Материалы

Кислородно – флюсовая резка - преимущества и недостатки

КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВАЯ РЕЗКА - ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Темпы развития отечественного металлургического комплекса взаимосвязаны с обеспечением вторичным сырьем данного производства, а именно, ломом и отходами черных металлов. Но по ряду причин (неполное вовлечение потенциальных ресурсов металлолома, экспортная направленность ряда организаций, специализирующихся на рынке сбыта металлолома) отечественные металлургические предприятия испытывают острую потребность в данномвиде сырья.

Существуют различные способов разделки металла в лом: гидравлические ножницы, дробление легковесного лома на специализированных пиниях, механическая резка. Для разделки в лом низколегированных сталей, в основном, используется газокислородная резка. В то же время разделка крупногабаритного лома, а также высоколегированных сталей, чугуна и т. д. требует более современных и высокопроизводительных способов. Одним из таких способов является кислородно-флюсовая резка.

При обычной газокислородной резке металл предварительно нагревается до температуры воспламенения, и при пуске режущего кислорода происходит процесс резки. Выделяющаяся теплота нагревает прилегающие слои металла до температуры воспламенения, и при движении резака металл, сгорая, непрерывно превращается в окислы, которые выдуваются из реза кислородом, не участвующим в процессе окисления.

Причиной невозможности выполнения непрерывной кислородной резки высоколегированных сталей и чугуна являются высокие температуры плавления окислов, особенно легирующих элементов - хрома и никеля. Температура плавления окиси хрома и окиси никеля составляет примерно 2000 °С. При окислении выделяется значительное количество теплоты. Однако температура, необходимая для непрерывного протекания реакции, не достигается, предположительно вследствие охлаждения металла проникающей в рез струей режущего кислорода. Поэтому газокислородная резка таких сталей и чугуна представляет собой лишь проплавление металла а не разделительную резку. Следовательно, для огневой разделки указанных металлов требуется процесс, повышающий температуру нагреваемого металла перед резкой выше 2000 °С.

Наибольшее распространение получил способ кислородно-флюсовый резки. Физико-химическая сущность процесса заключается в подаче в реакционную зону порошкообразного флюса, который при сгорании выделяет дополнительное тепло, и металл нагревается до температуры 4000 °С. Образующиеся при сгорании флюса окислы нетугоплавкие. Они разжижают шлаки, получаемые при сгорании основного металла. В качестве флюса обычно используется железный порошок (типа ПЖВ – 5 или ПЖР – 5) с грануляцией от 80 до 200 Мкм. Есть несколько известных систем подачи флюса в зону резки:

- схема двойной инжекции;
- однопроводная схема подачи флюса под высоким давлением;
- схема внешней подачи флюса.


Общим для этих схем является то, что флюс в зону резки подается пневмотранспортом, при этом в качестве флюсоподающего газа используют очищенный воздух, кислород или азот. Для схемы двойной инжекции характерно наличие в нижней части флюсопитателя инжекторно-регулирующего устройства, от которого газо-флюсовая смесь поступает к резаку. В качестве инжектирующего газа используется кислород. При использовании однопроводной схемы подачи флюса под высоким давлением характерно инжектирование флюса струей режущего кислорода, причем инжектор расположен в флюсопитателе. Из-за быстрого износа основных деталей резака, вследствие абразивного воздействия флюса на внутренние поверхности первые две схемы подачи флюса не нашли широкого применения. Наиболее перспективным и экономически целесообразным из существующих способов кислородно – флюсовой резки является способ с внешней подачей флюса. Обычно применяются два вида флюсовой оснастки:
- для выполнении прямых резов с использованием полуавтоматов порошок в зону резки подается из одной или двух трубок, расположенных сбоку от мундштука резака;
- для фигурных резов и ручной резки в разных пространственных положениях целесообразно порошок подавать с помощью кольцевой флюсовой насадки, которая устанавливается на гильзу мундштука резака.
В настоящее время нашими специалистами разработана оригинальную конструкцию для кислородно – флюсовой резки, показанную на рис.1

рис.1

Флюсонесущий газ ( очищенный от влаги и масла воздух или азот) от источника газопитания ( баллоны или магистраль ) поступает на вход регулятора давления флюсопитателя.
Из редуктора газ подается одновременно в пространство над порошком, засыпанным в бачок флюсопитателя, и в вертикальный канал циклонной камеры ( рис. 2 ).

рис.2

Смесь флюса с газом по резино – тканевому рукаву в флюсовую насадку резака (рис. 3). Расход флюсоподающего газа регулируется с помощью редуктора на флюсопитателе. Расход флюса регулируется путем изменения зазора между циклоном и стаканом в циклонной камере (рис. 2). Такая двойная регулировка позволяет с достаточной точностью поддерживать необходимый для резки расход флюса. Из выходного штуцера циклонной камеры флюс подается в насадку резака ,оснащенную клапаном перекрытия порошка. Флюс через ряд отверстий в насадке, расположенных углом к оси режущего кислорода, попадает в реакционную зону резки. Угол между осями отверстий для флюса и осью режущего кислорода выбирается так, что вершина конуса, образованного струями флюса, находится в зоне максимального разрежения, создаваемого струей режущего кислорода. При этом флюс инжектируется режущим кислородом и практически полностью сгорает по всей толщине разрезаемого металла. Это позволяет значительно увеличить коэффициент использования флюса в сравнении с подачей порошка через одну или две трубки.

Разрезаемый материал

Максимальная толщина, мм

Давление кислорода, кгс/см2, не более

Максимальный расход кислорода, м3

Максимальный расход флюса, кг/ч

Скорость резки, мм/мин

Сталь

500

10

40-60

-

50-70

Нержавеющая сталь

400

0,6-0,8

80-100

Чугун

300

40-60

Алюминий

250

50-70

Выводы: Разработанная установка для кислородно – флюсовой резки позволяет осуществлять ручную ( в любом пространственном положении ) и полуавтоматическую резку металла в лом , в том числе резку крупногабаритного лома , загрязненного и неоднородного по химическому составу металла, пакетную резку.