160012. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés oxigén-lángvágáshoz

160012 3 4 előmelegítési és/vagy a lángvágási ciklusidő csökkentése. Az előmelegítési idő csökkentése és a lángvágási sebesség növelése céljából egyszerű megoldásnak látszik a fűtőanyag és az oxigén áramlásának megnövelése. Ez a módszer azonban hatástalan, mivel az utókeverő rendszerben a többletmennyiségű oxigén és fűtőanyag nem keverhető megfelelően és nem égethető el kellő hatékonysággal. Ennek a problémának a megoldását adja tanulmányunk, amely lényegében egy, termőkor miai lángvágó eljárás vastartalmú fémtestek vágására, ahol a fémtest keresztirányban kiterjedő felületét előmelegítő zóna van, amelyet égő fűtőgáz hevít. A fűtőgáz lángja a fémtest felületére viszonylag alacsony sebességgel síkszerűen áramló oxigén felső zónájára van irányítva, miáltal a felület keresztirányban kiterjedő részén olvadt fémréteg keletkezik. Az olvadékra irányított nagyobb áramlási sebességű oxigénáram az olvadt fémet szétszórja és az oxigénáram és a fémtest, között a lángvágás irányában relatív elmozdulást hoz létre. A találmány szerint a viszonylag alacsony sebességű oxigénáramra fűtőgáz kiáramlásának szintje feletti irányból gyűjtő rendszerű oxigénfüggönyt irányítunk, amely ütközik a vágó oxigénárammal, s ezzel az áramlás felgyorsul. A találmány magában foglalja továbbá az eljárás foganatosítására szolgáló lángvágó berendezést, valamint a lángvágó berendezés és a vágandó fémtest között vágási irányban relatív elmozdulást biztosító szerkezetet. A lángvágó berendezés horony-álakú oxigénvezető járatot, fűtőgáz kivezetésére szolgáló legalább egy nyílássort tartalmaz, amely nyílássor az oxigénjárat felső oldalán van elrendezve, és hegyesszöget zár be az oxigén-járatsor meghoszszabbított síkjával. A találmány szerinti lángvágó berendezés gyűjtőrendszerű oxigén vezető nyílássort tartalmaz, amely a fűtőgáz-nyílássor felett van elrendezve, és amely szintén hegyesszögét alkot a horonyalakú oxigénvezető járatsor meghosszabbított síkjával. A csatolt rajz a találmány szerinti berendezés kiviteli példáját ismerteti. A rajzokon az 1. ábra a vágóberendezés oldalnézetét szemlélteti, ahol az ún. gyűjtőrendszerű kiegészítő oxigéncsatorna a felső előmelegítő blokkban, az előmelegítő gáznyílássor felett helyezkedik el; a 2. ábra ia vágóberendezés elölnézetét szemlélteti; a 3. ábra összehasonlító diagram, amely a találmány szerinti gyűjtőrendszerű oxigénárammal történő előmelegítés idejét hasonlítja össze az olyan vágóberendezésekkel, amelyek ezt a gyűjtőrendszerű oxigénáramot nem tartalmazzák. A technika ismert szintjének megfelelően abból a célból, hogy a munkadarab reakcióterében maximális hőátadást érjünk el, az 1. ábrán szemléltetett 11 felső és 12 alsó élőmelegítő gázáramot, továbbá a központi hornyú 8 oxigénjáratból kijövő lángvágó 9 oxigénáramot úgy irányítjuk, hogy azok egyenes vonalban a W munkadarab egyetlen A pontjában találkozzanak. Mindezek ellenére az aerodinamikai hatás miatt — amelyet a reakcióban résztvevő forró gázok áramlása és a környezet hűtő hatása, valamint a nagysebességű gázok nyomásesése okoz — a 20 olvadékzóna nem az A pontban, hanem néhány centiméterrel a vágás irányában hátrább levő B pontban alakul ki. Ebből következően szükséges volt, hogy az ismert eljárásnak megfelelően a lángvágó berendezést,, vagy a munkadarabot a vágó oxigénáram beindítása előtt néhány centiméterrel hátrább helyezzük, így indulásnál a vágást végző oxigénáram az olvadékzónára ütközik, és nem az elé irányul. A vágóberendezés vagy munkadarab fentebb leírt hátrahelyezése, amely az előmelegítési és vágási folyamat indulása között történt, lényegében az előmelegítés időszükségletét növelte. Az előmelegítő gázáram felett alkotott, találmány szerinti síkszerű oxigénfüggöny önmaga és a vágandó fém felülete között ék-alakzatú teret alakít ki. Az oxigénfüggönyt a nagyszámú 23 oxigén-nyílásokon kiáramló oxigénnyalábok egybefolyása alkotja. A 23 oxigén-nyílások az 1 felső előmelegítő blokkban elrendezett 15 gáznyílás-sor felett vannak elhelyezve. Mind az 1 felső, mind a 2 alsó előmelegítő blokkból kiáramló nagysebességű fűtőgáz az ékalakú térben irányul, összegyűlik és a 8 folyamatos hornyú oxigénjáraton kijövő 9 oxigénárammal keveredik. Ily módon az előmelegítés jelentősen javítható azáltal, hogy a fűtőanyag és oxigén mennyisége megnövelhető és elégetésre megfelelően keverhető, mialatt az olvadék helyzete a kívánt helyen pontosan rögzíthető. Az oxigénfüggöny kettős előnyt nyújt. Először fizikai határolóelemként működik, tárolva vagy sűrítve a fűtőanyagot, miáltal az oxigénnel jóminőségű keverék képződik, másodszor pedig lehetővé teszi az égéskeverék mennyiségének növelését, miáltal a lánghőmérséklet növelhető. E kát hatás kombinálása tehát megnöveli a munkadarabra ható hőátadást és biztosítja a hő egy megkívánt ponton történő koncentrálását. Meglepő, de rendkívül hasznos eredménye ennek a találmánynak, hogy a fémolvadék nem az A mögötti B pontban, hanem inkább az A előtti C pontban alakul ki. Az a tény, hogy a C pont éppen a 9 oxigénáram egyenes vonala előtt van, lehetővé teszi a munkadarab vagy vágóberendezés vágó-oxigén indítása előtti hátrahelyezésének megszüntetését. Ez lényegében az előmelegítési sebesség további fokozását eredményezi. Amint az 1. és 2. ábra szemlélteti, a vágóberendezés 1 felső és 2 alsó előmelegítő blokkot, 3 fejrészt és 4 tartósarut foglal magában, amely 10 15 20 25 35 25 40 50 50 55 60 2