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Principe de fonctionnement de la lance thermique

1950
Lance thermique coupant le béton armé dans les applications de génie mécanique.

Une lance thermique est un outil qui permet de couper des matériaux en utilisant la chaleur intense de l'oxydation du fer. Elle se compose d'un tube d'acier rempli de tiges d'acier. De l'oxygène sous pression est introduit dans le tube et la pointe est enflammée. Le fer de la lance agit comme un combustible, brûlant dans le flux d'oxygène pour créer une chaleur intense. grande vitessejet à haute température.

Le principe fondamental de la lance thermique est l'oxydation rapide et hautement exothermique du fer dans un environnement d'oxygène pur. La construction de l'appareil est d'une simplicité trompeuse : il s'agit d'un tube extérieur en acier rempli de tiges d'acier plus petites ou d'un mélange de fils d'acier et d'aluminium/magnésium. Cet emballage augmente la surface du combustible (le fer) exposée au flux d'oxygène, ce qui favorise une réaction plus intense et plus durable. Pour déclencher le processus, la pointe de la lance doit être chauffée à la température d'inflammation du fer, soit environ 900 °C, généralement à l'aide d'un chalumeau oxyacétylénique. Une fois enflammée, une réaction auto-entretenue commence. L'oxygène sous pression, généralement de 4 à 10 bars (60 à 150 psi), circule dans le tuyau et réagit avec le fer chaud. Cette réaction, [latex]4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3[/latex], libère une énorme quantité d'énergie, élevant la température à la pointe entre 3 500 °C et 4 500 °C. Cette température est bien supérieure à la température de fusion. Cette température est bien supérieure au point de fusion de la plupart des matériaux, notamment l'acier, la roche et le béton. L'énergie cinétique du jet d'oxygène à haute pression permet de souffler physiquement le matériau fondu et le laitier, créant ainsi la coupure ou le trou. La lance elle-même est consommée au cours de ce processus, les taux de combustion variant en fonction du diamètre de la lance et de la pression de l'oxygène.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Ingénierie mécanique

Type

Dispositif physique

Perturbation

Important

Utilisation

Une utilisation répandue

Précurseurs

  • découverte de l'oxygène par Carl Wilhelm Scheele et Joseph Priestley
  • développement du procédé Bessemer pour la fabrication de l'acier, qui utilise l'oxygène pour éliminer les impuretés
  • invention du soudage et du coupage oxyacétylénique
  • compréhension des réactions chimiques exothermiques et de la combustion
  • progrès dans la fabrication de tubes en acier sans soudure

Applications

  • démolition de structures en béton armé
  • découpe de grandes pièces moulées en métal ou de déversements de métal gelé
  • retirer les goupilles grippées dans les machines lourdes
  • déclassement des navires et des sous-marins
  • entretien des fours et des fonderies

Brevets :

NA

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Voir aussi : lance thermique, réaction exothermique, oxydation, outil de coupe, démolition, découpe de l'acier, lance à oxygène, barre brûlante, oxydation du fer.

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