpa），延時(shí)5秒后打開氫氧混合氣體氣動(dòng)閥，利用紅坯溫度點(diǎn)燃割嘴，等待切割；當(dāng)紅外線定尺裝置檢測(cè)紅坯到達(dá)切割位置時(shí)，開始夾坯，延時(shí)5秒后，打開高壓氧閥開始切割；當(dāng)小車到達(dá)前限位時(shí)，立即關(guān)閉高壓氧閥，延時(shí)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(shí)1秒后關(guān)閉氫氧混合氣閥，同時(shí)停止氫氧機(jī)工作，延時(shí)10秒后關(guān)閉壓縮空氣閥，從而實(shí)現(xiàn)了斷火節(jié)能的目的。

改造部分閥門結(jié)構(gòu)圖：（如下圖）

氣動(dòng)球閥1——控制氫氧混合氣打開/關(guān)閉，控制斷火節(jié)能。

氣動(dòng)球閥2——控制壓縮空氣打開/關(guān)閉，防止斷火時(shí)回火打炮。

手動(dòng)球閥3——用于檢修時(shí)使用。

止回閥4——防止壓縮空氣逆流，進(jìn)入一、二級(jí)水封，將沉淀雜質(zhì)等攪混帶入管道，造成管道或閥門阻塞。

五、火焰切割斷火節(jié)能技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)效益

火焰切割斷火節(jié)能的電能消耗：按現(xiàn)有火焰切割進(jìn)行技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)斷火切割，氫氧發(fā)生器處于間斷工作狀態(tài)（電費(fèi)按天平均 0.5867元/kW·h，每流兩臺(tái)氫氧發(fā)生器同時(shí)工作，實(shí)際消耗功率30kW，按平均每天工作22小時(shí)，平均定尺長(zhǎng)度為8.6米/根計(jì)算）。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)時(shí)，實(shí)際切割平均時(shí)間只有45秒。由于氫氧機(jī)實(shí)際工作狀況，確保輸出壓力穩(wěn)定，每次切割提前供氣5秒，合計(jì)每次切割時(shí)氫氧發(fā)生器工作時(shí)間為50秒。

每次切割電能消耗： 30kW×50s÷3600s/h=0.416度/次

連鑄機(jī)年鑄坯總長(zhǎng)度：

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

切割總次數(shù)：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(jié)約電耗成本：（1.020.768）*300=75.6萬元

六、結(jié)語

經(jīng)過幾個(gè)月的攻堅(jiān)克難，不斷試驗(yàn)，不斷改進(jìn)，不斷完善，連鑄鋼坯切割系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期效果。節(jié)能效果顯著，每年可節(jié)省耗電費(fèi)約80萬元，同時(shí)氫氧發(fā)生器運(yùn)行時(shí)間縮短近一半，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備的維護(hù)成本。

工作環(huán)境明顯改善，電解釋放熱量顯著降低，氫氧站內(nèi)設(shè)備工作溫度明顯好轉(zhuǎn)，電解槽工作壽命延長(zhǎng)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。