DE2018779A1 - Fast flame cutting torch - Google Patents

Fast flame cutting torch

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DE2018779A1
DE2018779A1 DE19702018779 DE2018779A DE2018779A1 DE 2018779 A1 DE2018779 A1 DE 2018779A1 DE 19702018779 DE19702018779 DE 19702018779 DE 2018779 A DE2018779 A DE 2018779A DE 2018779 A1 DE2018779 A1 DE 2018779A1
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Manfred Prof. Dr. χ 3010 Magdeburg; Boschnakow Iwan Dr.-Ing. χ 4030 Halle Beckert
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Zentralinstitut fuer Schweisstechnik der DDR
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Zentralinstitut fuer Schweisstechnik der DDR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
    • F23D14/54—Nozzles for torches; for blow-pipes for cutting or welding metal

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Abstract

Particularly for 3-50 mm cut thickness, the O2 stream is pref. inclined at 10-45 degrees to the workpiece surface and one or more heating flames preheat the workpiece and stabilize the O2 stream. An asymmetrical O2 stream or 2 O2 streams with common or separate O2 feeds and the same supply container pressure of 1-30 atm. move at an advance speed, corresponding to the thickness, of 700-12000 mm/min. The workpiece is fed so that a part of the asymmetrical stream, or one of the two, has a lower stream velocity of 40-450 m/sec. and the other part flows at 330-620 m/sec. Both parts or streams are advantageously surrounded by the parallel or convergent heating flames.

Description

Verfahren und Schneidbrenner zum Trennen metallischer Werkstoffe Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Schneidbrenner zum Trennen metallischer Werkstoffe, insbesondere für Schneiddicken zwischen 3 und 50 mm, bei denen der Sauerstoffstrahl zur Oberfläche des zu schneidenden Werkstoffes vorzugsweise in einem Angriffswinkel Von 10 bis 400 geneigt ist und eine oder mehrere Heizflammen zur Vorwärmung des Werkstoffes sowie zur Stabilisierung des Sauerstoffstrahles verwendet werden.Process and cutting torch for separating metallic materials The invention relates to a method and a cutting torch for cutting metallic Materials, especially for cutting thicknesses between 3 and 50 mm, where the oxygen jet to the surface of the material to be cut, preferably at an angle of attack It is inclined from 10 to 400 and has one or more heating flames to preheat the Material as well as to stabilize the oxygen jet can be used.

Es ist bekannt, durch Neigung des Schneidsauerstoffstrahles zur Oberfläche des Werkstückes günstigere Bedingungen als beim üblichen Brennschneiden, bei dem der Schneidsauerstoffstrahl in einem Winkel von 900 zur Oberfläche des Werkstoffes geführt wird, zu schaffen. Durch die Neigung des Schneidsauerstoffstrahles kommt es durch Vorlaufen der schmelzflüssigen Schlacke zu einer intensiveren Vorwärmung der Reaktionsstelle. Außerdem durchläuft hierbei der Schneidsauerstoffstrahl eine größere Materialstrecke, so daß der Sauerstoffausnutzungsgrad verbessert wird. Der Schneidsauerstoffstrahl wird im Material abgelenkt und es kommt dadurch zur Ausbildung eines Zentrifugaleffektes. Hierdurch wird die Schneidwirkung erhöht, die schmelzflüssige Schlacke seitlich abgedrängt und die Reaktionsgeschwindigkeit gesteigert. Besonders günstige Ergebnisse werden beim Brennschneiden mit Überschalldüsen bei Schneidsauerstoffdrücken von etwa 3 bis 10 kp/cm2 erreicht.It is known by the inclination of the cutting oxygen jet towards the surface of the workpiece more favorable conditions than with conventional flame cutting, in which the cutting oxygen jet at an angle of 900 to the surface of the material is led to create. Due to the inclination of the cutting oxygen jet comes the molten slag leads to more intensive preheating the reaction site. In addition, the cutting oxygen jet passes through a longer material path, so that the degree of oxygen utilization is improved. Of the Cutting oxygen beam is deflected in the material and this leads to formation a centrifugal effect. This increases the cutting effect, the molten one Slag pushed aside and the reaction speed increased. Particularly Favorable results are obtained with flame cutting with supersonic nozzles at cutting oxygen pressures from about 3 to 10 kp / cm2.

Mit dem vorgenannten Verfahren, insbesondere bei Verwendung von flberschalldüsen, konnten zwar bei Schneiddicken bis zu 50 mm die bisher beim herkömmlichen 'Brennschneiden erzielten maximalen Schnittgeschwindigkeiten und der entsprechende Sauerstoffausnutzungsgrad bis zu 50 % verbessert werden, jedoch sind diese Ergebnisse noch nicht befriedigend.With the aforementioned method, especially when using sound nozzles, were able to do with cutting thicknesses of up to 50 mm with conventional flame cutting achieved maximum cutting speeds and the corresponding oxygen utilization rate can be improved up to 50%, however these results are still not satisfying.

Außerdem kommt hinzu, daß durch das beschriebene Verfahren die Schnittqualität gegenüber dem üblichen Brennschneiden durch das Auftreten des Zentrifugaleffektes verschlechtert wurde.In addition, the method described increases the quality of the cut compared to the usual flame cutting due to the occurrence of the centrifugal effect has deteriorated.

Zweck der Erfindung ist, mit vertretbarem Aufwand die bisher beim Brennschneiden maximal erreichbaren Schnittgeschwindigkeiten bei etwa gleichbleibender Schnittqualität um ein mehrfaches zu erhöhen.The purpose of the invention is, at a reasonable cost, the Flame cutting maximum achievable cutting speeds with approximately constant Increase cutting quality many times over.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Schneidbrenner zum Trennen metallischer Werkstoffe, insbesondere ftir Schneiddicken bis zu 50 mm, zu schaffen, mit denen eine wesentlich intensivere Vorwärmung der Reaktionszone und eine größere Kontaktfläche zwischen dem Schneidsauerstoffstrahl und des Werkstoff sowie zwischen dem Schlackenfluß und dem Werkstoff erreicht werden könnens Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß unter Beibehaltung der Neigung des Sauerstoffstrahles zur Oberfläche des zu schneidenden Werkstoffes d bekannter Verwendung einer oder mehrerer Heizflammen, die zur Vorwärmung des Werkstoffes sowie zur Stabilisierung des Sauerstoffstrahles dienen, ein asymmetrisch ausgebildeter Sauerstoffstrahl oder zwei Sauerstoffstrahlen mit gemeinsamer oder getrennter Sauerstoffzuführung bei vorzugsweise ein und demselben Ausgangskesseldruck zwischen 1 und 30 atü mit @@ner der Schneiddicke entsprechenden Vorschubgeschwindigit zwischen 700 und 12000 mm/min in Schnittrichtung bewegt und hierbei derart über den zu schneidenden Werkstoff geführt werden, daß ein Teil des asymmetrischen Sauerstoffstrahles oder der eine der beiden Sauerstoffstrahlen bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffes zwischen 40 und 450 m/sek vorläuft und der andere eLl des asymmetrischen Sauerstoffstrahles oder der zweite der beiden Sauerstoffstrahlen, bei Überschallströmungsgeschwindigkeit des Sauerstoffes zwischen 330 und 620 m/sek nachläuft.The invention is based on the object of a method and a Cutting torch for cutting metallic materials, especially for cutting thicknesses up to 50 mm, with which a much more intensive preheating of the Reaction zone and a larger contact area between the cutting oxygen jet and the material as well as between the slag flow and the material According to the invention, the object is achieved in that while maintaining the Inclination of the oxygen jet towards the surface of the material to be cut d known use of one or more heating flames, which are used to preheat the material as well as to stabilize the oxygen jet, an asymmetrically designed one Oxygen jet or two oxygen jets with joint or separate oxygen supply with preferably one and the same outlet boiler pressure between 1 and 30 atmospheres @@ ner feed speed between 700 and 12000 corresponding to the cutting thickness mm / min moved in the cutting direction and in this way over the material to be cut be performed that part of the asymmetrical oxygen jet or the one of the two oxygen jets at a low oxygen flow rate between 40 and 450 m / sec and the other eLl of the asymmetrical oxygen jet or the second of the two oxygen jets, at supersonic flow velocity of Oxygen runs between 330 and 620 m / sec.

Hierbei sind die beiden Teile des asymmetrischen Bauerstoffstrahles oder die zwei Sauerstoffstrahlen vorteilhafterweise von den parallel oder zueinander geneigt verlaufenden Reizflammen umgeben.Here are the two parts of the asymmetrical building material beam or the two oxygen jets advantageously from the parallel or to each other surrounded by inclined stimulating flames.

Die gestellte Aufgabe wird vorteilhaft durch einen erfindungsgemäßen Solmeidbrenner gelöst, bei dem über dem oder seitlich versetzt über dem in bekannter Weise geneigten Schneidsauerstoffkanal ein zusätzlicher Sauerstoffkanal angeordnet ist oder bei dem sich zu dem vorgenannten Schneidsauerstoffkanal seitlich versetzt ein weiterer Schneidsauerstoffkanal befindet und der zusätzliche Sauerstoffkanal symmetrisch über den beiden Schneidsauerstoffkanälen liegt. Hierbei weist der engste Querschnitt des oder der Schneidsauerstoffkanäle zu deren Austittsquerschnitt ein Verhältnis von 0,1 bis 1 und der engste Querschnitt des zusätzlichen Sauerstoffkanals zu dessen Austrittsquerschnitt ein Verhältnis von 0,05 bis 0,2 auf.The object set is advantageous by an inventive Solmeid burner solved, with the above or laterally offset above the in known Way inclined cutting oxygen channel arranged an additional oxygen channel is or in which laterally offset to the aforementioned cutting oxygen channel another cutting oxygen channel is located and the additional oxygen channel lies symmetrically over the two cutting oxygen channels. Here the closest points Cross-section of the cutting oxygen channel or channels to their exit cross-section Ratio from 0.1 to 1 and the narrowest cross-section of the additional oxygen channel to its outlet cross-section a ratio of 0.05 to 0.2.

Die vorgenannten Kanäle sind mit ein und demselben Zuführungskanal oder mit getrennten Zuführungskanälen verbunden.The aforementioned channels are with one and the same feed channel or connected to separate supply channels.

Der Ausgazsquerschnitt des zusätzlichen Sauerstoffkanals kann rechteckigen, dreieckigen, trapezförmigen oder einen andersartigen länglichen Querschnitt aufweisen.The outlet cross-section of the additional oxygen channel can be rectangular, triangular, trapezoidal or some other type of elongated cross-section.

Der zusätzliche Sauerstoffkanal des Schneidbrenners weist bei einem rechteckigen Ausgangsquerschnitt ein Verhältnis der kürzeren Seite zur längeren Seite in den Grenzen von 0,5 bis Os03 auf, wobei die langere Seite etwa in Richtung auf den darunterliegenden Schneidsauerstoffkanal und die kürzere Seite etwa quer zu dem Schneidsauerstoffkanal verläuft.The additional oxygen channel of the cutting torch has one rectangular output cross-section a ratio of the shorter side to the longer Side within the limits of 0.5 to Os03, with the longer side roughly in the direction of on the underlying cutting oxygen channel and the shorter side roughly across runs to the cutting oxygen channel.

Die Achsen des Schneidsauerstoffkanals bzw. der nebeneinander angeordneten Schneidsauerstoffkanäle und des über dem oder diesen Schneidsauerstoffkanälen befindlichen zusätzlichen Sauerstoffkanals schließen einen in Schnittrichtung offenen Winkel von 0 bis 30° ein.The axes of the cutting oxygen channel or those arranged next to one another Cutting oxygen channels and that located above the cutting oxygen channel or channels additional oxygen channel close an angle that is open in the cutting direction from 0 to 30 °.

Der Schneidsauerstoffksnal und der über diesem befindliche zusätzliche Sauerstoffkanal können auch derartig angeordnet sein, daß sie in einem gemeinsamen rechteckigen Austrittsquerschnltt übergehen.The cutting oxygen signal and the additional one above it Oxygen channel can also be arranged in such a way that they are in a common go over the rectangular outlet cross-section.

Der Schneidsauerstoffkanal und der über diesem angeordnete zusätzliche Sauerstoffkanal können aber auch in einem gemeinsamen, asymmetrisch ausgebildeten Sauerstoffkanal vereinigt sein, wobei die dem Werkstoff zugewandte Seite des asymmetrischen Sauerstoffkanals etwa parallel zur Achse des Sauerstoffzuführungskanals, vorzugsweise in Verlängerung zu dessen unterer Seite und die gegenüberliegende Seite in einem Winkel von 5 bis 60° gegenüber der Achse des Sauerstoffzuführunbskanals oder kurvenfötig verläuft und die übrigen Seiten in verhältnismäßig geringem Abstand voneinander und parallel zueinander verlaufen, so daß sich ein kleinerer rechteckiger Eintrittsquerschnitt und ein wesentlich größerer axial versetzter rechteckiger Austrittsquerschnitt ergeben.The cutting oxygen channel and the additional one arranged above it Oxygen channel can, however, also be in a common, asymmetrically designed one Oxygen channel be combined, with the side facing the material of the asymmetrical Oxygen channel approximately parallel to the axis of the oxygen supply channel, preferably in extension to its lower side and the opposite side in one Angle of 5 to 60 ° with respect to the axis of the oxygen supply channel or curved runs and the other sides at a relatively small distance from each other and run parallel to each other, so that there is a smaller rectangular inlet cross-section and result in a significantly larger axially offset rectangular outlet cross-section.

Es ist vorteilhaft, an sich bekannte Heizflammenkanäle in bestimmtem Umkreis um den oder die Sauerstoffkanäle in einem Winkel von 0 bis 45° zur Mittelachse des Sauerstoffzuführungskanals anzuordnen.It is advantageous to use heating flame channels known per se in certain Circumference around the oxygen channel (s) at an angle of 0 to 45 ° to the central axis to arrange the oxygen supply channel.

Nachstehend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen naher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1 : die Vorderansicht eines Teiles eines Schneidbrennerkopfes im Schnitt mit einem Schneidsauerstoffkanal und einem über diesem angeordneten zusätzlichen Sauerstoffkanal, Fig. 2 : die Vorderansicht eines Teiles eines Schneidbrennerkopfes im Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 3 mit zwei Schneidsauerstoffkanälen und einem über diesen symmetrisch angeordneten zusätzlichen Sauerstoffkanal rechteckigen Querschnitts, Fig. 3 : eine Seitenansicht im Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 2, Fig. 4 : die Vorderansicht eines Teiles eines Schneidbrennerkopfes im Schnitt, bei dem der Schneidsauerstoffkanal und der über diesem befindliche zusätzliche Sauerstoffkanal in einem gemeinsamen asymmetrischen -$auerstoffkanal vereinigt sind, Fig. 5 : eine Seitenansicht im Schnitt nach der Linie 0-0 der Fig. 4, Fig. 6 : eine weitere Ausführungsform des asymmetrischen Sauerstoffkanals, Fig. 7 : eine weitere Ausführungsform des asymmetrischen Sauerstoffkanals, Fig. 8 : die Darstellung eines Werkstoffes, der mit einem Schneidsauerstoffstrahl und einem über diesem befindlichen zusätzlichen Sauerstoffstrahl getrennt wurde, Fig. 9 : einen Werkstoff, der mit zwei nebeneinander angeordneten Schneidsauerstoffstrahlen und einem über diesem symmetrisch angeordneten zusätzlichen Sauerstoffstrahl getrennt wurde, Fig.10 : einen Werkstoff, der mit einem Schneidsauerstoffstrahl und einem über diesem befindlichen seitlich versetzt angeordneten zusätzlichen Sauerstóffstrahl getrennt wurde.In the following, the invention is to be closer to several exemplary embodiments explained. In the accompanying drawings, FIG. 1 shows the front view a part of a cutting torch head in section with a cutting oxygen channel and an additional oxygen channel arranged above this, FIG. 2: the front view a part of a cutting torch head in section along the line B-B of FIG. 3 with two cutting oxygen channels and one symmetrically arranged above them additional oxygen channel of rectangular cross-section, Fig. 3: a side view in section along the line A-A of Fig. 2, Fig. 4: the front view of a part of a cutting torch head in section, in which the cutting oxygen channel and the additional oxygen channel located above this in a common asymmetrical oxygen channel are combined, FIG. 5: a side view in section according to the line 0-0 of Fig. 4, Fig. 6: a further embodiment of the asymmetrical Oxygen channel, Fig. 7: a further embodiment of the asymmetrical oxygen channel, Fig. 8: the representation of a material, which with a cutting oxygen beam and an additional oxygen jet above this has been separated, FIG. 9: a material which is produced with two cutting oxygen jets arranged next to one another and an additional oxygen jet arranged symmetrically above this was, Fig.10: a material, which with a cutting oxygen jet and a above this, laterally offset arranged additional oxygen jet was separated.

In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist die Mittelachse des £chneidbrennerkoofes in Schnittrichtung 5 in einem Angiiffsvlinkel α von 300 zur Oberfläche des Werkstoffes 1 geneigt. Der SchneidbrennerkopS besteht im wesentlichen aus der Uchneiddüse 2 und der tteizkappe 3. Die Schneiddüse 2 weist einen Schneidsauerstoffkanal 4 mit einem Hals 5 und einen zusätzlichen oauerstoLfkanal 6 mit einem Hals 7 auf.In the example shown in Fig. 1, the central axis of the cutting torch is in section direction 5 at an angle of attack α of 300 to the surface of the Material 1 inclined. The cutting torch head essentially consists of the cutting nozzle 2 and the tteizkappe 3. The cutting nozzle 2 has a cutting oxygen channel 4 a neck 5 and an additional oxygen channel 6 with a neck 7.

Der Hals 5 geht mit einem Eintrittsquerschnitt F1 in den eigentlichen Schneidsauerstoffkanal 4 über, der sich bis zum Austrittsquerschnitt F2 konisch erweitert, um einen turbulenzlosen Sauerstoffaustritt zu gewährleisten. Der Hals 7 geht mit dem Kleineren Eintritts querschnitt F3 in den zusätzlichen Sauerstoffkanal 6 über, der einen vorzugsweise durchgehenden größeren Austrittsquerschnitt F4 aufweist.The neck 5 goes into the actual with an inlet cross section F1 Cutting oxygen channel 4, which is conical up to the outlet cross-section F2 extended to ensure a turbulence-free oxygen discharge. The neck 7 goes with the smaller inlet cross-section F3 into the additional oxygen channel 6 above, which has a preferably continuous larger exit cross-section F4.

Das Verhältnis des Eintrittsquerschnitts 21 zum Austrittsquerschnitt F2 kann 0,1 bis 1 und das Verhältnis zwischen Eintritts querschnitt F3 zum Austrittsquerschnitt F4 etwa 0,05 bis 0,2 betragen. Durch die unterschiedliche Auslegung der Querschnittsverhältnisse F1/F2 bzw. F3/F4 ist in Verbindung mit ein und demselben Reduzierventil bzw, Sauerstoffdruck für den Schneidsauerstoffkanal 4 eine Ausströmungsgeschwindigkeit von beispielsweise 500 m/sek und für den zusätzlichen Sauerstoffkanal 6 von beispielsweise 250 m/sek.The ratio of the inlet cross section 21 to the outlet cross section F2 can be 0.1 to 1 and the ratio between the inlet cross-section F3 and the outlet cross-section F4 will be about 0.05 to 0.2. Due to the different design of the cross-sectional ratios F1 / F2 or F3 / F4 is in connection with one and the same reducing valve or oxygen pressure for the cutting oxygen channel 4 an outflow speed of, for example 500 m / sec and for the additional oxygen channel 6 of, for example, 250 m / sec.

erreichbar. Die dazu notwendige Reduzierung des Sauerstoffdrucks für den zusätzlichen Sauerstoffkanal 6 wird durch den gegenüber dem Eintrittsquerschnitt F3 größeren Austrittsquerschnitt F4 erreicht. Die Achse des Schneidsauerstoffkanals 4 ist unterhalb und die Achse des zusätzlichen Sauerstoffkanals 6 oberhalb der mit der Achse des Schneidbrennerkopfes übereinstimmenden Achse eines gemeinsamen Sauerstoffzuführungskanals 8 angeordnet. Die Achsen des Schneidsauerstoffkanals 4 und des zusätzlichen Sauerstoffkanals 6 liegen in diesem Beispiel symmetrisch zur Achse des Sauerstoffzuführungskanals 8 und schließen einen in Schnittrichtung s offenen Winkel vrvon etwa l bis 200 ein. Die Heizkappe 3 ist mit einer Anzahl Heizflammenkanälen 9 versehen, die mit einer Aussparung 10 der Heizkappe 3 in Verbindung stehen. Die Achsen der Heizflammenkanäle 9 und damit die Heizflammen sind in einem Winkel - von etwa 250 zur Achse des Sauerstoffzüführungskaxials 8 geneigt.accessible. The necessary reduction in oxygen pressure for the additional oxygen channel 6 is through the opposite to the inlet cross-section F3 reached larger outlet cross-section F4. The axis of the cutting oxygen channel 4 is below and the axis of the additional oxygen channel 6 above that with the axis of a common oxygen supply channel coinciding with the axis of the cutting torch head 8 arranged. The axes of the cutting oxygen channel 4 and the additional oxygen channel 6 are in this example symmetrical to the axis of the oxygen supply channel 8 and enclose an angle vr of approximately 1 to 200, which is open in the cutting direction s. The heating cap 3 is provided with a number of heating flame channels 9 with a Recess 10 of the heating cap 3 are in communication. The axes of the heating flame channels 9 and thus the heating flames are at an angle - of about 250 to the axis of the oxygen supply axis 8 inclined.

In dem in Fig. 2 und 3 gezeigten Beispiel ist der Austrittsquerschnitt F4 des zusätzlichen Sauerstoffkanals 6 rechteckig dargestellt.In the example shown in FIGS. 2 and 3, the exit cross-section is F4 of the additional oxygen channel 6 shown as a rectangle.

Das Verhältnis der kürzeren Seite b zur längeren Seite h beträgt etwa 0,5 bis 0,03. Die kürzeren Seiten b des Rechtecks verlaufen etwa parallel zur Oberfläche des Werkstoffes 1 und quer zur Schnittrichtung.The ratio of the shorter side b to the longer side h is approximately 0.5 to 0.03. The shorter sides b of the rectangle run approximately parallel to the surface of the material 1 and transversely to the cutting direction.

In diesem Beispiel befindet sich der zusätzliche Sauerstoffkanal 6 symmetrisch über zwei nebeneinander angeordneten Schneidsauerstoffkanälen 4. Ebenso sind Ausführungen denkbar, bei denen jeweils nur einer der gezeigten Schneidsauerstoffkanäle 4 unter dem zusätzlichen Sauerstoffkanal 6 symmetrisch oder seitlich versetzt angeordnet ist.In this example there is the additional oxygen channel 6 symmetrically over two cutting oxygen channels 4 arranged next to one another Designs are conceivable in which only one of the shown cutting oxygen channels is possible 4 arranged symmetrically or laterally offset under the additional oxygen channel 6 is.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 sind der Schneidsauerstoffkanal 4 und der zusätzliche Sauerstoffkanal 6 in einem asymmetrischen Sauerstoffkanal 11 mit veränderlichem rechteckigen Querschnitt vereinigt. Hierbei beträgt in diesem Beispiel das Verhältnis der längeren Seite h1 des Eintrittsquerschnittes zur längeren Seite h2 des Austrittsquerschnittes etwa 0,2 und das Verhältnis der längeren Seite h1 des Eintrittsquerschnittes zur kürzeren Seite bl der beiden Querschnitte 1. Während die dem Werkstoff zugewandte Seite in Verlängerung der unteren Seite des Sauerstof fz urührungskanals 8 verläuft, bildet die gegenüberliegende Seite mit der Achse des Sauerstoffzuführungskanals 8 einen Winkel ß von etwa 200.According to the embodiment of FIGS. 4 and 5, the cutting oxygen channel 4 and the additional oxygen channel 6 in an asymmetrical oxygen channel 11 combined with a variable rectangular cross-section. Here is in this Example the ratio of the longer side h1 of the inlet cross-section to the longer one Side h2 of the exit cross-section about 0.2 and the ratio of the longer side h1 of the inlet cross-section to the shorter side bl of the two cross-sections 1. During the side facing the material as an extension of the lower side of the oxygen fz urührungskanals 8 runs, forms the opposite side with the axis of the oxygen supply channel 8 an angle β of approximately 200.

Ebenso sind andere asymmetrische Formen des gemeinsamen Sauerstoffkanals 11, wie sie beispielsweise in den Fig. 6 und 7 als Sauerstoffkanäle 11'; ll'i dargestellt wurden, denkbar. Durch die Anordnung eines Strahlenablenkungsele mentes 12 im asymmetrischen Sauerstoffkanal 11; ll'; lll', wie in Fig. 6 angedeutet, ist eine zusätzliche Beeinflussung des Schneidsauerstoffstrahles und des zusätzlichen Sauerstoffstrahles möglich.Likewise are other asymmetrical forms of the common oxygen channel 11, as shown, for example, in FIGS. 6 and 7 as oxygen channels 11 '; ll'i illustrated were conceivable. By arranging a Strahlablenkungsele Mentes 12 in the asymmetrical Oxygen channel 11; ll '; III ', as indicated in FIG. 6, is an additional influencing factor the cutting oxygen jet and the additional oxygen jet are possible.

Die Wirkungsweise ist folgendermaßen Der zusätzliche Sauerstoffstrahl läuft durch die entsprechende Anordnung des zusätzlichen Sauerstoffkanals 6 zum Schneidsauerstoffkanal 4 dem Schneidsauerstoffstrahl vor aus und bewirkt eine sehr intensive Vorwärmung der Reaktionszone.The mode of action is as follows: The additional oxygen jet runs through the appropriate arrangement of the additional oxygen channel 6 to Cutting oxygen channel 4 from the cutting oxygen jet and causes a very intensive preheating of the reaction zone.

Die sich bildende Schlacke und schmelzflüssiges Metall, deren Wärmeinhalt sehr groß ist, bewirken einen weitgehenden Temperaturanstieg auch in der Tiefe des Werkstoffes 1, zumal durch den geneigten Sauerstoffstrahl fast die gesamte Schlackenmenge auf der Werkstoffoberseite verbleibt.The slag and molten metal that forms, whose Heat content is very high, cause a substantial increase in temperature also in the depth of the material 1, especially due to the inclined oxygen jet almost the entire amount of slag remains on the top of the material.

Der nachfolgende Schneidsauerstoffstrahl trennt die noch verbleibende Materialstärke in der stark vorgeheizten Reaktionszone. Da der Schneidsauerstoffstrahl ebenfalls geneigt ist, Kommt es an der Unterseite des Werkstoffes 1 in Schnittrichtung zur ausbildung eines zweiten Schlackeflusses der den Werkstoff 1 auch vom unten vorheizt. Auf Grund der vergrößerten Kontaktfläche zwischen dem zusätzlichen Sauerstoffstrahl und dem Werkstoff 1, insbesondere aber zwischen dem Schneidsauerstoffstrahl und dem Werkstoff 1, wird der Sauerstoffausnutzungsgrad erhöht.The subsequent cutting oxygen jet separates the remaining one Material thickness in the strongly preheated reaction zone. Because the cutting oxygen jet is also inclined, it comes on the underside of the material 1 in the cutting direction for the formation of a second slag flow of the material 1 also from below preheated. Due to the increased contact area between the additional oxygen jet and the material 1, but in particular between the cutting oxygen jet and the material 1, the oxygen utilization rate is increased.

Auch in dem gemeinsamen asymmetrischen Sauerstoffkanal 11; 11'; 11'' bildet sich ein Schneidsauerstoffstrahl und ein zusätzlicher Sauerstoffstrahl mit den beschriebenen Wirkungen aus.Also in the common asymmetrical oxygen channel 11; 11 '; 11 '' a cutting oxygen jet and an additional oxygen jet are formed the effects described.

Wie die Wirkungsweise des neuen Brennschneidverfahrens erkennen läßt, wird vor allem die Schnittgeschwindigkeit wesentlich gesteigert.As the mode of operation of the new flame cutting process shows, Above all, the cutting speed is increased significantly.

Entsprechend den verschiedenen Anordnungen von Schneidsauerstoffkanälen 4 und dem zusätzlichen Sauerstoffkanal 6 ergeben sich verschiedene Trennflächen. Bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 ergeben sich die in Fig, 8 und bei einer Anordnung gemäß Fig. 2 und 3 bzw, Fig0 4 bis 7 die iii Fig. 9 dargestellten Trennlinien. Wird ein Schneidsauerstoffkanal 4 unter dem zusätzlichen Sauerstoffkanal 6 seitlich versetzt angeordnet, so ergeben sich Trennlinien entsprechend Fig. 10.According to the different arrangements of cutting oxygen channels 4 and the additional oxygen channel 6 result in different interfaces. In an arrangement according to FIG. 1, those in FIG. 8 and in one arrangement result according to FIGS. 2 and 3 or, FIGS. 4 to 7, the dividing lines shown in FIG. 9. Will a cutting oxygen channel 4 under the additional oxygen channel 6 laterally offset arranged, this results in dividing lines according to FIG. 10.

Claims (8)

Patentansprüche :Patent claims: f Verfahren zum Trennen metallischer Werkstoffe, insbesondere für Schneiddicken zwischen 3 und 50 mm, bei dem der Sauerstoffstrahl zur Oberfläche des zu schneidenden terkstoffes vorzugsweise in einem Angriffswinkel von 10 bis 400 geneigt ist und zweckmäßigerweise eine oder mehrere Heizflammen zur Vorwärmung des Werkstoffes sowie zur Stabilisierung des Sauerstoffstrahles verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein asymmetrisch ausgebildeter Sauerstoffstrahl oder zwei Sauerstoffstrahlen mit gemeinsamer oder getrennter Sauerstoffzuführung bei vorzugsweise ein und demselben Ausgangskesseldruck zwischen 1 und 30 atü mit einer der Schneiddicke entsprechenden Vorschubgeschwindigkeit zwischen 700 und 12000 mm/min in Schnittrichtung bewegt und hierbei derart über den zu schneidenden Werkstoff geführt werden, daß ein Teil des asymmetrischen Sauerstoffstrahles oder der eine der beiden Sauerstoffstrahlen bei niedriger Strömungsgeschwin digkeit des Sauerstoffes zwischen 40 und 450 m/sek vorläuft und der andere Teil des asymmetrischen Sauerstoffstrahles oder der zweite der beiden Sauerstoffstrahlen bei Überscballströmungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs zwischen 330 und 620 m/sek nachläuft, wobei die beiden Teile des asymmetrischen Sauerstoffstrahles oder die zwei Sauerstoffstrahlen vorteilhafterweise von den parallel oder zueinander geneigt verlaufenden Heizflammen umgeben sind, 2. Schneidbrenner zum Trennen metallischer Werkstoffe, insbesondere für Schneiddicken zwischen 3 und 50 mm, bei dem der Schneidsauerstoffkanal zur Oberfläche des Werkstoffes vorzugsweise in einem Angriffswinkel von 10 bis 400 geneigt ist und bei dem vorteilhafterweise ein oder mehrere Heizflammenkanäle zur Vorwärmung des Werkstoffes sowie zur Stabilisierung des Sauerstoffstrahles angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß über dem oder seitlich versetzt über dem geneigten Schneidsauerstoffkanal (4) ein zusätzlicher Sauerstoffkanal (6) angeordnet ist oder daß sich zu dem vorgenannten Schneidsauerstoffkanal (4) seitlich versetzt ein weiterer Schneidsauerstoffkanal (4) befindet und der zusätzliche Sauerstoffkanal (6) symmetrisch über den beiden Schneidsauerstoffkanälen liegt, wobei der engste Querschnitt (h) des oder der Schneidsauerstoffkanäle zu deren Austrittsquerschnitt (B2) ein Verhältnis von 0,1 bis 1 und der engste Querschnitt (B3) des zusätzlichen Sauerstoffkanals (6) zu dessen Austrittsquerschnitt (F4) ) ein Verhältnis von 0,05 bis 0,2 aufweist, die vorgenannten Kanäle mit ein und demselben Zuführungskanal (8) oder mit getrennten Zuführungskanälen verbunden sind und gegebenenfalls die Heizflammenkanäle (9) in bestimmtem Umkreis um den oder die Sauerstoffkanäle (49 6) angeordnet sind und in Flammenrichtung parallel oder geneigt zueinander verlaufen.f Process for separating metallic materials, in particular for Cutting thicknesses between 3 and 50 mm, in which the oxygen jet to the surface of the material to be cut preferably at an angle of attack of 10 to 400 is inclined and expediently one or more heating flames for preheating of the material as well as to stabilize the oxygen jet are used, characterized in that an asymmetrically formed oxygen jet or two oxygen jets with common or separate oxygen supply preferably one and the same outlet boiler pressure between 1 and 30 atü with one The feed speed corresponding to the cutting thickness between 700 and 12000 mm / min moved in the cutting direction and in this way over the material to be cut be performed that part of the asymmetrical oxygen jet or the one of the two oxygen jets at a low oxygen flow rate between 40 and 450 m / sec and the other part of the asymmetrical oxygen jet or the second of the two oxygen jets at oversized flow velocity of the oxygen between 330 and 620 m / sec, with the two parts of the asymmetrical oxygen jet or the two oxygen jets advantageously are surrounded by heating flames that run parallel or inclined to one another, 2. Cutting torch for cutting metallic materials, especially for cutting thicknesses between 3 and 50 mm, where the cutting oxygen channel to the surface of the material is preferably inclined at an angle of attack of 10 to 400 and at which advantageously one or more heating flame channels for preheating the material and for stabilization of the oxygen jet are arranged, characterized in that above the or laterally offset above the inclined cutting oxygen channel (4) an additional one Oxygen channel (6) is arranged or that to the aforementioned Cutting oxygen channel (4) laterally offset another cutting oxygen channel (4) and the additional oxygen channel (6) symmetrically above the two Cutting oxygen channels lies, the narrowest cross section (h) of the cutting oxygen channels to their outlet cross-section (B2) a ratio of 0.1 to 1 and the narrowest cross-section (B3) of the additional oxygen channel (6) to its outlet cross-section (F4)) has a ratio of 0.05 to 0.2, the aforementioned channels with one and the same Feed channel (8) or are connected to separate feed channels and optionally the heating flame channels (9) in a certain radius around the oxygen channel or channels (49 6) are arranged and run parallel or inclined to one another in the direction of the flame. 3. Schneidbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt (F4) des zusätzlichen Sauerstoffkanal3 (6) rechteckigen, dreieckigen, trapezförmigen oder einen andersartigen länglichen Querschnitt aufweist.3. Cutting torch according to claim 2, characterized in that the Exit cross-section (F4) of the additional oxygen channel3 (6) rectangular, triangular, has a trapezoidal or some other type of elongated cross-section. 4. Schneidbrenner nach Anspru'1i 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Sauerstoffkanal (6) einen rechteckigen Austrittsquerschnitt (B4) mit einem Verhältnis der kürzeren Seite (b) zur längeren Seite (h) in den Grenzen von 0,5 bis 0,03 aufweist, wobei die kürzeren Seiten (b) des Rechtecks etwa parallel zur Oberfläche des Werkstoffes (1) und quer zur Schnittrichtung und die längeren Seiten (h) etwa rechtwinklig zur Achse des gegen die Oberfläche des Werkstoffes (l) geneigten zusätzlichen Sauerstoffkanal (6) verlaufen.4. Cutting torch according to Anspru'1i 2, characterized in that the additional oxygen channel (6) with a rectangular outlet cross-section (B4) a ratio of the shorter side (b) to the longer side (h) within the limits of 0.5 to 0.03, the shorter sides (b) of the rectangle being approximately parallel to the surface of the material (1) and transversely to the cutting direction and the longer ones Sides (h) approximately at right angles to the axis of the against the surface of the material (l) inclined additional oxygen channel (6) run. 5. Schneidbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Schneidsauerstoffkanals (4) bzw. der nebeneinander angeordneten Schneidsauerstoffkanäle (4; 4') und des über dem oder diesen Schneidsauerstoffkanälen (4; 4t) angeordneten zusätzlichen Sauerstoffkanals (6) einen in Schnittrichtung offenen Winkel td5 von O bis 300 einschließen.5. Cutting torch according to claim 2, characterized in that the Axes of the cutting oxygen channel (4) or of the cutting oxygen channels arranged next to one another (4; 4 ') and the above the or these cutting oxygen channels (4; 4t) arranged additional oxygen channel (6) an angle td5 open in the cutting direction of Include O to 300. 6. Schneidbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidsauerstoffkanal (4) und der über diesem befindliche zusätzliche Sauerstoffkanal (6) derartig angeordnet sind, daß sie in einen gemeinsamen rechteckigen Austrittsquerscbnitt übergehen.6. Cutting torch according to claim 2, characterized in that the Cutting oxygen channel (4) and the additional oxygen channel located above it (6) are arranged such that they are in a common rectangular Ausittsquerscbnitt pass over. 7. Schneidbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sohneidsauerstoffkanal (4) und der über diesem angeordnete zusätzliche Sauerstoffkanal (6) in einem asymmetrisch ausgebildeten Sauerstoffkanal (11; 11'; 11 " ) vereinigt sind, wobei die dem Werkstoff (l) zugewandte Seite des asymmetrischen Sauerstoffkanals (11) etwa parallel zur Achse des Sauerstoffzuführungskanals (8) vorzugsweise in Verlängerung zu dessen unterer Seite und die gegenüberliegende Seite in einem Winkel (ß) von 5 bis 600 gegenüber der Achse des Sauerstoffzufuhrungskanals (8) oer kurvenförmig verläuft und die übrigen Seiten in verhältnismäßig geringem Abstand voneinander vorzugsweise parallel zueinander verlaufen, so daß sich ein kleinerer rechteckiger Eintrittsquerschnitt und ein wesentlich axial versetzter rechteckiger Austrittsquerschnitt ergeben.7. Cutting torch according to claim 2, characterized in that the Son's oxygen channel (4) and the additional oxygen channel arranged above it (6) combined in an asymmetrically designed oxygen channel (11; 11 '; 11 ") are, the side of the asymmetrical oxygen channel facing the material (l) (11) approximately parallel to the axis of the oxygen supply channel (8), preferably in Extension to its lower side and the opposite side at an angle (ß) from 5 to 600 with respect to the axis of the oxygen supply channel (8) or curved runs and the other sides at a relatively small distance from each other preferably run parallel to each other, so that a smaller rectangular Inlet cross-section and a substantially axially offset rectangular outlet cross-section result. 8. Schneidbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflammenkanäle (9) in einem Winkel (#) von 0 bis zur zur Mittelachse des Sauerstoffzuführungskanals (8) angeordnet sind, L e e r s e i t e8. Cutting torch according to claim 2, characterized in that the Heating flame channels (9) at an angle (#) from 0 to the central axis of the oxygen supply channel (8) are arranged, L e r s e i t e
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0096093A1 (en) * 1982-06-09 1983-12-21 AUTE Gesellschaft für autogene Technik mbH Method for removing burrs produced during flame cutting of continous castings and torch nozzle for carrying out said method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0096093A1 (en) * 1982-06-09 1983-12-21 AUTE Gesellschaft für autogene Technik mbH Method for removing burrs produced during flame cutting of continous castings and torch nozzle for carrying out said method

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