连铸坯氢氧火焰切割经济效益分析.doc

连铸坯氢氧火焰切割经济效益分析连铸坯火焰切割采用氢气作为燃气介质与采用其它燃气介质相比，具有良好的经济效益，以下从两个方面进行分析计算钢损方面以150150 mm 定尺为10 m规格。按六机六流年设计产量为100万t进行对比分析：采用不同燃气介质切割连铸钢坯时的割缝平均宽度见下表截面 mm2平均割缝宽度（mm）氢气焦炉煤气丙烷150 150687从表数据中了解，如用氢气作为连铸钢坯火焰切割的燃气介质，割缝与用焦炉煤气切割相比小25%左右。仅此一项就会对连铸坯切割时的钢损节约非常可观。计算依据：1）按六机六流年设计产量100万吨计算，10 m的切割定尺；2）拉速3.5 m/min，工艺周期为171.4 s,切割周期为31.7s；3）氧氢气切割：切割150150 mm方坯 ，氢氧机每流每小时实际耗费20kwh（CHO6000 ）电费按0.6元/度计算。4）管道氧气0.5元/m3，焦炉煤气1.2元/m3。钢坯销售价格3,000元/t 5）割枪燃气耗量：24 m3/h（H2气流量，六机并接）6）割枪预热氧气耗量：12 m3/h钢损计算科目计算公式计算结果单根钢坯重0.15m0.15m10m7.8t/m1.755 t年切割次数数量1,000,000t 1.755吨/根569,800（次）煤气切割的单根钢坯损耗0.15m0.15m0.008m7.8t0.001404 t/次氢气切割的单根钢坯损耗0.15m0.15m0.006m7.8t0.001053 t/次每切割一次减少钢损0.001404-0.0010530.000351 t/次年总钢损减少569,800（次）0.000351t/次200.00 t年增加销售额200.00 t3,000元/t60万元焦炉煤气、氢氧气的使用成本 焦炉煤气的使用成本切割周期计算表铸坯厚度mm150铸坯宽度mm150拉速mm/min 3500切割定尺mm10000工艺周期sec171.4切割速度mm/min 450切割行程mm165.0预热时间sec1.7切割时间sec22.0切断时铸坯行程mm1383.3返回时间sec8.0切割周期sec31.7 待机时间sec139.7 全年煤气消耗成本割枪煤气耗量Nm3/h30每次切割耗量Nm3/次（31.7+139.7/3）/360030=0.65年切割耗量Nm30.65569,800=370,370煤气单价元/Nm31.20年消耗煤气成本元444,444.00吨钢成本元/吨0.44全年预热氧消耗成本焦炉煤气（净化后）是无色、有臭味的有毒气体，其主要成分是H2(60%)、CH4(甲烷)（22-26%）、CO（6-9%）、碳氢化合物CnHm(4.5%)及CO2、H2、O2等杂质。根据成分折算、焦炉煤气燃烧需要混合氧气体积比是11，即用焦炉煤气切割吨钢耗氧费用为为0.44元/吨。（4）用焦炉煤气作为燃气介质进行火焰切割的总成本（不含切割氧成本）为0.88元/吨。 氢氧气的使用成本氢氧气价格较为廉价，无污染，符合环保要求，氢气无毒，不会危害操作人员的身体健康。着火温度为580 - 590，与空气混合的爆炸极限是4.0%-74.2%，与空气比相对密度小。水电解氢氧机工作压力低，不储存，随产随用，且氢气比重小，易逸出飞散，即使泄漏也不会聚积，不会发生燃气站爆炸等恶性事故，同时，氢氧机因工作压力低，不属于压力容器，不在社会劳动部门管辖的范围内，而使用其它任何燃气要通过社会劳动安全部门监管。全年氢气消耗成本割枪氢气耗量（实际耗量）Nm3/h 11每次切割耗量Nm3/次（31.7+139.7/3）/360011=0.24年切割耗量Nm30.24569800=136752氢气单价元/Nm3 （200.6）43年消耗氢气成本元410256吨钢成本元/吨0.41全年预热氧消耗成本水(H2O)电解的化学方程式为 2H2O = 2H2 + O2氢气（H2）燃烧的化学方程式为 2H2 + O2 = 2H2O + Q(热量)从水电解制取的氧气本身就满足了氢气燃烧的需要，因此不需要消耗低压氧（或称混合氧），可以省下大量混合费用、理论上需氧气（氧燃气体积比）0.5，而实际耗氧气为0.25（因氢氧燃烧的外焰由空气中氧气进行助燃）。这比用焦炉煤气需氧量（氧燃气体 ）11，理论上要少一半低压氧。所以用水电解制取氢气与氧进行切割，其直接使用成本只与电费有关。用氢气作为燃气介质进行火焰切割的总成本（不含切割氧成本）为0.41元/吨。 综合对比表年切割100万吨连铸坯不同燃气介质的经济对比表采用焦炉煤气采用氢气吨钢年（万元）吨钢年（万元）吨钢直接成本（元/吨）0.88880.4141与煤气相比节省（万元/年）47金属损耗减少（万元/年）60.0年总经济效益（万元/年）107由此可以看出，采用氢气作为火焰切割的燃气介质与通常采用的焦炉煤气相比经济效益非常显著。有色金属焊接应用案例领域资料补充 由于氢氧火焰集中，热影响区小，可以实现金、银、铜、铂金等金银首饰工艺品的精密焊接，且焊接表面光滑美观。尤其对Pt（铂金）焊接，避免传统乙炔、天然气等含碳燃气在焊接过程中发生的渗碳造成Pt（铂金）脆裂。目前氢气的钎焊因有上述优点，现已在有色金属焊接中得到广泛应用。氢气的还原保护性案例应用领域资料补充氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、玻璃、有色金属精细焊接、连铸坯切割、汽车除碳、航空航天等方面有着广泛的应用。在一般情况下，氢极易与氧结合。这种特性使其成为天然的还原剂使用于防止出现氧化的生产中。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中和不锈钢表面处理，通常在氮气保护气氛中加入氢以去除残余的氧。在石化工业中，需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。分离式氢氧机与混合式氢氧机及传统热加工对比对比项目CHO氢氧机（H2、O2分离式）氢氧机（H2、O2混合式）乙炔焰应用领域气割、气焊、火焰加工行业、汽车除碳、氢燃料电池、氢氧灶、食品加工、化工、电子等领域气割、气焊、火焰加工行业气割、气焊、火焰加工行业节能方面以水为原料，通过电解产生氢、氧分离气体，采用无动力循环系统，使设备内部耗能和噪音大为降低；电解能源采用高效逆变电源，并可采用风能、太阳能、电能三位互补，节能效果显著以水为原料，通过电解产生氢氧混合气体，电解能源采用高效逆变电源消耗大量化工资源（电石通过采煤、炼焦、石灰石采炼，再由电炉炼制而成，是化工和冶金业的重要原料）和能源生产乙炔，且运输、储存费用高环保方面燃烧作业过程中，无有毒、有害气体产生，只有水产生，对操作员工身体无害，符合绿色环保要求，减少碳排放。为企业省时、省钱、更为今后企业免除环境污染交纳排放税燃烧作业过程中，无有毒、有害气体产生，只有水产生，对操作员工身体无害，符合绿色环保要求，减少碳排放。为企业省时、省钱、更为今后企业免除环境污染交纳排放税燃烧作业过程中，有H2S、P3S、SO2、CO2、CO、NO等有毒有害气体产生并污染空气，对操作员工身体有害。制气过程中伴有大量废渣、废水产生污染环境，产生大量温室气体火焰性能火焰热量集中，燃烧速度快，穿透力强，热影响区小。氢气、氧气分离可在氢气燃烧时配不同比例氧气成分，调节不同火焰温度。火焰温度可调适合不同热加工场合，使热加工效果更为理想火焰热量集中，燃烧速度快，穿透力强，热影响区小。氢氧混合气体燃烧时温度不可调火焰热量易发散，效率不高安全性由于燃气随产随用，没有大量储贮，使用安全可靠。另外所产氢、氧气体为分离式（不同于常规氢氧机所产生混合气体易回火）安全更有保证由于燃气随产随用，没有大量储贮，使用安全可靠，使用时有回火发生无论是集中制气，还是瓶装使用。在贮存、运输、使用过程中都有危险存在切割质量割缝小（是其它燃气的3050%，减小金属损失节省原材料），切口表面光滑，挂渣少，节省清理后序加工时间割缝小（是其它燃气的3050%，减小金属损失节省原材料），切口表面光滑，挂渣少，节省清理后序加工时间割缝大浪费切割材料，切口不平滑，易挂渣焊接质量氢氧火焰集中、不发散，对各类有色及黑色金属施焊，可实现精密焊接。且燃烧不产生碳化物，无黑斑污点产生，免除二次去污抛光处理。因火焰温度可调可根据不同金属熔点要求，调节相应温度，使焊接更为理想氢氧火焰集中、不发散，对各类有色及黑色金属施焊，可实现精密焊接。且燃烧不产生碳化物，无黑斑污点产生，免除二次去污抛光处理。因火焰温度不可调，焊接质量不够理想火焰易发散，不可实现精密焊接，且易产生碳化物，二次污染严重火焰加工进行火焰喷涂，玻璃石英制品的烧制和封口。金银首饰的火焰加工，医药针剂封口，亚克力抛光等进行火焰喷涂，玻璃石英制品的烧制和封口。金银首饰的火焰加工，医药针剂封口，亚克力抛光等可进行火焰加工，但有相应二次污染节省费用与传统乙炔切割加工相比，可节省费用40%以上与传统乙炔切割加工相比，可节省费用40%以上费用高除碳功能将产生分离的氢气通入汽车引擎，对汽车发动机的积碳进行物理去除，与传统使用化学催化剂的清洗相比，更环保更便捷。拓展氢氧机应用范围，为汽车除碳带来新的环保理念无无氢燃料电池氢氧机产生高纯度氢氧分