Кислородная резка стали

Обычная кислородная резка стали, когда режущая струя направлена приблизительно нормально к поверхности металла, прорезает всю толщину металла и имеет целью отделить или отрезать часть ме­талла, может быть названа разделительной резкой. Возможен и другой способ использования режущей кислородной струп, она может быть направлена под очень малым - углом к поверх­ности металла, почти параллельно ей. В этом случае струя кислорода выжигает на поверхности металла канавку оваль­ного сечения. Подобный метод называется кислородной обра­боткой, иногда кислородной строжкой или кислородной вырубкой металла.

Этапы кислородной обработки

Для кислородной обработки применяются специальные резаки, выпускаемые нашей промышленностью. Резак для ручной кислородной обработки типа РП-50. Резак весит 2,8 кг имеет увеличенную длину (1200 мм) и щиток для защиты руки, расположенной у горячего металла, рычажный клапан для пуска режущего кислорода, три сменных сопла. Резак выбирает канавку шириной от 15 до 50 мм, глубиной от 2 до 20 мм со ско­ростью от 1,5 до 10 м/мин, удаляя от 1,0 до 4,5 кг металла в ми­нуту. Расход кислорода равен 200—300 л на 1 кг удалённого металла

Подобным резаком можно выбирать на поверхности металла канавки овального сечения, производя как бы грубую строжку. Повторный проход поверхности резаком со срезкой гребешков канавками уменьшенных размеров даёт более чистую обработку. При правильной работе получается чистая и гладкая поверхность канавок.

Кислородную обработку можно уподобить механической обра­ботке металла резанием, с заменой резца кислородным резаком.

Соответственно процессом кислородной обработки можно выпол­нить многие операции, известные для обработки резанием: строжку, обточку, расточку, нарезку грубой резьбы и т. п., когда достаточно получение грубой черновой обработки. Соответственно возможны механизированные станки для кислородной строжки, обточки и т. п., требующие весьма незначительной мощности для перемещения ре­зака вдоль обрабатываемой поверхности.

Сравнительно небольшое практическое применение кислородной обработки быстро расширяется. Кислородная обработка нашла довольно широкое применение на металлургических заводах для удале­ния и вырубки трещин, расслоений и других поверхностных дефек­тов в обжатых слитках. Удаление производится не только вручную, но и механизированным способом на специальных машинах для огневой или кислородной зачистки. В этом случае удаляются не отдельные дефекты, а весь наружный слон металла толщиной около 3 мм по всей боковой поверхности слитка. Установленная в общем потоке движения машина для огневой зачистки имеет четыре башмака, на которых закреплены резаки для кисло­родной обработки. Каждый резак выжигает канавку шириной около 36 мм и глубиной около 3 мм. Горячий слиток с темпера­турой 950—1100° проходит через машину со скоростью 20—40 м/мин. Часовой расход кислорода в машине достигает 3000— 4000 м³. Установка машины в потоке при прокатном стане.

Из других применений кислородной обработки можно отметить строжку кромок под чаше образные сварные швы, а также вырубку дефектных сварных швов.

Своеобразным способом является резка кислородным копьём, которое представляет собой толстостенную стальную трубку достаточной длины. К стволу или рукоятке крепится длин­ная стальная толстостенная трубка, которая быстро сгорает во время работы и должна легко и удобно заменяться новой. Про­цесс резки кислородным копьём заключается в прожигании металла струёй кислорода, проходящей через стальную трубку, прижатую свободным конном к прожигаемому металлу. Резка производится без использования газового подогревательного пламени, которое за­меняется довольно быстрым сгоранием металла самой трубки-копья до 0,5—1 м/мин. Резка начинается с подогрева места начала резана металле или, что удобнее, с подо­грева конца копья, например свароч­ной горелкой или дугой; при пропу­скании кислорода конец копья быстро загорается» дальнейший подогрев не нужен, и можно приступить к резке. В дальнейшем копьё всё время слегка прижимается к металлу и быстро углубляется в него со скоростью 0,15— 0,40 м/мин_ч выжигая отверстие круг­лого сечения с гладкими стенками. Для копья берётся стальная толсто­стенная трубка с внутренним диамет­ром 2—4 и наружным 6—10 мм. При слишком большом внутреннем диа­метре в трубку закладываются сталь­ные прутки, уменьшающие свободное сечение трубки и увеличи­вающие количество сгорающего металла копья.

Расплавленный шлак выдувается из отверстия наружу избытком кислорода и образующимися газами. При значительной глубине прожигаемого  отверстия   необходимо  ставить  изделие наклонно, облегчая вытекание шлаков из отверстия под действием силы тя­жести и шуровать прожигаемое отверстие копьём. Копьем возможно резать не только сталь, но и чугун, цветные металлы, затвердевшие шлаки, бетон, каменные производится тепловым прожигаемого отверстия кислородное копье и породы и т. п. В подобных случаях резка воздействием горящего копья. Диаметр обычно составляет от 20 до 64 мм, глу­бина его может быть доведе­на до 2—3 м. Давление кис­лорода на входе копья равно 5—7 атм, расход кислорода — 30—60 м/час. Расход трубки быстро растёт с глубиной от­верстия и в несколько раз превышает глубину.

Кислородное копьё, ввиду его простоты, находит раз­личное применение, напри­мер: прожигание отверстий, прожигание леток в металлургических   печах, прожигание шпуров в «козлах» и стальных блоках для подрыва их взрывчаткой, прожигание отверстий в бетоне и т. п. Кислородное копьё разбрасы­вает  на  несколько метров искры  и брызги  шлака,  что вы­зывает необходимость зашиты работающих и устранения опасности пожара.

Рассмотрим специальный процесс кислородно-флюсовой резки, часто дающий хорошие результаты на металлах, для которых обыч­ный метод кислородной резки мало пригоден или совсем не при­годен. Как уже упоминалось выше, весьма благоприятным для ки­слородной резки сочетанием физико-химических свойств обладают технически чистое железо н обычная малоуглеродистая сталь, кото­рые с успехом режутся кислородом. Однако многие легированные стали плохо поддаются обычной кислородной резке, как, например, все стали со значительным содержанием хрома, который при горе­нии стали образует тугоплавкую окись хрома, преграждаю­щую доступ кислорода к поверхности металла. К таким сталям принадлежат хромоникелевые нержавеющие и жароупорные стали. Все остальные, кроме сталей, технически важные металлы: чугун, цветные металлы, практически, можно считать, не режутся кисло­родом или режутся настолько плохо, что применение кислородной резки становится нецелесообразным. Для подобных трудных слу­чаев и разработан в последние годы специальный процесс кисло­родно-флюсовой резки. В Советском Союзе разработкой этого про­цесса и созданием необходимой аппаратуры успешно занимался под руководством А. Н. Шашкова коллектив московских научных работников {Г. Б. Евсеев, С. Г. Гузов и др.). Сущность нового процесса состоит в том, что вместе с режущим кислородом в зону резки вдувается порошкообразный флюс, при­носимый во взвешенном состоянии струей режущего кислорода. Флюс, подаваемый в зону резки, отстоит, главным образом, из по­рошка металлического железа. Сгорая в струе кислорода, железный порошок даёт дополнительное количество тепла, расплавляющее тугоплавкие окислы, в том числе и окислы железа, образующиеся при сгорании железного порошка, которые, сплавляясь с окислами на поверхности разрезаемого метал­ла, дают в итоге более легкоплавким и жидкотекучнй шлак, легче сдувае­мый с поверхности металла и открывающий к ней доступ кислорола. Для получения флюса к железному по­рошку применяются порошкооб­разные флюсующие добавки, облег­чающие плавление и вытекание туго­плавких окислов из полости реза. Ко­личество флюсующих добавок зави­сит от состава разрезаемого металла и для специальных сталей колеблется от 0 до 7%, для чугуна доходит до 35%, причём добавкой в последнем случае служит доменный ферро-фосфор.

Схема кислородно флюсовой рез­ки. Для осуще­ствления этого процесса необходимо иметь специальную аппаратуру: флюсопитатель и специальный кислородный резак с приспособлениями для подачи флюса. Нормальный флюсопитатель, выпускаемый нашей промышленностью, имеет небольшие размеры и весит около 40 кг. Расход флюса при резке спецсталей колеблется от 1—2 кг для тол­щины 10 мм до 10—14 кг для толщины 200 мм на 1 лог. л реза. Флюс расходуется относительно экономнее при больших толщинах. Для малых толщин рекомендуется применять пакетную резку, выбирая оптимальную общую толщину металла. Кислородно-флюсовый способ позволяет успешно резать спецстали, в том числе нержавеющие и жароупорные, а также чугун и цветные металлы. Недостатком спо­соба является значительный расход флюса, ещё довольно дорогого.

Подробности кислородной резки стали рассмотрим далее...

{jcomments on}