МОНИТОРИНГ СРЕДЫ ЛИТЬЯ Российский патент 2023 года по МПК B22D11/49 B22D11/14 B22D11/16 B22D11/18 B22D11/20 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет предварительной заявки на патент США №62/705,947, поданной 23 июля 2020 г. и озаглавленной «Monitoring Casting Environment», содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки для всех целей.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее раскрытие в целом относится к литью металлов и, более конкретно, к связанным с ним процессам и системам для мониторинга процесса литья металлов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Расплавленный металл может быть подан в кристаллизатор для создания металлического слитка. Эти металлические слитки могут быть сформированы с использованием, например, литья с прямым охлаждением (DC) или электромагнитного литья (ЕМС). При литье DC расплавленный металл обычно заливают в кристаллизатор с водяным охлаждением. Кристаллизатор может содержать нижний блок, установленный на телескопическом гидравлическом столе для образования ложного дна. Нижний блок может быть расположен на дне кристаллизатора или рядом с ним до подачи расплавленного металла в кристаллизатор. Когда расплавленный металл подается в кристаллизатор, расплавленный металл может заполнять полость кристаллизатора, а наружная и нижняя части кристаллизатора могут охлаждаться. Расплавленный металл может охладиться и начать затвердевать, образуя оболочку из твердого или полутвердого металла вокруг расплавленной сердцевины. По мере опускания нижнего блока в полость кристаллизатора может подаваться дополнительное количество расплавленного металла.

[0004] До, во время и после процесса литья кристаллизатор и металлический слиток могут быть подвержены мониторингу одним или большим количеством датчиков. Например, датчик уровня металла может измерять высоту расплавленного металла в кристаллизаторе. Многие из этих датчиков размещаются внутри и вокруг кристаллизатора и часто вступают в физический контакт со слитком или кристаллизатором. Для снижения риска наличия оператора, попадающего в среду литья, и наличия датчиков, контактирующих со слитком, может быть желательным осуществлять мониторинг процесса литья извне среды литья с использованием системы, которая не вступает в контакт со слитком.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Термин «варианты осуществления» и подобные термины предназначены для широкого обозначения всего объекта изобретения настоящего раскрытия и приведенной ниже формулы изобретения. Утверждения, содержащие эти термины, следует понимать как не ограничивающие объект изобретения, описанный в настоящем документе, или как не ограничивающие значение или объем приведенной ниже формулы изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения, раскрытые в настоящем документе, определяются формулой изобретения, приведенной ниже, а не данной сущностью изобретения. Данная сущность изобретения представляет собой общий обзор различных аспектов настоящего изобретения и вводит некоторые из идей, которые дополнительно описаны ниже в разделе «Подробное описание изобретения». Данная сущность изобретения не предназначена для определения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначена для использования отдельно с целью определения объема заявленного объекта изобретения. Объект изобретения следует воспринимать со ссылкой на соответствующие части всего описания настоящего раскрытия, все возможные графические материалы и каждый пункт формулы изобретения.

[0006] Некоторые примеры в настоящем документе относятся к системам и способам мониторинга системы литья во время процесса литья. В различных примерах используются системы литья, включающие в себя желоб для подачи расплавленного металла в один или большее количество кристаллизаторов во время процесса литья. По меньшей мере один из кристаллизаторов может иметь несколько боковых стенок, расположенных между верхом и низом кристаллизатора. Верх и низ кристаллизатора могут быть открытыми, что позволяет желобу подавать расплавленный металл через открытый верх и позволяет затвердевающему металлу выходить через открытый низ. Система может включать в себя одну или большее количество камер, причем по меньшей мере одна камера имеет поле обзора, включающее по меньшей мере часть кристаллизатора. Например, поле обзора одной или большего количества камер может включать верх кристаллизатора. Компьютерная система может использоваться для обнаружения одного или большего количество событий во время операции литья, таких как уровень металла в кристаллизаторе или расстояние между нижним блоком и частью металлического слитка. Компьютерная система может определить соответствующее действие и/или предупреждение на основе одного или большего количества обнаруженных событий.

[0007] В различных примерах обеспечена система для мониторинга операции литья. Система может включать кристаллизатор, определяющий отверстие для приема расплавленного металла, желоб, включающий в себя устройство управления потоком, выполненное с возможностью регулирования скорости потока расплавленного металла из желоба в кристаллизатор во время операции литья, камеру, имеющую поле обзора и выполненную с возможностью захвата оптических данных, связанных с операцией литья, и контроллер, включающий в себя процессор, выполненный с возможностью исполнения инструкций, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в памяти. Контроллер может предписывать процессору выполнение операций процессора, включая прием оптических данных, связанных с операцией литья; генерирование на основе по меньшей мере оптических данных профиля, связанного с операцией литья; сравнение профиля с базовым профилем; и на основе сравнения определение того, произошло ли конкретное событие.

[0008] В различных примерах обеспечен способ мониторинга кристаллизатора. Способ может включать инициирование операции литья с использованием одного или большего количества элементов оборудования системы литья, включающей кристаллизатор и желоб. Операция литья может включать одно или большее количество действий, которые вызывают или облегчают вытекание расплавленного металла из желоба в кристаллизатора. Способ мониторинга может также включать захват с помощью камеры первых оптических данных, связанных с по меньшей мере одним из одного или большего количества элементов оборудования; генерирование на основе первых оптических данных профиля, связанного с по меньшей мере одним из одного или большего количества элементов оборудования; сравнение профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0009] В различных примерах обеспечена система для мониторинга кристаллизатора. Система может включать кристаллизатор, определяющий отверстие для приема расплавленного металла, желоба, выполненного с возможностью доставки расплавленного металла в кристаллизатор во время операции литья, камеру, имеющую поле зрения, включающее по меньшей мере расплавленный металл или часть кристаллизатора и выполненную с возможностью захвата оптических данных, связанных с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, и контроллер, включающий в себя процессор, выполненный с возможностью исполнения инструкций, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в памяти. Контроллер может предписывать процессору исполнять операции процессора, включая прием первых оптических данных, связанных с расплавленным металлом или частью кристаллизатора; генерирование профиля, связанного с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, на основе по меньшей мере первых оптических данных; сравнение профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0010] Другие объекты и преимущества будут очевидны из следующего подробного описания неограничивающих примеров.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0011] В описании делается ссылка на следующие прилагаемые фигуры, на которых применение одинаковых ссылочных позиций на разных фигурах предназначено для иллюстрации подобных или аналогичных компонентов.

[0012] Фиг. 1 представляет собой изображение системы для мониторинга среды литья согласно различным вариантами осуществления.

[0013] Фиг. 2 представляет собой поперечный разрез части системы мониторинга по фиг. 1 согласно различным вариантам осуществления.

[0014] Фиг. 3 представляет собой вид сверху части системы мониторинга по фиг. 1 согласно различным вариантам осуществления.

[0015] Фиг. 4 иллюстрирует пример компьютерной системы для использования с системой мониторинга по фиг. 1 согласно различным вариантам осуществления.

[0016] Фиг. 5 представляет собой блок-схему, представляющую пример процесса использования системы мониторинга согласно различным вариантам осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] В контексте данного документа термины «изобретение», «данное изобретение», «это изобретение» и «настоящее изобретение» предназначены для широкого обозначения всего объекта изобретения этой заявки на патент и приведенной ниже формулы изобретения. Утверждения, содержащие эти термины, следует понимать как не ограничивающие объект изобретения, описанный в настоящем документе, или как не ограничивающие значение или объем приведенной ниже формулы изобретения патента. Объект вариантов осуществления настоящего изобретения описан в данном документе со спецификой для удовлетворения требований законодательства, но это описание не обязательно предназначено для ограничения объема формулы изобретения. Заявленный объект может быть реализован другими способами, может включать другие элементы или этапы и может применяться в сочетании с другими существующими или будущими технологиями. Данное описание не следует истолковывать как подразумевающее какой-либо конкретный порядок или расположение среди различных этапов или элементов или между ними, за исключением случаев, когда явно описан порядок отдельных этапов или расположение элементов. Используемая в данном документе форма единственного числа включает ссылки на единственное и множественное число, если из контекста явно не следует иное.

[0018] Хотя некоторые аспекты настоящего раскрытия могут подходить для использования с любым типом материала, например, металлом, некоторые аспекты настоящего раскрытия могут быть особенно подходящими для применения с алюминием.

[0019] Следует понимать, что все диапазоны, раскрытые в настоящем документе, охватывают любые и все поддиапазоны, включенные в него. Например, заявленный диапазон «от 1 до 10» следует рассматривать как включающий все возможные поддиапазоны между (и включительно) минимальным значением 1 и максимальным значением 10; то есть все поддиапазоны, начинающиеся с минимального значения 1 или более, например от 1 до 6,1, и заканчивающиеся максимальным значением 10 или менее, например от 5,5 до 10.

[0020] Следующие примеры будут служить для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения, но в то же время, однако, не будут представлять собой какое-либо его ограничение. Напротив, следует четко понимать, что могут быть сделаны ссылки на различные варианты осуществления, модификации и их эквиваленты, которые после прочтения настоящего описания могут прийти на ум специалистам в данной области техники без отклонения от сущности настоящего изобретения.

[0021] Фиг. 1 иллюстрирует систему 100 мониторинга для мониторинга среды литья, включающую в себя одну или большее количество кристаллизаторов 102 и связанные с ними компоненты, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Указанная система 100 мониторинга может включать в себя любое количество компонентов, однако в различных вариантах осуществления система 100 мониторинга включает в себя желоб 104, расположенный над одним или большим количеством кристаллизаторов 102. Желоб 104 может включать в себя одно или большее количество отверстий для подачи расплавленного металла 106 в кристаллизаторы 102. Расплавленный металл 106 может охлаждаться в слиток 108 (например, твердый или полутвердый слиток) во время процесса литья. Одна или большее количество камер 110 могут быть расположены в среде литья для обнаружения или захвата оптических данных, связанных с одним или большим количеством компонентов. Например, камеры 110 могут захватывать оптические данные, связанные с расплавленным металлом 106. Оптические данные могут быть обработаны с использованием компьютерной системы 112 для мониторинга одной или большего количества операций литья.

[0022] Используя систему 100 мониторинга, различные компоненты, используемые в процессе литья, могут быть подвержены мониторингу удаленно. Например, среда литья и/или компоненты литья могут быть подвержены мониторингу с помощью камер, таких как камеры 110. Удаленный мониторинг позволяет пользователю оставаться за пределами среды литья или входить в нее на более короткое время, чем это требуется в противном случае. Кроме того, одновременно можно осуществлять мониторинг нескольких аспектов среды литья, что снижает потребность в дополнительных системах мониторинга. Удаленный мониторинг также может позволить разместить часть или всю систему 100 мониторинга дальше от одного или большего количества источников тепла в среде литья. Например, вместо наличия датчикового оборудования, расположенного рядом с кристаллизатором 102 или прикрепленого к нему, где оно может подвергаться сильному нагреву от расплавленного металла 106, камеры 110 можно расположить вдали от кристаллизатора 102 и/или расплавленного металла 106 в более прохладной среде. Размещение оборудования для мониторинга вдали от источников тепла может дополнительно или альтернативно уменьшить количество ремонтов и замен, экономя время и деньги.

[0023] Кристаллизаторы 102 могут быть расположены в среде литья и принимать расплавленный металл 106 в отверстие кристаллизатора. Кристаллизатор 102 может включать в себя материал, способный выдерживать нагрев расплавленного металла 106 при его охлаждении с формированием слитка 108. Например, кристаллизатор 102 может включать в себя графит. Кристаллизатор 102 может иметь любую подходящую форму или конструкцию для приема и охлаждения расплавленного металла 106. В различных вариантах осуществления кристаллизатор 102 может иметь прямоугольное поперечное сечение с четырьмя стенками кристаллизатора и открытым верхом для приема расплавленного металла 106 и открытым низом, обеспечивающим выход слитка 108. В некоторых вариантах осуществления кристаллизатор 102 может включать в себя нижний блок 114 или взаимодействовать с ним для формирования слитка 108, что обычно имеет место в кристаллизаторе 102, используемом для литья с прямым охлаждением. Нижний блок 114 может быть подвижным или неподвижным. В некоторых вариантах осуществления нижний блок 114 может представлять собой начальную головную часть, установленную на телескопическом гидравлическом столе. В альтернативных вариантах осуществления кристаллизатор 102 может иметь любой тип и форму, подходящие для литья расплавленного металла 106.

[0024] В различных вариантах осуществления кристаллизатор 102 может дополнительно или альтернативно способствовать охлаждению расплавленного металла 106 для формирования слитка 108. В неограничивающем примере кристаллизатор 102 представляет собой кристаллизатор с водяным охлаждением. Например, кристаллизатор 102 может включать в себя систему охлаждения, в которой используют одно или большее количество из воздуха, гликоля или любой подходящей охлаждающей среды. В различных вариантах осуществления кристаллизатора 102 может иметь нагреваемые стенки для замедления охлаждения стенок кристаллизатора (например, может использоваться кристаллизатор для установки непрерывного литья заготовок Ohno (ОСС)).

[0025] Слиток 108 может быть сформирован расплавленным металлом 106, охлаждаемым стенками кристаллизатора 102. Например, расплавленный металл 106 может быть подан в кристаллизатор 102 и начать затвердевать, формируя слиток 108. Нижний блок 114 можно постоянно опускать, в то время как дополнительный расплавленный металл 106 добавляется на верх кристаллизатора 102, удлиняя слиток 108.

[0026] Расплавленный металл 106 или слиток 108 может быть сформирован из любого металла или комбинации металлов, способных нагреваться до температуры плавления. В неограничивающем примере расплавленный металл 106 и/или слиток 108 включает в себя алюминий. В различных вариантах осуществления расплавленный металл 106 и/или слиток 108 может включать в себя железо, магний или комбинацию металлов.

[0027] Как упоминалось выше, расплавленный металл 106 может быть подан в один или большее количество кристаллизаторов 102 с помощью одного или большего количества желобов 104, расположенных рядом с кристаллизатором. Желоба 104 могут включать в себя одно или большее количество отверстий для подачи расплавленного металла 106 в один или большее количество кристаллизаторов 102. В различных вариантах осуществления желоб 104 может быть расположен над одним или большим количеством кристаллизаторов 102 и подавать расплавленный металл 106 в один или большее количество кристаллизаторов 102 через одно или большее количество отверстий. Желоб 104 может быть любого размера и формы, подходящих для содержания и выдачи расплавленного металла 106. Как показано, желоб 104 имеет прямоугольную форму с U-образным каналом для размещения расплавленного металла 106. В некоторых вариантах осуществления желоб 104 может иметь любой подходящий размер и форму для подачи расплавленного металла 106 в один или большее количество кристаллизаторов 102.

[0028] В различных вариантах осуществления желоб 104 может включать в себя устройство 116 управления потоком. Устройство 116 управления потоком может управлять скоростью потока расплавленного металла 106 из желоба 104 в один или большее количество кристаллизаторов 102. Как описано ниже в отношении фиг. 2, устройство 116 управления потоком может включать в себя штифт, расположенный в отверстии для управления потоком расплавленного металла 106 в один или большее количество кристаллизаторов 102.

[0029] Одна или большее количество камер 110 могут быть расположены в среде литья для захвата или обнаружения оптических данных. В различных вариантах осуществления камеры 110 могут быть расположены для обнаружения оптических данных, относящихся к одному или большему количеству кристаллизаторов 102. Камеры 110 могут быть оптикой или включать в себя оптику, способную захватывать неподвижные или движущиеся изображения, тепловые изображения, инфракрасные изображения, рентгеновские лучи или любые подходящие оптические данные. В различных вариантах осуществления камеры 110 могут отправлять оптические данные в компьютерную систему 112 для обработки. В некоторых вариантах осуществления камеры 110 могут быть компонентами или включать в себя компоненты, позволяющие камерам обрабатывать некоторые или все оптические данные.

[0030] Камеры 110 могут иметь поле 118 обзора, которое включает в себя по меньшей мере часть кристаллизатора 102. В некоторых вариантах осуществления камеры 110 могут быть передвигаемой или перерасполагаемой для изменения поля 118 обзора. Например, камеры 110 могут поворачиваться для обнаружения оптических данных, связанных с двумя соседними кристаллизаторами 102. Камера 110 может быть расположена напротив одного или большего количества кристаллизаторов 102 или иным образом иметь поле 118 обзора, включающее в себя по меньшей мере часть кристаллизатора 102. В различных вариантах осуществления камера 110 расположена над кристаллизатором 102 с полем 118 обзора, которое включает в себя по меньшей мере часть верха кристаллизатора 102. Камера 110 может дополнительно или альтернативно располагаться под кристаллизатором 102 с полем обзора, которое включает в себя по меньшей мере часть низа кристаллизатора 102.

[0031] В различных вариантах осуществления камеры 110 могут быть расположены в любой подходящей ориентации, чтобы иметь поле 118 обзора, включающее в себя среду литья и/или любой подходящий компонент, расположенный в среде литья или рядом с ней. Например, камеры 110 могут иметь поле 118 обзора, которое включает в себя среду литья и часть кристаллизатора 102, расположенную в среде литья. Камеры 110 могут быть расположены в среде литья или расположены за пределами среды литья. В дополнительных вариантах осуществления ориентацию камер 110 можно регулировать, чтобы включить в себя среду литья и/или любой подходящий компонент, расположенный в среде литья или рядом с ней.

[0032] Система 100 мониторинга может включать в себя несколько камер 110, работающих совместно. Несколько камер 110 могут быть расположены так, чтобы иметь смежные или перекрывающиеся поля 118 обзора. Например, две камеры 110 могут быть установлены на разной высоте над кристаллизатором 102 и могут иметь перекрывающиеся поля 118 обзора кристаллизатора 102. В качестве другого примера можно установить две или большее количество камер 110 таким образом, чтобы каждая камера 110 имела поле 118 обзора части одной стороны кристаллизатора 102. Каждое поле 118 обзора может быть объединено для формирования изображения всей стороны кристаллизатора 102 или других интересующих совокупных областей.

[0033] Компьютерная система 112 может принимать оптические данные с камер 110. Компьютерная система 112 может включать в себя аппаратное обеспечение и программное обеспечение для исполнения машиноисполняемых инструкций. Например, компьютерная система 112 может включать в себя память, процессоры и операционную систему для исполнения машиноисполняемых инструкций (фиг. 4). Компьютерная система 112 может иметь аппаратное обеспечение или программное обеспечение, способное взаимодействовать с другими устройствами через проводное соединение или беспроводное соединение (например, Bluetooth). Компьютерная система 112 может быть связана с одним, некоторой комбинацией или всеми из: устройством 116 управления потоком, камерой 110 или любыми другими подходящими компонентами, связанными со средой литья.

[0034] В различных вариантах осуществления компьютерная система 112 может находиться в одном физическом местоположении. Например, компьютерная система 112 может представлять собой аппаратное обеспечение и программное обеспечение, расположенное на том же производственном предприятии, что и один или большее количество кристаллизаторов 102, и обмениваться данными с камерами 110 через локальную сеть связи (например, Wi-Fi или Bluetooth). В некоторых вариантах осуществления одна или большее количество компьютерных систем 112 могут быть расположены в нескольких физических местоположениях и обмениваться данными с камерами 110 посредством связи на большие расстояния (например, Интернет, радиоволны или спутники). Например, компьютерная система 112 может быть системой облачных вычислений, включающей в себя любое количество подключенных к Интернету вычислительных компонентов.

[0035] Компьютерная система 112 может содержать аппаратное обеспечение и программное обеспечение, позволяющее исполнять этапы приема оптических данных от камеры (камер) 110, анализа принятых данных и генерирования операционных инструкций для операции литья. Некоторые или все из этих этапов могут выполняться одной компьютерной системой 112 или несколькими компьютерными системами.

[0036] В различных вариантах осуществления компьютерная система 112 может содержать аппаратное обеспечение и программное обеспечение, позволяющее исполнять этапы подачи расплавленного металла 106 в кристаллизатор 102 как часть операции литья, приема оптических данных, связанных с операцией литья, генерирования профиля, связанного с операцией литья на основе оптических данных, сравнения профиля с базовым профилем, определения того, произошло ли событие, и генерирования операционных инструкций для операции литья. Компьютерная система 112 может исполнять один или большее количество этапов в любом подходящем порядке.

[0037] В различных вариантах осуществления компьютерная система 112 может оповещать пользователя на основе оптических данных, принятых от камер 110. Например, компьютерная система 112 может активировать сигнал тревоги в ответ на оптические данные. Сигнал тревоги может соответствовать или включать в себя звонок, свет, сирену, дисплей, динамик или любой другой объект, способный привлечь внимание пользователя или системы и/или передать информацию пользователю или системе.

[0038] Другие действия могут быть запрошены в дополнение или вместо активации сигнала тревоги. В различных вариантах осуществления изменение потока расплавленного металла 106 в одну или большее количество кристаллизаторов 102 может быть введено вместе с активацией сигнала тревоги или вместо него. Например, устройство 116 управления потоком может управляться для увеличения, уменьшения или иного изменения скорости потока, количества или других характеристик потока расплавленного металла 106 в кристаллизатор 102. В различных вариантах осуществления оповещение дополнительно или альтернативно может отображаться, регистрироваться, отправляться или иным образом сообщаться пользователю или другому элементу системы (например, и может быть независимым или выполняться в сочетании с активацией сигнала тревоги и/или изменением потока расплавленного металла 106).

[0039] Обращаясь к фиг. 2, показан поперечный разрез части системы 100 мониторинга по фиг. 1. Часть системы 100 мониторинга включает в себя кристаллизатор 102, камеру 110 и желоб 104. Желоб 104 может включать в себя устройство 116 управления потоком для управления потоком расплавленного металла, вытекающего из желоба в кристаллизатор 102. Устройство 116 управления потоком может содержать штифт 202, расположенный в отверстии 204. Штифт 202 может быть прикреплен к двигателю 206 для перемещения штифта относительно отверстия 204.

[0040] Штифт 202 может быть расположен в отверстии 204 желоба 104. Отверстие 204 и/или штифт 202 может иметь коническую форму, так что перемещение штифта вниз относительно отверстия уменьшает кольцевое пространство между штифтом и отверстием. Штифт 202 может быть поднят и/или опущен, чтобы отрегулировать поток расплавленного металла 106 из желоба 104. Например, штифт 202 можно поднять, чтобы увеличить кольцевое пространство между штифтом и отверстием 204, увеличивая вытекание расплавленного металла 106 из желоба 104 (например, как показано сплошными линиями). Кроме того, штифт 202 можно опустить, чтобы сузить кольцевое пространство между штифтом и отверстием 204, уменьшая и/или останавливая поток расплавленного металла 106 из желоба 104 (например, как показано пунктирными линиями).

[0041] Штифт 202 может быть поднят и/или опущен двигателем 206. В различных вариантах осуществления двигатель 206 может быть связан с компьютерной системой 112 для автоматического подъема и/или опускание штифта 202. В различных вариантах осуществления штифт 202 может быть поднят и/или опущен вручную. В некоторых примерах ручное поднятие и/или опускание штифта 202 может быть вызвано компьютерной системой 112. В некоторых вариантах осуществления штифт 202 может быть автоматически поднят и/или опущен, чтобы поддерживать уровень расплавленного металла 106 в кристаллизаторе 102 в пределах диапазона порогового значения. Штифт 202 может дополнительно или альтернативно быть автоматически поднят и/или опущен в ответ на обнаружение зазора между слитком 108 и нижним блоком 114. Кроме того, штифт 202 может быть автоматически поднят и/или опущен в ответ на обнаружение одной или большего количества утечек в кристаллизаторе, трещин в кристаллизаторе, пыли на кристаллизаторе, ржавчины на кристаллизаторе, смещения кристаллизатора, влаги в кристаллизаторе, металла в кристаллизаторе, зацепления плиты, положения плиты, дрейфа плиты, и/или выхода из строя системы охлаждения.

[0042] В различных вариантах осуществления штифт 202 может быть поднят и/или опущен (например, штифт может быть пульсирующим) на основе одного или большего количества состояний расплавленного металла 106 и/или кристаллизатора 102. Например, штифт 202 может быть поднят и опущен в ответ на отрыв расплавленного металла 106 от кристаллизатора 102. В некоторых вариантах осуществления штифт 202 может быть поднят и опущен через определенные промежутки времени, чтобы регулировать поток расплавленного металла 106 в кристаллизатор 102. Импульсное движение штифта 202 может привести к тому, что расплавленный металл 106, втекающий в кристаллизатор 102, нарушит поверхностное натяжение расплавленного металла в кристаллизаторе 102. Нарушение поверхностного натяжения расплавленного металла 106 в кристаллизаторе 102 может вызвать более легкое течение расплавленного металла по поверхности расплавленного металла в кристаллизаторе. В дополнительных вариантах осуществления устройство 116 управления потоком может дополнительно или альтернативно включать в себя клапан, стопор, воронку или другую подходящую конструкцию.

[0043] Обращаясь к фиг. 3 показан пример поля 118 обзора камеры 110. Поле 118 обзора может включать в себя стенки кристаллизатора 102, расплавленный металл 106, и/или слиток 108. Как показано в примере на фиг. 3, поле 118 обзора включает в себя одну сторону кристаллизатора 102 (например, верхнюю сторону) и весь периметр этой стороны кристаллизатора 102. Однако поле 118 обзора может включать в себя подчасть периметра кристаллизатора 102, части нескольких кристаллизаторов, несколько сторон кристаллизатора 102 или несколько сторон нескольких кристаллизаторов.

[0044] В качестве примера, поле 118 обзора изображено разделенным на четыре квадранта (например, I, II, III, IV). Однако поле 118 обзора может включать в себя большее количество или меньшее количество квадрантов. Одна камера 110 может иметь поле 118 обзора, которое включает в себя все четыре квадранта. Однако одна камера 110 может иметь поле 118 обзора, которое соответствует одному квадранту или под набору квадрантов. Дополнительно или альтернативно одна камера 110 может иметь поле 118 обзора, которое соответствует комбинации квадрантов. В некоторых вариантах осуществления одна камера 110 может иметь несколько полей 118 обзора (например, каждый квадрант представляет собой отдельное поле 118 обзора), между которыми может переключаться камера 110. Например, подвижная камера 110 может переключаться между полями 118 обзора, когда камера 110 перемещается вокруг верха кристаллизатора 102. В различных вариантах осуществления квадранты могут включать в себя метки, соответствующие координатам местоположений на слитке 108 и/или кристаллизаторе 102.

[0045] Фиг. 4 представляет собой пример компьютерной системы 400 для использования с системой 100 мониторинга, показанной на фиг. 1. В различных вариантах осуществления компьютерная система 400 включает в себя контроллер 410, реализованный в цифровом виде и программируемый с использованием обычных компьютерных компонентов. Контроллер 410 может быть использован в связи с определенными примерами (например, включая оборудование, такое как показано на фиг. 1) для выполнения процессов таких примеров. Контроллер 410 включает в себя процессор 412, который может исполнять код, хранящийся на материальном машиночитаемом носителе в памяти 418 (или где-либо еще, например, на портативном носителе, на сервере или в облаке среди других носителей), чтобы предписывать контроллеру 410 прием и обработку данных и выполнение действий и/или управление компонентами оборудования, как показано на фиг. 1. Контроллер 410 может представлять собой любое устройство, которое может обрабатывать данные и исполнять код, представляющий собой набор инструкций для исполнения действий, таких как управление промышленным оборудованием. В качестве неограничивающих примеров контроллер 410 может иметь форму реализованного в цифровом виде и/или программируемого ПИД-контроллера, программируемого логического контроллера, микропроцессора, сервера, настольного персонального компьютера или портативного персонального компьютера, портативного персонального компьютера, карманного компьютерного устройства и мобильного устройства.

[0046] Примеры процессора 412 включают в себя любую требуемую схему обработки, специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую логику, конечный автомат или другую подходящую схему. Процессор 412 может включать в себя один процессор или любое количество процессоров. Процессор 412 может осуществлять доступ к коду, хранящемуся в памяти 418, через шину 414. Память 418 может быть любым энергонезависимым машиночитаемым носителем, выполненным с возможностью материального воплощения кода, и может включать в себя электронные, магнитные или оптические устройства. Примеры памяти 418 включают в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память, дискету, компакт-диск, цифровое видеоустройство, магнитный диск, ASIC, сконфигурированный процессор или другое запоминающее устройство.

[0047] Инструкции могут храниться в памяти 418 или в процессоре 412 в виде исполняемого кода. Инструкции могут включать в себя специфичные для процессора инструкции, сгенерированные компилятором и/или интерпретатором из кода, написанного на любом подходящем языке программирования. Инструкции могут иметь форму приложения, которое включает в себя ряд уставок, параметров и запрограммированных этапов, которые при исполнении процессором 412 позволяют контроллеру 410 осуществлять мониторинг и управлять различными компонентами системы 100 мониторинга. Например, инструкции могут включать в себя инструкции для приложения машинного зрения.

[0048] Контроллер 410, показанный на фиг. 4, содержит интерфейс 416 ввода/вывода (I/O), посредством которого контроллер 410 может осуществлять связь с устройствами и системами, внешними к контроллеру 410, включая такие компоненты, как устройство 116 управления потоком или камера 110. Интерфейс 416 ввода/вывода (I/O) также может, при необходимости, принимать входные данные из других внешних источников. Такие источники могут включать в себя панели управления, другие человеко-машинные интерфейсы, компьютеры, серверы или другое оборудование, которое может, например, отправлять инструкции и параметры на контроллер 410 для управления его производительностью и работой; хранить и облегчать программирование приложений, которые позволяют контроллеру 410 исполнять инструкции в этих приложениях для мониторинга различных компонентов в процессе литья; и другие источники данных, необходимые или полезные для контроллера 410 при выполнении его функций. Такие данные могут быть переданы на интерфейс 416 ввода/вывода (I/O) через сеть, жесткую проводку, беспроводную связь, шину или иным необходимым образом.

[0049] Обращаясь к фиг. 5 показана блок-схема, представляющая пример процесса 500 использования системы 100 мониторинга. Некоторые или все процессы 500 (или любые другие процессы, описанные в настоящем документе, или варианты, и/или их комбинации) могут выполняться под управлением одной или большего количества компьютерных систем, сконфигурированных с исполняемыми инструкциями, и могут быть реализованы в виде кода (например, исполняемых инструкций, одной или большего количества компьютерных программ или одного или большего количества приложений), исполняемых вместе на одном или большем количестве процессоров, с помощью аппаратного обеспечения или их комбинации. Код может храниться на машиночитаемом носителе данных, например, в форме компьютерной программы, содержащей множество инструкций, исполняемых одним или большим количеством процессоров. Машиночитаемый носитель данных может быть энергонезависимым. Более того, если не указано иное, действия, показанные в процессах, не обязательно выполняются в указанном порядке и/или некоторые действия могут быть опущены в вариантах осуществления.

[0050] В различных вариантах осуществления система 100 мониторинга может использоваться для автоматического обнаружения одного или большего количества условий, присутствующих в среде литья. Например, система 100 мониторинга может использовать машинное обучение для мониторинга и обнаружения изменений условий в среде литья. В качестве нескольких неограничивающих примеров система 100 мониторинга может использоваться для обнаружения: когда/если расплавленный металл 106 оторвался от стенок кристаллизатора 102 (например, замерзание расплавленного металла 106), уровень расплавленного металла 106 в кристаллизаторе 102, зацепление плиты (например, расстояние, на которое плита введена в кристаллизатор), положение плиты (например, положение плиты, перемещаемой гидравлическим цилиндром), дрейф плиты (например, отклонение плиты от начального положения), правильное выравнивание кристаллизатора (например, выравнивание кристаллизатора 102 и нижнего блока 114), распределение желоба для правильного позиционирования/ровности (например, подтверждение того, что желоб 104 выровнен и находится на надлежащей высоте и/или положении над кристаллизатором 102), влага в дренажных поддонах и/или в кристаллизаторе 102 (например, подтверждение того, что дренажный поддон и/или кристаллизатор 102 не содержит влаги, чтобы расплавленный металл 106 не контактировал с влагой и не вызывал взрыв), ржавчина в дренажных поддонах и/или кристаллизаторе 102, неправильное использование дренажных поддонов, положение дренажных поддонов, трещины в кристаллизаторе 102, дефекты в кристаллизаторе 102, температура кристаллизатора 102, температура расплавленного металла 106, течи в кристаллизаторе 102, расстояние между слитком 108 и нижним блоком 114, смыв пленки (например, переключение охлаждающей воды с пленочного кипения на пузырьковое кипение), начальное попадание металла в кристаллизатор (например, начальный поток расплавленного металла 106 в кристаллизатор 102), утечки кристаллизатора (например, выход расплавленного металла 106 из кристаллизатора), зависание слитка в кристаллизаторе, выход из строя разделенной струи (например, отказ при переключении между струями охлаждающей воды), надлежащее состояние стен литейной ямы (например, ухудшение взрывозащитного покрытия), скопление горючей пыли (например, скопление опасной пыли, которая может вызвать взрыв и/или вопросы качества слитка 108), надлежащий уровень металла в конце литья, и/или любые подходящие условия, связанные с кристаллизатором и/или литейной средой.

[0051] Процесс 500 на этапе 502 может включать подачу металла, такого как расплавленный металл 106, в один или большее количество кристаллизаторов, таких как кристаллизатор 102. Расплавленный металл 106 может быть подан в кристаллизатор 102 с помощью желоба 104, как описано в настоящем документе. Желоб 104 может подавать расплавленный металл 106 в кристаллизатор 102 через одно или большее количество отверстий в желобе 104. Количество или скорость потока расплавленного металла 106, поступающего в кристаллизатор 102, можно регулировать, управляя устройством 116 управления потоком. Расплавленный металл 106 может поступать в кристаллизатор 102 через отверстие в кристаллизаторе 102. Расплавленный металл 106, содержащийся в кристаллизаторе 102, может контактировать с одной или всеми стенками кристаллизатора 102. Температура расплавленного металла 106 может снизиться после поступления в кристаллизатор 102, и расплавленный металл 106 может охладиться и стать слитком 108 (например, твердым или полутвердым слитком).

[0052] Процесс 500 на этапе 504 может включать прием оптических данных, связанных с операцией литья. Оптические данные могут быть захвачены или обнаружены с помощью камер, таких как камеры 110. Камеры 110 могут иметь поле 118 обзора, которое включает в себя один или большее количество компонентов, используемых как часть процесса литья. В различных вариантах осуществления поле 118 обзора включает в себя один или большее количество компонентов в литейной среде. Несколько камер 110 могут быть расположены так, чтобы иметь перекрывающиеся поля 118 обзора, одна камера может иметь несколько полей обзора, или несколько камер могут иметь отдельные поля обзора. Камеры 110 могут быть установлены для захвата или обнаружения оптических данных, связанных с одним или большим количеством компонентов операции литья. Например, камеры 110 могут захватывать оптические данные, связанные с компонентами, расположенными в пределах их поля 118 зрения. В некоторых вариантах осуществления оптические данные включают в себя информацию о статусе кристаллизатора 102. Например, оптические данные могут включать в себя информацию о состоянии кристаллизатора, готовности кристаллизатора к литью, температуре кристаллизатора, использовании кристаллизатора, количестве металла в кристаллизаторе или любую подходящую информацию, связанную с кристаллизатором. Компьютерная система 112 может принимать оптические данные от камер 110 и/или от базы данных. Например, компьютерная система 112 может принимать оптические данные из базы данных, содержащей оптические данные, связанные с различными системами литья. Оптические данные в базе данных могут содержать исторические данные, связанные с компонентами во время предыдущих операций литья. Исторические данные в базе данных могут использоваться для сравнения с операциями литья, например, с будущими операциями литья. Например, исторические данные можно использовать для будущих операций литья в той же среде литья. Тем не менее, исторические данные могут использоваться при операциях литья в различных средах литья. Исторические данные могут использоваться для сравнения с данными, которые захватываются во время текущей операции литья. Сравнение может быть использовано для генерирования операционных инструкций для использования с текущей операцией литья и/или предоставления обновленных инструкций для будущих операций литья. Оптические данные в базе данных могут дополнительно или альтернативно включать в себя данные, связанные с компонентами, расположенными в нескольких средах литья. Например, среда литья с такими же или подобными компонентами может предоставлять данные, которые можно использовать с оптическими данными, принятыми от камер, для генерирования профиля текущей операции литья.

[0053] Процесс 500 на этапе 506 может включать генерирование профиля, связанного с операцией литья, на основе оптических данных. Компьютерная система 112 может генерировать профиль, который включает в себя информацию, относящуюся к одному или большему количеству компонентов в среде литья и/или самой среде литья. Например, профиль может включать в себя информацию, связанную с одним или большим количеством кристаллизаторов 102, обнаруженных камерами 110. В различных вариантах осуществления профиль включает в себя температуру кристаллизатора, высоту расплавленного металла в кристаллизаторе, количество расплавленного металла в кристаллизаторе, температуру расплавленного металла, состояние кристаллизатора или любую подходящую информацию, относящуюся к кристаллизатору.

[0054] Процесс 500 на этапе 508 может включать сравнение сгенерированного профиля с базовым профилем. Базовый профиль может включать в себя базовый уровень, стандарт или критерий. Например, базовый профиль может включать в себя стандартную высоту для расплавленного металла в кристаллизаторе, критериальное состояние кристаллизатора или любое подходящее сопоставимое базовое значение. Базовый профиль может также включать в себя приемлемый диапазон значений. В различных вариантах осуществления базовый профиль может включать в себя несколько значений, которые можно сравнивать со сгенерированным профилем. Некоторые или все значения можно сравнить со значениями, содержащимися в сгенерированном профиле. Например, базовый профиль может содержать несколько значений, связанных с оптимальной работой кристаллизатора и средами литья. Сгенерированный профиль может содержать одно или большее количество из этих значений, например, состояние или характеристика стенок кристаллизатора могут сравниваться с базовым состоянием или характеристикой стенок кристаллизатора, содержащейся в базовом профиле. В некоторых вариантах осуществления базовый профиль может обновляться. Например, базовый профиль может обновляться на основе оптических данных, принятых от камер 110 и/или по данным, принятым из базы данных. В качестве иллюстративного примера базовое количество расплавленного металла в кристаллизаторе может обновляться на основе типа кристаллизатора, используемого в процессе литья.

[0055] Сгенерированный профиль можно сравнить с базовым профилем, например, чтобы определить, находится ли сгенерированный профиль в пределах приемлемого стандарта. В различных вариантах осуществления сгенерированный профиль можно сравнить с известным профилем, чтобы определить, имеет ли известный профиль значения в пределах допустимого диапазона. Например, количество металла в кристаллизаторе можно сравнить с базовым диапазоном расплавленного металла. В некоторых вариантах осуществления сгенерированный профиль можно сравнить с проходным/непроходным состоянием, содержащимся в базовом профиле. Например, известный профиль может включать в себя текущее состояние кристаллизатора, а базовый профиль может включать в себя состояние кристаллизатора, которое должно быть соблюдено перед началом литья. Сравнение сгенерированного профиля с базовым профилем может включать генерирование выходных данных. Выходные данные могут включать в себя указание на то, что условие находится за пределами допустимого диапазона и/или что сгенерированный профиль не соответствует условию базового профиля. В различных вариантах осуществления выходные данные могут включать в себя, является ли среда литья и/или кристаллизатор 102 готовыми к операции литья.

[0056] Процесс 500 на этапе 510 может включать определение того, произошло ли событие. Определение того, произошло ли событие, может быть основано на сравнении сгенерированного профиля и базового профиля. Например, если сравнение между сгенерированным профилем и базовым профилем показывает, что расплавленный металл 106 в кристаллизаторе 102 ниже допустимого уровня, компьютерная система 112 может определить, что может потребоваться добавить в кристаллизатор большее количество расплавленного металла. В различных вариантах осуществления определение того, произошло ли событие, включает сравнение нескольких значений. Например, если сравнение показывает, что расплавленный металл 106 в кристаллизаторе 102 ниже допустимого уровня и расплавленный металл находится за пределами кристаллизатора, компьютерная система может определить, что в кристаллизаторе имеется утечка. Событие может быть событием, которое необходимо исправить, или может быть событием, указывающим на положительный результат. Например, событие может включать в себя то, что слиток 108 был успешно отлит.

[0057] Процесс 500 на этапе 512 может включать генерирование операционных инструкций для операции литья. Операционные инструкции могут основываться на произошедшем событии. Например, операционные инструкции могут включать в себя остановку операции литья. В различных вариантах осуществления операционные инструкции могут включать в себя инструкции по остановке и/или исправлению произошедшего события. В дополнительных вариантах осуществления операционные инструкции могут включать в себя отсутствие изменений в операции литья. Например, если определено, что уровень расплавленного металла 106 в кристаллизаторе 102 ниже допустимого, желоб 104 может добавить большее количество расплавленного металла, например, путем генерирования операционных инструкций для регулировки устройства 116 управления потоком. Операционные инструкции могут быть компьютерными операционными инструкциями и/или инструкциями для пользователя. Например, инструкции по эксплуатации могут дать указание устройству 116 управления потоком остановить поток расплавленного металла и послать пользователю предупреждение о том, что поток расплавленного металла остановлен. В различных вариантах осуществления операционные инструкции могут включать в себя инструкции для пользователя, которые, если они не выполняются, предписывают компьютерной системе 112 автоматически исполнять инструкции. Например, инструкции могут предлагать пользователю увеличить скорость потока расплавленного металла 106, и если пользователь не исполняет инструкции своевременно, компьютерная система 112 может автоматически увеличить скорость потока расплавленного металла 106. В различных вариантах осуществления операционные инструкции могут содержать инструкции для решения и/или исправления одного или большего количества условий кристаллизатора (например, когда/если расплавленный металл 106 оторвался от стенок кристаллизатора 102, уровень расплавленного металла в кристаллизаторе, правильное зацепление/положение плиты и дрейф плиты, правильное выравнивание кристаллизатора, распределение желоба для правильного позиционирования/ровности, влага в дренажных поддонах и/или в кристаллизаторе, ржавчина в поддонах и/или кристаллизаторе, неправильное использование дренажных поддонов, положение дренажных поддонов, трещины в кристаллизаторе, дефекты кристаллизатора, температура кристаллизатора, температура расплавленного металла, негерметичность кристаллизатора, расстояние между слитком 108 и нижним блоком 114, смыв пленки, начальное попадание металла в кристаллизатор, вытекание/зависание слитка, выход из строя разделенной струи системы охлаждения, надлежащее состояние стенок литейной ямы, скопление горючей пыли, надлежащий уровень металла в конце литья или любое подходящее состояние, связанное с кристаллизатором и/или литейной средой).

[0058] Все патенты, публикации и рефераты, процитированные выше, полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Предшествующее описание вариантов осуществления, включая иллюстративные аспекты вариантов осуществления, было представлено только в целях иллюстрации и описания и не предназначено быть исчерпывающим или ограничивающим раскрытые точные формы. Для специалистов в данной области техники будут очевидны многочисленные модификации, адаптации и варианты их применения.

АСПЕКТЫ

[0059] Аспект 1 представляет собой систему для мониторинга операции литья, при этом система содержит: кристаллизатор, определяющий отверстие для приема расплавленного металла; желоб, выполненный с возможностью доставки расплавленного металла в кристаллизатор во время операции литья; камеру, имеющую поле обзора и выполненную с возможностью захвата оптических данных, связанных с операцией литья; и контроллер, содержащий процессор, выполненный с возможностью исполнения инструкций, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в памяти, при этом контроллер предписывает процессору выполнять операции процессора, включая: прием оптических данных, связанных с операцией литья; генерирование на основе по меньшей мере оптических данных профиля, связанного с операцией литья; сравнение профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0060] Аспект 2 представляет собой систему аспекта(ов) 1 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой профиль, связанный с операцией литья, содержит состояние кристаллизатора или вероятность состояния, возникающего в кристаллизаторе.

[0061] Аспект 3 представляет собой систему аспекта(ов) 1 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой операции процессора дополнительно включают: прием вторых оптических данных, связанных с операцией литья; обновление профиля, связанного с операцией литья, на основе по меньшей мере вторых оптических данных; сравнение обновленного профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0062] Аспект 4 представляет собой систему любого из аспектов с 1 по 3 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой операции процессора дополнительно включают генерирование операционных инструкций на основе по меньшей мере определения того, что конкретное событие произошло.

[0063] Аспект 5 представляет собой систему аспекта(ов) 4 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой операционные инструкции содержат инструкции для изменения скорости потока расплавленного металла из желоба в кристаллизатор.

[0064] Аспект 6 представляет собой систему аспекта(ов) 5 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой изменение скорости потока расплавленного металла в кристаллизатор включает прекращение течения расплавленного металла в кристаллизатор.

[0065] Аспект 7 представляет собой систему аспекта(ов) 1 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой желоб содержит устройство управления потоком, выполненное с возможностью регулирования скорости потока расплавленного металла из желоба в кристаллизатор во время операции литья и поле обзора включает в себя по меньшей мере расплавленный металл или часть кристаллизатора, и при этом камера дополнительно выполнена с возможностью захвата оптических данных, связанных с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, и операции процессора дополнительно включают: прием первых оптических данных, связанных с расплавленным металлом или частью кристаллизатора; генерирование профиля, связанного с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, на основе по меньшей мере первых оптических данных; сравнение профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0066] Аспект 8 представляет собой систему аспекта(ов) 7 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой контроллер предписывает процессору выполнять дополнительные операции процессора, включая: прием вторых оптических данных, связанных с расплавленным металлом или частью кристаллизатора; обновление профиля, связанного с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, на основе по меньшей мере вторых оптических данных; сравнение обновленного профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0067] Аспект 9 представляет собой систему аспекта(ов) 7 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой оптические данные включают в себя по меньшей мере одно из изображения или теплового профиля.

[0068] Аспект 10 представляет собой систему аспекта(ов) 7 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в которой конкретное событие включает в себя по меньшей мере одно из следующего: утечка в кристаллизаторе, трещины в кристаллизаторе, пыль на кристаллизаторе, ржавчина на кристаллизаторе, смещение кристаллизатора или влага в кристаллизаторе.

[0069] Аспект 11 представляет собой способ мониторинга кристаллизатора, включающий: инициирование операции литья с использованием одного или большего количества элементов оборудования системы литья, включающей в себя кристаллизатор и желоб, причем операция литья включает одно или большее количество действий, которые вызывают или облегчают вытекание расплавленного металла из желоба в кристаллизатор; захват с помощью камеры первых оптических данных, связанных с по меньшей мере одним из одного или большего количества элементов оборудования; генерирование на основе первых оптических данных профиля, связанного с по меньшей мере одним из одного или большего количества элементов оборудования; сравнение профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0070] Аспект 12 представляет собой способ аспекта(ов) 11 (или любого другого предшествующего или последующего аспекта по отдельности или в комбинации), дополнительно включающий регулирование операции литья на основе того, произошло ли конкретное событие.

[0071] Аспект 13 представляет собой способ аспекта(ов) 12 (или любых других предшествующих или последующих аспектов по отдельности или в комбинации), в котором регулирование операции литья включает изменение скорости потока расплава, вытекающего из желоба в кристаллизатор.

[0072] Аспект 14 представляет собой способ аспекта(ов) 11 (или любого другого предшествующего или последующего аспекта по отдельности или в комбинации), дополнительно включающий захват с помощью камеры вторых оптических данных, связанных с по меньшей мере одним из одного или большего количества элементов оборудования; обновление на основе вторых оптических данных профиля, связанного с по меньшей мере одним из одного или большего количества элементов оборудования; сравнение обновленного профиля с базовым профилем; и определение на основе сравнения того, произошло ли конкретное событие.

[0073] Аспект 15 представляет собой способ аспекта(ов) 11 (или любого другого предшествующего или последующего аспекта по отдельности или в комбинации), в котором генерирование профиля включает связывание первых оптических данных с частью кристаллизатора.

[0074] Аспект 16 представляет собой способ аспекта(ов) 11 (или любого другого предшествующего или последующего аспекта по отдельности или в комбинации), в котором сравнение профиля с базовым профилем включает сравнение оптических данных, захваченных до операции литья, с первыми оптическими данными, захваченными во время операции литья.

[0075] Аспект 17 представляет собой способ аспекта(ов) 11 (или любого другого предшествующего или последующего аспекта по отдельности или в комбинации), в котором определение того, произошло ли конкретное событие, включает определение вероятности того, что конкретное событие, скорее всего, произойдет.

Изобретение относится к литью металлов и, более конкретно, к связанным с ним процессам и системам для мониторинга процесса литья металлов. Система (100) для мониторинга операции литья содержит кристаллизатор (102), определяющий отверстие для приема расплавленного металла (106); желоб (104), выполненный с возможностью доставки расплавленного металла (106) в кристаллизатор (102) во время операции литья; камеру (110), имеющую поле (118) обзора и выполненную с возможностью захвата первых оптических данных, связанных с по меньшей мере одним компонентом операции литья; и контроллер, содержащий процессор, выполненный с возможностью исполнения инструкций, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в памяти, при этом контроллер предписывает процессору выполнять операции процессора, включая: прием указанных первых оптических данных, связанных с указанным по меньшей мере одним компонентом операции литья; генерирование на основе по меньшей мере первых оптических данных профиля, связанного с операцией литья, причем этот профиль включает информацию, относящуюся к указанному по меньшей мере одному компоненту, такому как температура кристаллизатора, высота расплавленного металла в кристаллизаторе, количество расплавленного металла в кристаллизаторе, температура расплавленного металла, состояние кристаллизатора или любую подходящую информацию, относящуюся к кристаллизатору; сравнение профиля с базовым профилем, причем этот базовый профиль содержит несколько значений или приемлемый диапазон значений, связанных с оптимальной работой кристаллизатора и средами литья; и определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие, причем событие может представлять собой событие, которое необходимо исправить, или событие, указывающее на положительный результат, при этом указанные операции процессора дополнительно включают: прием вторых оптических данных, связанных с указанным по меньшей мере одним компонентом операции литья; обновление профиля, связанного с операцией литья, на основе по меньшей мере вторых оптических данных, сравнение обновленного профиля с базовым профилем и определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие. Технический результат изобретения – снижение риска контакта со слитком. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система (100) для мониторинга операции литья, содержащая:

кристаллизатор (102), определяющий отверстие для приема расплавленного металла (106);

желоб (104), выполненный с возможностью доставки расплавленного металла (106) в кристаллизатор (102) во время операции литья;

камеру (110), имеющую поле (118) обзора и выполненную с возможностью захвата первых оптических данных, связанных с по меньшей мере одним компонентом операции литья; и

контроллер (410), содержащий процессор (412), выполненный с возможностью исполнения инструкций, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в памяти (418), при этом контроллер предписывает процессору выполнять операции процессора, включая:

прием указанных первых оптических данных, связанных с указанным по меньшей мере одним компонентом операции литья;

генерирование на основе по меньшей мере первых оптических данных профиля, связанного с операцией литья, причем этот профиль включает информацию, относящуюся к указанному по меньшей мере одному компоненту, такому как температура кристаллизатора, высота расплавленного металла в кристаллизаторе, количество расплавленного металла в кристаллизаторе, температура расплавленного металла, состояние кристаллизатора или любую подходящую информацию, относящуюся к кристаллизатору;

сравнение профиля с базовым профилем, причем этот базовый профиль содержит несколько значений или приемлемый диапазон значений, связанных с оптимальной работой кристаллизатора и средами литья; и

определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие, причем событие может представлять собой событие, которое необходимо исправить, или событие, указывающее на положительный результат,

отличающаяся тем, что указанные операции процессора дополнительно включают:

прием вторых оптических данных, связанных с указанным по меньшей мере одним компонентом операции литья;

обновление профиля, связанного с операцией литья, на основе по меньшей мере вторых оптических данных,

сравнение обновленного профиля с базовым профилем; и

определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что профиль, связанный с операцией литья, содержит состояние кристаллизатора или вероятность состояния, возникающего в кристаллизаторе.

3. Система по любому из пп. 1, 2, отличающаяся тем, что операции процессора дополнительно включают генерирование операционных инструкций на основе, по меньшей мере, определения того, что конкретное событие произошло.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что операционные инструкции содержат инструкции для изменения скорости потока расплавленного металла из желоба (104) в кристаллизатор (102), причем изменение скорости потока расплавленного металла в кристаллизатор при необходимости включает прекращение течения расплавленного металла в кристаллизатор.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что желоб (104) содержит устройство (116) управления потоком, выполненное с возможностью регулирования скорости потока расплавленного металла из желоба (104) в кристаллизатор (102) во время операции литья, и поле (118) обзора включает в себя, по меньшей мере, расплавленный металл или часть кристаллизатора, и при этом камера дополнительно выполнена с возможностью захвата первых оптических данных, причем эти первые оптические данные связаны с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, и операции процессора дополнительно включают:

прием первых оптических данных, связанных с расплавленным металлом или частью кристаллизатора;

генерирование профиля, связанного с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, на основе по меньшей мере первых оптических данных;

сравнение профиля с базовым профилем, причем этот базовый профиль содержит несколько значений или приемлемый диапазон значений, связанных с оптимальной работой кристаллизатора и средами литья; и

определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие, причем событие может представлять собой событие, которое необходимо исправить, или событие, указывающее на положительный результат.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что контроллер предписывает процессору выполнять дополнительные операции процессора, включая:

прием вторых оптических данных, связанных с расплавленным металлом или частью кристаллизатора;

обновление профиля, связанного с расплавленным металлом или частью кристаллизатора, на основе по меньшей мере вторых оптических данных;

сравнение обновленного профиля с базовым профилем; и

определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие.

7. Система по п. 5, отличающаяся тем, что оптические данные включают в себя по меньшей мере одно из изображения или теплового профиля.

8. Система по п. 5, отличающаяся тем, что конкретное событие включает в себя по меньшей мере одно из следующего: утечка в кристаллизаторе, трещины в кристаллизаторе, пыль на кристаллизаторе, ржавчина на кристаллизаторе, смещение кристаллизатора или влага в кристаллизаторе.

9. Способ мониторинга кристаллизатора (102), включающий:

инициирование операции литья с использованием одного или большего количества элементов оборудования системы литья, содержащей кристаллизатор (102) и желоб (104), причем операция литья включает одно или большее количество действий, которые вызывают или облегчают вытекание расплавленного металла из желоба в кристаллизатор;

захват с помощью камеры (110) первых оптических данных, связанных с по меньшей мере одним компонентом операции литья;

генерирование на основе первых оптических данных профиля, связанного с операцией литья, причем этот профиль включает информацию, относящуюся к указанному по меньшей мере одному компоненту, такому как температура кристаллизатора, высота расплавленного металла в кристаллизаторе, количество расплавленного металла в кристаллизаторе, температура расплавленного металла, состояние кристаллизатора или любую подходящую информацию, относящуюся к кристаллизатору;

сравнение профиля с базовым профилем, причем этот базовый профиль содержит несколько значений или приемлемый диапазон значений, связанных с оптимальной работой кристаллизатора и средами литья; и

определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие, причем событие может представлять собой событие, которое необходимо исправить, или событие, указывающее на положительный результат,

отличающийся тем, что он дополнительно включает:

захват с помощью камеры вторых оптических данных, связанных с указанным по меньшей мере одним компонентом операции литья;

обновление на основе вторых оптических данных профиля, связанного с операцией литья;

сравнение обновленного профиля с базовым профилем; и

определение на основе сравнения, произошло ли конкретное событие.

10. Способ по п. 9, дополнительно включающий регулирование операции литья на основе того, произошло ли конкретное событие, причем регулирование операции литья при необходимости включает изменение скорости потока расплава, вытекающего из желоба в кристаллизатор.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что генерирование профиля включает связывание первых оптических данных с частью кристаллизатора (102).

12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что сравнение профиля с базовым профилем включает сравнение оптических данных, захваченных до операции литья, с первыми оптическими данными, захваченными во время операции литья.

13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что определение того, произошло ли конкретное событие, включает определение вероятности того, что конкретное событие, скорее всего, произойдет.