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切粒机滚刀切割厚板存在哪些技术难点?

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-03-30
  切粒机滚刀切割对于厚度小于10毫米的钢板不再是问题。但如果需要切割更厚的钢板,往往需要求助于输出功率超过5kW的大功率器件,而切割的质量明显降低。由于大功率设备成本高,其输出方式不利于切割,所以传统的切割方法在切割厚板方面没有优势。切粒机滚刀切割厚板存在以下技术难点:
 
  1.很难保持准稳态燃烧过程。在实际的切割工艺中,可以切穿的金属切粒机滚刀的厚度是有限的,这与切割前端的铁不稳定燃烧密切相关。如果燃烧过程能够继续,狭缝顶部的温度必须达到燃点。单靠铁氧燃烧反应释放的能量并不能保证燃烧过程的持续。一方面,切割缝被来自喷嘴的氧气射流持续冷却,降低了切割前部的温度;另一方面,燃烧形成的氧化亚铁层覆盖工件表面,阻碍了氧气的扩散。当氧气浓度降低到一定程度时,燃烧过程就会熄灭。当用传统的会聚光束进行切割时,光束作用在表面上的面积非常小。由于功率密度高,不仅工件表面温度在辐射区域达到燃点,更大的区域由于热传导达到燃点温度。然而,作用在工件表面上的氧气流的直径大于光束直径。这表明,不仅在辐射区域,而且在被光束辐射的点的外围,都应该发生强烈的燃烧反应。厚板切割,则切割的速度比较慢,工件表面铁和氧的燃烧速度比切割。燃烧持续一段时间后,氧气浓度降低,导致燃烧过程熄灭。只有当切割头移动到这个位置时,燃烧反应才再次开始。切割前部燃烧过程周期性进行,会导致切割前部温度波动,切口质量变差。
切粒机滚刀
  2.氧纯度和厚度方向的压力很难保持恒定。当金属切粒机滚刀厚板切割,氧纯度的降低也是影响切口质量的重要因素。氧气流的纯度对切割工艺有很大影响。当氧气流量纯度降低0。9%,铁和氧的燃烧速率会降低10%。纯度降低5%时,燃速会降低37%。随着燃烧速率的降低,输入缺口的能量会大大减少,切割的速度会降低。同时切割的液层中铁含量会增加,使炉渣粘度增加,导致排渣困难。这样缺口下部就会出现严重的挂渣,使缺口质量无法接受。为了保持切割稳定,要求切割氧气流的纯度和压力在板厚方向保持基本恒定。在传统的切割工艺中,经常使用普通的锥形喷嘴,可以满足薄板切割中的使用要求。但是当使用切割厚板时,随着供气压力的增加,喷嘴流场容易形成冲击波,对切割工艺造成很大的危害,降低氧气流量的纯度,影响切割质量。
 
  解决这个问题一般有三种方法:(1)在切割氧气流周围加入预热火焰;(2)在切割氧气流周围加入辅助氧气流;(3)合理设计喷嘴内壁,改善流场特性。

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