DE2153954A1

DE2153954A1 - Gesteinschneider

Info

Publication number: DE2153954A1
Application number: DE19712153954
Authority: DE
Inventors: Paul Plichta; Peter Dipl Chem Dr Plichta
Original assignee: Plichta Peter Dipl-Chem Dr 4000 Duesseldorf
Current assignee: Plichta Peter Dipl-Chem Dr 4000 Duesseldorf
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE2153954C3; DE2153954B2

Description

Gesteinschneider Es ist bekannt, Metalle mit einem Überschuß von Sauerstoff unter Verwendung von Acetylen mit Hilfe eines Schweißbrenner zu schneiden. Anstelle von Acetylen werden auch Wasserstoff Wassergas, Propan oder Leuchtgas verwandt. Hierbei verbrennt das Metall zum Oxid, welches von dem mit hoher Geschwindigkeit strömenden Brennstoff-Luftgemisch weggeblasen wird. Die durch die Verbrennung frei werdende Verbrennungswärme liefert die erforderliche Schmelzhitze, so daß der auftretende Schnitt sauber ist.
Zum Bearbeiten von Gestein, insbesondere zum Sägen, Schneiden und zur Oberflächenbearbeitung von Gestein, werden heute fast zusschließlich mechanische Mittel wie Steinsägemaschinen, Stelnschleifmaschinen, Trennschleifmaschinen oder dergleichen benutzt Bei diesen Geräten wird mittels meist elektrisch angetriebener Werkzeuge wie Stahl-Sägeblättern, Silizium-Karbidscheiben, Diamant kreissägeblättern oder dergleichen eine rein mech-anische Bearbeitung des Gesteins vorgenommen. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden und findet vereinzelt Anwendung, Gestein, d.h. kieselsäurehaltige Verbindungen wie Basalt, Beton usw. mittels. einer Sauerstoffpflanze zu zerlegen.
Es ist weiter bekannt, die hohe Bildungswärn-.e von CF4 und Fluorwasserstofr nicht zuletzt wegen der schlackenlösenden Wirkung des Letzteren zum Betrieb eines mit Fluor und Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffen gespeisten Brenners für die Metallbearbeltung in besonderen Fällen auszunutzen (H.F. Priest, A.V. Grosse, Ind. Engng.Chem. 39, 431, 1947). Ähnlich wie bei der Verarbeitung von Stahl mit dem Sauerstoff-Acetylenbrenner läßt sich Kupfer auf diese Weise schweißen und brennschneiden.
Der Efindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gestein sowie insgesamt im wesentlichen aus Kieselsäure bestehendes minerai4-sches Gut, unter anderem auch Beton, in einfacher Weise bearbeiten zu können, insbesondere schneiden und sägen zu können.
Fr e Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verwendung von Fluor und Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffen in gasförmigem Zustand gemeinsam zur Zersetzung von Gestein und anderem im wesentichen aus Kieselsäure bestehenden mineralisehen Gut vorgeschlagen wird. Es handelt sich bei der Erfindung demzufolge um die Verwendung von Fluor anstelle von Sauerstoff bei dem an stich bekannten auf Metalle anwendbaren autogenen Schweißverfahren. Es findet bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Fluor und Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffen eine Umsetzung von Wasserstoff mit Fluor nach der Gleichung H2 + F2 # 2HF statt, d.h. es entsteht Fluorwasserstoff bei einer Temperatur von mindestens 30000 C. Der entstandene Fluorwasserstoff reagiert bei dieser Temperatur mit Kieselsäure nach der Gleichung SiO2 + 4HF -> SiF4 + 2 H20 Beim Schneiden von Gestein reagiert der entstandene Fluorwasserstoff an der Bearbeitungsstelle unter Bildung von gasförmigem Siliziumtetraflurid. Hierbei wird ebenfalls Verbrennungswärme frei. Auch Aluminiumoxid, ständiger Begleiter von Gestein, reagiert mit Fluorwasserstoff wie folgt: Hierdurch wird erreicht, daß bei der Bearbeitung von Gestein unter Verwendung von Fluor und Wasserstorf und/oder Kohlenwasserstoffen ein gasförmiges ReaktLonsprodukt, aber keine Schmelze entsteht, welches ungiftlg ist. HierdurchtLäßt sich im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren außerordentlich einfach die Bearbeitung ton Gestein vornehmen.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Gestein, insbesondew Sägen, Schneiden und Oberflächen bearbeiten von Gestein vorgeschlagen, die durch eine Fluor-und eine Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoff-Quelle, vorzugsweise in Form eines unter ueberdruck stehenden Behälters gekennzeichnet ist, an die Je eine Düse über einen Hahn angeschlossen sind, die in ihrer Stellung zueinander derart sind, daß in einem Abstand vor den Düsen der Fluor- und der Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffstrom zusammentreffen. Zweck~ mäßigerweise sind hierbei die Düsen zu einer einzigen Einriohtung zusammengefaßt, wobei die Wasserstoff/Kohlenwasserstoff-Düse als Ringdüse ausgebildet ist, in deren Mittelpunkt die Fluordüse angeordnet ist. Auf diese Weise wird mit Sicherheit das Schmelzen der Düsenanordnung verh.rdart und es ist möglich, sie in Analogie zu den bekannten Schweißbrennern aus Kupfer oder Kupferlegierungen herzustellen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, der Düsenanordnung eine Absaugvorrichtung zuzuordnen. Mit dieser Absaugvorrichtung, die zweskmEßigerweise aus einem an eine Saugpumpe angeschlossenen Rohr besteht, welches koaxial zu der Düsenanordnung, diese umgebend, angeordnet ist, ist es möglich, die entstehenden gasförmigen Reaktionsprodukte abzusaugen und sämtliche Gefahren für das Bedienungspersonal abzuwenden. Es ist zu beachten, daß Fluorgas selbst sehr giftig ist, während die entstehenden Reaktionsprodukte ungiftig sind. Im Rahmen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zum Bearbeiten von Gestein wird die vom Fluorgas ausgehende Gefahr dadurch vermindert, daß zunächst Wasserstoff bzw. Kohlenwasserstoff der Bearbeitungsstelle zugeführt wird, dann an der Bearbeitungsstelle Fluor in den Wasserstoff Oder Kohlenwasserstoff eingedüst wird und die entstehenden Reaktionsprodukte abgesaugt werden.
Der vorgelegte Wasserstoff entzündet sich selbständig beim Aufdrehen des Fluorventils, so daß eine Sicherung gegen die vom Fluorgas ausgehende Gerahr geschaffen ist. Zusätzlich kann mit einem Überschuß an Wasserstoff gearbeitet werden.
Als Vorteil ist beachtlich, daß die Verbrennungswärme des Wasserstoff/Fluor-Gebiäses der Erfindung höher als die des Wasserstoff/Sauerstoff-Bremers liegt. Wegen der Selbstentzündung läßt sich das Wasserstoff/Fluor-Schneidgerät auch unter Wasser oder im luftleeren Raum einsetzen. Die nicht fluorierten Substanzen in der Reaktionszone werden verblasen.
In an sich bekannter Weise lassen sich auch Metalle, die bei hohen Temperaturen mit Fluorwasserstoff reagieren schneiden, wie z.B. Kupfer oder Aluminium.
Es soll weiter darauf hingewiesen werden, daß der im Rahmen der Anwendung der Erfindung entstehende Fluorwasserstoff ebenfalls giftig ist, was jedoch im luftleeren Raum oder unter Wasser nicht störend ist. Bei Atmosphärendruck muß mit der nach dem Prinzip des Staubsaugers wirkenden Absaugung gearbeitet werden.

Claims

Anspriiche:

1. Verwendung von Fluor und Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffen in gasförmigem Zustand gemeinsam zur Zersetzung, insbesondere zum Schneiden, Sägen und zur Oberflächenbearbeitung von Gestein und anderem im wesentlichen aus Kieselsäure bestehenden mineralischen Gut.

2. Vorrichtung zum Bearbeiten von Gestein, insbesondere zum Sägen, Schneiden und zur Oberflächenbearbeitung, gekennzeichnet durch eine Fluor- und eine Wasserstoff/Kohlenwasserstoff-Quelle, vorzugsweise in Form eines unter ueberdruck stehenden Behalters, an die je eine Düse über einen Hahn angeschlossen sind, die in ihrer Stellung zueinander derart sind, d*i in einem Abstand vor den Düsen der Fluor- und der Wasserstoff/ Kohlenwasserstoffstrom zusammentreffen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen zu einer Einheit zusammengefaßt sind und die Wasserstoff/Kohlenwasserstoff-Düse als Ringdüse ausgebildet ist, in deren Mittelpunkt die Fluordüse angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenanordnung eine Absaugvorrichtung zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung aus einem an eine Saugpumpe angeschlossenen Rohr besteht, welches koaxial zu der Düsenanordnung, diese umgebend, angeordnet ist, 0.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung gekühlt ist.

7. Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere Sägen, Schneiden und zur Oberflächenbearbeitung von Gestein, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Wasserstoff/Kohlenwassertoff der Bearbeitungsstelle zugeführt wird, dann an der Bearbeitungsstellexin d.en Wasserstoff/Kohlenwasserstoffstrom eingedüst wird und die entstehenden Reaktionsprodukte abgesaugt werden.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Überschuß an Wasserstoff/Kohlenwasserstoff gearbeitet wird.