DE2148878A1

DE2148878A1 - Oxygen-iron flame cutting nozzle - with oblique angle powder feed

Info

Publication number: DE2148878A1
Application number: DE19712148878
Authority: DE
Inventors: Horst K Lotz
Original assignee: LOTZ KG GASTECHNIK
Current assignee: LOTZ KG GASTECHNIK
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1973-04-05

Abstract

The Fe powder is directed next to the cutting oxygen jet such that it exits from the cutting nozzle subject to the injector action of the cutting O-jet, which pulls it directly into the cutting gap. The Fe-powder is obliquely fed into the burner mouthpiece. The method results in reduced Fe powder consumption and permits greater cutting speed.

Description

Titel: Brennschneiden mit Eisenpulver Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schneid brennerdüse zum Brennschneiden mit Eisenpulver.Title: Flame cutting with iron powder The invention relates to a method and a cutting torch nozzle for flame cutting with iron powder.

Es ist bereits bekannt, daß zum Brennschneiden von höher und hoch legierten Stählen Eisenpulver mit Hilfe eines Transportmediums, beispielsweise Luft oder Stich stoff, in die Brennflamme geblasen wird. Die durch die Heizflamme angewärmten und im Sauerstoffstrom verbrennenden Eisenpulverteilchen erzeugen zusätzlich zu den normalen Brennerheizflammen und zum verbrennenden Material Wärme, die zum Schmelzen der Chromoxyde, der Nickeloxyde und so weiter, die ja einen höheren Schmelzpunkt haben als die Eisenoxyde, beiträgt und damit den Schneidschlackenfluß aufrecht erhält oder verbessert. Durch die leicht flüssige Eisenpulverschlacke wird eine zusätzliche Spülwirkung erzielt, was von besonderem Vorteil ist.It is already known that for flame cutting of taller and taller alloyed steels iron powder with the help of a transport medium, for example air or stitch material that is blown into the flame. The ones warmed up by the heating flame and iron powder particles burning in the oxygen stream generate in addition to the normal burner heating flames and the burning one Material heat, the ones for melting the chromium oxides, the nickel oxides and so on, the ones that are higher Have melting point than the iron oxides, and thus contributes to the flow of cutting slag maintains or improves. Due to the easily liquid iron powder slag, an additional flushing effect is achieved, which is of particular advantage.

Beim herkömmlichen Eisenpulver-Brennschneiden wird das Eisenpulver mit Hilfe einer oder mehrerer Düsen durch ein Transportgas in oder vor die Schneidstelle geblasen, Dabei lassen sich zza Beispiel bei Chromnickel-Stahl X12CrNi 18,8 mit einer Materialdicke von 300 mm eine Schneidgeschwindigkeit von 40 - 60 mm/min bei einem Pulververbrauch von 12 - 15 kg/h erreichen Die heutigen Arbeitsverfahren in Stahl- und Walzwerkeng Stranggießanlagen usw. verlangen jedoch höhere Schneidgeschwindigkeiten bei geringerem Eisenpulververbrauch um ein wirtschaftliches Schneiden zu ermogiichen Bei einem normal und ohne Zusätze gut mit Sauerstoff schneidbaren Stahl beeinflußt die Reinheit des schneid sauerstoffes die Schneidgeschwindigkeit und zwar zwar gerade in den oberen Reinheitsbereichen (99#5 ~ 99,8 $ reiner Sauerstoff). Es war deshalb schon sehr früh nach Einführung des Pulverbrennschneidens daran gedacht worden, als Transportgas für das Pulver reinen Sauerstoff einzusetzen, um dadurch eine Verunreinigung des Schneidsauerstoffes mit Luft oder Stickstoff zu vermeiden oder zu verringern. Wegen der Gefahr von Eisenpulver-Explosionen wurden aber die in dieser Richtung angestellten Versuche wieder aufgegeben.In conventional iron powder flame cutting, the iron powder becomes with the help of one or more nozzles through a transport gas in or in front of the cutting point blown, zza example with chrome-nickel steel X12CrNi 18.8 with a material thickness of 300 mm a cutting speed of 40 - 60 mm / min A powder consumption of 12 - 15 kg / h can be achieved by today's working methods in However, steel and rolling mills, continuous casters, etc. require higher cutting speeds with lower iron powder consumption to enable economical cutting In the case of a steel that can be cut normally and without additives easily with oxygen the purity of the cutting oxygen the cutting speed and that straight in the upper purity ranges (99 # 5 ~ 99.8 $ purer Oxygen). It was therefore considered very early after the introduction of powder flame cutting been to use pure oxygen as a transport gas for the powder in order to thereby to avoid contamination of the cutting oxygen with air or nitrogen or decrease. Because of the danger of iron powder explosions, however, the attempts made in this direction were given up again.

Erneut aufgegriffen und durch eine geeignete Konstruktion betriebssicher gemacht, führte die Verwendung von Sauerstoff als Transportgas für Eisenpulver zu einem Verfahren, bei dem das Eisenpulver mit Hilfe eines Injektors vom Transportsauerstoff in die Pulverdüse gezogen und dann in die Schneidflamme geblasen wird (DBP 1 198 282).Picked up again and operationally safe thanks to a suitable construction made, led to the use of oxygen as a transport gas for iron powder a process in which the iron powder is removed from the transport oxygen with the help of an injector is drawn into the powder nozzle and then blown into the cutting flame (DBP 1 198 282).

Die Verbesserungen gegenüber den herkömmlichen Verfahren waren beachtlich, denn die Schneidgeschwindigkeiten konnten bei dem oben erwähnten Material auf etwa 100 mm/min bei einem Pulververbrauch von nur 7 kg/h erhöht werden.The improvements over the conventional methods were considerable, because the cutting speeds could with the above-mentioned material to about 100 mm / min with a powder consumption of only 7 kg / h.

Mit diesen vorbekannten Verfahren konnte jedoch die Gefahr von Eisenpulver/Sauerstoff-Bränden bzw. -explosionen auf Grund von Bedienungsfehlern oder Unregelmäßigkeiten während des Schneidbetriebes, wenn beispielsweise die Pulverdüse verstopft oder verschmort ist, oder wenn Sauerstoff in den Pulverbehälter zurückdrückt, nicht beseitigt werden. Weiterhin ist die Pulverdüse neben oder vor der Schneiddüse angeordnet, was keinen raumsparenden Aufbau zuläßt und zu starkem Pulverdüsenverschleiß führt. Beim gleichzeitigen Gegeneinanderschneiden mit zwei Schneidbrennern an breiteren Werkstücken (Brammen) verhindert die bekannte Ausführung der Pulvereinrichtung das aus Zeitersparnis gründen angestrebte enge Aneinanderkommen der Schneidbrenner.With these previously known methods, however, the danger of iron powder / oxygen fires was reduced or explosions due to operating errors or irregularities while the cutting operation, for example if the powder nozzle clogs or burns or if oxygen is forced back into the powder container, cannot be eliminated. Furthermore, the powder nozzle is arranged next to or in front of the cutting nozzle, which is not allows space-saving construction and leads to heavy powder nozzle wear. At the same time Cutting against each other with two cutting torches on wider workpieces (slabs) the known design of the powder device prevents this from being due to time savings Desired close proximity of the cutting torch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannten Verfahren und Anordnungen weiter zu verbessern, um die Schneidgeschwindigkeit und die Wirtschaftlichkeit beim Brennschneiden mit Eisenpulver zu erhöhen. Dies wird gemäß der Erfindung auf vorteilhafte Weise dadurch erreicht, daß das Eisenpulver neben dem Schneidsauerstoffstrahl derart aus der Schneiddüse austritt, daß es durch die Injektorwirkung des Schneidsauerstoffstrahles direkt in die Schneidfuge gezogen wird. Eine erfindungsgemäße Schneidbrennerdüse zur Durchführung dieses Verfahrens ist mit der Pulverdüse zu einer Baueinheit zusammengefaßt.The object of the invention is therefore the known methods and arrangements to further improve the cutting speed and the cost-effectiveness when Increase flame cutting with iron powder. This is advantageous according to the invention Way achieved in that the iron powder next to the cutting oxygen jet in such a way emerges from the cutting nozzle that it is caused by the injector effect of the cutting oxygen jet is drawn directly into the kerf. A cutting torch nozzle according to the invention to carry out this process is combined with the powder nozzle to form a structural unit.

Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, seitlich an das Düsenmundstück ein schräg verlaufendes Rohrstück für die Pulverzuführung anzusetzen und in Verlängerung des Rohrstückes eine Bohrung schräg durch das Düsenmundstück zu führen, die neben der Bohrung für den Schneidsauerstoffstrahl mündet.For this purpose, it is advisable to attach to the side of the nozzle mouthpiece a sloping piece of pipe for the Apply powder feed and as an extension of the pipe section, a borehole obliquely through the nozzle mouthpiece to lead, which opens next to the hole for the cutting oxygen jet.

Durch die von der Erfindung vorgesehene Vereinigung von Pulverdüse und Schneidbrennerdüse zu einem Aggregat läßt sich gegenüber den bekannten Anordnungen ein raumsparender Aufbau und eine höhere Schneidgeschwindigkeit bei vermindertem Pulververbrauch erzielen. Ferner wird, was besonders vorteilhaft ist und zur Herabsetzung des Pulververbrauches wesentlich beiträgt, verhindert, daß außerhalb des Heizkranzes aufgegebenes Eisenpulver größtenteils weggeblasen wird und nur teilweise in die Schneidfuge gelangt. Das mittels eines Transportmediums durch das Rohrstück geblasene Eisenpulver braucht keinen Heizflammenkranz zu durchbrechen, wobei es teilweise abgelenkt werden könnte oder aber zu früh verbrennt und damit eine für den Schneidprozeß wichtige Sauerstoffreinheit des Schneidstrahles durch mitgebrachte Verbrennungsgase und Luft nachteilig beeinflußt.Due to the combination of powder nozzle provided by the invention and cutting torch nozzle to a unit can be compared to the known arrangements a space-saving structure and a higher cutting speed with reduced Achieve powder consumption. Furthermore, what is particularly advantageous and to depreciate the powder consumption contributes significantly, prevents outside the heating ring abandoned iron powder is mostly blown away and only partially into the Cutting kerf. The one blown through the pipe section by means of a transport medium Iron powder does not need to break through a heating flame ring, although it is partially could be distracted or burned too early and thus one for the cutting process important oxygen purity of the cutting jet due to combustion gases brought along and adversely affects air.

Der unempfindliche Körper der Block-Schneiddüse schützt zudem noch die Pulverduse gegen Verschmutzung und Verscllleiß von atlßen. Mit del rfL'n<iungsgemäßen Schneidbrennel-diise konllten illl Vergleichen zu den oben erwähnten bekannten Anordnungen Schneidgeschwindigkeiten von 110 mm/min und darüber bei einem Pulververbrauch von 4,3 kg/h und weniger erreicht werden.The insensitive body of the block cutting nozzle also protects the powder nozzle against dirt and wear and tear. With the rfL'n <in accordance with the rules Cutting torches could be compared to those mentioned above known Arrangements cutting speeds of 110 mm / min and above with powder consumption of 4.3 kg / h and less can be achieved.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die die Bohrung für den Schneidsauerstoff umgebenden Bohrungskränze oder Ringkanäle für die Heizflammen im Bereich der Bohrung der Pulverdüse unterbrochen sind, dort also keine Bohrungen aufweisen, damit vom Pulver keine Heizflammen oder deren Gasströme durchstoßen werden müssen. Das an das Düsenmundstück angesetzte Rohrstück und die zugehörige Bohrung im Düsenmundstück können einen glatten Durchgangskanal bis zur Unterseite des Düsenmundstückes bilden, so daß ein Vermischen des Pulvers mit dem Heizgas oder dem Sauerstoff innerhalb der Schneidbrennerdüse vermieden wird.An advantageous development of the invention is that the the bore for the cutting oxygen surrounding bore rings or ring channels for the heating flames are interrupted in the area of the hole in the powder nozzle, there therefore do not have any holes so that no heating flames or their gas flows from the powder have to be pierced. The pipe piece attached to the nozzle mouthpiece and the associated hole in the nozzle mouthpiece can create a smooth passage channel up to the Form the underside of the nozzle mouthpiece, so that mixing of the powder with the Heating gas or the oxygen inside the cutting torch nozzle is avoided.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können aus der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung entnommen werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht der kombinierten Schneid-und Pulverdüse, taig. 2 eine Ansicht dt!L erfinduIIgsgelllägen [>ü'su von unten .Further features and advantages of the invention can be seen from the drawing and the associated description. In the drawing is an exemplary embodiment shown according to the invention, namely: Fig. 1 is a side view of the combined Cutting and powder nozzle, taig. 2 a view of German inventions gel layers [> ü'su from underneath .

Die erfindungsgemäße Düse 1 besteht aus dem Düsenmundstück 2 mit Überwurfmutter 3 zum Befestigen an dem Brenner 15 und dem seitlich angesetzten, schräg verlaufenden Rohrstück 4 mit den Anschlußmuttern 5 und 6. Im Mundstück 2 befinden sich die zentrale Bohrung 7 für den Schneidsauerstoffstrahl 8, die diese umgebenden Bohrkränze 9 und 10 mit den Bohrungen für die Heizflammen 11 und die Austrittsbohrung 12 für das Eisenpulver 13. Das Rohrstück 4 und die Bohrung 12 bilden einen glatten Durchgangskanal, so daß eine Vermischung des Eisenpulvers 13 und seines Transportmediums mit dem Heizgas oder dem Sauerstoff innerhalb des Düsenmundstückes 2 nicht möglich ist. Im Bereich der Bohrung 12 befinden sich keine Bohrungen der Bohrungskränze 9 und 10, so daß diese Bohrungen an keiner Stelle die Bohrung 12 durchdringen. Durch die Injektorwirkung des Schneidsauerstoffstrahles 8 wird das Eisenpulver 13 beim Schneidvorgang nach seinem Austritt aus der Bohrung 12 direkt in die Schneidfuge 14 gezogen, so daß selbst bei hoher Schneidgeschwindigkeit und geringem Pulververbrauch ein einwandfreier Schnitt erzeugt wird.The nozzle 1 according to the invention consists of the nozzle mouthpiece 2 with a union nut 3 for attachment to the burner 15 and the laterally attached, inclined Pipe section 4 with the connecting nuts 5 and 6. In the mouthpiece 2 are the central Hole 7 for the cutting oxygen beam 8, the surrounding drill rings 9 and 10 with the holes for the heating flames 11 and the outlet hole 12 for the Iron powder 13. The pipe section 4 and the bore 12 form a smooth passage channel, so that a mixing of the iron powder 13 and its transport medium with the Heating gas or oxygen within the nozzle mouthpiece 2 is not possible. In the area of the bore 12 there are no bores in the bore rings 9 and 10, so that these bores do not penetrate the bore 12 at any point. Through the The iron powder 13 becomes the injector effect of the cutting oxygen jet 8 during the cutting process drawn directly into the cutting kerf 14 after its exit from the bore 12, so that even at high cutting speed and low powder consumption a perfect one Cut is generated.

Für das oben beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel sind die verschiedensten Abwandlungsmöglichkeiten gegeben, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Der Neigungswinkel des Rohrstückes 4 und sein Innendurchmesser sowie die Abmessungen der Bohrung 12 und der Druck, unter dem das Transportmediflrn steht, werden so gewählt bzw. gestaltet, daß die vorgeschriebenen Betriebsbedingungen optimal erfüllt sind.For the embodiment described above and shown in the drawing are the most diverse possible modifications given without that this leaves the scope of the invention. The angle of inclination of the pipe section 4 and its inner diameter as well as the dimensions of the bore 12 and the pressure, under which the transport medium is located, are selected or designed so that the prescribed operating conditions are optimally met.

Claims

1. Method of flame cutting with iron powder, d u r c h g e it does not indicate that the iron powder (13) is next to the cutting oxygen jet (8) emerges from the cutting nozzle (1) in such a way that it is caused by the injector effect of the Cutting oxygen jet (8) is drawn directly into the cutting kerf (# 4>.

2. Cutting torch nozzle for performing the method according to claim 1, noting that the cutting torch nozzle (1) and powder nozzle (12) are combined into one structural unit.

3. Cutting torch nozzle according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that on the side of the nozzle mouthpiece (2) an obliquely running piece of pipe (4) is set for the powder supply, and that as an extension of the pipe section (4) a hole (12) = obliquely through the nozzle mouthpiece (2), next to the hole (7) for the cutting oxygen jet (8) opens.

4. Cutting torch nozzle according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k It is noted that the hole (7) for the cutting oxygen (8> surrounding bore rings (9, 10) or ring channels for the heating flames in the area the bore (12) of the powder nozzle are interrupted, i.e. have no bores there, so that no heating flames or their gas streams have to be pierced by the powder.

5. Cutting torch nozzle according to claim 2 to 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pipe section (4) attached to the nozzle mouthpiece (2) and the associated bore (12) in the nozzle mouthpiece (2) has a smooth passage channel up to the underside of the nozzle mouthpiece (2) so that mixing of the powder with the heating gas or the oxygen inside the cutting torch nozzle (1) will.