气体金属切割在兰石集团的试验和应用

摘 要：天然气作为清洁能源，通过试验完全代替乙炔、丙烷气体，成为了金属切割气，目前氧——天然气切割在兰州兰石集团工业园区内得到了普遍应用，极大地降低了集团各公司的金属切割成本，其使用安全、便捷，经济效益突出。

关键词：气体切割；天然气；丙烷气

中图分类号：TG48 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）17-0000-00

兰州兰石集团有限公司在金属切割中，主要采用的是气体切割，广泛应用于铸造再生产的过程中，大量切割硬度较高钢材的铸件冒口，在焊接生产备料工序中的金属切割。

通过对气割所用的气体可行性研究，经过多次试验验证，从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气切割。氧—天然气切割试验成功，避免了在使用丙烷（C3H8）比空气重，切割时有液体流出容易发生燃烧爆炸等安全问题。同时消除了兰州兰石集团工业园区内丙烷储存、充装、运输等环节造成的安全隐患，目前氧-天然气切割新技术在兰州兰石集团工业园区内得到了普遍应用。

1 气割用气体的比較

1.1 气割原理、应用条件及特点

气割：金属的气割过程，就是预热、燃烧、吹渣的连续过程，其实质是金属在纯氧中燃烧的过程，而不是熔化过程。

1.2 氧——乙炔、氧——丙烷、氧——天然气切割的优缺点

（1）氧——乙炔切割：2004年以前，兰州兰石集团使用氧——乙炔作为工业金属切割气体。由于乙炔的生产过程中能耗高、污染高、价格高，并且乙炔（C2H2）存在比空气重、不易挥发、爆炸危险性大等缺点，2004年兰州兰石集团用氧——丙烷代替氧——乙炔作为工业金属切割气体，并关闭乙炔生产车间。

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

兰石集团内使用氧——丙烷作为工业金属切割气体已十余年，经过不断完善，基本满足兰州兰石集团内部生产需求。但是氧——丙烷切割也存在以下问题：1）丙烷（C3H8）比空气重，逸出时容易沉积于地面上的凹坑，地沟，遇火就会燃烧爆炸。2）丙烷经水加热汽化后，在管道输送过程中部分丙烷气体冷凝为液体，切割时容易有液体流出，易发生燃烧爆炸。3）兰州兰石集团工业园区使用氧——丙烷作为工业金属切割气，需要建站储存、充装、运输，并且需要在每个车间建立一套丙烷气供气系统，投资较大，危险源多。

（3）氧——天然气切割：天然气作为工业金属切割气体比空气轻，并且具有价格低、安全、节能、环保、清洁、全天侯使用等优点，已成为工业燃气的理想能源。

目前氧——天然气切割新技术在兰州兰石集团工业园区内得到了大力的推广应用，极大的降低了金属切割成本，同时安全、方便，经济效益高。

1.3 常用燃气性能

常用燃气性能如表1所示。

2 气体金属切割在兰石集团的试验

2.1 氧——丙烷切割技术的试验推广应用

为了满足氧——丙烷作为工业金属切割气的工艺要求，公司选择兰石集团铸锻公司为试验场地，设计安装了一套丙烷气供气系统（其中包括汇流排、水加热汽化器），确保丙烷气供气量和供气压力稳定。但是氧——丙烷燃烧的火焰温度达不到氧——乙炔燃烧的火焰温度，铸造冒口切割困难。为解决这个问题，公司成立了公关小组，对乙炔割矩、割咀进行了改造。经过1年多的反复试验，加大了主要部位尺寸，增加预热氧耗量，确保丙烷燃烧充分，满足了铸锻公司铸造冒口切割的工艺要求。氧-丙烷切割新技术的试验成功，使氧-丙烷切割比氧-乙炔切割成本降低15%-30%，切口质量好，操作方便，操作安全等优点，在集团内得到广泛应用。

2.2 氧-天然气切割技术的试验推广应用

天然气作为工业金属切割气比空气轻，易挥发，具有价格低、安全、节能、环保、清洁、全天侯使用等优点，已成为工业燃气的理想能源。

为了使兰石新区工业园区使用天然气作为工业金属切割气，2013年年底动力公司受集团委托，决定在集团内推广应用氧-天然气作为工业金属切割气，为此动力公司组织专业技术人员，选择兰石景泰环保机械有限公司为试验场地，对用天然气进行切割的可行性进行研究。由于天然气以甲烷为主（CH4）和丙烷同属烷烃，切割工艺接近，所以在氧-丙烷切割技术的基础上进行为期1个月的反复试验，在现有条件可切割200mm以下厚度的钢板（天然气压力为0.1Mpa，氧气压力为1.2Mpa）。

为了确保天然气代替丙烷气的可靠性，我公司制定了《关于用天然气作为工业金属切割气的试验方案》，于2014年1月12日在兰石景泰环保机机械有限公司试验场地进行该项试验。

结论：天然气作为工业金属切割气，可以满足兰石集团新区工业园区的生产要求。目前氧-天然气切割新技术在兰石集团工业园区内得到了大力的推广应用，大大的降低切割成本，同时安全、方便，经济效益高。

3 结论

3.1 试验结论

天然气作为工业金属切割气，在不使用增温助燃添加剂的情况下，可以满足兰石集团新区工业园区的生产要求。

3.2 使用结论

目前氧-天然气切割新技术在兰石集团工业园区内得到了大力的推广应用，大大的降低切割成本，同时安全、方便、清洁、经济效益高。

（1）可以满足铸锻公司铸造件冒口切割的工艺要求。

（2）可满足200mm以下厚度钢板的切割和打孔的要求。

（3）切割速度和切口质量可满足工艺要求。

（4）天然气压力稳定。

（5）安全、节能、环保、清洁、全天侯使用。

4 经济效益

兰石集团在工业园区使用氧-天然气切割技术，可节约近618万元。

（1）兰石集团使用氧-天然气切割新技术，每年可节约气款近268万元。

（2）节约了丙烷气储存站拆迁重建费用约200万元。

（3）节约了各车间建丙烷气供气系统费用约150万元。

参考文献

[1]李勇奇.城市天然气切割金属的试验应用研究[J].河南科技，2014，（10）：53.

[2]毋燕.浅析连铸坯火焰切割在龙钢的应用[J].中国高新技术企业，2014，（9）：25-27.

收稿日期：2018-06-11

作者简介：吕继来（1960—），男，汉族，辽宁盘锦人，大专，工程师，研究方向：燃气技术。