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高温切断機構

1950
工業用熱力学アプリケーションで鋼を切断するサーマルランス。.

(画像はイメージです)

サーマルランス 従来のトーチをはるかに凌駕する3,500℃から4,500℃の高温を実現します。この強烈な熱は、対象物を溶かすだけでなく、純酸素の噴射によって対象物自体も急速に酸化され、実質的に燃料源の一部となります。この溶融と燃焼の複合作用により、厚い鋼鉄、コンクリート、岩石などを切断することが可能です。

サーマルランスの有効性は、局所的に極めて高い温度を発生させる能力に由来します。酸素アセチレン炎は約3,500℃に達しますが、ランス内で純酸素中で鉄を燃焼させると、反応温度は4,500℃近くまで上昇します。これは、鉄の酸化が非常に発熱性が高いためです。溶融鉄、酸化鉄、未反応酸素からなるこの過熱ジェットがターゲットに衝突すると、複数のプロセスが同時に発生します。鋼鉄ターゲットの場合、ランスは活性化エネルギーと酸素が豊富な環境を提供し、ターゲット鋼鉄自体に点火します。すると、鋼鉄はランスと同じ発熱酸化を起こします。これにより、自己伝播する切断が発生します。コンクリートに使用する場合、メカニズムは異なります。高熱により、融点が約1,700℃の骨材とセメントのシリカ(SiO₂)成分が溶融します。コンクリート内の鉄筋は、前述のように酸化され、切断されます。高圧ガス流は溶融したケイ酸塩スラグと溶融鋼を押し出し、切断溝を清掃する。このプロセスは「切断」というよりは、熱的および化学的攻撃による制御された高速侵食に近い。ランスの芯にアルミニウムまたはマグネシウムのワイヤーを追加することで、反応温度をさらに上昇させることができ、融点や熱伝導率が非常に高い材料に対する効果を高めることができる。

UNESCO Nomenclature: 2210
熱力学

タイプ

化学プロセス

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 熱力学と熱伝達の理解
  • 耐火物および高温に耐えうる材料の開発
  • 鉄とその酸化物の化学的性質に関する知識
  • 圧縮ガスを扱うための圧力調整器の発明
  • ジェット推進と流体力学の基本原理

アプリケーション

  • 銀行の金庫や安全な施設への侵入
  • 原子力発電所の廃止措置において、原子炉圧力容器を切断する
  • 硬岩における地質コアサンプリング
  • 橋梁やその他の大規模インフラの解体
  • 大型金属物のスクラップ処理

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連: 熱切断、酸化、スラグ、発熱、高温、コンクリート切断、鋼の酸化、融点、シリカ、切断幅。

歴史的背景

高温切断機構

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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