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Funktionsprinzip der Thermolanze

1950
Thermisches Lanzenschneiden von Stahlbeton in Anwendungen des Maschinenbaus.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

A thermal lance, or thermic lance, is a tool that cuts materials using the intense heat from the oxidation of iron. It consists of a steel tube packed with steel rods. Pressurized oxygen is fed through the tube, and the tip is ignited. The iron in the lance acts as fuel, burning in the oxygen stream to create a HochgeschwindigkeitHochtemperaturstrahl.

The fundamental principle of a thermal lance is the rapid and highly exothermic oxidation of iron in a pure oxygen environment. The device is deceptively simple in its construction, comprising an outer steel pipe filled with smaller steel rods or a mix of steel and aluminum/magnesium wires. This packing increases the surface area of the fuel (the iron) exposed to the oxygen flow, promoting a more intense and sustained reaction. To initiate the process, the tip of the lance must be heated to iron’s ignition temperature, approximately 900 °C, typically using an oxy-acetylene torch. Once ignited, a self-sustaining reaction begins. The pressurized oxygen, usually at 4 to 10 bar (60 to 150 psi), flows through the pipe, reacting with the hot iron. This reaction, [latex]4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3[/latex], releases a tremendous amount of energy, raising the temperature at the tip to between 3,500 °C and 4,500 °C. This temperature is well above the melting point of most materials, including steel, rock, and concrete. The kinetic energy of the high-pressure oxygen jet helps to physically blow away the molten material and slag, creating the cut or hole. The lance itself is consumed during this process, with burn rates varying depending on the lance diameter and oxygen pressure.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Maschinenbau

Typ

Physikalisches Gerät

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Entdeckung des Sauerstoffs durch Carl Wilhelm Scheele und Joseph Priestley
  • Entwicklung des Bessemer-Verfahrens zur Stahlherstellung, bei dem Sauerstoff zur Entfernung von Verunreinigungen verwendet wird
  • Erfindung des Autogenschweißens und -schneidens
  • Verständnis exothermer chemischer Reaktionen und Verbrennung
  • Fortschritte bei der Herstellung nahtloser Stahlrohre

Anwendungen

  • Abbruch von Stahlbetonkonstruktionen
  • Schneiden von großen Metallgussteilen oder gefrorenen Metallspritzern
  • Entfernen festsitzender Stifte in schweren Maschinen
  • Außerdienststellung von Schiffen und U-Booten
  • Ofen- und Schmelzofenwartung

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Miniaturisierte Lanzen für Roboterreparaturen in gefährlichen Umgebungen
  • automatisierte Lanzensysteme für präzises industrielles Schneiden
  • Lanzen mit speziellen Brennstabzusammensetzungen zum Schneiden exotischer Legierungen
  • Unterwasser-Thermolanzenvarianten für Bergung und Stilllegung von Offshore-Plattformen
  • Lanzenbasierte Systeme für den Asteroidenbergbau und die Rohstoffgewinnung
  • Notfallrettungswerkzeuge zum Durchbrechen gehärteter Strukturen
  • Geothermie-Bohrköpfe mit Thermolanzenprinzip
  • Abfallverglasungssysteme mit Lanzentechnologie
  • Gießereiwerkzeuge zum Beseitigen von Verstopfungen in Stranggussanlagen
  • künstlerische Metallbildhauerwerkzeuge zum Erstellen großformatiger Werke
Verwandt mit: thermische Lanze, thermische Lanze, exotherme Reaktion, Oxidation, Schneidwerkzeug, Abbruch, Stahlschneiden, Sauerstofflanze, brennender Stab, Eisenoxidation.

Historischer Kontext

Funktionsprinzip der Thermolanze

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1950
1950
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1945-01-01
1949
1950
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1955

(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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