小方坯連鑄機(jī)切割方式對(duì)比分析

郭 琴

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司，山西 長(zhǎng)治046000）

國(guó)內(nèi)連鑄機(jī)切割鑄坯主要采用兩種方式，一種為火焰切割，多用在板坯、異型坯和小方坯連鑄機(jī)；一種為液壓剪，主要用于小方坯連鑄機(jī)。對(duì)于小方坯連鑄機(jī)而言兩種切割方式各有利弊，選擇何種切割方式可以滿足企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、組織管理、成本控制和安全環(huán)保等工作要求，以便在連鑄機(jī)生產(chǎn)線投運(yùn)可滿足長(zhǎng)期發(fā)展需要，本文就此兩種方式做一對(duì)比分析。

1 火焰切割和液壓剪簡(jiǎn)介

1.1 火焰切割

火焰切割采用有丙烷氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣、氫氣等四種燃燒介質(zhì)。系統(tǒng)由燃?xì)庠O(shè)備（發(fā)生裝置或加壓裝置）、介質(zhì)管道、介質(zhì)控制箱、火切機(jī)等組成?；鹎袡C(jī)主要由橫移行走機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)臂裝置、夾緊臂、氧槍調(diào)整裝置、割槍等構(gòu)成，設(shè)置在鑄坯上方。

1.2 液壓剪

液壓剪有下部支架支撐或全懸掛式兩種，系統(tǒng)由液壓剪機(jī)、液壓泵站、蓄能器組、冷卻循環(huán)過(guò)濾及溫控系統(tǒng)、液位控制及控制閥臺(tái)、管路等組成。全懸掛式由于行走車(chē)輪、橫移油缸安裝在輥道上方，可大大降低水份、氧化鐵等雜質(zhì)對(duì)行走機(jī)構(gòu)影響，便于日常維檢，必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)在線更換、平移油缸速度在線自動(dòng)調(diào)整，目前多用。

從項(xiàng)目建設(shè)一次性投入看，由于液壓剪本身價(jià)格和配套設(shè)備設(shè)施多，液壓剪系統(tǒng)投入高于火焰切割系統(tǒng)?；鹧媲懈钪?，氫氧切割采用氫氧發(fā)生器制造氫氣、氧氣作為切割介質(zhì)，由于一次性投入大，未大規(guī)模使用。煤氣切割需配套凈化系統(tǒng)、加壓站等設(shè)備設(shè)施，一次性投入相對(duì)其它燃?xì)飧?。丙烷氣一次性投入最少。從目前各冶金企業(yè)連鑄設(shè)備使用燃?xì)夥N類(lèi)看，天然氣由于價(jià)格高且不穩(wěn)定，其供應(yīng)受調(diào)配影響，使用的也不多。丙烷氣和煤氣在火焰切割中使用較多，因此，本文重點(diǎn)就以上兩種氣體為代表進(jìn)行對(duì)比分析。

2 對(duì)比分析

2.1 安全環(huán)保方面

不論采用何種燃?xì)馇懈睿鹧媲懈畈捎玫慕橘|(zhì)屬?；?，均需考慮燃燒介質(zhì)爆炸的安全風(fēng)險(xiǎn)和切割時(shí)產(chǎn)生揚(yáng)塵而造成大氣污染的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。丙烷氣需將燃?xì)馐医ㄔO(shè)在廠房外部，解決燃?xì)馐译x高溫火源較近的安全隱患。煤氣通過(guò)管道輸送，但對(duì)于煤氣壓力管道安全管理要求較高。

火焰切割過(guò)程不可避免產(chǎn)生揚(yáng)塵，必須在火切機(jī)上方設(shè)置除塵裝置，這又導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生的熱量不易擴(kuò)散，火切機(jī)在高溫環(huán)境下，故障率較頻繁，同時(shí)也增加了火切機(jī)在線點(diǎn)檢維護(hù)難度。

液壓剪在切割過(guò)程中不存在煙塵，為避免在線漏油導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，液壓油可選擇水乙二醇等不易燃的介質(zhì)。相比火焰切割，液壓剪每年可減少大量CO2、SO2等有害氣體排放。

2.2 適用范圍

火焰切割適應(yīng)性廣，異型坯、板坯、小方坯均能切割。液壓剪目前只限于165 mm2以下小斷面鑄坯使用。對(duì)于斷面在165 mm2以上的小方坯，要求液壓剪工作壓力較高，目前液壓技術(shù)尚不能滿足。對(duì)于斷面不大于165 mm2的小方坯連鑄機(jī)，近年來(lái)由于液壓剪技術(shù)進(jìn)步，液壓剪故障率及維修費(fèi)率大幅下降，只要溫度符合要求(≥850℃)，不論特種鋼、合金鋼還是普通鋼種，剪切均可滿足要求。

2.3 對(duì)鑄坯質(zhì)量影響

火焰切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生鋼渣掛在鑄坯底部，必要時(shí)鋼渣可用事故割槍手動(dòng)處理，一般對(duì)下道軋制工序影響不大，不需設(shè)置去渣設(shè)備。

液壓剪剪切鑄坯時(shí)，剪切斷面較平整，會(huì)發(fā)生3~5 mm變形量，對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量無(wú)影響，不影響軋機(jī)進(jìn)鋼。

2.4 切割速度

火焰切割割斷一支鑄坯用時(shí)20~40 s，液壓剪用時(shí)≤15 s，切割速度相比液壓剪較火切機(jī)快10~30 s，對(duì)于后續(xù)直軋或鑄坯軋制溫度有要求的，液壓剪減少了鑄坯的熱量流失。

2.5 運(yùn)行費(fèi)用

火焰切割運(yùn)行費(fèi)用主要由三部分組成，一是氣體消耗（含割槍割嘴）、人材機(jī)等運(yùn)行費(fèi)用約為1.2元/噸鋼（需要說(shuō)明的是，氣體消耗是以本環(huán)節(jié)實(shí)際消耗計(jì)算的；如采用煤氣切割，企業(yè)不產(chǎn)生外部費(fèi)用，但是在內(nèi)部核算時(shí)需依據(jù)煤氣的使用量核算生產(chǎn)成本）。二是火切機(jī)及備件費(fèi)用，參考1臺(tái)六機(jī)六流小方坯連鑄機(jī)，火切機(jī)及備件每年費(fèi)用約5萬(wàn)元。三是鑄坯割縫損失，丙烷氣切割小方坯割縫為3.5 mm左右（煤氣切割割縫大一些，約為5 mm左右），噸鋼金屬損失約為0.29~0.41 kg。

液壓剪運(yùn)行費(fèi)用包括電費(fèi)、備件費(fèi)、維修費(fèi)、液壓油費(fèi)。以一臺(tái)六機(jī)六流連鑄機(jī)為例，電費(fèi)約為0.45元/t鋼，備件費(fèi)約為0.4元/t鋼，液壓油費(fèi)約為0.2元/t鋼，維修費(fèi)約為0.1元/t鋼，總計(jì)約1.15元/t鋼。液壓剪剪切鑄坯沒(méi)有割縫，大大地減少了鑄坯損失。

2.6 日常維護(hù)

丙烷氣在鋼瓶中以液態(tài)形式存在，從鋼瓶出來(lái)后變?yōu)闅鈶B(tài)輸送，如燃?xì)馐以趶S房外，存在傳輸距離長(zhǎng)，在環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，部分氣態(tài)丙烷又會(huì)變成液態(tài)，氣源不穩(wěn)定直接影響鑄坯切割，需增加伴熱輸送(比如采用電伴熱)裝置輸送。焦?fàn)t煤氣因其中含有較多雜質(zhì)，管道容易堵塞。部分鋼廠設(shè)計(jì)之初釆用焦?fàn)t煤氣切割鑄坯，在生產(chǎn)過(guò)程中因無(wú)法改善這一問(wèn)題，隨后改為丙烷氣切割鑄坯。如果想使用焦?fàn)t煤氣，一種方法是提高煤氣壓力到0.6 MPa，必要時(shí)定期更換煤氣管道。對(duì)于火切機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換方便快捷，備件裝配精度要求也較低，在維護(hù)過(guò)程中，對(duì)維修人員的技能要求不高。

液壓剪對(duì)檢修人員主要在液壓知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)故障排除技能方面要求較高。液壓剪備件的裝配、液壓站設(shè)備日常的維護(hù)和管理也是現(xiàn)場(chǎng)管理的一項(xiàng)重要工作，因此需配備技能較高、具備一定液壓方面專業(yè)知識(shí)的人員維護(hù)設(shè)備。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)火焰切割和液壓剪在安全環(huán)保等六個(gè)方面的對(duì)比，旨在說(shuō)明小方坯連鑄機(jī)兩種切割的優(yōu)劣勢(shì)，讓企業(yè)在連鑄機(jī)初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)備選型、費(fèi)用投入和人員配備等方面綜合考慮，以避免出現(xiàn)投產(chǎn)后不滿足安全環(huán)保、生產(chǎn)組織等要求，被迫進(jìn)行改造等問(wèn)題發(fā)生。