Мундштук-инжектор для газового резака: надежно и эффективно - Завод автогенного оборудования ДОНМЕТ производит газосварочные горелки, газовые резаки, керосинорезы, редукторы и другое сварочное оборудование
Главная Каталог продукции Новости Контакты(Где купить) Сертификаты Прайс-лист DonmetTV Вопросы(FAQ)
ABICOR BINZEL

Поиск по сайту

Новости Новые разработки Мундштук-инжектор для газового резака: надежно и эффективно
Мундштук-инжектор для газового резака: надежно и эффективно PDF Печать
27.11.2003 07:52

В современном металлургическом производстве широко применяют газокислородную резку. Она используется главным образом для отрезки прибылей и зачистки литья, разделки проката и крупногабаритных заготовок, скрапа и лома, а также для удаления дефектов на отливках и поковках (поверхностная резка).

Поверхностной кислородной резкой называют процесс снятия слоя металла кислородной струей с поверхности обрабатываемой детали или заготовки с ручным или механическим перемещением газового резака по отношению к обрабатываемой поверхности.

По технологическим особенностям поверхностная резка может быть разделена на следующие процессы:
1. Вырезка канавок – строжка кислородной струей для получения одиночных канавок при удалении местных пороков поверхности черного проката и стального литья.
2. Строжка поверхностей – процесс удаления слоя металла (например, очистка черного проката). Процесс обычно выполняется повторными проходами по поверхности в определенной последовательности.

Резак газовый, являющийся основным инструментом для газокислородной резки – это устройство, в котором происходит непрерывное смешивание горючего газа и кислорода с одновременным сгоранием горючей смеси и дополнительной подачей концентрированной струи режущего кислорода вдоль центральной оси пламени. Он состоит из узла подвода газов, головки и мундштука, по центральному каналу которого пропускается режущий кислород, а по каналам, концентрически окружающим центральный, – горючая смесь, образующая подогревающее пламя.

Согласно нормативов ISO/DIS 5172 в газовых резаках используются устройства для смешения газов двух принципов:
- смесители инжекторного типа;
- смесители безинжекторные.

Смеситель инжекторного типа – это система смешивания, построенная на основе закона Бернулли, согласного которому скорость прохождения газа или жидкости по какому-либо каналу и его давление являются величинами обратно пропорциональными. Иными словами: чем выше скорость потока, тем ниже в нем давление, а при достижении потока определенной скорости давление становится ниже атмосферного. Кислород, проходя через отверстие инжектора с большой скоростью, уменьшает давление и захватывает горючий газ, подводимый по другому каналу (Рис. 1).

Система безинжекторного смешения – в которой горючий газ и кислород подаются при близком по значению давлении (выше атмосферного) и смешиваются при встрече после выхода из соответствующих отверстий (Рис. 2). При этом также существуют две системы: внутрисопловое смешение и внешнее смешение

Резаки с безинжекторным смешением значительно безопаснее в работе. Это объясняется тем, что в инжекторных резаках смесительное устройство, состоящее из смесительной камеры и инжектора, установлено в самом резаке в непосредственной близости к вентильному узлу. При возникновении обратного удара довольно часто происходит прогорание трубки для подачи горючей смеси, а иногда и смесительной камеры, что приводит к полному выходу резака из строя и часто опровождается травмами рабочих. В безинжекторных резаках смешивание газов происходит непосредственно в мундштуке, который является сменным элементом резака, либо на выходе из мундштука (резаки с внешним смешением) и, в случае обратного удара, из строя выходит только мундштук.

У резаков с внутрисопловым смешением используются мундштуки с несколькими выходными каналами (в виде отверстий или пазов), расположенными концентрично вокруг канала режущего кислорода параллельно или под углом к его оси. Режущий кислород проходит по соответствующей трубке резака и, через головку, поступает в центральный канал мундштука. Подогревающий кислород и горючий газ – по соответствующим трубкам подводятся к головке резака. В головке они проходят по отдельным кольцевым каналам и, выходя из них, попадают в соответствующие кольцевые каналы мундштука.

Мундштук со стороны кольцевых каналов снабжен отверстиями, расположенными под углом к оси мундштука, соединяющимися в выходные каналы и расположенные концентрично вокруг канала режущего кислорода. (Рис. 3) Таким образом, горючая смесь (на рис. 3 - Г.Г.+К.П.) образуется только в выходных каналах мундштука. При возникновении обратного удара процесс горения ограничивается мундштуком, т.е. зоной заполнения горючей смесью, что практически исключает возможность распространения пламени в зону вентильного узла.

Мундштук присоединяется к головке при помощи соединительной гайки. Уплотнение между головкой и мундштуком происходит по трем концентричным коническим поверхностям c центральным углом 300 или 450.

Сравнительные испытания этих резаков с инжекторными показали, что при равных мощностях пламени нагрев металла происходит быстрее, а ширина зоны нагрева сужается. Устойчивость к обратному удару пламени у резаков с внутрисопловым смешением даже при самых жестких испытаниях оказалась значительно большей, чем у инжекторных резаков. Это подтверждается промышленной эксплуатацией таких резаков на установках непрерывной разливки стали в течение нескольких лет.

Резаки с внешним смешением практически не подвержены обратному удару пламени и, поэтому, являются более безопасными при резке металлов больших толщин (при больших расходах горючего газа). Однако из-за менее качественного смешения горючего газа с подогревающим кислородом им присущи следующие недостатки:
- более низкая температура подогревающего пламени;
- повышенный расход горючего газа;
- при настройке на максимальный расход горючей смеси часто возникает отрыв пламени от торцевой поверхности мундштука.

Для ручной поверхностной газокислородной резки (зачистки, строжки) в промышленности применяются различные по конструкции и области применения резаки, например, такие как РПК-2-72 г. Одесса, и др. Кроме того, практически на каждом крупном металлургическом предприятии имеются свои конструкции резаков для поверхностной зачистки, которые созданы и адаптированы к местным условиям заводскими умельцами.

Завод автогенного оборудования «ДОНМЕТ» поставил перед собой задачу создать резак, который бы отвечал запросам и условиям эксплуатации широкого круга потребителей. Проведенный анализ позволил определиться с интервалом рабочих давлений, конструктивными недостатками существующих резаков и запросами пользователей данной продукции.

В итоге был создан газовый резак «ДОНМЕТ» 508 РЗЧИ (представлен на фото) с внутрисопловым смешением газов основное назначение которого – зачистка внутренних поверхностей чугунных изложниц. Отличительной особенностью мундштука в этом резаке является отсутствие дозирующих отверстий для горючего газа, расположенных под углом к оси канала режущего кислорода. Вместо них на границе дозирующих каналов подогревающего кислорода и входом в смесительные каналы для горючей смеси выполнена кольцевая проточка заданной ширины (см. рис. 4). Кислород для подогревающего пламени, проходя через дозирующие отверстия, разгоняется и, проходя через кольцевую проточку, увлекает за собой из последней горючий газ в выходной канал, где происходит интенсивное смешивание. Такая конструкция мундштука позволяет подводить горючий газ концентрично вокруг струи кислорода в месте его истечения из дозирующего отверстия, что способствует более качественному смешению горючего газа и кислорода. Таким образом, мундштук, одновременно выполняя функции инжектора, по качеству смешивания придает резаку достоинства инжекторного, в то же время сохраняя достоинства безинжекторного по безопасности эксплуатации.

Большая мощность подогревающего пламени позволяет произвести быстрый нагрев края изложницы перед началом поверхностной зачистки. Процесс зачистки ведется «ёлочкой» в несколько проходов (по ширине), причем каждый последующий проход резака производится рядом с предыдущим. Ширина дорожки может достигать 100 мм при глубине до 20 мм.

Отработка конструктивных решений и технологических параметров производилась на металлургических комбинатах «Азовсталь», им. Ильича (г. Мариуполь) и «Запорожсталь» (г. Запорожье). Первые наработки в этом направлении появились в 1997 г. Прошедшие пять лет подтвердили эффективность принятых конструктивных решений и надежность работы резака «ДОНМЕТ» 508.

Следует отметить, что на сегодняшний день завод «ДОНМЕТ» г.Краматорск, Донецкой области является единственным в Украине производителем специального газопламенного оборудования для металлургического производства.

Схема инжекторного смесителя

Рис. 1. Схема инжекторного смесителя

Схема безинжекторного смесителя

Рис. 2. Схема безинжекторного смесителя

Схема работы газосмесительного сопла

Рис. 3. Схема работы газосмесительного сопла

ГГ – горючий газ
КП – кислород подогревающий
КР – кислород режущий
ГС – горючая смесь

Конструктивная схема мундштука РЗЧИ

Рис. 4. Конструктивная схема мундштука РЗЧИ


«ДОНМЕТ» 508 РЗЧИ

Фото


Авторы:
Сергиенко Владимир Александрович
Гуменшаймер Иван Иванович

 
Main page Main page