ОБНАРУЖЕНИЕ ОТДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ОТ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ Российский патент 2024 года по МПК B22D11/16 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущества и приоритет предварительной заявки США №62/705945, поданной 23 июля 2020 г. под названием «DETECTING METAL SEPARATION FROM CASTING MOLD», и предварительной заявки США №62/705947, поданной 23 июля 2020 г. под названием «Monitoring Casting Environment*, содержание которых полностью включено в настоящее описание посредством ссылки для всех целей.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к литью металлов и, более конкретно, к связанным с ним способам и системам контроля способа литья металлов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Расплавленный металл может быть помещен в литейную форму для создания металлического слитка. Эти металлические слитки могут быть получены, например, с помощью непрерывного литья в кристаллизатор (DC - англ.: direct chill) или электромагнитного литья (ЕМС - англ.: electromagnetic casting). При непрерывном литье в кристаллизатор расплавленный металл обычно заливают в неглубокую литейную форму с водяным охлаждением. Литейная форма может включать нижний блок, установленный на телескопическом гидравлическом столе для образования двойного дна. Нижний блок может быть расположен на дне литейной формы или рядом с ней до того, как расплавленный металл будет помещен в литейную форму. По мере размещения расплавленного металла в литейную форму расплавленный металл может заполнять полость литейной формы, а наружная и нижняя части литейной формы могут охлаждаться. Расплавленный металл может остыть и начать затвердевать, образуя оболочку из твердого или полутвердого металла вокруг расплавленного ядра. При опускании нижнего блока в полость литейной формы может подаваться дополнительный расплавленный металл.

[0004] Во время затвердевания остывающий металл может сжиматься и отделяться от стенок литейной формы, оставляя зазор. Когда дополнительный расплавленный металл подают в полость литейной формы, вновь добавленный расплавленный металл может протекать через зазор между стенкой литейной формы и оболочкой слитка и вниз по наружной стороне слитка. Если расплавленный металл соприкоснется с охлаждающей жидкостью и/или поглотит ее, это может привести к взрыву. Кроме того, если расплавленный металл затвердевает в зазоре, это может привести к заклиниванию слитка в литейной форме, поскольку нижний блок продолжает опускаться, оставляя место между нижней частью слитка и нижним отделом. В конце концов, масса слитка может привести к тому, что слиток выпадет из литейной формы на опущенный нижний блок, что приведет к выплескиванию расплавленного металла из литейной формы в среду литья.

[0005] Для снижения риска, связанного с наличием зазоров между слитком и литейной формой, оператор или операторы могут наблюдать за краем литейной формы в процессе литья в поисках таких зазоров либо лично, либо с помощью системы видеонаблюдения. Однако оператор или операторы могут пропустить или не заметить зазор, поскольку он мал или его плохо видно. Кроме того, несколько литейных форм могут применяться одновременно, что требует от оператора или операторов распределения своего внимания между литейными формами или требует, чтобы несколько операторов следили за различными литейными формами.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Термин «варианты осуществления» и подобные термины предназначены для широкого обозначения всего объекта настоящего изобретения и приведенной ниже формулы изобретения. Заявления, содержащие эти термины, следует понимать как не ограничивающие объект, описанный в настоящем документе, или ограничивающие значение или объем формулы изобретения, приведенной ниже. Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, определяются формулой изобретения, приведенной ниже, а не настоящим описанием. Это краткое изложение представляет собой общий обзор различных аспектов данного изобретения и вводит некоторые из концепций, которые дополнительно описаны в разделе «Подробное описание» ниже. Это краткое изложение не предназначено для определения ключевых или существенных признаков заявленного объекта, а также не предназначено для применения отдельно для определения объема заявленного объекта. Объект следует понимать со ссылкой на соответствующие части всего описания настоящего изобретения, любые или все графические материалы и каждый пункт формулы изобретения.

[0007] В некоторых примерах в данном документе рассматриваются системы и способы обнаружения отделения металла от литейной формы во время процесса литья. В различных примерах применяется одна или более литейных форм для вмещения расплавленного и/или затвердевающего металла в процессе литья. По меньшей мере одна из литейных форм может иметь несколько боковых стенок, проходящих между верхом и низом литейной формы. Верх и низ литейной формы могут быть открытыми, что позволяет размещать расплавленный металл через открытый верх и позволяет выходить затвердевающему металлу через открытое дно. Система может содержать одну или более камер, причем по меньшей мере одна камера имеет поле обзора, включающее по меньшей мере часть литейной формы. Например, поле обзора одной или более камер может включать верхнюю часть литейной формы. Источник света может быть расположен смежно с литейной формой, например, на противоположной стороне литейной формы, как одна или более камер. Источник света может быть расположен так, чтобы направлять свет на литейную форму. Например, источник света может быть расположен так, чтобы излучать свет из нижней части литейной формы на камеру в верхней части литейной формы. Компьютерная система может применяться для определения того, виден ли свет между затвердевающим металлом литейной формы и боковой стенкой литейной формы, на основе данных изображения, принятых от камеры. Компьютерная система может определить, отделился ли металл литейной формы от боковой стенки литейной формы, например, на основании того, обнаружила ли система, что свет виден между затвердевающим металлом литейной формы и боковой стенкой литейной формы.

[0008] В различных примерах предусмотрена система обнаружения непредвиденного зазора между затвердевающим металлом и боковой стенкой литейной формы. Система может содержать литейную форму, камеру, источник света, процессор и запоминающее устройство. Литейная форма может иметь первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и ряд стенок, проходящих между первой стороной и второй стороной. Камера может быть расположена смежно с первой стороной литейной формы и иметь поле обзора, включающее первую сторону литейной формы. Источник света может быть расположен смежно со второй стороной литейной формы и направлен ко второй стороне литейной формы так, чтобы свет от источника света был виден камере через первую сторону литейной формы при отделении затвердевающего металла от по меньшей мере одной из стенок литейной формы. Запоминающее устройство может включать команды, которые при исполнении процессором могут привести к тому, что система обнаружит свет между боковой стенкой литейной формы и затвердевающим металлом, на основе, по меньшей мере частично, данных от камеры, и определит, будет ли происходить отделение боковой стенки литейной формы от затвердевающего металла, на основе, по меньшей мере частично, обнаруженного света.

[0009] В различных примерах предложен реализуемый компьютером способ обнаружения отделения затвердевающего металла от литейной формы. Способ может включать прием расплавленного металла в литейную форму с двумя противоположными сторонами и множеством боковых стенок, проходящих между двумя противолежащими сторонами. Литейная форма может иметь по меньшей мере одну боковую стенку, контактирующую с расплавленным металлом по мере его охлаждения и затвердевания. Свет может быть обнаружен между по меньшей мере одной боковой стенкой литейной формы и затвердевающим металлом, на основе по меньшей мере данных, принятых от камеры, имеющей поле обзора, являющееся по меньшей мере частью первой стороны литейной формы. Источник света может быть расположен смежно со второй стороной литейной формы и направлять свет на вторую сторону литейной формы. Способ может дополнительно включать определение того, отделился ли затвердевающий металл от боковой стенки литейной формы на основе обнаруженного света.

[0010] В различных примерах предложена система обнаружения отделения металла от литейной формы. Система может содержать литейную форму, желоб, камеру, источник света и компьютерную систему. Литейная форма может принимать и вмещать металл. Литейная форма может иметь первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество боковых стенок, проходящих между первой стороной и второй стороной. Желоб может быть расположен над литейной формой и включать канал для вмещения расплавленного металла и одно или более отверстий для перемещения расплавленного металла из желоба в литейную форму. Камера может иметь поле обзора, включающее первую сторону литейной формы. Источник света может быть расположен смежно со второй стороной литейной формы и может направлять свет на вторую сторону литейной формы. Свет может быть виден камере через первую сторону литейной формы, когда затвердевающий металл отделяется от по меньшей мере одной из стенок литейной формы. Компьютерная система может содержать один или более процессоров, запоминающее устройство и исполняемые компьютером команды, хранящиеся в запоминающем устройстве и исполняемые одним или более процессорами. Исполняемые компьютером команды могут заставить компьютерную систему определить, виден ли свет между боковой стенкой литейной формы и затвердевающим металлом, на основе, по меньшей мере частично, данных от камеры, определить, происходит ли отделение боковой стенки литейной формы и затвердевающего металла, на основе, по меньшей мере частично, обнаруженного света, и отрегулировать поток расплавленного металла из канала в литейную форму.

[0011] В различных примерах предложена система обнаружения отделения металла от литейной формы. Система может содержать литейную форму, выполненную с возможностью приема и вмещения металла, причем литейная форма содержит первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество боковых стенок, проходящих между первой стороной и второй стороной; емкость, расположенную над литейной формой, имеющую дно и образующую канал для вмещения металла, при этом дно литейной формы образует одно или более отверстий для перетекания металла из емкости в литейную форму; камеру, имеющую поле обзора, включающее первую сторону литейной формы; и источник света, расположенный смежно со второй стороной литейной формы, для направления света на вторую сторону литейной формы, причем свет виден камере через первую сторону литейной формы, когда металл отделен от по меньшей мере одной из множества боковых стенок. Система может определять, виден ли свет между по меньшей мере одной из множества боковых стенок и металлом, на основе, по меньшей мере частично, данных от камеры, определять, произошло ли отделение по меньшей мере одной из множества боковых стенок и металла, на основе, по меньшей мере частично, того, обнаруживается ли свет как видимый между по меньшей мере одной из множества боковых стенок и металлом, и регулировать поток металла из контейнера в литейную форму, на основе, по меньшей мере частично,, если определено, что произошло отделение по меньшей мере одной из множества боковых стенок и металла.

[0012] Другие цели и преимущества будут очевидны из следующего подробного описания неограничивающих примеров.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0013] В описании делается ссылка на следующие прилагаемые графические материалы, в которых применение одинаковых ссылочных позиций в разных графических материалах предназначено для иллюстрации подобных или аналогичных компонентов.

[0014] На фиг. 1 представлен вид сбоку в поперечном сечении системы для обнаружения отделения затвердевающего металла от литейной формы в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0015] На фиг. 2 представлен вид спереди системы по фиг. 1 с несколькими литейными формами в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0016] На фиг. 3 представлен вид сверху литейной формы по фиг.1, после того, как расплавленный металл был добавлен в литейную форму и начал затвердевать и отделяться от боковых стенок литейной формы, в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0017] На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ обнаружения отделения затвердевающего металла от литейной формы, например, при применении систем, показанных на фиг.1-3, в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0018] На фиг. 5 показана иллюстративная компьютерная система по фиг. 1 и 2 в соответствии с различными вариантами осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] В контексте настоящего документа термины «изобретение», «данное изобретение», «это изобретение» и «настоящее изобретение» предназначены для широкого обозначения всего объекта настоящей заявки на патент и приведенной ниже формулы изобретения. Утверждения, содержащие эти термины, следует понимать как не ограничивающие объект, описанный в настоящем документе, или ограничивающие значение или объем формулы изобретения, приведенной ниже. Объект вариантов осуществления настоящего изобретения описан в настоящем 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. Это описание не следует интерпретировать как подразумевающее какой-либо конкретный порядок или расположение между различными этапами или элементами, за исключением случаев, когда явно описан порядок отдельных этапов или расположение элементов. В контексте настоящего документа формы единственного числа включают ссылки в единственном и множественном числе, если из контекста явно не следует иное.

[0020] Хотя некоторые аспекты настоящего изобретения могут подходить для применения с любым типом материала, например, металлом, некоторые аспекты настоящего изобретения могут быть особенно подходящими для применения с алюминием.

[0021] Следует понимать, что все диапазоны, описанные в настоящем документе, охватывают любые и все поддиапазоны, включенные в него. Например, заявленный диапазон «от 1 до 10» следует рассматривать как включающий любые и все 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 заканчивая максимальным значением 10 или меньше, например от 5,5 до 10.

[0022] 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 отступления от сущности настоящего изобретения.

[0023] На фиг. 1 и 2 изображена система 100 обнаружения для обнаружения отделения затвердевающего металла 114 от по меньшей мере одной боковой стенки литейной формы 120 и связанных компонентов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Система 100 обнаружения может содержать любое количество компонентов, однако в различных вариантах осуществления система 100 обнаружения содержит слиток 110, литейную форму 120, камеру 140, источник 150 света и компьютерную систему 160. Как показано на фиг. 1 и 2, система 100 обнаружения изображена как дополнительно содержащая желоб 130, однако система 100 обнаружения может содержать дополнительные или альтернативные компоненты.

[0024] Слиток 110 может содержать расплавленный металл 112 и затвердевающий металл 114. В различных примерах затвердевающий металл 114 представляет собой расплавленный металл 112, соприкоснувшийся со стенками литейной формы 120 и охлажденный. В иллюстративном примере расплавленный металл 112 размещается в литейной форме 120 и начинает затвердевать, образуя затвердевающий металл 114. Нижний блок 122 литейной формы 120 можно постепенно опускать, в то время как расплавленный металл 112 добавляется в верхнюю часть литейной формы 120. Добавление расплавленного металла 112 может создать карман из расплавленного металла 112, окруженный стенками затвердевающего металла 114, и непрерывно удлинять слиток 110.

[0025] Слиток 110 может быть изготовлен из любого металла или комбинации металлов, способных нагреваться до температуры плавления. В неограничивающем примере металл, применяемый для изготовления слитка 110, содержит алюминий. Дополнительно или альтернативно металл, применяемый для образования слитка 110, может содержать железо, магний или комбинацию металлов.

[0026] Одна или более литейных форм 120 (далее именуемых по отдельности или вместе как «литейная форма») могут быть предусмотрены как часть системы 100 обнаружения. Литейная форма 120 может принимать расплавленный металл 112 в одно или более отверстий литейной формы. Расплавленный металл 112 может вмещаться и формироваться в форме посредством литейной формы 120 по мере того, как расплавленный металл 112 охлаждается и становится затвердевающим металлом 114. Затвердевающий металл 114 (например, после охлаждения) может выходить из литейной формы 120 через одно или более выходных отверстий литейной формы. В различных вариантах осуществления литейная форма 120 может быть прямоугольной с четырьмя боковыми стенками, открытым верхом для приема расплавленного металла 112 и открытым дном, через которое может выходить затвердевающий металл 114. Литейная форма 120 может дополнительно или альтернативно иметь нижний блок 122 или взаимодействовать с ним для формирования слитка 110, что обычно имеет место в литейной форме 120, применяемой при непрерывном литье в кристаллизатор. Нижний блок 122 может быть перемещаемым или неподвижным. В некоторых вариантах осуществления нижний блок 122 может представлять собой стартовую головку, установленную на телескопическом гидравлическом столе. В альтернативных вариантах осуществления литейная форма 120 может быть любого типа и формы, подходящей для литья расплавленного металла 112.

[0027] Литейная форма 120 может дополнительно или альтернативно способствовать охлаждению расплавленного металла 112 с образованием затвердевающего металла 114. В неограничивающем примере литейная форма 120 представляет собой литейную форму с водяным охлаждением. Однако литейная форма 120 может иметь стенки с подогревом для замедления охлаждения стенок литейной формы (например, литейная форма машины непрерывного литья заготовок Ohno (ОСС)). Литейная форма 120 также может представлять собой или включать систему охлаждения, в которой применяется одно или более из воздуха, гликоля или любой подходящей охлаждающей среды.

[0028] Расплавленный металл 112 может быть размещен посредством одного или более желобов 130, расположенных смежно с литейной формой 120. Желоб 130 может содержать одно или более отверстий для подачи расплавленного металла 112 в литейную форму 120. В различных вариантах осуществления желоб 130 может быть расположен над литейной формой 120 и подавать расплавленный металл 112 в литейную форму 120 через одно или более отверстий. Желоб 130 может быть любого размера и формы, подходящих для вмещения и распределения расплавленного металла 112. Как показано, желоб 130 имеет прямоугольную форму с U-образным каналом для вмещения расплавленного металла 112.

[0029] Желоб 130 может дополнительно содержать устройство 132 управления потоком. Устройство 132 управления потоком может регулировать скорость потока расплавленного металла 112 из желоба 130 в литейную форму 120. В качестве иллюстративного примера устройство 132 управления потоком может содержать штифт 134. Штифт 134 может быть расположен в отверстии 136 желоба 130. Отверстие 136 и/или штифт 134 могут иметь коническую форму, так что перемещение штифта вниз относительно отверстия уменьшает кольцевое пространство между штифтом и отверстием. Штифт 134 можно поднимать и/или опускать для регулирования потока расплавленного металла 112 из желоба 130. Например, штифт 134 можно поднять, чтобы увеличить кольцевое пространство между штифтом и отверстием 136, увеличивая вытекание расплавленного металла 112 из желоба 130 (например, как показано сплошными линиями). Кроме того, штифт 134 можно опустить, чтобы уменьшить кольцевое пространство между штифтом и отверстием 136, уменьшая и/или останавливая поток расплавленного металла 112 из желоба 130 (например, как показано пунктирными линиями).

[0030] Штифт 134 может автоматически подниматься и/или опускаться посредством компьютерной системы 160. Например, штифт 134 может автоматически подниматься и/или опускаться для поддержания уровня расплавленного металла 112 в литейной форме 120 в пределах заданного диапазона. Штифт 134 может дополнительно или альтернативно автоматически подниматься и/или опускаться в ответ на обнаружение того, что размер зазора 116 находится в пределах определенного диапазона. Однако штифт 134 можно поднимать и/или опускать вручную. В некоторых примерах поднятие и/или опускание штифта 134 вручную может предлагаться компьютерной системой 160. В различных вариантах осуществления штифт 134 можно поднимать и опускать через определенные промежутки времени (например, штифт может работать в прерывистом режиме) для регулирования потока расплавленного металла 112 в литейную форму 120. Работа штифта 134 в прерывистом режиме может привести к тому, что расплавленный металл 112, перетекающий в литейную форму 120, нарушит поверхностное натяжение расплавленного металла в литейной форме 120. Нарушение поверхностного натяжения расплавленного металла 112 в литейной форме 120 может привести к более легкому течению расплавленного металла по поверхности расплавленного металла в литейной форме, например, в зазор 116. В дополнительных вариантах осуществления устройство 132 управления потоком может дополнительно или альтернативно содержать клапан, стопор, воронку или другую подходящую конструкцию.

[0031] Система 100 обнаружения может дополнительно содержать одну или более камер 140, выполненных с возможностью захвата неподвижных или движущихся изображений. Камера 140 может быть обращена к литейной форме 120 или иным образом иметь поле 142 обзора, включающее по меньшей мере часть литейной формы 120. В различных вариантах осуществления над литейной формой 120 расположена камера 140 с полем 142 обзора, которое включает по меньшей мере часть верхней части литейной формы 120. Камера 140 может дополнительно или альтернативно быть расположена под литейной формой 120 с полем обзора, которое включает по меньшей мере часть нижней части литейной формы 120. В различных вариантах осуществления камера 140 является перемещаемой и/или имеет изменяющееся поле 142 обзора.

[0032] Система 100 обнаружения может включать в себя несколько камер 140, работающих совместно. Несколько камер 140 могут быть расположены таким образом, чтобы иметь смежные или перекрывающиеся поля 142 обзора. Например, две камеры 140 могут быть установлены на разной высоте над литейной формой 120 и могут иметь перекрывающиеся поля 142 обзора верхней части литейной формы 120. В качестве другого примера можно установить две камеры 140 таким образом, чтобы каждая камера 140 имела поле 142 обзора части одной стороны литейной формы 120. Каждое поле 142 обзора может быть объединено для формирования изображения всей стороны литейной формы 120 или других представляющих интерес совокупных областей.

[0033] Источник 150 света может быть расположен на противоположной стороне литейной формы 120, что и камера 140. Как дополнительно описано ниже при рассмотрении фиг. 3, источник 150 света может быть расположен так, чтобы излучать свет прямо на литейную форму 120, так что, если имеется зазор 116 (как показано, размер зазора 116 увеличен для облегчения наблюдения) между по меньшей мере одной боковой стенкой литейной формы 120 и затвердевающего металла 114, испускаемый свет будет проходить через зазор 116. В неограничивающем примере камера 140 расположена над литейной формой 120, а источник 150 света расположен под литейной формой 120, чтобы излучать свет, направленный вверх. В качестве альтернативы источник 150 света может быть расположен над литейной формой 120 для излучения света, направленного вниз, а камера 140 может быть расположена под литейной формой 120. В другом примере свет и камера могут быть расположены на одной стороне литейной формы. Если он присутствует, излучаемый свет, видимый через зазор 116, может быть захвачен, зарегистрирован и/или обнаружен камерой 140. Излучаемый свет может представлять собой или может включать свет, который прошел косвенно и был возвращен, отражен и/или преломлен при прохождении от источника 150 света через зазор 116 к камере 140. Например, свет может отражаться от затвердевающего металла 114 и/или литейной формы 120 при прохождении через зазор 116. Однако свет может представлять собой или включать свет, прошедший непосредственно от источника 150 света через зазор 116 к камере 140 с небольшим отражением или преломлением или без него.

[0034] Источник 150 света может излучать свет одного цвета или может иметь возможность переключения между множеством цветов. Цвет может быть в видимом спектре или в инфракрасном спектре. В неограничивающем примере источник 150 света включает светодиоды, способные изменять цвет. Источник 150 света может включать в себя лампы накаливания, компактные люминесцентные лампы, галогенные лампы, металлогалогенные лампы, светоизлучающие диоды (LED), люминесцентные лампы, неоновые лампы, газоразрядные лампы высокой интенсивности или другие излучатели света, по отдельности или в комбинации. Более того, источник 150 света может непосредственно излучать свет и соответствовать компоненту, выполненному с возможностью излучения света, и/или может дополнительно или альтернативно косвенно излучать свет и включать в себя одну или более отражающих поверхностей или других элементов, выполненных с возможностью отражения или направления света в целевую фокальную область. Дополнительные неограничивающие примеры включают в себя зеркала или оптоволоконные кабели для направления света.

[0035] Система 100 обнаружения может включать в себя компьютерную систему 160. Компьютерная система 160 может включать в себя аппаратное и программное обеспечение для исполнения исполняемых компьютером команд. Например, компьютерная система 160 может включать в себя запоминающее устройство, процессоры и операционную систему для исполнения исполняемых компьютером команд (фиг.5). Компьютерная система 160 может иметь аппаратное или программное обеспечение, выполненное с возможностью обмена данными с другими устройствами через проводное соединение или беспроводное соединение (например, Bluetooth). Компьютерная система 160 может быть соединена с одним, некоторой комбинацией или всеми из: устройства 132 управления потоком, камеры 140, источника 150 света, предупредительного сигнала 170 (фиг. 2) или датчика 180 (фиг. 2).

[0036] В вариантах осуществления компьютерная система 160 находится в одном физическом местоположении. Например, компьютерная система 160 может представлять собой аппаратное и программное обеспечение, расположенное на том же производственном предприятии, что и литейная форма 120, и обмениваться данными с камерой 140 и/или источником 150 света через локальную сеть связи (например, Wi-Fi или Bluetooth). Дополнительно или альтернативно несколько компьютерных систем 160 могут быть связаны с камерой 140 и/или источником 150 света и/или расположены в нескольких физических местах. Например, компьютерная система 160 может представлять собой систему облачных вычислений, включающую в себя любое количество подсоединенных к Интернету вычислительных компонентов.

[0037] Компьютерная система 160 может содержать аппаратное и программное обеспечение, позволяющее выполнять следующие этапы: прием данных от камеры 140, анализ принятых данных для обнаружения света между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114 и определение того, отделился ли металл 114 от литейной формы 120. Некоторые или все эти этапы могут выполняться одной компьютерной системой 160 или несколькими компьютерными системами.

[0038] Система 100 обнаружения, показанная на фиг. 2, содержит дополнительные элементы предупредительного сигнала 170 и датчика 180. Однако система 100 обнаружения по фиг.2 может включать дополнительные или альтернативные элементы.

[0039] Компьютерная система 160 может предупредить пользователя после того, как будет определено, что затвердевающий металл 114 отделился от литейной формы 120 (например, зазор, такой как зазор 116, существует между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114, так что свет от источник 150 света обнаруживается камерой 140). Компьютерная система 160 также может быть соединена с предупредительным сигналом 170. Например, компьютерная система 160 может активировать предупредительный сигнал 170 в ответ на определение (например, сделанное компьютерной системой 160) наличия зазора 116 между одной или более боковыми стенками литейной формы 120 и затвердевающим металлом 114 (таким как например, когда камера 140 улавливает, регистрирует и/или обнаруживает свет через зазор 116). Предупредительный сигнал 170 может соответствовать или включать в себя звонок, свет, сирену, дисплей, динамик или любой другой объект, способный привлечь внимание пользователя и/или передать информацию пользователю.

[0040] Другие действия могут предлагаться в дополнение к активации предупредительного сигнала 170 или вместо нее. В различных вариантах осуществления изменение потока расплавленного металла 112 в литейную форму 120 может быть введено вместе с активацией предупредительного сигнала 170 или вместо нее. Например, устройством 132 управления потоком можно управлять для увеличения, уменьшения или иного изменения скорости потока, количества или других характеристик потока расплавленного металла 112 в литейную форму 120. В различных вариантах осуществления оповещение дополнительно или альтернативно может отображаться, регистрироваться, отправляться или иным образом сообщаться пользователю или другому аспекту системы (например, также может быть независимым или выполняться в сочетании с активацией предупредительного сигнала 170 и/или изменением потока расплавленного металла 112).

[0041] В различных вариантах осуществления источник 150 света может применять цвет света, который отличается от других цветов, присутствующих в окружении системы 100 обнаружения. Такой функциональности может способствовать датчик 180. Датчик 180 может обнаруживать свет в окружающей производственной среде и передавать такие данные в компьютерную систему 160. В неограничивающем примере окружающая среда содержит красный свет. Датчик 180 обнаруживает красный свет и отправляет эти данные в компьютерную систему 160. На основании этих данных компьютерная система 160 отправляет сигнал в источник 150 света для получения зеленого цвета света и/или цвета света, отличного от красного. В различных вариантах осуществления источник 150 света может быть настроен техническим специалистом во время настройки для получения цвета света, который отличается от цвета других источников света и/или других объектов в соответствующей окружающей среде, такой как среда вокруг литейной формы 120, которая может влиять на цвета, которые появятся в поле зрения камеры 140, и в противном случае могут негативно повлиять на способность камеры 140 собирать свет, который можно различить для определения наличия зазора 116 между затвердевающим металлом 114 и стороной литейной формы 120. Дополнительно или альтернативно в некоторых вариантах осуществления окружающий свет и/или цвета или типы света, которые могут присутствовать в окружающей производственной среде, могут обнаруживаться датчиком 180 или другим подходящим входом и отфильтровываться компьютерной системой 160, например, для облегчения обнаружения соответствующего излучаемого света для определения наличия зазора 116.

[0042] Как показано на фиг. 2, система 100 обнаружения может включать несколько литейных форм 120А, 120В, 120С. Несколько литейных форм 120А, 120В, 120С могут быть расположены для приема расплавленного металла 112 из желоба 130. Альтернативно несколько литейных форм 120А, 120В, 120С могут принимать расплавленный металл 112 из нескольких желобов 130. Несколько литейных форм 120А, 120В, 120С могут принимать один и тот же тип, сплав и/или комбинацию расплавленного металла 112, однако каждая литейная форма 120А, 120В, 120С может принимать другой тип, сплав и/или комбинацию расплавленного металла.

[0043] В различных вариантах осуществления одна или более камер 140 и/или один или более источников 150 света расположены вокруг нескольких литейных форм 120А, 120В, 120С. Например, две камеры 140 могут быть расположены с перекрывающимися полями 142 обзора, которые включают по меньшей мере часть первой литейной формы 120А. Дополнительная камера 140 может быть расположена так, чтобы иметь поле 142 обзора, который включает по меньшей мере часть первой литейной формы 120А и второй литейной формы 120В. Перемещаемая камера 140 может быть дополнительно расположена с полем 142 обзора, который включает по меньшей мере часть третьей литейной формы 120С.Один или более источников 150 света могут быть расположены на противоположной стороне нескольких литейных форм 120А, 120В, 120С, как и одна или более камер 140.

[0044] Со ссылкой на фиг. 3 показан пример поля 142 обзора камеры 140 по фиг. 1 и 2. Поле 142 обзора может включать в себя литейную форму 120, расплавленный металл 112 и затвердевающий металл 114. Поле 142 обзора может также включать в себя зазор 116, если он присутствует, между по меньшей мере одной боковой стенкой литейной формы 120 и светом 152 (например, от источника 150 света), проходящим через зазор 116. Как показано, поле 142 обзора включает в себя одну сторону литейной формы 120 (например, верхнюю сторону) и весь периметр литейной формы 120. Однако поле 142 обзора может включать в себя часть периметра литейной формы 120, части нескольких литейных форм, например, литейных форм 120А, 120В и 120С, несколько сторон литейной формы 120 ли несколько сторон нескольких литейных форм 120А, 120В и 120С.

[0045] В качестве примера, поле 142 обзора изображено разделенным на четыре квадранта (например, I, II, III, IV). Однако поле 142 обзора может включать в себя большее или меньшее количество квадрантов. Одна камера 140 может иметь поле 142 обзора, которое включает в себя все четыре квадранта. Однако одна камера 140 может иметь поле 142 обзора, которое соответствует одному квадранту. Дополнительно или альтернативно одна камера 140 может иметь поле 142 обзора, которое соответствует комбинации квадрантов. В некоторых вариантах осуществления одна камера 140 может иметь несколько полей 142 обзора (например, каждый квадрант представляет собой отдельное поле 142 обзора), между которыми камера 140 может переключаться. Например, перемещаемая камера 140 может переключаться между полями 142 обзора, когда камера 140 поворачивается вокруг верхней части литейной формы 120.

[0046] В различных вариантах осуществления квадранты могут включать в себя знаки, соответствующие координатам местоположений на слитке 110 и/или литейной форме 120. В некоторых вариантах осуществления компьютерная система 160 может определять наличие зазора 116, а затем определять местоположение зазора 116 с помощью координат.

[0047] На фиг. 4 представлена блок-схема, представляющая пример способа 400 применения системы 100 обнаружения для определения зазора 116 между боковой стенкой литейной формы 120 и затвердевающим металлом 114 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Некоторые или все из этапов способа 400 (или любые другие способы, описанные в настоящем документе, или их варианты и/или комбинации) могут выполняться под управлением одной или более компьютерных систем, сконфигурированных с исполняемыми командами, и могут быть реализованы в виде кода (например, исполняемых команд, одной или более компьютерных программ или одного или более приложений), исполняемых совместно на одном или более процессорах, аппаратными средствами или их комбинациями. Код может храниться на машиночитаемом носителе данных, например, в виде компьютерной программы, включающей множество команд, исполняемых одним или более процессорами. Машиночитаемый носитель данных может быть энергонезависимым. Более того, если не указано иное, действия, показанные в способах, не обязательно должны выполняться в показанном порядке, и/или некоторые действия могут быть опущены в вариантах осуществления.

[0048] Способ 400 на этапе 402 может включать в себя помещение металла, такого как расплавленный металл 112, в одну или более литейных форм, таких как литейная форма 120. Расплавленный металл 112 может быть помещен в литейную форму 120 посредством желоба 130, как описано в настоящем документе. Желоб 130 может помещать расплавленный металл 112 в литейную форму 120 через одно или более отверстий в желобе 130. Количество или скорость потока расплавленного металла 112, поступающего в литейную форму 120, можно регулировать путем управления устройством 132 управления потоком. Расплавленный металл 112 может поступать в литейную форму 120 через одно или более отверстий в литейной форме 120. Расплавленный металл 112, содержащийся в литейной форме 120, может контактировать с одной или всеми боковыми стенками литейной формы 120. Температура расплавленного металла 112 может снизиться после поступления в литейную форму 120, и расплавленный металл 112 может охладиться и стать затвердевающим металлом 114. Затвердевающий металл 114 может сжиматься от боковых стенок литейной формы 120, вызывая образование одного или более зазоров 116 между затвердевающим металлом 114 и боковой стенкой литейной формы 120.

[0049] Способ 400 на этапе 403 может включать излучение света, такого как свет 152, от источника света, такого как источник 150 света, описанный выше. Источник 150 света может быть расположен на противоположной стороне литейной формы 120 и ориентирован так, чтобы излучать свет 152 по направлению к объективу камеры, такой как камера 140. Затвердевающий металл 114 в литейной форме 120 может блокировать излучаемый свет 152, если затвердевающий металл 114 касается всех сторон литейной формы 120. Однако при наличии зазора, такого как зазор 116, между затвердевающим металлом 114 и литейной формой 120, излучаемый свет может проходить через зазор 116 и быть видимым камерой 140. Источник 150 света может излучать свет 152, содержащий множество цветов. Например, источник 150 света может излучать свет определенного цвета, который отличается от цвета света, видимого в окружающей среде. В некоторых вариантах осуществления датчик 180 применяется для обнаружения источника света в окружающей среде. В некоторых случаях датчик 180 отправляет данные об обнаруженном свете в компьютер, такой как компьютерная система 160, которая отправляет команды источнику 150 света, чтобы излучать свет 152 с цветом, отличным от цвета обнаруженного света.

[0050] Способ 400 на этапе 404 может включать в себя обнаружение света между боковой стенкой литейной формы 120 и затвердевающим металлом 114. Обнаруженный свет может представлять собой свет 152, излучаемый источником 150 света. В некоторых вариантах осуществления обнаруженный свет 152 представляет собой окружающий свет в окружающей среде. Свет 152 может быть обнаружен после прохождения через зазор 116 между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114. Камера 140 может видеть свет через зазор 116. Затем камера 140 может отправить в компьютерную систему 160 данные, указывающие на наличие света между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114. Компьютерная система 160 может обрабатывать данные и определять, что свет был обнаружен между боковой стенкой литейной формы 120 и затвердевающим металлом 114.

[0051] Способ 400 на этапе 406 может включать определение отделения затвердевающего металла 114 от литейной формы 120. Компьютерная система 160 определяет, что затвердевающий металл 114 отделился от литейной формы 120, определяя, был ли обнаружен свет 152 между боковой стенкой литейной формы 120 и затвердевающим металлом 114. В некоторых вариантах осуществления компьютерная система 160 может обрабатывать данные, принятые от камеры 140, чтобы определить, отделился ли затвердевающий металл 114 от по меньшей мере одной боковой стенки литейной формы 120. Компьютерная система 160 может обрабатывать эти данные и определять, включают ли видимые данные свет 152 между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114. Если между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114 имеется свет 152, компьютерная система 160 может определить, что затвердевающий металл 114 отделился от боковых стенок литейной формы 120. В иллюстративном примере компьютерная система 160 принимает визуальные данные от камеры 140 и обрабатывает данные с помощью приложения машинного зрения. Приложение машинного зрения анализирует визуальные данные, чтобы определить, виден ли свет 152 и/или присутствуют ли определенные условия в визуальных данных. Затем приложение машинного зрения может отправить эти данные в другое приложение и/или определить, что затвердевающий металл 114 отделился от боковых стенок литейной формы 120.

[0052] Компьютерная система 160 может определить, что затвердевающий металл 114 отделился от литейной формы 120, используя дополнительные или альтернативные данные, принятые от камеры 140. В некоторых вариантах осуществления компьютерная система 160 может получать информацию о литейной форме 120 и/или затвердевающем металле 114 из источника данных (например, базы данных), чтобы помочь определить, отделился ли затвердевающий металл 114 от литейной формы 120. В иллюстративном примере первая литейная форма 120А и вторая литейная форма 120 В контролируются посредством камеры 140. Компьютерная система 160 принимает информацию о том, что затвердевающий металл 114 в первой литейной форме 120А имеет большую вероятность отделения от первой литейной формы 120А, чем затвердевающий металл 114 во второй литейной форме 120В (например, первая литейная форма 120А может быть расположена в области, которая находится ближе к источнику охлаждения, чем вторая литейная форма 120 В, в результате чего затвердевающий металл 114 в первой литейной форме имеет более высокую вероятность более быстрого охлаждения и сжатия от стенок первой литейной формы 120А). В ответ на принятую информацию компьютерная система 160 дает указание камере 140 удерживать больше первой литейной формы 120А в поле 142 обзора камеры 140.

[0053] Способ 400 на этапе 408 может включать в себя ответ на определение компьютерной системы 160, что затвердевающий металл 114 отделился от боковых стенок литейной формы 120. Ответ может включать отправку оповещения пользователю. Оповещение может быть отправлено компьютерной системой 160 пользователю, чтобы сообщить ему об отделении затвердевающего металла 114 от литейной формы 120. Например, оповещение может быть предназначено для активации предупредительного сигнала, такого как описанный выше предупредительный сигнал 170, и оповещения пользователя о том, что произошло отделение. Оповещение может также или альтернативно представлять собой сообщение, визуальную индикацию или звуковую индикацию, которая привлекает внимание пользователя и/или информирует его об отделении.

[0054] Компьютерная система 160 может дополнительно или альтернативно реагировать на отделение затвердевающего металла 114 от литейной формы 120 путем изменения расхода расплавленного металла 112 в литейную форму 120. По мере размещения расплавленного металла 112 в литейную форму 120 он может затекать в зазор 116, вызванный сжиманием затвердевающего металла 114 от литейной формы. Зазор 116 может быть небольшим, например таким, что расплавленный металл 112 может быть добавлен к литейной форме 120 для заполнения зазора. Напротив, зазор 116 может быть большим, например таким, что расплавленный металл 112 может быть добавлен к литейной форме 120, проходить через зазор 116 и выходить из нижней части литейной формы 120. В некоторых вариантах осуществления расплавленный металл 112, протекающий через зазор 116, может контактировать с водой и/или охлаждающим раствором, что может вызвать взрыв. Соответственно, компьютерная система 160 может определить размер зазора 116 и использовать эту информацию, чтобы определить, следует ли изменять скорость потока в ответ на зазор 116.

[0055] В различных вариантах осуществления зазор 116 может быть заполнен путем регулирования потока расплавленного металла 112 в литейную форму 120. Например, скорость потока расплавленного металла 112 в литейную форму 120 можно регулировать с помощью устройства 132 управления потоком. В ответ на обнаружение компьютерной системой 160 зазора 116 (и/или определение того, что зазор 116 достаточно мал для его заполнения), поток расплавленного металла 112 в литейную форму 120 может быть увеличен, например, путем поднятия штифта и увеличения скорости потока расплавленного металла через отверстие в желобе 130. Дополнительно или в качестве альтернативы высота штифта может колебаться для изменения скорости потока расплавленного металла 112 в литейную форму 120. Увеличенная и/или измененная скорость потока расплавленного металла 112 может вызвать протекание расплавленного металла 112 в зазор 116. Расплавленный металл 112 может остыть и стать затвердевающим металлом 114. Затвердевающий металл 114 может существенно или полностью заполнить зазор 116. Заполненный зазор 116 может останавливать или предотвращать протекание дополнительного количества расплавленного металла 112 через зазор. Если зазор 116 большой, компьютерная система 160 может отправить команды в устройство 132 управления потоком, чтобы уменьшить или остановить поток расплавленного металла 112 в литейную форму 120. Компьютерная система 160 также может предлагать или вызывать изменение скорости потока, отправляя команды пользователю.

[0056] В некоторых вариантах осуществления способ 400 включает этапы с 410 по 414 для реакции на затвердевающий металл 114, отделяющийся от литейной формы 120. Способ 400 на этапе 410 может включать определение размера зазора 116 между затвердевающим металлом 114 и литейной формой 120. В различных примерах компьютерная система 160 принимает данные от камеры 140, содержащие или включающие в себя количество света 152, которое камера 140 зафиксировала в зазоре 116 между затвердевающим металлом 114 и литейной формой 120. Затем компьютер использует количество света 152, обнаруженное в принятых данных, для определения размера зазора 116.

[0057] Способ 400 на этапе 412 может включать сравнение размера зазора 116 между затвердевающим металлом 114 и литейной формой 120 с пороговым значением. Пороговое значение может быть принято компьютерной системой 160 и может основываться на по меньшей мере типе формируемого слитка 110, типе литейной формы 120 и/или других характеристиках системы 100 обнаружения. Способ 400 на этапе 414 может включать увеличение или уменьшение потока расплавленного металла 112 в литейную форму 120 на основе сравнения зазора 116 с пороговым значением. Например, если зазор 116 ниже порогового значения, поток расплавленного металла 112 в литейную форму 120 может быть увеличен. Дополнительно или альтернативно, если зазор 116 больше порогового значения, поток расплавленного металла 112 в литейную форму 120 может быть уменьшен и/или остановлен.

[0058] На фиг. 5 представлена иллюстративная компьютерная система 500 для применения с системой для обнаружения отделения затвердевающего металла 114 от литейной формы 120, как показано на фиг.1. В некоторых вариантах осуществления компьютерная система 500 выполняет один, некоторые или все этапы способа 400. Однако компьютерная система 500 может выполнять дополнительные и/или альтернативные этапы. В различных вариантах осуществления компьютерная система 500 содержит контроллер 510, реализованный в цифровой форме и программируемый с помощью обычных компьютерных компонентов. Контроллер 510 можно применять в связи с определенными примерами (например, включающими оборудование, такое как показанное на фиг. 1) для выполнения процессов из таких примеров. Контроллер 510 содержит процессор 512, который может выполнять код, хранящийся на материальном машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве 518 (или где-либо еще, например, на портативном носителе, на сервере или в облаке среди других носителей), чтобы заставить контроллер 510 принимать и обрабатывать данные и выполнять действия и/или управлять компонентами оборудования, как показано на фиг.1. Контроллер 510 может представлять собой любое устройство, которое может обрабатывать данные и выполнять код, представляющий собой набор команд для выполнения действий, таких как управление промышленным оборудованием. В качестве неограничивающих примеров контроллер 510 может иметь форму реализованного в цифровом виде и/или программируемого ПИД-регулятора, программируемого логического контроллера, микропроцессора, сервера, настольного или переносного персонального компьютера, переносного персонального компьютера, портативного вычислительного устройства и мобильного устройства.

[0059] Примеры процессора 512 включают в себя любую желаемую схему обработки, специализированную интегральную схему (ASIC - англ.: application-specific integrated circuit), программируемую логику, конечный автомат или другую подходящую схему. Процессор 512 может включать в себя один процессор или любое количество процессоров. Процессор 512 может обращаться к коду, хранящемуся в запоминающем устройстве 518, через шину 514. Запоминающее устройство 518 может представлять собой любой энергонезависимый машиночитаемый носитель, выполненный с возможностью материального воплощения кода, и может включать электронные, магнитные или оптические устройства. Примеры запоминающего устройства 518 включают в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), флэш-память, гибкий диск, компакт-диск, цифровое видеоустройство, магнитный диск, ASIC, сконфигурированный процессор или другое устройство хранения данных.

[0060] Команды могут храниться в запоминающем устройстве 518 или в процессоре 512 в виде исполняемого кода. Команды могут включать специфичные для процессора команды, сгенерированные компилятором и/или интерпретатором из кода, написанного на любом подходящем языке программирования. Команды могут иметь форму приложения, которое включает в себя ряд уставок, параметры для обнаружения света и запрограммированные шаги, которые при исполнении процессором 512 позволяют контроллеру 510 определить, отделился ли затвердевающий металл 114 от литейной формы 120, например, путем обнаружения света 152 между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114 с помощью камеры 140 для захвата света, излучаемого источником 150 света. Дополнительно или альтернативно команды могут включать команды для приложения технического зрения.

[0061] Контроллер 510, показанный на фиг.5, включает интерфейс 516 ввода/вывода (I/O), через который контроллер 510 может взаимодействовать с устройствами и системами, внешними по отношению к контроллеру 510, включая такие компоненты, как устройство 132 управления потоком, камеру 140, источник 150 света, предупредительный сигнал 170 и/или датчик 180. Интерфейс 516 ввода/вывода может также, если желательно, принимать вводные данные от других внешних источников. Такие источники могут включать панели управления, другие человеко-машинные интерфейсы, компьютеры, серверы или другое оборудование, которое может, например, отправлять команды и параметры в контроллер 510 для управления его производительностью и работой; хранить и облегчать программирование приложений, которые позволяют контроллеру 510 выполнять команды в этих приложениях, чтобы определить, отделился ли затвердевающий металл 114 от литейной формы 120, например, в связи со способами некоторых примеров изобретения; и другие источники данных, необходимые или пригодные для контроллера 510 при выполнении его функций для обнаружения света 152 между литейной формой 120 и затвердевающим металлом 114 и/или определения, отделился ли затвердевающий металл 114 от литейной формы 120, например, в системе 100 обнаружения по фиг. 1. Такие данные могут быть переданы в интерфейс ввода/вывода (I/O) 516 через сеть, проводную связь, беспроводную связь, шину или иным образом.

[0062] Все патенты, публикации и рефераты, приведенные выше, полностью включены в настоящее описание путем ссылки. Предшествующее описание вариантов осуществления, включая иллюстративные аспекты вариантов осуществления, было представлено только в целях иллюстрации и описания и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать описанные точные формы. Специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные модификации, адаптации и способы их применения.

ИЛЛЮСТРАТИВНЫЕ АСПЕКТЫ

[0063] Все патенты, публикации и рефераты, приведенные выше, полностью включены в настоящее описание путем ссылки. Предшествующее описание вариантов осуществления, включая иллюстративные аспекты вариантов осуществления, было представлено только в целях иллюстрации и описания и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать описанные точные формы. Специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные модификации, адаптации и способы их применения.

[0064] Аспект 1 представляет собой систему для обнаружения сжатия металла в литейной форме, содержащую: литейную форму для приема и вмещения металла, причем литейная форма содержит первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество стенок, проходящих между первой стороной и второй стороной; камеру, обращенную к первой стороне литейной формы и имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере часть первой стороны литейной формы; источник света, обращенный ко второй стороне литейной формы, для излучения света, направленного ко второй стороне литейной формы, при этом излучаемый свет виден камере через первую сторону литейной формы, когда металл отделен от по меньшей мере одной из множества стенок; при этом система выполнена с возможностью: обнаружения света, видимого между по меньшей мере одной из множества стенок и металлом, на основе, по меньшей мере частично, данных от камеры; и определения, произошло ли отделение металла от по меньшей мере одной из множества стенок, на основе, по меньшей мере частично, света, обнаруженного как видимый между по меньшей мере одной из множества стенок и металлом.

[0065] Аспект 2 представляет собой систему в соответствии с аспектом 1 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой первая сторона литейной формы представляет собой открытый верх для приема металла, а вторая сторона литейной формы представляет собой открытое дно, позволяющее металлу выходить из литейной формы, или в которой первая сторона литейной формы представляет собой открытое дно, позволяющее металлу выходить из литейной формы, а вторая сторона литейной формы представляет собой открытый верх для приема металла.

[0066] Аспект 3 представляет собой систему в соответствии с аспектом 1 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой литейная форма представляет собой первую литейную форму, а поле обзора камеры включает первую литейную форму и вторую литейную форму, так что система может обнаруживать отделение металла от по меньшей мере одной из множества стенок в одной или обеих из первой литейной формы и второй литейной формы, и при этом система дополнительно выполнена с возможностью отправки ответа на основе, по меньшей мере частично, определения того, произошло ли отделение по меньшей мере одной из множества стенок и металла.

[0067] Аспект 4 представляет собой систему в соответствии с любым из аспектов 1-3 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой источник света представляет собой множество светоизлучающих диодов, выполненных с возможностью излучения света с длиной волны от 380 до 740 нм.

[0068] Аспект 5 представляет собой систему в соответствии с аспектом 1 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), дополнительно содержащую контейнер, расположенный над литейной формой, имеющий дно и образующий канал для вмещения металла, причем дно контейнера имеет одно или более отверстий для потока металла из контейнера в литейную форму, при этом система дополнительно выполнена с возможностью регулирования потока металла из контейнера в литейную форму на основе, по меньшей мере частично, того, определено ли, что произошло отделение по меньшей мере одной из множества стенок и металла.

[0069] Аспект 6 представляет собой систему в соответствии с аспектом 5 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой камера представляет собой первую камеру, при этом система дополнительно содержит вторую камеру с полем обзора, которое отличается от поля обзора первой камеры, и при этом определение того, виден ли свет между по меньшей мере одной из множества стенок и металлом, основано на данных от одной или обеих из первой камеры или второй камеры.

[0070] Аспект 7 представляет собой систему в соответствии с аспектом 6 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой литейная форма представляет собой первую литейную форму, и система дополнительно содержит вторую литейную форму, содержащую первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество боковых стенок, проходящих между первой стороной и второй стороной, при этом вторая камера имеет поле обзора, включающее первую сторону второй литейной формы.

[0071] Аспект 8 представляет собой систему в соответствии с аспектом 7 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой система дополнительно выполнена с возможностью обнаружения того, виден ли свет между по меньшей мере одной из множества боковых стенок первой литейной формы и металлом, на основе, по меньшей мере частично, данных от первой камеры, и виден ли свет между по меньшей мере одной из множества боковых стенок второй литейной формы и металлом, на основе, по меньшей мере частично, данных от второй камеры.

[0072] Аспект 9 представляет собой систему в соответствии с аспектом 1 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), дополнительно содержащую желоб, расположенный над литейной формой и выполненный с возможностью помещения металла в литейную форму, причем желоб образует канал для приема металла и содержит устройство управления потоком, выполненное с возможностью управления скоростью потока металла в литейную форму.

[0073] Аспект 10 представляет собой систему в соответствии с аспектом 9 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой система дополнительно выполнена с возможностью управления скоростью потока металла в литейную форму, на основе по меньшей мере определения того, произошло ли отделение по меньшей мере одной из множества стенок и металла.

[0074] Аспект 11 представляет собой систему в соответствии с аспектом 10 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой по меньшей мере часть устройства управления потоком может быть расположена смежно с отверстием, образованным дном желоба, и управление скоростью потока металла в литейную форму включает по меньшей мере изменение положения устройства управления потоком относительно отверстия.

[0075] Аспект 12 представляет собой систему в соответствии с аспектом 5 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой регулирование потока металла из канала в литейную форму дополнительно включает: определение размера разделения между по меньшей мере одной из множества стенок и металлом; сравнение размера отделения с пороговым значением; и увеличение потока металла, если размер отделения меньше порогового значения, или остановку или уменьшение потока металла, если размер отделения больше порогового значения.

[0076] Аспект 13 представляет собой систему в соответствии с аспектом 12 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), дополнительно содержащую устройство управления потоком,, по меньшей мере частично расположенное смежно с отверстием из одного или более отверстий, при этом увеличение потока металла или остановка или уменьшение потока металла включает регулировку положения устройства управления потоком для изменения размера отверстия.

[0077] Аспект 14 представляет собой систему в соответствии с аспектом 13 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой увеличение потока металла включает регулировку устройства управления потоком для увеличения размера отверстия или остановка или уменьшение потока включает регулировку устройства управления потоком для уменьшения размера отверстия.

[0078] Аспект 15 представляет собой систему в соответствии с любым из аспектов 9-14 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в которой устройство управления скоростью потока содержит по меньшей мере одно из штифта, клапана, стопора или воронки.

[0079] Аспект 16 представляет собой способ обнаружения отделения металла от литейной формы, причем способ включает прием металла в литейную форму, при этом литейная форма содержит первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество боковых стенок, проходящих между первой и второй сторонами, при этом по меньшей мере одна из множества боковых стенок контактирует с металлом; обнаружение присутствия света между по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы и металлом на основе по меньшей мере данных, принятых от камеры, имеющей поле обзора по меньшей мере части первой стороны, источник света, излучающий свет, расположенный смежно со второй стороной и направляющий свет на вторую сторону; и определение того, отделился ли металл от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы на основе по меньшей мере обнаружения присутствия света.

[0080] Аспект 17 представляет собой способ в соответствии с аспектом 16 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), дополнительно включающий отправку ответа на основе по меньшей мере определения того, что металл отделился от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы.

[0081] Аспект 18 представляет собой способ в соответствии с аспектом 17 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в котором ответ включает отправку по меньшей мере одного из предупреждающих сообщений или активацию предупредительного сигнала.

[0082] Аспект 19 представляет собой способ в соответствии с аспектом 16 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в котором подача металла в литейную форму включает работу устройства управления потоком, выполненного с возможностью помещения металла в литейную форму, причем устройство управления потоком предназначено для изменения скорости потока металла в литейную форму.

[0083] Аспект 20 представляет собой способ в соответствии с аспектом 19 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), дополнительно включающий работу устройства управления потоком для регулирования скорости потока металла в литейную форму на основе по меньшей мере определения того, отделился ли металл от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы.

[0084] Аспект 21 представляет собой способ в соответствии с аспектом 20 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в котором регулирование скорости потока металла в литейную форму включает: определение размера отделения между по меньшей мере одной из множества боковых стенок и металлом; сравнение размера отделения с пороговым значением; и увеличение скорости потока металла, если размер отделения меньше порогового значения, или остановку или уменьшение скорости потока металла, если размер отделения больше порогового значения.

[0085] Аспект 22 представляет собой способ в соответствии с аспектом 16 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), дополнительно включающий идентификацию места, где металл отделяется от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы.

[0086] Аспект 23 представляет собой способ в соответствии с аспектом 16 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), дополнительно включающий: идентификацию цветов окружающего света в среде за пределами литейной формы на основе данных от камеры или данных от датчика освещенности, расположенного в окружающей среде за пределами литейной формы; и управление источником света для генерации света с цветом или цветами, которые отличаются от идентифицированных цветов.

[0087] Аспект 24 представляет собой способ в соответствии с аспектом 16 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в котором обнаружение света между по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы и металлом дополнительно включает получение данных от второй камеры, имеющей поле обзора по меньшей мере части первой стороны литейной формы.

[0088] Аспект 25 представляет собой способ в соответствии с аспектом 16 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в котором обнаружение света между по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы дополнительно включает перемещение камеры для изменения поля обзора.

[0089] Аспект 26 представляет собой способ в соответствии с аспектом 25 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в котором перемещение камеры включает изменение поля обзора, чтобы оно включало по меньшей мере: одну или более частей первой или второй стороны одной или более из множества литейных форм.

[0090] Аспект 27 представляет собой способ в соответствии с аспектом 16 (или в соответствии с любыми предшествующими или последующими аспектами в отдельности или в комбинации), в котором определение отделения металла от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы дополнительно основано на принятой информации о литейной форме или металле.

Изобретение относится к области литейного производства. Система (100) для обнаружения усадки металла в литейной форме содержит литейную форму, камеру и источник света. Литейная форма для приема и вмещения металла содержит противоположные первую и вторую стороны и множество стенок (120), проходящих между ними. Камера обращена к первой стороне литейной формы и имеет поле обзора, включающее по меньшей мере часть первой стороны литейной формы. Источник (150) света обращен ко второй стороне литейной формы для излучения света, направленного ко второй стороне литейной формы, причем этот свет виден камере через первую сторону литейной формы, когда металл отделен от по меньшей мере одной из множества стенок. Упомянутая система на основе данных от камеры обнаруживает свет между стенкой формы и металлом и, таким образом, определяет отделение металла от по меньшей мере одной стенки. Обеспечивается обнаружение усадки металла в литейной форме для предотвращения протечки металла через зазор между стенкой литейной формы и оболочкой слитка вниз по наружной стороне слитка. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система для обнаружения усадки металла в литейной форме для приема и вмещения металла, содержащей первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество боковых стенок между первой и второй сторонами, включающая:

источник света, обращенный ко второй стороне литейной формы, выполненный с возможностью излучения света, направленного ко второй стороне литейной формы;

и камеру, обращенную к первой стороне литейной формы, поле обзора которой включает по меньшей мере часть первой стороны литейной формы, и выполненную с возможностью улавливания света, излучаемого упомянутым источником света, через первую сторону литейной формы при отделении металла от по меньшей мере одной из множества стенок литейной формы,

при этом система для обнаружения усадки металла в литейной форме выполнена с возможностью

обнаружения света, видимого между по меньшей мере одной из множества стенок литейной формы и металлом, на основе, по меньшей мере частично, данных от упомянутой камеры;

и определения отделения металла от по меньшей мере одной из множества стенок литейной формы на основе, по меньшей мере частично, света, обнаруженного как видимый между по меньшей мере одной из множества стенок литейной формы и металлом.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первая сторона литейной формы является верхом литейной формы, открытым для приема металла, а вторая сторона литейной формы является дном литейной формы, открытым для выхода металла из литейной формы, или первая сторона литейной формы является дном литейной формы, открытым для выхода металла из литейной формы, а вторая сторона литейной формы является верхом литейной формы, открытым для приема металла.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутая литейная форма является первой литейной формой, при этом поле обзора камеры включает первую литейную форму и вторую литейную форму, при этом система для обнаружения усадки металла в литейной форме выполнена с возможностью обнаружения отделения металла от по меньшей мере одной из множества стенок в одной или обеих из первой литейной формы и второй литейной формы и отправки ответа на основе, по меньшей мере частично, определения отделения металла от по меньшей мере одной из множества стенок указанных литейных форм.

4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве источника света она содержит множество светоизлучающих диодов, выполненных с возможностью излучения света с длиной волны от 380 до 740 нм.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит контейнер с дном, расположенный над литейной формой, образующий канал для вмещения металла, при этом в дне контейнера выполнены одно или более отверстий для поступления потока металла из контейнера в литейную форму, причем система для обнаружения усадки металла в литейной форме выполнена с возможностью регулирования потока металла из контейнера в литейную форму на основе, по меньшей мере частично, определения отделения металла от по меньшей мере одной из множества стенок литейной формы.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вторую камеру с полем обзора, отличным от поля обзора упомянутой первой камеры, при этом определение света, видимого между по меньшей мере одной из множества стенок и металлом, основано на данных от одной или обеих из первой камеры или второй камеры.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что упомянутая литейная форма является первой литейной формой, при этом вторая камера выполнена с полем обзора, включающим первую сторону второй литейной формы, содержащей первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество боковых стенок, проходящих между первой стороной и второй стороной.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью обнаружения видимого света между по меньшей мере одной из множества боковых стенок первой литейной формы и металлом на основе, по меньшей мере частично, данных от первой камеры, и обнаружения видимого света между по меньшей мере одной из множества боковых стенок второй литейной формы и металлом на основе, по меньшей мере частично, данных от второй камеры.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит желоб, расположенный над литейной формой с возможностью помещения металла в литейную форму, образующий канал для приема металла и содержащий устройство управления потоком металла, выполненное с возможностью управления скоростью потока металла в литейную форму.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью управления скоростью потока металла в литейную форму на основе по меньшей мере определения отделения металла от по меньшей мере одной из множества стенок литейной формы.

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть устройства управления потоком металла упомянутого желоба расположена смежно с отверстием, образованным дном желоба, причем устройство управления потоком металла выполнено с возможностью управления скоростью потока металла в литейную форму, включающей, по меньшей мере, изменение положения устройства управления потоком относительно отверстия, образованного дном желоба.

12. Система по п. 5, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью регулирования потока металла из канала контейнера в литейную форму, включающей:

определение размера отделения между по меньшей мере одной из множества стенок литейной формы и металлом;

сравнение определенного размера отделения с пороговым значением;

и увеличение потока металла при размере отделения меньше порогового значения или остановку или уменьшение потока металла при размере отделения больше порогового значения.

13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что она содержит устройство управления потоком, по меньшей мере, частично расположенное смежно с по меньшей мере с одним из отверстий, выполненных в дне контейнера, и выполнена с возможностью увеличения, или остановки, или уменьшения потока металла из канала контейнера в литейную форму, включающей регулировку положения устройства управления потоком для изменения размера упомянутого отверстия в дне контейнера.

14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью увеличения потока металла из канала контейнера в литейную форму, включающей регулировку устройства управления потоком, обеспечивающую увеличение размера отверстия в дне контейнера, а также с возможностью остановки или уменьшения потока металла из канала контейнера в литейную форму, включающей регулировку устройства управления потоком, обеспечивающую уменьшение размера отверстия.

15. Система по любому из пп. 9-14, отличающаяся тем, что устройство управления потоком металла содержит по меньшей мере одно из штифта, клапана, стопора или воронки.

16. Способ обнаружения отделения металла от литейной формы, включающий:

прием металла в литейную форму, содержащую первую сторону, вторую сторону, противоположную первой стороне, и множество боковых стенок между первой и второй сторонами, причем по меньшей мере одна из множества боковых стенок контактирует с металлом,

обнаружение видимого света от источника света, обращенного ко второй стороне литейной формы и излучающего свет, направленный ко второй стороне литейной формы, между по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы и металлом на основе по меньшей мере данных, принятых от камеры, поле обзора которой включает, по меньшей мере, часть первой стороны литейной формы;

и определение отделения металла от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы на основе, по меньшей мере, обнаружения указанного видимого света.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что он включает отправку выходного сигнала на основе по меньшей мере определения отделения металла от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что отправка выходного сигнала включает отправку по меньшей мере одного предупреждающего сообщения или активацию предупредительного сигнала.

19. Способ по п. 16, отличающийся тем, что подачу металла в литейную форму осуществляют посредством включения устройства управления потоком металла, обеспечивающего помещение металла в литейную форму при возможности изменения скорости потока металла в литейную форму.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что регулирование скорости потока металла в литейную форму посредством устройства управления потоком осуществляют на основе по меньшей мере определения отделения металла от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы.

21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что при регулировании скорости потока металла в литейную форму осуществляют: определение размера отделения между по меньшей мере одной из множества боковых стенок и металлом, сравнение размера отделения с пороговым значением и увеличение скорости потока металла при размере отделения меньше порогового значения или остановку или уменьшение скорости потока металла при размере отделения больше порогового значения.

22. Способ по п. 16, отличающийся тем, что осуществляют идентификацию места отделения металла от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы.

23. Способ по п. 16, отличающийся тем, что осуществляют:

идентификацию цветов окружающего света в среде за пределами литейной формы на основе данных от камеры или данных от датчика освещенности, расположенного в окружающей среде за пределами литейной формы;

и управление источником света для генерации света с цветом или цветами, отличными от идентифицированных цветов.

24. Способ по п. 16, отличающийся тем, что обнаружение света между по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы и металлом включает получение данных от дополнительной второй камеры, поле обзора которой включает, по меньшей мере, часть первой стороны литейной формы.

25. Способ по п. 16, отличающийся тем, что при обнаружении света между по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы осуществляют перемещение камеры для изменения поля обзора.

26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что при перемещении камеры для изменения поля обзора обеспечивают включение в поле обзора по меньшей мере одну или более частей первой или второй стороны одной или более литейных форм.

27. Способ по п. 16, отличающийся тем, что определение отделения металла от по меньшей мере одной из множества боковых стенок литейной формы осуществляют с учетом полученной информации о литейной форме или металле.