氣體金屬切割在蘭石集團的試驗和應用

摘 要：天然氣作為清潔能源，通過試驗完全代替乙炔、丙烷氣體，成為了金屬切割氣，目前氧——天然氣切割在蘭州蘭石集團工業園區內得到了普遍應用，極大地降低了集團各公司的金屬切割成本，其使用安全、便捷，經濟效益突出。

關鍵詞：氣體切割；天然氣；丙烷氣

中圖分類號：TG48 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）17-0000-00

蘭州蘭石集團有限公司在金屬切割中，主要采用的是氣體切割，廣泛應用于鑄造再生產的過程中，大量切割硬度較高鋼材的鑄件冒口，在焊接生產備料工序中的金屬切割。

通過對氣割所用的氣體可行性研究，經過多次試驗驗證，從最初的氧一乙炔切割到氧一丙烷切割，再到目前的氧一天然氣切割。氧—天然氣切割試驗成功，避免了在使用丙烷（C3H8）比空氣重，切割時有液體流出容易發生燃燒爆炸等安全問題。同時消除了蘭州蘭石集團工業園區內丙烷儲存、充裝、運輸等環節造成的安全隱患，目前氧-天然氣切割新技術在蘭州蘭石集團工業園區內得到了普遍應用。

1 氣割用氣體的比較

1.1 氣割原理、應用條件及特點

氣割：金屬的氣割過程，就是預熱、燃燒、吹渣的連續過程，其實質是金屬在純氧中燃燒的過程，而不是熔化過程。

1.2 氧——乙炔、氧——丙烷、氧——天然氣切割的優缺點

（1）氧——乙炔切割：2004年以前，蘭州蘭石集團使用氧——乙炔作為工業金屬切割氣體。由于乙炔的生產過程中能耗高、污染高、價格高，并且乙炔（C2H2）存在比空氣重、不易揮發、爆炸危險性大等缺點，2004年蘭州蘭石集團用氧——丙烷代替氧——乙炔作為工業金屬切割氣體，并關閉乙炔生產車間。

（2）氧——丙烷切割：氧——丙烷切割比氧——乙炔切割成本降低了15%-30%，并且切口質量好，操作方便、安全。

蘭石集團內使用氧——丙烷作為工業金屬切割氣體已十余年，經過不斷完善，基本滿足蘭州蘭石集團內部生產需求。但是氧——丙烷切割也存在以下問題：1）丙烷（C3H8）比空氣重，逸出時容易沉積于地面上的凹坑，地溝，遇火就會燃燒爆炸。2）丙烷經水加熱汽化后，在管道輸送過程中部分丙烷氣體冷凝為液體，切割時容易有液體流出，易發生燃燒爆炸。3）蘭州蘭石集團工業園區使用氧——丙烷作為工業金屬切割氣，需要建站儲存、充裝、運輸，并且需要在每個車間建立一套丙烷氣供氣系統，投資較大，危險源多。

（3）氧——天然氣切割：天然氣作為工業金屬切割氣體比空氣輕，并且具有價格低、安全、節能、環保、清潔、全天侯使用等優點，已成為工業燃氣的理想能源。

目前氧——天然氣切割新技術在蘭州蘭石集團工業園區內得到了大力的推廣應用，極大的降低了金屬切割成本，同時安全、方便，經濟效益高。

1.3 常用燃氣性能

常用燃氣性能如表1所示。

2 氣體金屬切割在蘭石集團的試驗

2.1 氧——丙烷切割技術的試驗推廣應用

為了滿足氧——丙烷作為工業金屬切割氣的工藝要求，公司選擇蘭石集團鑄鍛公司為試驗場地，設計安裝了一套丙烷氣供氣系統（其中包括匯流排、水加熱汽化器），確保丙烷氣供氣量和供氣壓力穩定。但是氧——丙烷燃燒的火焰溫度達不到氧——乙炔燃燒的火焰溫度，鑄造冒口切割困難。為解決這個問題，公司成立了公關小組，對乙炔割矩、割咀進行了改造。經過1年多的反復試驗，加大了主要部位尺寸，增加預熱氧耗量，確保丙烷燃燒充分，滿足了鑄鍛公司鑄造冒口切割的工藝要求。氧-丙烷切割新技術的試驗成功，使氧-丙烷切割比氧-乙炔切割成本降低15%-30%，切口質量好，操作方便，操作安全等優點，在集團內得到廣泛應用。

2.2 氧-天然氣切割技術的試驗推廣應用

天然氣作為工業金屬切割氣比空氣輕，易揮發，具有價格低、安全、節能、環保、清潔、全天侯使用等優點，已成為工業燃氣的理想能源。

為了使蘭石新區工業園區使用天然氣作為工業金屬切割氣，2013年年底動力公司受集團委托，決定在集團內推廣應用氧-天然氣作為工業金屬切割氣，為此動力公司組織專業技術人員，選擇蘭石景泰環保機械有限公司為試驗場地，對用天然氣進行切割的可行性進行研究。由于天然氣以甲烷為主（CH4）和丙烷同屬烷烴，切割工藝接近，所以在氧-丙烷切割技術的基礎上進行為期1個月的反復試驗，在現有條件可切割200mm以下厚度的鋼板（天然氣壓力為0.1Mpa，氧氣壓力為1.2Mpa）。

為了確保天然氣代替丙烷氣的可靠性，我公司制定了《關于用天然氣作為工業金屬切割氣的試驗方案》，于2014年1月12日在蘭石景泰環保機機械有限公司試驗場地進行該項試驗。

結論：天然氣作為工業金屬切割氣，可以滿足蘭石集團新區工業園區的生產要求。目前氧-天然氣切割新技術在蘭石集團工業園區內得到了大力的推廣應用，大大的降低切割成本，同時安全、方便，經濟效益高。

3 結論

3.1 試驗結論

天然氣作為工業金屬切割氣，在不使用增溫助燃添加劑的情況下，可以滿足蘭石集團新區工業園區的生產要求。

3.2 使用結論

目前氧-天然氣切割新技術在蘭石集團工業園區內得到了大力的推廣應用，大大的降低切割成本，同時安全、方便、清潔、經濟效益高。

（1）可以滿足鑄鍛公司鑄造件冒口切割的工藝要求。

（2）可滿足200mm以下厚度鋼板的切割和打孔的要求。

（3）切割速度和切口質量可滿足工藝要求。

（4）天然氣壓力穩定。

（5）安全、節能、環保、清潔、全天侯使用。

4 經濟效益

蘭石集團在工業園區使用氧-天然氣切割技術，可節約近618萬元。

（1）蘭石集團使用氧-天然氣切割新技術，每年可節約氣款近268萬元。

（2）節約了丙烷氣儲存站拆遷重建費用約200萬元。

（3）節約了各車間建丙烷氣供氣系統費用約150萬元。

參考文獻

[1]李勇奇.城市天然氣切割金屬的試驗應用研究[J].河南科技，2014，（10）：53.

[2]毋燕.淺析連鑄坯火焰切割在龍鋼的應用[J].中國高新技術企業，2014，（9）：25-27.

收稿日期：2018-06-11

作者簡介：呂繼來（1960—），男，漢族，遼寧盤錦人，大專，工程師，研究方向：燃氣技術。