火焰切割机
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• 一支切割槍附有噴粉槍一支，可透過選擇切割碳鋼或不銹鋼來開關。
2020/5/12
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火焰切割的條件
※切割過程： 1.預熱–將金屬表層預熱至燃點以上。 2.燃燒–打開切割氧將達燃點的金屬產生氧化反應(燃燒)，並形成金屬 氧化物。 3.吹開金屬氧化物–吹走高燃點的的氧化物，使金屬層曝露在火焰與 切割氧下。
•
切割小車為門式結構，橫跨在鑄胚輥道兩側的軌道上。切割小車
有四個車輪支撐，前面兩個是驅動輪，後面兩個是從動輪。
• 切割小車與切割槍都有通水冷卻。
2020/5/12
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TCM的組成
2020/5/12
7
週邊設備
2020/5/12
8
週邊設備
2020/5/12
9
火焰切割過程
• 火焰切割的工作有四種：切頭、正常切割、切尾與取樣切割。 ※ 第一塊與最後一塊鑄胚會掉落至收集箱，可以回收當冷材；試樣也同
2020/5/12
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火焰切割機外觀(參考)
德商GEGA
2020/5/12
義商ALBA
4
火焰切割機外觀(參考)
202Baidu Nhomakorabea/5/12
5
TCM的組成
• TCM包含切割小車、切割定尺裝置、邊部檢測器與切割輥道所組成。
•
切割小車由切割槍、切割槍橫移裝置、同步機構、返回機構、水
電燃氣供應管路系統所組成。不銹鋼切割機含有噴鐵粉裝置。
樣是掉落在收集箱。 鑄胚的切割長度經由最佳模型＊設定好，鑄胚在切割機下方的輥
道移動，長度量測裝置會對切割機發出訊號，使切割小車在達到預設 的切割長度前一小段距離(500mm參考值)時，小車準備下降，待切割 機夾緊鑄胚與鑄胚同步時，同時邊部檢測器對切割槍發出訊號，使切 割槍以低速往鑄胚方向移動至鑄胚邊緣。 ＊Slab Cut Length Optimization
• 燃氣：乙炔、丙烷、天然氣、液化石油氣與焦爐煤氣等，以成本與熱 值來選擇。切割過程中，85％熱量由金屬燃燒時所提供，燃氣熱值的 考量是較其次的。
• 天然氣有比空氣輕、便宜等優點，但火燄溫度低，相對要求預熱時間 長。
• 鐵粉載流氣體：N2或經乾燥的壓縮空氣。 • 燃氣壓力與消耗量，預熱時間，切割速度，所能切割的最小尺寸，這
• 使用火焰切割方式取樣，切割位置要距失效區足夠距離(遠離鑄胚切 割面參考值40mm)，防止組織產生變化、試樣汙染與變形，且試樣要 留有切削加工的餘量。
※ 取樣長度為80或200mm，另有取樣用的切割槍兩支。
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火焰切割原理
• 一般使用氧氣與燃氣混合燃燒產生的火焰來進行切割低、中碳鋼。但 在切割高合金鋼時，還需向火焰中噴鐵粉、鋁粉或鎂粉，利用金屬燃 燒氧化反應產生的高溫來幫助切割。
內容
• 火焰切割過程與原理 • 火焰切割條件 • TCM各部件的組成 • TCM維護要點 • 與機械剪切的優缺點比較 • 結論
2020/5/12
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火焰切割機的位置
2020/5/12
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火焰切割機的位置
※火焰切割機(Torch cutting machine)位於連鑄區設備的runout區，鋼胚 脫離引錠桿後，經切割機依產品需求裁切尺寸。
※但不是所有金屬都可以使用氧-燃氣切割，金屬工件需滿足下列條件： 1. 被切割金屬的燃點需低於熔點。
如果金屬熔點低於燃點，金屬就會在切割時熔化，使溫度不能繼續上升， 導致在切割氧的作用下並不產生燃燒反應，如果金屬先融化也會使切口不整 齊。
而含C量增加時，熔點會降低，燃點會升高，當含C量≧0.7％的高碳鋼， 燃點與熔點相近，對切割不利，因此對不銹鋼、鑄鐵等燃點高於熔點的金屬 切割應使用特殊的切割法。
• 取樣位置：連續澆鑄時，在第一爐、澆鑄中期任選一爐與最後一爐， 各取一次試樣；單爐時，澆鑄中期任選取樣一次。
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火焰切割取樣
• 偏析取樣：隨機取樣的方式在實際鋼材取樣中並無使用，試樣的選取 要具備典型性與代表性，因此在取樣方式上，會規定不同鋼種具有代 表性的取樣位置，也稱為定點取樣。
• 噴鐵粉火焰切割方法同低碳鋼的氧-乙炔切割，只是設備上多了噴鐵 粉的裝置，一開始先以火焰預熱鋼胚，同時鐵粉伴隨切割氧同時輸出， 噴射到鋼胚上的切割位置，鐵粉受到火焰的預熱，加熱至燃點，鐵粉 在火焰中進行著氧化反應，放出大量熱能，使氧化膜融化，熱量往鋼 胚下層傳遞，使鑄胚產生金屬燃燒反應放出大量熱能，而高壓切割氧 會把熔融的金屬氧化物吹開形成切縫，切割槍沿厚度方向切開，切割 過程中不斷的噴鐵粉，完成切割。
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火焰切割原理
• 鑄鐵的切割： 鑄鐵因含碳量高(C＞2％以上)，熔點較一般碳鋼還低，約1130 ℃～ 1250℃，另外在鑄鐵中含有Si，在切割時會產生高熔點的SiO2，使得 鑄胚熔渣的熔點在1500℃～2050℃，且粘度增加，所以一般氧-燃氣 切割不適用於鑄鐵的切割。
→ 使用鐵粉火焰切割原理(同不銹鋼切割)，只是燃燒過程中的Fe氧化物 會與Si氧化物反應，降低了熔渣的熔點與粘度，增加了流動性。
些參數都可以隨切割方式或鑄胚斷面尺寸不同而進行調整。
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火焰切割原理
• 不 右，銹而鋼一表般面奧有氏一體層融很點薄約的1氧5化50膜℃(左Cr右2O，3)該，氧此化氧層化阻層礙熔下點層在金19屬90的℃燃左燒， 故無法正常切割。噴上易燃的金屬粉末，藉粉末燃燒時的氧化反應 (2000℃左右)來熔化該氧化層。
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火焰切割取樣
• 鑄胚內部品質判定要靠取樣切割，進行硫印(含S量、偏析程度)與酸 浸試驗。 ＊硫印法可參考GB/T4236-1984《鋼的硫印檢驗方法》、ISO4986︰ 1979《鋼-硫印低倍檢驗方法》。 ＊酸浸法GB/T226-1991《鋼的低倍組織及缺陷酸浸檢驗法》 、 ISO4969︰1980《鋼-強礦物酸腐蝕下的宏觀檢驗》 。
先打開切割槍的預熱燃氣並點火預燃(點火槍)，接著打開預熱氧 氣進行鑄胚預熱，達到預熱時間後，打開切割氧與粒化水，以低速 (參考值：正常切速的30％)切割，隨後提高切割速度至正常切速，正 常切速取決於鑄胚厚度與溫度，切割時輥床輥輪會根據訊號移動位置 以閃避切割火焰，切割完後夾頭鬆開鑄胚，切割小車返回原位置待命， 完成一個切割循環作業。
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火焰切割的條件
※切割過程： 1.預熱–將金屬表層預熱至燃點以上。 2.燃燒–打開切割氧將達燃點的金屬產生氧化反應(燃燒)，並形成金屬 氧化物。 3.吹開金屬氧化物–吹走高燃點的的氧化物，使金屬層曝露在火焰與 切割氧下。
•
切割小車為門式結構，橫跨在鑄胚輥道兩側的軌道上。切割小車
有四個車輪支撐，前面兩個是驅動輪，後面兩個是從動輪。
• 切割小車與切割槍都有通水冷卻。
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TCM的組成
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週邊設備
2020/5/12
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週邊設備
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火焰切割過程
• 火焰切割的工作有四種：切頭、正常切割、切尾與取樣切割。 ※ 第一塊與最後一塊鑄胚會掉落至收集箱，可以回收當冷材；試樣也同
2020/5/12
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火焰切割機外觀(參考)
德商GEGA
2020/5/12
義商ALBA
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火焰切割機外觀(參考)
202Baidu Nhomakorabea/5/12
5
TCM的組成
• TCM包含切割小車、切割定尺裝置、邊部檢測器與切割輥道所組成。
•
切割小車由切割槍、切割槍橫移裝置、同步機構、返回機構、水
電燃氣供應管路系統所組成。不銹鋼切割機含有噴鐵粉裝置。
樣是掉落在收集箱。 鑄胚的切割長度經由最佳模型＊設定好，鑄胚在切割機下方的輥
道移動，長度量測裝置會對切割機發出訊號，使切割小車在達到預設 的切割長度前一小段距離(500mm參考值)時，小車準備下降，待切割 機夾緊鑄胚與鑄胚同步時，同時邊部檢測器對切割槍發出訊號，使切 割槍以低速往鑄胚方向移動至鑄胚邊緣。 ＊Slab Cut Length Optimization
• 燃氣：乙炔、丙烷、天然氣、液化石油氣與焦爐煤氣等，以成本與熱 值來選擇。切割過程中，85％熱量由金屬燃燒時所提供，燃氣熱值的 考量是較其次的。
• 天然氣有比空氣輕、便宜等優點，但火燄溫度低，相對要求預熱時間 長。
• 鐵粉載流氣體：N2或經乾燥的壓縮空氣。 • 燃氣壓力與消耗量，預熱時間，切割速度，所能切割的最小尺寸，這
• 使用火焰切割方式取樣，切割位置要距失效區足夠距離(遠離鑄胚切 割面參考值40mm)，防止組織產生變化、試樣汙染與變形，且試樣要 留有切削加工的餘量。
※ 取樣長度為80或200mm，另有取樣用的切割槍兩支。
2020/5/12
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火焰切割原理
• 一般使用氧氣與燃氣混合燃燒產生的火焰來進行切割低、中碳鋼。但 在切割高合金鋼時，還需向火焰中噴鐵粉、鋁粉或鎂粉，利用金屬燃 燒氧化反應產生的高溫來幫助切割。
內容
• 火焰切割過程與原理 • 火焰切割條件 • TCM各部件的組成 • TCM維護要點 • 與機械剪切的優缺點比較 • 結論
2020/5/12
1
火焰切割機的位置
2020/5/12
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火焰切割機的位置
※火焰切割機(Torch cutting machine)位於連鑄區設備的runout區，鋼胚 脫離引錠桿後，經切割機依產品需求裁切尺寸。
※但不是所有金屬都可以使用氧-燃氣切割，金屬工件需滿足下列條件： 1. 被切割金屬的燃點需低於熔點。
如果金屬熔點低於燃點，金屬就會在切割時熔化，使溫度不能繼續上升， 導致在切割氧的作用下並不產生燃燒反應，如果金屬先融化也會使切口不整 齊。
而含C量增加時，熔點會降低，燃點會升高，當含C量≧0.7％的高碳鋼， 燃點與熔點相近，對切割不利，因此對不銹鋼、鑄鐵等燃點高於熔點的金屬 切割應使用特殊的切割法。
• 取樣位置：連續澆鑄時，在第一爐、澆鑄中期任選一爐與最後一爐， 各取一次試樣；單爐時，澆鑄中期任選取樣一次。
2020/5/12
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火焰切割取樣
• 偏析取樣：隨機取樣的方式在實際鋼材取樣中並無使用，試樣的選取 要具備典型性與代表性，因此在取樣方式上，會規定不同鋼種具有代 表性的取樣位置，也稱為定點取樣。
• 噴鐵粉火焰切割方法同低碳鋼的氧-乙炔切割，只是設備上多了噴鐵 粉的裝置，一開始先以火焰預熱鋼胚，同時鐵粉伴隨切割氧同時輸出， 噴射到鋼胚上的切割位置，鐵粉受到火焰的預熱，加熱至燃點，鐵粉 在火焰中進行著氧化反應，放出大量熱能，使氧化膜融化，熱量往鋼 胚下層傳遞，使鑄胚產生金屬燃燒反應放出大量熱能，而高壓切割氧 會把熔融的金屬氧化物吹開形成切縫，切割槍沿厚度方向切開，切割 過程中不斷的噴鐵粉，完成切割。
2020/5/12
14
火焰切割原理
• 鑄鐵的切割： 鑄鐵因含碳量高(C＞2％以上)，熔點較一般碳鋼還低，約1130 ℃～ 1250℃，另外在鑄鐵中含有Si，在切割時會產生高熔點的SiO2，使得 鑄胚熔渣的熔點在1500℃～2050℃，且粘度增加，所以一般氧-燃氣 切割不適用於鑄鐵的切割。
→ 使用鐵粉火焰切割原理(同不銹鋼切割)，只是燃燒過程中的Fe氧化物 會與Si氧化物反應，降低了熔渣的熔點與粘度，增加了流動性。
些參數都可以隨切割方式或鑄胚斷面尺寸不同而進行調整。
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火焰切割原理
• 不 右，銹而鋼一表般面奧有氏一體層融很點薄約的1氧5化50膜℃(左Cr右2O，3)該，氧此化氧層化阻層礙熔下點層在金19屬90的℃燃左燒， 故無法正常切割。噴上易燃的金屬粉末，藉粉末燃燒時的氧化反應 (2000℃左右)來熔化該氧化層。
2020/5/12
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火焰切割取樣
• 鑄胚內部品質判定要靠取樣切割，進行硫印(含S量、偏析程度)與酸 浸試驗。 ＊硫印法可參考GB/T4236-1984《鋼的硫印檢驗方法》、ISO4986︰ 1979《鋼-硫印低倍檢驗方法》。 ＊酸浸法GB/T226-1991《鋼的低倍組織及缺陷酸浸檢驗法》 、 ISO4969︰1980《鋼-強礦物酸腐蝕下的宏觀檢驗》 。
先打開切割槍的預熱燃氣並點火預燃(點火槍)，接著打開預熱氧 氣進行鑄胚預熱，達到預熱時間後，打開切割氧與粒化水，以低速 (參考值：正常切速的30％)切割，隨後提高切割速度至正常切速，正 常切速取決於鑄胚厚度與溫度，切割時輥床輥輪會根據訊號移動位置 以閃避切割火焰，切割完後夾頭鬆開鑄胚，切割小車返回原位置待命， 完成一個切割循環作業。