DE3149477C2

DE3149477C2 -

Info

Publication number: DE3149477C2
Application number: DE19813149477
Authority: DE
Inventors: Artur Lvovic Daiker; Anatolij Ivanovic Veis; Anatolij Dmitrievic Bogatyrev; Evgenij Yakovlevic Kocengin; Viktor Nikolaevic Palko; Nikolai Michailovic Novoselov; Jurij Venediktovic Volcematiev; Gennadij Yakovlevic Celjabinsk Su Morozov
Original assignee: NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METALLURGII CELJABINSK SU
Current assignee: NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METALLURGII CELJABINSK SU
Priority date: 1981-12-14
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1987-07-09
Also published as: DE3149477A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schmelzbades beim Brennputzen, bei dem Entzünden eines Gemisches aus Brenngas und Sauerstoff, Erhitzen eines Stahl drahtes durch die erzeugte Flamme und Einführen eines erhitz ten Stahldrahts diskontinuierlich und fortschreitend in einen Schneidsauerstoffstrom unter Bildung von Tropfen schmelzflüssigen Drahtmetalls erfolgt, wobei die Tropfen mittels des Schneidsauerstoffstroms auf die Oberfläche des zu putzenden Metalls übertragen werden und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, enthaltend ein Gehäuse mit einem Kanal für die Zuführung von Stahldraht, einem Kanal für die Zuführung von Sauerstoff, einem Kanal für die Zuführung von Schneidsauerstoff und einem Kanal für die Zuführung von Brenngas.

Aus der AT-PS 3 47 204 ist ein Verfahren zur Durchführung eines thermochemischen Starts auf der Oberfläche eines Werk stücks aus einem Eisenmetall bekannt, bei welchem das Ende eines aus Eisenmetall bestehenden Drahtes, der in einer Sauerstoffatmosphäre auf Zündtemperatur vorgewärmt wurde, mit einer vorbestimmten Stelle der Oberfläche, an der die Flämmreaktion beginnen soll, in Berührung gebracht wird, wobei ein Sauerstoffgasstrahl hoher Intensität unter Einlei tung einer sofortigen Flämmreaktion und Ausbildung eines Schmelzbades an der vorbestimmten Stelle zum Auftreffen auf einen ungefähr 1 bis 15 cm hinter der Stelle liegenden Punkt der Oberfläche gebracht wird, und ein Sauerstoffstrahl hoher Intensität weiter auf das Schmelzbad gerichtet wird, bis sich das Schmelzbad auf die zu flämmende Sollbreite ausgedehnt hat. Wie die Zeichnungen weiter zeigen, wird mit bogenförmig das zu flämmende Walzgut überstreichenden Flachstrahlen gearbeitet, wobei der Draht abseits von der Brenngaszuführung unter einem stumpfen Winkel zur Sauerstoff- und Brenngaszu führung in Richtung auf das Walzgut im Bereich der Flammen spitze zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem durch eine spezielle Zuführung von Stahldraht, Brenngas und Schneid sauerstoff eine Steigerung der Wärmeleistung eines Tropfens schmelzflüssigen Drahtmetalls erreicht und damit die für die Herstellung eines Schmelzbades erforderliche Zeit beschleunigt werden kann, was für einen Flämmvorgang auf sich mit hoher Geschwindigkeit bewegendem Walzgut von wesentlicher Bedeutung ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der erhitzte Stahldraht in einem Brenngasstrom, der sich seinerseits im Schneidsauerstoffstrom befindet, in den Schneidsauerstoff strom eingeführt wird, wobei letzterer so gerichtet ist, daß er auf den Stahldraht in einem Punkt auftrifft.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens zeichnet sich dadurch aus, daß im Gehäuse ein zusätzli cher Kanal für die Zuführung von Brenngas vorgesehen ist, daß koaxial zu diesem zusätzlichen Kanal und innerhalb dieses Kanals der Kanal für die Zuführung des Stahldrahtes angeord net ist, daß der Kanal für die Zuführung von Schneidsauer stoff in Form eines kegelförmigen Ringspaltes ausgeführt ist und im Zwischenraum zwischen dem zusätzlichen Kanal für die Zuführung von Brenngas und dem Kanal für die Zufüh rung von Sauerstoff derart angeordnet ist, daß der Schneid sauerstoffstrom in einem Punkt auf den Stahldraht vereinigt wird und daß der Kanal für die Brenngaszuführung im peri pheren Bereich des Gehäuses verläuft.

Vorzugsweise ist der kegelförmige Ringspalt durch Trennwände unterteilt, durch die eine Teilung des Schneidsauerstoff stroms in mehrere Strahlen über den Kreiskegel erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schmelz bades beim Brennputzen sowie die vorgeschlagene Ausführungs form der Vorrichtung zu seiner Durchführung gestatten es, ein Schmelzbad zum Brennputzen innerhalb von 0,05 bis 0,08 Sekunden herzustellen, was es ermöglicht, dieses Verfahren und diese Vorrichtung bei einem stichprobenartigen Brenn putzen des Metalls unter Bewegung des Metalls mit einer Geschwindigkeit von 0,35 m/s zu verwenden. Außerdem sind die Herstellung eines Schmelzbades und folglich ein Putzen unmittelbar an der vorderen Stirnkante des zu putzenden Metalls möglich.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Schmelzbades im Längs schnitt;

Fig. 2 die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Ansicht von unten;

Fig. 3 die Gesamtansicht einer weiteren erfindungs gemäßen Vorrichtung in Ansicht von unten.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her stellung eines Schmelzbades beim Brennputzen besteht aus einem Gehäuse 1 (Fig. 1), das einen Zentralkanal 2 für die Zuführung eines Drahtes 3, einen zusätzlichen Kanal 4 für die Zuführung eines Brenngases, der koaxial zu dem Kanal 2 für die Zuführung des Drahtes 3 angeordnet ist, einen Kanal 5 für die Zuführung von Schneidsauerstoff, der in Form eines kegelförmigen Ringspaltes ausgebildet ist, einen Kanal 6 für die Sauerstoffzuführung und einen Kanal 7 für die Zuführung von Brenngas enthält. Der Kanal 6 für die Sauerstoffzuführung ist parallel zu dem Kanal 2 für die Zuführung des Drahtes 3, und der Kanal 7 für die Zuführung von Brenngas unter einem Winkel zu der unteren Stirnseite des Gehäuses 1 angeordnet.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens zur Herstellung eines Schmelzbades in Ansicht von unten dargestellt. Hier sind gegenseitige Anordnung und Form von Auslauföffnungen 8, 9 jeweils der Kanäle 7, 6 (Fig. 1) für die Zuführung von Brenngas und Sauerstoff, die Form einer Auslauföffnung 10 des Kanals 5 (Fig. 1) für die Zuführung von Schneidsauerstoff, die Form einer Auslauföffnung 11 des zusätzlichen Kanals 4 (Fig. 1) für die Zuführung von Brenngas und die Form einer Auslauföffnung 12 des Kanals 2 (Fig. 1) für die Zuführung des Drahtes 3 dargestellt. Die Auslauföffnungen 8, 9 der Kanäle 7, 6 sind rund und auf konzentrischen Kreislinien angeordnet. Die Auslauföff nungen 11, 12 des zusätzlichen Kanals 4 und des Kanals 2 sind konzentrisch. Die Auslauföffnung 10 des Kanals 5 besitzt die Form eines Ringspaltes, und der Mittelpunkt der Auslauf öffnung 12 des Kanals 2 liegt auf der Achse dieses Kanals.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens zur Herstellung eines Schmelzbades in Ansicht von unten dargestellt, wobei der Kanal 5 für die Zuführung von Schneid sauerstoff entlang der Kreislinie durch Trennwände unter der Bildung von Auslauföffnungen 13 zwischen diesen Trennwän den unterteilt ist. Hier ist gegenseitige Anordnung und Form der Auslauföffnungen 8, 9 jeweils der Kanäle 7, 6 (Fig. 1) für die Zuführung von Brenngas und Sauerstoff, die Form der Auslauföffnungen 13 des Kanals 5 (Fig. 1) für die Zuführung von Schneidsauerstoff, die Form der Auslauf öffnung 11 des zusätzlichen Kanals 4 (Fig. 1) für die Zufüh rung von Brenngas und die Form der Auslauföffnung 12 des Kanals 2 (Fig. 1) für die Zuführung von Draht gezeigt.

Die Auslauföffnungen 8, 9, 13 der Kanäle 7, 6, 5 (Fig. 1) sind rund und auf drei konzentrischen Kreislinien angeordnet. Die Auslauföffnungen 11, 12 des zusätzlichen Kanals 4 und des Kanals 2 (Fig. 1) jeweils für die Zuführung von Brenngas und von Draht sind konzentrisch. Dabei liegt die Auslauf öffnung 12 des Kanals 2 (Fig. 1) für die Drahtzuführung im Mittelpunkt der oben genannten drei konzentrischen Aus lauföffnungen 8, 9, 13.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schmelz bades wird mittels der oben dargelegten Vorrichtung wie folgt durchgeführt.

Beispiel 1

In der Richtung der Pfeile A, B, C (Fig. 1) werden in das Gehäuse 1 entsprechend Koksgas, Sauerstoff und Koksgas zuge führt. Über den zusätzlichen Kanal 4 und den Kanal 7 wird aus dem Gehäuse 1 durch die Auslauföffnungen 11 und 8 (Fig. 2) Koksgas zugeführt, und über die Kanäle 5 und 6 (Fig. 1) wird durch die Auslauföffnungen 10 und 9 (Fig. 2) Sauerstoff zugeführt. Das Koksgas wird unter einem Druck von 0,03 MPa, und der Sauerstoff unter einem Druck von 0,05 MPa zugeführt. Das hergestellte Gasgemisch wird entzündet und in die Flamme wird über den Kanal 2 (Fig. 1) durch die Auslauföffnung 12 (Fig. 2) der Stahldraht 3 mit einem Durchmesser von 3 bis 4 mm eingeführt. Der Draht 3 wird auf eine Temperatur von 900°C erhitzt. Dann wird über den Kanal 5 (Fig. 1) durch die Auslauföffnung 10 (Fig. 2) Schneidsauerstoff unter einem Druck von 0,5 MPa zugeführt. Der Draht 3 (Fig. 1) wird dis kontinuierlich und fortschreitend mit einer Geschwindigkeit von 0,03 m/s in den Schneidsauerstoffstrom eingeführt. Im Schneidsauerstoffstrom findet ein Schmelzen des eingeführten Endes des Drahtes 3 statt. Dadurch werden Tropfen vom schmelzflüssigen Metall hergestellt. Die hergestellten Tropfen werden durch den Schneidsauerstoffstrom auf die zu putzende Metalloberfläche übertragen. Während der Über tragung der Tropfen findet eine thermochemische Oxydations reaktion der Tropfen vom schmelzflüssigen Metall statt, und beim Erreichen der Oberfläche des zu putzenden Metalls gibt der Tropfen die durch die thermochemische Reaktion erzeugte Wärme im vorgegebenen Punkt der zu putzenden Metalloberflä che ab. Dadurch werden das Metall eingeschmolzen und ein Schmelzbad hergestellt. Die für die Herstellung des Schmelz bades erforderliche Zeit beträgt 0,08 Sekunden.

Beispiel 2

In der Richtung der Pfeile A, B, C (Fig. 1) werden in das Gehäuse 1 jeweils Erdgas, Sauerstoff und Erdgas zugeführt. Über den zusätzlichen Kanal 4 und den Kanal 7 (Fig. 1) wird aus dem Gehäuse 1 durch die Auslauföffnungen 11 und 8 (Fig. 3) Erdgas, und über die Kanäle 5 und 6 ( Fig. 1) durch die Auslauföffnungen 13 und 8 (Fig. 3) Sauerstoff zugeführt. Das Erdgas wird unter einem Druck von 0,08 MPa und der Sauer stoff unter einem Druck von 0,16 MPa zugeführt. Das gebildete Gasgemisch wird entzündet, und in die Flamme wird über den Kanal 2 (Fig. 2) durch die Auslauföffnung 12 der Stahldraht 3 mit einem Durchmesser von 4 mm eingeführt. Der Draht 3 wird auf eine Temperatur von 1450°C erhitzt. Dann wird über den Kanal 5 (Fig. 1) durch die Auslauföffnungen 13 (Fig. 3) Schneidsauerstoff unter einem Druck von 0,7 MPa zugeführt. Anschließend wird der Draht 3 (Fig. 1) diskontinuierlich und fortschreitend mit einer Geschwindigkeit von 0,05 m/s in den Schneidsauerstoffstrom eingeführt. Im Schneidsauer stoffstrom findet ein Schmelzen des eingeführten Endes des Drahtes 3 statt, und es werden Tropfen des schmelzflüssigen Metalls gebildet. Die erhaltenen Tropfen werden durch den Schneidsauerstoffstrom auf die zu putzende Metalloberfläche übertragen. Während der Übertragung der Tropfen findet eine thermochemische Reaktion der Tropfen des schmelzflüssigen Metalls statt, und nach dem Erreichen der Oberfläche des zu putzenden Metalls gibt der Tropfen die durch die thermo chemische Reaktion erzeugte Wärme in dem vorgegebenen Punkt an die zu putzende Metalloberfläche ab. Dadurch wird das Metall eingeschmolzen, und es wird ein Schmelzbad herge stellt.

Die Verbrennungsprodukte werden aus der Brennzone durch die im Zwischenraum zwischen den Sauerstoffstrahlen vorhande nen Lücken entfernt, wobei die Sauerstoffstrahlen über die Kanäle 5 (Fig. 1) durch die Auslauföffnungen 13 (Fig. 3) zugeführt werden.

Die für die Herstellung eines Schmelzbades erforderliche Zeit beträgt 0,03 Sekunden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Schmelzbades beim Brenn putzen, bei dem Entzünden eines Gemisches aus Brenngas und Sauerstoff, Erhitzen eines Strahldrahts durch die erzeugte Flamme und Einführen eines erhitzten Stahldrahts diskon tinuierlich und fortschreitend in einen Schneidsauerstoff strom unter Bildung von Tropfen schmelzflüssigen Drahtmetalls erfolgt, wobei die Tropfen mittels des Schneidsauerstoff stroms auf die Oberfläche des zu putzenden Metalls übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der erhitzte Stahldraht in einem Brenngasstrom, der sich seinerseits im Schneidsauerstoffstrom befindet, in den Schneidsauerstoffstrom eingeführt wird, wobei letzterer so gerichtet ist, daß er auf den Stahldraht in einem Punkt auftrifft.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend ein Gehäuse mit einem Kanal für die Zuführung von Stahldraht, einem Kanal für die Zuführung von Sauerstoff, einem Kanal für die Zuführung von Schneidsauerstoff und einem Kanal für die Zuführung von Brenngas, dadurch gekenn zeichnet, daß im Gehäuse (1) ein zusätzlicher Kanal (4) für die Zuführung von Brenngas vorgesehen ist, daß koaxial zu diesem zusätzlichen Kanal (4) und innerhalb dieses Kanals (4) der Kanal (2) für die Zuführung des Stahldrahts (3) angeordnet ist, daß der Kanal (5) für die Zuführung von Schneidsauerstoff in Form eines kegelförmigen Ringspaltes ausgeführt ist und im Zwischenraum zwischen dem zusätzlichen Kanal (4) für die Zuführung von Brenngas und dem Kanal (6) für die Zuführung von Sauerstoff derart angeordnet ist, daß der Schneidsauerstoffstrom in einem Punkt auf den Stahl draht (3) vereinigt wird und daß der Kanal (7) für die Brenn gaszuführung im peripheren Bereich des Gehäuses (1) ver läuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Ringspalt durch Trennwände unterteilt ist, durch die eine Teilung des Schneidsauerstoffstroms in mehrere Strahlen über den Kreiskegel erfolgt.