Sauerstofflanze

Mann mit einer Sauerstofflanze

Eine Sauerstofflanze (auch thermische Lanze genannt) ist ein technisches Verfahren, in dem gasförmiger Sauerstoff mit hohem Druck durch ein Metallrohr strömt, das am Ende des Rohres mit diesem in einem Brennvorgang reagiert, wobei je nach Metall-Brennstoff sehr hohe Temperaturen entstehen. Technische Konstruktionen mit einer Sauerstofflanze finden für verschiedene Zwecke Anwendung.

Erfunden wurde das Brennverfahren mit Sauerstoff 1901 durch Dr. phil. Ernst Menne. Im Zuge einer Vorführung der Effektivität seines Gerätes öffnete er in Kreuztal (Siegerland) mittels eines an eine Sauerstoffflasche angeschlossenen, 1/8" großen Gasrohrs in Sekunden ein Stichloch am Hochofen, an dem vorher mehrere Schmelzer erfolglos versucht hatten, ein Loch zu stemmen.[1]

Schneidbrennen

Neben dem Verfahren bezeichnet der Begriff auch oft direkt diesen Typ von Schneidbrenner, das heißt eines der technischen Geräte, in der das Verfahren der Sauerstofflanze, auch Sauerstoffkernlanze genannt, Anwendung findet. Hier ist auch die Bezeichnung Thermolanze gebräuchlich.

Die Brennerkonstruktion einer Sauerstofflanze besteht aus einem langen Hohlstab, der zur Vergrößerung der Oberfläche mit Stahldrähten gefüllt ist und von gasförmigem Sauerstoff mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit durchflossen wird. Nach Erhitzen und Entzünden der Flamme am Rohraustritt beginnt das Rohrmaterial unter dem Sauerstoff mit einer stark exothermen Reaktion bei Temperaturen bis zu 5530 °C zu verbrennen.

Die entstehende Feuerlanze wird auf das zu trennende oder zu durchbohrende Material aufgesetzt und ständig nachgeführt. Die Temperaturen reichen aus, auch Stoffe mit sehr hohem Schmelzpunkt zum Schmelzen zu bringen. Die Sauerstofflanze wird für das Durchtrennen von Stahl, Beton (Kies, Sand und Zement), Stahlbeton und Ausmauerungen verwendet. Sauerstofflanzen werden im Katastrophenschutz, aber auch in Eisen- und Stahlwerken eingesetzt (Probeentnahme, Anstich Hochofen). Durch die extrem heiße Verbrennung der Eisendrähte und auch des Eisenrohrs im Sauerstoffstrom sowie dem Strömungsdruck von Flamme und Verbrennungsgas entsteht ein Schneidbrennereffekt, geschmolzenes Material und Verbrennungsgase werden durch die Gasströmung aus der Brennstelle entfernt. Da sich das Rohr am Brennschneid-Gerät durch den Einsatz verzehrt, muss es periodisch ersetzt werden, wenn es zu kurz wird.

Sauerstofflanzen können ohne allzu große Modifikation auch unter Wasser eingesetzt werden; hierzu wird lediglich das verbrennende Stahlrohr z. B. mit Isolierband umwickelt, um eine zu starke Auskühlung, die zu einem Abbruch der Verbrennung führen könnte, zu verhindern.

Stahlerzeugung

Bei der Stahlerzeugung nach dem LD-Verfahren findet sich eine ähnliche Konstruktion zum Frischen des Stahls. Dabei wird Sauerstoff auf die flüssige Schmelze aufgeblasen, und durch die Entkohlung (Verbrennen des überschüssigen Kohlenstoffs) wird Roheisen zu Stahl gewandelt.

Einzelnachweise

  1.  Otto Johannsen (im Auftrag des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute): Geschichte des Eisens. 3 Auflage. Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf 1953, S. 439.

Weblinks

 Commons: Thermal- bzw. Sauerstofflanzen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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