連鑄坯火焰切割原理

1、.連鑄坯火焰切割原理連鑄坯火焰切割機(jī)是利用燃?xì)夂脱鯕鈱㈣T坯快速燃燒，達(dá)到切斷鑄坯的目的的。燃?xì)庠谌紵臅r(shí)候，需要一定的氧氣，這些氧氣主要是起到助燃作用，同時(shí)氧氣供給量的多少還直接影響火焰的性質(zhì)。燃?xì)馊紵褪瞧渲械目扇汲煞萏?，氫，硫以及其他碳?xì)浠衔锱c氧氣化合生成CO2，H2O ， SO2 等的反應(yīng)。按照這些完全燃燒的反應(yīng)方程式計(jì)算出來所需氧氣量稱為理論氧氣量。在實(shí)際燃?xì)庵校?為了保證燃?xì)獾耐耆紵┙o的氧氣量應(yīng)該比理論氧氣量多一些，多出的這部分氧氣稱為過剩氧氣。實(shí)際氧氣供給量與理論氧氣需要量之比，稱為氧氣過剩系數(shù)，用式子表示為：a=實(shí)際氧氣供給量/理論氧氣需要量。根據(jù) a 值的大小可以判斷火

2、焰的性質(zhì)a>1，氧化焰；是指燃?xì)庵腥靠扇汲煞衷谘鯕獬渥愕那闆r下達(dá)到完全燃燒，燃?xì)猱a(chǎn)物中沒有游離C 及 CO ， H2，CH4等可燃成份的一種無煙火焰；氧化焰的溫度可達(dá)3100 3400 ，此時(shí)的火焰呈清徹的藍(lán)色，沒有黑煙。a=1，中性焰； 是指燃?xì)庵腥靠扇汲煞峙c氧氣化合量幾乎相等，處于平衡狀態(tài)，最后使燃?xì)膺_(dá)到完全燃燒的一種無煙火焰；但控制中性焰非常困難，實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中是難以做到，通常用弱碳化焰代替它，此時(shí)的火焰基本呈藍(lán)色，沒有黑煙；“中性焰”的溫度可達(dá) 1500 3000 。a<1，碳化焰；碳化焰是指在燃燒過程中，氧氣供應(yīng)不足，燃燒不充分，在燃燒產(chǎn)物中有一氧化碳等還原性氣體，沒

3、有或者極少游離氧的存在的火焰；火焰呈黃色，溫度低，有黑煙，此時(shí)的燃燒為不完全的燃燒，會造成燃?xì)獾睦速M(fèi)。連鑄坯需要中性焰進(jìn)行預(yù)熱，在切割時(shí)只需要氧化焰，被噴的地方劇烈氧化成為熔渣并被吹走， 斷面平整， 切割速度快而且不會像水力切割那樣產(chǎn)生激冷導(dǎo)致裂紋，只是對鋼坯的合金成分有一定要求，鎢鉬鉻等不能太多，下面是原理與應(yīng)用條件：燃?xì)馐钱a(chǎn)生火焰的必需品，它可以決定火焰的最高溫度，同時(shí)也決定了氧氣的消耗量。所以，氧氣切割簡稱氣割，也稱氧 火焰切割。氧氣切割原理和過程：鋼材的氧氣切割是利用氣體火焰（稱預(yù)熱火焰）將鋼材表層加熱到燃點(diǎn)，并形成活化狀態(tài)， 然后送進(jìn)高純度、高流速的切割氧，使鋼中的鐵在氧氛圍中燃燒生

4、成氧化鐵熔渣同時(shí)放出大量的熱， 借助這些燃燒熱和熔渣不斷加熱鋼材的下層和切口前緣使之也達(dá)到燃點(diǎn)，直至工件的底部。與此同時(shí)，切割氧流的動量把熔渣吹除，從而形成切口將鋼材割開。因此，從宏觀上來說， 氧氣切割是鋼中的鐵（廣議上來說是金屬）在高純度氧中燃燒的化學(xué)過程和借切割氧流動量排除熔渣的物理過程相結(jié)合的一種加工方法。整個氧氣切割過程可分為互有關(guān)聯(lián)的4 個階段：（ 1）起割點(diǎn)處的金屬表面用預(yù)熱火焰加熱到其燃點(diǎn)，隨之在切割氧中開始燃燒反應(yīng)。（ 2）燃燒反應(yīng)向金屬下層傳播。（ 3）排除燃燒反應(yīng)生成的熔渣，沿厚度方向割開金屬。（ 4）利用熔渣和預(yù)熱火焰的熱量將切口前緣的金屬上層加熱到燃點(diǎn)，使之繼續(xù)與氧產(chǎn)生

5、燃燒反應(yīng)。上述過程不斷重復(fù)，金屬切割就連續(xù)地進(jìn)行。注：普碳鋼的燃點(diǎn)，據(jù)水津?qū)捯坏葘?shí)驗(yàn)測定為970，但文獻(xiàn)也指出另一些文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)值為870。據(jù)稱，可能是實(shí)驗(yàn)方法不同所造成的。因?yàn)檠鯕馇懈钍墙饘傺趸^程，不是熔化過程。 因此，切割過程要求被割金屬具備下述條件：1、金屬的燃點(diǎn)必須低于熔點(diǎn).這是氣割過程能正常進(jìn)行的最基本條件。如果金屬的熔點(diǎn)低于其燃點(diǎn)，則在預(yù)熱時(shí)金屬將首先熔化， 溫度不再升高，以致在切割氧作用下不會發(fā)生燃燒過程。純鐵、低碳鋼以及合金元素較少的低碳合金鋼，可以滿足這個條件，因而有很好的切割性能。而隨著含碳量的增加，鋼的熔點(diǎn)下降，燃點(diǎn)提高，如含碳量為 0.70%的高碳鋼，其熔點(diǎn)與燃點(diǎn)基本相

6、等，因此含碳量大于等于 0.70%的鋼，用氣割就比較困難。鋁、銅、鑄鐵等材料的燃點(diǎn)高于熔點(diǎn)，故都不能用普通氧氣切割方法進(jìn)行切割。2、金屬氧化物的熔點(diǎn)低于金屬的熔點(diǎn)且流動性好只有這樣，液態(tài)易流動的氧化物渣才能被吹掉，使切割過程繼續(xù)。否則，高熔點(diǎn)的氧化物將以固態(tài)覆蓋于切口，阻礙后面材料的氧化，使切割過程難以進(jìn)行。如高鉻鋼、鉻鎳不銹鋼、鋁及鋁合金等材料的氧化物熔點(diǎn)均高于材料本身的熔點(diǎn)， 因而不能用氧氣切割的方法進(jìn)行切割。常用金屬及其它氧化物的熔點(diǎn)金屬名稱熔 點(diǎn) 金屬氧化物 純鐵15381300 1500低碳鋼1500 1300500高碳鋼1300 140013001500灰口鑄鐵 1130 1250

7、1500 2050銅1083 1084 12301336鋁658 660 2050鉻1550 1990鎳1450 1452 1990鋅4191 8100錳1250 560 17853、金屬燃燒時(shí)應(yīng)是放熱反應(yīng)只有燃燒時(shí)放出足夠的熱量，才能對下層金屬起預(yù)熱作用，放出的熱量越多，預(yù)熱作用越大， 就越有利于氣割過程的順利進(jìn)行。切割低碳鋼時(shí)， 金屬燃燒放出的熱量約占預(yù)熱熱量的 70%，而預(yù)熱火焰供給的熱量僅占30%左右。4、金屬的導(dǎo)熱性要低如果被割金屬的導(dǎo)熱性很高，則預(yù)熱火焰及金屬燃燒所供給的熱量會很快向金屬內(nèi)部流失，使切口處溫度急劇下降而達(dá)不到燃點(diǎn)，切割過程難以開始或中途停止。如鋁、 銅等有色金屬，因

8、導(dǎo)熱性太高，故不能用普通的氣割方法進(jìn)行切割。根據(jù)上述條件， 氧氣切割主要用于切割低碳鋼和低合金鋼。切割淬火傾向性大的高碳鋼和強(qiáng)度級別高的低合金鋼時(shí)，為了防止切口形成淬硬層或產(chǎn)生裂紋，應(yīng)適當(dāng)加大預(yù)熱火焰能量，放慢切割速度，必要時(shí)可進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱。鑄鐵不銹鋼等材料，必須采取特殊的工藝措施才能用氧氣切割。至于銅和鋁等有色金屬具有較高的導(dǎo)熱性，故不能用一般的切割方法。5、金屬中阻礙氣割過程和提高鋼的可淬性的雜質(zhì)要少阻礙氣割過程的雜質(zhì)如碳、鉻以及硅等元素要少，同時(shí)提高鋼的可淬性的雜質(zhì)如鎢、鉬等元素要少，這樣才能保證氣割正常進(jìn)行。當(dāng)碳含量大于11.2%時(shí)割件就不能正常切割。.綜上所述，對于連鑄坯火焰切割機(jī)來說，保證切割正常順利的充分必要條件就是： 切割時(shí)保持連鑄坯切口處的溫度在熔點(diǎn)（約 1200）以下，燃點(diǎn)（約 1000）以上， 既保證氧化鐵熔渣順利吹出， 又保證金屬燃燒化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)順利進(jìn)行！ 因此切割氧并不是越大越好，也不是越小越好，而是夠用就好！按照青島上聯(lián)專利割槍的設(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)，通常切割氧在管路不漏氣的情況下保持在 0.71MPa 之間為好，有