Устройство для выпуска металлаиз ковша

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)833371

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву —(22)Заявлено 26.12.79 (21) 2859005/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51)М. Кл.

В. 22 О 41/08

Гааударстееввй камитет

СССР аа делам лэебретеккй и открытий

Опубликовано 30.05 ° 81 Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.81 (53) УЛК 621. .746.329 (088. 8) Г.С.Ложкин, Н.И. Ковалев, В.И. Ковале и В.E. Вириенко (72) Авторы изобретения

Краматорский научно-исследовательский и технологический институт машиностро

{7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА МЕТАЛЛА . ИЗ КОВНА

Изобретение относится к металлур- гии, в частности к литейным ковшам с выпускным отверстием в днище и промежуточной камерой.

Известен стопорный ковш для заливки металла в литейные формы, содержащий промежуточную камеру с донным отверстием, а также основной и дополнительный стопорные затворы (11.

Недостатками этого устройства являются неполное гашение металлоста1а тического давления струи вытекающего из ковша металла, так как донное отверстие промежуточной камеры расположено по оси выпускного отверстия ковша; увеличенные трудо15 затраты, расход материалов и топлива на изготовление, ремонт и разогрев промежуточной камеры, поскольку ее объем составляет 20-30# от объема

20 ковша; необходимость использования специального механизма для передвижения дополнительного стопора, что в сочетании с основным стопором и его механизмом значительно усложняет условия эксплуатации и ремонта; низкая стойкость стопоров из-за разъедания стопорных трубок и деформации их стержней, поскольку стопоры имеют больную площадь контакта с расплавленным металлом.

Известно также устройство для выпуска металла из ковша, содержащее огнеупорную головку стопора и соединенное с ней несущее устройство с двумя вертикальными опорными стержнями, которые проходят через дно ковша в участках, диаметрально противоположных по отношению к выпускному отверстию ковша.

Достоинство устройства — уменьшенное загрязнение жидкого металла включениями размываемого огнеупора за счет уменьшенной площади контакта с расплавленным металлом (2).

Недостатками устройства являются использование дорогих жаростойких материалов для несущего устрой15

3 83337! ства, опорных стержней и направляющих втулок; низкая зкспнуатационная надежность, поскольку возможно заклинивание опорных стержней как за счет перекосов от эксцентричного размещения управляющего устройства, так и за счет образования на опорных стержнях настылей, а также попадания расплавленного металла в зазор между опорными стержнями и направляющими втулками; необходимость использования вспомогательных инструментов, например молотка, монтировки в случае заклинивания опорных стержней, невозможность ис пользования в сочетании с промежуточной .камерой так как в том случае, когда промежуточная камера будет закреплена под днищем ковша, .невозможно будет предупредить аварийную ситуацию по ликвидации заклинивания опорных срежней, поскольку к ним будет перекрыт доступ для воздействия вспомогательными инструментами.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выпуска металла из ковша, содержащее промежуточную камеру с внутренним выступом, имеющим сквозное отверстие, и донным зо отв ерстием, размещенным эксцентрично выпускному отверстию ковша, пробку и направляющую.

Это устройство имеет самую минимальную площадь соприкосновения пробки с расплавленным металлом, что обеспечивает наименьшее размывание огнеупорного материала и загрязнение металла неметаллическими включениями.

А благодаря тому, что оно имеет промежуточную камеру с эксцентричным донным отверстием, достигается уменьшение скоростного напора струи ,металла. Это преимущество является наиболее важным для получения качест- 45 ценных отливок и слитков .(3), Недостатки такого устройства

- заключаются в низкой эксплуатационной надежности из-за того, что возможно заклинивание промежуточной камеры в направляющей, поскольку между, ними предусмотрен зазор, достаточный для сообщения с окружающей атмосферой, а промежуточная камера имеет возможность обкручиваться на кулачке и становиться на перекос, а также в том, что перекосы промежуточной камеры приводят к значительному смещению пробки от оси выпускного отверстия

4 ковша, и следовательно, к неравномерному распределению усилий, действую-, щих на пробку при закрывании стакана, отчего возможны сколы огнеупорного материала, пробки или его неравномерная пластическая деформация, которые являются причиной неконтролируемой утечки металла из ковша и возможной аварийной ситуации °

После некоторого периода работы между пробкой и стаканом образуется зазор от размывания огнеупоров жидким металлом, который невозможно устранить беэ ремонта, поскольку в исходном положении закрепленный в промежуточной камере анкер жестко упирается в кулачок, что препятствует спусканию пробки для ликвидации зазора. Кроме того, для поднятия промежуточной камеры требуется большое усилие или использование передаточ/ ного механизма, поскольку она имеет значительный вес, который становится еще большим при наличии в этой камере жидкого металла. Значительный вес способствует износу кулачка и нижнего торца анкера, поскольку износ прямо пропорционален удельному давлению.

Недостатком этого устройства является. также низкий уровень безопасности из-за того, что низкая посад— ка пробки в стакане может привести к аварийной ситуации в случае недостаточной температуры металла или длительной задержки с разливкой, поскольку при этом по днищу ковша и в том числе над пробкой образуется сплошная корка затвердевшего металла, которая является препятствием для поднятия пробки. Не исключено переполнение промежуточной камеры жидким металлом, поскольку нет условий для наблюдения за истечением металла из ковша. В устрйостве не предусмотрена. возможность для перекрытия выпускного отверстия ковша в случае выхода из строя запирающей части пробки.

Кроме того, к недосткам известно-. го устройства относится ухудшение качества разливаемого металла от вторичного окисления из-за того, что струя металла, поступая в промежуточную камеру, в несколько раз увеличивает площадь контакта с воздухом, поскольку между промежуточной камерой и направляющей предусмотрев

83337

5 зазор, достаточный для сообщения с окружающей средой. Промежуточная камера может заполняться на высоту, соизмеримую с диаметром донного отверстия промежуточной камеры и поэтому истекающая из него струя

;металла имеет разрывы сплошности, что увеличивает площадь контакта с воздузом, а следовательно — окис-. ление.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности и безопасности обслуживания.

Указанная цель достигается тем, что на пробке дополнительно укреплен рассекатель со штоком, установленным в канале выступа, при этом диаметр рассекателя превышает диаметры внутреннего выступа и выпускного отверстия ковша, шток подпружинен со стороны днища промежучной камеры, а в штоке выполнены осевые и радиальные каналы для подвода инертного газа к нижнему. торцу рассекателя.

На фиг. 1 показано устройство для выпуска металла из ковша, общий

Вид в

Устройство содержит ковш 1 с составным стаканом 2, имеющим выпускное отверстие 3, над которым размещена пробка 4.

Под выпускным отверстием 3 размещены контактирующий с пробкой

4 рассекатель 5 и промежуточная камера 6, соединенная с ковшом 1 посредством элементов 7 крепления и распорных втулок 8.

Донное отверстие 9 промежуточной камеры 6 расположено эксцентрично по отношению к выпускному отверс.тию 3 ковша l.

Промежуточная камера 6 выполнена с внутренним выступом )О,имеющим направляющую )1, в которой установлен соединенный с пробкой 4 и рассекателем 5 посредством болта !2 шток

13, выполненный с осевым 14, а также радиальным 15 каналами в нижней его части и радиальными каналами 16 в верхней части для подвода инертного газа к нижнему торцу рассекателя 5.

В исходном положении шток 13 посредством пружины 17 прижимает пробку 4 к стакану 2, Для опускания пробки

4, по мере износа контактных поверхностей стакана 2 и пробки 4, между нижним торцом рассекателя 5 и верхним торцом внутреннего выступа 10

6 предусмотрен зазор 18. Такой же за зор 19 предусмотрен между нижним торцом штока 13 и кулачком 20.

Кулачок 20 находится на управляющем валике 21, установленном в при5 крепленных к днищу промежуточной камеры 6 кронштейнах 22.

Для облегчения условий наблюдеЬ ния за истечением металла из стакана 2 и уровнем металла в.промежуточной камере 6, между ней и ковшом

1 предусмотрен зазор 23, а в стен)се промежуточной камеры 6, выполнен проем 24.

Стрелками показано направление движения инертного газа.

Устройство работает следующим образом.

Перед выпуском металла из ковша го через каналы 14-16 штока 13 подают инертный газ, например аргон, с целью вытеснения воздуха из промежуточ. ной камеры 6.

При нажатии кулачка 20 на .нижний торец штока 13 пробка 4 поднимается и жидкий металл из ковша 1 устремляется через выпускное отверстие

3 по наклонной поверхности рассекателя 5 и кольцевой струей стекает в промежуточную камеру 6. В это время инертный газ обрабатывает струю жидкого металла от вредных газов и защищает ее .от вторичного окисления благодаря избыточному его

35 давлению в промежуточной камере 6.

Через зазор 23 и проем 24 наблюдают за процессом истечения жидкого металла из стакана 2 и следят за его уровнем в промежуточной камере 6.

При этом на донное отверстие 9 не действует полное металлостатическое давление жидкого металла, находящегося в ковше 1, а лишь металлостатическое давление находящегося в

45 промежуточной камере жидкого металла.

При необходимости прекращения раз-. ливки металла из ковша 1 кулачок 20 возвращают в исходное положение. . В аварийной ситуации, в случае износа контактных поверхностей ста" кана )2 и пробки 4 выше допустимого предела, возможно перекрытие выпускного отверстия 3 с помощью рассекателя 5. Для этого рассекатель 5 пе55 ремещают с помощью кулачка 20 до . контакта с нижним торцом стакана 2. . Использование предлагаемого устройства обеспечивает повышение эксплуатационной надежности благодаря

83337 тому, что промежуточная камера неподвижна относительно ковша, а, следовательно, исключены ее перекосы в направляющей; исключено неравномерное распределение усилий между пробкой и стаканом; предусмотрены условия ! для опускания пробки по мере износа контактных поверхностей пробки и стакана; уменьшено усилие поднятия пробки независимо от наличия метал-, ла в промежуточной камере ; уменьшен износ кулачка и нижнего торца штока за счет того, что уменьшейо удельное давление.

Кроме того, устройство обеспечивает повышение безопасности обслуживания благодаря тому, что исключена аварийная ситуация при образовании над днищем сплошной корки застывшего металла за счет выполнения пробки в виде выступающей из днища головки. Исключено переполнение промежуточной камеры жидким металлом, за счет улучшенных условий для наблюдения за его уровнем; исключена аварий-2s ная ситуация в случае износа контактных поверхностей стакана и пробки, за счет перекрытия выпускного отверстия с помощью рассекателя.

Устройство повышает качество раз- ЗО ливаемого металла благодаря его защите от вторичного окисления, которая достигается выполнением в штоке каналов для подвода инертного газа к нижнему торцу рассекателя, а также выполнением промежуточной камеры с высотой, достаточной для обеспечения постоянного напора струи металла, истекающей из донного отверстия (при диаметре донного отверстия 40

30 мм уровень металла в промежуточ1,: 8 ной камере составляет 400 мм).

Повышение качества разливаемого металла увеличивает выход годного на 1,5%.

Формула изобретения

1. Устройство для выпуска металла из ковша, включающее промежуточную камеру, с внутренним выступом, имеющим сквозной канал, и донным отверстием, размещенным эксцентрично выпускному отверстию ковша, в котором установлена пробка с направляющей о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения эксплуатационной надежности и безопасности обслуживания, на пробке дополнительно укреплен рассекатель со штоком, установленным в канале выступа, при этом диаметр рассекателя превышает диаметры внутреннего выступа и выпускного отверстия ковша.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что шток подпружинен со стороны днища промежуточной камеры. 3. Устройство по и. 1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что в штоке выполнены осевые и радиальные каналы для подвода инертного газа к нижнему торцу рассекателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 470366, кл. В 22 0 41/08, 1974.

2. Патент США № .3820693, кл 222 559 1974.

3. Патент ФРГ № 2251484, кл. В 22 D 41/08, 1975.

Составитель И. Журина

Редактор И..Кузнецова Техред Н.Майорош Корректор В. Бутяга

Заказ 3862/10 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035 Москва, Ж-35 Раусшкая наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4