DE2633719A1

DE2633719A1 - Verfahren zum betreiben eines schneidbrenners

Info

Publication number: DE2633719A1
Application number: DE19762633719
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Hoelemann
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1976-07-27
Publication date: 1978-02-02
Also published as: JPS5315245A; GB1540800A; FR2359675A1; US4173499A; SE428890B; IT1080649B; FR2359675B3; DE2633719C2; SE7708595L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Schneidbrenners mit einer BrennschneiddUse mit Sauerstoffschleier, die außer einem Düsenkanal für den Schneidsauerstoff mindestens einen Kanal für den als Schutzgas dienenden Schleiersauerstoff und mindestens einen Kanal für die Zuführung von Heizgasen aufweist_s wobei am Ende der entsprechenden Kanäle die Strömungsgeschwindigkeit des Schleiersauerstoffs geringer als die des Schneidsauerstoffes ist.

Aus der CH-PS 442 939 ist ein Brennschneidverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt,

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\ bei dem ein sauerstoffhaltiger Schneidgasstrom auf einen mittels einer Vorwärmflamme erhitzten, zu durchschneidenden Metallgegenstand gerichtet wird und bei dem der Schneidgasstrom aus Sauerstoff von einem aus einer konzentrischen,

j ringspaltförmigen Öffnung strömenden, aus Sauerstoff bestehenden Schutzgasstrom, dessen Strömungsgeschwindigkeit geringer als <iie des Schneidgasstromes ist, umgeben ist. Dabei kann die Vorwärmflamme in einem Winkel zu dem Schneidgasstrom angeordnet sein oder den Schutzgasstrom konzentrisch umschließen.

Mit der Abschirmung des sauerstoffhaltigen Schneidgasstromes durch einen diesen als Schleier umgebenden ebenso aus Sauerstoff bestehenden Schutzgasstrom wird die Schneidleistung von autogenen Schneidbrennern verbessert, da dann der zentrale Schneidstrahl vor Verunreinigungen durch die umgebenden Vorwärmgase bzw. vor dem Zutritt von Luft geschützt wird und somit eine erhöhte Sauerstoffreinheit gewährleistet ist.

Außer auf die erxielbare Schneidleistung bei vorgegebener zu schneidender Blechdicke unter Verwendung eines bestimmten Schneidbrenners kommt es aber noch sehr wesentlich auf die Erreichung einer bestimmten Sohnittglite bei möglichst

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hoher Schneidleistung an. Bestimmungsfaktoren fUr die Schnittgüte sind in der Brennschneidtechnik bekanntlich der Riefennachlauf, die Unebenheit, die Riefentiefe und die Anschmelzung an der Blechoberkante. Beim Vergleich von Trennschnitten, die mit einem Schneidbrenner, der eine für die Ausbildung eines Schutzgasschleiers eingerichtete Brennschneiddüse aufweist, und die mLt einem Schneidbrenner, der ohne Schutzgasschleier arbeitet, ausgeführt sind, zeigt sich, daß die beiden letzten Kennwerte sowie auch unter geeigneten Bedingungen die Unebenheit durch die Verwendung eines Schneidbrenners mit Schutzgasschleier selbst bei erhöhter Schneidgeschwindigkeit verbessert werden können, daß aber dagegen der Riefennachlauf sehr ungünstig beeinfluß wird. Naturgemäß wirkt sich dieser Effekt bei Kurvenschnitten besonders stark aus.

Pur eine Verringerung des Riefennachlaufs besteht die Möglichkeit, den Vordruck für den Schneidsauerstoff zu erhöhen. Dabei ergibt sich jedoch immer eine wesentliche Steigerung der Unebenheit, z.B. durch die Ausbildung einer stärker gewölbten Schnittfläche oder vor allem einer nach unten stärker divergierenden Schnittfuge. Bei einer zu starken Steigerung des Sauerstoffvordruckes am Eingang in die Schneiddüse nimmt im Zusammenhang

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mit der dann auftretenden starken Fugendivergenz nach unten der Riefennachlauf sogar wieder erheblich zu. Dartlberhinaus weisen derartige Schnitte sehr breite Schnittfugen auf, die bei Pormschnitten das zulässige Maß wesentlich überschreiten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Schneidbrenners mit einer Brennschneiddüse mit Sauerstoffschleier zu entwickeln, mit dem ohne besonderen technischen Aufwand sowohl eine hohe Schnittleistung als auch eine optimale SchnittgUte erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Schleiersauerstoffkanal 5 bis 25 % der dem Schneidsauerstoffkanal zugefiihrten Sauerstoffmenge eingeleitet werden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß dann, wenn die dem Schleiersauerstoffkanal zugeführte Säuerstoffmenge

! nur einen verhältnismäßig geringen Anteil des Schneidsauerstoffes

ausmacht, bei Betrachtung aller Kennwerte eine hohe SchnittgUte auch bei höheren Schneidleistungen erreicht werden kann. So wird das Anschmelzen der Schnittoberkante und die Ausbildung zu tiefer Riefen bei höheren Schneidgesehwindigkeiten vermieden und der Riefenachlauf noch nicht ungünstig beeinfluß, so daß bei verhältnismäßig wenig gesteigertem Schneidsauerstoffvordruck optimale OUtewerte für den Riefennachlauf und die Unebenheit

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zu erzielen sind und die Fugenbreite in tragbaren Grenzen bleibt.

Als besonders vorteilhaft hat sich dabei herausgestellt, in den Schleiersauerstoffkanal 5 bis 15 % der dem Schneidsauerstoffkanal zugeführten Sauerstoffringe einzuleiten.

Bei einer für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft einzusetzenden Düse mit einem zentralen Schneidsauerstoffkanal, mit mindestens einem Schleiersauerstoffkanal und mit mindestens einem Heizgaskanal ist der Schleiersauerstoffkanal ringspaltförmig ausgebildet und amDUsenende der Ringspalt des Schleiersauerstoffkanals möglichst dicht um den Schneidsauerstoffkanal sowie der Heizgaskanal möglichst dicht neben dem Schreiersauerstoffkanal angeordnet. Die Wandstärke zwischen Schneidsauerstoffkanal und Schleiersauerstoffkanal an der DUsenfront beträgt zweckmäßigerweise nicht mehr als 0*5 mm. Damit wird gewährleistet, daß die Wärmeleistung der Vorwärmflamme hohen Schnittgeschwindigkeiten angepaßt werden kann, da die auf diese Weise auf die Schneidstelle möglichst eng konzentrierte Vorwärmflamme eine wesentlich kürzere Vorwärmzeit erfordert.

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Wird wie bei einer weiteren vorteilhaften AusfUhrungsform der Düse die Breite des Ringspaltes des Schleiersauerstoffkanals nicht größer als 0,3 mrn gewählt, erhält auch der Schleiersauerstoff eine genügende Austrittsgeschwindigkeit, um den Schneidsauerstoffstrahl auf seiner ganzen Länge sicher zu umhüllen. Auch kann dann zusätzlich zu der Abschirmung des Schneidsauerstoffstrahles gegen Verunreinigungen durch die umgebenden Vorwärmgase die DUsenfront des Schneidsauerstoffkanals der Brennschneiddüse während des Sehneidvorganges vor Schlackenspritzern sicher geschützt werden, so daß die Schneidleistung des Schneidbrenners nicht durch die Störung ofes Schneidsauerstoffstrahles aufgrund von Schlackenspritzern, die sich sonst an der DUsenfront festsetzen, beeinträchtigt werden kann.

Die Zufuhr des Sauerstoffs in den ringspaltförmigen Schleier sauerstoffkanal kann bei einer solchen Düse mit Vorteil getrennt von der SchneidsauerstoffzufUhrung erfolgen, wobei die Dosierung der Sauerstoffmenge über eine entsprechende Druckeinstellung in der Sauerstoffzuführungsleitung möglich ist. Eine solche Konstruktion ist dann besonders zweckmäßig, wenn mit den Düsen nicht nur Schnitte ausgeführt, sondern auch Löcher gestochen werden.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispiels beschrieben, wobei in den einzelenen Figuren fUr die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind.

Es zeigt:

Figur 1 eine DUse in einem Querschnitt parallel zur Längsachse

des DUsenkanals,
Figur 2 die DUse in einem Querschnitt quer zur Längsachse.

In den Figuren 1 und 2 ist eine zylindrische DUse 1 für einen Schneidbrenner verkürzt und ohne die übliche Befestigung mittels eines Gewinderinges an dem Schneidbrenner dargestellt. Eine zentrale Längsbohrung, die beispielsweise als zylindrische Bohrung oder auch, wie der Figur 1 zu entnehmen ist, gemäß einer LavaldUse oder wenigstens am Ausgang mit einer konischen Erweiterung ausgeführt sein kann, ist als Schneidsauerstoffkanal 2 vorgesehen. Die Ausführung des Schneidsauerstoffkanals 2 richtet sich dabei nach dem Einsatz des Schneidbrenners. Kommt es nur auf Schnitte hoher Güte an und wird weniger Wert auf besonders hohe Schneidleistung gelegt, so genüt es, den Schneidsauerstoffkanal als einfache zylindrische Bohrung zu gestalten, die nur genügend geglättet und deren Durchmesser der zu schneidenden Blechdicke angepaßt sein muß. Dagegen

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ist für hohe Schnittgeschwindigkeiten und für die Erreichung einer möglichst optimalen Schnittgüte ein Schneidsauerstoffkanal gemäß einer Lavaldüse oder wenigstens mit eiier konischen Erweiterung am Ausgang besser geeignet.

Um den Schneidsauerstoffkanal 2 ist auf der ganzen Länge der Düse 1 ein ringspaltförmiger Kanal als Schleiersauerstoffkanal 3 angeordnet. Dabei beträgt die Wandstärke a zwischen Schneidsauerstoffkanal 2 und Schleiersauerstoffkanal 3 am DUsenende höchstens 0,5 mm. Die Breite b des Ringspaltes des Schleiersauerstoffkanals 3 ist nicht größer als 0,3 mm.

Die Zuführung des Sauerstoffs in den Schleiersauerstoffkanal 3 kann in zwei verschiedenen Ausführungsformen erfolgen. Zum einen, wie bereits erwähnt, über eine gesonderte Zuleitung im Schneidbrenner oder zum anderen Über feine Bohrungen geeigneter Größe zwischen dem Schneidsauerstoffkanal 2 und dem Ringspalt des Schleiersauerstoffkanals 3. Bei der zweiten Ausführung ergibt sich der Vorteil, daß bei Steigerung der Schneidgeschwindigkeit, die eine entsprechende Erhöhung des Vordruokes für den Schneidsauerstoff bedingt, um den Riefennachlauf in tragbaren Grenzen zu halten, auch eine angepaßte Erhöhung der zugegebenen Menge an Sauerstoff in den Schleiersauerstoffkanal 3 erfolgt.

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FUr die Zuführung von Heizgasen weist die Düse 1 auf einem möglichst nahe um den ringspaltförmigen Schleiersauerstoffkanal 3 gedachten Kreis mehrere Bohrungen als Heizgaskanäle 4 auf, so daß am DUsenende auch der Abstand zwischen dem Ringspalt des Schleiersauerstoffkanals 3 und einem Heizgaskanal 4 gering ist* Zur Erzielung der erforderlichen Wärmekonzentration kann als Heizgas beispielsweise Acetylen besonders günstig eingesetzt werden.

Statt einzelner Heizgaskanäle 4 ist es auch möglich, einen einzigen ebenso ringspaltförmig den Schleiersauerstoffkanal j5 umschließenden Heizgaskanal anzuordnen oder anstelle eines einzigen ringspaltförmigen Schleiersauerstoffkanals mehrere auf einem Kreis liegende Bohrungen als einzelne Schleiersauer Stoffkanäle vorzusehen.

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Leerseite

Claims

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(G 034) - - l/- G 76/50

^x Sln/fl 26.7.76

Patentansprüche ;::,"~=f- -.-■ ■

1J Verfahren zum Betreiben eines Schneidbrenners mit einer BrennschneiddUse mit Sauerstoffschleier, die außer einem Düsenkanal für den Schneidsauerstoff mindestens einen Kanal für den als Schutzgas dienenden Schleiersauerstoff und mindestens einen Kanal für die Zuführung von Heizgasen aufweist, wobei am Ende der entsprechenden Kanäle die Strömungsgeschwindigkeit des Schleiersauerstoffes geringer als die des Schneidsauerstoffes ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schleiersauerstoffkanal 5 bis 25 % der dem Schneidsauerstoffkanal zugeführten Sauerstoffmenge eingeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sohleiersauerstoffkanal 5 bis 15 % der dem Schneidsauerstoffkanal zugefiihrten Sauerstoff menge eingeleitet werden.
3. Düse für das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 mit einem zentralen Schneidsauerstoffkanal, mit mindestens einem Schleiersauerstoffkanal und mit mindestens einem Heizgaskanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleiersauerstoffkanal (3) ringspaltförmig ausgebildet und am Düsenende der Ringspalt des Schleier-

sauerstoffkanals (3) möglichst dicht um den Schneidsauerstoff-

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kanal (2) sowie der Heizgaskanal (4) möglichst nahe dem Schleiersauerstoffkanal angeordnet ist, wobei die Wandstärke zwischen Schneidsauerstoffkanal (2) und Schleiersauerstoffkanal (3) höchstens 0,5 mm beträgt.
4. Düse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Ringspaltes des Schleiersauerstoffkanals (3) nicht größer als 0,3 mm ist.
5. Düse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gäennzeichnet, daß der Schleiersauerstoffkanal (3) eine von der Schneidsauerstoff zuführung getrennte Sauerstoffzuführung aufweist, wobei die Dosierung der Sauerstoffmenge über eine entsprechende Druckeinstellung in der Sauerstoff-Zuführungsleitung möglich ist.

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