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Title:
THERMAL LANCE COMPRISING AT LEAST ONE HOLLOW TUBULAR PROFILE MADE OF ALUMINIUM AND/OR MAGNESIUM, AMONG OTHER MATERIALS, WHICH ALLOWS SAME TO BE USED IN PROCESSES REQUIRING A LARGE AMOUNT OF ENERGY TO CUT, PERFORATE AND/OR MELT MATERIALS HAVING A HIGH THERMAL REQUIREMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/152651
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a thermal lance (1) consumable by an exothermic reaction used to perforate and/or cut any type of material of different thicknesses and dimensions, the lance comprising a main outer tubular body (2) and at least one hollow inner profile (3) and/or at least one hollow inner profile (4) that is made of aluminium and/or magnesium and/or another material and has a different cross section, the profiles being located concentrically with respect to each other and/or with respect to the main outer tubular body (2), cavities (5) being formed between each hollow inner profile and/or the main outer tubular body, the cavities forming passages (6) for oxidising gas that flows through the length of the thermal lance (1), wherein the cavities must have at least one straight part and at least one curved part to allow the flow of oxidising gas to pass through the lance with a suitable turbulence during the operation thereof.

Inventors:
PEÑA ASTORGA VÍCTOR (CL)
Application Number:
PCT/CL2018/050012
Publication Date:
August 30, 2018
Filing Date:
February 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
TREFIMET S A (CL)
International Classes:
B23K7/00; B23K7/08; B23K35/00; B23K35/02
Foreign References:
US20080265472A12008-10-30
US4114863A1978-09-19
CL201400034A
US4654496A1987-03-31
US3921542A1975-11-25
US3738288A1973-06-12
Other References:
See also references of EP 3587019A4
Attorney, Agent or Firm:
FLORES ACUÑA, José Miguel (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES 1 .- Lanza térmica (1 ) consumible por reacción exotérmica que es utilizada para perforar y/o cortar cualquier tipo de material de diferentes espesores y dimensiones, posee un cuerpo tubular exterior principal (2) y al menos un perfil hueco interior (3) que tiene una sección transversal diferente dispuestos en forma concéntrica formando entre cada uno de los perfiles huecos interiores y/o el cuerpo tubular exterior principal cavidades (5) que configuran pasajes de gas oxidante (6) CARACTERIZADO porque comprende al menos un perfil hueco interior (4) de aluminio, y/o magnesio, y/o otro material, de sección transversal diferente, donde la relación de las áreas transversales de las cavidades o pasajes y el área transversal del material combustible (fierro, aluminio, y/o magnesio, y/o otros materiales) está en una relación de área metal/área oxígeno en un rango de entre aproximadamente 1 :2 a al menos 1 :8, y/o la relación entre el espesor de las partes de aluminio y/o magnesio y el fierro o acero está en una rango de entre aproximadamente 1 :3 a al menos 1 :70.

2. - Lanza térmica de acuerdo a la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque por las cavidades o pasajes comprenden al menos una parte recta y al menos una parte curva.

3. - Lanza térmica de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque el material de aluminio es dispuesto adyacente y/o acompañado del material de fierro.

4. - Lanza térmica de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque las cavidades o pasajes interiores posee una configuración tal que la disposición del al menos un perfil hueco interior y el al menos un perfil hueco interior (4) de aluminio, y/o magnesio, y/u otro material, genera cavidades de paredes 100% de acero o fierro adyacentes a cavidades de paredes de acero o fierro y aluminio y/o magnesio, y/u otro material, y adyacentes a cavidades de paredes 100% de aluminio y/o magnesio, y/u otro material. 5.- Lanza térmica de acuerdo a las reivindicaciones precedentes,

CARACTERIZADO porque las lanzas térmicas son acoplables entre sí.

6. - Lanza térmica de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque la forma de la sección transversal de dichos perfiles interiores se selecciona de entre al menos una forma cuadrada, ovalada, triangular, hexagonal, en forma de estrella de múltiples puntas, y/o redondos, así como cualquier otra forma poligonal

7. - Lanza térmica de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque las cavidades o pasajes interiores formados dentro de la lanza térmica (1 ) tienen variadas formas geométricas.

Description:
Lanza térmica que comprende al menos un perfil tubular hueco de aluminio, y/o magnesio, entre otros materiales, que le permite ser utilizada en procesos que requieren una alta cantidad de energía para cortar, perforar y/o fundir materiales de alto requerimiento térmico

MEMORIA DESCRIPTIVA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una lanza térmica consumible por reacción exotérmica que es utilizada para perforar y/o cortar cualquier tipo de material de diferentes espesores y dimensiones. En forma preferente la invención se refiere a una lanza térmica que comprende al menos un perfil tubular hueco de aluminio, y/o magnesio, entre otros materiales, que le permite ser utilizada en procesos que requieren una alta cantidad de energía para cortar, perforar y/o fundir materiales de alto requerimiento térmico, así como para proceso que requieran de una muy baja concentración de fierro.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las lanzas térmicas actualmente utilizadas en la industria, para perforar y abrir pasajes en hornos de fusión, se encuentran configuradas básicamente, por una serie de perfiles tubulares de diferentes formas y tamaños, en sección transversal, insertados dentro de un cuerpo tubular exterior, o bien comprenden una serie de alambres insertados dentro de dicho cuerpo tubular exterior.

Entre cada uno de los elementos interiores, que comprende dicho cuerpo tubular exterior, se forman una serie de aberturas entre sí, a través de las cuales fluyen gases oxidantes, tal como oxígeno a presión que es inyectado en un extremo de la lanza para que fluya hacia el extremo opuesto, el cual entrará en contacto con el horno, permitiendo que el calor produzca la combustión entre el carbón contenido en el acero y el oxígeno inyectado, produciendo una reacción exotérmica en su extremo de ignición.

Para que ocurra una reacción exotérmica en la totalidad de la masa del fierro, que comprende una lanza térmica, para lograr la combustión del fierro que se produce en estado sólido, para generar importantes flujos de energía térmica, tiene que existir una óptima relación entre la cantidad de fierro en contacto con el oxígeno, así como la dinámica de contacto entre el oxígeno con las superficie a reaccionar del fierro.

Al no lograr la condición de combustión óptima el fierro se fundirá con parte de la energía que es aportada por el resto del fierro que sí reaccionó a la combustión, lo cual significa una disminución de la energía disponible para realizar las labores de perforación, corte y/o fusión en cualquier material, produciendo un proceso más ineficiente. Con una combustión completa del fierro el calor de combustión que se podría generar energía térmica de aproximadamente 7,25 KJ/g de una lanza de fierro, no obstante lo anterior debido a la configuración estructural de las lanzas utilizadas normalmente en la industria, permiten generar 4,2 KJ/g de energía térmica. Para algunos procesos de fundición de materiales no ferrosos, tal como carburo de silicio, carburo de titanio, y/o carbono, entre otros, se requiere de una lanza térmica que permita generar un alto flujo de energía térmica, ya que dichos materiales son de alto requerimiento térmico, sin embrago las lanzas térmicas fabricadas únicamente de fierro no logran la energía necesaria, requieren además de un alto caudal de oxígeno para su combustión. A lo anterior se suma que dicho proceso de corte y/o perforación de dichos materiales requieren de una baja contaminación de fierro, lo cual no se logra con lanzas térmicas fabricadas íntegramente de fierro.

Una alternativa para lograr un alto flujo de energía térmica es la utilización de aluminio, el cual tiene la cualidad de generar mucha energía (29,85 KJ/g), lo cual conduciría a los expertos en la materia a agregar aluminio a la configuración de una lanza térmica.

El aluminio tiene un punto de fusión muy inferior a su punto de ignición, es decir la ignición es en un estado líquido, lo que produce que la posición de combustión, la dirección y/o sentido que tome el flujo de energía que se genere no sean controlables.

Es importante entender que si el fierro no reacciona en un 100%, la energía que quede para fundir y llevar a temperatura de ignición el aluminio en la punta de la lanza será insuficiente, pues se ocupará mucha en fundir el fierro que no reaccionó. Por lo tanto existe la necesidad de proporcionar una lanza térmica que comprenda la utilización de aluminio y/o magnesio, y/o otros materiales, cuya configuración permita que el aluminio y/o dichos otros materiales combustionen en el lugar que se requiere, permitiendo mantener controlada la posición de combustión, así como la dirección y/o sentido que toma el flujo de energía que se genera, para proporcionar una lanza térmica que genere un alto valor de energía térmica en forma más eficiente, es decir, que produzcan un gran flujo de energía con poca masa, permita lograr una baja contaminación de fierro y/o óxidos de fierro, que permita perforar y/o cortar materiales de alta resistencia térmica, de menor volumen, más liviana y que consuma menos cantidad de oxigeno que las lanzas térmicas utilizadas en la actualidad.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN El objeto de la invención, es proporcionar una lanza térmica consumible por reacción exotérmica que es utilizada para perforar y/o cortar por fusión cualquier tipo de material de diferentes espesores y dimensiones, de alta generación de energía, bajo peso y/o bajo consumo de oxígeno. Otro objetivo de la invención, es proporcionar una lanza térmica que comprende la utilización de aluminio, y/o magnesio, entre otros materiales, cuya configuración permite generar un gran flujo de energía con poca masa, de baja contaminación de fierro y/o óxidos de fierro, para ser utilizada en procesos de corte y/o perforación por fusión materiales no ferrosos, tal como carburo de silicio, carburo de titanio, carbono, entre otros.

La invención corresponde a una lanza térmica (1 ) consumible por reacción exotérmica que es utilizada para perforar y/o cortar cualquier tipo de material de diferentes espesores y dimensiones, que comprende un cuerpo tubular exterior principal (2) y al menos un perfil hueco interior (3) que tiene una sección transversal diferente, y/o al menos un perfil hueco interior (4) de aluminio, y/o magnesio, y/o otro material, de sección transversal diferente, ubicados en forma concéntrica entre ellos y/o respecto del cuerpo tubular exterior principal (2), formando así entre cada uno de los perfiles huecos interiores y/o el cuerpo tubular exterior principal cavidades (5) que configuran pasajes de gas oxidante (6), tal como por ejemplo oxígeno, que fluirá a través de la longitud de la lanza térmica (1 ), y donde deben de tener al menos una parte recta y al menos una parte curva, de forma tal de lograr que el flujo de gas oxidante pase con una turbulencia adecuada a través de la lanza durante su operación, para generar componentes de fuerzas perpendiculares y/o radiales a las paredes de las cavidades, y donde además dichas cavidades o pasajes interiores deben poseer una configuración tal que la disposición del al menos un perfil hueco interior (3) y el al menos un perfil hueco interior (4) de aluminio, y/o magnesio, y/u otro material, genere cavidades de paredes 100% de acero o fierro adyacentes a cavidades de paredes de acero o fierro y aluminio y/o magnesio, y/u otro material, y adyacentes a cavidades de paredes 100% de aluminio y/o magnesio, y/u otro material.

La relación de las áreas transversales de las cavidades o pasajes, por donde fluye el oxígeno, y el área transversal del material combustible (fierro, aluminio, y/o magnesio, y/o otros materiales), en una relación de área metal/área oxígeno, y/o la relación entre el espesor de las partes de aluminio y/o magnesio y el fierro o acero, deben de estar en una proporción y rango tal que permitan lograr asegurar que el aluminio y/o magnesio se funda antes de que combustione el fierro o acero adyacente, adelantando su desprendimiento, permitiendo así que pase por la zona de alta energía que libera la reacción del fierro, reaccionado el aluminio, en temperatura de ignición, con el oxígeno excedente de las otras combustiones, produciendo que el aluminio genere su alta cantidad de energía térmica.

La lanza térmica de la presente invención, permite lograr una combustión efectiva del aluminio, con una alta generación de energía térmica disponible, tal como por ejemplo en el extremo de la lanza, mayor a al menos 7,6 KJ/g, con menor contaminación de fierro, que requiere menor consumo de oxígeno, más liviana y/o produciendo un menor costo de operación, logrando así proporcionar una lanza térmica más eficiente, que genera a lo menos 2,6 veces más energía unitaria (KJ/g), respecto de lanzas que comprenden fierro acompañado de fierro.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Diversas modalidades no limitantes de la presente invención se describirán ahora para proporcionar una comprensión general de los principios de la función estructural, fabricación y/o uso de los aparatos, métodos y/o artículos descritos en la presente descripción. Uno o más ejemplos de estas modalidades no limitantes se ilustran en las figuras adjuntas. Los expertos en la materia entenderán que los productos, aparatos y/o métodos específicamente descritos en la presente descripción e ilustrados en las figuras adjuntas son modalidades ilustrativas no limitantes y que el alcance de las diversas modalidades no limitantes de la presente invención se define, únicamente, por las reivindicaciones. Las características ilustradas o descritas en conjunto con una modalidad no limitante pueden combinarse con las características de otras modalidades no limitantes. Dichas modificaciones y variaciones tienen el propósito de estar incluidas en el alcance de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado la invención.

La figura 1 corresponde a una vista frontal de un extremo, de una realización preferente, de una lanza térmica de la presente invención.

La figura 2 corresponde a una vista en perspectiva frontal lateral, con un corte parcial de un extremo, de una realización preferente, de la lanza térmica de la invención.

La figura 3 corresponde a una vista en perspectiva inferior lateral, con un corte parcial del extremo, de una realización preferente, de la lanza térmica de la invención.

La figura 4 corresponde a una vista frontal de un extremo de una realización preferente de una lanza térmica de la presente invención. La figura 5 corresponde a una vista lateral de un corte longitudinal del extremo, de una realización preferente, de la lanza térmica de la invención, que muestra la forma en que se combustiona.

La figura 6 corresponde a una vista lateral de un corte longitudinal del extremo, de una realización preferente, de la lanza térmica de la invención, que muestra la forma que reacciona el gas oxidante. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCION

La presente invención describe una lanza térmica (1 ) consumible por reacción exotérmica que es utilizada para perforar y/o cortar cualquier tipo de material de diferentes espesores y dimensiones, que comprende un cuerpo tubular exterior principal (2) y al menos un perfil hueco interior (3) que tiene una sección transversal diferente, y/o al menos un perfil hueco interior (4) de aluminio, y/o magnesio, y/o otro material, de sección transversal diferente (figuras 1 y 2), donde las paredes del al menos un perfil hueco interior poseen cambio de direcciones, donde la forma de la sección transversal de dichos perfiles interiores se selecciona de entre al menos una forma cuadrada, ovalada, triangular, hexagonal, en forma de estrella de múltiples puntas, y/o redondos, así como cualquier otra forma poligonal. El cuerpo tubular exterior principal (2) es el encargado de contener a él al menos un perfil hueco interior (3) que tiene una sección transversal diferente, y/o al menos un perfil hueco interior (4) de aluminio, y/o magnesio, y/o otro material, que posee una sección transversal diferente, de forma tal que cada uno de dichos elementos que conforman la lanza térmica, cuerpo exterior principal, y/o perfiles huecos interior (3, 4), son ubicados en forma concéntrica entre ellos y/o respecto del cuerpo tubular exterior principal (2) (figura 1 y 2), teniendo cada uno de los perfiles huecos interiores una sección transversal diferente, formando así entre cada uno de los perfiles huecos interiores y/o el cuerpo tubular exterior principal cavidades (5) que configuran pasajes de gas oxidante (6) (figuras 1 , 2 y 3), tal como por ejemplo oxígeno, que fluirá a través de la longitud de la lanza térmica (1 ).

Todas las cavidades o pasajes interiores formados dentro de la lanza térmica (1 ) tienen variadas formas geométricas. La forma de cada cavidad o pasaje y/o la cantidad de cavidades o pasajes entre perfiles huecos interiores, depende de la forma que tengan las secciones transversales de los perfiles.

Las cavidades o pasajes interiores (5) permiten la libre circulación de gases oxidantes (6), necesarios cuando la lanza térmica se encuentra en operación, preferentemente los gases oxidantes corresponden a un flujo de oxígeno. Las cavidades o pasajes interiores (5) que se forman entre los perfiles huecos interiores (3, 4), en forma preferente deben de tener al menos una parte recta y al menos una parte curva (figura 4), de forma tal de lograr que el flujo de gas oxidante que pasa con una turbulencia adecuada a través de la lanza durante su operación, genere componentes de fuerzas perpendiculares y/o radiales a las paredes de las cavidades (figuras 2 y 3), logrando así un equilibrio en el contacto del combustible, tal como por ejemplo acero y/o fierro, con el gas oxidante, tal como por ejemplo oxígeno, lo que produce que al estar expuesta a calor, la lanza siempre se mantenga encendida al mantener siempre las condiciones del triángulo del fuego, es decir, oxigeno, combustible y calor, en conjunto (figuras 5 y 6).

Una lanza térmica de alta generación de energía térmica, requiere que sea utilizado el aluminio y/o magnesio, como material de formación de al menos uno de los perfiles huecos interiores de la lanza, ya que dicho material genera mucha energía, aproximadamente 29,85 KJ/g, en comparación al acero o fierro, aproximadamente 4,2 KJ/g, que normalmente es utilizado en la fabricación integra de las lanzas térmicas del arte previo.

En forma preferente las cavidades o pasajes interiores (5) de la lanza térmica (1 ) de la invención, deben de poseer una configuración tal que la disposición del al menos un perfil interior (3) y del al menos un perfil hueco interior (4) de aluminio, y/o magnesio, genere cavidades de paredes 100% de acero o fierro adyacentes a cavidades de paredes de acero o fierro y aluminio y/o magnesio, adyacentes a cavidades de paredes 100% de aluminio y/o magnesio. (Figura 4).

Esta configuración permite que el aluminio y/o magnesio, que posee un punto de fusión muy inferior al fierro, se funda antes que el fierro o acero reaccione en combustión, generando la energía térmica necesaria que requiere el aluminio y/o magnesio para fundirse, permitiendo que se desprenda de su zona sólida emigrando hacia fuera desde los conductos pasando por la zona de alta energía calórica, que generó el fierro o acero, llegando el aluminio y/o magnesio, u otro material de alta generación de energía térmica inmediatamente a la temperatura de ignición, reaccionado en combustión con el oxígeno que fluye a través de los conductos, logrando que combustione en el lugar que se requiere. ( Figura 5) La proporción ancho y alto de las cavidades o pasajes con los espesores de pared de los materiales, de los cuales son formados el cuerpo tubular exterior y/o los perfiles huecos interiores, con las cuales se encuentra en contacto el oxígeno debe ser tal, que la componente de la fuerza normal con la cual choca el oxígeno con la superficie que está a temperatura de ignición, favorezca la fisisorción necesaria para que reaccione el 100% del fierro o acero que poseen las paredes, consiguiendo así que con la conducción, convección y/o radiación de la temperatura que genera la combustión del fierro o acero, el aluminio y/o magnesio, u otro material de alta generación de energía que contiene la lanza térmica, se funda en aproximadamente 3 mm a al menos 10 mm más adelantado de la punta de la lanza en donde reacciona el fierro o acero.

Esta condición, es lograda con la configuración de la lanza de la presente invención, de acuerdo a lo descrito precedentemente, ya que la relación de las áreas transversales de las cavidades o pasajes, por donde fluye el oxígeno, y el área transversal del material combustible (fierro, aluminio, y/o magnesio, y/o otros materiales) está en una relación de área metal/área oxígeno en un rango de entre aproximadamente 1 :2 a al menos 1 :8, y/o la relación entre el espesor de las partes de aluminio y/o magnesio y el fierro o acero está en una rango de entre aproximadamente 1 :3 a al menos 1 :70.

Con las relaciones y/o proporciones, de la lanza de la presente invención, se logra asegurar que el aluminio y/o magnesio se funda antes de que combustione el fierro o acero adyacente, adelantando su desprendimiento en al menos 3 mm, permitiendo así que pase por la zona de alta energía que libera la reacción del fierro, reaccionado el aluminio, en temperatura de ignición, con el oxígeno excedente de las otras combustiones, produciendo que el aluminio genere su alta cantidad de energía térmica, aproximadamente 29,85 KJ/g.

La lanza térmica de la presente invención, permite lograr una combustión efectiva del aluminio, con una alta generación de energía térmica disponible, mayor a 7,6 KJ/g, con menor contaminación de fierro, requieren menor consumo de oxígeno, más barata de producir y/o más liviana, logrando así proporcionar una lanza térmica más eficiente. En una modalidad las lanzas térmicas de la presente invención pueden ser fabricadas en acero de bajo contenido de carbono. En las lanzas térmicas de la presente invención el cuerpo hueco exterior conforma el manto de la lanza y dicho manto es de estructura exterior uniforme o irregular. El cuerpo exterior de la lanza puede ser de igual sección transversal a lo largo de todo su cuerpo y/o puede presentar más de una sección transversal. De igual manera los perfiles interiores pueden ser de igual sección transversal a lo largo de todo su cuerpo y/o puede presentar más de una sección transversal.

Las lanzas térmicas de la presente invención pueden ser acoplables o no acoplables, dependiendo de la forma que presenten sus extremos exteriores. Una lanza acoplable, es aquella que puede ser unida a otra lanza, ya sea directamente sin la intervención de un medio externo y/o a través de un medio adicional como por ejemplo una pieza o dispositivo de acoplamiento, que permita unir ambas lanzas. El poder disponer de lanzas acopladas entre ellas, permite el consumo total de cada lanza al momento de estar en uso, de esta manera no se producen remanentes de lanzas y por tanto no hay pérdidas de material, haciendo más económica la operación. La forma de los extremos de las lanzas y de las piezas de acoplamiento permite unir tantas lanzas como sean necesarias, con el fin de evitar pérdidas de lanzas.

En otra modalidad las lanzas térmicas de la presente invención poseen un recubrimiento con un material de alto punto de fusión (sobre los 2.000 °C), tal como un material cerámico, el cual se aplica a las lanzas que trabajan en lugares con temperaturas superiores a los 1 .400 °C de esta manera se evita que las lanzas se fundan y por consiguiente pierdan su forma, su capacidad para conducir gases oxidantes y su capacidad para combustionar. El recubrimiento de las lanzas puede ser aplicado al perfil exterior y/o a al menos uno de los perfiles interiores.

La lanza térmica de la presente invención, se obtiene mediante la aplicación de procesos térmicos, mecánicos y/o químicos. Cada perfil tubular antes de ser encajado concéntricamente se somete a un proceso de conformado de metales, de preferencia el perfil exterior es el primero en ser conformado y el perfil interior central es el último en ser conformado. La cantidad de perfiles a someter al proceso de conformado dependerá del diseño de cada lanza, es decir de la cantidad de perfiles que se necesiten para lograr un determinado diseño de la lanza. Una vez terminado el proceso de conformado de cada perfil, que formará parte de la lanza, se van uniendo los perfiles conformados, mediante procesos térmicos, mecánicos y/o químicos que, aparte de hacer el montaje, logran una interferencia de medidas entre perfiles, de tal manera que un determinado perfil queda fijo (unido) al perfil que lo precede, lo que permite dejarlos fijados y sujetados para resistir la presión y el flujo de gases oxidantes o de oxígeno que pasa a través de la lanza durante su operación, sin que se desprenda un perfil de otro.

Las secciones transversales de los perfiles usados en la conformación de la lanza, de acuerdo a la presente invención, permiten diseñar para obtener a discreción la resistencia a la flexión que se requiera, pudiendo lograr cuando sea necesaria mayor resistencia que la que se obtiene con otro tipo de lanzas de igual masa. Adicionalmente, la configuración geométrica obtenida de la lanza en su conjunto, permite concentrar el foco de ataque de la lanza con gran precisión, logrando así un corte más parejo, limpio, exacto y eficiente.

Las lanzas de la presente invención, gracias a su mejor aprovechamiento del poder calorífico de la lanza, permiten aumentar su velocidad y capacidad de corte, con lo cual se logra disminuir el tiempo de exposición del operario a altas temperaturas, reduciendo el riesgo de estrés térmico.

Las lanzas de la presente invención tienen variados usos, como por ejemplo en el caso de corte de cobre y escoria, en lugares tales como: fondos de olla, chanchos o acreciones apozadas, mirillas de hornos, pisos de hornos con material de cobre y ladrillo, acreciones en paredes de hornos, limpieza zona alojamiento toberas, acreciones en ducto de la pre cámara salida de gases, apertura de pasajes, horno de refino y de ánodos.

Las lanzas térmicas también pueden ser utilizadas para efectuar cortes que permitan abrir eficientemente pasajes de hornos de fundición de cobre, acero, ferroaleaciones, platino y/o otros materiales, independiente de que los tapones tengan cualquier composición, aunque fueren de grafito puro (carbono). Igualmente, pueden ser usadas para cortar y/o perforar por fusión aceros de cualquier calidad o espesor, como por ejemplo 1 .OOOmm, 2.000mm, 3.000mm y más. Al igual, que pueden ser usadas para cortar y/o perforar bloques de concreto o rocas y piedras de cualquier tipo y dimensión. Aún más, como ya se dijo, las lanzas térmicas de la presente invención pueden ser usadas para el corte y/o perforación por fusión de cualquier tipo de material, inclusive el diamante que es el más resistente a la temperatura, donde en forma preferente es utilizada para perforar y/o cortar por fusión materiales de alta resistencia térmica y que aceptan muy baja contaminación de fierro, tal como por ejemplo el silicio y/o otros materiales no ferrosos.

EJEMPLO DE APLICACIÓN: Una lanza térmica, a modo de ejemplo de acuerdo a la invención, tal como representada en las figuras 1 a 6, fue producida de forma tal que comprende un cuerpo exterior tubular (1 ), un perfil tubular interior (3) de fierro o acero con sección transversal en forma de estrella con cuatro puntas, un perfil tubular interior (4) de aluminio con sección transversal redonda, y otro perfil tubular interior (8) de fierro con sección transversal en forma de estrella con cuatro puntas, dispuesto en forma concéntrica y uno al interior del otro, formando así una serie de cavidades o pasajes de oxígeno.

En el cuadro N° 1 se muestra como 1 ce de fierro genera casi seis veces más energía que la que requiere 1 ce de aluminio para llegar al punto de ignición.

La lanza realizada preferente de acuerdo a la invención, comprende un inserto de aluminio acompañado de otro de fierro, donde la relación de las áreas transversales de las cavidades o pasajes, por donde fluye el oxígeno, y el área transversal del material combustible (fierro/ aluminio) está en una relación de área metal/área oxígeno en un rango de entre aproximadamente 1 :2 a al menos 1 :8, y/o la relación entre el espesor de las partes de aluminio y el fierro o acero está en una rango de entre aproximadamente 1 :3 a al menos 1 :70. Las cavidades o pasajes interiores (5) que se forman entre los perfiles huecos interiores tienen al menos una parte recta y al menos una parte curva, y donde dichas cavidades o pasajes interiores poseen una configuración de paredes 100% de acero o fierro adyacentes paredes de acero o fierro y aluminio, y adyacentes paredes 100% de aluminio.

En el cuadro N° 2 se puede apreciar que una lanza térmica que comprende la configuración de acuerdo al presente ejemplo de aplicación, en donde el aluminio es acompañado de fierro, genera 2,6 veces más energía unitaria (KJ/g), que una lanza que comprende fierro acompañado de fierro.

Evaluación generación de energía de 2 insertos (Fe y Al) de áreas equivalentes

Concepto UM Al+Fe Fe+Fe

Perímetros insertos mm 50,3 50,3

Espesor inserto 1 siempre de Fe mm 1 ,0 1 ,0

Espesor inserto 2 (Al o Fe) mm 1 ,0 1 ,0

Área inserto 1 mm2 50,3 50,3

Peso inserto 1 (1 m) 9 392,1 392,1

Área inserto 2 (Al o Fe) mm2 50,3 50,3

Peso inserto 2 (Al o Fe) (1 m) 9 135,7 392,1

Peso total conjunto (1 m) 9 527,8 784,1

Energía que genera el inserto 1 de Fe KJ 1 .658,5 1 .658,5

Energía Total para llegar al punto de ignición del Fe KJ/g 0,38

Energía del inserto 1 de Fe usada para llevar al punto de ignición al

inserto 2 KJ 294,5 149,8

Energía que se ocupa del inserto 1 para llevar al punto de ignición al

Fe KJ 149,8 149,8

Energía que queda disponible del inserto 1 KJ 1 .214,2 1 .358,9

Energía que genera el inserto 2 KJ 4.051 ,6 1 .658,5

Energía que desarrolla el conjunto KJ 5.265,8 3.017,4

Energía disponible que desarrolla el conjunto por unidad másica KJ/g 10,0 3,8

Relación de generación de energía (AI+Fe)/(Fe +Fe) 2,6