Порошково-кислородное (кислородно-флюсовое) копье представ­ляет собой стальную трубку с проходящими по ней кислородом и флюсом — мелкодисперсной смесью металлических порошков (же­лезного и алюминиевого). Так же, как и при кислородном копье, рабочий конец порошково-кислородного копья в начале процесса нагревают посторонним источником теплоты до температуры 1350—1400° С, после чего в копье подают кислород и флюс.

На выходе из копья порошок воспламеняется, образуя ярко светящийся факел длиной до 50 мм с температурой 4000° С и выше. Направляя факел копья на поверхность обрабатываемого материала, ее расплавляют и кислородной струей удаляют образующиеся шла­ки. При резке металлов наряду с расплавлением имеет место и окисление основного металла.

Прожигание отверстий. В отличие от кислородного порошково­кислородное копье во избежание закупорки его шлаком не прижи­мают к прожигаемому материалу, а выдерживают на расстоянии 30—50 мм от торца образуемого отверстия. Достигается это перио­дической с интервалом в несколько секунд подачей копья вперед до упора в торец отверстия. Промежутки времени между очередными подачами копья вперед зависят от скорости сгорания трубки копья.

В процессе прожигания отверстий копью иногда придают враща­тельные движения, поворачивая его от руки на угол 10—15° в обе

стороны. Последнее улучшает условия стекания шлака и способ­ствует расширению образуемого отверстия.

Отверстия порошково-кислородным копьем прожигают в гори­зонтальном или наклонном снизу вверх направлении. При прожи­гании отверстий в горизонтальном направлении копье наклоняют на >гол около 5° от горизонтали, что при прожигании отверстий в бетоне и чугуне, когда образуются особенно густоплавкие шлаки, улучшает условия их стекания и несколько увеличивает скорость прожигания.

Прожигание отверстий в зашлакованной стали и чуіуне. Основ­ная область применения порошково-кислородного копья для обра­зования отверстий в зашлакованной стали и чугуне — металлур­гическое производство, в частности — копровые цехи заводов черной метал пурги и и организации, реализующие вторичное сырье для переплавки. Отверстия в зашлакованных стальных и чугунных массивах длиной до 600 мм образуют для последующего разруше­ния этих массивов во взрывных ямах.

Б сопоставлении с кислородным порошково-кислородное копье обеспечивает повышение производительности прожигания: на

стали - в 2 раза и на чугуне — в 3,5 раза при одновременном значительном снижении расхода кислорода, флюса и стальных трубок.

Прожигание отверстий в железобетоне. Необходимость образо­вания отверстий в железобетонных станах и перекрытиях для про­кладки внутренних трубопроводов и электропроводки возникает при строительстве новых зданий и сооружений, а также при рекон­струкции эксплуатируемых.

Отверстия в бетоне и железобетоне порошково-кислородным когьш прожигают обычно в горизонтальном или наклонном снизу вверх ьапj явлении. Диаметр образуемого порошковым копьем отверстия зависит от диаметра копья, наличия или отсутствия вращательных движений копья и от удельных расходов кислорода и флюса.

Разделительная резка. Процесс разделительной резки начинают от края разрезаемого материала или от начального сквозного отвер­стия, образуемого внутри контура.

Сущность процесса состоит в том, что, направляя факел копья на поверхность разрезаемого материала и совершая копьем воз­вратно-поступательные движения по касательной к передней грани реза (рис. 153), расплавляют поверхность материала факелом и удаляют расплавленный материал и шлаки струей кислорода. Углубляя постепенно копье в образуемый в материале разрез, осуществляют сквозное прорезание материала, т. е. разделительную резку. Ширина образуемого щелевого разреза в зависимости от толщины материала и диаметра копья может составлять 25—70 мм-

В зависимости от рода разрезаемого материала процесс резки может протекать либо с расплавлением и окислением разрезаемого материала (металлы), либо только с расплавлением (неметалличе - 270

ские материалы). В обоих случаях расплавленный материал и шлаки принудительно удаляются струей кислорода из разреза.

Резка порошковым копьем возможна во всех пространственных положениях независимо от толщины материала (для бетона и желе­зобетона в пределах 3—3,5 м). Поэтому этот процесс незаменим для разделки зашлакованных массивов стали, чугуна, бронз и латуней, а также для резки больших толщин огнеупоров, сочетаний металлов с огнеупорами, бе­тоном и железобетоном.

Резка зашлакованной стали. Процесс разделительной порошково-копьевой рез­ки зашлакованной стали находит при­менение в самых различных случаях сталеплавильного Производства. Он При - рис> 153 Разделительная меняется при Срезке насгылей СО стенок порошково-копьевая резка сталеразливочных ковшей и с горловин в нижнем положении конвертеров; при ликвидации послед­ствий ухода металла через подину, когда подвергаемый резке зашлакованный массив представляет собой монолитную массу, со­стоящую из стали, огнеупорного кирпича и материалов подины; при удалении старой подины поставленной на ремонт мартенов­ской печи, где с помощью копья подину разрезают на части,

удаляемые затем краном; при резке крупногабаритных (иногда массой до 30—40 т) сильно зашлакованных стальных массивов и в целом ряде других случаев.

Резка железобетона. В зависимости от толщины разрезаемого железобетона процесс резки можно производить по одной из схем, представленных на рис. 154—156.

Так, при толщине железобетона до 300 мм, когда ванна рас­плавленного бетона и шлака на поверхности передней грани реза может поддерживаться на всей длине этой грани в жидком состоя-

нии, резку целесообразно проводить по схемам рис. 154. В этом случае копье совершает возвратно-поступательные движения на всю толщину разрезаемого материала, смывая расплавленный бетон

в шлаки.

а) 5)

Резка железобетона большей толщины не может быть выпол­нена этим способом производительно, так как жидкая ванна шлака на передней грани (длина которой может составлять не более 300 мм) по мере продвижения копья в глубь железобетона застывает. По-

следнее вызывает необходимость повторного разогрева передней грани реза до расплавления, что сильно снижает производитель­ность резки.

Для лучшего удаления шлака из образуемого разреза и дости­жения большей производительности процесса резку железобетона толщиной более 300 мм следует проводить по схемам рис. 155. В этом случае процесс резки начинается от нижней (рис. 155, а) 272

или боковой, задней (рис. 155, б) поверхности разрезаемого же­лезобетона, причем для поддержания шлаковой ванны на всей длине в жидком состоянии максимальная длина передней грани реза не должна превышать 300 мм. Сказанное выше в полной мере отно­сится и к резке в вертикальной плоскости в вертикальном направ­лении (рис. 156).

Резку железобетона большой толщины, более 200 мм, по схемам рис. 155 и 156 осуществляют участками (рис. 157). Резку в пре­делах одного участка (при резке железобетона большой толщины) выполняют послойно (рис. 158), так же как и резку железобетона относительно малой толщины (до 300 мм), — за один проход копья на всю толщину разрезаемого железобетона.

Рис. 157. Схема резки «участка-
ми» бетона и железобетона тол-
щиной более 200 мм

В выполнении разделительной резки железобетона важно на­чало процесса. В простейшем случае резку железобетона начинают от внешней кромки. Однако в практике весьма часты случаи, когда процесс резки приходится начинать внутри контура железобе­тонной стены или перекрытия. При этом для начала процесса разделительной резки необходимо иметь начальное отверстие ди­аметром 70—100 мм, которое можно получить как кислородным, так и порошково-кислородным копьем. При порошково-копьевой резке применяют стальные вэдогазопроводные трубки с внутрен­ними диаметрами d = 10 и 15 мм (ГОСТ 3262—62).

Один из главнейших параметров режима резки — удельный расход кислорода зависит от удельного расхода и состава флюса, сечения копья, насыщенности бетона арматурой, а также от тол - шины разрезаемого железобетона.

При порошково-копьевой разделительной резке железобетона с применением флюса, состоящего из 80—85% Fe и 15—20% А1 (по объему), на окисление трубки копья и флюса ориентировочно расходуется до 40% кислорода. Остальное количество его идет на удаление образующихся шлаков и непроизводительные потери.

Коэффициент полезного действия процесса прожигания в боль­шой мере зависит от толщины разрезаемого железобетона, с увели­чением которой наблюдается более полное использование и кисло­рода и флюса за счет увеличения времени протекания реакций окисления. Следовательно, удельный расход части кислорода, иду­щей на окисление трубки копья и флюса при разделительной по - рошково-копьевой резке, уменьшается с увеличением толщины железобетона.

Однако практически для лучшего удаления шлака при резке больших толщин железобетона давление кислорода увеличивают, в результате чего (при сохранении постоянства проходных сечений

/—в — температура в арматуре; / — /// — температура в бетоне. Расстояния от спая термопар до кромки реза: / — 1 мм; 2 — 2 мм; 3 — 12 мм; 4 — 24 мм; 5—34 мм; 6 — 58 мм; 1—1 мм; // — 12 мм; III — 22 мм

кислородопровода) удельный расход кислорода с увеличением тол­щины разрезаемого железобетона возрастает. Величина давления кислорода определяется в основном степенью трудности удаления шлака, зависящей, в свою очередь, от толщины железобетона и на­правления процесса резки. Так, например, если при резке железо­бетона толщиной 1500 мм в вертикальном направлении сверху вниз рабочее давление кислорода составляет 582 396 Па (6 кгс/см2), то при резке железобетона той же толщины в горизонтальном направле­нии оно должно составлять не менее 98066,5 Па (10 кгс/см*. Од­нако во избежание чрезмерно большого охлаждающего действия струи и непроизводительных потерь кислорода давление его даже при резке в горизонтальном направлении бетона толщиной до 2000 мм не должно превышать 1 372 910 Па (14 кгс/см2).

Большое влияние на производительность резки оказывает также удельный расход флюса, изменение величины которого в пределах

24—48 кг/ч и более (при резке железобетона толщиной 150—1500 мм), изменяет скорость резки до 25—30 %.

Нагрев бетона и арматуры при резке. Независимо от марки бе­тона, его свойств и характера заполнителя, будь то известняко­вый или гранитный заполнитель, — распределение температур в бетоне и арматуре остается примерно одинаковым.

Степень нагрева того или иного участка бетона и арматуры зависит от применяемого режима резки, и в первую очередь от ско­рости резки и расстояния от рассматриваемого участка до кромки реза. В арматуре в точках, удаленных на разные расстояния от кромки реза, максимум температур наступает значительно раньше, чем в бетоне. Максимальная температура нагрева арматуры, в част­ности в точке, отстоящей от кромки реза на расстоянии 24 мм, составляет 300° С, а в бетоне на этом же расстоянии от кромки реза — около 100° С. В то же время, бетон утрачивает свои свойства лишь при нагреве свыше 100° С, и, таким образом, на расстоянии от кромки реза до 25 мм порошково-копьевая резка бетона толщиной до 300 мм на свойства его не влияет (рис. 159, 160).

Однако при резке железобетона больших толщин, например толщиной 1500 мм в горизонтальном направлении, из-за более длительного пребывания расплавленного шлака на нижней кромке реза тепловое влияние резки значительно больше. В этом случае свойства бетона изменяются на большую глубину.