Результат интеллектуальной деятельности: ЛИТЕЙНЫЙ КОВШ

Изобретение относиться к литейному производству, в частности к литью металлов и прочих материалов, и может быть использовано в литейных емкостях (литейных ковшах) для разливки расплавленного металла, например в вертикальные центробежные литейные машины.

Известен литейный ковш, содержащий емкость с огнеупорным футеровочным слоем, выполненные со сквозными отверстиями, и затвор, содержащий опорный элемент в виде рамы, жестко прикрепленной к днищу емкости, огнеупорную неподвижную плиту со сквозным отверстием, закрепленную на раме таким образом, что ее сквозное отверстие совпадает со сквозным отверстием емкости, корпус, закрепленный в раме, огнеупорный подвижный затворный элемент со сквозным отверстием, выполненный в виде плиты и установленный в корпусе непосредственно под огнеупорной неподвижной плитой с возможностью прямолинейных возвратно-поступательных перемещений и обеспечения совпадения своим сквозным отверстием со сквозным отверстием огнеупорной неподвижной плиты, механизм прижима огнеупорного подвижного затворного к огнеупорной неподвижной плите, содержащий симметрично расположенные двуплечие рычаги с пружинной опорой на одном плече, закрепленные на раме, и привод огнеупорного подвижного затворного элемента (SU №550238, B22D 41/08, опубликовано 15.03.1977).

Известен также литейный ковш, содержащий емкость с огнеупорным футеровочным слоем, выполненные со сквозными отверстиями, и затвор, содержащий опорный элемент в виде рамы, закрепленной на днище емкости, корпус, установленный внутри рамы и подпружиненный к ней нижней частью, огнеупорную неподвижную плиту со сквозным отверстием, установленную в корпусе и подпружиненную к его верхней части таким образом, что ее сквозное отверстие совпадает со сквозным отверстием емкости, огнеупорный подвижный затворный элемент со сквозным отверстием, выполненный в виде плиты и установленный на нижней части корпуса непосредственно под огнеупорной неподвижной плитой с возможностью прямолинейных возвратно-поступательных перемещений и обеспечения совпадения ее сквозным отверстием со сквозным отверстием огнеупорной неподвижной плиты, и привод огнеупорного подвижного затворного элемента (RU №2145534, B22D 41/22, опубликовано 20.02.2000, фиг.2).

Однако известные литейные ковши обладают следующими недостатками: недостаточно высокой надежностью работы из-за высокой вероятности заклинивания затвора, повышенный износ поверхностей скольжения, а также достаточно сложная конструкция затвора, что обуславливает достаточно высокую металлоемкость и трудоемкость в изготовлении, трудоемкость обслуживания ковша из-за того, что очистка отверстий от остатков металла и шлака после разливки расплава является затруднительной из-за их труднодоступности.

Задача изобретения состоит в повышении надежности работы литейного ковша за счет устранения возможности заклинивания затвора и значительного снижения износа поверхностей скольжения затвора, снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления затвора за счет упрощения его конструкции, повышение ремонтопригодности и снижение трудоемкости обслуживания ковша путем обеспечения легкого доступа к отверстиям для их очистки от остатков металла и шлака после разливки расплава.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата, литейный ковш, содержащий емкость с огнеупорным футеровочным слоем, выполненные со сквозными отверстиями, и затвор, содержащий опорные элементы, закрепленные на днище емкости, огнеупорный подвижный затворный элемент со сквозным отверстием и привод огнеупорного подвижного затворного элемента, отличается тем, что емкость выполнена со сквозным отверстием, диаметр которого больше диаметра сквозного отверстия огнеупорного футеровочного слоя, а вертикальная ось которого не совпадает с вертикальной осью сквозного отверстия огнеупорного футеровочного слоя, опорные элементы расположены вокруг сквозного отверстия емкости, огнеупорный подвижный затворный элемент выполнен в виде диска с отверстием, смещенным от его вертикальной оси вращения, и расположен в сквозном отверстии емкости с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси и обеспечения совпадения своим сквозным отверстием со сквозным отверстием огнеупорного футеровочного слоя, причем затвор содержит установленную в опорных элементах планшайбу со сквозным отверстием, совпадающим со сквозным отверстием огнеупорного подвижного диска, и соединенную с огнеупорной подвижным диском с возможностью перемещения его вверх, привод кинематически связан с планшайбой, а между огнеупорным подвижным диском и планшайбой установлена пружина. При этом между огнеупорным футеровочным слоем и огнеупорным подвижным диском расположены соответственно жестко соединенный с огнеупорным футеровочным слоем огнеупорный графитовый диск с отверстием, совпадающим со сквозным отверстием огнеупорного футеровочного слоя, и жестко соединенная с огнеупорным подвижным диском огнеупорная графитовая прокладка со сквозным отверстием, совпадающим со сквозным отверстием огнеупорного подвижного диска, а планшайба установлена на опорных элементах через графитовую прокладку.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - литейный ковш с закрытым затвором, поперечное сечение по диаметру затвора; фиг.2 - литейный ковш с открытым затвором, поперечное сечение по диаметру затвора.

Литейный ковш содержит емкость 1 со сквозным отверстием 2, огнеупорный футеровочный слой 3 со сквозным отверстием 4 и затвор. При этом отверстие 2 емкости 1 выполнено с диаметром, больше диаметра отверстия 4 огнеупорного футеровочного слоя 3, а их вертикальные оси не совпадают друг с другом.

Затвор содержит опорные элементы 5, закрепленные на днище емкости 1 вокруг отверстия 2, огнеупорный подвижный диск 6 с отверстием 7, выполненным со смещением от его вертикальной оси вращения, и расположенный в сквозном отверстии 2 емкости 1 с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси и обеспечения совпадения своим сквозным отверстием 7 со сквозным отверстием 4 огнеупорного футеровочного слоя 3, планшайбу 8 с отверстием 9, установленную на опорных элементах 5 и соединенную с огнеупорным подвижным диском 6 с совпадением своим сквозным отверстием 9 со сквозным отверстием 7 огнеупорного подвижного диска 6 и с возможностью перемещения огнеупорного подвижного диска 6 вверх, и привод огнеупорного подвижного диска 6 (на чертежах не показан), кинематически связанный с планшайбой 8.

Между огнеупорным футеровочным слоем 3 и огнеупорным подвижным диском 6 расположены соответственно жестко прикрепленный к огнеупорному футеровочному слою 3 огнеупорный графитовый диск 10 с отверстием (на чертежах не показан), совпадающим со сквозным отверстием 4 огнеупорного футеровочного слоя 3, и жестко прикрепленная к огнеупорному подвижному диску 6 огнеупорная графитовая прокладка 11 с отверстием 12, совпадающим со сквозным отверстием 7 огнеупорного подвижного диска 6. Между огнеупорным подвижным диском 6 и планшайбой 8 установлена пружина 13. Планшайба 8 установлена в опорных элементах 5 через огнеупорную графитовую прокладку 14 в виде плоского кольца и соединена с огнеупорным подвижным диском 6 посредством штифтов 15 с возможностью перемещения огнеупорного подвижного диска 6 вверх.

Изобретение используют следующим образом.

В исходном положении для заливки расплава в литейный ковш затвор закрывают. Для этого огнеупорный подвижный диск 6 посредством привода поворачивают вокруг его вертикальной оси в положение, когда его отверстие 7 не совпадает со сквозным отверстием 4 огнеупорного футеровочного слоя 3 (фиг.1). Из плавильной печи (на чертежах не показана) в ковш заливают расплав и перемещают к литейному устройству, например к вертикальной центробежной литейной машине (на чертежах не показана). Затем осуществляют заполнение расплавом литейного устройства. Для этого посредством привода огнеупорный подвижный диск 6 поворачивают вокруг его вертикальной оси в положение, когда его сквозное отверстие 7 совпадает полностью или частично со сквозным отверстием 4 огнеупорного футеровочного слоя 3 (фиг.2). Через отверстия 4, 7 и 9 расплав выливается из ковша. Конструкция затвора позволяет регулировать скорость заливки металла путем частичного совпадения отверстия 7 огнеупорного подвижного диска 6 с отверстием 4 огнеупорного футеровочного слоя 3.

Огнеупорный графитовый диск 10 и огнеупорная графитовая прокладка 11 обеспечивают статическое и динамическое уплотнение и значительное снижение силы трения.

Пружина 13 обеспечивает плотное прижатие графитовой прокладки 11 к графитовому диску 10. Благодаря тому, что огнеупорный подвижный диск 6 свободно установлен на штифтах 15, жестко закрепленных на планшайбе 8, он может перемещаться вверх.

Графитовое плоское кольцо 14 обеспечивает снижение силы трения между планшайбой 8 и опорными элементами 5.

Данными конструктивными признаками достигается возможность устранения заклинивания затвора и этим значительно повышается надежность работы литейного ковша, снижается металлоемкость и трудоемкость изготовления ковша, снижается трудоемкость обслуживания за счет упрощения конструкции затвора и обеспечивается легкий доступ к отверстиям для их очистки от остатков металла и шлака после разливки расплава.