232 (4)

Tlenek żelaza (Fe₃0₄) nie ulega rozpadowi, natomiast tlenki FeO i Fe₂0₃ rozpadają się według reakcji

6Fe₂0₃ —> 4Fe₃0₄ + 02 + Q,

4FeO —> Fe₃0₄ + Fe.

Temperatury topnienia tlenków wynoszą odpowiednio, dla FeO - 1370°C, a dla Fe₃0₄ - 1527°C.

W temperaturze reakcji spalania, tlenki otrzymane z danego metalu mogą być stałe, ciekłe i gazowe. W pierwszym przypadku tlenki stwarzają izolacyjną warstwę na powierzchni metali i uniemożliwiają zetknięcie się strumienia tlenu z metalem, w wyniku czego następuje zatrzymanie reakcji spalania. Przykładem mogą być wysokotopli-we tlenki aluminium i chromu. Również tworzenie się tlenków w stanie gazowym (np. tlenku węgla) ma ujemny wpływ na warunki cięcia. Przeszkadzają one w kontakcie tlenu z metalem oraz powodują zubożenie atmosfery gazowej w tlen, hamując tym przebieg spalania i pogarszając jakość ciętej powierzchni. Najkorzystniejsze jest otrzymanie tlenków w stanie ciekłym. Warstwa ciekłego tlenku przylega do metalu i odgrywa rolę katalizatora w stosunku do reakcji zachodzącej między tlenem, a metalem. Przebieg procesu cięcia termicznego przedstawia rysunek 9.1.

Rys. 9.1. Schemat procesu cięcia termicznego tlenem: 1 - materiał cięty, 2 - wykrystalizowana warstwa stopionego metalu, 3 - strumień tlenu tnącego, 4 - warstwa tlenków z pierwotnego spalania żelaza, 5 - warstwa tlenków z wtórnego spalania żelaza, d- średnica dyszy palnika, D - szerokość szczeliny cięcia, s_min i s_max - minimalna i maksymalna szerokość wykrystalizowanego ciekłego metalu

Czoło strumienia tnącego o półkolistym kształcie spala materiał cięty. Żużel powstały w procesie spalania jest wyrzucany wraz z materiałem stopionym na zewnątrz szczeliny przez przesuwający się strumień tnący. Część stopionego metalu oraz ciekły FeO zostają przez strumień tlenu wyparte do tyłu i osadzają się ponownie na „pierwotnej” powierzchni cięcia. Stopiony metal krzepnie wcześniej niż mający niższą temperaturę krzepnięcia FeO. Powoduje to, że ciekły jeszcze FeO jest usuwany przez strumień gazów poza szczeliną cięcia. W ten sposób grubość warstwy stopionego metalu jest większa od grubości warstwy FeO.

232