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Funktionsprinzip der Thermolanze

1950
Thermolanze zum Schneiden von Stahlbeton im Maschinenbau.

Eine Thermolanze ist ein Werkzeug zum Schneiden von Materialien durch die starke Hitze, die bei der Oxidation von Eisen entsteht. Sie besteht aus einem Stahlrohr, das mit Stahlstäben gefüllt ist. In das Rohr wird unter Druck stehender Sauerstoff eingeleitet, und die Spitze wird entzündet. Das Eisen in der Lanze dient als Brennstoff, der im Sauerstoffstrom verbrennt und so eine HochgeschwindigkeitHochtemperaturstrahl.

Das Grundprinzip einer Thermolanze ist die schnelle und stark exotherme Oxidation von Eisen in einer reinen Sauerstoffumgebung. Die Vorrichtung ist täuschend einfach aufgebaut und besteht aus einem äußeren Stahlrohr, das mit kleineren Stahlstäben oder einer Mischung aus Stahl- und Aluminium-/Magnesiumdrähten gefüllt ist. Diese Füllung vergrößert die Oberfläche des Brennstoffs (des Eisens), die dem Sauerstoffstrom ausgesetzt ist, und fördert so eine intensivere und nachhaltigere Reaktion. Um den Prozess in Gang zu setzen, muss die Spitze der Lanze auf die Zündtemperatur des Eisens (ca. 900 °C) erhitzt werden, in der Regel mit einem Acetylen-Sauerstoffbrenner. Nach der Zündung beginnt eine sich selbst erhaltende Reaktion. Der unter Druck stehende Sauerstoff, in der Regel bei 4 bis 10 bar (60 bis 150 psi), strömt durch das Rohr und reagiert mit dem heißen Eisen. Bei dieser Reaktion ([latex]4Fe + 3O_2) wird eine enorme Energiemenge freigesetzt, die die Temperatur an der Spitze auf 3.500 °C bis 4.500 °C ansteigen lässt. Diese Temperatur liegt weit über dem Schmelzpunkt der meisten Materialien, darunter Stahl, Gestein und Beton. Die kinetische Energie des Hochdruck-Sauerstoffstrahls trägt dazu bei, das geschmolzene Material und die Schlacke abzusprengen, wodurch der Schnitt oder das Loch entsteht. Die Lanze selbst wird während dieses Prozesses verbraucht, wobei die Abbrandraten je nach Lanzendurchmesser und Sauerstoffdruck variieren.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Maschinenbau

Typ

Physikalisches Gerät

Unterbrechung

Wesentlich

Verwendung

Weit verbreitete Verwendung

Vorläufersubstanzen

  • 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

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