[科普中國]-火焰清理

簡介

利用火焰燃燒產(chǎn)生的高溫，使油脂等有機(jī)物燃燒碳化而得以清除。氧化皮及鐵銹往加熱以后，因和基體金屬的膨脹系數(shù)不同，而使之開裂、拱起而脫落。

火焰清理的沒備簡單、材料易得，清理費用也較低，可以隨意搬動和在各種條件下工作。清理時對人體的健康也無多大妨礙，清理質(zhì)量也尚可以，清理效率要比人工高7~14倍，并對金屬的結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能并無影響。尤其是在某些特殊場合如生產(chǎn)廠房內(nèi)的設(shè)備及管道，機(jī)械或化學(xué)方法除銹顯得不適用，這時卻可以采用火焰法清理。

分類1、機(jī)械火焰清理

機(jī)槭火焰清理是在工作線上對運行過程中的鋼坯在熱狀態(tài)下用火焰清理機(jī)進(jìn)行清理的一種方法。這種方法可清理邊長為100~350mm的方鋼坯及各種尺寸的板坯。機(jī)械火焰清理要有與之相配臺的各種輔助機(jī)槭設(shè)備。例如特殊功能（使鋼坯翻轉(zhuǎn)45°角）的輥道、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)操縱機(jī)等。這種方法適用于大批量、單一品種的開坯生產(chǎn)。

2、人工火焰清理

人工火焰清理是用火焙槍清除原料表面缺陷。火焰槍采用壓力為1.2~1.5MPa的氧氣和壓力為4000~10000Pa的乙炔或焦?fàn)t煤氣，也有采用天然氣的。

火焰槍清理操作包括兩個主要過程：加熱金屬和熔化燒除。先將易燃混臺氣體和氧氣通過火焰噴嘴噴至原料有缺陷的部位，點燃后使鋼加熱到900～1000℃，然后在火焙槍噴嘴中心通以氧氣，使與鐵作用而將其燒掉，并使部分金屬熔化。由于氧氣具有較高的壓力，熔渣將被清除。為了提高加熱速度，可在預(yù)熱火焰中，插入直徑為4～6mm的低碳鋼條，鋼條很快熔化，熔融的金屬滴在鋼坯表面上并被氧化而產(chǎn)生大量的熱，使原料缺陷處的金屬加速加熱。采用低碳鋼條引火，不但能提高火焰槍的清理能力，而且由于鋼條加速加熱便打火時造成的打火坑較小，提高了清理質(zhì)量。

在加熱時，火焰槍的噴嘴應(yīng)與金屬表面成70°~80°角，以利于火焰火力集中而清理時，火焰槍應(yīng)與金屬表面成20°~30°角?；鹧媲謇砩疃扰c清理角度、噴嘴移動速度及氧氣壓力大小有關(guān)。角度大移動慢時，則清理深度較深；清理角度小移動快時，則清理深度較淺。對于不同類型的缺陷，應(yīng)采用不同的清理方式。開始清理時，應(yīng)先試測清理缺陷的釋度，然后再制定清理方式。對于較淺的直線缺陷，可采用一次直線清理法。對于大面積缺陷或較深的缺陷，可采用人字形清理法。1

氧炔焰高溫火焰除銹主要應(yīng)用在生產(chǎn)廠房的設(shè)備和管道上。利用火焰將殘漆燒掉，并使設(shè)備表面的氧化層疏松，減少與金屬本體的附著力，再用手工工具就能很容易地將鐵銹除去，達(dá)到了清理表面的目的。

下圖是某廠對一個64m2的調(diào)合槽采用火焰除銹與人工除銹（包括除凈焦油瀝青層）的一些技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比。

火焰噴嘴可采用一般氣焊工用的割把，為了提高工效可改制成如下圖所示的錨爪式。

如乙炔量不足，火力不強(qiáng)可將氣焊用的發(fā)氣罐改為中壓式乙炔發(fā)生器。這種結(jié)構(gòu)在使用上獲得了良好的效果。

操作時應(yīng)注意安全，注意工作氣壓，保證足夠的氣流；首先打開乙炔閥門用火花引燃，然后打開氧氣閥門，并調(diào)整火焰成束狀，要防回火使火焰熄滅。一般氧炔焰溫度能達(dá)3000℃，操作時火焰移動速度1~3米/分，角度為45度~60度?；鹧媾c設(shè)備間距離是剛好接觸，這樣金屬表面的溫度約150℃左右。對于厚度小于9毫米設(shè)備，火焰移動速度不得慢于3米/分，以防止金屬局部過熱。

火焰清理除了以上的優(yōu)點外，還有以下缺點，即清理不夠徹底，在清理以后還需人工進(jìn)行輔助清理，同時在金屬表面還留下一層牢固的氧化層薄膜，不能使金屬見白。另外就是在不宜動火的廠房不能使用。2

火焰清理機(jī)利用氧氣接觸高溫鋼坯的表面發(fā)生激烈氧化時所產(chǎn)生的高熱以去除鋼坯表面缺陷的方法稱為火焰清理法?；鹧媲謇頇C(jī)是利用氧氣和乙炔、丙烷或焦?fàn)t煤氣等發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，對鋼坯的兩面或全部表面進(jìn)行火焰熔融切削的裝置。

火焰清理機(jī)一般設(shè)在初軋機(jī)后面，和剪切機(jī)前面。處理時鋼坯表面溫度為900~1150℃左右，溫度越高，火焰清理的效果越好。此法和對冷鋼坯進(jìn)行的手工火焰清理相比有下述特點：

①操作速度極快。。

②由于是清理熱鋼坯，故氧氣和燃料的消耗量可節(jié)省一半以上，操作人員也可減少。

③清理之后，如需要繼續(xù)軋斜，也可不必再加熱。

④用火焰清理鋼坯，可得到平滑的清理表面，并容易控制火焰清理的深度。

1、火焰清理裝置：噴射氧氣和可燃?xì)怏w的裝置是一系列圓形噴嘴連接為連續(xù)槽形噴頭的型式。清理鋼坯表面時，氧氣和可燃?xì)怏w發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生高溫，所以必須用水冷壁圍繞噴嘴頭加以保護(hù)。上下面或側(cè)面的噴嘴裝置是用壓縮空氣進(jìn)行移動的機(jī)構(gòu)，而且能夠按照鋼坯斷面加以調(diào)整。噴嘴裝置是可互換的，便于更換修理。

下圖是噴嘴裝置：

2、除渣裝置：用高壓水沖擊因火焰清理生成的熔渣，使其飛散聚集于擋渣板上，然后經(jīng)過溜槽落入坑內(nèi)。

為了使此熔渣不粘著在噴嘴裝置上或輥道上，高壓水的壓力至少要在8公斤/厘米2以上，高壓水噴嘴的位置與板坯表面應(yīng)有適當(dāng)?shù)木嚯x?；鹧媲謇聿僮鲿r生成的氧化鐵皮呈飛散的煙霧狀態(tài)，可用煙罩收集，由排氣風(fēng)扇吸入，通過集塵裝置將其排出廣外。3