双路燃气介质氧-火焰切割方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氧-火焰切割方法，尤其涉及一种采用双路燃气介质对金属材料进行火焰切割的方法。
【背景技术】
[0002]利用气体火焰的热能对工件加热到一定温度，进行焊接、切割或者加热的火焰加工的方法技术广泛的应用于机械、造船、军工、石油、化工、冶金、矿山、交通、能源等几乎所有的工业领域。
[0003]氧-火焰切割加工采用的燃气介质有乙炔、丙烷、丙烯、天然气、氢气、煤气、液化石油气等。燃气介质储存在专用储存装置(耐压容器)中，由管路输送，经过降压、稳压、防回火装置等，输送到到切割炬，在喷咀与助燃气体(低压氧气)按一定比例混合后燃烧，生成气体火焰加热工件。气体火焰用于火焰切割，是利用气体火焰的热能将工件切割处金属预热到燃点，喷出高纯度、高流速切割氧流，使预热处金属剧烈燃烧，生成氧化熔渣并放出大量热量，继续加热切口处金属，同时借助高速氧气流的动量把燃烧生成的氧化熔渣吹除，实现切割的目的。
[0004]当前，氧-火焰切割加工都是采用单种燃气介质与助燃气体混合燃烧。氧-火焰切割在预热阶段需要大量的热量迅速加热材料，就要消耗大量的燃气介质，因此燃气介质必须保证预热所需要的足够流量供应。在切割阶段，氧-火焰切割的热源主要是金属与氧气的反应热，特别是在切割大厚度金属材料时，其比重为90%，而预热火焰提供的热量仅占总热量的10%。因此，如果在切割阶段燃气介质仍保持预热阶段的流量，实际上是不必要的浪费。
[0005]为了节能环保，可以采用洁净可再生的氧-氢火焰切割金属材料，但氢气热值较低，预热时间相对较长。
【发明内容】
[0006]针对现有氧-火焰切割技术能源浪费的缺点，本发明的目的在于提供一种采用双路燃气介质对金属材料进行火焰切割的方法，该方法节省大量的燃气介质，节能降耗效果极其明显。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]—种双路燃气介质氧-火焰切割方法，该方法采用双管路向切割炬输送燃气介质，两路燃气介质分别与助燃气体混合形成两组混合燃气，点燃形成两组独立的预热火焰预热切口处金属；当切口处金属达到燃点时，通高压氧气进行切割后关闭其中一路燃气介质;切割完毕后，关闭切割高压氧气及另一路燃气介质及助燃气体。
[0009]具体地，所述双路燃气介质氧-火焰切割方法包括以下步骤:
[0010](1)调整双路燃气介质、助燃气体、高压氧气的压力满足切割工艺要求；
[0011](2)打开双路燃气介质及助燃气体的管路开关，使双管路燃气介质分别与助燃气体混合形成两组混合燃气；
[0012](3)点燃两组混合燃气，调整燃气介质和助燃气体的流量及压力，使两组混合燃气的火焰呈中性焰；
[0013](4)两组混合燃气的火焰预热切口处金属至燃点，打开高压氧气开关切割金属；
[0014](5)打开高压氧气开关的同时或者延后一段时间后，关闭一路燃气介质火焰，保留另一路燃气介质继续燃烧；
[0015](6)切割完成后，关闭高压氧气开关、关闭另一路燃气介质火焰及助燃气体开关。
[0016]在该方法中，根据工艺要求或工况条件的不同，所述双管路中所供应的燃气介质可以为同种燃气介质，也可以是不同燃气介质。
[0017]采用气体控制电磁阀或手动控制所述燃气介质、助燃气体及高压氧气的通断。可以由火焰切割设备PLC控制系统发出指令信号控制气体控制电磁阀的开闭；也可以由上位机或者行程开关等控制气体控制电磁阀的开闭。
[0018]本发明的优点在于:
[0019]—般情况下，金属预热时间在3-20s之间，切割时间根据材料厚度和切割长度在几分钟甚至几十分钟之间。与现有金属氧-火焰切割方法相比，本发明提供的方法采用双管路向切割炬提供燃气介质，分别与助燃气体低压氧气混合燃烧，提供大量的热量同时预热切口处金属，使切口处金属迅速达到燃点。在切割阶段，金属与氧气燃烧的反应热是主要热源，关闭一路燃气介质可以节约大量的燃气介质，避免不必要的浪费。
[0020]采用本发明的双管路燃气介质氧-火焰切割方法，只需增加一路供气管路，实施方便、费用低、操作简单，可以节约大量的能源，经济、社会效益显著。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]以下通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。
[0023]如图1所示，为本发明方法的流程图。燃气介质通过A、B两路管道，经过滤减压、电磁阀开关，分别输送到切割炬。当控制系统发出切割信号时，A、B管路控制电磁阀与低压氧气控制电磁阀打开，混合燃气在切割炬喷嘴处点燃，快速预热金属材料。切口处金属材料达到燃点后，高压氧气控制电磁阀打开，开始切割。打开高压氧气开关的同时或者延后一段时间后，控制系统发出信号，A管路燃气控制电磁阀关闭，B管路控制电磁阀继续开启状态，SP在切割炬开始移动后，只保持一路燃气供气燃烧。当切割完成，高压氧气控制电磁阀关闭后，B管路控制电磁阀与低压氧气控制电磁阀关闭，切割过程结束。
[0024]实施例1
[0025]同种燃气介质双管路氧-火焰自动切割:一定压力的同种燃气介质，以丙烷气切割240 X240连铸坯为例，通过A、B两路管道，经过滤减压、电磁阀开关，分别输送到切割炬。当控制系统发出切割信号时，A、B管路控制电磁阀与低压氧气控制电磁阀打开，混合燃气在切割炬喷嘴处点燃，快速预热连铸坯。切口处连铸坯5秒钟达到燃点，高压氧气控制电磁阀打开，开始切割。切口处连铸坯上表面至下表面3秒钟切透，切割炬开始移动形成割缝，控制系统发出信号，A管路燃气控制电磁阀关闭，B管路控制电磁阀继续开启状态，即在切割炬开始移动后，只保持一路丙烷气供气燃烧。切割45秒后完成，高压氧气控制电磁阀关闭后，B管路控制电磁阀与低压氧气控制电磁阀关闭，切割过程结束。与现切割工艺相比节约丙烷气及低压氧气42.5%，节能效果显著。
[0026]实施例2
[0027]不同种燃气介质双管路氧-火焰自动切割:一定压力的两种燃气介质，以丙烷气、氢氧气两种燃气介质切割240X240连铸坯为例，各自通过A、B两路管道，分别输送到切割炬。当控制系统发出切割信号时，A、B管路控制电磁阀与低压氧气控制电磁阀打开，混合燃气在切割炬喷嘴处点燃，快速预热连铸坯。切口处连铸坯5秒钟达到燃点，高压氧气控制电磁阀打开，开始切割。当连铸坯3秒钟被切透后，控制系统发出信号，A管路丙烷气及低压氧气控制电磁阀关闭，B管路氢氧气控制电磁阀继续开启状态，即在切割炬开始移动后，只保持氢氧气供气燃烧。切割45秒后完成，高压氧气控制电磁阀关闭后，氢氧气管路控制电磁阀关闭，切割过程结束。与采用丙烷气切割连铸坯工艺相比节约丙烷气及低压氧气42.5%，同时氢氧气比丙烧气节能50%以上，综合节能67.5%，节能效果更加显著。
[0028]实施例3
[0029]双管路氧-火焰手工切割:一定压力的一种或两种燃气介质，以采用同种丙烷气切害米长50mm厚钢板为例，丙烷气由A、B两路管道，分别输送到切割炬。手工打开低压氧气开关和A、B两路丙烷气开关，点燃火焰预热50mm厚钢板10秒钟。50mm厚钢板切口处达到燃点，手工打开高压氧气开关，进行切割。起切后，手工关闭A管路丙烷气气及其低压氧气开关，保持B管路开关继续开启，即在切割炬开始移动后，只保持一路丙烷气供气燃烧。300秒后切割完成，关闭高压氧气开关后，关闭B管路开关和低压氧气开关，切割过程结束。与现切割工艺相比节约丙烷气及低压氧气48.4%，节能效果显著。
【主权项】
1.一种双路燃气介质氧-火焰切割方法，其特征在于，该方法采用双管路向切割炬输送燃气介质，两路燃气介质分别与助燃气体混合形成两组混合燃气，点燃形成两组独立的火焰预热切口处金属；当切口处金属达到燃点时，通高压氧气进行切割，关闭其中一路燃气介质及其助燃气体;切割完毕后，关闭切割高压氧气及另一路燃气介质及其助燃气体。2.根据权利要求1所述的双路燃气介质氧-火焰切割方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)调整双路燃气介质、助燃气体、高压氧气的压力满足切割工艺要求； (2)打开双路燃气介质及助燃气体的管路开关，使双管路燃气介质分别与助燃气体混合形成两组混合燃气； (3)点燃两组混合燃气，调整燃气介质和助燃气体的流量及压力，使两组混合燃气的火焰呈中性焰； (4)两组混合燃气的火焰预热切口处金属至燃点，打开高压氧气开关切割金属； (5)打开高压氧气开关的同时或者延后一段时间后，关闭一路燃气介质火焰，保留另一路燃气介质继续燃烧； (6)切割完成后，关闭高压氧气开关、关闭另一路燃气介质火焰及助燃气体开关，熄灭火焰。3.根据权利要求1或2所述的双路燃气介质氧-火焰切割方法，其特征在于，双管路中所供应的燃气介质为同种燃气介质或不同燃气介质。4.根据权利要求1或2所述的双路燃气介质氧-火焰切割方法，其特征在于，采用气体控制电磁阀或手动控制所述燃气介质、助燃气体及高压氧气的通断。5.根据权利要求4所述的双路燃气介质氧-火焰切割方法，其特征在于，由火焰切割设备PLC控制系统发出指令信号控制所述气体控制电磁阀的开闭。6.根据权利要求4所述的双路燃气介质氧-火焰切割方法，其特征在于，由上位机或者行程开关控制所述气体控制电磁阀的开闭。
【专利摘要】本发明公开了一种双路燃气介质氧-火焰切割方法，该方法采用双管路向切割炬输送燃气介质，两路燃气介质分别与助燃气体混合形成两组混合燃气，点燃形成两组独立的预热火焰预热切口处金属；当切口处金属达到燃点时，通高压氧气进行切割后关闭其中一路燃气介质；切割完毕后，关闭切割高压氧气及另一路燃气介质及助燃气体。本发明提供的方法采用双管路向切割炬提供燃气介质，分别与助燃气体混合燃烧，形成两组独立的预热火焰提供大量的热量同时预热切口处金属，使切口处金属迅速达到燃点。在切割阶段，金属与氧气燃烧的反应热是主要热源，关闭一路燃气介质可以节约大量的燃气介质，避免不必要的浪费。本发明的双管路燃气介质氧-火焰切割方法实施方便、费用低、操作简单。
【IPC分类】B23K7/10, B23K7/00
【公开号】CN105458450
【申请号】CN201511001453
【发明人】聂祯华, 高志杰, 刘士鹏, 王颖, 任毅, 王川, 田庆军, 刘春
【申请人】中冶建筑研究总院有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月28日