КОНТРОЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ СЛИТКА Российский патент 2024 года по МПК B22D11/16 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет по предварительной заявке на патент США №62/705949, поданной 23 июля 2020 г. и озаглавленной MONITORING INGOT FORMATION, содержание которой полностью включено в настоящий документ путем 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] До, во время и после процесса литья литейную форму и металлический слиток могут контролировать один или более датчиков. Например, датчик уровня металла может измерять высоту расплавленного металла в литейной форме. Многие из этих датчиков размещены внутри и вокруг литейной формы и часто вступают в физический контакт со слитком или литейной формой. Для снижения риска попадания оператора в литейную среду и наличия датчиков, контактирующих со слитком, может быть желательным контролировать процесс литья извне литейной среды с помощью системы, которая не вступает в контакт со слитком.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] 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 использования 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.

[0006] В некоторых примерах в настоящем документе рассматриваются системы и способы контроля литейной системы во время процесса литья. В различных примерах применяют литейные системы, включающие в себя желоб для подачи расплавленного металла в одну или более литейных форм во время процесса 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 желобу размещать расплавленный металл через открытый верх и позволяет выходить затвердевающему металлу через открытое дно. Система может включать в себя 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. Компьютерную систему можно применять для обнаружения одного или более событий во время литейной операции, таких как уровень металла в литейной форме или расстояние между нижним блоком и частью металлического слитка. Компьютерная система может определить соответствующее действие и/или предупреждение на основании одного или более обнаруженных событий.

[0007] В различных примерах предложена система контроля литейной операции. Система может включать в себя литейную форму, образующую отверстие для приема расплавленного металла, нижний блок, опускаемый для приема расплавленного металла, желоб, включающий в себя устройство управления потоком, выполненное с возможностью регулирования скорости потока расплавленного металла из желоба в литейную форму для литья расплавленного металла в слиток, и источник воды, выполненный с возможностью подачи воды в литейную форму. Вода может вытекать из литейной формы во время литья расплавленного металла в слиток. Система может также включать в себя камеру, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере часть нижнего блока и часть слитка, и выполненную с возможностью получения оптических данных, связанных с частью слитка или частью нижнего блока, и контроллер, включающий в себя процессор, выполненный с возможностью выполнения команд, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве. Контроллер может обеспечивать выполнение процессором операций процессора, включая прием оптических данных, связанных с частью слитка или частью нижнего блока; определение, на основании оптических данных, того, произошло ли отделение части слитка от части нижнего блока; и генерирование рабочих команд для литья расплавленного металла в слиток, если было определено, что отделение произошло.

[0008] В различных примерах предложен способ контроля литейной формы. Способ может включать в себя начало литейной операции с помощью литейной системы, включающей в себя литейную форму, нижний блок и желоб. Литейная операция может включать в себя обеспечение течения расплавленного металла в литейную форму, обеспечение течения воды в литейную форму, охлаждение расплавленного металла с формированием слитка, опускание нижнего блока и отвод воды от части слитка. Способ контроля может также включать в себя получение с помощью камеры первых оптических данных, связанных с частью слитка; сравнение первых оптических данных с базовым профилем; и определение, на основании сравнения, того, отделилась ли часть слитка от нижнего блока.

[0009] В различных примерах предложена система контроля литейной формы. Система может включать в себя литейную форму, образующую отверстие для приема расплавленного металла и нижний блок, опускаемый во время литья расплавленного металла в слиток, желоб, выполненный с возможностью подачи расплавленного металла в литейную форму, источник воды, выполненный с возможностью подачи воды в литейную форму, отклонитель, выполненный с возможностью отвода воды от части слитка, камеру, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере ту часть слитка, от которой была отведена вода, и выполненную с возможностью получения оптических данных, связанных со слитком, и контроллер, включающий в себя процессор, выполненный с возможностью выполнения команд, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве. Контроллер может обеспечивать выполнение процессором операции процессора, включая получение первых оптических данных, связанных с частью слитка; генерирование профиля, связанного с участком слитка, на основании по меньшей мере первых оптических данных; сравнение профиля с базовым профилем; и определение, на основании сравнения, того, отделилась ли часть слитка от нижнего блока.

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0011] В описании делается ссылка на следующие прилагаемые графические материалы, на которых использование одинаковых ссылочных позиций на разных графических материалах предназначено для иллюстрации подобных или аналогичных компонентов.

[0012] На фиг. 1 представлено изображение системы контроля литейной среды в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0013] На фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении части системы контроля, показанной на фиг. 1, в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0014] На фиг. 3 представлен вид сверху части системы контроля, показанной на фиг. 1, в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0015] На фиг. 4 представлена иллюстративная компьютерная система для применения с системой контроля, показанной на фиг. 1, в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0016] На фиг. 5А и 5В представлена часть иллюстративной литейной системы для применения с системой контроля, показанной на фиг. 1, в соответствии с различными вариантами осуществления

[0017] На фиг. 6А и 6В представлена часть иллюстративной литейной системы, показанной на фиг. 5А и 5В, во время процесса литья, в соответствии с различными вариантами осуществления.

[0018] На фиг. 7 показана блок-схема, представляющая иллюстративный способ применения системы контроля, 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 отклонения от сущности настоящего изобретения.

[0023] На фиг. 1 проиллюстрирована система 100 контроля для контроля за литейной системой, включающая в себя одну или более литейных форм 102 и связанные с ними компоненты, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Система 100 контроля может включать в себя любое количество компонентов, однако в различных вариантах осуществления система 100 контроля включает в себя желоб 104, расположенный над одной или более литейными формами 102. Желоб 104 может иметь одно или более отверстий для помещения расплавленного металла 106 в литейные формы 102. Расплавленный металл 106 может охлаждаться с образованием твердого или полутвердого слитка 108 во время процесса литья. Одна или более камер 110 могут быть расположены в литейной среде для обнаружения или получения оптических данных, связанных с одним или более компонентами. Например, камеры 110 могут получать оптические данные, связанные с расплавленным металлом 106. Оптические данные могут обрабатываться с помощью компьютерной системы 112 для контроля одной или более операций литья.

[0024] С помощью системы 100 контроля различные компоненты, применяемые в процессе литья, можно контролировать удаленно. Например, с помощью камер, таких как камеры 110, можно контролировать литейную среду и/или компоненты литья. Удаленный контроль позволяет пользователю оставаться за пределами литейной среды или входить в нее на более короткое время, чем это требовалось бы в ином случае. Кроме того, можно одновременно контролировать несколько аспектов литейной среды, что снижает потребность в дополнительных системах контроля. Удаленный контроль также может обеспечить размещение части или всей систему 100 контроля дальше от одного или более источников нагрева в литейной среде. Например, вместо размещения сенсорного оборудования рядом с литейной формой 102 или как прикрепленного к ней, где оно может подвергаться сильному нагреву со стороны расплавленного металла 106, камеры 110 можно расположить вдали от литейной формы 102 и/или расплавленного металла 106 в более прохладной среде. Размещение оборудования контроля вдали от источников нагрева может дополнительно или альтернативно уменьшить количество ремонтов и замен, экономя время и денежные средства.

[0025] Литейные формы 102 могут быть расположены в литейной среде и принимать расплавленный металл 106 в отверстие литейной формы. Литейная форма 102 может включать в себя материал, который может выдерживать температуру расплавленного металла 106 при его охлаждении с образованием слитка 108. Например, литейная форма 102 может включать в себя графит. Литейная форма 102 может иметь любую подходящую форму или конструкцию для приема и охлаждения расплавленного металла 106. В различных вариантах осуществления литейная форма 102 может иметь прямоугольное поперечное сечение с четырьмя стенками формы и открытым верхом для приема расплавленного металла 106 и открытой нижней частью, обеспечивающей выход слитка 108. В некоторых вариантах осуществления литейная форма 102 может включать в себя нижний блок 114 или взаимодействовать с ним для формирования слитка 108, что обычно имеет место в литейной форме 102, применяемой при непрерывном литье в кристаллизатор. Нижний блок 114 может быть подвижным или неподвижным. В некоторых вариантах осуществления нижний блок 114 может представлять собой стартовую головку, установленную на телескопическом гидравлическом столе. В альтернативных вариантах осуществления литейная форма 102 может быть любого типа и формы, подходящей для литья расплавленного металла 106.

[0026] В различных вариантах осуществления литейная форма 102 может дополнительно или альтернативно способствовать охлаждению расплавленного металла 106 с формированием слитка 108. В неограничивающем примере литейная форма 102 представляет собой литейную форму с водяным охлаждением. Например, литейная форма 102 может включать в себя систему охлаждения, в которой применяется одно или более из следующего: воздуха, гликоля или любой подходящей среды для охлаждения. В различных вариантах осуществления литейная форма 102 может иметь стенки с подогревом для замедления охлаждения стенок литейной формы (например, может применяться литейная форма машины непрерывного литья заготовок Ohno (ОСС - англ.: Ohno Continuous Caster)).

[0027] Слиток 108 может быть сформирован из расплавленного металла 106, охлаждаемого стенками литейной формы 102. Например, расплавленный металл 106 может быть помещен в литейную форму 102 и начать затвердевать с формированием слитка 108. Нижний блок 114 можно постепенно опускать, в то время как дополнительный расплавленный металл 106 добавляют в верхнюю часть литейной формы 102, удлиняя слиток 108.

[0028] Расплавленный металл 106 и/или слиток 108 могут быть сформированы 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.

[0029] Как упоминалось выше, расплавленный металл 106 может быть помещен в одну или более литейных форм 102 посредством одного или более желобов 104, расположенных рядом с литейной формой. Желоба 104 могут содержать одно или более отверстий для помещения расплавленного металла 106 в одну или более литейных форм 102. В различных вариантах осуществления желоб 104 может быть расположен над одной или более литейными формами 102 и помещать расплавленный металл 106 в одну или более литейных форм 102 через одно или более отверстий. Желоб 104 может быть любого размера и формы, подходящих для содержания и распределения расплавленного металла 106. Как показано, желоб 104 имеет прямоугольную форму с U-образным каналом для содержания расплавленного металла 106. В некоторых вариантах осуществления желоб 104 может иметь любой подходящий размер и форму для помещения расплавленного металла 106 в одну или более литейных форм 102.

[0030] 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 одну или более литейных форм 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 одну или более литейных форм 102.

[0031] Одна или более камер 110 могут быть расположены в литейной среде для получения или обнаружения оптических данных. В различных вариантах осуществления камеры 110 могут быть расположены для обнаружения оптических данных, относящихся к одной или более литейным формам 102. Камеры 110 могут представлять собой или включать в себя оптику, способную получать 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 представлять собой или включать в себя компоненты, позволяющие камерам обрабатывать некоторые или все оптические данные.

[0032] Камеры 110 могут иметь поле 118 обзора, которое включает по меньшей мере часть литейной формы 102. В некоторых вариантах осуществления камеры 110 могут быть перемещаемыми или перемещаться для изменения поля 118 обзора. Например, камеры 110 могут поворачиваться для обнаружения оптических данных, связанных с двумя соседними литейными формами 102. Камера 110 может быть расположена напротив одной или более литейных форм 102 или иным образом иметь поле 118 обзора, включающее по меньшей мере часть литейной формы 102. В различных вариантах осуществления над литейной формой 102 расположена камера 110 с полем 118 обзора, которое включает по меньшей мере часть верхней части литейной формы 102. Камера 110 может дополнительно или альтернативно быть расположена под литейной формой 102 с полем обзора, которое включает по меньшей мере часть нижней части литейной формы 102.

[0033] В различных вариантах осуществления камеры 110 могут быть расположены в любой подходящей ориентации, чтобы иметь поле 118 обзора, которое включает литейную среду и/или любой подходящий компонент, расположенный в литейной среде или рядом с ней. Например, камеры 110 могут иметь поле 118 обзора, которое включает литейную среду и часть литейной формы 102, расположенную в литейной среде. Камеры 110 могут быть расположены в литейной среде или расположены за пределами литейной среды. В дополнительных вариантах осуществления ориентацию камер 110 можно регулировать, чтобы они включали литейную среду и/или любой подходящий компонент, расположенный в литейной среде или рядом с ней.

[0034] Система 100 контроля может включать в себя несколько камер 110, работающих совместно. Несколько камер 110 могут быть расположены таким образом, чтобы иметь смежные или перекрывающиеся поля 118 обзора. Например, две камеры 110 могут быть установлены на разной высоте над литейной формой 102 и могут иметь перекрывающиеся поля 118 обзора литейной формы 102. В качестве другого примера можно установить две или более камер 110 таким образом, чтобы каждая камера 110 имела поле 118 обзора части одной стороны литейной формы 102. Каждое поле 118 обзора может быть объединено для формирования изображения всей стороны литейной формы 102 или других представляющих интерес совокупных областей.

[0035] Компьютерная система 112 может получать оптические данные с камер 110. Компьютерная система 112 может включать в себя аппаратное и программное обеспечение для выполнения выполняемых компьютером команд. Например, компьютерная система 112 может включать в себя запоминающее устройство, процессоры и операционную систему для выполнения исполняемых компьютером команд (фиг. 4). Компьютерная система 112 может иметь аппаратное или программное обеспечение, выполненное с возможностью обмена данными с другими устройствами через проводное соединение или беспроводное соединение (например, Bluetooth). Компьютерная система 112 может быть связана с одним, некоторой комбинацией или всеми из: устройств 116 управления потоком, камеры 110 или любых других подходящих компонентов, связанных с литейной средой.

[0036] В различных вариантах осуществления компьютерная система 112 может находиться в одном физическом местоположении. Например, компьютерная система 112 может представлять собой аппаратное и программное обеспечение, расположенное на том же производственном предприятии, что и одна или более литейных форм 102, и связанное с камерами 110 через локальную сеть связи (например, Wi-Fi или Bluetooth). В некоторых вариантах осуществления одна или более компьютерных систем 112 могут быть расположены в нескольких физических местоположениях и быть связанными с камерами 110 посредством связи дальнего радиуса действия (например, Интернет, радиоволны или спутники). Например, компьютерная система 112 может представлять собой систему облачных вычислений, включающую в себя любое количество подсоединенных к Интернету вычислительных компонентов.

[0037] Компьютерная система 112 может содержать аппаратное и программное обеспечение, выполненное с возможностью обеспечения выполнения следующих этапов: прием оптических данных от камеры (камер) 110, анализ принятых данных и генерирование рабочих команд для операции литья. Некоторые или все эти этапы могут выполняться одной компьютерной системой 112 или несколькими компьютерными системами.

[0038] В различных вариантах осуществления компьютерная система 112 может содержать аппаратное и программное обеспечение, выполненное с возможностью обеспечения выполнения этапов помещения расплавленного металла 106 в литейную форму 102 в рамках операции литья, приема оптических данных, связанных со слитком 108, управления отклонителем 510, определения отделения слитка 108 от нижнего блока 114 и генерирования рабочих команд для операции литья.

[0039] В различных вариантах осуществления компьютерная система 112 может давать пользователю оповещение на основании оптических данных, принятых от камер 110. Например, компьютерная система 112 может активировать предупредительный сигнал в ответ на оптические данные. Предупредительный сигнал 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.

[0040] Другие действия могут предлагаться в дополнение к активации предупредительного сигнала или вместо нее. В различных вариантах осуществления изменение потока расплавленного металла 106 в одну или более литейных форм 102 может быть введено вместе с активацией предупредительного сигнала или вместо нее. Например, устройством 116 управления потоком можно управлять для увеличения, уменьшения или иного изменения скорости потока, объема или других характеристик потока расплавленного металла 106 в литейную форму 102. 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 и/или изменением потока расплавленного металла 106).

[0041] Со ссылкой на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении части системы 100 контроля, показанной на фиг. 1. Часть системы 100 контроля включает в себя литейную форму 102, камеру 110 и желоб 104. Желоб 104 может включать в себя устройство 116 управления потоком для управления потоком расплавленного металла из желоба в литейную форму 102. Устройство 116 управления потоком может включать в себя штифт 202, расположенный в отверстии 204. Штифт 202 может быть прикреплен к двигателю 206 для перемещения штифта относительно отверстия 204.

[0042] Штифт 202 может быть расположен в отверстии 204 желоба 104. Отверстие 204 и/или штифт 202 могут иметь коническую форму таким образом, что перемещение штифта вниз относительно отверстия уменьшает кольцевое пространство между штифтом и отверстием. Штифт 202 можно поднимать и/или опускать для регулирования потока расплавленного металла 106 из желоба 104. Например, штифт 202 можно поднять, чтобы увеличить кольцевое пространство между штифтом и отверстием 204, увеличивая поток расплавленного металла 106 из желоба 104 (например, как показано сплошными линиями). Кроме того, штифт 202 можно опустить, чтобы уменьшить кольцевое пространство между штифтом и отверстием 204, уменьшая и/или останавливая поток расплавленного металла 106 из желоба 104 (например, как показано пунктирными линиями).

[0043] Штифт 202 можно поднимать и/или опускать с помощью двигателя 206. В различных вариантах осуществления двигатель 206 может быть связан с компьютерной системой 112 для автоматического подъема и/или опускания штифта 202. В различных вариантах осуществления штифт 202 можно поднимать и/или опускать вручную. В некоторых примерах поднятие и/или опускание штифта 202 вручную может предлагаться компьютерной системой 112. В некоторых вариантах осуществления штифт 202 может автоматически подниматься и/или опускаться для поддержания уровня расплавленного металла 106 в литейной форме 102 в пределах диапазона порогового значения. Штифт 202 может дополнительно или альтернативно автоматически подниматься и/или опускаться в ответ на обнаружение зазора между слитком 108 и нижним блоком 114. Кроме того, штифт 202 может автоматически подниматься и/или опускаться в ответ на обнаружение одного или более из утечки в литейной форме, трещин в литейной форме, пыли на литейной форме, ржавчины на литейной форме, смещения литейной формы, влаги в литейной форме, металла в литейной форме, зацепления плиты, положения плиты, смещения плиты и/или сбоя системы охлаждения.

[0044] В различных вариантах осуществления штифт 202 можно поднимать и/или опускать (например, штифт может перемещаться в пульсирующем режиме) в зависимости от одного или более состояний расплавленного металла 106 и/или литейной формы 102. Например, штифт 202 можно поднимать и опускать в ответ на отрыв расплавленного металла 106 от литейной формы 102. В некоторых вариантах осуществления штифт 202 можно поднимать и опускать через определенные промежутки времени, чтобы регулировать поток расплавленного металла 106 в литейную форму 102. Пульсирующее перемещение штифта 202 может привести к тому, что расплавленный металл 106, текущий в литейную форму 102, нарушит поверхностное натяжение расплавленного металла в литейной форме 102. Нарушение поверхностного натяжения расплавленного металла 106 в литейной форме 102 может привести к более легкому течению расплавленного металла по поверхности расплавленного металла в литейной форме. В дополнительных вариантах осуществления устройство 116 управления потоком может дополнительно или альтернативно включать в себя клапан, стопор, воронку или другую подходящую конструкцию.

[0045] Со ссылкой на фиг. 3 показан пример поля 118 обзора камеры 110. Поле 118 обзора может включать в себя стенки литейной формы 102, расплавленный металл 106 и/или слиток 108. Как показано на примере на фиг. 3, поле 118 обзора включает в себя одну сторону литейной формы 102 (например, верхнюю сторону) и весь периметр этой стороны литейной формы 102. Однако поле 118 обзора может включать в себя подчасть периметра литейной формы 102, части нескольких литейных форм, несколько сторон литейной формы 102 или несколько сторон нескольких литейных форм.

[0046] 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 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 поднабору 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 камера 110 может переключаться. Например, перемещаемая камера 110 может переключаться между полями 118 обзора, когда камера 110 поворачивается вокруг верхней части литейной формы 102. В различных вариантах осуществления квадранты могут включать в себя метку, соответствующую координатам местоположений на слитке 108 и/или литейной форме 102.

[0047] На фиг. 4представлена иллюстративная компьютерная система 400 для применения с системой 100 контроля, показанной на фиг. 1. В различных вариантах осуществления компьютерная система 400 включает в себя контроллер 410, реализованный в цифровом виде и программируемый с применением обычных компьютерных компонентов. Контроллер 410 можно применять в связи с определенными примерами (например, включающими оборудование, такое как показанное на фиг. 1) для выполнения процессов из таких примеров. Контроллер 410 включает в себя процессор 412, который может исполнять код, хранящийся на материальном машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве 418 (или где-либо еще, например, среди других носителей, на портативном носителе, на сервере или в облаке), чтобы обеспечить выполнение контроллером 410 приема и обработки данных, действий и/или управления компонентами оборудования, как показано на фиг. 1. Контроллер 410 может представлять собой любое устройство, которое может обрабатывать данные и исполнять код, представляющий собой набор команд для выполнения действий, например, для управления промышленным оборудованием. В качестве неограничивающих примеров контроллер 410 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.

[0048] Примеры процессора 412 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 412 может включать в себя один процессор или любое количество процессоров. Процессор 412 может осуществлять доступ к коду, хранящемуся в запоминающем устройстве 418, посредством шины 414. Запоминающее устройство 418 может представлять собой любой энергонезависимый машиночитаемый носитель, выполненный с возможностью материальной реализации кода, и может включать в себя электронные, магнитные или оптические устройства. Примеры запоминающего устройства 418 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.

[0049] Команды могут храниться в запоминающем устройстве 418 или в процессоре 412 в виде исполняемого кода. Команды могут включать в себя специфичные для процессора команды, сгенерированные компилятором и/или интерпретатором на основании кода, написанного на любом подходящем языке программирования. Команды могут иметь форму приложения, которое включает в себя ряд уставок, параметров и запрограммированных этапов, которые при выполнении процессором 412 позволяют контроллеру 410 контролировать различные компоненты системы 100 контроля и управлять ими. Например, команды могут включать в себя команды для приложения машинного зрения.

[0050] Контроллер 410, показанный на фиг. 4 включает в себя интерфейс 416 ввода/вывода (I/O - англ.: input/output), через который контроллер 410 может связываться с устройствами и системами, внешними по отношению 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 вводные 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 команды и параметры на контроллер 410 для управления его производительностью и работой; хранить и облегчать программирование приложений, которые позволяют контроллеру 410 выполнять команды в этих приложениях для контроля различных компонентов в процессе литья; и другие источники данных, необходимые или полезные для контроллера 410 при выполнении его функций. Такие данные могут передаваться на интерфейс 416 ввода/вывода (I/O) через сеть, проводную связь, беспроводную связь, шину или иным требуемым образом.

[0051] Со ссылкой на фиг. 5А и 5В показаны различные поля 118 обзора камер 110 в соответствии с различными вариантами осуществления. На фиг. 5А представлен вид спереди литейной формы 102, слитка 108, нижнего блока 114 и различных полей 118 обзора, которые можно применять как часть системы 100 контроля, а на фиг. 5 В представлен вид сбоку. Поля 118 обзора могут быть получены от одной камеры 110 или могут быть получены от нескольких камер. Поля 118 обзора могут включать в себя некоторые или все из следующих элементов: литейная форма 102, слиток 108 и/или нижний блок 114. Например, поля 118 обзора могут включать в себя часть слитка 108 и нижний блок 114 (например, 118А и 118В) или литейную форму 102, слиток 108 и нижний блок 114 (например, 118С). Поля 118 обзора могут обеспечивать контроль слитка 108 и/или нижнего блока 114. Например, поля 118 обзора могут включать в себя часть нижней части 502 слитка 108 и/или верхней части 504 нижнего блока 114. В различных вариантах осуществления нижний блок 114 может опускаться с помощью механизма 512. Механизм 512 может представлять собой подъемник (например, гидравлический подъемник) или включать в себя его. Механизм 512 может управляться (например, посредством компьютерной системы 112) для опускания нижнего блока 114. Механизм 512 может опускать нижний блок 114 с постоянной скоростью, однако нижний блок можно опускать с переменной скоростью.

[0052] Как показано на фиг. 5А и 5В, нижняя часть 502 слитка 108 может отделяться от верхней части 504 нижнего блока 114. Отделение может быть обнаружено и/или получено камерами 110 в качестве оптических данных. Отделение может быть вызвано охлаждением слитка 108. Охлаждение слитка 108 может вызвать скручивание нижней части 502 слитка 108, в результате чего между нижней частью слитка и верхней частью 504 нижнего блока 114 остается зазор. Информация о высоте зазора может обеспечить определение подходящей скорости охлаждения слитка 108. Скорость охлаждения слитка 108 можно применять для регулирования процесса литья. Например, скорость опускания нижнего блока 114 можно регулировать на основании скорости охлаждения.

[0053] С помощью камер 110 можно измерить зазор между нижней частью 502 слитка 108 и верхней частью 504 нижнего блока 114. Измерение зазора с помощью камер 110 обеспечивает измерение зазора без размещения компонентов на слитке 108, нижнем блоке 114 и/или литейной форме 102. Кроме того, измерение зазора с помощью камер 110 позволяет оператору измерять зазор, не входя в литейную среду. В некоторых вариантах осуществления зазор может составлять от 0,25 см до 10,16 см (от 0,1 дюйма до 4 дюймов), однако зазор может представлять собой любое подходящее расстояние.

[0054] В различных вариантах осуществления камеры 110 могут представлять собой или включать в себя тепловизионную камеру и/или инфракрасную камеру. Поле 118 обзора может обнаруживать температуру и/или тепловые свойства компонентов, расположенных в поле обзора. В некоторых вариантах осуществления черный свет можно применять в сочетании с неоновыми мелками, чтобы способствовать измерению зазора. Например, слиток 108 и/или нижний блок 114 могут быть помечены неоновым мелком, который подсвечивается черным светом. Камеры 110 могут обнаруживать и/или получать изображение неонового мелка в качестве оптических данных.

[0055] Со ссылкой на фиг. 6А и 6В, один или более признаков литейной системы могут перекрывать поля 118 обзора. Например, вода 506 может течь по одной или более сторонам слитка 108 между слитком и камерами 110. Вода 506 может перекрывать некоторые или все из полей 118 обзора. Вода 506 может течь из одного или более источников 508 воды. Источники 508 воды могут вызывать течение 506 воды через слиток 108. В некоторых вариантах осуществления источники 508 воды могут быть соединены с литейной формой 102 для протекания воды 506 через литейную форму. Вода 506, протекающая через литейную форму 102, может вытекать из нижней части литейной формы 102 вниз по одной или более сторонам слитка 108. В различных вариантах осуществления пар 514 может дополнительно или альтернативно перекрывать поля 118 обзора. Пар 514 может образовываться из воды 506, нагреваемой в процессе литья. Пар 514 может мешать одной или более камерам 110 иметь возможность обнаруживать оптические данные, связанные со слитком 108 и/или нижним блоком 114. Камеры 110 могут представлять собой или включать в себя тепловизионную камеру, которую можно применять для обнаружения тепловых данных, связанных со слитком 108 и/или нижним блоком 114. Тепловизионная камера может отправлять тепловые данные в компьютерную систему 112. Инфракрасные данные можно применять для генерирования контура и/или профиля кромки слитка 108 и/или нижнего блока 114.

[0056] В различных вариантах осуществления отклонитель 510 может отводить воду 506 и/или пар 514. Вода 506 может быть отведена от части слитка 108. Отведенная вода 506 и/или пар 514 могут позволить камерам 110 (например, тепловизионной камере) обнаруживать тепловые данные, связанные со слитком 108 и/или нижним блоком 114, с минимальными помехами со стороны горячей воды и/или пара. Например, при отведении воды 506 и/или пара 514 камеры 110 могут измерять расстояние между нижней частью 502 слитка 108 и верхней частью 504 нижнего блока 114. Отклонитель 510 может быть соединен с литейной формой 102 и/или может быть встроен в литейную форму 102. Например, отклонитель 510 может представлять собой или включать в себя заглушку, расположенную в литейной форме 102, которая предотвращает протекание воды 506 через литейную форму 102. Отклонитель 510 может быть дополнительно или альтернативно прикреплен к наружной стороне литейной формы 102. Например, отклонитель 510 может представлять собой устройство, расположенное под литейной формой 102, которое блокирует и/или отводит воду 506 после ее протекания через литейную форму. Отклонитель 510 может представлять собой или включать в себя воздушный эжектор, вентилятор, лист или заглушку.

[0057] Со ссылкой на фиг. 7 показана блок-схема, представляющая иллюстративной способ 700 применения системы 100 контроля. Некоторые или все из блоков способа 700 (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. Кроме 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.

[0058] Способ 700 в блоке 702 может включать в себя помещение металла, такого как расплавленный металл 106, в одну или более литейных форм, таких как литейная форма 102. Расплавленный металл 106 может быть помещен в литейную форму 102 посредством желоба 104, как описано в настоящем документе. Желоб 104 может помещать расплавленный металл 106 в литейную форму 102 через одно или более отверстий в желобе 104. Количество или скорость потока расплавленного металла 106, поступающего в литейную форму 102, можно регулировать путем управления устройством 116 управления потоком. Расплавленный металл 106 может поступать в литейную форму 102 через отверстие в литейной форме 102. Расплавленный металл 106, содержащийся в литейной форме 102, может контактировать с одной или всеми стенками литейной формы 102. Температура расплавленного металла 106 может снизиться после поступления в литейную форму 102, и расплавленный металл 106 может охладиться и стать твердым или полутвердым слитком 108.

[0059] Способ 700 в блоке 704 может включать в себя прием оптических данных, связанных со слитком 108. Оптические данные могут быть получены или обнаружены с помощью камер, таких как камеры 110. Камеры 110 могут иметь поле 118 обзора, которое включает в себя литейную форму 102, слиток 108 и нижний блок 114. В различных вариантах осуществления поле 118 обзора включает в себя часть слитка 108 (например, кромку) и нижний блок 114. Несколько камер 110 могут быть расположены таким образом, чтобы иметь перекрывающиеся поля 118 обзора, причем одна камера может иметь несколько полей обзора или несколько камер могут иметь отдельные поля обзора. Камеры 110 могут быть расположены для получения или обнаружения оптических данных, связанных с литейной формой 102 и/или расплавленным металлом 106. Например, камеры 110 могут получать оптические данные, связанные с зазором между слитком 108 и нижним блоком 114. Компьютерная система 112 может принимать оптические данные от камер 110 и/или из базы данных. Например, компьютерная система 112 может принимать оптические данные из базы данных, содержащей оптические данные, связанные с разными литейными формами. В различных вариантах осуществления камеры 110 могут представлять собой или включать в себя тепловизионные и/или инфракрасные камеры. Тепловизионные и/или инфракрасные камеры могут обнаруживать оптические данные, которые включают в себя тепловой и/или инфракрасный профиль слитка 108 и/или нижнего блока 114. Тепловизионные и/или инфракрасные камеры могут быть способны обнаруживать оптические данные, которые в ином случае могут быть невидимы для камер 110. Например, слиток 108 и/или нижний блок 114 могут быть перекрыты для обзора «обычной» камеры (например, той, которая принимает и/или обрабатывает свет, видимый человеческому глазу), но тепловизионная или инфракрасная камера может быть способной обнаруживать тепловой и/или инфракрасный профиль слитка и/или нижнего блока. Например, тепловизионная камера может обнаруживать повышенные уровни тепла от слитка 108 и, таким образом, «видеть насквозь» или не быть перекрытой промежуточным слоем воды (например, который может иметь значительно более низкую температуру, чем слиток) и/или промежуточным слоем пара. Тепловой и/или инфракрасный профиль может включать в себя некоторые или все оптические данные, включенные в изображение, полученное и/или обнаруженное нетепловизионной камерой.

[0060] Способ 700 в блоке 706 может включать в себя работу отклонителя 510. Отклонитель 510 может быть выполнен с возможностью отвода воды 506 и/или пара 514 от области, которая обнаруживается камерами 110. Например, отклонитель 510 может отводить воду 506 и/или пар 514 от поля 118 обзора. В качестве иллюстративного примера отклонитель 510 может включать в себя воздушный эжектор, который выполнен с возможностью отвода воды 506 и/или пара 514 от обнаруживаемой области. В некоторых вариантах осуществления отклонитель 510 может быть активирован до получения оптических данных и деактивирован после обнаружения оптических данных. Однако отклонитель 510 может отводить воду 506 и/или пар 514, когда оптические данные не обнаруживаются

[0061] Способ 700 в блоке 708 может включать в себя определение отделения слитка 108 от нижнего блока 114. Например, применяя оптические данные от камер 110, компьютерная система 112 может определить, отделился ли слиток 108 от нижнего блока 114. Компьютерная система 112 может определять расстояние отделения от нижней части 502 слитка 108 и верхней части 504 нижнего блока. В различных вариантах осуществления отделение слитка 108 и нижнего блока 114 может быть определено путем сравнения контуров и/или профилей кромки слитка 108 и/или нижнего блока 114, обнаруженных камерой 110 (например, тепловизионной камерой). Например, нижний блок 114 может иметь очень высокий температурный градиент, и профиль кромки будет отличаться от профиля кромки слитка 108. Расстояние между слитком 108 и нижним блоком 114 можно определить путем измерения расстояния между профилями кромки.

[0062] Способ 700 в блоке 710 может включать в себя генерирование рабочих команд для операции литья. Рабочие команды могут включать в себя команды на внесение изменений в процесс литья или могут включать в себя команды на продолжение операции литья без каких-либо изменений. Рабочие команды могут быть основаны на разделении между слитком 108 и нижним блоком 114. Например, в зависимости от расстояния между слитком 108 и нижним блоком 114 можно регулировать процесс литья. В различных вариантах осуществления рабочие команды могут включать в себя регулирование скорости опускания нижнего блока 114, скорости потока расплавленного металла 106 в литейную форму 102, количества воды 506, текущей в литейную форму, продолжительности активации отклонителя 510 или любые подходящие команды. В различных вариантах осуществления рабочие команды могут включать в себя команды для пользователя, которые, если они не выполняются, приводят к автоматическому выполнению команд компьютерной системой 112. Например, команды могут предлагать пользователю отрегулировать один или более параметров, связанных с литьем слитка 108, и, если пользователь не выполняет команды своевременно, компьютерная система 112 может автоматически отрегулировать указанные параметры.

[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 будут очевидны многочисленные модификации, адаптации и способы их применения.

АСПЕКТЫ

[0064] Аспект 1 представляет собой систему контроля литейной формы, включающую: литейную форму, образующую отверстие для приема расплавленного металла и содержащую нижний блок, опускаемый во время литья расплавленного металла в слиток; желоб, выполненный с возможностью подачи расплавленного металла в литейную форму; источник воды, выполненный с возможностью подачи воды в литейную форму; отклонитель, выполненный с возможностью отвода воды от части слитка; камеру, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере ту часть слитка, от которой была отведена вода, причем камера выполнена с возможностью получения оптических данных, связанных со слитком; и контроллер, включающий процессор, выполненный с возможностью выполнения команд, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве, причем контроллер обеспечивает выполнение процессором операций процессора, включающих в себя: прием оптических данных, связанных с частью слитка или частью нижнего блока; определение на основании оптических данных того, произошло ли отделение части слитка от части нижнего блока; и генерирование рабочих команд для литья расплавленного металла в слиток, если было определено, что отделение произошло.

[0065] Аспект 2 представляет собой систему по аспекту(-ам) 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой операции процессора дополнительно включают в себя: определение на основании того, отделилась ли часть слитка от нижнего блока, расстояния между частью слитка и нижним блоком; и генерирование рабочих команд на основании по меньшей мере расстояния между частью слитка и нижним блоком.

[0066] Аспект 3 представляет собой систему по аспекту(-ам) 2 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой рабочие команды включают команды для по меньшей мере одного из регулирования скорости опускания нижнего блока, регулирования скорости потока расплавленного металла или регулирования скорости потока воды.

[0067] Аспект 4 представляет собой систему по аспекту(-ам) 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой операции процессора дополнительно включают, до приема оптических данных, управление отклонителем для отвода воды от части слитка.

[0068] Аспект 5 представляет собой систему по аспекту(-ам) 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой оптические данные включают в себя по меньшей мере одно из изображения или инфракрасного профиля.

[0069] Аспект 6 представляет собой систему по аспекту(-ам) 1, в которой содержит устройство управления потоком, выполненное с возможностью регулирования скорости потока расплавленного металла из желоба в литейную форму для литья расплавленного металла в слиток, вода течет из литейной формы во время литья расплавленного металла в слиток, а поле обзора камеры дополнительно включает в себя по меньшей мере часть нижнего блока и часть слитка и выполнено с возможностью получения оптических данных, связанных с частью слитка или частью нижнего блока, и при этом операции процессора дополнительно включают: получение первых оптических данных, связанных с частью слитка; генерирование профиля, связанного с частью слитка, на основании по меньшей мере первых оптических данных; сравнение профиля с базовым профилем; и определение, на основании сравнения, того, отделилась ли часть слитка от нижнего блока.

[0070] Аспект 7 представляет собой систему по аспекту(-ам) 6 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой камера включает инфракрасную камеру, а оптические данные, связанные со слитком, включают инфракрасный профиль, связанный с частью нижнего блока или частью слитка.

[0071] Аспект 8 представляет собой систему по аспекту(-ам) 6 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой рабочие команды включают команды для управления устройством управления потоком для регулирования скорости потока расплавленного металла в литейную форму, регулирования скорости потока воды в литейную форму или регулирования скорости перемещения нижнего блока.

[0072] Аспект 9 представляет собой систему по аспекту(-ам) 6 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой определение того, произошло ли отделение части слитка от части нижнего блока, включает определение расстояния отделения между частью слитка и частью нижнего блока.

[0073] Аспект 10 представляет собой систему по аспекту (-ам) 9 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой расстояние отделения находится в диапазоне от 0,25 см до 10,16 см (от 0,1 дюйма до 4 дюймов).

[0074] Аспект 11 представляет собой систему по аспекту(-ам) 6 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), дополнительно включающую отклонитель, соединенный с литейной формой и выполненный с возможностью отвода воды от части слитка.

[0075] Аспект 12 представляет собой систему по аспекту(-ам) 11 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой отклонитель содержит по меньшей мере одно из воздушного эжектора, листа или заглушки.

[0076] Аспект 13 представляет собой систему по аспекту(-ам) 6 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой операции процессора дополнительно включают в себя: прием вторых оптических данных, связанных с частью слитка; обновление профиля, связанного с участком слитка, на основании по меньшей мере вторых оптических данных; сравнение обновленного профиля с базовым профилем; и определение, на основании сравнения, того, отделилась ли часть слитка от нижнего блока.

[0077] Аспект 14 представляет собой систему по аспекту(-ам) 6 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой сравнение профиля с базовым профилем включает сравнение инфракрасного профиля части слитка с инфракрасным профилем нижнего блока.

[0078] Аспект 15 представляет собой способ контроля литейной формы, включающий: инициирование операции литья с применением системы литья, включающей в себя литейную форму, содержащую нижний блок и желоб, причем операция литья включает: обеспечение потока расплавленного металла в литейную форму; обеспечение потока воды в литейную форму; охлаждение расплавленного металла с формированием слитка; и опускание нижнего блока; отвод воды от части слитка; получение с помощью камеры первых оптических данных, связанных с частью слитка; сравнение первых оптических данных с базовым профилем; и определение, на основании сравнения, того, отделилась ли часть слитка от нижнего блока.

[0079] Аспект 16 представляет собой способ по аспекту(-ам) 15 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), дополнительно включающий: определение расстояния отделения между частью слитка и нижним блоком; и генерирование на основании расстояния отделения рабочих команд для операции литья.

[0080] Аспект 17 представляет собой способ по аспекту(-ам) 16 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в котором регулирование операции литья включает изменение скорости потока расплавленного металла в литейную форму, изменение скорости потока воды в литейную форму или регулирование опускания нижнего блока.

[0081] Аспект 18 представляет собой способ по аспекту(-ам)15 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), дополнительно включающий: получение с помощью камеры вторых оптических данных, связанных с частью слитка; сравнение вторых оптических данных с базовым профилем; и определение, на основании сравнения, того, отделилась ли часть слитка от нижнего блока.

[0082] Аспект 19 представляет собой способ по аспекту(-ам) 15 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в котором получение первых оптических данных включает получение инфракрасных данных, связанных счастью слитка.

[0083] Аспект 20 представляет собой способ по аспекту(-ам) 15 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в котором отведение воды от части слитка включает управление воздушным эжектором.

Изобретение относится к непрерывному литью металла. Система контроля литейной формы содержит литейную форму (102) с отверстием для приема расплавленного металла (106) и нижним блоком, опускаемым во время литья, желоб для подачи металла в литейную форму, источник воды для подачи воды в литейную форму, отклонитель для отвода воды от части слитка, камеру (110) и контроллер (112). Поле обзора камеры включает часть слитка, от которой отведена вода. Контроллер включает процессор, выполняющий команды, хранящиеся на машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве. Камера получает или обнаруживает оптические данные литейных форм и отправляет их на контроллер. Контроллер сравнивает оптические данные с базовым профилем, определяет, отделился ли слиток от нижнего блока, и высоту отделения. Затем, на основании указанного отделения, он генерирует рабочие команды для регулирования процесса литья. Обеспечивается контроль и регулирование процесса литья. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система контроля литейной формы, образующей отверстие для приема расплавленного металла и содержащей нижний блок, опускаемый во время литья расплавленного металла в слиток, содержащая

желоб, выполненный с возможностью подачи расплавленного металла в литейную форму,

источник воды, выполненный с возможностью подачи воды в литейную форму,

отклонитель, выполненный с возможностью отвода воды от части слитка,

камеру, выполненную с возможностью получения оптических данных, связанных со слитком, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере часть слитка, от которой отведена вода, и

контроллер, включающий процессор, выполненный с возможностью выполнения команд, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве, причем контроллер выполнен с возможностью обеспечения выполнения процессором операций, включающих прием оптических данных, связанных с частью слитка или частью нижнего блока литейной формы, определение на основании оптических данных произошло ли отделение части слитка от части нижнего блока литейной формы и генерирование рабочих команд для осуществления процесса литья расплавленного металла в слиток при определении произошедшего отделения.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью осуществления операций определения расстояния между частью слитка и нижним блоком при отделении части слитка от нижнего блока литейной формы и генерирования рабочих команд на основании, по меньшей мере, расстояния между частью слитка и нижним блоком.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что сгенерированные процессором рабочие команды представляют собой команды, обеспечивающие по меньшей мере одно из регулирования скорости опускания нижнего блока литейной формы, регулирования скорости потока расплавленного металла или регулирования скорости потока воды.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью до приема оптических данных осуществления операций управления отклонителем для отвода воды от части слитка.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что оптические данные представляют собой по меньшей мере одно из изображения или инфракрасного профиля кромки слитка и/или нижнего блока литейной формы.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что желоб снабжен устройством управления потоком, выполненным с возможностью регулирования скорости потока расплавленного металла из желоба в литейную форму для литья расплавленного металла в слиток во время осуществления указанного литья при поступлении на слиток воды из литейной формы, при этом камера выполнена с полем обзора, включающим, по меньшей мере, часть нижнего блока литейной формы и часть слитка, с обеспечением получения оптических данных, связанных с частью слитка или частью нижнего блока литейной формы, при этом процессор выполнен с возможностью осуществления операций:

получения первых оптических данных, связанных с частью слитка,

генерирования профиля кромки части слитка и/или нижнего блока литейной формы, связанного с частью слитка, на основании по меньшей мере первых оптических данных,

сравнение сгенерированного профиля с базовым профилем и определение, на основании проведенного сравнения, отделения части слитка от нижнего блока.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что в качестве камеры она содержит инфракрасную камеру, а оптические данные, связанные со слитком, включают инфракрасный профиль кромки слитка и/или нижнего блока литейной формы, связанный с частью нижнего блока литейной формы или частью слитка.

8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью генерирования рабочих команд для литья расплавленного металла, включающих рабочие команды для управления устройством управления потоком с обеспечением регулирования скорости потока расплавленного металла в литейную форму, рабочие команды для регулирования скорости потока воды в литейную форму или рабочие команды для регулирования скорости перемещения нижнего блока литейной формы.

9. Система по п. 6, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью определения отделения части слитка от части нижнего блока, включающего определение расстояния отделения между частью слитка и частью нижнего блока.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что расстояние отделения между частью слитка и частью нижнего блока находится в диапазоне от 0,25 до 10,16 см (от 0,1 дюйма до 4 дюймов).

11. Система по п. 6, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена отклонителем, соединенным с литейной формой, выполненным с возможностью отвода воды от части слитка.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что отклонитель содержит по меньшей мере одно из воздушного эжектора, листа или заглушки.

13. Система по п. 6, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью осуществления дополнительных операций, включающих:

прием вторых оптических данных, связанных с частью слитка,

обновление профиля кромки части слитка и/или нижнего блока литейной формы, связанного с частью слитка, на основании по меньшей мере вторых оптических данных,

сравнение обновленного профиля кромки части слитка и/или нижнего блока литейной формы с базовым профилем и

определение, на основании упомянутого сравнения, отделения части слитка от нижнего блока.

14. Система по п. 6, отличающаяся тем, что процессор выполнен с возможностью сравнения профиля кромки слитка и/или нижнего блока литейной формы с базовым профилем кромки слитка и/или нижнего блока литейной формы, включающим сравнение инфракрасного профиля кромки части слитка с инфракрасным профилем кромки нижнего блока.

15. Способ контроля литейной формы, включающий инициирование операции литья в системе литья, содержащей литейную форму с нижним блоком и желоб,

обеспечение потока расплавленного металла в литейную форму,

обеспечение потока воды в литейную форму,

охлаждение расплавленного металла с формированием слитка,

опускание нижнего блока,

отвод воды от части слитка,

получение с помощью камеры первых оптических данных, связанных с частью слитка;

сравнение первых оптических данных с базовым профилем кромки слитка и/или нижнего блока литейной формы,

определение, на основании указанного сравнения, отделения части слитка от нижнего блока литейной формы.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что осуществляют определение расстояния отделения между частью слитка и нижним блоком и генерирование рабочих команд для операции литья на основании указанного расстояния отделения.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что регулирование операции литья включает изменение скорости потока расплавленного металла в литейную форму, изменение скорости потока воды в литейную форму или регулирование опускания нижнего блока литейной формы.

18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что он дополнительно включает: получение с помощью камеры вторых оптических данных, связанных с частью слитка,

сравнение вторых оптических данных с базовым профилем кромки части слитка и/или нижнего блока литейной формы и

определение, на основании указанного сравнения, отделения части слитка от нижнего блока литейной формы.

19. Способ по п. 15, отличающийся тем, что получение первых оптических данных осуществляют с получением инфракрасных данных, связанных с частью слитка.

20. Способ по п. 15, отличающийся тем, что отвод воды от части слитка обеспечивают управлением воздушным эжектором.