КОНТРОЛЬ УРОВНЯ МЕТАЛЛА ВО ВРЕМЯ ЛИТЬЯ Российский патент 2024 года по МПК B22D11/18 

Описание патента на изобретение RU2813255C1

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет по предварительной заявке на патент США №62/705948, поданной 23 июля 2020 г. и озаглавленной «MONITORING METAL LEVEL DURING CASTING», 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 содержать литейную форму, имеющую стенки литейной формы, образующие отверстие для приема расплавленного металла, желоб, выполненный с возможностью помещения расплавленного металла в отверстие литейной формы во время операции литья, камеру, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере часть стенки литейной формы, и выполненную с возможностью получения оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы, и контроллер, содержащий 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 стенки литейной формы, и определение, на основании оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

[0008] В различных примерах предложен способ контроля литейной формы. Способ может включать инициирование операции литья с помощью литейной системы. Литейная система может содержать литейную форму, содержащую стенки литейной формы, образующие отверстие литейной формы. Операция литья может обеспечить поток расплавленного металла в отверстие литейной формы. Способ контроля может также включать получение с помощью камеры первых оптических данных, связанных с частью первой стенки литейной формы, и определение, на основании первых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

[0009] В различных примерах предложена система контроля литейной формы. Система может включать литейную форму, содержащую стенки литейной формы, образующие отверстие для приема расплавленного металла, камеру, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере часть стенки литейной формы, и выполненную с возможностью получения оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы, и контроллер, содержащий процессор, выполненный с возможностью выполнения команд, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве. Контроллер может обеспечивать выполнение процессором операций процессора, включая получение оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы, и определение, на основании первых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

[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. 5 представлена часть иллюстративной литейной системы для применения с системой контроля, показанной на фиг. 1, в соответствии с различными вариантами осуществления

[0017] На фиг. 6 представлен вид сверху части иллюстративной литейной системы для применения с системой контроля, показанной на фиг. 1, 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, получения оптических данных, связанных с литейной формой 102, определения уровня расплавленного металла 106 в литейной форме 102, сравнения уровня расплавленного металла 106 с исходным уровнем 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 помощью 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. 5 и 6 показаны различные поля 118 обзора камер 110 в соответствии с различными вариантами осуществления. На фиг. 5 представлен изометрический вид литейной формы 102, расплавленного металла 106, слитка 108 и различных полей 118 обзора, которые могут быть применены как часть системы 100 контроля. Поля 118 обзора могут быть получены от одной камеры 110 или могут быть получены от нескольких камер 110. Поля 118 обзора могут включать некоторые или все части литейной формы 102. Например, поля 118 обзора могут включать часть стенки литейной формы 102 (например, 118А), стенку литейной формы (например, 118 В) или верх литейной формы (например, 118С). Поля 118 обзора могут позволить контролировать уровень расплавленного металла 106 в литейной форме 102 без необходимости размещения датчиков вокруг литейной формы. Например, традиционные датчики уровня расплавленного металла могут иметь физический компонент, прикрепленный к литейной форме 102 и/или контактирующий с расплавленным металлом 106. Компоненты, расположенные вокруг литейной формы 102, могут со временем деградировать, требуя замены или ремонта, что может стоить времени и денег. Кроме того, размещение датчиков вокруг литейной формы 102 часто требует, чтобы пользователь входил в литейную среду для размещения датчиков. Применение камер 110 с полем 118 обзора может позволить контролировать уровень расплавленного металла 106 без необходимости контакта с литейной формой и/или расплавленным металлом. Кроме того, уровень расплавленного металла 106 может контролироваться без входа пользователя в литейную среду.

[0052] Поле 118 обзора может быть расположено на части литейной формы 102, которая содержит метку 502, например, знак или шкалу. Метка 502 может помогать в определении уровня расплавленного металла 106 в литейной форме. Метка 502 может быть видна нескольким камерам 110, расположенным вокруг литейной формы 102 (например, на виде сверху, показанном на фиг. 6). Уровень расплавленного металла 106 в литейной форме 102 может дополнительно или альтернативно определяться по верху 506 литейной формы 102.

[0053] В различных вариантах осуществления одно или более полей 118 обзора могут быть отрегулированы. Например, поле 118 обзора может включать первую стенку литейной формы 102 и регулироваться и перемещаться относительно второй стенки литейной формы. Кроме того, поле 118 обзора может быть отрегулировано таким образом, чтобы включать больше или меньше верха литейной формы 102. Например, поле 118 обзора может включать несколько стенок литейной формы 102 и регулироваться таким образом, чтобы включать часть стенки литейной формы, например, часть, содержащую метку 502.

[0054] На фиг. 6 представлен вид сверху литейной формы 102, включающей несколько полей 118 обзора. Поля 118 обзора такие же, как показано на фиг. 5, однако поля 118 обзора могут отличаться в зависимости от положения камер 110 относительно литейной формы 102. В различных вариантах осуществления метка 502 может быть видна на виде сверху. Поля 118 обзора на виде сверху могут быть применены для определения уровня расплавленного металла 106 в литейной форме. Например, компьютерная система 112 может определить высоту расплавленного металла 106 в литейной форме на основе оптических данных, полученных от одного или более полей 118 обзора. В различных вариантах осуществления камеры 110 могут быть расположены под несколькими углами (например, одна под углом, показанным на фиг. 5, а другая под углом, показанным на фиг. 6). Камеры 110, расположенные под несколькими углами, могут применяться вместе для определения высоты расплавленного металла 106 в литейной форме 102.

[0055] 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.

[0056] 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.

[0057] Способ 700 в блоке 704 может включать в себя прием оптических данных, связанных с литейной формой 102. Оптические данные могут быть получены или обнаружены с помощью камер, таких как камеры 110. Камеры 110 могут иметь поле 118 обзора, которое включает одну или более литейных форм 102. В различных вариантах осуществления поле 118 обзора включает одну или более стенок литейной формы 102 и/или метку 502. 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 уровнем расплавленного металла в литейной форме 102. 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.

[0058] Оптические данные могут включать высоту стенки литейной формы 102, которая видна камерам 110. Метка 502 может помогать в измерении высоты стенки литейной формы 102. Например, метка 502 может включать знак и/или шкалу, которые могут быть обнаружены камерами 110. Метка 502 может включать указание на то, какая часть высоты стенки литейной формы 102 является видимой. В различных вариантах осуществления литейная форма 102 может включать текстуру и/или рисунок, которые помогают определить видимую высоту стенки литейной формы 102. Например, литейной форма 102 может содержать краску, которая может быть обнаружена камерами 110.

[0059] Способ 700 в блоке 706 может включать определение уровня расплавленного металла 106 в литейной форме 102. Определение уровня расплавленного металла 106 может включать применение оптических данных, полученных камерами 110. Однако уровень расплавленного металла 106 может быть определен с помощью данных, принятых из базы данных. Уровень расплавленного металла 106 может быть определен с помощью компьютерной системы 112. В различных вариантах осуществления уровень расплавленного металла 106 в литейной форме может быть определен по видимой высоте стенки литейной формы 102. Например, если общая высота литейной формы 102 (например, от дна 504 литейной формы до верха 506 литейной формы) известна, высота, видимая камерам 110, может быть вычтена для определения уровня расплавленного металла 106 в литейной форме 102. Уровень расплавленного металла 106 в литейной форме 102 может быть определен с помощью метки 502. Например, метка 502 может включать знаки (например, цифры), которые могут быть интерпретированы компьютерной системой 112 для определения уровня расплавленного металла 106.

[0060] Способ 700 в блоке 708 может включать сравнение уровня расплавленного металла 106 с исходным уровнем. Исходный уровень может представлять собой диапазон, в котором оптимально должен находиться расплавленный металл 106. Например, исходный уровень может представлять собой диапазон от 20 мм до 90 мм от дна 504 литейной формы 102 (например, 20 мм, 30 мм, 40 мм, 50 мм, 50 мм, 70 мм, 80 мм или 90 мм). Однако исходный уровень может представлять собой любой подходящий уровень или диапазон от верха 506 и/или дна 504 литейной формы 102. Сравнение может выполняться посредством компьютерной системы 112. Компьютерная система 112 может получить исходный уровень из базы данных и/или от пользователя. Исходный уровень может меняться в зависимости от типа литейной формы, металла, литья или любой подходящей переменной.

[0061] 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 уровне расплавленного металла 106 в литейной форме 102. Например, если определено, что уровень расплавленного металла 106 в литейной форме 102 ниже исходного уровня, через желоб 104 можно добавить больше расплавленного металла, например, с помощью устройства 116 управления потоком. Рабочие команды могут представлять собой компьютерные рабочие команды и/или команды для пользователя. Например, в ответ на превышение расплавленным металлом 106 верхнего диапазона исходного уровня, рабочие команды могут дать указание устройству 116 управления потоком остановить поток расплавленного металла и отправить пользователю предупреждение о том, что поток расплавленного металла остановлен. 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 увеличить скорость потока расплавленного металла 106, и если пользователь не выполнит команды своевременно, компьютерная система 112 может автоматически увеличить скорость потока расплавленного металла 106.

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

АСПЕКТЫ

[0063] Аспект 1 представляет собой систему контроля литейной формы, содержащую: литейную форму, содержащую стенки литейной формы, образующие отверстие для приема расплавленного металла; камеру, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере часть стенки литейной формы, и выполненную с возможностью получения оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы; и контроллер, содержащий процессор, выполненный с возможностью выполнения команд, хранящихся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве, причем контроллер обеспечивает выполнение процессором операций процессора, включающих: получение первых оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы; и определение, на основании первых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

[0064] Аспект 2 представляет собой систему по аспекту 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой получение первых оптических данных включает изменение поля обзора камеры.

[0065] Аспект 3 представляет собой систему по аспекту 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой операции процессора дополнительно включают генерирование рабочих команд для операции литья.

[0066] Аспект 4 представляет собой систему по аспекту 3 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой рабочие команды основаны на по меньшей мере уровне расплавленного металла в литейной форме.

[0067] Аспект 5 представляет собой систему по аспекту 3 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой рабочие команды включают команды для по меньшей мере регулировки скорости потока расплавленного металла в отверстие литейной формы.

[0068] Аспект 6 представляет собой систему по аспекту 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой операции процессора дополнительно включают: прием вторых оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы; и обновление, на основании вторых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

[0069] Аспект 7 представляет собой систему по аспекту 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой часть стенки литейной формы содержит знаки, видимые камере.

[0070] Аспект 8 представляет собой систему по аспекту 7 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой знаки предназначены для помощи в определении уровня расплавленного металла в литейной форме.

[0071] Аспект 9 представляет собой систему по аспекту 1 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), дополнительно содержащую желоб, выполненный с возможностью помещения расплавленного металла в отверстие литейной формы во время операции литья.

[0072] Аспект 10 представляет собой систему по аспекту 9 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой определение уровня расплавленного металла в литейной форме включает определение высоты части стенки литейной формы.

[0073] Аспект 11 представляет собой систему по аспекту 3 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой рабочие команды включают команды для регулировки скорости потока расплавленного металла в отверстие литейной формы.

[0074] Аспект 12 представляет собой систему по аспекту 9 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в которой уровень расплавленного металла в литейной форме находится в диапазоне от 20 до 90 мм от дна формы.

[0075] Аспект 13 представляет собой способ контроля литейной формы, включающий: инициирование операции литья с помощью системы литья, содержащей литейную форму, содержащую стенки литейной формы, образующие отверстие литейной формы, при этом операция литья обеспечивает подачу расплавленного металла в отверстие литейной формы; получение с помощью камеры первых оптических данных, связанных с частью первой стенки литейной формы; определение, на основании первых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

[0076] Аспект 14 представляет собой способ по аспекту 13 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), дополнительно включающий генерирование, на основании определения, рабочих команд для одного или более компонентов для применения в операции литья.

[0077] Аспект 15 представляет собой способ по аспекту 14 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в котором регулирование операции литья включает изменение скорости потока расплавленного металла в отверстие литейной формы.

[0078] Аспект 16 представляет собой способ по аспекту 13 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), дополнительно включающий: получение, с помощью камеры, вторых оптических данных, связанных со второй частью второй стенки литейной формы; и обновление, на основании вторых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

[0079] Аспект 17 представляет собой способ по аспекту 16 или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в котором первая стенка литейной формы и вторая стенка литейной формы являются разными стенками литейной формы.

[0080] Аспект 18 представляет собой способ по аспекту 13 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в котором определение уровня расплавленного металла в литейной форме включает сравнение видимой высоты части стенки литейной формы с известной высотой.

[0081] Аспект 19 представляет собой способ по аспекту 13 (или любым другим предшествующим или последующим аспектам по отдельности или в комбинации), в котором определение уровня расплавленного металла в литейной форме включает установление отличия между первыми оптическими данными, связанными с частью стенки литейной формы, и вторыми оптическими данными, связанными с расплавленным металлом.

Похожие патенты RU2813255C1

название год авторы номер документа
КОНТРОЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ СЛИТКА 2021
  • Маккаллум, Джон Роберт Бастер
  • Синден, Аарон Дэвид
RU2813254C1
МОНИТОРИНГ СРЕДЫ ЛИТЬЯ 2021
  • Маккаллум, Джон Роберт Бастер
  • Космики, Майкл Р.
  • Такур, Адвейт
  • Беттс, Уильям М.
  • Уилсон, Филлип
  • Гупта, Адарш
  • Сильва, Аугусто-Сесар
RU2809019C1
ОБНАРУЖЕНИЕ ОТДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ОТ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ 2021
  • Маккаллум, Джон Роберт Бастер
  • Вагстафф, Роберт Брюс
  • Космики, Майкл Р.
  • Фентон, Уэйн Дж.
RU2813077C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ СЛИТКА 2021
  • Бишофф, Тодд Ф.
  • Уилсон, Филлип
  • Маккаллум, Джон Роберт Бастер
  • Синден, Аарон Дэвид
  • Опдендрайс, Брент
  • Хаймас, Джейсон Делл
RU2801457C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА УГЛА ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ ВО ВРЕМЯ ЛИТЬЯ, А ТАКЖЕ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СИСТЕМА И СПОСОБ 2021
  • Опдендрайс, Брент
  • Вагстафф, Роберт Брюс
  • Пардеши, Равиндра Тарачанд
  • Вагстафф, Самюэль Роберт
RU2801970C1
СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАГОТОВКИ 2013
  • Дойл Джозеф Д.
  • Дэвис Пол Р.
RU2643619C2
ОТСЛЕЖИВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ В МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДАРА И СИСТЕМЫ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ 2019
  • Виртц, Даниэль
  • Нильсен, Тим
  • Лёсслер, Христоф
RU2784922C2
ПРОЦЕДУРЫ И СИСТЕМЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНА И ДЕГАЗАЦИИ ПРИ ЛИТЬЕ МЕТАЛЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ВИБРОМУФТЫ 2018
  • Гилл, Кевин Скотт
  • Пауэлл, Майкл Калеб
  • Рундквист, Виктор Фредерик
  • Манчираджу, Венката Киран
  • Гаффи, Роланд Эрл
RU2771417C2
УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ЗЕРНА 2016
  • Хань, Циню
  • Шао, Лу
  • Сюй, Клоз
RU2782769C2
СПОСОБ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ОТЛИВОК И СВЯЗАННОЕ С НИМ УСТРОЙСТВО 2006
  • Чу Мэнь Г.
  • Юй Хо
  • Джирон Альваро
  • Каллахер Кеннет Дж.
  • Шо Джеффри Дж.
RU2413591C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 813 255 C1

Реферат патента 2024 года КОНТРОЛЬ УРОВНЯ МЕТАЛЛА ВО ВРЕМЯ ЛИТЬЯ

Изобретение относится к области литейного производства. Система (100) контроля литейной формы (102), содержащей стенки литейной формы, образующие отверстие для приема расплавленного металла (106), содержит камеру (110) и контроллер (112). Поле обзора камеры включает по меньшей мере часть стенки литейной формы, и камера получает оптические данные, связанные с частью стенки литейной формы. Упомянутая часть стенки литейной формы содержит знаки, видимые камере, предназначенные для помощи в определении уровня расплавленного металла в литейной форме. Контроллер включает процессор, выполняющий команды, хранящиеся на энергонезависимом машиночитаемом носителе в запоминающем устройстве, причем контроллер обеспечивает выполнение процессором операций, включающих получение первых оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы, и определение, на основании этих данных, уровня расплавленного металла в литейной форме. Обеспечивается контроль уровня металла в литейной форме или расстояния между нижним блоком и частью металлического слитка во время осуществления литья и регулирование процесса литья. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула изобретения RU 2 813 255 C1

1. Система контроля литейной формы, содержащей стенки литейной формы, образующие отверстие для приема расплавленного металла, содержащая:

камеру, имеющую поле обзора, включающее по меньшей мере часть стенки литейной формы, и выполненную с возможностью получения оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы;

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:

получение первых оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы,

и определение, на основании первых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме,

причем указанная часть стенки литейной формы содержит знаки, видимые камере, при этом данные знаки предназначены для помощи в определении уровня расплавленного металла в литейной форме.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что получение первых оптических данных включает изменение поля обзора камеры.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что операции процессора дополнительно включают в себя генерирование рабочих команд для операции литья.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что рабочие команды основаны на, по меньшей мере, уровне расплавленного металла в литейной форме.

5. Система по п. 3, отличающаяся тем, что рабочие команды включают в себя команды для, по меньшей мере, регулировки скорости потока расплавленного металла в отверстие литейной формы.

6. Система по п. 1, в которой операции процессора дополнительно включают в себя:

получение вторых оптических данных, связанных с частью стенки литейной формы, и

обновление, на основании вторых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

7. Система по п. 1, дополнительно содержащая желоб, выполненный с возможностью помещения расплавленного металла в отверстие литейной формы во время операции литья.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что определение уровня расплавленного металла в литейной форме включает определение высоты части стенки литейной формы.

9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что уровень расплавленного металла в литейной форме находится в диапазоне от 20 до 90 мм от дна литейной формы.

10. Способ контроля литейной формы, включающий:

инициирование операции литья с помощью системы литья, содержащей литейную форму, содержащую стенки литейной формы, образующие отверстие литейной формы, причем операция литья обеспечивает подачу расплавленного металла в отверстие литейной формы;

получение с помощью камеры первых оптических данных, связанных с частью первой стенки литейной формы;

определение, на основании первых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме,

причем указанная часть стенки литейной формы содержит знаки, видимые камере, при этом данные знаки предназначены для помощи в определении уровня расплавленного металла в литейной форме.

11. Способ по п. 10, дополнительно включающий генерирование, на основании определения, рабочих команд для одного или более компонентов для применения в операции литья.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что регулировка операции литья включает изменение скорости потока расплавленного металла в отверстие литейной формы.

13. Способ по п. 10, дополнительно включающий:

получение с помощью камеры вторых оптических данных, связанных со второй частью второй стенки литейной формы, и

обновление, на основании вторых оптических данных, уровня расплавленного металла в литейной форме.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что первая стенка литейной формы и вторая стенка литейной формы являются разными стенками литейной формы.

15. Способ по п. 10, отличающийся тем, что определение уровня расплавленного металла в литейной форме включает сравнение видимой высоты части стенки литейной формы с известной высотой.

16. Способ по п. 10, отличающийся тем, что определение уровня расплавленного металла в литейной форме включает установление отличия между первыми оптическими данными, связанными с частью стенки литейной формы, и вторыми оптическими данными, связанными с расплавленным металлом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2813255C1

JP 61132251 A, 19.06.1986
RU 2010107339 A1, 10.09.2011
CN 105371919 B, 31.08.2018
ГАЗОПАРОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2011
  • Весенгириев Андрей Михайлович
RU2482290C2
JP 61132254 A, 19.06.1986
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ 1998
  • Фридлянский Р.М.
  • Еремин О.С.
  • Суворов А.И.
  • Симонов В.Н.
  • Гутов В.А.
  • Орлова Л.М.
  • Вьюгин Л.Ф.
  • Измайлов В.А.
RU2143959C1
JP 61132250 A, 19.06.1986
JP 11114660 A, 27.04.1999
СПОСОБ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ПЛОСКИХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ СЛИТКОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ СКАНДИЕМ И ЦИРКОНИЕМ 2019
  • Куликов Борис Петрович
  • Баранов Владимир Николаевич
  • Безруких Александр Иннокентьевич
  • Зенкин Евгений Юрьевич
  • Юрьев Павел Олегович
  • Степаненко Никита Андреевич
RU2723578C1
Способ приготовления мыла 1933
  • Фролов А.С.
SU37227A1

RU 2 813 255 C1

Авторы

Маккаллум, Джон Роберт Бастер

Даты

2024-02-08Публикация

2021-07-23Подача