EP1194513B1 - Melange gazeux combustible et son utilisation en oxycoupage - Google Patents

Melange gazeux combustible et son utilisation en oxycoupage Download PDF

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EP1194513B1
EP1194513B1 EP00925406A EP00925406A EP1194513B1 EP 1194513 B1 EP1194513 B1 EP 1194513B1 EP 00925406 A EP00925406 A EP 00925406A EP 00925406 A EP00925406 A EP 00925406A EP 1194513 B1 EP1194513 B1 EP 1194513B1
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gas mixture
gas
propane
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Joachim Grundmann
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/02—Compositions containing acetylene

Definitions

  • the present invention relates to a gas mixture ternary containing controlled amounts of propane, butane and acetylene, usable in an operation flame cutting.
  • an oxygen cutting operation consists of cutting with a mixture of combustion of a sheet or the like of a material metallic containing a high proportion of iron, for example of steel.
  • gases or gas mixtures can be used as a combustible gas, then that we usually use oxygen or a mixture oxygen-rich gas as a fuel gas.
  • Fuel gas and fuel gas are mixed to each other to generate the gas mixture of combustion which feeds a burner, i.e. the nozzle a flame cutting torch for example.
  • the object of the present invention is therefore to try to to overcome the aforementioned problem, that is to say propose a combustible gas mixture usable in an oxygen cutting operation, which gas mixture leads at preheating times before cutting proper significantly lower than those obtained with mixtures gaseous conventionally used.
  • the butane is iso-butane, n-butane or a mixture of iso-butane and n-butane.
  • the ratio of the proportion of butane the proportion of propane is at least 0.25 of preferably 0.25 to 0.66, and / or the proportion of butane is less than or equal to the proportion of acetylene.
  • the proportion of acetylene is between 20 and 30%.
  • the invention also relates to a container, in particular a gas cylinder containing such a mixture ternary gas and the use of said gas mixture ternary in an oxygen cutting operation, as a gas fuel intended to be mixed in a proportion desired oxygen or a gas mixture containing oxygen, like air.
  • a combustion gas mixture by mixing desired proportions of a ternary gas mixture according to the invention and oxygen or a gas containing oxygen, preferably the combustion gas mixture is carried out in a gas mixer or directly in a nozzle or a burner.
  • gas mixtures ternaries according to the invention were used as combustible gas in an oxygen cutting operation of a metal sheet 20 mm thick.
  • the fuel gas used is oxygen.
  • the time was determined preheating, i.e. the time required for the effective preheating of the sheet to cut.
  • the ratio of the proportion of butane to that of propane is 0.66.
  • the ratio of the proportion of butane to that of propane is 0.43.
  • the ratio of the proportion of butane to that of propane is 0.25.

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Description

La présente invention concerne un mélange gazeux ternaire contenant des quantités contrôlées de propane, de butane et d'acétylène, utilisable dans une opération d'oxycoupage.
De manière connue, une opération d'oxycoupage consiste à réaliser une découpe avec un mélange de combustion d'une tôle ou analogue en un matériau métallique contenant une forte proportion de fer, par exemple de l'acier.
A cette fin, de nombreux gaz ou mélanges gazeux peuvent être utilisés en tant que gaz combustible, alors qu'on emploie usuellement de l'oxygène ou un mélange gazeux riche en oxygène en tant que gaz carburant.
Le gaz combustible et le gaz carburant sont mélangés l'un à l'autre pour générer le mélange gazeux de combustion qui alimente un brûleur, c'est-à-dire la buse d'un chalumeau d'oxycoupage par exemple.
A titre d'exemple, on peut citer le document EP-A-895026 qui décrit un procédé d'oxycoupage mettant en oeuvre un gaz combustible choisi parmi le propane, le Crylène™. le Tétrène™ et l'acétylène et un gaz carburant choisi parmi l'oxygène et l'air.
Cependant, les mélanges gazeux combustibles existants conduisent à des temps de préchauffage de la tôle à couper relativement longs, c'est-à-dire pouvant atteindre 20 secondes et plus, ce qui n'est pas acceptable du point de vue industriel, car cela a un effet négatif sur la productivité.
Le but de la présente invention est donc de tenter de pallier le problème susmentionné, c'est-à-dire de proposer un mélange gazeux combustible utilisable dans une opération d'oxycoupage, lequel mélange gazeux conduit à des temps de préchauffage avant coupage proprement dit nettement inférieurs à ceux obtenus avec les mélanges gazeux classiquement utilisés.
L'invention concerne alors un mélange gazeux ternaire combustible constitué de :
  • 10 à 40% d'acétylène
  • 10 à 50% de butane, et
  • 10 à 80% de propane
De préférence, le mélange gazeux contient :
  • 15 à 30% d'acétylène
  • 14 à 43% de butane, et
  • 27 à 71% de propane
Préférentiellement, le mélange gazeux contient :
  • 20 à 30% d'acétylène
  • 14 à 40% de butane, et
  • 30 à 66% de propane
Selon l'invention, le butane est de l'iso-butane, du n-butane ou un mélange d'iso-butane et de n-butane.
De préférence, le rapport de la proportion de butane à la proportion de propane est d'au moins 0,25 de préférence de 0,25 à 0,66, et/ou la proportion de butane est inférieure ou égale à la proportion d'acétylène.
Avantageusement, la proportion d'acétylène est comprise entre 20 et 30%.
L'invention concerne aussi un récipient, en particulier une bouteille de gaz contenant un tel mélange gazeux ternaire et l'utilisation dudit mélange gazeux ternaire dans une opération d'oxycoupage, en tant que gaz combustible destiné à être mélangé à une proportion souhaitée d'oxygène ou d'un mélange gazeux contenant de l'oxygène, tel l'air.
De préférence, on réalise, sur site d'utilisation, un mélange gazeux de combustion en mélangeant des proportions désirées d'un mélange gazeux ternaire selon l'invention et d'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène, de préférence le mélange gazeux de combustion est réalisé dans un mélangeur de gaz ou directement dans une buse ou un brûleur.
L'invention va être mieux comprise à l'aide des exemples ci-après, donnés à titre illustratif mais non limitatif.
Exemples
Dans les exemples 1 à 3 ci-après, des mélanges gazeux ternaires selon l'invention ont été utilisés en tant que gaz combustible dans une opération d'oxycoupage d'une tôle métallique de 20 mm d'épaisseur.
Par ailleurs, le gaz carburant utilisé est de l'oxygène.
Pour chaque mélange gazeux, on a déterminé le temps de préchauffage, c'est-à-dire la durée nécessaire à la réalisation d'un préchauffage efficace de la tôle à couper.
Ensuite, on a comparé le temps de préchauffage nécessaire lors de l'utilisation, en tant que gaz carburant, d'un mélange gazeux selon l'invention aux temps de préchauffage nécessaires lors de la mise en oeuvre, dans les mêmes conditions, de butane ou, selon le cas, de propane.
Exemple 1 :
Le mélange gazeux ternaire contient :
  • 30% d'acétylène
  • 28% de butane
  • 42% de propane
Le rapport de la proportion de butane à celle de propane est de 0,66.
Les résultats obtenus montrent que la mise en oeuvre de ce mélange gazeux ternaire conduit à un gain de temps de préchauffage de 60% par rapport au butane et de 43% par rapport au propane.
Exemple 2 :
Le mélange gazeux ternaire contient :
  • 25% d'acétylène
  • 22,5% de butane
  • solde de propane
Le rapport de la proportion de butane à celle de propane est de 0,43.
Les résultats obtenus montrent que la mise en oeuvre de ce mélange gazeux ternaire conduit à un gain de temps de préchauffage de 65% par rapport au butane et de 45% par rapport au propane.
Exemple 3 :
Le mélange gazeux ternaire contient :
  • 20% d'acétylène
  • 16% de butane
  • 64% de propane
Le rapport de la proportion de butane à celle de propane est de 0,25.
Les résultats obtenus montrent que la mise en oeuvre de ce mélange gazeux ternaire conduit à un gain de temps de préchauffage de 63% par rapport au butane et de 40% par rapport au propane.
Au vu des exemples 1 à 3, il apparaít clairement qu'un mélange gazeux ternaire selon l'invention conduit à des résultats inattendus, à savoir des gains de 40 à 65% du temps de préchauffage, par rapport à l'utilisation de butane ou de propane en tant que gaz combustibles.

Claims (10)

  1. Mélange gazeux ternaire combustible constitué de :
    10 à 40% d'acétylène,
    10 à 50% de butane, et
    10 à 80% de propane.
  2. Mélange selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué de :
    15 à 30% d'acétylène,
    14 à 43% de butane, et
    27 à 71% de propane.
  3. Mélange selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est constitué de :
    20 à 30% d'acétylène,
    14 à 40% de butane, et
    30 à 66% de propane.
  4. Mélange selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le butane est de l'iso-butane, du n-butane ou un mélange d'iso-butane et de n-butane.
  5. Mélange selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport de la proportion de butane à la proportion de propane est d'au moins 0,25, de préférence de 0,25 à 0,66, et/ou en ce que la proportion de butane est inférieure ou égale à la proportion d'acétylène.
  6. Mélange selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la proportion d'acétylène est comprise entre 20 et 30%.
  7. Récipient, en particulier une bouteille de gaz, contenant un mélange ternaire selon l'une des revendications 1 à 6.
  8. Utilisation d'un mélange gazeux ternaire selon l'une des revendications 1 à 6 en tant que mélange gazeux combustible dans une opération d'oxycoupage.
  9. Utilisation selon la revendication 8, dans laquelle le mélange gazeux ternaire selon l'une des revendications 1 à 6 est mélangé à une proportion souhaitée d'oxygène ou d'un mélange gazeux contenant de l'oxygène.
  10. Utilisation selon l'une des revendications 8 ou 9, dans laquelle on réalise, sur site d'utilisation, un mélange gazeux de combustion en mélangeant des proportions désirées d'un mélange gazeux ternaire selon l'une des revendications 1 à 6 et d'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène, de préférence le mélange gazeux de combustion est réalisé dans un mélangeur de gaz ou directement dans une buse ou un brûleur.
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