雙路燃氣介質氧-火焰切割方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氧-火焰切割方法，尤其涉及一種采用雙路燃氣介質對金屬材料進行火焰切割的方法。
【背景技術】
[0002]利用氣體火焰的熱能對工件加熱到一定溫度，進行焊接、切割或者加熱的火焰加工的方法技術廣泛的應用于機械、造船、軍工、石油、化工、冶金、礦山、交通、能源等幾乎所有的工業領域。
[0003]氧-火焰切割加工采用的燃氣介質有乙炔、丙烷、丙烯、天然氣、氫氣、煤氣、液化石油氣等。燃氣介質儲存在專用儲存裝置(耐壓容器)中，由管路輸送，經過降壓、穩壓、防回火裝置等，輸送到到切割炬，在噴咀與助燃氣體(低壓氧氣)按一定比例混合后燃燒，生成氣體火焰加熱工件。氣體火焰用于火焰切割，是利用氣體火焰的熱能將工件切割處金屬預熱到燃點，噴出高純度、高流速切割氧流，使預熱處金屬劇烈燃燒，生成氧化熔渣并放出大量熱量，繼續加熱切口處金屬，同時借助高速氧氣流的動量把燃燒生成的氧化熔渣吹除，實現切割的目的。
[0004]當前，氧-火焰切割加工都是采用單種燃氣介質與助燃氣體混合燃燒。氧-火焰切割在預熱階段需要大量的熱量迅速加熱材料，就要消耗大量的燃氣介質，因此燃氣介質必須保證預熱所需要的足夠流量供應。在切割階段，氧-火焰切割的熱源主要是金屬與氧氣的反應熱，特別是在切割大厚度金屬材料時，其比重為90%，而預熱火焰提供的熱量僅占總熱量的10%。因此，如果在切割階段燃氣介質仍保持預熱階段的流量，實際上是不必要的浪費。
[0005]為了節能環保，可以采用潔凈可再生的氧-氫火焰切割金屬材料，但氫氣熱值較低，預熱時間相對較長。

【發明內容】

[0006]針對現有氧-火焰切割技術能源浪費的缺點，本發明的目的在于提供一種采用雙路燃氣介質對金屬材料進行火焰切割的方法，該方法節省大量的燃氣介質，節能降耗效果極其明顯。
[0007]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0008]—種雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，該方法采用雙管路向切割炬輸送燃氣介質，兩路燃氣介質分別與助燃氣體混合形成兩組混合燃氣，點燃形成兩組獨立的預熱火焰預熱切口處金屬；當切口處金屬達到燃點時，通高壓氧氣進行切割后關閉其中一路燃氣介質;切割完畢后，關閉切割高壓氧氣及另一路燃氣介質及助燃氣體。
[0009]具體地，所述雙路燃氣介質氧-火焰切割方法包括以下步驟:
[0010](1)調整雙路燃氣介質、助燃氣體、高壓氧氣的壓力滿足切割工藝要求；
[0011](2)打開雙路燃氣介質及助燃氣體的管路開關，使雙管路燃氣介質分別與助燃氣體混合形成兩組混合燃氣；
[0012](3)點燃兩組混合燃氣，調整燃氣介質和助燃氣體的流量及壓力，使兩組混合燃氣的火焰呈中性焰；
[0013](4)兩組混合燃氣的火焰預熱切口處金屬至燃點，打開高壓氧氣開關切割金屬；
[0014](5)打開高壓氧氣開關的同時或者延后一段時間后，關閉一路燃氣介質火焰，保留另一路燃氣介質繼續燃燒；
[0015](6)切割完成后，關閉高壓氧氣開關、關閉另一路燃氣介質火焰及助燃氣體開關。
[0016]在該方法中，根據工藝要求或工況條件的不同，所述雙管路中所供應的燃氣介質可以為同種燃氣介質，也可以是不同燃氣介質。
[0017]采用氣體控制電磁閥或手動控制所述燃氣介質、助燃氣體及高壓氧氣的通斷。可以由火焰切割設備PLC控制系統發出指令信號控制氣體控制電磁閥的開閉；也可以由上位機或者行程開關等控制氣體控制電磁閥的開閉。
[0018]本發明的優點在于:
[0019]—般情況下，金屬預熱時間在3-20s之間，切割時間根據材料厚度和切割長度在幾分鐘甚至幾十分鐘之間。與現有金屬氧-火焰切割方法相比，本發明提供的方法采用雙管路向切割炬提供燃氣介質，分別與助燃氣體低壓氧氣混合燃燒，提供大量的熱量同時預熱切口處金屬，使切口處金屬迅速達到燃點。在切割階段，金屬與氧氣燃燒的反應熱是主要熱源，關閉一路燃氣介質可以節約大量的燃氣介質，避免不必要的浪費。
[0020]采用本發明的雙管路燃氣介質氧-火焰切割方法，只需增加一路供氣管路，實施方便、費用低、操作簡單，可以節約大量的能源，經濟、社會效益顯著。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發明方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以下通過實施例對本發明作進一步說明，但本發明并不限于此。
[0023]如圖1所示，為本發明方法的流程圖。燃氣介質通過A、B兩路管道，經過濾減壓、電磁閥開關，分別輸送到切割炬。當控制系統發出切割信號時，A、B管路控制電磁閥與低壓氧氣控制電磁閥打開，混合燃氣在切割炬噴嘴處點燃，快速預熱金屬材料。切口處金屬材料達到燃點后，高壓氧氣控制電磁閥打開，開始切割。打開高壓氧氣開關的同時或者延后一段時間后，控制系統發出信號，A管路燃氣控制電磁閥關閉，B管路控制電磁閥繼續開啟狀態，SP在切割炬開始移動后，只保持一路燃氣供氣燃燒。當切割完成，高壓氧氣控制電磁閥關閉后，B管路控制電磁閥與低壓氧氣控制電磁閥關閉，切割過程結束。
[0024]實施例1
[0025]同種燃氣介質雙管路氧-火焰自動切割:一定壓力的同種燃氣介質，以丙烷氣切割240 X240連鑄坯為例，通過A、B兩路管道，經過濾減壓、電磁閥開關，分別輸送到切割炬。當控制系統發出切割信號時，A、B管路控制電磁閥與低壓氧氣控制電磁閥打開，混合燃氣在切割炬噴嘴處點燃，快速預熱連鑄坯。切口處連鑄坯5秒鐘達到燃點，高壓氧氣控制電磁閥打開，開始切割。切口處連鑄坯上表面至下表面3秒鐘切透，切割炬開始移動形成割縫，控制系統發出信號，A管路燃氣控制電磁閥關閉，B管路控制電磁閥繼續開啟狀態，即在切割炬開始移動后，只保持一路丙烷氣供氣燃燒。切割45秒后完成，高壓氧氣控制電磁閥關閉后，B管路控制電磁閥與低壓氧氣控制電磁閥關閉，切割過程結束。與現切割工藝相比節約丙烷氣及低壓氧氣42.5%，節能效果顯著。
[0026]實施例2
[0027]不同種燃氣介質雙管路氧-火焰自動切割:一定壓力的兩種燃氣介質，以丙烷氣、氫氧氣兩種燃氣介質切割240X240連鑄坯為例，各自通過A、B兩路管道，分別輸送到切割炬。當控制系統發出切割信號時，A、B管路控制電磁閥與低壓氧氣控制電磁閥打開，混合燃氣在切割炬噴嘴處點燃，快速預熱連鑄坯。切口處連鑄坯5秒鐘達到燃點，高壓氧氣控制電磁閥打開，開始切割。當連鑄坯3秒鐘被切透后，控制系統發出信號，A管路丙烷氣及低壓氧氣控制電磁閥關閉，B管路氫氧氣控制電磁閥繼續開啟狀態，即在切割炬開始移動后，只保持氫氧氣供氣燃燒。切割45秒后完成，高壓氧氣控制電磁閥關閉后，氫氧氣管路控制電磁閥關閉，切割過程結束。與采用丙烷氣切割連鑄坯工藝相比節約丙烷氣及低壓氧氣42.5%，同時氫氧氣比丙燒氣節能50%以上，綜合節能67.5%，節能效果更加顯著。
[0028]實施例3
[0029]雙管路氧-火焰手工切割:一定壓力的一種或兩種燃氣介質，以采用同種丙烷氣切害米長50mm厚鋼板為例，丙烷氣由A、B兩路管道，分別輸送到切割炬。手工打開低壓氧氣開關和A、B兩路丙烷氣開關，點燃火焰預熱50mm厚鋼板10秒鐘。50mm厚鋼板切口處達到燃點，手工打開高壓氧氣開關，進行切割。起切后，手工關閉A管路丙烷氣氣及其低壓氧氣開關，保持B管路開關繼續開啟，即在切割炬開始移動后，只保持一路丙烷氣供氣燃燒。300秒后切割完成，關閉高壓氧氣開關后，關閉B管路開關和低壓氧氣開關，切割過程結束。與現切割工藝相比節約丙烷氣及低壓氧氣48.4%，節能效果顯著。
【主權項】
1.一種雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，其特征在于，該方法采用雙管路向切割炬輸送燃氣介質，兩路燃氣介質分別與助燃氣體混合形成兩組混合燃氣，點燃形成兩組獨立的火焰預熱切口處金屬；當切口處金屬達到燃點時，通高壓氧氣進行切割，關閉其中一路燃氣介質及其助燃氣體;切割完畢后，關閉切割高壓氧氣及另一路燃氣介質及其助燃氣體。2.根據權利要求1所述的雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)調整雙路燃氣介質、助燃氣體、高壓氧氣的壓力滿足切割工藝要求； (2)打開雙路燃氣介質及助燃氣體的管路開關，使雙管路燃氣介質分別與助燃氣體混合形成兩組混合燃氣； (3)點燃兩組混合燃氣，調整燃氣介質和助燃氣體的流量及壓力，使兩組混合燃氣的火焰呈中性焰； (4)兩組混合燃氣的火焰預熱切口處金屬至燃點，打開高壓氧氣開關切割金屬； (5)打開高壓氧氣開關的同時或者延后一段時間后，關閉一路燃氣介質火焰，保留另一路燃氣介質繼續燃燒； (6)切割完成后，關閉高壓氧氣開關、關閉另一路燃氣介質火焰及助燃氣體開關，熄滅火焰。3.根據權利要求1或2所述的雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，其特征在于，雙管路中所供應的燃氣介質為同種燃氣介質或不同燃氣介質。4.根據權利要求1或2所述的雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，其特征在于，采用氣體控制電磁閥或手動控制所述燃氣介質、助燃氣體及高壓氧氣的通斷。5.根據權利要求4所述的雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，其特征在于，由火焰切割設備PLC控制系統發出指令信號控制所述氣體控制電磁閥的開閉。6.根據權利要求4所述的雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，其特征在于，由上位機或者行程開關控制所述氣體控制電磁閥的開閉。
【專利摘要】本發明公開了一種雙路燃氣介質氧-火焰切割方法，該方法采用雙管路向切割炬輸送燃氣介質，兩路燃氣介質分別與助燃氣體混合形成兩組混合燃氣，點燃形成兩組獨立的預熱火焰預熱切口處金屬；當切口處金屬達到燃點時，通高壓氧氣進行切割后關閉其中一路燃氣介質；切割完畢后，關閉切割高壓氧氣及另一路燃氣介質及助燃氣體。本發明提供的方法采用雙管路向切割炬提供燃氣介質，分別與助燃氣體混合燃燒，形成兩組獨立的預熱火焰提供大量的熱量同時預熱切口處金屬，使切口處金屬迅速達到燃點。在切割階段，金屬與氧氣燃燒的反應熱是主要熱源，關閉一路燃氣介質可以節約大量的燃氣介質，避免不必要的浪費。本發明的雙管路燃氣介質氧-火焰切割方法實施方便、費用低、操作簡單。
【IPC分類】B23K7/10, B23K7/00
【公開號】CN105458450
【申請號】CN201511001453
【發明人】聶禎華, 高志杰, 劉士鵬, 王穎, 任毅, 王川, 田慶軍, 劉春
【申請人】中冶建筑研究總院有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月28日