Литейные ковши

Для разливки жидкого металла в формы применяют литейные ковши разнообразной конструкции. Конструкция ковша определяет его стойкость и безопасность эксплуатации.

Литейные ковши разделяются по способу переноски на ручные, монорельсовые и крановые, по форме – на конические и барабанные, а по способу разливки – на ковши с носиком, чайниковые и стопорные.

Ручные ковши-ложки изготовляют с одной ручкой для переноски и заливки одним рабочим. Они имеют емкость 6 – 20 кг жидкого чугуна. Более крупные ручные ковши емкостью до 80 – 100 кг переносят на особых носилках двое, трое или четверо рабочих (рис. 2.2.1.1). Ковш делают сварным из листовой стали. Изнутри ручные ковши обмазывают глиной с песком на толщину ~ 20 мм.

Рис. 2.2.1.1. Примеры ручных ковшей:

а – ковш-ложка емкостью 20 кг чугуна: б и в – ковши на вилах (на носилках) емкостью 50 и 80 кг

Монорельсовые ковши применяют вместимостью 100 – 800 кг. Для облегчения работы заливщика монорельсовые ковши снабжают приводами для перемещения по монорельсу и для винтового подъема и опускания.

Ковш 1, снабженный траверсой 2, подвешивается к обойме 3 подвески, которая в свою очередь находится на опорном подшипнике, закрепленном двумя серьгами 4 на конце грузового винта 5 (см. рис. 2.2.1.2). Винт проходит через корпус редуктора 6; внутри редуктора имеется гайка и пара шестерен. Выходной вал 9 через две эластичные муфты 10 и промежуточный вал 11 связан с электродвигателем 12, закрепленном на трубе 13, внутри которой проходит конец винта 5.

Винт имеет трапецеидальную резьбу с шагом 12 мм и шпоночную канавку шириной 15 мм по всей длине. В корпусе редуктора закреплена шпонка, предотвращающая проворот винта, а на двух противоположных концах паза крепятся кулачки, которые в крайних положениях винта нажимают на рычаги 17, и конечные выключатели 16 автоматически останавливают электродвигатель. На хвостовике вала двигателя смонтирован электротормоз 15, а на корпусе трубы закреплены пускатели и предохранители 14 системы электроуправления подвеской. К редуктору прикреплены рукоятки 8, на которых имеются две кнопочные станции 7, дающие возможность управлять работой подвески с обеих сторон. К валу 9 снизу прикреплен редуктор, а сверху вал свободно подвешен через двойной шарнир 25 к приводной каретке 24. Последняя состоит из двух щек 26 и 27, стянутых распорками 23; на щеках смонтированы четыре колеса 22, из них два приводные.

Привод перемещения подвески по монорельсу осуществляется от электродвигателя 18 через редуктор 19, подвод электропитания – через троллеи 21, расположенные сбоку монорельсового пути; токосъемник 20 роликового типа смонтирован сбоку каретки. Подвеску обслуживает один рабочий. Для наклона ковша при заливке служит рукоятка.

На рис, 2.2.1.3, б показан монорельсовый конический чайниковый ковш, у которого сифонный канал диаметром 40 мм выполнен с помощью трубок из шамота, уложенных на футеровку стенки.

Как крановые, так и ручные ковши могут быть коническими (рис 2.2.1.4, а) и барабанными (рис 2.2.1.4, б).

Барабанный ковш представляет собой горизонтальный цилиндр, имеющий на торцах цапфы для поворачивания, а на боковой поверхности – отверстие с носиком, через которое выливают металл. Благодаря тому, что барабанные ковши закрыты со всех сторон, за исключением узкого верхнего отверстия, металл лучше сохраняет температуру. Однако эти ковши труднее футеровать, чем открытые сверху конические. Для удобства футеровки часто одно из торцевых днищ ковша делают отъемным.

Можно также кожух ковша делать с отъемной (на болтах) верхней половиной, снимаемой при ремонте футеровки. При такой конструкции нет необходимости снимать подвеску ковша с цапф. Барабанные ковши применяют, как правило, в тех случаях, когда нужно обеспечить медленное охлаждение жидкого металла. Это в особенности важно при тонкостенном литье и для стендовых ковшей при заливке на конвейере, а также в литейных ковкого чугуна.

Рис. 2.2.1.2. Механизированная винтовая подвеска с приводом для перемещения ковшей по монорельсовому пути

Рис. 2.2.1.3. Монорельсовые ковши:

а – ковш с приспособлением для подъема и опускания и с защитной крышкой; б – сифонный (чайниковый) ковш с шамотной трубкой

Чтобы в формы не попадал шлак, конические ковши выполняются чайниковыми или стопорными (рис. 2.2.1.4, в).

Стопорное устройство состоит из набора стандартных керамических огнеупорных изделий, называемых сталеразливочным припасом, и рычажного механизма для подъема и опускания стопора. Крановые ковши футеруются огнеупорным кирпичом, на который затем наносится обмазка.

При проектировании ковшей наиболее трудной задачей является определение координаты центра поворота ковша. Существует два способа расположения центра поворота – безопасный и опасный. В первом случае, чтобы повернуть ковш, необходимо приложить определенное усилие, а во втором усилие необходимо приложить, чтобы удержать ковш от самопроизвольного поворота (опрокидывания).

По правилам техники безопасности ковши следует проектировать с безопасным положением центра поворота. Исключение составляют ковши с дистанционным управлением.

Для определения безопасного положения центра поворота ковша наряду с графическими применяется аналитический метод расчета, подробно описанный П. Н. Аксеновым.

Подробно расчет ковша представлен в методическом пособии [5].