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      詳細信息/DETAILS

      我們將秉承“服務有限,創造無限”的服務理念,充分利用科研優勢以及多年來在氫能、焊接領域積累的經驗, 為每一位客戶提供物超所值的高效環保新能源產品,努力為世界的節能環保作出貢獻!

      名稱:氫氧能源機在切割領域的應用
      詳細介紹:

         >>連鑄坯切割應用

        氫氣作為一種綠色能源介質,可同時滿足資源、環境和持續發展的要求,是其它燃氣所不能比擬的。"連鑄坯氫氧火焰切割技術"在1999年成功的應用于連鑄坯火焰切割后,經過不斷發展完善,目前已有100多臺連鑄機、450多流小方坯、 矩形坯、板坯采用了氫氧氣作為連鑄坯火焰切割的能源介質,為我國鋼鐵企業的節能減耗做出了開創性的貢獻。
        金屬切割是金屬與氧氣燃燒的放熱過程?;鹧嬖谇懈钸^程中的主要作用是將金屬加熱到燃點,利用高壓氧氣與金屬燃 燒放出大量熱量,形成金屬氧化物并被高壓氧氣流吹除,將金屬切斷。連鑄坯氫氧火焰切割就是利用氫氧能源機電解水制取的氫氧氣作為能源介質,加熱鋼坯至燃點切割連鑄坯。
        燃燒強度是衡量燃氣加熱性能的綜合指標,燃燒強度的大小主要取決于火焰的燃燒速度和燃氣的總熱值。各種燃氣中乙炔的燃燒強度最高,氫氣雖然燃氣熱值低但由于燃燒速度快,故其燃燒強度僅次于乙炔而高于其它燃氣。鑄坯的溫度對切 割的速度影響很大,當鑄坯溫度為800℃時其切割速度為常溫狀態下的兩倍。
        氫氧氣無毒不會危害現場人員的健康,燃燒后無廢物排出,不污染環境,符合環保和職業健康安全要求?,F場水電解制氫成本低,安全可靠,且不受地域限制。因此,使用氫氧火焰完全符合建設綠色工廠的要求。 


          一、氫氧氣在連鑄坯切割經濟分析

          氫氧氣作為燃氣源用于切割,可為用戶創造可觀的經濟效益和社會效益?,F將150mm×150mm連鑄坯氫氧切割的經濟技術分析結果匯總如下: 

         (一)基本數據

          1.按四機四流設計產量60萬噸計算,6m定尺。 
          2.拉速為2.7m/min ,切割周期按45s計算。
          3.氫氧氣切割:切割150×150mm方坯,氫氧能源機每流每小時最大耗電量22千瓦/時,電費按0.5元/度計算。
          4.管道氧氣0.5元/m3,焦爐煤氣1.2元/m3,噸鋼生產成本按2500元/噸計算。
          5.切割槍燃氣流量:16m3/h
          6.基本數據計算:
          單根鋼坯重 0.15 m×0.15 m×6 m×7.8 t/m3=1.053t 折合鋼坯數量 600000t÷1.053 t/根=569801根 鋼坯單位重量(t) 0.15 m×0.15 m×1 m×7.8 t/m3=0.1755t 

         (二)丙烷氣、焦爐煤氣及其它燃氣、氫氧氣的使用成本

         1、丙烷氣切割 

         丙院氣是石油化工的副產品,其燃點高,燃燒速度慢,化學性質不活潑,一般用于燃料。由于丙烷是石油化工的副產品,因此受產地、批次以及添加劑性能、數量的影響很難保證其使用效果的穩定性,而且冬季低溫下汽化效果不理想。 

         丙烷(C3H8)燃燒的化學方程式為:C3H8+502=3C02+4H20,可知每消耗一個單位體積的丙烷需要5倍單位體積的混合氧氣。 

         每次切割丙院耗量:16m3/h÷3600s/h×45s=0.20m3   每次切割混和助燃氧氣耗量為:0.20 m3×5=1.0m3

         下表以丙烷氣為例計算其使用成本(斷火)。丙烷價格以4500元/噸計算,折合成單位體積價格為:8.33元/m3




          2、焦爐煤氣、乙炔切割

          乙炔(C2H2)燃燒的化學方程式為 2C2H2+502=4C02+2H20   —氧化碳(CO)燃燒的化學方程式為 2C0+02=2C02
       
          凈化后的焦爐煤氣是無色,有臭味的有毒氣體,其主要成分是H2 (60%)、CH4 (22~26%)、CO (6~9%)、 CnHm (4.5%)及C02、N2、02等雜質。根據成分折算,焦爐煤氣燃燒需要混合氧氣體積比基本上是1:1,即可計算出焦 爐煤氣噸鋼耗氧(150×150截面,6m定尺)為0.14元/噸。焦爐煤氣價格在1.2元/m3左右,噸鋼直接使用成本≤1.3元 /噸,比氫氧氣略高,但其附屬設施(回收凈化、加壓、煤氣柜儲存、管網、安全)投資維護費用很高,如果是為了連鑄切割而單獨投資是不經濟的。
          乙炔作為傳統燃氣切割加工金屬,火焰溫度高、熱值大,但由于乙炔生產成本高,用于連鑄切割噸鋼成本在4元/噸 以上,同時存在安全、污染等問題,目前已經很少有廠家采用氧乙炔火焰切割連鑄坯。 


         3、氫氧氣切割

         水(H20)電解的化學方程式為 2H20 =2H2+02   氫氣(H2)燃燒的化學方程式為 2H2+ 02=2H20
         水電解制取的氧氣本身就滿足了氫氣燃燒的需要,因此不需要消耗低壓氧(或稱混合氧),可以省下大量的混合氧費用,其直接使用成本只與電費有關。下表是采用氫氧氣不熄火切割、斷火切割連鑄坯的經濟分析:
         在不斷火的情況下,氫氧氣切割連鑄坯噸鋼成本與拉速成反比,與定尺無關。(見下表)


      (三)效益對比

          由上述計算可知,采用氫氧氣切割連鑄坯具有較好的經濟效益,下表是150mm×150mm截面,6m定尺,年產60萬噸連鑄坯,采用氫氧氣、丙烷燃氣的經濟對比:



          由上表可知,連鑄坯采用氫氧火焰切割與采用其它燃氣相比經濟效益顯著。



      二、連鑄坯切割品質區別

          由于其它燃氣介質都含有碳元素,Fe+C→FeC因此在連鑄坯切割后掛渣多且發粘,不易清理,在軋鋼前需要專門精整。而氫氧氣切割同種連鑄還掛渣少,且由于氫脆現象,掛造脆易清理。同時,由于氫氧氣火焰挺直度好,切割斷面平整。

      三、安全性

          1、乙炔氣  乙炔屬不飽和烴,是一種窒息性氣體,化學性質活潑,易燃易爆,著火溫度為406 ~ 440℃ ,與空氣混合的爆炸極限是2.5% ~ 80.0% ,與空氣比相對密度小,15.6℃時為0.906。泄漏時擴散慢,極易發生著火、爆炸等安全事故,必須按照嚴格的技術、安全操作規程使用。
          2、丙烷氣  丙烷屬飽和型碳氫化合物,著火溫度為515~543℃ ,與空氣混合的爆炸范圍較窄,極限是 2.3%-9.5% ,與空氣比相對密度大,15.6℃時為1.52 ,本身毒性大,會嚴重危害人身健康。由于其燃燒速度慢,不易回火。但泄漏時在低洼處形成聚積,必須按照嚴格的技術、安全操作規程使用。2001年某煉鋼廠曾發生丙烷氣匯流排爆炸事故,嚴重威脅了操作人員及生產設備的安全。
          3、焦爐煤氣 凈化后的焦爐煤氣是無色,有臭味的有毒氣體。著火溫度為550~650℃,與空氣混合的爆炸極限 是4.27% ~ 37.59%。易發生中毒、著火、爆炸等安全事故。
          4、氨氧氣  氫氧氣價格低廉,無污染,符合環保要求,氫氣無毒,不會危害操作人員的身體健康。著火溫度為 580℃~590℃ ,與空氣混合的爆炸極限是4.0% ~ 74.2% ,與空氣比相對密度小,15.6℃時為0.069。水電解氫氧發生器工作壓力低,不儲存,隨產隨用,且氫氣比重小,易飛散,即使泄漏也不會聚積,不會發生燃氣站爆炸等惡性事故。 同時,氫氧發生器不是壓力容器,不在社會勞動安全部門管轄的范圍內,而其它任何燃氣的使用都要通過社會勞動安全部門監管。


      >>制造行業切割應用

      —、氫氧氣應用于機械加工

      使用氫氧氣進行切割的應用始于1963年,通過幾十年的發展和應用,技術已非常成熟,現已廣泛應用于重型機械、 化工設備、鍋爐制造、機車車輛、石油化工、汽車、水電等各行各業。氫氧氣可切割5-400mm的中、低碳鋼和低合金 鋼,適用于手工切割、半自動直線切割、仿形切割等現有機械切割。

      氫氧能源機在麵加工行業切割的特點:

      1.中性焰、碳化焰、氧化焰_應俱全,可充分滿足用戶對火焰的使用要求。
      2.割面光滑平整、無掛渣結瘤。
      3.切縫窄、省材料、熱影響區小、變形小。
      4.作業沒有回火隱患,確實保障作業安全。
      5.減少污染排放,有利環保。
      6.經濟效益顯著,切割同等數量的鋼材比乙炔可減少支出達70%-75% ,比丙烷可節約40%以上。



      二、氫氧氣應用于船甲板切割

          一般強度船體結構用鋼的含碳量在0.18%-0.23%之間,屬于低碳鋼。由于船用甲板厚度大,形狀適應性強,因此加工 時使用乙炔氣火焰切割較多。但傳統的乙炔氣體不僅耗費能源,污染環一般強度船體結構用鋼的含碳量在0.18%-0.23%之間,屬于低碳鋼。由于船用甲板厚度大,形狀適應性強,因此加工時使用乙炔氣火焰切割較多。但傳統的乙炔氣體不僅耗費能源,污染環境,而且火焰發散,切割速度不好掌握,不能完全保證以上切割質量,因此氫氧氣已經逐漸成為乙炔的替代熱源。

          氫氧能源機應用在船甲板切割上的特點:
          1.不需配備低壓氧,切割速度容易控制。
          2.切割面更光潔,呈金屬光澤,尤其是無氮化層,切割后可直接用于焊接。
          3.切口下緣不粘渣;切割碳鋼時,切口中氧與鐵的放熱反應提供了附加的熱量,同時生成表面張力低、流動性好的FeO熔渣,改善了切口中熔融金屬的流動性,切割面較光潔,不粘渣,切割面斜角較小。
          4.氫氧氣熱影響小,切割變形小,精度高。


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