В металлургии ковш — это контейнер или сосуд в форме ведра, используемый для транспортировки и выливания расплавленных металлов. [1] Ковши часто используются в литейном производстве и различаются по размеру от небольших переносимых вручную сосудов, напоминающих кухонный ковш и вмещающих 20 килограммов (44 фунта), до больших сталелитейных ковшей, вмещающих до 300 тонн (295 длинных тонн; 331 короткая тонна). Многие литейные заводы цветных металлов также используют керамические тигли для транспортировки и выливания расплавленного металла и также называют их ковшами.
Основной термин часто добавляется как префикс для определения фактического назначения ковша. Таким образом, базовая конструкция ковша может включать множество вариаций, которые улучшают использование ковша для определенных задач. Например:
Если ковш не будет использоваться со сплавами, имеющими очень низкую температуру плавления, ковш также оснащается огнеупорной футеровкой. Именно огнеупорная футеровка предотвращает повреждение стального сосуда, когда ковш используется для транспортировки металлов с высокой температурой плавления, которые, если расплавленный металл вступит в прямой контакт с оболочкой ковша, быстро расплавят оболочку. Огнеупорные футеровочные материалы бывают разных форм, и правильный выбор во многом зависит от методов работы каждого литейного завода. Традиционно ковши футеровывались с использованием готовых огнеупорных кирпичей, однако во многих странах их заменили огнеупорные бетоны .
Литейные ковши обычно оцениваются по их рабочей емкости, а не по их физическому размеру. Ручные ковши обычно известны как ковши с ручным черенком и оснащены длинной ручкой, чтобы удерживать тепло металла подальше от человека, держащего их. Их емкость ограничена тем, что может безопасно держать человек. Более крупные ковши обычно называют редукторными крановыми ковшами. Их емкость обычно определяется функцией ковша. Небольшие ручные ковши также могут быть тигелями, которые оснащены подъемными устройствами. Однако в большинстве литейных цехов литейный ковш относится к стальному сосуду, который имеет подъемную скобу, установленную так, чтобы сосуд можно было переносить мостовым краном или монорельсовой системой, а также оснащен механическим средством для вращения сосуда, обычно в виде редуктора. Редуктор может управляться вручную или приводиться в действие электроприводом. (Дополнительную информацию см. в параграфе ниже).
Для транспортировки очень больших объемов расплавленного металла, например, на сталелитейных заводах , ковш может перемещаться на колесах, специально сконструированной тележке для перемещения ковшей или подвешиваться к мостовому крану и наклоняться с помощью второго подъемного устройства.
Наиболее распространенной формой ковша является вертикальный конус, но возможны и другие формы. Наличие конического конуса в качестве оболочки добавляет прочности и жесткости оболочке. Наличие конуса также помогает, когда приходит время удалять огнеупорную футеровку. Однако оболочки с прямыми стенками также изготавливаются, как и другие формы.
Наиболее распространенная из этих других форм известна как барабанный ковш и имеет форму горизонтального цилиндра, подвешенного между двумя тележками . Большие версии, часто имеющие вместимость свыше 100 тонн (98 длинных тонн; 110 коротких тонн), используются на сталелитейных заводах и часто называются торпедными ковшами. [ необходима цитата ] Торпедные ковши обычно используются для транспортировки жидкого чугуна из доменной печи в другую часть сталелитейного завода. Некоторые версии даже адаптированы таким образом, чтобы их можно было перевозить на специальных тележках, которые можно перевозить как по дороге, так и по железной дороге.
Ковши могут иметь конструкцию «налив через носик», «чайниковый носик», «осевую конструкцию с носиком» или «налив снизу»:
Ковши могут быть как с открытым верхом, так и с крышкой. Крытые ковши имеют (иногда съемную) куполообразную крышку для удержания лучистого тепла ; они теряют тепло медленнее, чем ковши с открытым верхом. Маленькие ковши обычно не имеют крышек, хотя вместо них может использоваться керамическое одеяло (если доступно).
Средние и большие ковши, подвешенные к крану, имеют петлю, которая удерживает ковш на валах, называемых цапфами . Для наклона ковша используется редуктор, и это обычно червячная передача . Механизм передачи может управляться вручную с помощью большого колеса или может управляться электродвигателем или пневматическим двигателем. Силовое вращение позволяет оператору ковша перемещаться на безопасное расстояние и управлять вращением ковша с помощью подвесного или радиопульта дистанционного управления. Силовое вращение также позволяет ковшу иметь несколько скоростей вращения, что может быть полезно для всего процесса литья. Силовое вращение, очевидно, также снижает усилия, требуемые оператором ковша, и позволяет переносить и разливать большие объемы расплавленного металла в течение длительного времени без усталости оператора. Если ковш оснащен ручным редуктором, типом редуктора, который чаще всего используется, является конструкция червячного колеса, поскольку в большинстве практических случаев и при правильном обслуживании его можно считать «самоблокирующимся» и не требует внутреннего фрикционного тормоза для регулирования скорости наклона ковша. Могут использоваться и другие типы зубчатых передач, но они должны быть оснащены дополнительной тормозной системой, которая может удерживать ковш, если оператор уберет руку со штурвала.
Ковши с осью у носка также могут использовать гидравлические домкраты для наклона ковша. Самые большие ковши не имеют редуктора и обычно разливаются с помощью специального двухлебедочного крана, где главная лебедка несет ковш, а вторая лебедка зацепляет выступ в нижней части ковша. Подъем второй лебедки затем вращает ковш на его цапфах.
Ковши часто проектируются для специальных целей, таких как добавление сплавов в расплавленный металл. Ковши также могут иметь пористые пробки, вставленные в основание, так что инертные газы могут барботироваться через ковш для улучшения легирования или методов обработки металла.