BR112013016697B1

BR112013016697B1 - processo de controle do limpador de refrigerante de molde de lingotamento contínuo

Info

Publication number: BR112013016697B1
Application number: BR112013016697A
Authority: BR
Inventors: Shaber Craig
Original assignee: Wagstaff Inc
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2020-01-28
Also published as: ES2819193T3; CA2820974C; RU2013139304A; MX342923B; TWI531431B; TW201306966A; WO2012102825A1; BR112013016697A2; EP2667986B1; KR101533271B1; US20120186773A1; JP5829285B2; AR085025A1; AU2012209511A1; JP2014503362A; EP2667986A1; CN103354768A; MX2013006750A; CA2820974A1; IN2013MN01219A

Abstract

sistema e processo de controle do limpador de refrigerante de molde de lingotamento contínuo é descrito um sistema de controle ou limpeza de refrigerante para uso em molde de lingotamento contínuo para controlar e gerenciar interação de refrigerante com a parte lingotada durante lingotamento. em alguns aspectos do processo, a estrutura de limpeza tem início suficientemente fora do bloco inferior, de maneira a não interferir ou fazer/deixar que o refrigerante entre no bloco inferior; ela então se move rapidamente de volta para a parte lingotada emergente durante aquecimento transiente; e então se move para fora do molde com a parte lingotada solidificada a uma velocidade controlada até uma posição de estado estacionário predeterminada, ou até um segundo estado transiente do lingotamento.

Description

“PROCESSO DE CONTROLE DO LIMPADOR DE REFRIGERANTE DE MOLDE DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO”

CAMPO TÉCNICO [001] Esta invenção se refere a sistema de controle e limpeza de refrigerante para uso em um molde de metal fundido de lingotamento contínuo, que pode incluir controle de limpeza posicional e um recurso retrátil para um melhor controle do sistema.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Lingotes, tarugos e outras partes fundidas de metal podem ser formados por um processo de lingotamento que utiliza um molde orientado verticalmente situado acima de um grande poço de lingotamento abaixo do nível de piso da instalação de lingotamento de metal, embora esta invenção possa também ser utilizada em moldes horizontais. O componente inferior do molde de lingotamento vertical é um bloco de partida. Quando o processo de lingotamento começa, os blocos de partida estão nas suas posições mais para cima e nos moldes. À medida que metal fundido é vazado no furo ou cavidade do molde e resfriado (tipicamente por água), o bloco de partida é lentamente abaixado a uma velocidade predeterminada por um cilindro hidráulico ou outro dispositivo. À medida que o bloco de partida é abaixado, metal ou alumínio solidificado emerge na base do molde, e lingotes, redondos ou tarugos de várias geometrias são formados, que podem também ser aqui referidos como partes fundidas.

[003] Embora a invenção se aplique ao lingotamento de metais em geral, incluindo, sem limitações, alumínio, latão, chumbo, zinco, magnésio, cobre, aço, etc., os exemplos dados e modalidades preferidas reveladas podem ser direcionados para alumínio e, portanto, os termos alumínio ou metal fundido podem ser usados em toda parte por questão de consistência, mesmo que a invenção se aplique mais no geral a metais.

[004] Embora existam inúmeras maneiras de obter e configurar um

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 9/29 / 18 arranjo de lingotamento vertical, a figura 1 ilustra um exemplo. Na figura 1, o lingotamento vertical de alumínio no geral ocorre por baixo do nível elevacional do piso da fábrica em um poço de lingotamento. Diretamente por baixo do piso do poço de lingotamento 101a fica um caixão 103, no qual o tambor do cilindro hidráulico 102 para o cilindro hidráulico é colocado.

[005] Como mostrado na figura 1, os componentes da porção inferior de um aparelho de lingotamento de alumínio vertical típico, mostrado dentro de um poço de lingotamento 101 e de um caixão 103, são um tambor do cilindro hidráulico 102, um recalcador 106, um alojamento da base de montagem 105, um prato de pressão 107 e um bloco inferior 108 (também referido como cabeça de partida ou base do bloco de partida), todos mostrados em elevações abaixo do piso da instalação de lingotamento 104.

[006] O alojamento da base de montagem 105 é montado no piso

101a do poço de lingotamento 101, abaixo do qual fica o caixão 103. O caixão 103 é definido pelas suas paredes laterais 103b e seu piso 103a.

[007] Um conjunto de mesa de molde típico 110 é também mostrado na figura 1, que pode ser inclinado, como mostrado, quando cilindro hidráulico 111 empurra o braço basculante da mesa do molde 110a de maneira tal que ele pivote em torno do ponto 112 e dessa forma levante e gire o conjunto da armação de lingotamento principal, como mostrado na figura 1. Existem também carros da mesa do molde que permitem que os conjuntos da mesa do molde se movam a favor e contra a posição de lingotamento acima do poço de lingotamento.

[008] A figura 1 mostra adicionalmente o prato de pressão 107 e a base do bloco de partida 108 parcialmente abaixados no poço de lingotamento 101 com a parte lingotada 113 (que pode ser um lingote ou um tarugo) sendo parcialmente formada. A parte lingotada 113 está na base do bloco de partida 108, que pode incluir uma cabeça de partida ou um bloco inferior, que normalmente (mas nem sempre) assenta na base do bloco de partida 108,

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 10/29 / 18 todos os quais são conhecidos na tecnologia e não precisam, portanto, ser mostrados ou descritos com mais detalhes. Embora os termos bloco de partida sejam usados para o item 108, deve-se notar que os termos bloco inferior e cabeça de partida são também usados na indústria para se referir ao item 108, bloco inferior é tipicamente usada quando um lingote está sendo lingotado e a cabeça de partida quando um tarugo está sendo lingotado.

[009] Embora a base do bloco de partida 108 na figura 1 mostre somente um bloco de partida 108 e pedestal, tipicamente existem diversos de cada um deles montados em cada base de bloco de partida, que simultaneamente lingotam tarugos, partes cônicas ou configurações especiais, ou lingotes à medida que o bloco de partida é abaixado durante o processo de lingotamento.

[0010] Quando fluido hidráulico é introduzido no cilindro hidráulico a uma pressão suficiente, o recalcador 106 e, consequentemente, o bloco de partida 108 são levantados para o nível de início de elevação desejado, que é quando os blocos de partida estão dentro do conjunto de mesa do molde 110.

[0011] O abaixamento do bloco de partida 108 é realizado dosando-se o fluido hidráulico do cilindro a uma velocidade predeterminada, dessa forma abaixando o recalcador 106 e, consequentemente, o bloco de partida a uma velocidade predeterminada e controlada. O molde é controlavelmente resfriado durante o processo para assistir na solidificação dos lingotes ou tarugos emergentes, tipicamente usando dispositivo de resfriamento por água. Embora o uso de um cilindro hidráulico seja referido aqui, versados na técnica percebem que existem outros mecanismos e maneiras que podem ser utilizados para abaixar o prato de pressão.

[0012] Existem inúmeras tecnologias de molde e lingotamento que se adaptam em mesas de molde e nenhum em particular é exigido para prática de várias modalidades desta invenção, uma vez que eles são conhecidos pelos versados na técnica.

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 11/29 / 18 [0013] O lado superior da mesa de molde típica conecta operacionalmente no sistema de distribuição de metal, ou interage com ele. A mesa de molde típica também conecta operacionalmente nos moldes que ela aloja.

[0014] Quando metal é lingotado usando um molde de lingotamento contínuo vertical, o metal fundido é resfriado no molde e emerge continuamente na extremidade inferior do molde à medida que a base do bloco de partida é abaixada. O tarugo, lingote ou outra configuração emergente deve ser suficientemente solidificado de maneira tal que ele mantenha seu perfil, conicidade ou outra configuração desejada. Em algumas tecnologias de lingotamento, pode haver uma folga de ar entre o metal solidificado emergente e a parede do anel permeável, enquanto em outras pode haver contato direto. Abaixo disto, existe também uma cavidade de ar do molde entre o metal solidificado emergente e a porção inferior do molde e equipamento relacionado.

[0015] Uma vez que o lingotamento esteja completado, as partes lingotadas, tarugos neste exemplo, são removidas do bloco inferior.

[0016] O processo de lingotamento é iniciado pela introdução de metal fundido na cavidade do molde e a solidificação do metal fundido através da cavidade do molde ocorre pela aplicação de um fluido de resfriamento tal como água. O fluido de resfriamento é aplicado em torno do perímetro da cavidade do molde e no processo faz com que as paredes da cavidade do molde resfriem. À medida que a parede da cavidade do molde é resfriada, o metal fundido adjacente à parede em geral solidifica, e ocorre contração em torno da superfície em solidificação da parte lingotada. A contração da parte lingotada então faz com que a parte lingotada em solidificação contraia de volta para fora da parede do molde mais fria, resultando em uma certa refusão da superfície em solidificação da parte lingotada e expansão de volta para a parede do molde. Este processo de

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 12/29 / 18 solidificação ocorre e a parte lingotada resultante emerge na cavidade do molde com uma superfície externa solidificada, ou pele, e o núcleo interno da parte lingotada está ainda no seu estado fundido. Um suprimento contínuo de fluido de resfriamento é aplicado no perímetro da parte lingotada em solidificação que emerge na cavidade do molde.

[0017] O volume do fluido de resfriamento suprido na parte lingotada emergente pode ser significante e, se deixada descontrolada, correrá para baixo no lado da superfície externa da parte lingotada e causará resfriamento adicional e solidificação do núcleo da parte lingotada. A exposição da superfície externa da parte lingotada ao fluido de resfriamento que pinga ou escoa depois do resfriamento direto inicial da parte lingotada emergente altera as características de resfriamento da parte lingotada e as características metalúrgicas da parte lingotada resultante. O processo de lingotamento contínuo em geral resulta em uma solidificação relativamente mais rápida do exterior da parte lingotada (especialmente para partes fundidas maiores, tais como lingotes), mas o interior ainda continua em um estado entre fundido e solidificado. Isto faz com que pressões internas sejam impostas entre os vários locais internos na parte lingotada e pode resultar em imperfeições e defeitos indesejáveis.

[0018] É desejável controlar o fluxo e efeito de resfriamento do fluido de resfriamento depois do resfriamento direto inicial da parte lingotada. O resfriamento direto do fluido de resfriamento que solidifica a superfície externa ou pele da parte lingotada causa tensões internas na estrutura metálica; entretanto, se a temperatura do núcleo da parte lingotada em solidificação puder permanecer alta por um período depois do resfriamento direto inicial, ocorre um recozimento na parte lingotada, aliviando tensão de contração. Isto é especialmente válido para alguns dos materiais ligados mais desejados, tais como aqueles usados na indústria aeroespacial, tais como ligas das séries 2XXX e/ou 7XXX.

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 13/29 / 18 [0019] Se o fluido de resfriamento em excesso não for suficientemente controlado e corre abaixo no lado da parte lingotada de resfriamento, ele causa resfriamento adicional indesejado do núcleo da parte lingotada e impede o processo de recozimento desejado na parte lingotada.

[0020] Sistemas tipo limpador têm sido há muito usados na indústria para controlar o fluxo de fluido de resfriamento em excesso na superfície da parte lingotada em resfriamento. Esses sistemas tipo limpador da tecnologia anterior foram desenvolvidos para controlar e/ou desviar o refrigerante para fora das porções inferiores da parte lingotada em solidificação. Um limpador no geral se conforma à superfície externa da parte lingotada e fica em contato em torno dessa superfície externa. Um limpador é similar em alguns aspectos a um rodo usado em uma janela e é montado em relação à parte lingotada de maneira tal que o refrigerante seja desviado da superfície da parte lingotada.

[0021] Tem sido comum na indústria usar limpadores de água feitos de silicone, limpadores de água tipo borracha inflável, ou que é normalmente referido como lâminas de ar, para realizar a limpeza ou desvio do fluido de resfriamento em excesso indesejado. Um limpador é em geral configurado anularmente em torno da parte lingotada particular e é desenhado para ficar em contato com a superfície externa da parte lingotada. O limpador geralmente desvia o fluido de resfriamento para fora da superfície externa da parte lingotada de forma que ele desça ao interior do poço da parte lingotada a partir da superfície da parte lingotada para evitar um efeito de resfriamento indesejável.

[0022] O uso tradicional de um sistema tipo limpador tem sido dispor um local fixo ou estático do limpador distante o bastante abaixo do molde para impedir superaquecimento em um estado estacionário ou um segundo estágio transitório, e perto o bastante do molde de forma que a parte lingotada possa reter calor suficiente para causar um efeito de recozimento na parte lingotada. Na partida desses sistemas tradicionais, ou próximo a esta, a parte

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 14/29 / 18 lingotada em solidificação passaria através dos limpadores de água, mas existe um momento quando água externa ficaria aprisionada entre um limpador, bloco ou cabeça de partida e a parte lingotada por um período de tempo (normalmente minutos). Esta água adicional na partida resulta em um resfriamento maior e indesejável da parte lingotada e pode também permitir que fluido de estrutura de suporte flexível entre na área do bloco de partida e aumente a probabilidade de uma trinca se formar na porção de apoio, ou próximo a esta, da parte lingotada durante ou depois da solidificação. Em algumas modalidades desta invenção, o limpador se move suficientemente abaixo do molde de lingotamento e o bloco de partida da parte lingotada para evitar direcionamento imperfeito de refrigerante para o bloco de partida ou qualquer lugar durante a fase ou estágio de partida.

[0023] Portanto, é um objetivo de algumas modalidades desta invenção prover um atuador do limpador inédito e um processo inédito para posicionar melhor o sistema de controle de refrigerante, ou limpador, em relação ao comprimento de lingotamento. Este objetivo é otimizar o sincronismo e posições do sistema de controle de refrigerante ou limpador em relação ao molde para resultar em um melhor recozimento da parte lingotada, minimizando ainda a captura ou aprisionamento de refrigerante indesejável no bloco de partida ou cabeça de partida.

[0024] O fundo ou base da parte lingotada solidificada pode ser referido como o topo, e o topo da parte lingotada é uma área onde ocorre uma alta incidência de trincas e outros defeitos da parte lingotada potenciais indesejáveis. Se trincas se desenvolverem na porção de topo da parte lingotada, a parte lingotada é geralmente sucatada, e metal fundido tem que ser refundido e purificado novamente. É caro ter que sucatar todo o lingotamento por causa de uma trinca na porção de topo do lingote ou parte lingotada.

[0025] Esta invenção provê um sistema de controle de fluido de

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 15/29 / 18 resfriamento ou limpador que mais efetivamente usa, coloca e move o limpador durante estágios do processo de lingotamento para prover um resfriamento mais controlado da parte lingotada solidificada. A colocação da tecnologia anterior de um limpador em uma posição relativa à parte lingotada durante todo o lingotamento não otimiza tão efetivamente o resfriamento da parte lingotada, comparado com esta invenção. É importante que o resfriamento da parte lingotada seja controlado e otimizado durante a partida, o estágio de aquecimento transiente e então durante o estado estacionário.

[0026] Portanto, é um objetivo de algumas modalidades desta invenção prover um sistema de controle de fluido de resfriamento e limpador que controla mais efetivamente a posição do limpador e o movimento durante todos os três estágios de lingotamento, a saber, durante partida, estágio de aquecimento transiente e segundo estágio transitório.

[0027] Em algumas modalidades desta invenção, este objetivo pode ser alcançado iniciando o limpador para fora do metal em solidificação e fluido de resfriamento durante partida, movendo rapidamente o limpador para a parte lingotada em solidificação durante o estágio de aquecimento transiente, e então controlando o movimento e localização do limpador em uma direção para fora do molde durante o segundo estágio transitório de lingotamento.

[0028] Outros objetivos, recursos e vantagens desta invenção ficarão aparentes pela especificação, reivindicações e desenhos anexos que formam uma parte desta. Na realização dos objetivos desta invenção, deve-se entender que seus recursos essenciais são suscetíveis a mudanças no desenho e arranjo estrutural, com somente uma modalidade prática e preferida sendo ilustrada nos desenhos anexos, da maneira necessária.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0029] Modalidades preferidas da invenção são descritas a seguir com referência aos desenhos anexos seguintes:

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A figura 1 é uma vista em elevação de um poço de lingotamento vertical, caixão e aparelho de lingotamento de metal da tecnologia anterior;

A figura 2 é uma vista em seção transversal em elevação de uma configuração de bloco inferior típica;

A figura 3 é uma vista em elevação de um molde de lingotamento contínuo no início do lingotamento, ou próximo deste, com o bloco inferior posicionada na base da cavidade do molde, e o sistema de controle de refrigerante em uma posição abaixada abaixo do bloco inferior;

A figura 4 é uma vista em perspectiva de uma modalidade desta invenção montada em relação a uma estrutura de molde de lingotamento contínuo, em que o sistema de controle de refrigerante compreende um limpador e está mostrado em uma posição de partida que fica abaixo do bloco inferior;

A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma modalidade desta invenção montada em relação a uma estrutura de molde de lingotamento contínuo, em que o sistema de controle de refrigerante ou limpador está mostrado em uma posição logo depois da partida e depois que ele foi retraído para a cavidade do molde;

A figura 6 é uma vista em seção transversal em elevação de um exemplo de uma configuração de lingotamento que pode ser usada para praticar modalidades desta invenção ilustrando o sistema de controle de refrigerante ou limpador em uma posição acima do nível inferior do metal fundido na parte lingotada;

A figura 7 é uma vista em seção transversal em elevação de um exemplo de uma configuração de lingotamento que pode ser usada para praticar modalidades desta invenção, ilustrando o sistema de controle de refrigerante ou limpador em uma posição abaixo do nível inferior do metal fundido na parte lingotada;

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A figura 8 é uma vista em seção transversal em elevação de um exemplo de uma configuração de lingotamento que pode ser usada para praticar modalidades desta invenção, ilustrando o sistema de controle de refrigerante ou limpador em uma posição ainda mais abaixo do nível inferior do metal fundido na parte lingotada.

A figura 9 é uma tabela ilustrando posições exemplares de movimento do limpador em função da profundidade da poça; e

A figura 10 é um gráfico ilustrando posições exemplares da posição do limpador em função da profundidade da poça para algumas modalidades desta invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS [0030] Muitos dos dispositivos de aperto, conexão, fabricação e outros dispositivos e componentes utilizados nesta invenção são amplamente conhecidos e usados no campo da invenção descrita, e sua natureza ou tipo exatos não são necessários para um entendimento e uso da invenção pelos versados na técnica ou ciência, portanto, eles não serão discutidos com detalhes significantes. Além disso, os vários componentes mostrados ou descritos aqui para qualquer aplicação específica desta invenção podem ser variados ou alterados, como previsto por esta invenção, e a prática de uma aplicação ou modalidade específica de qualquer elemento pode já ser amplamente conhecida ou usada na tecnologia ou por versados na técnica ou ciência; portanto, cada um não será discutido com detalhes significantes. [0031] Os termos um, uma, e o, a na forma usada nas reivindicações aqui são usados em conformidade com a prática de minuta de reivindicações de há muito tempo. A menos que especificamente apresentado aqui, os termos um, uma e o, a não são limitados a um de tais elementos, mas, em vez disso, significam pelo menos um.

[0032] Deve-se entender que esta invenção pode ser utilizada com relação a vários tipos de tecnologias e configurações de vazamento de metal.

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Deve-se entender adicionalmente que esta invenção pode ser usada em dispositivos de lingotamento horizontais ou verticais.

[0033] Um molde ou estrutura de molde que pode ser utilizada em modalidades desta invenção, portanto, têm que poder receber metal fundido de uma fonte de metal fundido, qualquer que seja o tipo de fonte particular. As cavidades do molde no molde têm, portanto, que ser orientadas em posição de recebimento de fluido ou metal fundido em relação à fonte de metal fundido.

[0034] Versados na técnica perceberão também que modalidades deste sistema de controle de refrigerante e sistema de limpeza de água podem e serão combinados com sistemas existentes e/ou serão modernizados para uso em sistemas de lingotamento operantes existentes, todos dentro do escopo desta invenção.

[0035] Em algumas modalidades desta invenção, o processo ou sistema de controle pode apresentar oportunidades para o processo de lingotamento em três estágios: (1) na partida, o limpador pode ser colocado logo abaixo da cabeça de partida e da parte lingotada para impedir o aprisionamento de fluido de resfriamento em excesso ou indesejável (normalmente água) sob o topo da parte lingotada durante o início do lingotamento. Isto será referido como o estágio ou fase de partida ou não interferência. (2) Durante o estágio de lingotamento seguinte, o estágio de aquecimento transiente, o sistema de controle ou limpeza de refrigerante pode se mover em direção à cavidade do molde além da porção de topo da parte lingotada de uma maneira rápida de maneira que água não fique aprisionada entre o limpador, o topo da parte lingotada e a cabeça de partida ou bloco inferior. Este rápido movimento em direção à cavidade do molde pode ser referido como para cima, mas versados na técnica perceberão que este sistema não está assim limitado a sistemas substancialmente verticais. Sistemas de controle ou de limpeza de refrigerante contemplados por esta invenção podem

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 19/29 / 18 progredir ou se mover acima da poça de líquido e chanfro ondulado, que permite que ele varra completamente água para fora das faces da parte lingotada no início do processo.

[0036] Existem oportunidades para atingir os objetivos e controle de refrigerante em um terceiro estágio, que pode também ser referido como estado estacionário ou estágio de recozimento. Neste estágio, o sistema de sistema de controle ou limpeza de refrigerante se move lentamente ao longo da parte lingotada solidificada e em uma direção para fora da cavidade do molde (que seria verticalmente para baixo em um arranjo de lingotamento contínuo vertical). O sistema de controle de refrigerante pode ser abaixado até qualquer posição de estado estacionário desejada dependendo do lingotamento. Um exemplo de tal movimento é para posicionar o limpador abaixo da poça para impedir superaquecimento da parte lingotada enquanto a parte lingotada está em movimento de estado estacionário. Este tipo de controle permite recozimento desejável das tensões na parte lingotada em decorrência do desvio da limpeza do refrigerante líquido para fora da superfície externa da parte lingotada.

[0037] A figura 1 está anteriormente descrita na seção de fundamentos da invenção, e, portanto, não será repetida aqui.

[0038] A figura 2 é uma vista em seção transversal em elevação de uma configuração de bloco inferior típica 120, e ilustra o bloco inferior 121 com lados do bloco inferior 121a e 121b, e mostrando a altura 122 da porção de topo da parte lingotada. A zona 124 na porção de base da parte lingotada é vulnerável a trinca e outros problemas de qualidade, se o resfriamento e a aplicação de refrigerante não forem suficientemente controlados, especialmente nas ligas tipo aeroespaciais tais como 2XXX e 7XXX.

[0039] A figura 3 é uma vista em elevação de um molde de lingotamento contínuo 222 próximo do início de lingotamento em uma modalidade desta invenção, com o bloco inferior 223 posicionado na base da

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 20/29 / 18 cavidade do molde, e o sistema de controle de refrigerante 220 em uma posição estendida abaixo do bloco inferior. A figura 3 ilustra a estrutura do molde 221, folga 224 entre o bloco inferior 223 e a cavidade do molde antes da introdução de metal fundido. A figura 3 também ilustra estruturas de suporte do sistema de limpeza de água 227 e 228, recalcadores 231 e 232 se estendendo a partir dos suportes do limpador 233 e 234, e sendo operacionalmente anexados através destas, no limpador da parte lingotada 235. Como é conhecido na tecnologia, o tamanho e forma do limpador seriam configurados para se conformar à forma seccional transversal da parte lingotada nesta modalidade. As setas 240 indicam que o bloco inferior estará movendo para baixo uma vez que o lingotamento começa e o prato de pressão 230 está mostrado abaixo e suportando o bloco inferior 223. A figura 3 também ilustra o posicionamento dos limpadores de água ou lâmina de limpeza, fora do caminho na partida inicial para evitar deixar ou fazer com que refrigerante indesejável seja provido no bloco inferior 223. Em algumas modalidades da invenção no aquecimento de transição, o limpador da parte lingotada pode se mover para uma posição na base do molde, ou próximo dela, que, em algumas modalidades desta invenção, pode ser acima da virola da cabeça de partida e entalhe espiral de topo.

[0040] A figura 4 é uma vista em perspectiva de uma modalidade desta invenção montada em relação a uma estrutura de molde de lingotamento contínuo 181, em que o sistema de controle de refrigerante 180 está mostrado em uma configuração possível que pode ser desejada na partida. Na figura 4, o limpador está mostrado abaixado fora do caminho do bloco de partida ou bloco inferior (não mostrados nesta figura), que pode ser um local preferido durante partida para ajudar impedir que fluido de resfriamento adicional chegue no bloco de partida. Se o limpador ficar localizado bem no bloco de partida e cavidade do molde, ou próximo destes, durante a partida, isto pode aumentar o fluido de resfriamento na área do bloco de partida e aumenta a

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 21/29 / 18 probabilidade de se formar trinca na porção de topo, ou próximo a ela, da parte lingotada durante ou depois da solidificação.

[0041] As setas 191 mostram como os recalcadores hidráulicos 189 e 190 (outros não mostrados) podem ser estendidos e retraídos para mover o sistema de controle do limpador 180. Dispor os recalcadores hidráulicos 189 e 190 estendidos desta maneira (fora do molde) provê uma condição de partida mais desejável, anteriormente declarada. A figura 4 ilustra a armação do limpador 188, montagens do limpador 192 e 193 que suportam a armação do limpador nos recalcadores 189 e 190.

[0042] A figura 4 também ilustra uma maneira de praticar o aspecto de controle desta invenção com atuadores 195, 196, 197 e 198 sendo eletricamente conectados no controlador 199 por meio de condutos ou fios elétricos 200, 201, 202 e 203. A figura 4 também mostra a parede da cavidade do molde 182, cavidade do molde 183, estruturas de acionamento do limpador 184, 185, 186 e 187, cada qual montado operacionalmente na estrutura do molde 181, ou com relação a ela. Versados na técnica perceberão que qualquer um dos inúmeros controladores e atuadores pode ser utilizado na prática desta invenção, nenhum deles em particular sendo exigido para a prática de todas as modalidades desta invenção.

[0043] A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma modalidade desta invenção montada em relação a uma estrutura de molde de lingotamento contínuo, em que o sistema de controle ou limpeza de refrigerante 180 está mostrado em uma posição loco depois da partida e depois de ele ter movido de volta em direção ao molde 181. Itens com mesma numeração da figura 4 não serão repetidos aqui. Esta fase de lingotamento pode ser referida como o estágio de aquecimento transiente. Depois de ser iniciado para fora do bloco inferior durante partida, é preferível em algumas modalidades desta invenção mover rapidamente a estrutura de limpeza de água da parte lingotada 188 para uma posição na saída da cavidade do molde 183, ou próximo a esta. Isto

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 22/29 / 18 reduzirá o resfriamento indesejável da parte lingotada durante o estágio de aquecimento transiente.

[0044] A figura 6 é uma vista em seção transversal em elevação de um exemplo de uma configuração de lingotamento que pode ser usada para a prática de modalidades desta invenção, ilustrando o sistema de controle ou limpeza de refrigerante 140, em que o limpador da parte lingotada 158 está posicionado acima do nível inferior do metal ainda líquido 165 no centro da parte lingotada em solidificação 151 e em uma posição depois da porção de aquecimento transiente de lingotamento. A figura 6 ilustra a seta 141 representando o fluxo de metal fundido 142 para a cavidade do molde, estrutura do molde 145 com conduto de água 143 nele, refrigerante 144 aplicado na parte lingotada em solidificação 151, atuadores do recalcador hidráulico 158 com limpador 159 montado nela. As setas 158 e 157 ilustram o movimento potencial da armação do limpador 158 em relação à parte lingotada e o bloco de partida 121 está mostrado sob a parte lingotada 151. Quando o limpador da parte lingotada se move para fora da cavidade do molde durante um segundo estágio transitório do lingotamento, ele pode se mover para fora do molde de lingotamento a uma velocidade determinada para resultar em uma temperatura de lingote suficiente para aliviar tensão de solidificação, ainda maximizando a resistência do lingote nessa temperatura. O limpador em geral para em uma posição final abaixo do molde que mantém este equilíbrio através do estado estacionário.

[0045] A figura 7 é uma vista em seção transversal em elevação de um exemplo de uma configuração de lingotamento que pode ser usada para praticar modalidades desta invenção, ilustrando o sistema de controle ou de limpeza de refrigerante 140 em uma posição abaixo do núcleo do metal fundido 165 na parte lingotada 151. Itens com mesmos números da figura 6 não serão repetidos aqui. A figura 7 ilustra que a armação do limpador 159 e o limpador 158 são localizados abaixo do nível do metal fundido do núcleo 165.

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A armação do limpador 159 pode ser controlada para ficar estacionária, para mover para baixo a uma velocidade menor ou quase igual à que o bloco inferior 121 está sendo abaixado durante lingotamento, e/ou maior que a velocidade que o bloco inferior 121 está sendo abaixado, dependendo da aplicação e dos efeitos de resfriamento desejados.

[0046] A figura 8 é uma vista em seção transversal em elevação de um exemplo de uma configuração de lingotamento que pode ser usada para a prática de modalidades desta invenção, ilustrando o sistema de controle ou de limpeza de refrigerante em uma posição ainda mais distante abaixo do núcleo de metal fundido 165 na parte lingotada 151 do que mostrado na figura 7. Itens de numeração iguais às figuras 6 e 7 não serão repetidos aqui. A figura 8 ilustra que a armação do limpador 159 e o limpador 158 estão localizados ainda mais distantes abaixo do nível do metal fundido do núcleo 165, abaixo da poça.

[0047] A figura 9 é uma tabela ilustrando posições exemplares do movimento do limpador em função da profundidade da poça para algumas modalidades da invenção.

[0048] A figura 10 é um gráfico ilustrando posições exemplares da posição do limpador em função da profundidade da poça para algumas modalidades desta invenção.

[0049] Como versados na técnica percebem, existem inúmeras modalidades desta invenção, e variações de elementos e componentes que podem ser usados, todos dentro do escopo desta invenção.

[0050] Em uma modalidade, por exemplo, é provido um sistema de controle do limpador de refrigerante do molde de lingotamento contínuo que inclui um molde de lingotamento contínuo com uma cavidade do molde configurada para produzir uma parte lingotada; uma estrutura de suporte do limpador da parte lingotada montado em relação à cavidade do molde; um limpador da parte lingotada configurado para se conformar em torno da

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 24/29 / 18 superfície externa da parte lingotada para controlar o fluxo de refrigerante para fora da superfície externa da parte lingotada, o limpador da parte lingotada sendo montado movelmente na estrutura de suporte do limpador para movimento entre posições relativas à cavidade do molde, de maneira tal que uma posição de partida seja provida suficientemente abaixo do molde de lingotamento e do bloco de partida da parte lingotada para evitar direcionamento imperfeito de refrigerante durante uma fase de partida do lingotamento, uma posição de aquecimento de transição é provida imediatamente na cavidade do molde, ou abaixo dela, e uma segunda posição de estágio transiente móvel é provida de maneira tal que o limpador se mova para fora do molde de lingotamento a uma velocidade determinada para resultar em um efeito predeterminado de solidificação da parte lingotada.

[0051] Em modalidades adicionais além das descritas no parágrafo anterior, um sistema de refrigerante de molde de lingotamento contínuo citado no parágrafo anterior e adicionalmente em que três configurações separadas são providas, a saber: a primeira, em que, durante movimento da segunda posição do estágio transiente, é afastada da cavidade do molde a uma velocidade aproximadamente igual ao movimento da parte lingotada; a segunda, em que, durante movimento da segunda posição do estágio transiente, é afastada da cavidade do molde a uma velocidade menor que a velocidade de movimento da parte lingotada; e uma terceira, em que, durante movimento da segunda posição do estágio transiente, é afastada da cavidade do molde a uma maior velocidade do que o movimento da parte lingotada.

[0052] Percebe-se também que existem modalidades de processo desta invenção, tais como processo de controle de limpeza de refrigerante do molde de lingotamento contínuo compreendendo o seguinte: prover um molde de lingotamento contínuo com uma cavidade do molde configurada para lingotar uma parte lingotada; prover um limpador de linha de fogo configurado para se conformar em torno da superfície externa da parte

Petição 870180044699, de 25/05/2018, pág. 25/29 / 18 lingotada e dessa forma direcionar o fluxo de refrigerante para fora da superfície externa da parte lingotada; posicionar o limpador da parte lingotada suficientemente abaixo do molde de lingotamento e do bloco de partida da parte lingotada para evitar direcionamento imperfeito de refrigerante durante uma fase de partida do lingotamento; iniciar o lingotamento e prover refrigerante no molde de lingotamento; mover rapidamente o limpador da parte lingotada para uma posição imediatamente na cavidade do molde, ou abaixo dela, durante uma fase de aquecimento de transição do lingotamento; e mover o limpador da parte lingotada para fora da cavidade do molde durante um segundo estágio transitório do lingotamento a uma velocidade determinada para resultar em um efeito predeterminado de solidificação da parte lingotada.

[0053] Em modalidades adicionais às descritas no parágrafo anterior, um processo de controle de limpeza de refrigerante do molde de lingotamento contínuo citado no parágrafo anterior e adicionalmente em que três configurações separadas são providas, a saber: a primeira, em que, durante o segundo estágio transitório do lingotamento, o limpador da parte lingotada se move para fora do molde de lingotamento a uma velocidade aproximadamente igual ao movimento da parte lingotada; a segunda, em que, durante o segundo estágio transitório do lingotamento, o limpador da parte lingotada se move para fora do molde de lingotamento a uma velocidade menor que o movimento da parte lingotada; e a terceira, em que, durante o segundo estágio transitório do lingotamento, o limpador da parte lingotada se move para fora do molde de lingotamento a uma velocidade maior que o movimento da parte lingotada.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de controle de limpeza de refrigerante de molde de lingotamento contínuo, compreendendo as etapas de:

prover um molde de lingotamento contínuo com uma cavidade do molde (183) configurada para lingotar uma parte lingotada (151);

prover um limpador de parte lingotada (235) configurado para se conformar em torno de uma superfície externa da parte lingotada (151) e dessa forma direcionar fluxo de refrigerante (144) para fora da superfície externa da parte lingotada (151);

o processo caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de:

posicionar o limpador de parte lingotada (235) em uma posição de partida inicial abaixo do molde de lingotamento e do bloco de partida da parte lingotada (121) para evitar direcionamento imperfeito de entrada de um refrigerante (144) no bloco de partida da parte lingotada (121) durante uma fase de partida do lingotamento;

iniciar o lingotamento e prover refrigerante (144) no molde de lingotamento;

mover o limpador da parte lingotada (235) de uma posição de partida inicial para uma posição imediatamente igual ou abaixo da cavidade do molde (183) durante uma fase de aquecimento de transição do lingotamento; e então mover o limpador da parte lingotada (235) para fora da cavidade do molde (183) durante um segundo estágio transitório do lingotamento a uma velocidade determinada para resultar em um efeito predeterminado de solidificação da parte lingotada (151) e abaixo de uma posição em que o núcleo da parte lingotada (151) se torne sólido.
2. Processo de controle de limpeza de refrigerante do molde de lingotamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo

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2 / 2 fato de que, durante o segundo estágio transitório do lingotamento, o limpador da parte lingotada (235) se move para fora do molde de lingotamento a uma velocidade igual ao movimento da parte lingotada (151).
3. Processo de controle de limpeza de refrigerante de molde de lingotamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, durante o segundo estágio transitório do lingotamento, o limpador da parte lingotada (235) se move para fora do molde de lingotamento a uma velocidade menor que o movimento da parte lingotada (151).
4. Processo de controle de limpeza de refrigerante de molde de lingotamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, durante o segundo estágio transitório do lingotamento, o limpador da parte lingotada (235) se move para fora do molde de lingotamento a uma velocidade maior que o movimento da parte lingotada (151).
5. Processo de controle de limpeza de refrigerante de molde de lingotamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando se move o limpador da parte lingotada (235) para fora da cavidade do molde (183) durante um segundo estágio transitório do lingotamento, esse é movido a uma posição abaixo em que o núcleo da parte lingotada (151) se torne sólido.