Способ газокислородной зачистки ме-ТАллА и уСТРОйСТВО для ОСущЕСТВлЕНияСпОСОбА Советский патент 1981 года по МПК B23K7/06 

(54) СПОСОБ ГАЗОКИСЛОРОДНОЙ ЗАЧИСТКИ МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА вающего газа и колеблющиеся струи режущего кислорода 4. Устройство для осуществлеиия этого способа содержит газокислородный резак с соплом, разделенным перегородками на секции 4. Недостаток - увеличение плотности кислорода на границах секций и, следовательно, неравномерный и излишний съем металла, достигающий при зачистке горячего металла на глубину 2 мм до 1 -1,5 мм, а при зачистке холодного металла на глубину 8 мм до 3-6 мм. Это ведет к образованию неровностей и гребещков на зачищенной поверхHocTHj снижающих качество зачистки, а также к неэффективному использованию кислорода вследствие неравномерной подачи его на зачицхаемую поверхность. Цель изобретения - экономия металла и повышение качества зачистки за счет более равномерного съема металла с зачищаемой поверхности, а также повышение эффективности использования кислорода. Указанная цель достигается тем, что колебание струи режущего кислорода производят путем подачи на каждую струю дополнительной импульсной струи кислорода с частотой 2-10Гц под углом 15-90° к продольной оси струи. Кроме того, в устройстве для осуществления способа в каждой перегородке выполнен канал для подачи дополнительной импульсной струи кислорода, в стенке которого, в свою очередь, выполнено выходное отверстие с осью, размещенной под углом 90-165° к оси дополнительного канала, а устройство снабжено клапанами для импульсной подачи кислорода, закрепленными на входе в каждый дополнительный канал. Сущность предложенного способа заключается в следующем. На каждую из струй, полученных в результате разделения струи режущего кислорода, подают в плоскости последней и. фронта зачистки под углом 15-90° и с частотой 2-10 Гц по ходу истечения режущего кислорода другую дополнительную струю кислорода. В результате воздействия кинетической энергии дополнительных струй кислорода на струи, а следовательно, и на всю струю режущего кислорода, последняя приходит в колебательное перемещение вдоль фронта зачищаемой поверхности металла. Колебательное перемещение параллельных струй режущего кислорода позволяет создать турбулентность потока и обеспечить периодическое смещение (с указанной выще частотой) струи режущего кислорода, имеющей неравномерное в поперечном сечении давление по зачищаемой поверхности. В результате этого обеспечивается равномерное распределение давления кислорода на зачищаемую поверхность на участке контакта струи режущего кислорода с ней, а турбулизация струи режущего кислорода повыщает интенсивность реакции окисления снимаемого слоя металла. Следовательно, снимается металл более равномерным по толщине на всей ширине зачищаемого металла слоем, вследствие чего экономится металл и повыщается качество зачистки, а также эффективность использования кислорода. Струи дополнительного кислорода подают под давлением, в 1,3-2 раза превышающем давление струи режущего кислорода, что обеспечивает при подаче их под углом 15-90° получение амплитуды колебания параллельных струй режущего кислорода 15-25 мм, достаточной для перекрытия зон между секциями газокислородного резака. На фиг. 1 показан газокислородный резак, поперечный разрез; на фиг. 2 - продольный разрез А-А на фиг. 1. Устройство состоит из газорежущей головки (не показана) с установленным в ее нижней части газокислородным резаком, состоящим из верхней 1, средней. 2 и нижней 3 пластин. Средняя пластина 2, образующая сопло 4 для режущего кислорода, разделена на секции перегородками 5 и снабжена каналом 6 для подачи режущего кислорода. В перегородках 5 выполнены каналы 7с выходными отверстиями 8 для подачи дополнительных струй кислорода на струи режущего кислорода между перегородками, связанные посредством выполненных в средней пластине 2 клапанов 9 и кислородного коллектора 10 с клапаном 11, работающим в пульсирующем режиме. Продольные оси каналов 7 и сопел 8 расположены в одной плоскости, проходящей через среднюю пластину 2 параллельно нижней 3 и верхней 1 пластинам, при этом сопла 8 расположены в нижних концах перегородок 5 так, что их продольные оси составляют боковыми поверхностями перегородок угол, равный 90-165° Между верхней, 1 и средней 2 пластинами, а также средней 2 и нижней 3 пластинами расположены гофрированные пластины 12, образующие совместно с указанными пластинами смежные каналы 13 и 14 для подвода в зону зачистки газа и кислорода для создания греющего факела. Устройство работает следующим обра30 М. Газ и кислород, подаваемые в зону зачистки соответственно через каналы 13 и 14, смещиваются и создают подогревающий факел, обеспечивающий достижение температуры, необходимой для плавления металла на зачищаемой поверхности и поддержания жидкой фазы, а режущий кислород, подаваемый под давлением 5-7 кгс/см расходом в 220-370 через сопло 4 пластины 2 газокислородного резака струя ми, получаемыми в результате разделения перегородками 5, осуществляет зачистку металла. Через сопла 8 в перегородках 5 на струи режущего кислорода подаются пульсирующие струи кислорода под давлением 7,5- 10,7 кгс/см и расходе через одно сопло 14-25 , пульсация которых с частотой 2-10 Гц достигается за счет пульсирующего режима работы клапана 11. Пульсирующие струи кислорода приводят в колебательное движение с этой же частотой и амплитудой 15-25 мм струи режущего кислорода.

В результате колебательного перемещения струй режущего кислорода вдоль фронта зачистки давление их на зачищаемый металл выравнивается, и металл снимается с зачищаемой поверхности равномерным по толщине .слоем.

Изобретение опробовано при зачистке холодного металла на различных режимах: Давление режущего кислорода, кгс/см 26 Расход режущего кислорода на одну секцию, 325 Давление дополнительного кислорода, кгс/см 9

Расход дополнительного кис)го кис5, НМУч

19 лорода на одну секцию.

Обычно режимы зачистки выбирают исходя из максимальной глубины залегания дефектов поверхности с учетом неравномерности съема металла. Чем она выше, тем больше задаваемая режимом толщина снимаемого слоя, а, следовательно, возрастают и потери металла. Поэтому снижение неравномерности съема металла приводит к экономии металла на 20-W/o от образующихся при зачистке металлоотходов.

При использовании изобретения удельный расход кислорода на 1 кг снимаемого с поверхности заготовки металла снижается с 0,38-0,45 нмз/кг до 0,18-0,22 . Это связано с повышением интенсивности окислительного термохимического процесса и более полным использованием кислорода в реакции окисления металла.

Экономия кислорода при этом в пересчете на 1 т зачищаемого металла составит 2-3 , а металла - 8-16 кг/т.

Формула изобретения

1. Способ газокислородной зачистки металла, при котором на зачищаемую поверхность подают струю подогревающего газа 0 и колеблющиеся струи режущего кислорода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества зачистки путем обеспечения более равномерного съема металла с зачищаемой поверхности, колебание струи кислорода производят путем подачи на каждую струю

5 дополнительной импульсной струи кислорода с частотой 2-10 Гц под углом 15-90° к продольной оси струи.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее газокислородный резак с соплом, разделенным перегородками

0 на секции, отличающееся тем, что в каждой перегородке выполнен канал для подачи дополнительной импульсной струи кислорода, в стенке которого, в свою очередь, выполнено выходное отверстие с осью, размещенной под углом 90-165° к оси дополнительного канала, а устройство снабжено клапанами для импульсной подачи кислорода, закрепленными на входе в каждый дополнительный канал.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.«Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1973, № 10, с. 172-176.

2.Зыков А. Д. и др. Мащинный кислородный резак. «Металлург, 1971, № 12,

5 с. 33.

3.Патент США № 3061297, кл. 266-23, 11.03.72.

4.Авторское свидетельство СССР

№ 280214, кл. В 23 К 7/06, 15.07.69 (прототип) .