郭 琴

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治046000）

國內(nèi)連鑄機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；一種為液壓剪，主要用于小方坯連鑄機。對于小方坯連鑄機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、組織管理、成本控制和安全環(huán)保等工作要求，以便在連鑄機生產(chǎn)線投運可滿足長期發(fā)展需要，本文就此兩種方式做一對比分析。

1 火焰切割和液壓剪簡介

1.1 火焰切割

火焰切割采用有丙烷氣、焦爐煤氣、天然氣、氫氣等四種燃燒介質(zhì)。系統(tǒng)由燃氣設(shè)備（發(fā)生裝置或加壓裝置）、介質(zhì)管道、介質(zhì)控制箱、火切機等組成?；鹎袡C主要由橫移行走機構(gòu)、擺動臂裝置、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、液壓泵站、蓄能器組、冷卻循環(huán)過濾及溫控系統(tǒng)、液位控制及控制閥臺、管路等組成。全懸掛式由于行走車輪、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)對行走機構(gòu)影響，便于日常維檢，必要時可實現(xiàn)在線更換、平移油缸速度在線自動調(diào)整，目前多用。

從項目建設(shè)一次性投入看，由于液壓剪本身價格和配套設(shè)備設(shè)施多，液壓剪系統(tǒng)投入高于火焰切割系統(tǒng)。火焰切割中，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，一次性投入相對其它燃氣高。丙烷氣一次性投入最少。從目前各冶金企業(yè)連鑄設(shè)備使用燃氣種類看，天然氣由于價格高且不穩(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，本文重點就以上兩種氣體為代表進行對比分析。

2 對比分析

2.1 安全環(huán)保方面

不論采用何種燃氣切割，火焰切割采用的介質(zhì)屬?；罚杩紤]燃燒介質(zhì)爆炸的安全風(fēng)險和切割時產(chǎn)生揚塵而造成大氣污染的環(huán)保風(fēng)險。丙烷氣需將燃氣室建設(shè)在廠房外部，解決燃氣室離高溫火源較近的安全隱患。煤氣通過管道輸送，但對于煤氣壓力管道安全管理要求較高。

火焰切割過程不可避免產(chǎn)生揚塵，必須在火切機上方設(shè)置除塵裝置，這又導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生的熱量不易擴散，火切機在高溫環(huán)境下，故障率較頻繁，同時也增加了火切機在線點檢維護難度。

液壓剪在切割過程中不存在煙塵，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。對于斷面不大于165 mm2的小方坯連鑄機，近年來由于液壓剪技術(shù)進步，液壓剪故障率及維修費率大幅下降，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 對鑄坯質(zhì)量影響

火焰切割時會產(chǎn)生鋼渣掛在鑄坯底部，必要時鋼渣可用事故割槍手動處理，一般對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，剪切斷面較平整，會發(fā)生3~5 mm變形量，對鑄坯內(nèi)部質(zhì)量無影響，不影響軋機進鋼。

2.4 切割速度

火焰切割割斷一支鑄坯用時20~40 s，液壓剪用時≤15 s，切割速度相比液壓剪較火切機快10~30 s，對于后續(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 運行費用

火焰切割運行費用主要由三部分組成，一是氣體消耗（含割槍割嘴）、人材機等運行費用約為1.2元/噸鋼（需要說明的是，氣體消耗是以本環(huán)節(jié)實際消耗計算的；如采用煤氣切割，企業(yè)不產(chǎn)生外部費用，但是在內(nèi)部核算時需依據(jù)煤氣的使用量核算生產(chǎn)成本）。二是火切機及備件費用，參考1臺六機六流小方坯連鑄機，火切機及備件每年費用約5萬元。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。

液壓剪運行費用包括電費、備件費、維修費、液壓油費。以一臺六機六流連鑄機為例，電費約為0.45元/t鋼，備件費約為0.4元/t鋼，液壓油費約為0.2元/t鋼，維修費約為0.1元/t鋼，總計約1.15元/t鋼。液壓剪剪切鑄坯沒有割縫，大大地減少了鑄坯損失。

2.6 日常維護

丙烷氣在鋼瓶中以液態(tài)形式存在，從鋼瓶出來后變?yōu)闅鈶B(tài)輸送，如燃氣室在廠房外，存在傳輸距離長，在環(huán)境溫度過低時，部分氣態(tài)丙烷又會變成液態(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。焦爐煤氣因其中含有較多雜質(zhì)，管道容易堵塞。部分鋼廠設(shè)計之初釆用焦爐煤氣切割鑄坯，在生產(chǎn)過程中因無法改善這一問題，隨后改為丙烷氣切割鑄坯。如果想使用焦爐煤氣，一種方法是提高煤氣壓力到0.6 MPa，必要時定期更換煤氣管道。對于火切機由于其結(jié)構(gòu)簡單，更換方便快捷，備件裝配精度要求也較低，在維護過程中，對維修人員的技能要求不高。

液壓剪對檢修人員主要在液壓知識和現(xiàn)場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)備日常的維護和管理也是現(xiàn)場管理的一項重要工作，因此需配備技能較高、具備一定液壓方面專業(yè)知識的人員維護設(shè)備。

3 結(jié)語

本文通過對火焰切割和液壓剪在安全環(huán)保等六個方面的對比，旨在說明小方坯連鑄機兩種切割的優(yōu)劣勢，讓企業(yè)在連鑄機初步設(shè)計階段的設(shè)備選型、費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，被迫進行改造等問題發(fā)生。