2.5.4.3. Расчет литниковой системы при заливке форм из стопорного ковша

При заливке из стопорного ковша, в отличие от заливки из поворотного ковша, напор жидкой стали в ковше изменяется в процеесе заполнения формы. Таким образом, в данном случае имеем переменный напор и в ковше и в литейной форме. Причем, ковш как гидравлическое устройство действует автономно, тогда как литниковая система литейной формы должна действовать согласованно с первым.

В начале разливки статический напор жидкого металла равен H_К,НАЧ всегда больше, чем в конце Н_К,КОН (Табл. 2.5.8). Соответственно расход его из ковша максимален в начале разливки q_К,МАК и минимален в конце ее q_К,МИН.

Таблица 2.5.8 Ориентировочные значения статических напоров в стопорных ковшах

Вместимость ковша, т	Величина напора, мм
	В начале заполнения формы НК,НАЧ	В конце заполнения полости отливки НК,КОН
0,5 1 4 6 10 16 20	520 750 1100 1250 1350 1550 1700	200 280 330 360 380 410 430

В начале разливки литейная форма также заполняется расплавом под наибольшим статически напором:

H_ЛС,НАЧ = H_О + H₂ + H_К,НАЧ , (2.5.20)

где H₂ и H_К,НАЧ - расстояние от верхнего горизонта формы до выходного среза стопорного отверстия и начальная высота расплава в ковше соответственно, м.

В конце разливки статический напор металла становится наименьшим:

H_ЛС,КОН = (H_О – Р) + H₂+ H_К,КОН , (2.5.21)

где H_К,КОН – конечная высота расплава в ковше, м.

Соответственно расход расплава в литниковой системе также максимален вначале q_ЛС= q_ЛС,МАК и минимален в конце разливки q_ЛС= q_ЛС,МИН. Из условия согласованной работы ковша и литниковой системы формы следует:

q_К,МАК = q_ЛС,МИН , (2.5.22)

где

q_К,МАК =_К F_К,СТ  ; (2.5.23)

q_ЛС,МИН =_ЛС F_ЛС,МИН  ; (2.5.24)

_К и _ЛС – коэффициенты расхода для стопорного стакана ковша и литниковой системы соответственно;

F_К,СТ и F_ЛС,МИН – площади сечений отверстия стопорного стакана и узкого места литниковой системы соответственно, м².

Из выражений (2.5.22 - 2.5.24) следует:

F_К,СТ = F_ЛС,МИН (_ЛС / _К) . (2.5.25)

Площадь сечения узкого места литниковой системы находят по известной формуле (2.5.13):

F_ЛС,МИН = F_УЗ = М_Р / ( _ЛС t_ОПТ _Ж  ). (2.5.26)

По значению F_К,СТ рассчитывают расчетноый диаметр отверстия стопоного стакана:

D_К,РАСЧ = . (2.5.27)

Затем полученное значение сравнивают с диаметром отверстия стопорных стаканов из стандартного ряда:

D_{К,СТАНД} , мм: 30 35 40 45 50 55 60 65 70

и принимают диаметр отверстия равным ближайшему диаметру из стандартного ряда D _К= D_{К,СТАНД}. Далее рассчитывают уточненную площадь отверстия стопорного стакана:

F_К,УТ = (D_{К,СТАНД})²/4 . (2.5.28)

В связи с фактическим изменением размера отверстия стопорного стакана ковша необходимо соответственно скорректировать площадь узкого места литниковой системы:

F_УЗ = F_ЛС = F_К,УТ  (_К / _ЛС)  . (2.5.29)

По площади узкого места, с учетом принятых соотношений (2.5.10 – 2.5.13), определяют суммарные площади сечений всех элементов литниковой системы F_С, F_ЛХ и F_ПИТ.