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Mecanismo de corte de alta temperatura

1950
Lanza térmica cortando acero en aplicación de termodinámica industrial.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

A lanza térmica alcanza temperaturas de 3.500 °C a 4.500 °C, muy superiores a las de los sopletes convencionales. Este intenso calor no sólo funde el material objetivo. El chorro de oxígeno puro también provoca una rápida oxidación del propio material, convirtiéndolo de hecho en parte de la fuente de combustible. Esta acción combinada de fusión y combustión le permite cortar acero grueso, hormigón y roca.

La eficacia de la lanza térmica radica en su capacidad para generar localmente temperaturas extremas. Mientras que una llama de oxiacetileno alcanza unos 3.500 °C, la combustión de hierro en oxígeno puro dentro de la lanza puede empujar la temperatura de reacción hacia los 4.500 °C. Esto se debe a la naturaleza altamente exotérmica de la oxidación del hierro. Esto se debe a la naturaleza altamente exotérmica de la oxidación del hierro. Cuando este chorro sobrecalentado de hierro fundido, óxido de hierro y oxígeno sin reaccionar choca contra un blanco, se producen múltiples procesos simultáneamente. En un objetivo de acero, la lanza proporciona la energía de activación y un entorno rico en oxígeno para encender el propio acero del objetivo, que a continuación sufre la misma oxidación exotérmica que la lanza. Esto crea un corte autopropagado. Cuando se utiliza en hormigón, el mecanismo es diferente. El calor intenso funde los componentes de sílice ([latex]SiO_2[/latex]) del árido y el cemento, que tienen puntos de fusión en torno a los 1.700 °C. Las barras de acero del hormigón se oxidan y se cortan como se ha descrito anteriormente. A continuación, la corriente de gas a alta presión expulsa la escoria de silicato fundida y el acero fundido, despejando el corte. El proceso no es tanto un "corte" como una erosión controlada a alta velocidad mediante un ataque térmico y químico. La adición de alambres de aluminio o magnesio al núcleo de la lanza puede aumentar aún más la temperatura de reacción, mejorando su eficacia en materiales con puntos de fusión o conductividad térmica muy elevados.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Termodinámica

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • comprensión de la termodinámica y la transferencia de calor
  • desarrollo de refractarios y materiales capaces de soportar altas temperaturas
  • Conocimiento de las propiedades químicas del hierro y sus óxidos.
  • invención de reguladores de presión para el manejo de gases comprimidos
  • Principios básicos de la propulsión a chorro y la dinámica de fluidos

Aplicaciones

  • Violación de bóvedas bancarias e instalaciones seguras
  • Corte a través de recipientes de presión de reactores durante el desmantelamiento nuclear
  • Muestreo de núcleos geológicos en roca dura
  • demolición de puentes y otras grandes infraestructuras
  • Procesamiento de chatarra de objetos metálicos de gran tamaño

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: corte térmico, oxidación, escoria, exotérmico, alta temperatura, corte de hormigón, oxidación del acero, punto de fusión, sílice, kerf.

Contexto histórico

Mecanismo de corte de alta temperatura

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1940
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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