DE702640C

DE702640C - Verfahren zur Entfernung fehlerhaften oder ueberschuessigen Werkstoffs an brennschneidbaren Werkstuecken mittels eines Sauerstoffbrenners

Info

Publication number: DE702640C
Application number: DE1932L0081414
Authority: DE
Original assignee: Linde Air Products Co
Current assignee: Linde Air Products Co
Priority date: 1931-07-10
Filing date: 1932-06-16
Publication date: 1941-02-12
Also published as: DE896282C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung fehlerhaften oder überschüssigen Werkstoffs an brennschneidbaren Werkstücken und insbesondere die Entfernung von Risse enthaltenden Stellen von Knüppeln oder Rohschienen aus Stahl vor der nachfolgenden Warmbearbeitung, z. B. durch Walzen.
Um zu verhindern, daß die Fehlstellen in den Knüppel eingewalzt werden, wurde bisher im allgemeinen die Oberfläche von Knüppeln für den Walzvorgang dadurch vorbereitet, daß fehlerhafter oder überschüssiger Werkstoff mechanisch, beispielsweise durch Abmeißeln oder Fräsen, entfernt wurde. Die mechanische Entfernung fehlerhaften oder überschüssigen Werkstoffes erfordert jedoch viel Zeit und erhöht dadurch die Kosten des Walzerzeugnisses.

· Es ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, fehlerhaften oder überschüssigen Werkstoff an brennschneidbaren Werkstücken mittels eines Sauerstoffbrenners zu entfernen, dessen Strahl unter einem Winkel auf die Oberfläche des erwärmten Werkstücks gerichtet wird. Hierbei war jedoch der Sauerstoffstrahl quer zur Bewegungsrichtung des Brenners auf das Werkstück gerichtet, so daß das Material in der Nähe der Brennermündung viel stärker erwärmt wurde als im Abstand von dieser, wodurch infolge der ungleichmäßigen Erwärmung unerwünschte Gefügeänderungen in der Werkstückoberfläche entstanden und die z. B. bei der Entfernung von Rissen entstehende Nut in ihrer Längsrichtung einen sehr ungleichmäßigen Querschnitt erhielt. Hierbei wurde auch schon mit gegenüber der beim Brennschneiden üblichen Gasgeschwindigkeit geringerer Geschwindigkeit des austretenden Gases gearbeitet.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile unter Vermeidung schroffer Übergänge in der Werkstückoberfläche. Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß zur Erzielung einer breiten Flamme ein Brenner mit verhältnismäßig weitem Mündungsrohrquerschnitt verwandt wird, aus dem der Sauerstoffstrahl praktisch parallel und wirbelfrei mit einer Geschwindigkeit von 5« 60 bis 300 m/Sek. austritt.

Bei dieser Begrenzung der Ausströmgeschwindigkeit des Sauerstoffes aus der Brennerdüse ist vorausgesetzt, daß die Austritts-

geschwindigkeit unter der Annahme berechnet ist, daß sich der oxydierende Gasstrom bei seinem Austritt aus der Düsenmündung unter Atmosphärendruck und bei einer Temperatur von etwa 21⁰C befindet.

Die zahlenmäßige Angabe über die Höchstgeschwindigkeit des Sauerstoft'stromes bezeichnet somit keine durch Messung festzustellende Größe, sondern ist nur eine Rechnnngsgröße, hinter welcher die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit mehr oder weniger namhaft zurückbleibt, je nach der mehr oder minder großen Abkühlung des Gases infolge eintretender Expansion. Die Beschränkung der Strömungsenergie des Gases bezweckt, das Herauswerfen von geschmolzenem Metall aus der Schnittfurche im Werkstück, bevor dasselbe Zeit gehabt hat, sich zu oxydieren, zu verhindern und dadurch das Entstehen von ebenmäßigen und glatten Flächen sicherzustellen.

Der Brenner wird hierbei in einer senkrecht auf der Werkstückoberfläche stehenden, durch den Sauerstoffstrahl gehenden Ebene in Rich- »5 tung des Strahles gegen den zu entfernenden Werktsoff bewegt. Hierdurch wird in Verbindung mit der geringeren Gasgeschwindigkeit erreicht, daß die Flamme der Schlacke vor sich herschiebt und eine sichere und gleichmäßige Vorwärmung der zu bearbeitenden Stelle bewirkt.

Es ist zwar auch schon bekannt, zwecks teilweisen Durchschneidens von Platten o. dgl. den Strahl des Sauerstoffbrenners in der Richtung der zu schneidenden Nut zu bewegen und unter einem Winkel auf die erwärmte Werkstückfläche zu richten. Dies hat den Nachteil, daß der Sauerstoftstrahl in die bereits geschnittene Nut hineinspielt und daher bestrebt ist, in diese das verbrannte Eisen hineinzuspülen. Die Brennerhaltung und -führung gemäß der Erfindung bietet demgegenüber die Vorteile, daß der Sauerstoffstrahl in die Schneidrichtung weist, so daß der Schnitt frei liegt und das auszubrennende Metall von der am Brenner in bekannter Weise vorgesehenen Vorwärmflamme sowie von der Schlacke wirksam vorgewärmt wird. Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dient zweckmäßig ein Brenner, bei dem in bekannter Weise zwischen dem Brennerkopf und der Düse ein Zwischenstück mit Bohrungen für das Vorwärmgas angeordnet ist, die durch eine Ringnut mit den Austrittskanälen der Düse in Verbindung stehen. Bei dem Brenner gemäß der Erfindung geht die Bohrung für den Brennsauerstoff zunächst in eine weitere Bohrung und dann in den noch weiteren Ausströmkanal der Düse über, und dieser Kanal ist vorzugsweise exzentrisch zur Düsenachse und den Vorwärmgaskanälen angeordnet. Um die Wirbelung des Brennsauerstoftes zu verringern, kann im oberen Ende des Ausströmkanals der Düse ein Drahtnetz vorgesehen sein.

'·■ Jn der Zeichnung ist dargestellt, wie unter ■ Anwendung eines Sauerstoffbrenners ein Werkstück in Form einer schwachen Nut eingekerbt wird, um z. B. fehlerhaften Werkstoff zu entfernen. In der Zeichnung zeigen Fig. ι eine Seitenansicht eines Brenners, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Düse und das Zwischenstück des Brenners gemäß Fig. i, «

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-ITI von Fig. 2,

Fig. 4 eine Endansicht des Austrittsendes der Düse gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 5 eine Ansicht des Brenners in der Lage, in der er gegenüber der zu behandelnden Fläche zu halten und zu führen ist,

Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI von Fig. 5 durch die gemäß der Erfindung geschnittene Nut.

An dem Brennerkopf 15 ist das Zwischenstück 20 befestigt. Der Kanal 21 für das brennbare Gasgemisch in dem Zwischenstück steht wie bei den gewöhnlichen Düsen mit der Mischkammer im Kopf 15, der mittlere Sauerstoffkanal 22 im Zwischenstück 20 dagegen mit dem mit dem Kopf 15 verbundenen Sauerstoff kanal 18 in Verbindung. Das untere Ende des Zwischenstücks 20 hat eine Ringnut 23, in die der Kanal 21 für das ^9S brennbare Gasgemisch mündet.

An dem Zwischenstück 20 ist mittels einer Kiemmutter 25 eine Düse 24 befestigt. Die Düse hat an ihrem oberen Ende eine Ringnut 26, die sich mit der Nut 23 im unteren ^Io° Ende des Zwischenstücks 20 deckt. Eine Gruppe von Kanälen 27 in der Außenwand der Düse erstreckt sich von der Nut 26 im Kupplungsende der Düse bis zu ihrer Austrittsfläche. Ein kurzer mittlerer Durchlaß ¹⁰S 28 in der Düse 24 deckt sich mit dem erweiterten Ende des mittleren Sauerstoffkanals 22 in dem Zwischenstück 20. Von dem Ende des kurzen mittleren Durchlasses 28 erstreckt sich exzentrisch zu diesem ein langer Austritts- ^uo kanal 29 der Düse. In das obere Ende des letzteren ist ein Drahtnetz 30 eingesetzt, um die Wirbelung des Sauerstoffs zu verringern. Das Drahtnetz 30 wird durch einen Ring 31 in seiner Lage gesichert. ''

Das Zwischenstück 20 und die Düse 24 dienen dazu, die Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffes zu verringern und eine gegenüber üblichen Schneidbrennern verhältnismäßig breite Flamme zu erzeugen. Ferner dienen das Zwischenstück und die Düse dazu, eine genügende Menge von Brenngas-

gemisch zur Erzeugung einer hohen Vor; wärmetemperatur zu liefern. Die Düse 24 wird in bezug auf die zu behandelnde Fläche so gehalten, daß der Sauerstoffstrom auf die Fläche unter einem spitzen Winkel, vorzugsweise einem Winkel von ungefähr 30⁰, gerichtet ist (Fig. 5).

Der Sauerstoff höhlt eine Vertiefung aus, die den in Fig. 6 dargestellten Querschnitt zeigt. Das entfernte Metall wird aus der Vertiefung ausgeblasen. Wird die Düse 24 gegenüber dem Werkstück in Richtung des Sauerstoffstromes (Fig. 5) ' bewegt, so wird eine glatte Nut mit geneigten Seiten (Fig. 6) in das Werkstück gebrannt.

Der Sauerstoff druck des Brenners soll so eingestellt sein, daß beim öffnen des Hauptsauerstoffventils durch Niederdrücken des Knopfes 19 die Austrittsgeschwindigkeit des Sauerstoffs aus dem Kanal 29 60bis 100 m/Sek. beträgt. Die zum Brennschneiden von Metall übliche Sauerstoffaustrittsgeschwindigkeit von mehr als 300 m/Sek. ist zu hoch.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Entfernung fehlerhaften oder überschüssigen Werkstoffs an brennschneidbaren Werkstücken mittels eines Sauerstoffbrenners, aus dem ein Sauerstoffstrahl mit verhältnismäßig geringer, der Brennergröße angepaßter Geschwindigkeit austritt und in einem spitzen Winkel auf die Oberfläche desWerkstükkes auftrifft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brenner mit verhältnismäßig weitem Mündungsrohrquerschnitt verwendet wird, aus dem der Sauerstoffstrahl praktisch parallel und wirbelfrei mit einer Geschwindigkeit von 60 bis 300 m/Sek. austritt, und der Brenner in einer senkrecht auf der Werkstückoberfläche stehenden, durch den Sauerstoff strahl gehenden, Ebene in der Richtung des Strahls gegen den zu entfernenden Werkstoff bewegt wird.
2. Brenner zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem zwischen Brennerkopf und der Düse ein Zwischenstück mit Bohrungen für das Vorwärmgas angeordnet ist, die durch eine Ringnut mit den Austrittskanälen der Düse in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (22) für den Brennsauerstoff zunächst in eine weitere Bohrung (28) und dann in den noch weiteren Ausströmkanal (29) der Düse (24) übergeht.
3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausströmkanal (29) der Düse (24) exzentrisch zur Du- 6" senmittelachse und zu den Vorwärmgaskanälen (27) angeordnet ist.
4. Brenner nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Ende des Ausströmkanals (29) der Düse ein Drahtnetz (30) vorgesehen ist, das der Brennsauerstoff durchströmt, um die Wirbelung zu verringern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen