Способ образования ванны расплавленного металла при начале огневой зачистки и устройство для его осуществления

 

1. Способ образования ванны расплавленного металла при начале огневой зачистки , при котором на поверхность металла подают потоки горючего газа, режущего кислорода , а также стальную проволоку, которую подогревают потоком горючего газа до образования капель расплавленного металла , отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени образования ванны при зачистке холодного металла путем увеличения концентрации капель расплавленного металла на единицу поверхности, стальную проволоку подают по продольной оси потока режущего кислорода, а поток горючего газа подают с наружной стороны потока режущего кислорода соосно ему, при этом на поверхность металла между потоком режущего кислорода и поверхностью проволоки подают с S дополнительный поток горючего газа. (Л 1C Од ОУ со 4 Од ;а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1263464 (5D 4 В 23 7 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Щр .— М, ГЪ1, к

=" t9 . 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Å7Èè

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2894229/25-27 (22) 13.03.80 (46) 15.10.86. Бюл. № 38 (71) Научно-исследовательский институт металлургии (72) А. Л. Дайкер, А. Д. Богатырев, А. И. Вейс, Е. Я. Коченгин, Н. М. Новоселов и Г. Я. Морозов (53) 621.791.94.054.8 (088.8) (56) 1. Патент США № 3966503, кл. 148 — 9.5, 13.01.75.

2. Авторское свидетельство СССР № 858785, кл. В 23 К 7/06. (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ВАННЫ

РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ПРИ НАЧАЛЕ ОГНЕВОЙ ЗАЧИСТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ образования ванны расплавленного металла при начале огневой зачистки, при котором на поверхность металла подают потоки горючего газа, режущего кислорода, а также стальную проволоку, которую подогревают потоком горючего газа до образования капель расплавленного металла, отличающийся тем, что, с целью уменьщения времени образования ванны при зачистке холодного металла путем увеличения концентрации капель расплавленного металла на единицу поверхности, стальную проволоку подают по продольной оси потока режущего кислорода, а поток горючего газа подают с наружной стороны потока режущего кислорода соосно ему, при этом на поверхность металла между потоком режущего кислорода и поверхностью проволоки подают дополнительный поток горючего газа.

1263464

1О

2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что поток режущего кислорода подают к поверхности в виде кольцевого конусного потока с углом при вершине конуса, направленным в сторону обрабатываемого металла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток режущего кислорода подают отдельными струями, размещенными под углом к продольной оси проволоки.

4. Устройство для образования ванны расплавленного металла при начале огневой зачистки, содержащее корпус с каналами для подачи стальной проволоки, режущего кислорода и горючего газа, отличающееся тем, что, в корпусе выполнен дополнительный канал для подачи горючего газа в

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при сплошной и выборочной зачистке металла любого сечения в цехах металлургических заводов.

Известен способ огневой зачистки металла, предусматривающий использование стальной проволоки из углеродистой стали, конец которой предварительно подогревается отраженным от зачищаемой поверхности металла пламенем основных газокислородных резаков и расплавляется в струе кислорода для создания капли расплавленного металла, которая затем раздувается в направлениях, перпендикулярном и параллельном направлению относительного движения указанной поверхности. Расплавление конца проволоки и раздув капли металла осуществляются с помощью струи кислорода, выходящей из сопла, расположенного перед основными газокислородными резаками (1).

Недостатками известного способа являются необходимость точной ориентации проволоки относительно отраженного пламени основных газокислородных резаков, большое время термохимического начала зачистки и отсутствие устойчивости термохимического начала сплошной зачистки одним соплом, т.е. решение этой задачи может быть обеспечено только установкой напротив каждой секции основных газокислородных резаков дополнительных сопел и проволочно-подающих механизмов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ наведения жидкой ванны металла при огневой зачистке, включающий подачу на поверхность металла потоков горючего газа, режущего кислорода, а также стальной проволоки, которую подогревают потоком горючего газа до образования капель расплавленного металла (2). полости которого соосно ему размещен канал для подачи проволоки.

5, Устройство по п. 4, отличающееся тем, что канал для подачи режущего кислорода выполнен в виде соосной с каналами для подачи горючего газа и проволоки конической кольцевой щели.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что кольцевая щель разделена на участки расположенными по окружности перегородки.

7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что канал для подачи режущего кислорода выполнен в виде размещенных по окружности отверстий, продольная ось которых расположена под углом к продольной оси корпуса.

Устройство для осуществления известного способа содержит корпус с каналами для подачи стальной проволоки, режущего кислорода и горючего газа (2).

Известные способ и устройство позволяют надежно и быстро наводить ванну расплавленного металла на поверхность только горячего металла как при сплошной, так и при выборочной зачистке, в том числе при движении металла.

Недостатком известного способа является низкая эффективность использования распплава проволоки вследствие рассеивания его по поверхности зачищаемого металла на расстояние не менее глубины введения проволоки в поток режущего кислорода, что снижает количество расплава металла, переносимого этим потоком на единицу площади в зону зачисткы, и, следовательно, эффективную тепловую мощность, передаваемую каплей расплава зачищаемому металлу через единицу площади.

Этой тепловой мощности вполне достаточно для быстрого и надежного наведения ванны расплавленного металла на поверхности горячего металла, однако для наведения такой ванны на поверхности холодного металла этой мощности недостаточно, поэтому необходимо в зоне наведения ванны расплавленного металла повысить температуру. Для этого в эту зону нужно подавать серию капель, что приводит к значительному снижению скорости и надежности наведения жидкой ванны металла и, как следствие этого, к снижению надежности и производительности выборочной и сплошной огневой зачистки холодного металла, в том числе при его движении.

Цель изобретения — ускорение образования ванны расплавленного металла путем повышения эффективной тепловой мощности

1263464 з расплава проволоки, передаваемой поверхности металла, и тем самым повышения надежности и производительности выборочной и сплошной зачистки холодного металла, в том числе при его движении.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу огневой зачистки металла, при котором на поверхность зачищаемого металла подают из резака поток горючего газа и режущего кислорода, а также нагреваемую в пламени горючего газа стальную проволоку до образования капель расплавленного металла, стальную проволоку подают по продольной оси потока режущего кислорода, а поток горючего газа подают с наружной стороны потока режущего кислорода соосно ему, при этом на поверхность 15 металла между потоком режущего кислорода и поверхностью проволоки подают дополнительный поток горючего газа.

Кроме того, поток режущего кислорода подают к поверхности в виде кольцевого конусного потока с углом при вершине конуса, направленным в сторону обрабатываемого металла.

Поток режущего кислорода подают отдельными струями, размещенными под углом к продольной оси проволоки. 25

Для осуществления указанного способа в устройстве, содержащем корпус с каналами для подачи стальной проволоки режущего кислорода и горючего газа, в корпусе выполнен дополнительный канал для подачи горюячего газа, в полости которого З0 соосно ему размещен канал для подачи проволоки.

В указанном устройстве канал для подачи режущего кислорода выполнен в виде соосной с каналами для подачи горючего газа и проволоки конической кольцевой щели. З5

Кольцевая щель разделена на участки расположенными по окружности перегородками.

Канал для подачи режущего кислорода выполнен в виде размещенных по окружности отверстий, продольная ось которых расположена под углом к продольной оси

40 корпуса.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Стальную проволоку, служащую для образования капель расплавленного металла, подают в окружении потока горючего газа, который в свою очередь подают в окружении потока режущего кислорода кольцевого сечения, сходящегося в направлении к поверхности металла на продольной оси проволоки. Такая подача стальной проволоки, 50 горючего газа и режущего кислорода приводит к увеличению эффективной тепловой мощности капли металла, получаемой при расплавлении стальной проволоки. Так как проволока вводится по центру потока горючего газа, окруженного незагря з ненными продуктами сгорания кислорода, то образующийся вследствие горения газа факел, имеющий в центре максимальную температуру, передает проволоке максимум тепловой мощности, вследствие чего проволока расплавляется быстрее, а скорость экзотермической реакции горения получаемой капли расплавленного металла увеличивается.

Увеличению скорости экзотермической реакции способствует также то, что капли расплавленного металла подается на поверхность зачищаемого металла сходящимися струями режущего кислорода, причем последнее обеспечивает минимальное рассеивание капли расплавленного металла, т.е. приводит к увеличению количества расплава капли, подаваемой в зону зачистки металла на единицу площади, и, следовательно, увеличивает эффективную тепловую мощность, передаваемую каплей расплава для наведения жидкой ванны расплавленного металла на зачищаемой поверхности.

Подача режущего кислорода струями, расположенными с шагом по окружности, дает возможность продуктам сгорания удаляться из центральной зоны горения через промежутки между струями, что способствует снижению загрязнения ими кислорода и обеспечивает высокую концетрацию кислорода в режущей струе.

На фиг. 1 показано устройство огневой зачистки металла, поперечный разрез; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. l.

Устройство состоит из корпуса 1, снабженного центральным каналом 2 для подачи проволоки, соосно расположенным каналу 2 каналом 3 кольцевого сечения для подачи горючего газа и концентричными последнему каналами 4 для подачи режущего кислорода и каналами 5 и 6 для подачи греющего кислорода и горючего газа соответственно. Канал 4 для подачи режущего кислорода имеет форму кольцевой щели, разделенной на участки равномерно расположенными по окружности перегородками, Каждый участок имеет форму отверстий круглого сечения, наклоненных в направлении к нижнему торцу корпуса 1 и каналу 2. Каналы 5 для подачи греющего кислорода расположены параллельно каналу 2 для подачи проволоки 7, а каналы 6 для подачи греющего газа с уклоном в сторону нижнего торца корпуса 1.

Технология способа и работа устройства заключаются в следующем.

Включается резак, по каналам 5 и 6 подают горючий газ и греющий кислород под давлением 0,5 кгс/см и 0,8 кгс/см соответственно, образующие греющей факел. По каналу 2 подают стальную проволоку, которая подогревается в греющем факеле, образующемся при сгорании газа, истекающего по каналам 5, а также по кольцевому каналу 3. При этом проволока прогревается до появления жидкой фазы. Одновременно с подачей газа по каналам 3 и 6 и кислорода по каналам 5 через

12634б4

Составитель М. Новик

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Дылын

Заказ 5473113

5 отверстия канала 4 сходящимися под углом

35 струями подают на проволоку режущий кислород. В струе режущего кислорода происходит оплавление введенного конца про-, волоки, получение капли расплавленного металла и перенос этой капли струей режущего кислорода в точку начала термохимической рекции на поверхности зачищаемого металла для наведения ванны расплавленного металла.

Для получения ванны расплавленного металла после начала экзотермической реакции на зачищаемой поверхности устройство перемещают вдоль или поперек зачищаемой поверхности в зависимости от вида зачистки. После начала термохимической реак- 15 ции и образования ванны расплавленного металла режущий кислород осуществляет непосредственно зачистку металла,.при этом наведение ванны расплавленного металла по ширине необходимой зоны зачистки осуществляется совокупным воздействием греющего факела и режущего кислорода.

Предлагаемое устройство, реализующее способ огневой зачистки, опробовано. Результаты испытаний показали, что при зачистке холодного металла время наведения ванны расплавленного металла составляет 0,03, 0,08 с против 0.8 — 0,9 с при использовании прототипа, что позволило надежно осуществлять выборочную и сплошную зачистку при движении холодного металла со скоростью до 0,35 м/с (известное устройство позволило осуществлять надежную зачистку при движении металла со скоростью не более 0,01 м/с) .

В результате использования изобретения повышается надежность и производительность огневой зачистки холодного металла, в том числе и при его движении на 100 и на 20% соответственно.