Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Метод выпуска металла через летку нашел широкое применение в практике черной металлургии, но для литья цветных металлов он не всегда оказывается удобным.
Различают летки двух типов — шпуровые и щелевые (рис. 13).
Шпуровая летка представляет круглый канал переменного сечения, идущий от нижней части ванны печи наружу с некоторым уклоном к горизонту. Капал несколько расширяется в этом направлении, что позволяет удобно забивать его перед началом плавки мастикой из глины, шамота или песка, смешанных с графитом, коксом или антрацитом, и некоторого количества воды. При выпуске металла из печи пробку из мастики, закрывающую летку, вскрывают ломом, и металл выпускают в ковш.
Шпуровые летки в печах для плавки цветных металлов и сплавов рекомендуется устраивать в тех случаях, когда вся садка печи выпускается целиком в один прием. Выпускать часть металла из печи неудобно, так как не всегда удается сразу прервать струю и закрыть летку пробкой, а это влечет за собой потерю металла. Кроме того, если при перехватывании струи пробкой между ней и стенкой печи останется прослойка металла, который вскоре охладится и даст твердую оболочку около пробки, то при новом выпуске металла ее будет трудно взломать.
При плавке легких сплавов применение шпуровой летки влечет понижение качества сплава, так как влага пробки при прогревании мастики испаряется, и водяной пар длительное время в виде пузырей проходит через расплавленный металл. При этом идет реакция алюминия с водой:
Водород растворяется в расплавленном металле, а глинозем остается в нем во взвешенном состоянии. Таким образом, качество металла ухудшается.
Аналогичные реакции идут не только в случае алюминиевых сплавов, но также и при соприкосновении водяного пара с другими сплавами, содержащими алюминий, цинк, марганец, никель, железо и другие активные компоненты
Щелевая летка устраивается в виде сплошного вертикального прореза в одной из стенок печи. Верхняя граница щелевой летки распространяется до уровня, расположенного несколько выше зеркала ванны наполненной печи. Нижний профиль летки имеет вид желоба, идущего от нижней точки ванны к наружной поверхности стенки с уклоном около 20° к горизонту (рис. 13, б). Ширина щели обычно делается в размер половины кирпича (115 мм). Вся полость щели перед началом плавки затрамбовывается (мастикой так, что поверхность заделки, обращенная к металлу, принимает профиль ванны, а наружная выравнивается по вертикальной плоскости стены печи. Для гарантии от прорыва металла через заделку во время плавки по этой плоскости укладываются железные полосы и заклиниваются у арматуры печи.
Вскрытие летки для производства литья начинается в верхней части — выше уровня металла в печи. Заделочная мастика выбирается клюшкой таким образом, чтобы канал имел вид желобка.
Постепенно разгребая заделочную массу, доходят до уровня металла в печи. Когда уровень канала окажется ниже уровня металла в печи, тонкая струйка металла потечет по желобу. Из канала в заделочной мастике металл будет падать вниз, в желоб печи, а по нему стекать в ковш для разливки по изложницам.
Этот способ разливки в некоторых случаях удобен для непрерывного литья. Для этого под неподвижным желобом устраивается наклоняющийся ковш, в который металл из печи течет непрерывно. Из разливочного же ковша при его наклонении металл может выливаться периодически в момент, когда под носок ковша подводится изложница.
Обычно изложницы устанавливаются на разливочной машине или конвейере (рис. 14), который периодически перемещается. Один из рабочих наклоняет разливочный ковш, а другой управляет перемещением машины (при пультовом управлении обе эти операции выполняет один рабочий), наконец, третий — следит за вытеканием металла из печи а наполнением изложниц.
Чтобы увеличить скорость разливки, наклоняющийся разливочный ковш устраивают с целым рядом желобков. При наклонении ковша из него вытекает сразу несколько струй, причем отливается столько же слитков (рис. 15).
Периодическая разливка металла через щелевую летку также возможна. Перерыв струи в этом случае производится без всяких затруднений, так как напор, под которым металл вытекает из печи, соответствует давлению столбика расплавленного металла всего лишь в 15—20 мм высотой, тогда как при шпуровой летке напор составляет 400—600 мм, а иногда и больше. Для остановки струп в щелевой летке достаточно положить на струю массивный металлический кусок, вследствие чего произойдет быстрое местное охлаждение и прекратится вытекание, а затем добавить заделочную мастику. В таком виде печь может оставаться достаточно долго до следующего периода литья.
Щелевые летки применяются лишь в тех случаях, когда может быть допущен длинный путь тонкой струи металла и связанное с этим окисление и запутывание пузырьков воздуха в металле с образованием пены.
При движении тонкой струи металла в воздухе происходит энергичное его окисление. Если по роду литья это нежелательно, то от устройства обычной щелевой летки следует воздержаться.
Лить металл через щелевую летку толстой струей неудобно, так как при непрерывном литье не удается своевременно подводить изложницы под носок ковша, а при периодическом литье — трудно останавливать струю вследствие большого напора металла.
При литье сплавов, содержащих алюминий, кремний, магний, цинк и пр., щелевая летка неприменима, потому что большая высота падения металла и интенсивное окисление вызывают образование большого количества окисленной пены.
Литье меди через щелевую летку допустимо в том случае, если некоторое окисление во время литья не повредит качеству слитка или готового изделия. Содержание до 0,05% О2 в меди во многих случаях допустимо, поэтому при условии принятия мер против слишком большого окисления струи может быть использована щелевая летка при наличии стационарных печей. В других случаях через щелевую летку может отливаться медь, идущая на сравнительно неответственные отливки, например аноды.