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Mecanismo de corte em alta temperatura

1950
Lança térmica cortando aço em uma aplicação de termodinâmica industrial.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

UM lança térmica Atinge temperaturas de 3.500 °C a 4.500 °C, muito superiores às dos maçaricos convencionais. Esse calor intenso não apenas derrete o material alvo, como o jato de oxigênio puro também causa a rápida oxidação do próprio material, tornando-o efetivamente parte da fonte de combustível. Essa ação combinada de fusão e combustão permite que ele corte aço espesso, concreto e rocha.

A eficácia da lança térmica deriva de sua capacidade de gerar temperaturas extremas localmente. Enquanto uma chama oxiacetilênica atinge cerca de 3.500 °C, a queima de ferro em oxigênio puro dentro da lança pode elevar a temperatura da reação para perto de 4.500 °C. Isso se deve à natureza altamente exotérmica da oxidação do ferro. Quando esse jato superaquecido de ferro fundido, óxido de ferro e oxigênio não reagido atinge um alvo, múltiplos processos ocorrem simultaneamente. Em um alvo de aço, a lança fornece a energia de ativação e um ambiente rico em oxigênio para inflamar o próprio aço, que então sofre a mesma oxidação exotérmica que a lança. Isso cria um corte autopropagante. Quando usada em concreto, o mecanismo é diferente. O calor intenso derrete os componentes de sílica (SiO₂) do agregado e do cimento, que têm pontos de fusão em torno de 1.700 °C. A armadura de aço dentro do concreto é oxidada e cortada, como descrito anteriormente. O fluxo de gás de alta pressão expulsa então a escória de silicato fundido e o aço fundido, limpando a fenda. O processo é menos um "corte" e mais uma erosão controlada em alta velocidade por meio de ataque térmico e químico. A adição de fios de alumínio ou magnésio ao núcleo da lança pode aumentar ainda mais a temperatura de reação, melhorando sua eficácia em materiais com pontos de fusão ou condutividade térmica muito elevados.

UNESCO Nomenclature: 2210
Termodinâmica

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Compreensão da termodinâmica e da transferência de calor
  • Desenvolvimento de refratários e materiais capazes de suportar altas temperaturas.
  • conhecimento das propriedades químicas do ferro e seus óxidos
  • Invenção de reguladores de pressão para o manuseio de gases comprimidos.
  • Princípios básicos da propulsão a jato e da dinâmica dos fluidos

Aplicações

  • arrombamento de cofres bancários e instalações de segurança
  • corte de vasos de pressão de reatores no descomissionamento nuclear
  • Amostragem de testemunhos geológicos em rocha dura
  • demolição de pontes e outras grandes infraestruturas
  • processamento de sucata de objetos metálicos de grandes dimensões

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: corte térmico, oxidação, escória, exotérmico, alta temperatura, corte de concreto, oxidação do aço, ponto de fusão, sílica, largura do corte.

Contexto histórico

Mecanismo de corte em alta temperatura

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1957
1940
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1957

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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