BR112019008017A2 - sistema e método para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínuo, e, uso de um sistema - Google Patents

Abstract

trata-se de sistema e métodos para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínuo que tem uma câmara de pulverização. em algumas modalidades, o sistema inclui um primeiro compartimento com uma saída intermitentemente operável (por exemplo, válvula) com um estado aberto e um estado fechado, para remover matéria particulada, e um segundo compartimento que recebe fluido livre de partícula do primeiro compartimento. o primeiro compartimento pode ser afunilado, cônico, um funil, em formato piramidal ou em formato de outra forma reduzidos para facilitar assentamento das partículas. um ou mais sensores medem pelo menos uma propriedade do fluido livre de partícula para determinar o estado aberto ou fechado da saída, e para ajustar aditivos químicos para o fluido de resfriamento. em algumas modalidades, o sistema e os métodos reduzem corrosão em câmaras de pulverização.

Description

SISTEMA E MÉTODO PARA TRATAR FLUIDO DE RESFRIAMENTO EM UM PROCESSO DE FUNDIÇÃO DE METAL CONTÍNUO, E, USO DE UM SISTEMA

CAMPO DA TÉCNICA [001] A divulgação refere-se geralmente à fabricação de metal. Mais especificamente, a divulgação refere-se a um dispositivo e método que monitora e separa as partículas da água de pulverização de uma câmara de pulverização em um caster contínuo de metal.

ANTECEDENTES [002] A fundição contínua é um método de conversão de metal fundido em produtos de metal semiacabados, como tarugos, blocos ou placas, e é útil para o alto volume e a produção contínua. O processo é comumente usado para formar aço, mas pode ser usado para formar outros metais, como alumínio e cobre. Normalmente, em fundição contínua, o metal fundido é coletado em uma calha chamada de panela intermediária (tundish) e, em seguida, passado a uma taxa controlada com precisão em uma zona de resfriamento primária. Na zona de resfriamento primária, o metal fundido entra em um molde sólido (frequentemente feito de cobre e frequentemente resfriado a água). O molde sólido retira calor do metal fundido, fazendo com que uma “pele” sólida de metal se forme em torno de um núcleo ainda líquido. O metal líquido revestido sólido é referido como um cordão.

[003] Tipicamente, o cordão passa então para uma zona de resfriamento secundária e passa através de uma câmara de pulverização em que um meio de resfriamento (por exemplo, água) é pulverizada para arrefecer ainda mais o metal. Exemplos da tecnologia de pulverização usada em câmaras de pulverização são descritas nas Patentes US Nos. 4.699.202, 4.494.594, 4.444.495, 4.235.280, 3.981.347, 6.360.973, 7.905.271 e 8.216.117, as quais são aqui incorporadas como referência. Depois de passar pela câmara de pulverização, o metal solidifica ainda mais e pode ser cortado

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2/29 em tarugos, blocos ou placas para envio.

[004] O ambiente em um caster contínuo, incluindo a câmara de pulverização, pode ser altamente corrosivo. As condições corrosivas estão associadas à produção de metal de baixa qualidade, perda de tempo de produção, aumento dos custos de manutenção e tempo de inatividade, danos ao caster e tubulações e aumento dos riscos de segurança para os operadores.

[005] As condições no caster podem ser monitoradas para determinar a fabricação ideal de metal (por exemplo, aço) e evitar quebras na produção. As condições de monitoramento na zona superior da câmara de pulverização são complicadas, no entanto, devido a temperaturas extremamente altas (por exemplo, acima de 1.500 °C), pH extremo, inacessibilidade a esta zona durante a produção e presença de detritos particulados da produção de metal com uma alta tendência para aglomerar.

[006] Há uma necessidade de soluções alternativas para reduzir a corrosão e remover detritos de partículas formados em câmaras de pulverização de casteres contínuos. Além disso, existe a necessidade de sistemas e métodos aperfeiçoados para monitorar as câmaras de pulverização durante a operação.

[007] A discussão de quaisquer referências neste pedido de patente fornece contexto para a presente divulgação e não é uma admissão de que qualquer referência ou referências constituam “técnica anterior” à invenção reivindicada.

BREVE SUMÁRIO [008] E divulgado um sistema para o tratamento de fluido de resfriamento em um processo contínuo de fundição de metal tendo uma câmara de pulverização.

[009] Em uma modalidade, o sistema inclui um primeiro compartimento com uma saída intermitentemente operável com um estado aberto e um estado fechado, para remover o material particulado, e um

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3/29 segundo compartimento que recebe fluido livre de partículas do primeiro compartimento. Em algumas modalidades, a saída inclui uma válvula. Em algumas modalidades, um primeiro compartimento tem uma forma afunilada, cônica, funil, piramidal ou outra forma estreitada que facilita o assentamento das partículas. O fluido sem partículas pode ser reciclado para a câmara de pulverização.

[0010] Em algumas modalidades, um ou mais sensores medem pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas, tal como corrosividade, pH ou temperatura. Um ou mais sensores e saída (com ou sem válvula) podem estar em comunicação com um controlador, o controlador atuado por algoritmos para determinar o estado aberto ou fechado da saída.

[0011] Em um aspecto, são descritos métodos para o tratamento de fluido de resfriamento em um processo contínuo de fundição de metal tendo uma câmara de pulverização.

[0012] Em uma modalidade, o método compreende fornecer um primeiro compartimento acoplado a uma câmara de pulverização, o primeiro compartimento incluindo uma saída intermitentemente operável para remover matéria particulada do fluido de resfriamento e fornecer um segundo compartimento operável para receber fluido livre de partículas do primeiro compartimento, o segundo compartimento em comunicação com um ou mais sensores para medir pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas. [0013] Em uma modalidade, o método compreende configurar um primeiro compartimento para uma câmara de pulverização, tendo o primeiro compartimento uma saída intermitentemente operável entre um estado aberto e um estado fechado; receber fluido de resfriamento no primeiro compartimento; assentar o material particulado do fluido de resfriamento e abrir a saída para remover o material particulado; escorrer o fluido livre de partículas para um segundo compartimento incluindo um ou mais sensores para medir pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas; medir a

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4/29 pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas; quando a pelo menos uma propriedade está fora de um intervalo aceitável e variando a quantidade de um produto químico que flui para o fluido de resfriamento ou para o fluido livre de partículas. Em algumas modalidades, um primeiro compartimento tem uma forma afunilada, cônica, funil, piramidal ou outra forma estreitada que facilita o assentamento das partículas.

[0014] Em algumas modalidades, o sistema e os métodos indiretamente reduzem a corrosão nas câmaras de pulverização.

[0015] Ainda em outras modalidades, a presente divulgação refere-se à utilização de um sistema para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínua tendo uma câmara de pulverização. O sistema compreende um primeiro compartimento acoplado fluidamente à câmara de pulverização, o primeiro compartimento compreendendo uma saída intermitentemente operável entre um estado aberto e fechado, em que o material particulado e o fluido de resfriamento passam do primeiro compartimento quando a saída está no estado aberto e é retido no primeiro compartimento quando a saída está no estado fechado. O sistema também compreende um segundo compartimento acoplado fluidamente ao primeiro compartimento, o segundo compartimento operável para receber fluido livre de partículas do primeiro compartimento.

[0016] O exposto acima delineou bastante amplamente as características e as vantagens técnicas da presente revelação a fim de que a seguinte descrição detalhada possa ser mais bem entendida. Características e vantagens adicionais da revelação serão descritas doravante, as quais formam o objeto das reivindicações deste pedido. Deve-se observar, por aqueles versados na técnica, que a concepção e as modalidades específicas reveladas podem ser usadas como uma base para modificar ou projetar outras modalidades para realizar os mesmos propósitos da presente revelação. A pessoa versada na técnica compreenderá que outras modalidades adicionais

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5/29 podem existir dentro do espírito e âmbito da presente divulgação, conforme estabelecido nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0017] Doravante, será fornecida uma descrição detalhada da invenção na qual é feita referência específica aos desenhos nos quais:

As Figuras 1 e 2 são diagramas de processo generalizados que ilustram modalidades da invenção.

[0018] A Figura 3 é uma ilustração que mostra partes de um sistema de monitoração de caster, de acordo com algumas modalidades da invenção.

[0019] As Figuras 4 e 5 são ilustrações que mostram uma ampliação do desenho de dois compartimentos de um sistema de monitoração de caster, como mostrado na Figura 3, de acordo com algumas modalidades da invenção.

[0020] A Figura 6 é um gráfico que mostra o pH e a temperatura da água obtida a partir da zona superior (topo) de um caster de metal contínuo, utilizando uma modalidade do sistema descrito.

[0021] A Figura 7 é um gráfico que mostra o pH, a corrosão em linha e a temperatura na água obtida a partir da zona superior (superior) de um caster de metal contínuo, utilizando uma modalidade do sistema descrito.

[0022] A Figura 8 é um gráfico de temperatura de correlação monitorada dentro de um tanque de assentamento (primeiro compartimento) e estado de produção, utilizando uma modalidade do sistema descrito.

[0023] A Figura 9 é um gráfico que mostra a temperatura dentro do sistema de monitoração, utilizando uma modalidade do sistema divulgado.

DESCRIÇÃO DETAFHADA [0024] A divulgação refere-se a sistemas, dispositivos e métodos úteis para reduzir a corrosão em casteres de metal contínuo (incluindo aço), com o objetivo de reduzir o custo total de operação. Um sistema é divulgado para amostrar água de pulverização a partir de uma câmara de pulverização de um

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6/29 caster contínuo de metal, monitorar a água de pulverização quanto à corrosividade e outros parâmetros, e remover detritos.

[0025] E assim um objetivo da invenção reduzir a corrosão em um caster de metal e prolongar o período de operação contínua antes de manutenção ser necessária. Para limitar a corrosão em casteres de metal contínuos, é importante monitorar regularmente a água na zona superior da câmara de pulverização. O monitoramento contínuo fornece informações em tempo real sobre as condições no caster, que podem ser usadas para ajustar a dosagem de produtos químicos para controlar a corrosão localmente. No entanto, condições extremas no caster dificultam o monitoramento direto.

[0026] Outra complicação da fundição de metal é a formação de detritos particulados (às vezes chamado de sinterização), que tem uma tendência a se aglomerar, erodir, o caster e os condutos associados. O desligamento periódico do equipamento é necessário para remover esses detritos, reduzindo ainda mais a eficiência da produção. Além disso, esses detritos contaminam o equipamento de monitoramento, reduzindo a capacidade de monitorar e regular as condições do caster em tempo real.

[0027] Assim, em um aspecto, é divulgado um sistema para amostrar de forma contínua de água de pulverização a partir da zona superior de uma câmara de pulverização, monitorar a corrosividade e remover detritos da água de pulverização. Uma saída facilita a remoção periódica do material particulado sedimentado. A saída pode ser intermitentemente operável, tendo um estado aberto e um estado fechado. O estado aberto e o estado fechado podem ser regulados usando uma válvula. A válvula pode ser uma válvula do tipo pinça. O estado aberto e o estado fechado da saída e o ajuste das condições na câmara de pulverização podem ser automatizados e controlados usando algoritmos. Utilizando o sistema aqui divulgado, a amostragem, monitoração e remoção de partículas podem ser realizadas durante a operação de um caster de metal, permitindo a operação contínua do caster.

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7/29 [0028] A referência aqui feita a um caster contínuo de metal ou fundição contínua de metal é entendida como incluindo e abrangendo qualquer forma de fundição de metal adequada para os sistemas e métodos divulgados, incluindo fundição contínuo de aço, alumínio, cobre ou qualquer outro metal assim produzido.

[0029] Como aqui utilizado, o termo “água de pulverização” significa água utilizada como fluido de resfriamento em um caster contínuo de metal. Mais especificamente, “água pulverizada” refere-se à água usada em uma câmara de pulverização de um caster contínuo de metal, embora também possa se referir à água usada como fluido de resfriamento em outras partes do caster. O termo “fluido de resfriamento” ou “meio de resfriamento” é assim usado de forma intercambiável com o termo “água de pulverização” em algumas partes da divulgação.

[0030] Como aqui utilizado, o termo “fluido livre de partículas” significa fluido de resfriamento que foi processado de tal modo que a maioria ou todas as partículas insolúveis e material de sinterização no fluido de resfriamento foram removidos, particularmente fluido de resfriamento que foi usado em uma câmara de pulverização e posteriormente processado para remover tais partículas. Entende-se que o fluido “livre de partículas” pode reter algum material particulado e/ou material de sinterização, mas a níveis significativamente mais baixos do que um fluido de resfriamento correspondente obtido do mesmo caster antes do assentamento e remoção das partículas.

[0031] Como aqui utilizado, o termo “fluido tratado” pode referir-se a fluido que foi modificado pela adição ou remoção de agentes para alterar a sua composição química. Mais especificamente, “fluido tratado” pode ser usado aqui para se referir ao fluido de resfriamento que foi tratado pela variação da quantidade de um produto químico em um fluido de resfriamento, conforme mais detalhado aqui.

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8/29 [0032] Como usado aqui, o termo “primeiro compartimento” pode ser usado alternadamente com os termos “compartimento de assentamento” ou “tanque de assentamento” e, a menos que especificado de outra forma, referese ao compartimento no qual o material particulado se separa da água pulverizada e pode subsequentemente ser coletado, de acordo com o sistema e métodos divulgados.

[0033] Como usado aqui, o termo “segundo compartimento” pode ser usado de forma intercambiável com os termos “compartimento do sensor” ou “tanque do sensor” e, a menos que especificado de outra forma, é o compartimento no qual vários parâmetros, como temperatura, pH e corrosão são medidos na água de pulverização (geralmente agora livre de partículas) de acordo com o sistema e métodos divulgados.

[0034] Embora um primeiro compartimento e um segundo compartimento possam ser geralmente descritos como câmaras ou tanques, também é entendido que um cano ou canos, um rack (por exemplo, uma série de tubos curvos de várias configurações), ou outra estrutura geralmente oca podem ser usados de acordo com certas modalidades, de acordo com a finalidade global da invenção.

[0035] Vários parâmetros são apropriados para monitorar em água de pulverização obtida de uma câmara de pulverização. Esses parâmetros incluem pH, temperatura, taxa de corrosão, condutividade, potencial de oxidação/redução, concentração de biocida, turbidez, fluxo, oxigênio dissolvido, sólidos suspensos totais, concentração de íons e sólidos totais dissolvidos. Por exemplo, quedas locais de pH na zona superior da câmara de pulverização são comuns em fundição de metal e estão associadas ao aumento do potencial de corrosão nesta zona.

[0036] Entende-se que compartimentos adicionais podem ser utilizados de acordo com os sistemas e métodos aqui revelados, ou entre um compartimento de assentamento e um compartimento de sensor, ou em outras

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9/29 áreas do sistema (por exemplo, para coletar material particulado quando ele sai de um primeiro compartimento). Além disso, cada um dentre o primeiro compartimento e o segundo compartimento, tal como definido acima, podem eles próprios ser subdivididos em subcompartimentos, sem se afastarem do espírito e âmbito da invenção reivindicada.

[0037] A presente descrição fornece várias vantagens sobre a técnica, incluindo períodos mais longos de operação contínua e autônoma de um caster de metal, em comparação com sistemas de fundição tradicionais. Por exemplo, o uso dos sistemas e métodos aqui revelados pode permitir a operação autônoma por 30 dias ou mais, com acúmulo mínimo de sinter no equipamento de amostragem. Da mesma forma, os sistemas e métodos divulgados podem permitir o monitoramento contínuo e confiável de uma variedade de parâmetros operacionais importantes por 30 dias ou mais. Os sistemas e métodos divulgados podem detectar paradas de produção com base em parâmetros tais como medições de temperatura, volume de fluido, peso de fluido, taxa de fluxo e turbidez. Significativamente, o monitoramento pode ser vinculado a controladores automáticos que removem fragmentos particulados e adicionam agentes necessários para ajustar as condições na câmara de pulverização/caster, com mínima necessidade de intervenção do usuário. Em certas modalidades, os controladores são acionados usando algoritmos e/ou modelos computadorizados, reduzindo a necessidade de intervenção humana.

[0038] Em uma modalidade, é descrito um sistema para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínua tendo uma câmara de pulverização, o sistema um primeiro compartimento compreendendo acoplado de modo fluido à câmara de pulverização, um primeiro compartimento compreendendo uma saída com um estado aberto e um estado fechado, a saída sendo intermitentemente operável para remover o material particulado e o fluido de resfriamento do primeiro compartimento quando a saída está no estado aberto e para reter o material particulado e o

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10/29 fluido de resfriamento no primeiro compartimento quando a saída está no estado fechado; e um segundo compartimento acoplado fluidamente ao primeiro compartimento, o segundo compartimento operando para receber fluido livre de partículas do primeiro compartimento.

[0039] Em algumas modalidades, o primeiro compartimento funciona assim como um tanque de assentamento para material particulado contido na água de pulverização. O material particulado deposita-se no primeiro compartimento/tanque de assentamento e pode ser drenado (isto é, removido) em vários intervalos para evitar o entupimento.

[0040] Em algumas modalidades, é utilizada uma válvula para regular o estado aberto e o estado fechado na saída e para remover o material particulado de um primeiro compartimento. A válvula é intermitentemente operável, com uma posição aberta e uma posição fechada. A válvula pode assim ser aberta à medida que o material particulado se acumula na primeira câmara. Tanto o material particulado quanto o fluido de resfriamento são removidos do primeiro compartimento quando a válvula está na posição aberta.

[0041] Em algumas modalidades, o sistema é configurado para permitir que um fluido livre de partículas flua de um primeiro compartimento para um segundo compartimento. Em modalidades particulares, o fluxo do fluido livre de partículas envolve o fluxo excessivo de um fluido livre de partículas do primeiro compartimento para o segundo compartimento. Por exemplo, um fluido livre de partículas pode preencher um primeiro compartimento ou atingir um nível limite (por exemplo, “ponto de enchimento”) dentro do primeiro compartimento, no qual o fluido livre de partículas passa para um ou mais condutos, mangueiras, canais, tubos, ou aberturas em comunicação fluida com um segundo compartimento. Espera-se que o fluido na extremidade superior do primeiro compartimento esteja relativamente livre de partículas grandes e/ou insolúveis. Em outras

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11/29 modalidades, um fluido livre de partículas é encaminhado do primeiro compartimento para um segundo compartimento.

[0042] Em algumas modalidades, o fluido livre de partículas transborda o primeiro compartimento quando o primeiro compartimento atinge um ponto de enchimento e para um segundo compartimento. O transbordamento tem a vantagem de ser um mecanismo simples e eficiente para transferir fluido livre de partículas do primeiro compartimento, ao mesmo tempo em que exige intervenção do usuário e gasto de energia mínimos. O transbordamento pode ser realizado após ou ao mesmo tempo que a separação de partículas de densidade mais alta (maior que a água), por exemplo, na base de um primeiro compartimento. Uma placa delimitada rotativa pode ser implementada para assegurar a separação das partículas de metal da corrente principal. O transbordamento também tem a vantagem de fornecer um fluxo de amostra para monitorar, permitindo o tratamento subsequente do fluido de resfriamento ou direcionado para a câmara de pulverização. Em certas modalidades, o fluido de resfriamento no sistema descrito é tratado depois de deixar um primeiro compartimento e depois ser reciclado de volta para a câmara de pulverização.

[0043] Em algumas modalidades, um primeiro compartimento tem uma forma afunilada, cônica, funil, piramidal ou outra forma estreitada que facilita o assentamento das partículas. O estreitamento da forma do primeiro compartimento, particularmente na seção inferior do primeiro compartimento, ajuda as partículas mais pesadas a se acumularem perto de uma saída, onde as partículas podem ser removidas como, por exemplo, abrindo uma saída (por exemplo, uma válvula). O design pode facilitar uma função de autolimpeza para o primeiro compartimento e fornecer certas vantagens de conveniência, baixa manutenção e facilidade de uso.

[0044] Em algumas modalidades, um segundo compartimento está em comunicação com um ou mais sensores operáveis para medir pelo menos uma

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12/29 propriedade do fluido livre de partículas. A pelo menos uma propriedade pode incluir condutividade, pH, potencial de oxidação/redução, corrosão, concentração de biocida, turbidez, temperatura, fluxo, oxigênio dissolvido, sólidos suspensos totais, concentração iônica e sólidos totais dissolvidos. A concentração de íons pode ser medida utilizando métodos conhecidos na técnica, incluindo sondas sensíveis a íons (sensores ISE).

[0045] Embora várias modalidades aqui descritas ilustrem um primeiro compartimento disposto em série com (por exemplo, próximo ou adjacente a) um segundo compartimento, um primeiro compartimento e um segundo compartimento podem também ser dispostos em outras configurações consistentes com o âmbito e espírito da presente divulgação. Por exemplo, um primeiro compartimento e um segundo compartimento podem ser dispostos concentricamente, com um primeiro compartimento ocupando um anel interno e um segundo ocupando um anel concêntrico externo, ou com um primeiro compartimento ocupando um anel externo e um segundo compartimento ocupando um anel concêntrico interno.

[0046] Em algumas modalidades, um fluido livre de partículas é periodicamente retirado de um primeiro compartimento à medida que é atingido um volume ajustado de fluido de resfriamento no primeiro compartimento, ou à medida que outro parâmetro ou parâmetros desejados são atingidos. Por exemplo, um fluido livre de partículas pode ser retirado periodicamente (por exemplo, intervalos programados, contínuos ou manualmente determinados). O monitoramento do sistema pode ser usado para determinar quando retirar um fluido livre de partículas de um primeiro compartimento. Em algumas modalidades, uma válvula está operativamente ligada a um conduto, canal, tubo ou outra abertura em comunicação de fluido com um segundo compartimento, a válvula controlada por um segundo controlador sob controle manual ou automático.

[0047] Em algumas modalidades, as leituras dos sensores são

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13/29 utilizadas para fazer com que o sistema injete produtos químicos na água de pulverização para variar qualquer uma das propriedades medidas da água de pulverização antes de devolvê-la à câmara de pulverização. As leituras do sensor também podem ser usadas para ajustar vários parâmetros operacionais do caster contínuo de metal, incluindo condições na câmara de pulverização, para manter a operação ótima e contínua.

[0048] O sistema divulgado pode manter as propriedades da água de pulverização dentro dos intervalos desejados de forma autônoma por períodos prolongados (por exemplo, 30 ou mais dias).

[0049] Em algumas modalidades, a válvula de pinça está operativamente ligada a um controlador. O controlador pode ser automatizado. Desta forma, a primeira câmara pode ter autodescarga automática.

[0050] Em certas modalidades, um ou mais algoritmos são usados para analisar um ou mais parâmetros medidos no sistema e/ou no caster de metal, os algoritmos determinam os tempos apropriados para abrir e fechar a saída do primeiro compartimento, adicionar produtos químicos à água de pulverização, ou, de outro modo, ajustar as condições operacionais do sistema e/ou do metal para o fluido de resfriamento, ou então regular as condições do sistema e/ou do caster de metal. Os algoritmos podem ser operacionalmente associados ao controlador e a outras partes do sistema e/ou caster de metal, com o objetivo de manter a operação contínua do caster de metal por longos períodos com mínima intervenção do usuário. A função de abertura e fechamento pode ser acionada, por exemplo, utilizando algoritmos que correlacionam dados e/ou temperatura de fluxo do primeiro compartimento e segundo compartimento e ajustam a frequência de duração de abertura e fechamento em conformidade.

[0051] Algumas modalidades da invenção são ainda descritas abaixo. Estas modalidades são fornecidas apenas para fins ilustrativos e não

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14/29 pretendem limitar o âmbito da invenção de qualquer forma. Podem existir modalidades alternativas dentro do âmbito e espírito da invenção reivindicada, conforme definido mais especificamente nas reivindicações anexas.

[0052] Com referência à Figura 1, é descrito um sistema para tratar o fluido de resfriamento em um processo contínuo de fundição de metal. No sistema, a água de pulverização nova passa por um caster de câmara de pulverização através de uma linha de alimentação e linhas de pulverização. A água de pulverização da zona superior (ou seja, “topo”) da câmara de pulverização é coletada por um coletor de água e direcionada para um sistema de monitoramento por meio de um conduíte. O sistema de monitoração inclui um primeiro compartimento para sedimentar partículas e um segundo compartimento para monitorar vários parâmetros no fluido livre de partículas (discutido mais adiante).

[0053] Uma corrente que passa do sistema de monitoramento e contém água livre de partículas ou água livre de partículas carregada com detritos pode ser unida com um fluxo de descarga saindo de uma extremidade inferior da câmara de pulverização e contendo alto teor de partículas, com a corrente combinada passando para uma área de tratamento de águas residuais e potencialmente um filtro de areia para tratamento adicional. O fluxo resultante pode então ser passado para uma torre de resfriamento para potencial reciclagem de volta para a câmara de pulverização.

[0054] Vários parâmetros, como temperatura, volume, turbidez e concentração de partículas, podem ser medidos dentro do sistema de monitoramento e convertidos em um sinal elétrico. Um controlador pode ser utilizado para atuar a adição de um produto químico em uma das várias localizações ao longo do percurso do fluido aqui descrito (Opção 1, Opção 2 ou Opção 3 da Figura 1). De preferência, a adição química ocorre nas linhas de pulverização (Opção 1), mas os produtos químicos também podem ser

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15/29 adicionados após tratamento e filtração de água ou dentro da torre de resfriamento.

[0055] A Figura 2 descreve geralmente o sistema 1 para o tratamento de fluido de resfriamento em um processo contínuo de fundição de metal. No sistema 1, a água pulverizada da zona superior (isto é “topo”) de uma câmara de pulverização de um caster de metal contínuo é direcionada para o primeiro compartimento 11 através do conduto 10. Uma saída (por exemplo, válvula) com uma posição aberta e uma posição fechada pode ser usada para determinar quando permitir o fluxo da água pulverizada no sistema 1. A válvula pode ser automatizada ou controlada manualmente.

[0056] O primeiro compartimento 11 serve como um compartimento de assentamento, permitindo que o material particulado se separe do fluido de resfriamento. O primeiro compartimento 11 é geralmente de forma cônica ou em forma de pirâmide para facilitar o assentamento e recolha do material particulado no fundo do compartimento. O primeiro compartimento 11 está ligado de modo fluido a uma saída, tal como uma válvula, que pode ser uma válvula de pinça 12, tendo uma posição aberta e uma posição fechada. A válvula de pinça 12 pode funcionar intermitentemente para remover o material particulado e o fluido de resfriamento da base do primeiro compartimento 11 quando a válvula de pinça 12 está na posição aberta e reter o material particulado e o fluido de resfriamento no primeiro compartimento quando a válvula de pinça 12 está na posição fechada. A válvula de pinça pode ser automatizada. Como usado aqui, “válvula de pinça automatizada” refere-se a uma válvula que é operável sem intervenção humana. A válvula de pinça 12 pode ser aberta e fechada em intervalos regulares, com base em um programa pré-ajustado, ou pode ser aberta e fechada com base nos parâmetros medidos no sistema de casteres contínuos de aço ou no sistema 1. A válvula de pinça 12 pode também ser controlada por uma placa de controle (não mostrada). O material particulado pode, assim, ser periodicamente removido

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16/29 do primeiro compartimento 11 pela operação da válvula de pinça 12 para posterior armazenamento ou descarte, com pouca ou nenhuma intervenção requerida de um operador humano. Embora a válvula de pinça 12 não exija intervenção humana, ela pode ser operada ou anulada por um ser humano e ainda ser considerada “automatizada”, particularmente quando sua operação não exigir necessariamente tal intervenção.

[0057] Ao abrir e fechar em intervalos particulares ou em resposta a parâmetros particulares, a válvula de pinça 12 pode servir para acumular partículas e autodescarregá-las automaticamente do sistema 1.

[0058] O fluido livre de partículas do primeiro compartimento 11 flui (por exemplo, encaminhado ou vazado) para o segundo compartimento 13, onde os sensores (não mostrados) monitoram vários parâmetros no fluido livre de partículas, tais como pH, corrosão e temperatura. O fluido livre de partículas pode então passar do segundo compartimento 13 através do fluxo 14 ou de outros meios para entrar no compartimento de retenção 15, para ser mais tarde descartado ou reciclado de volta para a câmara de pulverização.

[0059] As Figuras 3 a 5 ilustram um sistema de monitoração de caster de acordo com algumas modalidades da invenção. Com referência à Figura 3, a válvula de esfera de entrada 20 regula o fluxo de água de pulverização (isto é, fluido de resfriamento) da zona superior de uma câmara de pulverização de um caster contínuo de metal para o sistema. Quando a válvula de esfera de entrada 20 está aberta, a água de pulverização entra no primeiro compartimento 21, onde o material particulado se assenta. As partículas sedimentadas são periodicamente lavadas, abrindo a válvula automática de pinça 22 no fundo do primeiro compartimento 21. Fluxos de fluido livres de partículas (não mostrado) para o segundo compartimento 23. Um transbordamento 24 separado e um transbordamento de emergência 25 permitem que o excesso de fluido livre de partículas flua do segundo compartimento 23. A placa de monitoramento 26 monitora e integra vários

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17/29 parâmetros na água de pulverização em diferentes estágios do sistema usando uma variedade de sensores. A placa de monitoração 26 pode incluir ou ser configurada para interagir com um controlador que exerce controle operacional sobre várias funções, como abertura/fechamento da válvula esférica de entrada 20, abertura/fechamento da válvula de pinça automatizada 22, adição de vários aditivos químicos à água de pulverização, ou ajustes em parâmetros operacionais na câmara de pulverização e/ou caster de metal em geral.

[0060] Com referência à Figura 4, o monitor de corrosão 27 mede a corrosão e o medidor de pH 28 mede o pH no segundo compartimento 23. Os sensores de temperatura 29 medem continuamente a temperatura em diferentes zonas do sistema, incluindo o primeiro compartimento 21, o segundo compartimento 23 e o transbordamento 24. Por exemplo, os sensores de temperatura podem estar situados no primeiro compartimento (de assentamento) 21; no segundo compartimento (sensor) 23 para determinar a temperatura nos sensores de pH e corrosão e permitir a correção de suas leituras; na seção de saída do sistema, para medir a temperatura no fluxo de saída; e/ou na válvula automática de pinça 22 para detectar se o dreno está bloqueado. Como aqui descrito, a saída do sistema pode referir-se a qualquer um dentre transbordamento 24, transbordamento de emergência 25, ou a um conduto, canal ou caminho de saída separado (não mostrado) que sai do segundo compartimento 23. Por exemplo, de acordo com a modalidade da Figura 5, um sensor de temperatura de saída pode estar presente no transbordamento 24.

[0061] Em algumas modalidades, o fluido livre de partículas tem uma taxa de fluxo do primeiro compartimento 21 para o segundo compartimento 23 de cerca de 3 1/min a cerca de 100 1/min. Em modalidades particulares, a taxa de fluxo é de cerca de 5 1/min a cerca de 50 1/min. Geralmente, o sistema divulgado funciona de forma mais eficiente a taxas de fluxo mais elevadas.

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18/29 [0062] Um elemento de vácuo pode ser utilizado com uma saída para drenar um primeiro compartimento do sistema divulgado. Por exemplo, um elemento de vácuo pode estar associado a uma válvula de pinça automatizada 22 (Figura 3), tendo o elemento de vácuo uma posição ligada e uma posição desligada de tal modo que o elemento de vácuo seja operável na posição desligado quando a válvula está fechada e o elemento de vácuo seja operável na posição ligado quando a válvula está na posição aberta para remover o material particulado.

[0063] Em algumas modalidades, uma válvula automatizada de pinça é operada na posição aberta e o elemento de vácuo é operado na posição ligada em intervalos periódicos durante cerca de um minuto de duração para permitir a drenagem do material particulado do primeiro compartimento. Em certas modalidades, os intervalos periódicos são selecionados de cerca de 5 minutos a cerca de 100 minutos, por exemplo, intervalos de cerca de 15 minutos, mas também são possíveis intervalos mais longos, dentro do âmbito da divulgação. A pessoa versada na técnica entenderá que o elemento de vácuo e os intervalos de tempo podem ser selecionados para otimizar a acomodação de partículas e a funcionalidade de autolimpeza do sistema. Outros fatores, como vazão, densidade de partículas na água da pulverização, tamanho e forma do primeiro compartimento e preferência do cliente, podem ser considerados na definição desses intervalos. Assim, é uma modalidade da invenção que os intervalos sejam determinados dinamicamente usando algoritmos que relacionam a taxa de fluxo, temperatura e outros dados no sistema para definir o tempo ligado/desligado.

[0064] Assim, em uma modalidade específica, é divulgado um sistema para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínua tendo uma câmara de pulverização, o sistema incluindo um primeiro compartimento acoplado fluidicamente à câmara de pulverização, o primeiro compartimento incluindo uma válvula de pinça operada

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19/29 intermitentemente entre um posição aberta e uma posição fechada, em que o material particulado e o fluido de resfriamento passam do primeiro compartimento quando a válvula está na posição aberta e é retido no primeiro compartimento quando a válvula está na posição fechada; um elemento de vácuo tendo uma posição ligada e uma posição desligada de tal modo que o elemento de vácuo seja operável na posição desligado quando a válvula está na posição fechada e o elemento de vácuo seja operável na posição ligada quando a válvula está na posição aberta para remover o material particulado; e um segundo compartimento acoplado fluidamente ao primeiro compartimento, o segundo compartimento operando para receber fluido livre de partículas do primeiro compartimento.

[0065] Assim, um controlador pode estar em comunicação com uma válvula de pinça automatizada, sensores de temperatura e um alarme, o sensor de temperatura operável para determinar a temperatura do fluido de resfriamento e o alarme operável para indicar quando a temperatura está fora de um limite aceitável. Desta maneira, a operação (abertura/fechamento) da válvula automatizada pode ser modificada em resposta a mudanças dinâmicas no sistema.

[0066] Em certas modalidades, uma ou mais bombas estão em comunicação com o controlador, em que uma ou mais bombas são configuradas para injetar pelo menos um produto químico no fluido livre de partículas para variar a pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas, formando um fluido tratado. O fluido tratado pode então ser reciclado para o caster de metal, influenciando as condições nele contidas.

[0067] Em um aspecto, são descritos métodos para o tratamento de fluido de resfriamento em um processo contínuo de fundição de metal tendo uma câmara de pulverização.

[0068] Em uma modalidade, o método inclui fornecer um primeiro compartimento acoplado a uma câmara de pulverização, em que o primeiro

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20/29 compartimento inclui uma saída com um estado aberto e fechado, a saída operável para remover matéria particulada do primeiro compartimento e o fluido de resfriamento quando no estado aberto, definir o fluido livre de partículas, e a saída reter o material particulado no primeiro compartimento e o fluido de resfriamento quando no estado fechado; e fornecer um segundo compartimento acoplado de modo fluido ao primeiro compartimento, o segundo compartimento operável para receber o fluido livre de partículas do primeiro compartimento, o segundo compartimento em comunicação com um ou mais sensores operáveis para medir pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas de tal forma que o fluido livre de partículas possa ser reutilizado durante o processo contínuo de fundição de metal.

[0069] Em uma outra modalidade, o método inclui configurar um primeiro compartimento para uma câmara de pulverização, em que o primeiro compartimento inclui uma válvula tendo uma posição aberta e uma posição fechada; receber fluido de resfriamento incluindo material particulado no primeiro compartimento; assentar material particulado do fluido de resfriamento de tal modo que o material particulado entre em contato com uma válvula tendo uma posição aberta e uma posição fechada; operar a válvula na posição aberta para remover o material particulado do fluido de resfriamento e o primeiro compartimento para produzir fluido livre de partículas; escorrer o fluido livre de partículas desde o primeiro compartimento até um segundo compartimento incluindo um ou mais sensores operáveis para medir pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas; medir a pelo menos uma propriedade do fluido livre de partículas com um ou mais sensores; determinar se a pelo menos uma propriedade está dentro de um intervalo aceitável; quando a pelo menos uma propriedade está fora do intervalo aceitável, variar a quantidade de um produto químico que flui para o fluido livre de partículas, o produto químico capaz de ajustar a pelo menos uma propriedade para trazer a pelo menos uma propriedade dentro da

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21/29 faixa aceitável, definir fluido tratado; e reutilizar o fluido tratado no processo contínuo de fundição de metal.

[0070] Em certas modalidades, receber fluido de resfriamento incluindo material particulado no primeiro compartimento inclui receber fluido de resfriamento em um funil a partir de uma zona superior da câmara de pulverização, o funil acoplado a uma mangueira de tal modo que o funil e mangueira sejam acoplados fluidamente ao primeiro compartimento.

[0071] Um elemento de vácuo pode ser usado em comunicação com a saída e/ou válvula para aspirar as partículas do primeiro compartimento, e a saída e/ou válvula e elemento de vácuo podem ser operados intermitentemente e em conjunto um com o outro. Em certas modalidades, a saída e/ou válvula está em comunicação fluida com um dreno. Desta forma, a saída e/ou o elemento de válvula e vácuo facilitam a função de autodescarga (limpeza) do sistema.

[0072] Em modalidades particulares, o funcionamento da saída e/ou válvula e elemento de vácuo inclui intermitentemente o funcionamento da saída e/ou válvula e elemento de vácuo a intervalos de 10 a 100 minutos durante uma duração de 1 minuto. Em modalidades particulares, a válvula e o elemento de vácuo operam em intervalos de 15 minutos durante uma duração de 1 minuto. Em uma modalidade preferida, os intervalos são determinados por algoritmos, com base nas taxas de fluxo, temperatura, turbidez e/ou outros fatores medidos no sistema, como aqui divulgado.

[0073] Por exemplo, de acordo com um algoritmo generalizado, a frequência de uma saída e/ou a válvula no primeiro compartimento de abertura pode ser reduzida quando T_entrada > 35 °C e T_entrada - T_safda > 8 a 15 °C. [0074] Altemativamente, a frequência da saída e/ou a válvula no primeiro compartimento de abertura pode ser reduzida quando T_entrada > 35 °C e o fluxo cair abaixo de um valor limiar.

EXEMPLOS

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22/29 [0075] Validação de uma Ferramenta de Monitoramento de Fundidor em Condições de Campo.

[0076] O maquinário e a superestrutura na câmara de pulverização dos casteres contínuos de laje sofrem de alta corrosão. O requerente está atualmente trabalhando em um programa para reduzir a corrosão nesta parte de um caster. Uma parte fundamental do programa é uma ferramenta confiável de monitoramento de corrosão. Esta ferramenta é usada para monitorar e controlar a corrosividade da água na zona superior da câmara de pulverização, onde quedas frequentes de pH aumentam o potencial de corrosão nesta zona.

[0077] Uma ferramenta de monitoramento de casteres foi projetada e desenvolvida para monitorar a qualidade da água de pulverização coletada da zona superior de uma câmara de pulverização de um caster contínuo de metal. A ferramenta de monitoramento é capaz de amostrar de forma autônoma a água contendo alta carga de detritos/sínter da zona superior de uma câmara de pulverização, separar os detritos e produzir uma corrente de água limpa que é monitorada usando diferentes sensores. Este dispositivo opera com base em uma válvula automatizada que abre periodicamente para drenar os detritos coletados em uma câmara de assentamento. Quatro indicadores-chave de desempenho foram avaliados:

• Operação autônoma por 30 dias com acúmulo mínimo de sinter no equipamento de amostragem;

• Monitoramento contínuo e confiável de pH, temperatura e taxa de corrosão por 30 dias;

• Detecção de paradas de produção baseadas em medições de temperatura; e • Capacidade de detectar transbordamento do primeiro compartimento para o segundo compartimento.

[0078] A água pulverizada foi coletada atrás do segmento 1 durante a

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23/29 produção com um funil de aço inoxidável (60 x 60 x 100 cm; Corpo: 500 cm, 37 cm de altura). Um filtro de formato piramidal (55 x 55 x 18 cm) foi instalado no topo do funil para filtrar partículas maiores que 1 cm. A água com sinter foi canalizada para fora da câmara de pulverização com mangueira EPDM de 14 m (diâmetro interno de 5 cm (2 polegadas)) para o interior da ferramenta de monitoramento de corrosão. O fluxo de saída e drenar o fluido reciclado de volta para a câmara de pulverização.

[0079] Uma válvula de controle Schubert & Salzer foi usada na instalação inicial para drenar o sinter. Esta foi substituída por uma válvula de pinça automática AKO VMC para maximizar o diâmetro interno da válvula quando aberta.

[0080] A ferramenta de monitoramento de casteres foi projetada com dois compartimentos separados. A água entra no primeiro compartimento, onde o sinter se instala. Ver as Figuras 3 a 5. As partículas assentadas foram periodicamente lavadas usando uma válvula de pinça automatizada. O fluxo de água livre de partículas transbordou para o segundo compartimento. No segundo compartimento, um monitor de corrosão, medidor de pH e sensor de temperatura foram instalados para monitoramento contínuo. Veja as Figuras 3 a 5. Os dados foram registrados usando um controlador.

[0081] Três sensores de temperatura foram instalados em diferentes zonas do equipamento:

• Sensor de temperatura no primeiro compartimento de assentamento (T_entrada): Este sensor é instalado a 15 cm da parte inferior do tanque de assentamento e fica molhado quando a água entra no compartimento do sensor.

[0082] · Sensor de temperatura instalado no segundo compartimento (de sensor) (T_sensor): Este sensor indica a temperatura na qual os sensores (pH e corrosão) estão medindo. Essa temperatura pode ser usada para corrigir a leitura do pH.

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24/29 [0083] · Sensor de temperatura instalado na seção de saída no transbordamento 24 (T_saída): este sensor detecta e mede o fluxo na saída.

[0084] A válvula de pinça automatizada na saída foi acionada por uma válvula solenoide e por um temporizador. O temporizador da válvula de pinça pode ser ajustado manualmente para variar o tempo de permanência da água dentro do equipamento. Durante o teste, a válvula de pinça foi aberta a cada 15 min e mantida aberta por 1 minuto para assegurar que todos os detritos assentados estivessem bem lavados. Um sistema de vácuo foi acoplado à válvula de pinça e acionado ao mesmo tempo para maximizar a abertura da válvula.

[0085] Amostras de água da ferramenta de monitoramento de casteres foram tomadas duas vezes por semana para validar as medições de pH registradas em um controlador. Em paralelo, as temperaturas, o fluxo de água e o assentamento de partículas foram visualmente monitorados para avaliar a dinâmica da água dentro do equipamento durante a produção.

[0086] KPI 1: Operação autônoma por 30 dias com acúmulo mínimo de sinter no equipamento de amostragem.

[0087] O desenho do tanque de assentamento mostrou-se adequado para assentar o sinter a partir do fluxo de água recolhido da câmara de pulverização. Agua desobstruída transbordou do tanque de assentamento para o compartimento do sensor com depósito mínimo de sintetização no compartimento do sensor.

[0088] O uso de uma válvula de pinça automática AKO VMC com uma unidade de vácuo conectada permitiu que o diâmetro interno da abertura da válvula fosse maximizado. Isso efetivamente impediu o entupimento da válvula. A cada 15 min, a válvula de pinça se abriu por 1 minuto e a válvula foi aspirada com -0,1 Mpa (-1 bar) para manter o diâmetro interno em 5 cm (2 polegadas).

[0089] O interior do equipamento foi limpo apenas uma vez por mês.

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No geral, a sinterização assentou efetivamente e foi drenada pela válvula automatizada com manutenção mínima. Esses resultados validam o primeiro KPI.

[0090] KPI 2. Monitoramento contínuo e confiável de pH, temperatura e taxa de corrosão por 30 dias.

[0091] O pH, temperatura e corrosão do fluido de resfriamento foram monitorados a cada 5 minutos com o controlador.

[0092] A Figura 6 ilustra pH versus temperatura no tanque de assentamento durante a produção (T_entrada> 40 °C). As leituras de pH (linha contínua/negrito) foram medidas a cada 5 minutos. O pH da água coletada da câmara de pulverização variou de 3,9 a 8,5, dependendo das condições de fundição. O design do equipamento permitiu a fácil calibração da sonda, conforme necessário. A limpeza frequente e a calibração de uma sonda de pH são esperadas com este tipo de água devido à formação de depósitos na superfície da sonda. Amostras de água foram coletadas para verificar os valores monitorados com o controlador e a unidade foi calibrada conforme necessário.

[0093] Conforme mostrado na Figura 6, o sistema conseguiu coletar dados de pH confiáveis por mais de um mês. A sonda de pH também foi capaz de suportar oscilações de temperatura desde a temperatura ambiente até 80 °C (linha pontilhada).

[0094] A Figura 7 é um gráfico que mostra o pH, a corrosão em linha, e a temperatura durante a produção (T_entrada> 40 °C). A Figura 7 mostra a leitura da corrosão ao longo do tempo (linha com marcas “x”), expressa em milímetros (milipolegadas) por ano (mpy). Como mostrado, altas temperaturas (linha pontilhada) e baixo pH (linha contínua/negrito) correlacionam-se com um aumento da taxa de corrosão. O dispositivo de monitoramento mostrou-se adequado para indicar mudanças na corrosividade da água amostrada dentro da câmara de pulverização.

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26/29 [0095] A temperatura na entrada, na câmara do sensor e na saída, foi gravada continuamente, sem quaisquer problemas. Esses dados são necessários para corrigir as medições de pH e para detectar estouro de uma seção do equipamento para a próxima. A temperatura também é um parâmetro fundamental para monitorar devido ao seu impacto na corrosão.

[0096] Os resultados para pH, temperatura e corrosão validam a operação do sistema relacionado ao KPI 2, fornecendo dados contínuos e confiáveis desses parâmetros por mais de um mês.

[0097] KPI 3. Detecção de paradas de produção com base em medições de temperatura.

[0098] Figura 8 compara a temperatura dentro do tanque de assentamento (T_entrada) (linha tracejada), com situação de produção no caster de metal.

[0099] A produção (linha contínua/negrito) na Figura 8 indica com valores de 1 que o caster estava produzindo com base nos dados do fluxo de pulverização ao longo de um período de amostra de sete dias. Dentro de 56 dias, uma T_entrada acima de 40 °C correspondeu à produção em 94,99% do tempo. Esse valor de 40 °C poderia, portanto, ser usado para monitorar a produção com um alto nível de precisão e validar a operação do sistema relacionado ao KPI 3.

[00100] KPI 4. Capacidade de detectar transbordamento do primeiro compartimento para o segundo compartimento.

[00101] O fluxo de água durante a produção varia de acordo com o tipo de aço fabricado. A fim de obter dados confiáveis, é importante detectar se o fluxo é alto o suficiente para transbordar do tanque de assentamento para o tanque do sensor.

[00102] Os dados obtidos da ferramenta de monitoramento de corrosão mostraram que, para temperaturas acima de 40 °C (produção), a diferença entre a T_saída e a T_entrada poderia ser usada para detectar transbordamento. Uma

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27/29 diferença acima de 10 °C não indicou transbordamento.

[00103] A Figura 9 mostra a temperatura da água dentro do equipamento de monitoramento ao longo do tempo. A válvula de pinça automatizada foi definida com uma frequência de abertura de 15 min e mantida aberta por 1 minuto.

[00104] Na Figura 9, o fluxo nos dias 3,5 e 7 era muito baixo para transbordar do tanque de assentamento para o compartimento do sensor. Consequentemente, a temperatura na entrada (linha pontilhada) foi acima de 40 °C, mas a temperatura na saída foi menor. A diferença entre as duas temperaturas (linha em negrito) indica a diferença no fluxo.

[00105] Esses resultados atendem aos requisitos do KPI 4.

[00106] Janela operacional.

[00107] Considerando que o volume do tanque de assentamento era de 26,9 1, com intervalo de 15 minutos para a abertura da válvula de pinça, foi recomendado um fluxo mínimo de 5,4 1/min para que o tanque de assentamento fosse reabastecido em no máximo 5 min. Assim, uma janela operacional de cerca de 5,4 1/min a cerca de 100 1/min foi estabelecida.

[00108] A ferramenta de monitoramento de casteres mostrou-se adequada para separar as partículas de sinterização da água de pulverização e fornecer um fluxo limpo que podería ser continuamente monitorado. O equipamento medido com confiabilidade:

• PH representativo e temperatura da água coletada;

• Estado de produção, indicando, por exemplo, quando T_entrada > 40 ° C;

• Corrosividade da Agua [00109] · Presença de transbordamento do assentamento para o compartimento do sensor [00110] Além disso, a ferramenta de monitoramento de casteres pode ser usada para controlar localmente o pH da zona superior de uma câmara de

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28/29 pulverização e, consequentemente, reduzir a corrosão. A ferramenta de monitoramento de casteres estende efetivamente o período entre a manutenção necessária, exigindo manutenção apenas uma vez por mês (ou seja, cerca de 30 dias), por exemplo.

[00111] Todos os dispositivos, composições e métodos revelados e reivindicados neste documento podem ser feitos e executados sem experimentação indevida à luz da presente revelação. Embora esta invenção possa ser configurada de muitas formas diferentes, são aqui descritas em detalhes modalidades preferenciais específicas da invenção. A presente revelação é uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar a invenção às modalidades particulares ilustradas. Além disso, a menos que expressamente declarado em contrário, o uso do termo “um/uma” se destina a incluir “pelo menos um” ou “um ou mais”. Por exemplo, “um dispositivo” se destina a incluir “pelo menos um dispositivo” e “um ou mais dispositivos”.

[00112] Quaisquer faixas fornecidas, quer em termos absolutos ou em termos aproximados, se destinam a abranger ambas e quaisquer definições aqui utilizadas se destinam a ser esclarecedoras e não limitativas. Apesar de as faixas numéricas e os parâmetros estabelecendo o amplo escopo da invenção serem aproximações, os valores numéricos estabelecidos nos exemplos específicos são apresentados tão precisamente quanto possível. Qualquer valor numérico, no entanto, contém inerentemente certos erros resultantes necessariamente do desvio padrão encontrado nas suas respectivas medições de teste. Além disso, todas as faixas aqui reveladas serão entendidas como abrangendo todas e quaisquer subfaixas (incluindo todos os valores fracionários e inteiros) assumidas nas mesmas.

[00113] Além disso, a invenção abrange todas e quaisquer possíveis combinações de algumas ou de todas as várias modalidades aqui descritas. Deve ser entendido que várias mudanças e modificações a modalidades

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29/29 atualmente preferenciais descritas neste documento serão evidentes para aqueles versados na técnica. Tais mudanças e modificações podem ser feitas sem afastamento da essência e do escopo da invenção e sem diminuir suas vantagens pretendidas. Portanto, tais mudanças e modificações estão destinadas a serem abrangidas pelas reivindicações anexas.

[00114] Qualquer composição revelada no presente documento pode compreender, consistir em, ou consistir essencialmente em qualquer um dos compostos/componentes revelados no presente documento. De acordo com a presente revelação, as expressões “consistem essencialmente em”, “consiste essencialmente em”, “que consiste essencialmente em”, e similares, limitam o escopo de uma reivindicação aos materiais ou etapas especificados e àqueles materiais ou etapas que não afetam materialmente a características (ou características) básica e inovadora da invenção reivindicada.

Claims (21)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínuo que tem uma câmara de pulverização, sendo que o sistema é caracterizado pelo fato de que compreende:

   um primeiro compartimento acoplado de modo fluido à câmara de pulverização, sendo que o primeiro compartimento inclui uma saída intermitentemente operável entre um estado aberto e um estado fechado, em que matéria particulada e fluido de resfriamento passam do primeiro compartimento quando a saída está no estado aberto e são retidos no primeiro compartimento quando a saída está no estado fechado; e um segundo compartimento acoplado de modo fluido ao primeiro compartimento, em que o segundo compartimento é operável para receber fluido livre de partícula do primeiro compartimento.
2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída transita entre um estado aberto e um estado fechado através da operação de uma válvula localizada na saída.
3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sistema é configurado para permitir que o fluido livre de partícula transborde do primeiro compartimento para o segundo compartimento.
4. 4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro compartimento ou o segundo compartimento compreende um bastidor ou um cano.
5. 5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o segundo compartimento está em comunicação com um ou mais sensores operáveis para medir pelo menos uma propriedade do fluido livre de partícula.
6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado

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   2/6 pelo fato de que a pelo menos uma propriedade é selecionada a partir do grupo que consiste em condutividade, pH, potencial de oxidação/redução, corrosão, concentração biocida, turbidez, temperatura, fluxo, excesso de oxigênio dissolvido, total de sólidos suspensos, concentração iônica e total de sólidos dissolvidos.
7. 7. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o um ou mais sensores e a saída estão em comunicação com um controlador, em que o controlador é atuado por pelo menos um algoritmo para determinar o estado aberto ou estado fechado da saída.
8. 8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma ou mais bombas em comunicação com o controlador, em que a uma ou mais bombas são configuradas para injetar pelo menos um produto químico no fluido livre de partícula para variar a pelo menos uma propriedade do fluido livre de partícula.
9. 9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o fluido livre de partícula tem uma taxa de fluxo do primeiro compartimento para o segundo compartimento de cerca de 5,41/min a cerca de 100 1/min.
10. 10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento de vácuo em comunicação com a saída, sendo que o elemento de vácuo tem uma posição de ligar e uma posição de desligar, de modo que o elemento de vácuo seja operável na posição de desligar quando a saída está no estado fechado e o elemento de vácuo seja operável na posição de ligar quando a saída está no estado aberto para remover a matéria particulada.
11. 11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a saída está no estado aberto e o elemento de

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    3/6 vácuo é operado na posição de ligar em intervalos periódicos de cerca de 1 minuto de duração, dependendo da taxa de fluxo, T_entrada ou turbidez do fluido livre de partícula que entra no segundo compartimento, ou após um sinal de um operador.
12. 12. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a válvula está em comunicação com um sensor de temperatura por meio de um controlador e um alarme, em que o sensor de temperatura é operável para determinar a temperatura do fluido de resfriamento, e o alarme operável para indicar quando a temperatura está fora de um limite aceitável.
13. 13. Método para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínuo que tem uma câmara de pulverização, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende:

    fornecer um primeiro compartimento acoplado a uma câmara de pulverização, em que o primeiro compartimento inclui uma válvula que tem uma posição aberta e uma posição fechada, em que a válvula é operável para remover matéria particulada do primeiro compartimento e o fluido de resfriamento quando na posição aberta, definir fluido livre de partícula, e a válvula que retém a matéria particulada no primeiro compartimento e o fluido de resfriamento quando na posição fechada; e fornecer um segundo compartimento acoplado de modo fluido ao primeiro compartimento, em que o segundo compartimento é operável para receber o fluido livre de partícula do primeiro compartimento, em que o segundo compartimento está em comunicação com um ou mais sensores operáveis para medir pelo menos uma propriedade do fluido livre de partícula, de modo que o fluido livre de partícula seja reutilizável durante o processo de fundição de metal contínuo.
14. 14. Método para tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínuo que tem uma câmara de pulverização,

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    4/6 sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende:

    configurar um primeiro compartimento em uma câmara de pulverização, em que o primeiro compartimento inclui uma válvula que tem uma posição aberta e uma posição fechada;

    receber fluido de resfriamento que inclui matéria particulada no primeiro compartimento;

    assentar a matéria particulada do fluido de resfriamento de modo que a matéria particulada entre em contato com uma válvula que tem uma posição aberta e uma posição fechada;

    operar a válvula na posição aberta para remover a matéria particulada do fluido de resfriamento e do primeiro compartimento para produzir fluido livre de partícula;

    escorrer o fluido livre de partícula do primeiro compartimento para um segundo compartimento que inclui um ou mais sensores operáveis para medir pelo menos uma propriedade do fluido livre de partícula;

    medir a pelo menos uma propriedade do fluido livre de partícula com o um ou mais sensores;

    determinar se a pelo menos uma propriedade está dentro de uma faixa aceitável;

    quando a pelo menos uma propriedade está fora da faixa aceitável, variar a quantidade de um produto químico que flui para o fluido livre de partícula, em que o produto químico tem capacidade para ajustar a pelo menos uma propriedade para colocar a pelo menos uma propriedade dentro da faixa aceitável, que define fluido tratado; e reutilizar o fluido tratado no processo de fundição de metal contínuo.
15. 15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que receber o fluido de resfriamento que inclui a

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    5/6 matéria particulada no primeiro compartimento inclui receber fluido de resfriamento em um funil a partir de uma zona superior da câmara de pulverização, em que o funil é acoplado a uma mangueira, de modo que o funil e a mangueira estejam acoplados de modo fluido ao primeiro compartimento.
16. 16. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que operar a válvula na posição aberta para remover a matéria particulada compreende operar um elemento de vácuo com a válvula para sucção da matéria particulada a partir do primeiro compartimento.
17. 17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a válvula e o elemento de vácuo são operados intermitentemente e em conjunto.
18. 18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que operar a válvula e o elemento de vácuo intermitentemente inclui operar a válvula e o elemento de vácuo em intervalos de 15 minutos de 1 minuto de duração.
19. 19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de que escorrer o fluido livre de partícula do primeiro compartimento para um segundo compartimento compreende transbordar o fluido livre de partícula do primeiro compartimento para o segundo compartimento.
20. 20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma propriedade é selecionada a partir do grupo que consiste em condutividade, corrosão, pH, potencial de oxidação/redução, concentração biocida, turbidez, temperatura, fluxo, excesso de oxigênio dissolvido, total de sólidos suspensos, concentração iônica e total de sólidos dissolvidos.
21. 21. Uso de um sistema, caracterizado pelo fato de ser para

    Petição 870190076791, de 09/08/2019, pág. 12/13

    6/6 tratar fluido de resfriamento em um processo de fundição de metal contínuo que tem uma câmara de pulverização, sendo que o sistema compreende:

    um primeiro compartimento acoplado de modo fluido à câmara de pulverização, sendo que o primeiro compartimento inclui uma saída intermitentemente operável entre um estado aberto e um estado fechado, em que matéria particulada e fluido de resfriamento passam do primeiro compartimento quando a saída está no estado aberto e são retidos no primeiro compartimento quando a saída está no estado fechado; e um segundo compartimento acoplado de modo fluido ao primeiro compartimento, em que o segundo compartimento é operável para receber fluido livre de partícula do primeiro compartimento.