目前，中國(guó)大多數(shù)鋼廠都采用傳統(tǒng)火焰技術(shù)切割連鑄坯，這種切割方式耗鋼、耗氣、耗氧，有很大的節(jié)能減排潛力。
從焦?fàn)t煤氣凈化找突破口
金屬的火焰切割是一個(gè)金屬與氧氣燃燒反應(yīng)的過(guò)程，燃?xì)獾淖饔檬峭ㄟ^(guò)自身燃燒釋放出熱量將金屬加熱至燃點(diǎn)。由于連鑄坯本身的溫度較高，不需要過(guò)多的熱量就可以將金屬加熱至燃點(diǎn)，從而切斷鑄坯。目前國(guó)內(nèi)用于連鑄坯切割的燃?xì)庵饕幸韵聨追N：
1）丙烷、丙烯等混合燃?xì)?。近年?lái)丙烷、丙烯或加入添加劑的一些混合氣體因切割效果好而被廣泛應(yīng)用。但是這些燃?xì)舛际且云垦b形式供應(yīng)給用戶(hù)，使用成本較高，且還有價(jià)格上漲趨勢(shì)，同時(shí)這類(lèi)氣體還存在污染和不安全等問(wèn)題。
2）天然氣、液化石油氣。在國(guó)內(nèi)有些地區(qū)，鋼廠有條件利用天然氣或者液化石油氣作為切割燃料，但也由于價(jià)格在逐年上升，增加了連鑄坯切割成本。
3）焦?fàn)t煤氣。在聯(lián)合鋼鐵企業(yè)中，用焦?fàn)t煤氣作為連鑄坯火焰切割的氣源雖然有十幾年的發(fā)展歷史，但未能全面推廣。究其原因，主要是焦?fàn)t煤氣經(jīng)過(guò)初步處理后，仍含有較多的有害成分，易造成煤氣管道老化堵塞，切割燃?xì)鈹嗷?；割嘴堵塞?yán)重，更換頻繁；連鑄坯切口質(zhì)量差等弊端，而且切口縫普遍較寬，使鋼耗增加。因此采用焦?fàn)t煤氣火焰切割對(duì)于煤氣的純凈度要求很高，而傳統(tǒng)凈化方法投資費(fèi)用高，工藝復(fù)雜，效果還不是非常理想。
以焦?fàn)t煤氣的完全凈化為突破口，并采用新型切具和燃?xì)鈱?zhuān)用設(shè)備，推出了新型連鑄坯火焰切割技術(shù)，從而使該技術(shù)具備了切割溫度高、速度快、斷口平整、切縫小、耗能少、鋼損低等優(yōu)勢(shì)。
節(jié)能環(huán)保雙重效果顯著
科學(xué)技術(shù)的真正價(jià)值要體現(xiàn)在市場(chǎng)的應(yīng)用中。新型連鑄坯火焰切割技術(shù)在首鋼集團(tuán)水鋼煉鋼廠應(yīng)用一年多來(lái)，取得了良好的使用效果。這種新型連鑄坯火焰切割技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
1）有效利用二次能源。這種新型連鑄坯火焰切割技術(shù)雖以焦?fàn)t煤氣為氣源，但經(jīng)過(guò)工藝處理后其火焰切割效果相當(dāng)于丙烷氣體的切割效果。
2）環(huán)保效果好。鋼鐵企業(yè)的焦?fàn)t煤氣，基本上都是臟煤氣，純度低，含有二氧化硫、硫化氫以及粉塵、苯等雜質(zhì)。該技術(shù)包含環(huán)浚公司研制的一套新的煤氣處理系統(tǒng)，處理后的焦?fàn)t煤氣有害物質(zhì)降低，使用過(guò)程中不冒黑煙，對(duì)人體危害小，減少了粉塵與污染物向大氣中的排放，符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
3）減少氣耗。該技術(shù)對(duì)割槍、割嘴進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，使切割燃?xì)夤ぷ鲏毫Φ?，燃燒充分，與傳統(tǒng)切割方式相比，氧氣用量可節(jié)省50%~60%，燃?xì)庥昧靠晒?jié)省60%~75%。水鋼煉鋼廠技改前后的數(shù)據(jù)對(duì)比顯示：噸鋼氧氣和焦?fàn)t煤氣的耗用量，技改前分別是0.322m3和0.162m3，技改后分別是0.128m3和0.041m3，節(jié)約率分別達(dá)60.2%和74.7%。
4）割縫小、鋼損低。該技術(shù)在水鋼煉鋼廠150mm2連鑄方坯實(shí)施后，割縫從原來(lái)平均8mm降至3.5mm以下，每個(gè)切縫減少鋼損0.8kg。該廠年產(chǎn)500萬(wàn)噸方坯，每年減少鋼坯割損2500噸。
5）提高了安全生產(chǎn)效率。該技術(shù)在使用中不回火、不爆鳴，爆炸極限達(dá)到2.0%~9.8%，安全可靠。而原有的焦?fàn)t煤氣純度不夠，里面含有苯、焦油，還有粉塵，往往給管道和割槍造成堵塞，從而使切割工作陷于停頓，增加事故的人工處理量而影響生產(chǎn)效率。
不花鋼廠一分錢(qián)
該項(xiàng)新技術(shù)是按照合同能源管理（EMC）模式進(jìn)入水鋼的，沒(méi)有花費(fèi)水鋼一分錢(qián)。首先，他們?cè)诓挥绊懰撛性O(shè)備、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)、工藝的基礎(chǔ)上，先行對(duì)水鋼某一臺(tái)某一流連鑄機(jī)火焰切割工序進(jìn)行技改并試用。其具體技改內(nèi)容包括更換新技術(shù)切槍、割嘴，增添煤氣處理設(shè)備，以及增加切槍穩(wěn)定性的槍套組件。
經(jīng)水鋼技改試切，其節(jié)能效果明顯：
降鋼耗測(cè)算：?jiǎn)吻锌p降低鋼耗（切損）為0.883kg；單支切割長(zhǎng)度3.2m~3.5m的鋼坯噸鋼減少切損為1.43kg，全年節(jié)約鋼的損耗約715噸；單支切割長(zhǎng)度11.5m的鋼坯噸鋼減少切損為0.435kg，全年節(jié)約鋼的損耗約1979噸。全年總體節(jié)約鋼耗為2694噸。
降燃?xì)鉁y(cè)算：切割長(zhǎng)度規(guī)格為11.5m的連鑄坯，技改后消耗氧氣降低0.094m3/t，煤氣降低0.053m3/t，按455萬(wàn)噸產(chǎn)量計(jì)算，可節(jié)約氧氣42.77萬(wàn)立方米，煤氣24.12萬(wàn)立方米。以此類(lèi)推，切割長(zhǎng)度規(guī)格3.2m~3.5米的連鑄坯，技改后氧氣可降低0.309m3/t，煤氣降低0.174m3/t，按50萬(wàn)噸產(chǎn)量計(jì)算，可節(jié)約氧氣15.45萬(wàn)立方米，煤氣8.7萬(wàn)立方米。全年共可節(jié)約氧氣58.22萬(wàn)立方米，煤氣32.82萬(wàn)立方米。
節(jié)能降鋼耗效益測(cè)算：連鑄坯按市場(chǎng)價(jià)3600元/噸，煤氣按內(nèi)部成本價(jià)0.82元/立方米，氧氣按內(nèi)部成本價(jià)0.52元/立方米，降鋼耗（切損）部分按行規(guī)25%的廢渣量、價(jià)格按鋼坯價(jià)的40%回收沖減成本，全年降鋼耗收益為872.8萬(wàn)元，節(jié)能降燃?xì)馐找鏋?6.8萬(wàn)元。
技術(shù)創(chuàng)效實(shí)現(xiàn)雙方共贏
水鋼煉鋼廠廠長(zhǎng)張毅表示，該廠采用這項(xiàng)新技術(shù)主要出于以下幾點(diǎn)考量：①以前的鑄坯切割技術(shù)落后，消耗也比較高。②是新的切割技術(shù)節(jié)能的效果比較明顯。③鑄坯切口比較光滑，鑄坯后部的軋鋼工序反映軋出的棒線(xiàn)材成材率明顯提高。
“這個(gè)合同能源管理項(xiàng)目不用水鋼掏錢(qián)，產(chǎn)生的效益按照一套科學(xué)、詳細(xì)的計(jì)量方法分給供貨方，實(shí)現(xiàn)了雙方的互利共贏?！睆堃闳缡钦f(shuō)。
水鋼煉鋼廠設(shè)備管理室主任李曉敏說(shuō)：“新型連鑄坯切割技術(shù)的節(jié)氣、節(jié)氧參數(shù)，完全滿(mǎn)足了我廠要求，避免了以前采用經(jīng)初步處理且雜質(zhì)較多的焦?fàn)t煤氣切割經(jīng)常發(fā)生的切割槍堵塞問(wèn)題。以往鑄坯割縫一般都是6毫米~8毫米，采用新技術(shù)后切縫小于4毫米。2012年這個(gè)技改項(xiàng)目還榮獲了水鋼節(jié)能減排成果一等獎(jiǎng)?！?/p>
“由于新技術(shù)割縫小，提高了金屬收得率，僅此一項(xiàng)，就使煉鋼廠今年1月份、2月份分別增效32.6萬(wàn)元、28萬(wàn)元。”水鋼煉鋼廠連鑄車(chē)間主任鄧興文說(shuō)。
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