Nguyên nhân gây ra hiện tượng xỉ lắng ở đáy khi cắt thép cacbon bằng oxy

Khi cắt thép cacbon bằng oxy, xỉ sẽ bám lại ở phía dưới (cạnh dưới của bề mặt cắt). Đây là hiện tượng rất phổ biến, được gọi trong ngành là "xỉ bám" hoặc "xỉ dính". Thành phần chính của xỉ này là các oxit và tạp chất có điểm nóng chảy cao, chẳng hạn như oxit sắt và silicat, được tạo ra trong quá trình cắt.Nguyên nhân chính gây ra sự hình thành xỉ là do nhiệt độ và lưu lượng khí ở mép dưới của vết cắt không đủ để thổi bay hoàn toàn các oxit nóng chảy, khiến chúng nguội đi và bám dính vào đáy vết cắt.

Các nguyên nhân cụ thể có thể được phân tích từ các khía cạnh sau:

Cài đặt thông số cắt không chính xác (nguyên nhân phổ biến nhất)

1. Áp suất oxy cắt không phù hợp:

• Áp suất không đủ: Lực thổi của dòng khí không đủ để loại bỏ hoàn toàn xỉ nóng chảy khỏi đáy vết cắt, dẫn đến xỉ bị chảy xệ và đông cứng lại thành các cục xỉ bám dính dạng "nốt sần".
• Áp suất quá cao: Mặc dù lưu lượng khí cao, nhưng nó có thể dẫn đến vết cắt quá rộng và thô ráp. Hơn nữa, tác dụng làm mát của dòng khí có thể khiến phần dưới của vết cắt nguội sớm, dẫn đến việc "khóa" một số xỉ nóng chảy ở mép.

2. Tốc độ cắt không khớp:

• Tốc độ quá nhanh: lượng oxy cung cấp không đủ, khiến kim loại ở đáy không thể bị oxy hóa hoàn toàn và thổi bay đi. Kim loại nóng chảy và oxit chưa phản ứng hoàn toàn bị kéo theo và tích tụ ở đáy.
• Tốc độ quá chậm: vết cắt bị cháy quá mức, lượng nhiệt đưa vào quá lớn, tạo ra lượng xỉ lớn, vượt quá khả năng thổi của dòng oxy, và tích tụ nhiều dưới tác động của trọng lực.

3. Tốc độ năng lượng ngọn lửa làm nóng sơ bộ không phù hợp:

• Ngọn lửa quá mạnh (lượng axetylen/khí quá nhiều): mép trên của vết cắt bị chảy và sụp đổ, dẫn đến tạo ra nhiều xỉ hơn, và nhiệt độ mép dưới có thể quá cao, độ lưu động của xỉ quá tốt, khó thổi bay đi.
• Ngọn lửa quá yếu: nó không thể cung cấp đủ nhiệt để duy trì phản ứng cắt theo hướng tấm kim loại dày, dẫn đến quá trình oxy hóa kim loại phía dưới không đủ, tạo thành xỉ nhớt khó thổi bay.

các vấn đề về thiết bị cắt và khí đốt

1. Vấn đề về miệng cắt:

• Mô hình không phù hợp: số lượng vòi phun cắt quá ít, dẫn đến lưu lượng oxy không đủ; số lượng vòi phun cắt quá nhiều, dẫn đến luồng khí bị rối loạn.
• Bị tắc nghẽn hoặc hư hỏng: đường dẫn bên trong của vòi phun cắt (đặc biệt là lỗ oxy) bị gờ, mòn hoặc bị tắc nghẽn một phần do bắn tóe, dẫn đến biến dạng dòng oxy (không còn hình trụ thuần túy), phân nhánh và làm suy yếu lực thổi xỉ.
• Khoảng cách không phù hợp với phôi: quá xa, hiệu quả làm nóng sơ bộ thấp và luồng khí bị phân tán; quá gần, dễ làm tắc nghẽn vòi cắt và gây ra hiện tượng tôi luyện.

2. Độ tinh khiết và áp suất của khí:

• Độ tinh khiết oxy thấp: oxy công nghiệp (thường là 99,5%) nếu chứa nitơ và các tạp chất khác sẽ làm giảm hiệu quả phản ứng oxy hóa, dẫn đến xỉ có độ nhớt cao hơn.

vấn đề cắt vật liệu

1. Thành phần vật liệu:Khi hàm lượng cacbon, silic, mangan, phốt pho, lưu huỳnh và các nguyên tố khác trong thép cacbon cao:

• Hàm lượng cacbon cao: điểm cháy được cải thiện, độ lưu động kém và xỉ có độ nhớt cao.
• Hàm lượng silic và mangan cao: sẽ tạo thành các oxit silicat và manganat có điểm nóng chảy cao, có độ nhớt cao và khó bị thổi bay hơn.

2. Tình trạng bề mặt:Lớp gỉ dày, lớp sơn, lớp oxit hoặc hơi ẩm trên bề mặt tấm thép sẽ hấp thụ nhiệt, cản trở quá trình gia nhiệt sơ bộ và đưa thêm tạp chất vào bể nóng chảy, làm tăng lượng và độ nhớt của xỉ.

3. Nhiệt độ vật liệu:Khi cắt trong môi trường lạnh, nhiệt độ ban đầu của tấm thép thấp, sự mất nhiệt nhanh, và phần dưới của vết cắt dễ bị nguội và đông cứng.

Các vấn đề kỹ thuật vận hành

1. Góc chiếu đèn pin:Việc không giữ cho vòi cắt vuông góc với bề mặt phôi trong quá trình cắt (khi cắt đường thẳng) hoặc kiểm soát lượng phôi thừa không đúng cách (khi cắt đường cong) sẽ ảnh hưởng đến đường thoát xỉ.

2. Hoạt động không ổn định:Tốc độ không đều và rung lắc trong quá trình cắt bằng tay, dẫn đến quá trình cắt bị gián đoạn.

Giải pháp và đề xuất

1. Tối ưu hóa các thông số cắt:

• Chọn số hiệu vòi cắt phù hợp với độ dày của tấm thép, và thiết lập áp suất oxy và ngọn lửa gia nhiệt sơ bộ theo bảng thông số cắt.
• Điều chỉnh tốc độ cắt: làm cho tia lửa cắt phát ra từ phần dưới của vết cắt theo chiều thẳng đứng xuống dưới (hoặc hơi về phía sau), lúc này hãy chọn tốc độ phù hợp nhất.

2. Kiểm tra và bảo trì thiết bị:

• Vệ sinh hoặc thay thế đầu cắt để đảm bảo luồng khí lưu thông tốt và tạo hình sản phẩm đều đặn.
• Kiểm tra đường ống dẫn khí và van giảm áp để đảm bảo áp suất ổn định và độ tinh khiết của oxy đạt tiêu chuẩn.
• Duy trì chiều cao vòi cắt thích hợp (thường khoảng 1/10 độ dày của tấm thép, và tham khảo hướng dẫn sử dụng thiết bị).

3. Xử lý sơ bộ phôi:

• Loại bỏ càng nhiều rỉ sét, sơn và bụi bẩn xung quanh đường cắt càng tốt.
• Trong môi trường lạnh, có thể xem xét việc làm nóng sơ bộ thép cục bộ.

4. Nâng cao kỹ năng vận hành:

• Duy trì chuyển động cắt mượt mà và đều đặn.
• Đối với các tấm dày hoặc vật liệu khó cắt, có thể nghiêng nhẹ đầu cắt về phía trước (đầu vòi cắt nghiêng theo hướng chuyển động) để giúp thổi bay xỉ, nhưng cần lưu ý rằng điều này có thể gây ra độ dốc nhất định cho vết cắt.

Bản tóm tắt

Hiện tượng xỉ lắng đáy thường không do một nguyên nhân duy nhất gây ra. Bạn có thể tiến hành khắc phục sự cố một cách có hệ thống theo thứ tự sau:Thông số > Thiết bị > Vật liệu > Vận hành. Các bước kiểm tra ưu tiên cao nhất thường là cắt áp suất oxy, tốc độ cắt và tình trạng vòi phun.Bằng cách điều chỉnh tinh tế, có thể kiểm soát lượng xỉ bám dính đến mức rất ít hoặc dễ dàng loại bỏ. Nếu xỉ đã được tạo ra, thông thường có thể dễ dàng loại bỏ bằng búa, máy mài góc và các dụng cụ khác.