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Hochtemperatur-Schneidmechanismus

1950
Thermische Lanze zum Schneiden von Stahl in einer industriellen thermodynamischen Anwendung.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

A Thermolanze erreicht Temperaturen von 3.500 °C bis 4.500 °C und übertrifft damit herkömmliche Brenner bei weitem. Diese intensive Hitze schmilzt nicht nur das Zielmaterial. Der Strahl aus reinem Sauerstoff führt auch zu einer raschen Oxidation des Materials selbst, so dass es praktisch zu einem Teil der Brennstoffquelle wird. Diese kombinierte Schmelz- und Brennwirkung ermöglicht es, dicken Stahl, Beton und Gestein zu durchtrennen.

The efficacy of the Thermolanze stems from its ability to generate extreme temperatures locally. While an oxy-acetylene flame reaches about 3,500 °C, the burning of iron in pure oxygen within the lance can push the reaction temperature towards 4,500 °C. This is due to the highly exothermic nature of iron oxidation. When this superheated jet of molten iron, iron oxide, and unreacted oxygen strikes a target, multiple processes occur simultaneously. On a steel target, the lance provides the activation energy and an oxygen-rich environment to ignite the target steel itself, which then undergoes the same exothermic oxidation as the lance. This creates a self-propagating cut. When used on concrete, the mechanism is different. The intense heat melts the silica ([latex]SiO_2[/latex]) components of the aggregate and cement, which have melting points around 1,700 °C. The steel rebar within the concrete is oxidized and cut as described before. The high-pressure gas stream then expels the molten silicate slag and molten steel, clearing the kerf. The process is less of a ‘cut’ and more of a controlled, high-speed erosion via thermal and chemical attack. The addition of aluminum or magnesium wires to the lance’s core can further increase the reaction temperature, enhancing its effectiveness on materials with very high melting points or thermal conductivity.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Thermodynamik

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Verständnis der Thermodynamik und Wärmeübertragung
  • Entwicklung von feuerfesten und hochtemperaturbeständigen Materialien
  • Kenntnisse über die chemischen Eigenschaften von Eisen und seinen Oxiden
  • Erfindung von pressure regulators for handling compressed gases
  • Grundprinzipien des Strahlantriebs und der Strömungsdynamik

Anwendungen

  • Einbruch in Banktresore und Sicherheitseinrichtungen
  • Durchtrennen von Reaktordruckbehältern bei der Stilllegung nuklearer Anlagen
  • geologische Kernprobennahme in Hartgestein
  • Abriss von Brücken und anderen großen Infrastrukturen
  • Schrottverarbeitung übergroßer Metallgegenstände

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Lanzenbasierter 3D-Druck mit exotischen Metallen
  • Tiefseequellensimulation für die wissenschaftliche Forschung
  • Schnelle Tunneltechnologie für den Notfallzugang
  • Oberflächenbehandlung von aushärtenden Werkstoffen durch kontrolliertes Aufschmelzen und Wiedererstarren
  • Werkzeug zur Planetenerkundung zum Bohren in außerirdische Gesteinsformationen
  • Hochgeschwindigkeits-Schrottrecyclingprozessor
  • Waffenversionen für Anti-Material-Anwendungen
  • Gießereiwerkzeug zum Erstellen komplizierter Kanäle in Gussformen
  • Vulkanforschungssonde, die erstarrte Lava durchdringen kann
  • Abbruchwerkzeug zum sicheren Rückbau chemischer oder nuklearer Anlagen aus der Ferne
Verwandt mit: thermisches Schneiden, Oxidation, Schlacke, exotherm, hohe Temperatur, Schneiden von Beton, Stahloxidation, Schmelzpunkt, Kieselerde, Schnittfuge.

Historischer Kontext

Hochtemperatur-Schneidmechanismus

1947
1950
1950
1950
1950
1950
1950
1940
1950
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1950
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1950
1957

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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