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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.

Die Wirksamkeit der Thermolanze beruht auf ihrer Fähigkeit, lokal extreme Temperaturen zu erzeugen. Während eine Acetylen-Sauerstoff-Flamme etwa 3.500 °C erreicht, kann die Verbrennung von Eisen in reinem Sauerstoff in der Lanze die Reaktionstemperatur in Richtung 4.500 °C treiben. Dies ist auf die stark exotherme Natur der Eisenoxidation zurückzuführen. Wenn dieser überhitzte Strahl aus geschmolzenem Eisen, Eisenoxid und nicht umgesetztem Sauerstoff auf ein Ziel auftrifft, laufen mehrere Prozesse gleichzeitig ab. Auf einem Stahlziel liefert die Lanze die Aktivierungsenergie und eine sauerstoffreiche Umgebung, um den Zielstahl selbst zu entzünden, der dann die gleiche exotherme Oxidation wie die Lanze erfährt. Dadurch entsteht ein sich selbst ausbreitender Schnitt. Bei der Anwendung auf Beton ist der Mechanismus ein anderer. Die starke Hitze schmilzt die Siliziumdioxid-Bestandteile ([latex]SiO_2[/latex]) der Zuschlagstoffe und des Zements, die Schmelzpunkte um 1.700 °C haben. Der Bewehrungsstahl im Beton wird oxidiert und wie zuvor beschrieben geschnitten. Der Hochdruckgasstrom treibt dann die geschmolzene Silikatschlacke und den geschmolzenen Stahl aus, wodurch die Schnittfuge gereinigt wird. Der Prozess ist weniger ein "Schnitt" als vielmehr eine kontrollierte Hochgeschwindigkeitserosion durch thermischen und chemischen Angriff. Die Zugabe von Aluminium- oder Magnesiumdrähten zum Kern der Lanze kann die Reaktionstemperatur weiter erhöhen und die Wirksamkeit bei Materialien mit sehr hohem Schmelzpunkt oder hoher Wärmeleitfähigkeit steigern.

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 Druckreglern für den Umgang mit komprimierten Gasen
  • 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

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Verwandt mit: thermisches Schneiden, Oxidation, Schlacke, exotherm, hohe Temperatur, Schneiden von Beton, Stahloxidation, Schmelzpunkt, Kieselerde, Schnittfuge.

Historischer Kontext

Hochtemperatur-Schneidmechanismus

1947
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1957
1940
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1957

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

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