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Principio de funcionamiento de la lanza térmica

1950
Lanza térmica de corte de hormigón armado en aplicaciones de ingeniería mecánica.

Una lanza térmica, o lanza térmica, es una herramienta que corta materiales utilizando el intenso calor de la oxidación del hierro. Consiste en un tubo de acero relleno de varillas de acero. Se introduce oxígeno a presión por el tubo y se enciende la punta. El hierro de la lanza actúa como combustible, quemándose en la corriente de oxígeno para crear un alta velocidadchorro de alta temperatura.

El principio fundamental de una lanza térmica es la oxidación rápida y altamente exotérmica del hierro en un entorno de oxígeno puro. La construcción del dispositivo es aparentemente sencilla: consta de un tubo exterior de acero relleno de varillas de acero más pequeñas o de una mezcla de alambres de acero y aluminio/magnesio. Este relleno aumenta la superficie del combustible (el hierro) expuesta al flujo de oxígeno, lo que favorece una reacción más intensa y sostenida. Para iniciar el proceso, la punta de la lanza debe calentarse hasta alcanzar la temperatura de ignición del hierro, aproximadamente 900 °C, normalmente con un soplete de oxiacetileno. Una vez encendida, comienza una reacción autosostenida. El oxígeno presurizado, normalmente de 4 a 10 bares (60 a 150 psi), fluye a través de la tubería, reaccionando con el hierro caliente. Esta reacción, [latex]4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3[/latex], libera una enorme cantidad de energía, elevando la temperatura en la punta a entre 3.500 °C y 4.500 °C. Esta temperatura está muy por encima de la temperatura de fusión del hierro. Esta temperatura está muy por encima del punto de fusión de la mayoría de los materiales, incluidos el acero, la roca y el hormigón. La energía cinética del chorro de oxígeno a alta presión ayuda a expulsar físicamente el material fundido y la escoria, creando el corte o agujero. La propia lanza se consume durante este proceso, con tasas de combustión que varían en función del diámetro de la lanza y la presión del oxígeno.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Ingeniería mecánica

Tipo

Dispositivo físico

Disrupción

Sustancial

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento del oxígeno por Carl Wilhelm Scheele y Joseph Priestley
  • Desarrollo del proceso Bessemer para la fabricación de acero, que utiliza oxígeno para eliminar impurezas.
  • invención de la soldadura y el corte con oxiacetileno
  • Comprensión de las reacciones químicas exotérmicas y la combustión.
  • avances en la fabricación de tubos de acero sin costura

Aplicaciones

  • demolición de estructuras de hormigón armado
  • Corte de grandes piezas fundidas de metal o derrames de metal congelado
  • Extracción de pasadores agarrotados en maquinaria pesada
  • Desmantelamiento de buques y submarinos
  • mantenimiento de hornos y fundiciones

Patentes:

NA

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