Prionsabal an Mheaisín Gearrtha Hibrideach Léasair-Ocsafreolais

De ghnáth tagraíonn gearradh ilchodach lasair léasair do “gearradh ocsaigine léasair”, atá ar cheann de na príomhphróisis gearrtha léasair (is iad an dá cheann eile gearradh leá léasair agus gearradh galúcháin léasair). Ní ​​chiallaíonn sé “lasair a ghintear le léasar,” ach próiseas hibrideach a úsáideann léasar mar fhoinse teasa, agus ocsaigin íon mar ghás cúnta mar fhorlíonadh air, chun imoibriú dócháin ocsaídiúcháin bríomhar (i.e., “lasair”) a thionscnamh i miotail (ábhair chruach den chuid is mó) le linn an phróisis ghearrtha. Baineann an próiseas seo leas as an bhfuinneamh teirmeach ón imoibriú ceimiceach chun feidhmíocht gearrtha a fheabhsú go suntasach.

Ansin, míneoimid a phrionsabal go mion ó roinnt peirspictíochtaí:

Prionsabal Lárnach: Dóchán Miotail Rialaithe Spreagtha ag Léasar

1. Ról an léasair (adhaint agus cothabháil):

• Dírítear bhíoma léasair ard-dlúis fuinnimh ar dhromchla an phíosa oibre, rud a fhágann go n-ardóidh teocht an mhiotail ionradaithe go tapa go dtí a phointe adhainte (thart ar 1350°C i gcás iarainn).
• Soláthraíonn an bhíoma léasair foinse teasa leanúnach, beacht, ard-fhuinnimh a adhnaíonn ní hamháin an t-imoibriú, ach níos tábhachtaí fós, a choinníonn an limistéar imoibrithe ag teocht ard.

2. Ról ocsaigine (gníomhaire dócháin agus scavenger):

• Déantar sruth amháin d'ocsaigin ardbhrú, ardíonachta a instealladh go comhaiseach leis an bhíoma léasair ar an láthair miotail atá téite ag an léasar.
• Téann an t-iarann ​​(Fe) a shroicheann an pointe adhainte agus an ocsaigin (O₂) faoi imoibriú eisiteirmeach ocsaídiúcháin fhoréigneach (dóchán): 4Fe 3O₂ → 2Fe2O, teas
• Scaoileann an t-imoibriú seo go leor teasa (thart ar 3-5 oiread fuinneamh an léasair féin!), agus is í seo eochair an fhuinnimh “chomhdhúile”. Cuireann an teas breise seo go mór leis an gcumas leá/gásúcháin iomlán.

3. Próiseas comhoibritheach ilchodach:

• Réamhthéamh agus adhaint: Téann an léasar an miotal áitiúil go dtí an pointe adhainte ar dtús.
• Dóchán eisiteirmeach: instealladh ocsaigine, dóitear an miotal go foréigneach, ag giniúint teasa i bhfad níos airde ná mar is féidir leis an léasar féin a sholáthar, ag leá nó fiú ag ocsaídiú an mhiotail go tapa, agus ag foirmiú slaig (FeO agus Fe3o4 den chuid is mó).
• Séideadh agus foirmiú: Ról tábhachtach eile atá ag sreabhadh gáis ocsaigine ardbhrú is ea an ocsaíd miotail leáite (slaig) a ghintear tríd an imoibriú ón uaim ghearrtha a shéideadh go foréigneach cosúil le “scian aeir” chun dromchla gearrtha glan, réasúnta réidh a chruthú.

Leanúnach: Bogann an bhíoma léasair chun tosaigh, téann sé an limistéar nua roimh ré go leanúnach, agus leanann an t-imoibriú dócháin fócas an léasair ar aghaidh agus síos, agus ar deireadh téann sé isteach sa phíosa oibre agus cruthaíonn sé gearradh.

Cén chaoi a bhfuil an cur chuige “cumaisc” seo chomh héifeachtach sin? (Buntáiste)

1. Cumas láidir chun plátaí tiubha a ghearradh:I gcás cruach carbóin (amhail cruach ísealcharbóin), is é gearradh ocsaigine léasair an modh is costéifeachtaí agus is tapúla chun plátaí meánacha agus tiubha a ghearradh (de ghnáth níos mó ná 6mm, suas le 30mm nó fiú níos tibhe). I gcás gearradh leá léasair íon (amhail le nítrigin) ní mór brath go hiomlán ar fhuinneamh léasair chun an miotal a leá, agus is cosúil nach leor aghaidh an phláta thiubh.

2. Luas gearrtha tapa:Mar gheall ar an bhfuinneamh ceimiceach a chuirtear leis an imoibriú dócháin miotail, tá an t-ionchur fuinnimh iomlán i bhfad níos airde ná fuinneamh léasair aonair, mar sin tá an luas gearrtha i bhfad níos tapúla ná an gearradh leá faoin gcumhacht chéanna.

3Tá riachtanais chumhachta trealaimh sách íseal:Chun an cruach charbóin chéanna a ghearradh, is féidir leis an gcumhacht léasair atá ag teastáil le haghaidh gearradh ocsaigine léasair a bheith i bhfad níos ísle ná an chumhacht atá ag teastáil le haghaidh gearradh leá léasair íon, rud a laghdaíonn costais trealaimh agus tomhaltas fuinnimh.

4. Dea-chaighdeán gearrtha:I gcás plátaí tiubha cruach carbóin, is féidir dromchla gearrtha le dea-ingearachacht agus níos lú slaig (staid idéalach) a fháil.

Saintréithe agus teorainneacha an phróisis

1. Roghnaíocht ábhair:

• Go príomha le haghaidh miotail imoibríocha: Is é cruach carbóin an t-ábhar iarratais is tipiciúla agus is fearr.

• Ní oiriúnach le haghaidh cruach dhosmálta, alúmanam, copar, srl.:
• Cruach dhosmálta: cruthóidh cróimiam (Cr) agus eilimintí eile ocsaídí leáphointe ard (amhail Cr2O3), rud a chuireann bac ar an imoibriú ocsaídiúcháin leanúint ar aghaidh, agus ní bhíonn sé éasca an slaig a shéideadh amach, rud a fhágann go mbeidh dromchla gearrtha garbh agus go mbeidh an slaig crochta go dona.
• Alúmanam agus copar: tá pointe leá a ocsaídí (Al2O3,CuO) i bhfad níos airde ná pointe leá an tsubstráit féin, rud a chlúdaíonn an dromchla cosúil le sliogán crua, rud a chuireann cosc ​​​​ar an imoibriú leanúint ar aghaidh, agus a bhfuil frithchaiteacht ard aige ar léasar.

2. Saintréithe an dromchla gearrtha:

• Mar gheall ar an imoibriú ocsaídiúcháin, beidh ciseal ocsaíde ar dhromchla an ghearrtha (cosúil leis an gcóireáil gormúcháin) agus féadfaidh sé a bheith beagán garbh (i gcomparáid le taobh geal an ghearrtha nítrigine).
• D’fhéadfadh go mbeadh beagán slaig crochta ag an mbun, agus ní mór é sin a íoslaghdú trí na paraiméadair phróisis a bharrfheabhsú.

3. Tá an crios atá buailte ag teas níos mó:Ginfidh an t-imoibriú ocsaídiúcháin foréigneach níos mó teasa, rud a fhágann go mbeidh crios an phíosa oibre atá buailte ag teas níos leithne ná crios leá agus gearrtha léasair, agus d'fhéadfadh dífhoirmiú teirmeach foriomlán an phíosa oibre a bheith beagán níos mó.

Comparáid le próisis ghearrtha eile

VS. Gearradh nítrigine léasair íon (gearradh leá):

• Gearradh nítrigine: trí mhiotal a leá le léasar, agus an leá á shéideadh le nítrigine ardbhrú. Gan aon imoibriú ocsaídiúcháin, tá an chuid geal agus gan aon chiseal ocsaíde, ach tá an luas mall, tá an tomhaltas gáis mór, agus tá an costas ard. Tá sé oiriúnach do chruach dhosmálta, alúmanam, srl., agus níl sé eacnamaíoch do chruach charbóin thiubh.
• Gearradh ocsaigine: cur leis imoibriú ocsaídiúcháin, luas tapa, costas íseal, oiriúnach do chruach carbóin, ach tá ciseal ocsaíde sa chuid.

VS. Gearradh lasrach traidisiúnta (gearradh ocsa-aicéitiléine):

• Lasair thraidisiúnta: trí réamhthéamh lasrach, gearradh dócháin ocsaigine íon. Réamhthéamh mall, scoilt leathan, cruinneas íseal agus dífhoirmiú teirmeach mór.
• Gearradh ocsaigine léasair: le cruinneas léasair ardfhuinnimh, réamhthéamh tapa, tá an seam gearrtha an-chúng (agus trastomhas spota léasair), cruinneas ard, beag
• Fána ll, tionchar teirmeach beag, is é an nuachóiriú gearrtha lasair traidisiúnta, leagan uasghrádaithe ardchruinneas.

Achoimre

Is é croíphrionsabal an mheaisín gearrtha ilchodach lasair léasair (ocsaigin léasair) ná bhíoma léasair ardfhuinnimh a úsáid chun imoibriú dócháin foréigneach miotail (iarann) a adhaint agus a chothabháil go cruinn i dtimpeallacht ocsaigine íon, agus fuinneamh teirmeach an léasair a chomhcheangal le fuinneamh ceimiceach ocsaídiúcháin miotail chun éifeacht gearrtha “1 1>2″ a bhaint amach. Comhcheanglaíonn sé go foirfe buntáistí cruinneas ard agus fócas ard léasair le buntáistí ardéifeachtúlachta agus costas íseal dócháin ocsaigine, rud a fhágann gur próiseas príomhshrutha dochloíte é i réimse gearradh bileog cruach carbóin meánach agus tiubh.