中厚板坯氢氧技术切割应用实践.docx

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中厚板坯氢氧技术切割应用实践

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摘要：介绍柳钢中板厂针对现有丙烷切割存在对成本高、故障多、切割质量差等问题，采用氢氧切割技术并进行了一系列的攻关活动，氢氧切割工艺技术在该厂的坯料切割方面得到了推广和应用。

关键词：中厚板坯；切割；割缝

0前言

近年来，国内外切割技术取得了突破性进展，从单一的氧一乙炔火焰切割发展成为新型工业燃气火焰切割的现代化切割技术，与此同时又将现代化控制技术与切割技术相结合，研究开发出新一代的全自动切割设备。柳钢中板厂坯料切割机采用丙烷-氧气火焰切割技术，在过往的时间里曾经创造了很大经济效益。但是随着时代的发展及市场形势的变化，钢铁厂更多的追求环保、低成本、高质量，现有的丙烷-氧气火焰切割技术存在污染大、成本高、割缝大、刮渣多等缺陷。目前，国内各大钢厂已经开始采用氢氧火焰切割技术，柳钢中板厂也在2015年底开始引入氢氧火焰切割技术，通过现场的应用实践，解决了一系列问题，本文对此进行总结。

1现有丙烷-氧气切割运行状况

柳钢中板厂加热车间在线板坯切割线现有三台双枪对切火焰切割车，为双枪火焰切割，采用丙烷-氧气火焰切割，限于诸多因素，经常有以下情况发生：

⑴切割期间设备周围烟尘大；

⑵切割车割枪割嘴需频繁更换，否则易出现割缝大（约5-10mm）、流渣多、毛刺多等现象；

⑶2015年切割消耗的丙烷成本约为1.55元/吨。

目前，受市场形势及国家政策的影响，钢铁厂更多地追求环保、低耗、高质地生产。针对现有丙烷一氧气火焰切割技术存在的问题和连铸机切割技术的发展，研究氢一氧火焰切割技术在攀钢连铸机的应用是十分必要的。

2氢氧切割技术特点

2.1优点

氢氧火焰切割是利用电解水原理，不同于纯氢气或纯氧气，氢氧发生器电解产生的氢、氧混合气共用同一个管道，直接送往切割车，此混合气体小于1bar，且随产随用不存储。根据国家标准《连铸坯氢氧切割技术规范》YB/T4327—2013，氢氧切割所用的管道按要求使用无缝管，氢氧气经过回火安全装置再与切割车拖链相连。切割车上的预热氧、预热丙烷气已取消，切割丙烷气由氢氧气取代，切割时无需预热氧可直接切割，仅保留原切割车上切割氧及管路。由于氢氧气燃烧的火焰呈淡蓝色，微量的煤气（丙烷）在切割枪上通过三通与氢氧气相连，既作为氢氧气的点火火源又提高氢气切割火焰的可视效果。

氢氧气来源于氢氧发生器，它采用电解水技术原理，通电从水中产生氢氧燃气，并且火焰集中不发散，没有任何污染。氢氧发生器产生的气源是即产即用的，水电解氢氧发生器工作压力低(≤0．09MPa)，并没有贮存，没有高压燃气(乙炔、丙烷)瓶的爆炸风险以及泄漏的风险。氢氧燃料燃烧时不产生任何污染环境和危害的有害气体，它来源于水燃烧后又还原成水，可称之为绿色可再生能源。焦炉煤气中因含有CO等有毒气体，如操作不当易对人身安全造成危险，因此使用氢氧气可大大提高现场操作的安全性。[1]

氢氧发生器得到国内外众多专家、同仁及用户普遍认同和高度肯定：先后获得国家星火计划成果博览会银奖、第三届全国科技新技术新产品展销会金奖、全国科技成果展览会金奖、中国专利新技术新产品博览会金奖、第十二届全国发明展览会金奖等多项殊荣；同时被国家经贸委列为2000年国家级重点产品生产计划、国家火炬计划项目。

采用氢一氧火焰切割由于氢气燃烧速度快，氢氧火焰集中，火焰挺直度好，割缝较焦炉煤气小40％～60％(通常板坯8～12mm，方坯12～30ram)，切口平直光滑，挂渣少，渣脆，易清理，且拉速越快，切口效果越好的优势，正逐渐取代焦炉煤气一氧火焰切割技术以及其他燃气(如乙炔)的切割技术。[2]

2.2缺点

氢氧火焰虽然由于含有饱和水和电解液，氢氧发生器产生的氢气含有饱和水和电解液，且火焰预热点较低，导致割嘴易堵，一般每两周换一次割嘴，职工劳动强度相对较大，割嘴损耗成本高(200元／个)。

氢氧发生器采用的是电解液(浓度为20％～30％的KOH溶液)，使其产生氢气，因此其耗电量较高。

氢氧发生器故障率相对较高。设计和实际生产时，原则上一台氢氧发生器对应一流，并且需要预留一台氢氧发生器。一旦生产过程中出现故障，需要及时倒换，对生产的连续性不能有效保证。

氢氧发生器放置在现场，安全性较差。

3氢氧切割试验及应用情况

3.1氢氧火焰切割是利用电解水原理，在氢氧发生器内实现水电解，产生平稳的氢氧气混合气体，此混合气体比例严格按照H2：O2=2:1，到达切割枪后燃烧，产生高温火焰进行切割，切割尾气为H2O，无毒无害，相比丙烷切割较为安全、环保，现场产生的粉尘较少。

3.2切割速度跟气源压力有较大关系，氢氧切割机对冷坯切割速度基本控制在180mm/min，对热坯切割速度可达到250-280mm/min，满足生产节奏需求。

3.3切割质量情况。

3.3.1粗糙度情况。协议要求割