Причины образования шлака внизу при кислородной резке углеродистой стали

При резке углеродистой стали кислородом на нижней кромке режущей поверхности образуется шлак. Это очень распространенное явление, в профессиональной среде известное как «слипание шлака» или «прилипание шлака». Основными компонентами этого шлака являются высокоплавкие оксиды и примеси, такие как оксид железа и силикаты, образующиеся в процессе резки.Основная причина образования шлака заключается в том, что температура и поток газа на нижнем крае разреза недостаточны для полного удаления расплавленных оксидов, в результате чего они охлаждаются и прилипают к дну разреза.

Конкретные причины можно проанализировать с следующих точек зрения:

Неправильная настройка параметров резки (наиболее распространенная причина)

1. Давление кислорода при резке неподходящее:

• Недостаточное давление: Сила продувки газовым потоком недостаточна для полного удаления расплавленного шлака из нижней части разреза, в результате чего шлак опускается и затвердевает, образуя «шиповидные» шлаковые отложения.
• Чрезмерное давление: несмотря на высокий поток газа, это может привести к слишком широкому и неровному срезу. Кроме того, охлаждающий эффект газового потока может вызвать преждевременное охлаждение нижней части среза, фактически «заблокировав» часть расплавленного шлака по краям.

2. Скорость резки не соответствует:

• Скорость слишком высока: поток кислорода отстаёт, и нижний слой металла не может полностью окислиться и удалиться. Расплавленный металл и оксид, которые не полностью прореагировали, уносятся течением и накапливаются на дне.
• Скорость слишком низкая: разрез чрезмерно прожигается, тепловая мощность слишком велика, образуется большое количество шлака, превышающее пропускную способность кислородного потока, и происходит значительное накопление под действием силы тяжести.

3. Неправильная скорость подачи энергии пламени для предварительного нагрева:

• Слишком сильное пламя (избыток ацетилена/газа): верхний край разреза расплавляется и разрушается, что приводит к образованию большего количества шлака, а температура нижнего края может быть слишком высокой, текучесть шлака слишком высока, и его трудно сдуть.
• Пламя слишком слабое: оно не может обеспечить достаточно тепла для поддержания реакции резания в направлении толстой пластины, что приводит к недостаточному окислению нижнего слоя металла и образованию вязкого шлака, который трудно сдуть.

Проблемы с режущим оборудованием и газом.

1. Проблема с режущим ртом:

• Модель не соответствует действительности: количество режущих форсунок слишком мало, а поток кислорода недостаточен; количество режущих форсунок слишком велико, а поток воздуха неупорядочен.
• Засорение или повреждение: внутренний канал режущего сопла (особенно кислородное отверстие) забит заусенцами, изношен или частично заблокирован брызгами, что приводит к деформации потока кислорода (не чисто цилиндрической форме), разветвлению и ослаблению силы продувки шлака.
• Неправильное расстояние до заготовки: слишком большое расстояние приводит к низкой эффективности предварительного нагрева и рассеиванию воздушного потока; слишком маленькое расстояние легко может привести к засорению режущего сопла и вызвать отпуск.

2. Чистота и давление газа:

• Низкая чистота кислорода: промышленный кислород (обычно 99,5%), если он содержит азот и другие примеси, снижает эффективность реакции окисления, что приводит к образованию более вязкого шлака.

проблема с отрезанным материалом

1. Материальный состав:когда содержание углерода, кремния, марганца, фосфора, серы и других элементов в углеродистой стали высокое:

• Высокое содержание углерода: повышается температура горения, снижается текучесть, а шлак становится вязким.
• Высокое содержание кремния и марганца: образуются высокоплавкие силикатные и марганцевые оксиды, которые являются вязкими и их труднее сдуть ветром.

2. Состояние поверхности:Сильная ржавчина, краска, оксидная пленка или влага на поверхности стальной пластины будут поглощать тепло, препятствовать предварительному нагреву и вносить больше примесей в расплавленный металл, увеличивая количество и вязкость шлака.

3. Температура материала:При резке в холодной среде начальная температура стальной пластины низкая, теплопотери быстрые, а нижняя часть разреза легко охлаждается и затвердевает.

Эксплуатационные технические проблемы

1. Угол наклона фонаря:Несоблюдение перпендикулярности режущего сопла к поверхности заготовки во время резки (при резке по прямой линии) или неправильный контроль количества смазываемого материала (при резке по кривой) повлияет на траекторию выброса шлака.

2. Нестабильная работа:Неравномерная скорость и дрожание во время ручной резки приводят к прерывистому процессу резки.

Решение и предложение

1. Оптимизация параметров резки:

• Выберите правильный номер режущего сопла в зависимости от толщины стальной пластины и установите давление кислорода и пламя предварительного нагрева в соответствии с таблицей параметров резки.
• Отрегулируйте скорость резки: направьте режущие искры из нижней части разреза вертикально вниз (или немного назад) — это наиболее подходящая скорость на данный момент.

2. Проверка и техническое обслуживание оборудования:

• Очистите или замените режущее сопло, чтобы обеспечить плавный поток воздуха и правильную форму.
• Проверьте газопровод и редукционный клапан, чтобы убедиться в стабильности давления и соответствии чистоты кислорода стандартам.
• Необходимо поддерживать надлежащую высоту режущего сопла (обычно около 1/10 толщины стальной пластины, см. инструкцию к оборудованию).

3. Предварительная обработка заготовок:

• По возможности удалите ржавчину, краску и грязь вблизи линии резки.
• В условиях низких температур может быть рассмотрен локальный предварительный нагрев стали.

4. Совершенствование оперативных навыков:

• Обеспечьте плавное и равномерное движение при резке.
• Для толстых листов или труднообрабатываемых материалов можно использовать небольшой наклон вперед (головка режущего сопла наклонена в направлении движения), чтобы облегчить сдувание шлака, но следует отметить, что это может привести к некоторому наклону реза.

Краткое содержание

Образование шлака на дне обычно не вызвано одной причиной. Систематическую диагностику можно проводить в следующем порядке:Параметры > Оборудование > Материалы > Операции. Наиболее приоритетными проверками обычно являются давление кислорода при резке, скорость резки и состояние режущей форсунки.Благодаря точной регулировке можно контролировать количество висячего шлака до такой степени, что его становится очень мало или его легко удалить. Если шлак образовался, его обычно легко удалить с помощью молотка, угловой шлифовальной машины и других инструментов.