NO147904B - Fremgangsmaate og apparatur for termokjemisk hoevling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for termokjemisk høvling av et metallarbeidsstykke og omfatter forvarming av et punkt på overflaten av arbeidsstykket der høvlingsreaksjonen skal begynne til overflatens tenningstemperatur i oksyderende gass, ved å rette en på forhånd blandet forvarmende flamme mot punktet idet den forvarmende flamme dannes ved utslipp av minst én strøm av forvarmingsbrenngass og minst én strøm av oksyderende forvarmingsgass fra separate utslippsmunninger slik at de støter sammen utenfor utslippsmunningene, og å rette en strøm av høvlende oksyderende gass i en spiss vinkel mot overflaten av arbeidsstykket mot det forvarmede punkt mens man samtidig forårsaker en relativbevegelse mellom den høvlende oksyderende gass og arbeidsstykkeoverflaten for å oppnå et høvelskjær.

Oppfinnelsen angår likeledes en innretning for gjen-nomføring av en slik fremgangsmåte og denne omfatter midler for utslipp av en strøm av høvlende oksyderende gass gjennom en høvlingsdyse og midler for dannelse av en etterblandet forvarmingsflamme som inkluderer en munning for utslipp av en strøm av forvarmingsbrenngass, idet aksen for brenngassmunningen er rettet mot arbeidsstykket som skal høvles, og munninger for utslipp av en strøm av forvarmingsoksyderende gass.

Ved en kjent fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte type (DE-AS 20 18 044, US-PS 3.752.460) er den oksyderende forvarmingsgasstrøm og forvarmingsbrenngasstrømmen som kommer ut av den slissformede høveldyse rettet slik at de treffer sammen på arbeidsstykkets overflate. Under forvarmingen blir en ytterligere flateaktig strøm av "fanget" oksygen rettet mot arbeidsstykkeoverflaten fra et punkt over forvarmingsflammen på en slik måte at strømmen treffer arbeids-stykkeoverf laten på treffpunktet for strømmene av oksyderende forvarmingsgass og forvarmingsbrenngass og derved sammen med arbeidsstykkeoverflaten danner et kileformet rom innenfor hvilket den oksyderende forvarmingsgasstrøm og forvarmingsbrenn-gasstrømmen holdes. Denne strøm av "fanget" oksygen har til oppgave å gi en bedre gjennomblanding i forvarmingsfasen som kommer foran den egentlige høvling, av oksyderende forvarmingsgass og forvarmingsbrenngass, og å fremtvinge dannelse av et smeltebad som ligger umiddelbart foran den rettlinjede projek-sjon av oksygenhøvlingsstrømmen. Denne kjente fremgangsmåte egner seg for høvling av varmt høvelgods. Den fører imidlertid til uønsket lange forvarmingsperioder, spesielt ved høv-ling av kalde arbeidsstykker.

Foreliggende oppfinnelse har til oppgave å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning som på enkel og rime-lig måte gir en vesentlig nedkorting av forvarmingstiden, spesielt ved høvling av relativt kaldt høvelgods, uten at det består noen fare for flammetilbakeslag og uten at det er nødven-dig med tilsetningsstoffer.

I henhold til dette angår oppfinnelsen en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at dannelsen av forvarmingsflammen skjer ved å rette nevnte forvarmingsoksyderende gasstrøm og nevnte forvarmingsbrenngasstrøm til sammenstøt over overflaten for nevnte arbeidsstykke i en spiss vinkel mellom aksene for strømmene og å stabilisere forvarmingsflammen ved å slippe ut en lav intens strøm av oksyderende gass i denScimme generelle retning som flammeretningen eller i en vinkel på mellom 10° og 90° med den fremadrettede akse for flammen, idet den stabiliserende, oksyderende strøm passerer nær elleir gjennom sammenstøtspunktet for den forvarmingsoksyderende gassen og forvarmingsbrenngassen.

Oppfinnelsen angår også en innretning av den innledningsvis nevnte art og denne karakteriseres ved at aksen for forvarmingsoksydasjonsgassmunningene er rettet til å krysse aksen for forvarmingsbrenngassmunningene i en spiss vinkel utenfor munningene og over overflaten for arbeidsstykket, og midler for utslipp av en lav-intens strøm av stabiliserende oksyderende gass, idet disse omfatter minst én munning hvis akse er rettet i samme generelle retning som resultanten av aksene for munningene for forvarmingsoksydasjonsgassen og munningene for forvarmingsbrenngassen eller i en vinkel på 10° til 90° med den foroverrettede resultant av aksene og nær eller

gjennom krysningspunktet for aksene.

Den foretrukne oksyderende gass er oksygen og den foretrukne spisse vinkel for sammenstøtet mellom forvarmings-gasstrømmene er fra 5 - 50°. Den foretrukne utførelsesform benytter den samme munning for å slippe ut både den stabiliserende forvarmingsoksygenstrøm og den høvlende oksygenstrøm.

Uttrykket "oksyderende gass" slik det heri benyttes er ment å omfatte gass inneholdende et oksydasjonsmidde1. Den foretrukne oksyderende gass er kommersielt rent oksygen og for enkelhetens skyld benyttes heretter uttrykket "oksygen". Imidlertid kan man tenke seg bruk av andre oksyderende gasser enn oksygen. F.eks. oksydasjonsgassen for høvling og stabili-sering kan være oksygen med en renhet helt ned til 99% eller lavere. Imidlertid vil resultatene bli dårligere med urent oksygen, spesielt hvis det benyttes oksygen med en lavere renhet enn 99%. Forvarmingsoksydasjonsgassen kan inneholde helt ned til 21% oksygen, dvs. at det kan anvendes luft, men forvarmingstiden vil øke med reduserende oksygenandel i denne gass.

Uttrykket "forvarming" er ment å omfatte å bringe en andel av overflaten av et arbeidsstykke til sin tenningstemperatur i forhold til den oksyderende gass som benyttes, dvs. den temperatur ved hvilken arbeidsstykket tenner i atmosfæren av oksyderende gass. Fig. 1 er et sideriss av en høvlingsenhet som viser en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 2 er et tverrsnitt av f,ig. 1, sett langs lin-jen 2-2.

Fig. 3 er et forstørret sideriss av fig. 1 som

viser nøkkelelementer ved oppfinnelsen.

Fig. 4 viser det foretrukne sted for den smeltede

dam med henblikk på den høvlende oksygenstrøm ved høvlings-start på den flate del av et arbeidsstykke.

Fig. 5 viser en start ved enden av et arbeidsstykke. Fig. 6 sammenligner grafisk forvarmingstiden som oppnås ved gjennomføring av foreliggende oppfinnelse med tidligere kjente fremgangsmåter for forvarming av overflaten. Fig. 7 viser en utførelsesform av oppfinnelsen hvori forvarmingsstrømmen slippes ut fra den nedre forvarmingsblokk i høvlingsapparaturen. Fig. 8 er et sideriss av en apparatur med adskilte åpninger for stabiliserende oksygen og høvlende oksygen. Fig. 9 er et frontriss av apparaturen i fig. 8 langs linjene 9-9. Fig. 10 er et frontriss av en alternativ fremgangsmåte for konstruksjon av apparaturen ifølge fig. 8. Fig. 11 er et sideriss av en apparatur med separate åpninger for stabiliserende oksygen og høvlingsoksygen hvorved den stabiliserende og begge forvarmingsstrømmene treffer hverandre på samme sted. Fig. 12 er et sideriss av en apparatur tilsvarende den i fig. 3, men der den stabiliserende strøm og forvarmings-strømmene støter sammen på samme punkt. Fig. 13 er et sideriss av en apparatur, der den stabiliserende strøm er ført nær sammenstøtspunktet for for-varmingsstrømmene, men ikke i samme generelle retning som flammen. Fig. 14 er et sideriss av en apparatur tilsvarende den i fig. 13, men der den stabiliserende strøm passerer gjennom treffpunktet for forvarmingsstrømmene. Fig. 1, 2 og 3 viser en foretrukket utførelsesform. av oppfinnelsen. En typisk høvlingsenhet består av en øvre forvarmingsblokk 1, en nedre forvarmingsblokk 2, et hode 3, samt en sko 4. Blokkene 2 og 3 er kalt forvarmingsblokker fordi forvarmingsflammen slippes ut av disse blokker i konvensjonelle apparaturer. Imidlertid er det i den i fig. 1, 2 og 3 viste apparatur kun flammene som slippes ut fira den øvre forvarmingsblokk som benyttes for forvarming. En spaltlignende høvledyse 16 hvorfra en arklignende strøm av høvlings-oksygen slippes ut dannes av den nedre overflate 20 av den øvre forvarmingsblokk 1 og den øvre overflate 21 av den nedre forvarmingsblokk 2. Denne nedre forvarmingsblokk 2 er utstyrt med en rekke brenngassåpninger 19 som står i forbindelse med konvensjonelle ikke viste egnede gassledninger. Oksygen og brenngass tilføres til hodet 3 gjennom ikke viste rørledninger

og deretter til de respektive gassføringer på i og for seg kjent måte. Skoen 4 beveger seg på overflaten av arbeidsstykket W under høvlingen for å holde høvledysen i stilling i en konstant avstand Z, fig. 3, fra arbeidsstykket. Høvlereak-sjonen utføres ved å la en arklignende strøm av høvlingsoksy-gen fra dysen 16 treffe en smeltet dam av metall i spiss vinkel til arbeidsoverflaten mens det forårsakes en relativ bevegelse mellom arbeidsstykket og høvleenheten.

I henhold til oppfinnelsen er den øvre forvarmingsblokk utstyrt med en rekke forvarmingsbrenngassåpninger 17 og en rekke forvarmingsoksygenåpninger 18, hver av hvilke står i forbindelse med ikke viste gasstilførselsledninger for brennstoff og oksygen. Mens tegningen viser forvarmingsoksygenåpninger 18 anordnet over forvarmingsbrenngassåpninger 17, kan det omvendte arrangement også benyttes, selv om det ikke er foretrukket. Mere generelt er det foretrukket at forvarm-ingsbrenselsgassåpningene er anordnet mellom forvarmingsoksy-genåpningene og de nedenfor beskrevne stabiliseringsoksygen-åpninger, forskjellige arrangementer kan imidlertid også benyttes.

Apparaturen virker som følger. Strømmer av forvarmingsoksygen 9 fra åpningene 18 og strømmer av forvarmingsbrenngass 10 fra åpninger 17 støter sammen og danner en brennbar blanding. Sammenstøtet er antydet ved punktet 30 i fig. 3. Ved tenning danner den brennbare blanding en flamme 14 med en lav-intens sone 13 og en høy-intens sone 12. Det er funnet at den høy-intense sone 12 kan forlenges slik at spissen 27

er akkurat over overflaten av arbeidsstykket W, hvorved det oppnås en lengre og mere intens flamme, ved å stabilisere for-varmingsf lammen ved å tilveiebringe en lav-intens strøm av oksygen som strømmer nær sammenstøtspunktet 30 og i den samme generelle retning som flammen 14. Ved å føre den lav-intense strøm 15 "nær" sammenstøtspunktet betyr dette at strømmen bør passere nær sammenstøtspunktet 30, men ikke gjennom dette. Mens uttrykket "sammenstøtspunkt" er benyttet, skal det påpekes at uttrykket "sammenstøtsområde" er mere nøyaktig idet det er mange kryssende strømmer og således mange sammenstøts-

punkter; og videre har strømmene tykkelser og tverrsnittene er således områder heller enn punkter. Den foretrukne kilde for den stabiliserende oksygenstrøm 15 er høvledysen 16. Konvensjonelle, men ikke viste, ventilinnretninger er anordnet for å gi en lav-intens strøm av oksygen 15 (med intensitet lavere enn høvleoksygenstrømmen) gjennom høvledysen 16.

Strømmen 15 bør rettes i samme generelle retning

som flammen. Dette vil si at hvis strømmen 15 oppløses i to vektorkomponenter, en parallell med og en loddrett på retningen av flammen, vil vektorkomponenten parallelt med flammen peke i samme retning som flammen. Ved gjennomføring av ut-førelsesformen av oppfinnelsen som vist i fig. 3 med de foretrukne verdier som er angitt i tabellene I og II, vil flammen være nær resultanten (eller mere nøyaktig, halveringslinjen for vinkelen som dannes av) aksene av åpningene for forvarmingsoksygen og forvarmingsbrensel. Fortrinnsvis krysser pro-jeksjonene av aksene av strømmen 15 og flammen 14 hverandre og danner en spiss vinkel slik som vist i fig. 1 og 3. Det er også foretrukket at aksen av den stabiliserende strøm 15 er parallell med den for forvarmingsbrenselsstrømmen, slik det også er vist i fig. 1 og 3.

Forvarmingsbrenselet og oksygenet må treffes under spiss vinkel, dvs. en vinkel større enn 0, men mindre enn 90°. Det foretrukne området er 5 - 50°, og den største foretrukne sammenstøtsvinkel er 15°.

Strømmen av stabiliserende oksygen 15 fra dysen 16 må ha lav intensitet, dvs. en lavere dysehastighet enn den for forvarmingsoksygenet og for brenselet fra dysene 18 og 19. Fortrinnsvis er dysehastigheten for den stabiliserende oksy-genstrøm ca. 10% av den for forvarmingsstrømmene.

Hvis forvarmingsflammen ikke stabiliseres som angitt ovenfor, vil lengden av den høy-intense sone fra sammen-støtspunktet 30 til spissen 27 være så kort at forvarmings-trinnet ikke kan gjennomføres i akseptabelt korte nok tidsrom hvis ikke avstanden Z reduseres. En reduksjon av avstanden Z for å bringe spissen av den høy-intense sone av en ustabilisert flamme nær arbeidsstykket vil imidlertid utsette høvlings- enheten for mere mulig skade fra sprutende metall og slagg enn det som skjer ved vanlige avstander.

Flammer som dannes av gasstrømmer fra de nedre åpninger 19 blandet med oksygen fra dysene 16 benyttes til å underholde høvlingsreaksjonen. Disse flammer er ikke nød-vendige under forvarmingen, men brenngass bør strømme fra åpningene 19 under forvarmingen for å forhindre disses til-stopping.

Etter at det er dannet en smeltet dam ved punkt B, justeres ventilinnretningene som kontrollerer oksygenstrømmen fra spalten 16 for å øke intensiteten av oksygenstrømmen fra lav-intensstrøm til høvlingsintensitet, og det startes en relativ bevegelse mellom arbeidsstykket og høvlingsenheten, noe som gir et høvlingsskjaer på overflaten av arbeidsstykket. Under høvlingen vil forvarmingsflammene som dannes av strøm-mene 9 og 10, bli satt til lavere intensitet enn under forvarmingen for å hjelpe til å underholde høvlingsreaksjonen.

En ledeflate 28 anordnet over forvarmingsåpningene 17 og 18 benyttes til å forhindre utblåsing av den lav-intense flamme under høvling.

Det foreligger forskjellige konstruksjonsvariabler som må tas i betraktning ved fremstilling av en apparatur ifølge oppfinnelsen, mange av hvilke ikke er uavhengige av hverandre. For konvensjonelle høvlingsapparaturer fikseres vanligvis de følgende: (1) G, vinkelen mellom høvlingsoksygen og arbeidsstykkets overflate,

(2) X, høyden av dysen 16,

(3) Z, avstanden til arbeidsstykket,

(4) U, bredden av høvlingsenheten (se fig. 2),

(5) type tilgjengelig brenngass,

(6) typen av tilgjengelig oksyderende gass.

For hvert sett av verdier for de ovenfor angitte parametre vil det være et generelt driftsområde og en foretrukket verdi for de benyttede variabler ved konstruksjon av forvarmings-apparaturer i henhold til oppfinnelsen.

De følgende to tabeller gir eksempler på verdier som er funnet tilfredsstillende for gjennomføring av oppfinnelsen. Tabell I angir et sett med typiske verdier for parametre for konvensjonelt høvlingsutstyr som er kjent å gi god høvling.

Tabell II gir et virksomt område og den foretrukne verdi for variabler som er funnet brukbare for gjennomføring av oppfinnelsen når de angitte parametre er som vist i tabell I.

Variablene som er vist i tabell II er avhengig av hverandre." Hvis derfor en eller flere forandres vesentlig fra de foretrukne verdier, kan den foretrukne verdi og bruk-barhet somr ådet for de andre variabler forandres. Hvis selv-følgelig noen av de faste parametre i tabell I forandres, vil også driftsområdene for noen av variablene i tabell II forandres.Fagmannen vil se at det foreligger et så å si ube-grenset antall kombinasjoner for verdiene i tabell I og II som vil gi tilfredsstillende resultater.

Den foretrukne form for åpningene 17 og 18 er sirkel-formet, men andre former er også brukbare. F.eks. kan åpningene være kvadratiske eller rektangulære. En enkel langstrakt forvarmingsoksygenåpning kan også benyttes sammen med en tilsvarende enkel langstrakt munning for forvarmingsbrenselet, selv om dette ikke er foretrukket. Oppfinnelsen arbeider imidlertid best hvis det er anordnet et antall åpninger for oksygen og brensleni rekker overfor hverandre slik som vist i fig.

2 og 10. Hvis det benyttes et antall forvarmingsåpninger, bør avstanden mellom'åpningene, dimensjonen Y i fig. 2, være den samme. Hver oksygenåpning 18 bør være direkte overfor en brenngassåpning 17. Dette foretrukne arrangement gir den mest enhetlige og den hurtigste forvarming, imidlertid er selvføl-gelig ikke-enhetlig avstand eller forskjøvne åpninger eller begge deler også mulig.

Flammevinkelen F, dvs. vinkelen mellom aksen for flammen 14 med hensyn på overflaten av arbeidsstykket W, bør være mellom 40 og 55° for en avstand Z til arbeidsstykket på 2 5 mm. Hvis vinkelen F blir større enn 55°, har flammen en tendens til å hule ut arbeidsstykket. Hvis vinkelen F er l mindre enn 40°, vil spissen 27 av den høy-intense sone 12 være for langt fra arbeidsstykket T til å gi denønskede korte forvarmingstid. Flammevinkelen F bestemmes av verdiene av para-metrene i tabell I og II. De ovenfor angitte foretrukne verdier for variablene gir en tilfredsstillende flammevinkel, men i fagmannen vil erkjenne at mange andre vellykkede kombinasjoner er mulige.

Oppfinnelsen virker best hvis åpningene for bren-selsgass og oksygen er så nær hverandre som mulig uten at gas-sene konvergerer inne i enheten og skaffer mulighet for for )tidlig blanding og tilbakeslag.

Fig. 4 viser et foretrukket sted for startdammen

B med henblikk på senterlinjeprojeksjonen av aksen 15 av høveloksygendysen 16 når man starter på toppflaten T av arbeidsstykket W. Som vist i fig. 4 bør oksygenstrømmen fra spalten 16 støte mot den bakre ende C av dammen B med henblikk på retningen for høvelskjæret antydet ved pilen J. Dette tillater at alt smeltet materiale fra dammen blåses forover og således blir det ikke noe igjen som kan danne kanter eller lignende i den bakre ende av høvelskjæret.

Hvis man skal starte ved enden av arbeidsstykket W slik som vist i fig. 5, vil resultatet være tilfredsstillende hvis høveloksygenstrømmen fra spalten 16 støter mot en hvilken som helst del av den første dam, fordi det ikke foreligger noen arbeidsoverflate T bakenfor denne dam der det. kan dannes

> kanter og det gjør ikke noe om det dannes fremspring i ende-flaten E.

Fig. 7-14 viser alternative utførelsesformer av oppfinnelsen som, selv om de ikke er foretrukket, ikke desto mindre kan benyttes for å gi en stabilisert, etterblandet forvarmingsflamme.

Fig. 7 er et sideriss av en høvlingsenhet som lig-

ner den vist i fig. 1, 2 og 3, bortsett fra at åpningene 17

og 18 for brenngass og forvarmingsoksygen er anordnet i den nedre forvarmingsblokk 2.Apparaturen virker imidlertid på

samme måte som apparaturen i fig. 1, 2 og 3.

Fig. 8 og 9 viser et arrangement hvori stabiliser-

ende oksygen tilføres fra åpningen 16' adskilt fra høveloksy-genspalten 16. Her støter en strøm av forvarmingsoksygen 9

fra åpningen 18 mot en strøm av forvarmingsbrensel 10 fra åpningen 17 og danner den etterblandede flamme 14. Flammen stabiliseres ved en lav-intens strøm av oksygen 15' fra åpning-

en 16', rettet nær treffpunktet 30, og i flammens generelle retning. Åpningene 17 og 18 samt 16' er vist anordnet i den øvre forvarmingsblokk 1. De kan imidlertid også anordnes i den nedre forvarmingsblokk 2. Etter at forvarmingen er ferdig blir en strøm av høvlingsoksygen fra spalten 16 skrudd på for høvling av arbeidsstykket. Slik som beskrevet tidligere under-støtter brenngass fra åpningen 19 høvlingsreaksjonen.

Fig. 10 er den samme som fig. 9, bortsett fra at stabiliserende oksygen kommer fra en langstrakt spaltlignende dyse 16". Forvarmingsoksygen og forvarmingsbrensel kan også tilføres fra langstrakte spaltlignende dyser, selv om dette

ikke er foretrukket.

Fig. 11 er et sideriss av en apparatur med en sta-biliseringsoksygenåpning 16<1>separert fra en høvlingsoksygen-åpning 16 på samme måte som i fig. 8. Imidlertid passerer sta-biliseringsoksygenstrømmen 15' gjennom treffpunktet 30 for for-varmingsoksygenstrømmen 9 og forvarmingsbrenselsstrømmen 10.

Det er funnet at ledeplater 28 og 28', selv om disse ikke er absolutt nødvendige, øker området over hvilket strømningshas-tighetene for stabiliserende strømmer og forvarmingsstrømmer

kan varieres og allikevel gi en stabilisert flamme. Hvis bren-selsgassåpningene ikke er mellom åpningene for forvarmingsoksygen og stabiliserende oksygen, er en ledeplate nær brensels-

gassåpningen spesielt gunstig.

Fig. 12 er et sideriss,av en apparatur hvori både stabiliseringsoksygenstrømmen og høvlingsoksygenstrømmen slippes ut fra samme dyse, dysen 16 som i fig. 3. Imidlertid passerer i fig. 12 strømmen av stabiliserende oksygen gjennom treffpunktet for forvarmingsstrømmene. Dette arrangement er, selv om det ikke er så foretrukket som det ifølge fig. 3, og-så istand til å gi en stabilisert forvarmingsflamme, forut-satt at treffpunktet 30 befinner seg over det ikke viste arbeidsstykket.

Det er foretrukket at den stabiliserende oksygen-strøm er rettet i den samme generelle retning som flammen.

Som angitt tidligere betyr dette, at hvis strømmen av stabiliserende oksygen som benyttes, oppløses i to vektorkomponenter, én parallelt med og én loddrett på flammeretningen, vil vektorkomponenten parallelt med flammen peke i samme retning som flammen. Imidlertid er det funnet at en stabilisert flamme som er istand til å gi kort oppvarmingstid, kan dannes hvis den stabiliserende oksygenstrøm er rettet loddrett mot flammen eller sogar mot den generelle retning for flammen.

Fig. 13 er et sideriss av en apparatur hvor den stabiliserende oksygenstrøm 15' ikke er rettet i samme generelle retning som flammen. Her treffer forvarmingsoksygenstrørnmen 9 og forvarmingsbrenngasstrømmen hverandre i treffpunktet 30 som beskrevet tidligere og danner en etterblandet flamme 14

med en fremadrettet akse 22, definert som linjesegmentet av den sentrale akse av flammen som ligger foran punktet 23 der den stabiliserende strøm krysser den sentrale akse av flammen. Uttrykket "foran" er ment å bety samme retning som pekt mot

av den "V" som dannes av treffpunktet av forvarmingsstrømmene. Hvis således den stabiliserende oksygenstrøm danner en vinkel A på over 90° med den fremre akse av flammen, er den stabiliserende strøm rettet i den samme generelle retning som flammen. Imidlertid er det funnet at også hvis vinkelen A er mellom 10

og 90°, så kan det fremdeles oppnås en stabilisert flamme. Det skal påpekes at plasseringen av flammen med henblikk på forover-resultanten av (dvs. halveringslinjen for vinkelen mellom) for-

varmingsåpningsaksene påvirkes av retningen, hastigheten og strømningshastigheten for stabiliserende oksygen. I fig. 13 passerer den stabiliserende oksygenstrøm 15' nær treffpunktet for forvarmingsstrømmene foran treffpunktet. Tilfredsstillende resultater kan også oppnås hvis den stabiliserende strøm er rettet bak treffpunktet.

Fig. 14 er et sideriss av en apparatur tilsvarende den i fig. 13, bortsett fra at den stabiliserende oksygen-strøm 15' passerer gjennom treffpunktet for forvarmingsstrøm-mene . Dette arrangement kan også gi tilfredsstillende resultater.

Uten å ønske å bli bundet til noen spesiell teori, antar man at følgende teori forklarer hvorfor man oppnår kortere forvarmingstider. Det er bemerket at en ustabilisert etterblandet flamme, dannet ved sammenstøt mellom forvarmingsbrenngass og forvarmingsoksygen alene, har en tendens til å

ha en relativt stor lav-intensitetssone og en meget liten høy-intensitetssone. I enkelte tilfelle oppnår man ingen høy-intensitetssone. Videre har en ustabilisert etterbland-ingsflamme en tendens til blafring. Hvis man forsøker å øke intensiteten for en ustabilisert flamme ved å øke strømmen av forvarmingsoksygen og forvarmingsbrenngass, blir blafringen mere utpreget. Til slutt blåses den ustabiliserte flamme bort fra forvarmingsutslippsåpningene på grunn av den økede gass-strøm og de slukkes. Det er bemerket at ledeplater gjør at flammen holdes i stilling og også enkelte ganger tillater høy-ere forvarmingsgasstrømmer før flammen slukkes.

Når en etterblandet flamme i henhold til oppfinnelsen stabiliseres med en lav-intens strøm av oksygen, utvikler den stabiliserte flamme meget hurtig en lang og utpreget høy-intens sone og blafringen stopper. Flammen forblir stabil og-så selv om strømmen av forvarmingsbrenngass og forvarmingsoksygen økes til verdier over de som ville slukke en ustabilisert flamme. De fordelaktige effekter ved den stabiliserte strøm, spesielt ved en utførelsesform som vist i fig. 3, er antatt å oppnås fordi: (1) Når stabiliserende oksygen tilsettes med en lav- intens strøm, påvirker den ikke den ytre blanding av forvarmingsoksygen og forvarmingsbrensel. Allikevel tilføres oksygen som understøtter forbrenning og det dannes en oksygenatmosfære rundt den høy-intense flammesone. Denne oksygenatmosfære gir et utmerket medium for flammen til å bevege seg bakover mot forvarmingsutslippsåpningene, noe som medfører tenning av ikke forbrent brenngass nærmere åpningene. (2) Stabiliseringsoksygenstrømmen danner også et skjold som beskytter flammen mot luft som ikke er et så godt flammebevegelsesmedium som oksygen og som forårsaker at flammen blir ustabil og blåser bort fra forvarmingsåpningene.

Eksempler basert på tabellene I og II

Det ble gjennomført høvlingsoppstart i laboratoriet på toppflaten av et arbeidsstykke slik som vist i fig. 4 ved bruk av apparaturer med de i tabell I angitte verdier og videre med de foretrukne verdier fra tabell II. Prøveresul-tatene er grafisk gjengitt ved kurven X i fig. 6, der den opp-rinnelige temperatur T°C i arbeidsstykket er angitt langs én akse mens den nødvendige forvarmingstid i sekunder, T, er angitt langs den andre akse. For sammenligningens skyld viser kurven Y de resultater som ble oppnådd under sammenlignbare betingelser ved bruk av den høvleapparatur som er beskrevet i US-PS 3.752.460, mens kurven, Z viser de resultater som ble oppnådd ved en konvensjonell etterblandet forvarmingsflamme dannet ved oksygen sluppet ut fra høvlingsdysen og brennstoff-stråler, slik som vist i US-PS 3.231.431.

For kalde arbeidsstykker er, slik det vises i fig.

6, foreliggende oppfinnelse en vesentlig forbedring i forhold til teknikkens stand hva angår forvarmingsmetoder og gir forvarmingstider på under halvparten av det som er nødvendig i forhold til US-PS 3.752.460 for arbeidsstykker over 200°C.

For arbeidsstykker under 200°C krever foreliggende oppfinnelse vesentlig mindre enn halvparten av forvarmingstiden i forhold til det nettopp angitte patent. Det skal påpekes at dia-grammet antyder at metoden med "fanget" oksygen i dette patent ikke er istand til å gi forvarmingstider under 20 sekunder for arbeidsstykker under 250°C, mens foreliggende oppfinnelse krever mindre enn 2 0 sekunder for å forvarme et arbeidsstykke som holder 0°C.

Eksempel basert på fig. 11

En etterblandet, stabilisert flamme ble dannet ved sammenstøt av to forvarmingsstrømmer og en stabiliserende strøm ved et fellespunkt som vist i fig. 11. Tabell III gir driftsområdene og foretrukne verdier for variablene for gjen-nomføring av oppfinnelsen. Slik som vist i tabell III, er variablene avhengig av hverandre. Avvik fra den foretrukne verdi for en av disse kan forandre driftsområdet og de foretrukne verdier for de andre variable.

De foretrukne verdier for de variabler som ikke er angitt i tabell III er de samme som de som er angitt i tabell

II.

Eksempel basert på fig. 13.

Tabell IV gir et driftsområde og de foretrukne verdier for variabler som kan benyttes for gjennomføring av oppfinnelsen i henhold til fig. 13.

Slik som angitt i de tidligere tabeller er verdiene avhengig av hverandre. Forandring av en verdi kan for-årsake forandring av områdene for de andre. De foretrukne verdier for variablene som ikke er angitt i tabell IV er de samme som de som er angitt i tabell II.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for termokjemisk høvling av et metall-arbeid ss tykke omfattende forvarming av et punkt på overflaten av arbeidsstykket der høvlingsreaksjonsn skal begynne til overflatens tenningstemperatur for oksyderende gass ved å rette en på forhånd blandet forvarmende flamme mot nevnte punkt idet den forvarmende flamme dannes ved utslipp av minst én strøm av forvarmingsbrenngass og minst én strøm av forvarmingsoksyderende gass fra separate utslippsmunninger slik at de støter sammen utenfor utslippsmunningene og å rette en slik strøm av høvlende oksyderende gass i en spiss vinkel mot nevnte overflate av arbeidsstykket mot nevnte forvarmede punkt, mens man samtidig forårsaker en relativ bevegelse mellom nevnte høvlende oksyderende gass og arbeidsstykkeoverflaten for derved å gi et høvelskjær, idet dannelsen av for-varmingsf lammen karakt ærisert ved å rette nevnte forvarmingsoksyderende gasstrøm og nevnte forvarmings-brenngasstrøm til sammenstøt over overflaten for nevnte arbeidsstykke i en spiss vinkel mellom aksene for strømmene og å stabilisere forvarmingsflammen ved å slippe ut en lav-intens strøm av oksyderende gass i den samme generelle retning som flammeretningen eller i en vinkel på mellom 10° og 90 o med den fremadrettede akse for flammen, idet den stabiliserende, oksyderende strøm passerer nær eller gjennom sam-menstøtspunktet for den forvarmingsoksyderende gassen og for-varmingsgassen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte spisse vinkel ligger mellom 5° og 50°.

3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 og 2,karakterisert vedat forvarmingsbrenngasshastigheten er fra 1 til 3,5 Stm 3/time pr. strøm, forvarmingsoksyda-. sjonsgasstrømhastigheten er fra 1,5 til 6 Stm 3/time og hastigheten for den stabiliserende oksyderende gasstrøm er fra 3 til 10 Stm 3/time pr. spaltbredde.

4. Høvlingsapparatur for gjennomføring av fremgangs-måten ifølge krav 1, omfattende midler for utslipp av en strøm av høvlende oksyderende gass gjennom en høvlingsdyse og midler for dannelse av en etterblandet forvarmingsflamme inkludert munningen for utslipp av en strøm av forvarmingsbrenngass, idet aksen for brenngassmunningen er rettet mot arbeidsstykket som skal høvles, og munninger for utslipp av en strøm av forvarmingsoksyderende gass,karakterisert vedat aksen (9) for forvarmingsoksydasjonsgassmunningene (18) er rettet til å krysse aksen (10) for forvarmingsbrenngassmunningene (17) i en spiss vinkel utenfor munningene (17, 18) og over overflaten for arbeidsstykket, og midler for utslipp av en lav-intens strøm av stabiliserende oksyderende gass, idet disse omfatter minst én munning (16, 16', 16") hvis akse (15, 15') er rettet i samme generelle retning som resultanten av aksene (9, 10) for munningene (18) for forvarmingsoksydasjonsgassen og munningene (17) for forvarmingsbrenngassen eller i en vinkel på 10° til 90° med den foroverrettede resultant av aksene (9, 10) og nær eller gjennom krysningspunktet for aksene (9, 10).

5. Apparatur ifølge krav 4,karakterisertved at den spisse vinkel er mellom 5° og 50°.

6. Apparatur ifølge krav 4,karakterisertved at rekken av munninger (17) for utslipp av en strøm av forvarmingsbrenngass og rekken av munninger (18) for utslipp av en strøm av forvarmingsoksyderende gass er anbragt i den nedre forvarmingsblokk (2).