BR112019013439B1

BR112019013439B1 - METAL CASTING APPARATUS

Info

Publication number: BR112019013439B1
Application number: BR112019013439-5A
Authority: BR
Inventors: Aaron David Sinden; John Robert Buster Mccallum; Robert Bruce Wagstaff
Original assignee: Novelis Inc
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2023-07-25

Abstract

Trata-se de processos e sistemas automatizados que controlam dinamicamente a taxa de entrega de metal fundido a um molde durante um processo de fundição. Esses processos e sistemas automatizados podem incluir o controle automático de um dispositivo de controle de fluxo (como um pino de controle) durante uma primeira fase de fundição para modular fluxo de metal fundido ou a taxa de fluxo, o movimento do dispositivo de controle de fluxo em um tempo de transição entre a primeira fase e um segunda fase em direção a uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinada com base em uma diferença entre uma primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e a retomada do controle automático do dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal. A sobrestimação e/ou a subestimação podem, adicional ou alternativamente, ser mitigadas transladando-se o molde ou alterando-se a velocidade de fundição.These are automated processes and systems that dynamically control the delivery rate of molten metal to a mold during a casting process. Such automated processes and systems may include automatically controlling a flow control device (such as a control pin) during a first phase of casting to modulate molten metal flow or flow rate, movement of the flow control device at a transition time between the first stage and a second stage toward a substitute flow control device position determined based on a difference between a first design flow rate of the first stage and a second design flow rate of the second phase and the resumption of automatic control of the flow control device during the second phase based on the detected metal level and the metal level reference point. Overestimation and/or underestimation can, additionally or alternatively, be mitigated by translating the mold or changing the casting speed.

Description

CROSS REFERENCE TO RELATED ORDERS

[001] Este pedido reivindica o benefício dos Pedidos Provisórios n° U.S. 62/586.270, depositado em 15 de novembro de 2017, e 62/687.379, depositado em 20 de junho de 2018, que estão aqui incorporados a título de referência em suas totalidades.[001] This application claims the benefit of Provisional Applications No. U.S. 62/586,270, filed on November 15, 2017, and 62/687,379, filed on June 20, 2018, which are incorporated herein by reference in their entireties .

FIELD OF INVENTION

[002] Este pedido se refere a processos e sistemas automatizados que controlam dinamicamente a taxa de entrega de metal fundido a um molde durante um processo de fundição.[002] This application relates to automated processes and systems that dynamically control the delivery rate of molten metal to a mold during a casting process.

BACKGROUND

[003] Durante a produção de uma fundição de lingote, como em um processo de fundição de alumínio, o controle do fluxo de metal no molde é um fator importante. Por exemplo, nos extremos, o fluxo excessivo de metal pode fazer com que um molde transborde ou exceda os limites apropriados e danifique outros equipamentos, enquanto um fluxo inadequado pode permitir que o metal resfrie e se solidifique antes de atingir os limites do molde e resulte em lingotes com formatos indesejáveis ou outras características negativas.[003] During the production of an ingot casting, such as in an aluminum casting process, controlling the flow of metal in the mold is an important factor. For example, at the extremes, excessive metal flow can cause a mold to overflow or exceed the appropriate limits and damage other equipment, while inadequate flow can allow the metal to cool and solidify before reaching the mold limits and resulting in ingots with undesirable shapes or other negative characteristics.

[004] O controle de fluxo apropriado pode ser difícil de manter devido às flutuações que podem ocorrer no comportamento do fluxo, mesmo quando outras variáveis são mantidas de forma constante e não são alteradas. Tomemos, por exemplo, um conduto que pode ser fechado em diferentes graus movendo-se um pino cônico para mais perto ou mais longe do engate com uma abertura similarmente cônica do conduto. Mesmo que o pino seja mantido em uma posição constante, a taxa de fluxo através da abertura parcialmente obstruída pode variar de acordo com vários fatores, como uma quantidade e peso do metal fundido atrás do pino no molde, a composição do metal em fluxo, a temperatura etc.[004] Proper flow control can be difficult to maintain due to fluctuations that can occur in flow behavior, even when other variables are held constant and are not changed. Take, for example, a conduit that can be closed to varying degrees by moving a tapered pin closer or further away from coupling with a similarly tapered conduit opening. Even if the pin is held in a constant position, the rate of flow through the partially obstructed opening may vary depending on several factors, such as the amount and weight of molten metal behind the pin in the mold, the composition of the flowing metal, the temperature etc.

[005] Frequentemente, essas flutuações são explicadas por algoritmos automatizados que detectam um nível de metal no molde, comparam o nível detectado a um nível-alvo (por exemplo, ponto de referência) e respondem alterando-se uma posição de pino (ou outro ajuste de algum outro dispositivo de controle de fluxo) para resolver discrepâncias entre o nível detectado e o nível-alvo. Por exemplo, o pino pode ser aberto em pequena quantidade em resposta à determinação de que o nível detectado é ligeiramente inferior ao ponto de referência, pode ser aberto em uma quantidade maior em resposta a uma maior deficiência determinada e movido de maneira incremental na direção de fechamento mediante o registro de que o nível detectado está acima do ponto de referência.[005] Often, these fluctuations are explained by automated algorithms that detect a level of metal in the mold, compare the detected level to a target level (e.g., reference point), and respond by changing a pin position (or other adjustment of some other flow control device) to resolve discrepancies between the detected level and the target level. For example, the pin may be opened a small amount in response to a determination that the detected level is slightly less than the reference point, it may be opened a larger amount in response to a greater determined deficiency, and moved incrementally in the direction of closure by recording that the detected level is above the reference point.

[006] Embora esses algoritmos possam fornecer controle útil para mitigar o desvio de nível, problemas de controle de fluxo ainda podem surgir. Por exemplo, na operação de tais algoritmos, o nível real de metal pode “sobrestimar” ou “subestimar” o ponto de ajuste, ou ser deficiente em relação ao mesmo, em uma quantidade significativa quando os requisitos da taxa de fluxo mudam repentinamente. Essa sobrestimação ou subestimação pode afetar negativamente o controle do processo, fazer com que a fundição seja abortada (por exemplo, devido ao nível detectado estar fora dos parâmetros aprovados) ou afetar negativamente os processos de fundição.[006] Although these algorithms can provide useful control to mitigate level drift, flow control issues may still arise. For example, in the operation of such algorithms, the actual metal level may “overestimate” or “underestimate” the setpoint, or be deficient from it, by a significant amount when flow rate requirements suddenly change. Such overestimation or underestimation may negatively affect process control, cause casting to be aborted (e.g., due to the detected level being outside approved parameters), or negatively affect casting processes.

SUMMARY

[007] Os termos “invenção”, “a invenção”, “esta invenção” e “a presente invenção” usados nesta patente se destinam a fazer referência amplamente à toda a matéria desta patente e às reivindicações de patente abaixo. Declarações contendo esses termos devem ser entendidas como não limitantes da matéria aqui descrita ou do significado ou escopo das reivindicações de patente abaixo. As modalidades da invenção cobertas por esta patente são definidas pelas reivindicações abaixo, não por este sumário. Este sumário é uma visão geral de nível alto de várias modalidades da invenção e apresenta alguns dos conceitos que são descritos mais adiante na seção Descrição Detalhada. Este sumário não se destina a identificar recursos-chave ou essenciais da matéria reivindicada, nem se destina a ser usado isoladamente para determinar o escopo da matéria reivindicada. A matéria deve ser entendida por referência às porções apropriadas de todo o relatório descritivo desta patente, todos e quaisquer desenhos e cada reivindicação.[007] The terms “invention”, “the invention”, “this invention” and “the present invention” used in this patent are intended to refer broadly to the entire subject matter of this patent and the patent claims below. Statements containing these terms should be understood as not limiting the subject matter described herein or the meaning or scope of the patent claims below. The embodiments of the invention covered by this patent are defined by the claims below, not by this summary. This summary is a high-level overview of various embodiments of the invention and introduces some of the concepts that are described further in the Detailed Description section. This summary is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used in isolation to determine the scope of the claimed subject matter. The subject matter should be understood by reference to the appropriate portions of the entire specification of this patent, any and all drawings and each claim.

[008] Determinados exemplos aqui tratam das preocupações com sobrestimação ou subestimação calculando-se preventivamente uma posição do dispositivo de controle de fluxo na qual espera-se que o pino (ou outro dispositivo de controle de fluxo) forneça uma taxa de fluxo apropriada para uma fase futura (por exemplo, com base em algumas equações lineares relacionando o taxa de fluxo esperado de uma fase à de uma fase imediatamente posterior) e interrompendo-se brevemente o controle automático normal para substituição na posição do dispositivo de controle de fluxo calculado. Com efeito, isso pode colocar o pino (ou outro dispositivo de controle de fluxo) aproximadamente em uma posição adequada quando a mudança ocorrer, de modo que menos sobrestimação ou subestimação sejam experimentadas do que seria se o algoritmo automático tivesse, em vez disso, permissão para ser executado sem essa pequena intervenção. Em alguns exemplos, as preocupações quanto à sobrestimação ou subestimação podem ser adicional ou alternativamente resolvidas transladando-se verticalmente o molde e/ou alterando-se uma velocidade de fundição, por exemplo, qualquer um dos quais pode ajustar a rapidez ou a lentidão em que o espaço se torna disponível no molde para acomodar mudanças nas taxas de fluxo que de outra forma podem causar sobrestimação ou subestimação.[008] Certain examples here address concerns about overestimation or underestimation by preemptively calculating a flow control device position at which the pin (or other flow control device) is expected to provide an appropriate flow rate for a future phase (for example, based on some linear equations relating the expected flow rate of one phase to that of an immediately subsequent phase) and briefly interrupting the normal automatic control for replacement in the calculated flow control device position. In effect, this can place the pin (or other flow control device) approximately in a suitable position when the change occurs, so that less overestimation or underestimation is experienced than would be the case if the automatic algorithm had instead been allowed to to be executed without this small intervention. In some examples, concerns about overestimation or underestimation can be additionally or alternatively resolved by vertically translating the mold and/or changing a casting speed, for example, either of which can adjust how quickly or slowly the space becomes available in the mold to accommodate changes in flow rates that might otherwise cause overestimation or underestimation.

[009] Em vários exemplos, é fornecido um método para entregar metal fundido em um processo de fundição. O método inclui fornecer um aparelho de moldagem. O aparelho de moldagem inclui um molde; um conduto configurado para fornecer o metal fundido ao molde, sendo que a conduto é controlado de modo ocluso por um pino de controle; um posicionador acoplado ao pino de controle; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível. O método inclui, adicionalmente, o fornecimento de entrada para o controlador na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um ponto de transição e uma segunda fase. A primeira fase tem uma taxa de fluxo inicialmente projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. O ponto de transição corresponde a um ponto no tempo no qual a primeira fase termina e a segunda fase começa. O método inclui, adicionalmente, fornecer entrada para o controlador a partir do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado. Além disso, para a primeira fase, o método inclui fornecer, do controlador ao posicionador, um primeiro sinal de comando de saída de posição do pino que é variável ao longo do tempo e inclui uma primeira posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a primeira fase para modular o fluxo ou a taxa de fluxo do metal fundido através do conduto, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de níveis de metal fundido que é aproximadamente o ponto de referência do nível de metal. O método também inclui a determinação de um valor de posição de pino substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. O método inclui, adicionalmente, fornecer, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto em vez da primeira posição do pino variável no ponto de transição. Para a segunda fase, o método também inclui, fornecendo do controlador ao posicionador, um segundo sinal de comando de saída de posição de pino que é variável ao longo do tempo e inclui uma segunda posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a segunda fase.[009] In several examples, a method for delivering molten metal in a casting process is provided. The method includes providing a molding apparatus. The molding apparatus includes a mold; a conduit configured to supply molten metal to the mold, the conduit being controlled occlusively by a control pin; a positioner coupled to the control pin; a level sensor configured to detect a level of molten metal in the mold; and a controller coupled to the positioner and the level sensor. The method further includes providing input to the controller in the form of a metal level reference point that is variable over time in accordance with a casting recipe that has at least one first phase, a transition point. and a second phase. The first stage has an initially designed flow rate that differs from a second designed flow rate of the second stage. The transition point corresponds to a point in time at which the first phase ends and the second phase begins. The method further includes providing input to the controller from the level sensor in the form of a detected metal level. Further, for the first phase, the method includes providing, from the controller to the positioner, a first pin position output command signal that is variable over time and includes a first variable pin position determined based on the level of detected metal and at the metal level reference point to automatically control the control pin during the first phase to modulate the flow or flow rate of molten metal through the conduit so that the level of molten metal in the mold remains at a range of molten metal levels that is approximately the metal level reference point. The method also includes determining a replacement pin position value based on the difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage. The method further includes providing, from the controller to the positioner, the value of the substitute pin position instead of the first variable pin position at the transition point. For the second phase, the method also includes, providing from the controller to the positioner, a second pin position output command signal that is variable over time and includes a second variable pin position determined based on the detected metal level. and at the metal level reference point to automatically control the control pin during the second phase.

[0010] Em vários exemplos, é fornecido um aparelho de moldagem para fundição de metal. O aparelho de moldagem inclui um molde; um conduto configurado para fornecer metal fundido ao molde, em que a conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível. O controlador inclui um processador adaptado para executar código armazenado em um meio legível por computador não transitório em uma memória do controlador. O controlador é programado pelo código para executar várias funções. Por exemplo, o controlador é programado pelo código para aceitar ou determinar a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, sendo que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, sendo que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase. O controlador também é programado pelo código para aceitar a entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado. O controlador também é programado pelo código para fornecer ao posicionador um primeiro sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência de nível de metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de nível de metal fundido que é aproximadamente igual ao ponto de referência do nível de metal. O controlador é programado pelo código para também fornecer ao posicionador um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. O controlador também é programado pelo código para fornecer ao posicionador um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.[0010] In several examples, a molding apparatus for metal casting is provided. The molding apparatus includes a mold; a conduit configured to supply molten metal to the mold, wherein the conduit is occlusively controlled by a flow control device; a positioner coupled to the flow control device; a level sensor configured to detect a level of molten metal in the mold; and a controller coupled to the positioner and the level sensor. The controller includes a processor adapted to execute code stored on a non-transitory computer readable medium in a memory of the controller. The controller is programmed by code to perform various functions. For example, the controller is programmed by code to accept or determine input in the form of a metal level reference point that is variable over time according to a casting recipe that has at least a first phase, a time of transition and a second phase, the first phase having a first designed flow rate that differs from a second designed flow rate of the second phase, with the transition time corresponding to a time between the end of the first phase and the beginning of the second phase. The controller is also programmed by code to accept input from the level sensor in the form of a detected metal level. The controller is also programmed by code to provide the positioner with a first command signal that automatically controls the flow control device during the first phase to modulate flow or flow rate of molten metal through the conduit based on the detected metal level and at the metal level reference point so that the molten metal level in the mold remains in a molten metal level range that is approximately equal to the metal level reference point. The controller is programmed by code to also provide the positioner with a transition command signal that moves the flow control device in transition time to a replacement flow control device position determined based on the difference between the first flow rate design of the first stage and the second design flow rate of the second stage. The controller is also programmed by code to provide the positioner with a second command signal that automatically controls the flow control device during the second phase based on the detected metal level and the metal level reference point.

[0011] Em vários exemplos, é fornecido um método para entregar metal fundido em um processo de fundição. O método inclui aceitar ou determinar, por um controlador, a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, sendo que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, sendo que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase. O método também inclui a aceitação, pelo controlador, da entrada na forma de um nível de metal detectado a partir de um sensor de nível acoplado ao controlador e configurado para detectar um nível do metal fundido em um molde. O método inclui, adicionalmente, fornecer um primeiro sinal de comando do controlador a um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo que obstrui controladamente um conduto configurado para entregar o metal fundido ao molde, sendo que o primeiro sinal de comando é configurado para controlar automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular o fluxo ou a taxa de fluxo do metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência de nível de metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de nível de metal fundido que é aproximadamente igual ao ponto de referência do nível de metal. O método inclui, adicionalmente, fornecer, do controlador ao posicionador, um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição em direção a uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Além disso, o método inclui o fornecimento, do controlador ao posicionador, de um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.[0011] In several examples, a method for delivering molten metal in a casting process is provided. The method includes accepting or determining, by a controller, input in the form of a metal level reference point that is variable over time in accordance with a casting recipe that has at least a first phase, a transition time and a second phase, wherein the first phase has a first designed flow rate that differs from a second designed flow rate of the second phase, with the transition time corresponding to a time between the end of the first phase and the beginning of the second level. The method also includes accepting, by the controller, input in the form of a level of metal detected from a level sensor coupled to the controller and configured to detect a level of molten metal in a mold. The method further includes providing a first command signal from the controller to a positioner coupled to the flow control device that controllably plugs a conduit configured to deliver molten metal to the mold, the first command signal being configured to automatically control the flow control device during the first phase to modulate the flow or flow rate of the molten metal through the conduit based on the detected metal level and the metal level reference point, so that the molten metal level in the mold remains in a molten metal level range that is approximately equal to the metal level reference point. The method further includes providing, from the controller to the positioner, a transition command signal that moves the flow control device in transition time toward a substitute flow control device position determined based on a difference between the first design flow rate of the first phase and the second design flow rate of the second stage. Furthermore, the method includes providing, from the controller to the positioner, a second command signal that automatically controls the flow control device during the second phase based on the detected metal level and the metal level reference point.

[0012] Em vários exemplos, é fornecido um aparelho para fundição de metal. O aparelho inclui um molde; um conduto configurado para fornecer metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador. O controlador inclui um processador adaptado para executar código armazenado em um meio legível por computador não transitório em uma memória do controlador. O controlador é programado pelo código para executar várias funções. Por exemplo, o controlador é programado pelo código para aceitar ou determinar a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, sendo que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, sendo que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase. O controlador também é programado pelo código para aceitar a entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado. O controlador também é programado pelo código para fornecer um sinal de comando de transição configurado para atingir uma meta de redução ou eliminação de uma quantidade de sobrestimação ou subestimação relacionada ao tempo de transição. O sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos um dentre: (A) o movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição do dispositivo de controle de fluxo substituto determinada com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; (B) a translação do molde para alterar a altura entre o molde e o conduto; ou (C) a alteração de uma velocidade de fundição para diferença no tempo de transição, ou próximo ao mesmo, e para diferir de uma velocidade de fundição presente durante a segunda fase.[0012] In several examples, an apparatus for smelting metal is provided. The apparatus includes a mold; a conduit configured to supply molten metal to the mold, the conduit being occlusively controlled by a flow control device; a positioner coupled to the flow control device; a level sensor configured to detect a level of molten metal in the mold; and a controller. The controller includes a processor adapted to execute code stored on a non-transitory computer readable medium in a memory of the controller. The controller is programmed by code to perform various functions. For example, the controller is programmed by code to accept or determine input in the form of a metal level reference point that is variable over time according to a casting recipe that has at least a first phase, a time of transition and a second phase, the first phase having a first designed flow rate that differs from a second designed flow rate of the second phase, with the transition time corresponding to a time between the end of the first phase and the beginning of the second phase. The controller is also programmed by code to accept input from the level sensor in the form of a detected metal level. The controller is also programmed by code to provide a transition command signal configured to achieve a goal of reducing or eliminating an amount of overestimation or underestimation related to the transition time. The transition command signal is configured to achieve the goal by causing at least one of: (A) movement of the flow control device at the transition time to a replacement flow control device position determined based on a difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage; (B) translating the mold to change the height between the mold and the conduit; or (C) changing a casting speed to differ in, or close to, the transition time and to differ from a casting speed present during the second phase.

[0013] Várias implementações descritas na presente revelação podem incluir sistemas, métodos, recursos e vantagens adicionais, os quais podem não necessariamente ser expressamente revelados aqui, mas serão evidentes para um versado na técnica mediante exame da descrição detalhada que e dos desenhos anexos a seguir. Pretende-se que todos esses sistemas, métodos, recursos e vantagens sejam incluídos na presente revelação e protegidos pelas reivindicações anexas.[0013] Various implementations described in the present disclosure may include additional systems, methods, features and advantages, which may not necessarily be expressly disclosed herein, but will be apparent to one skilled in the art upon examination of the detailed description that and the attached drawings below. . All such systems, methods, features and advantages are intended to be included in the present disclosure and protected by the appended claims.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0014] Os recursos e os componentes das Figuras a seguir são ilustrados para enfatizar os princípios gerais da presente revelação. Os recursos e componentes correspondentes em todas as Figuras podem ser designados por caracteres de referência correspondentes por questão de consistência e clareza.[0014] The features and components of the following Figures are illustrated to emphasize the general principles of the present disclosure. Corresponding features and components in all Figures may be designated by corresponding reference characters for consistency and clarity.

[0015] A Figura 1 é uma representação esquemática de um aparelho de fundição de resfriamento direto, tal como aparece no final de uma operação de fundição, de acordo com vários exemplos.[0015] Figure 1 is a schematic representation of a direct cooling casting apparatus, as it appears at the end of a casting operation, according to various examples.

[0016] A Figura 2 é uma representação esquemática de um controlador implementado de maneira digital e programável de acordo com vários exemplos.[0016] Figure 2 is a schematic representation of a digitally implemented and programmable controller according to several examples.

[0017] A Figura 3 é um gráfico de tendência de controle de nível de metal em conexão com um processo conduzido de acordo com processos de controle convencionais.[0017] Figure 3 is a trend graph of metal level control in connection with a process conducted in accordance with conventional control processes.

[0018] A Figura 4 é um gráfico de tendência de controle de nível de metal em conexão com um processo conduzido de acordo com vários exemplos.[0018] Figure 4 is a trend graph of metal level control in connection with a process conducted according to several examples.

[0019] A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos.[0019] Figure 5 is a flow chart illustrating a metal level delivery control method according to several examples.

[0020] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra outro método de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos.[0020] Figure 6 is a flow chart illustrating another metal level delivery control method according to various examples.

DETAILED DESCRIPTION

[0021] A matéria dos exemplos da presente invenção é descrita no presente documento com especificidade para atender a requisitos legais, mas esta descrição não se destina necessariamente a limitar o escopo das reivindicações. A matéria reivindicada pode ser realizada de outras maneiras, pode incluir diferentes elementos ou etapas e pode ser usada em conjunto com outras tecnologias existentes ou futuras. Esta descrição não deve ser interpretada como implicando qualquer ordem ou disposição particular entre várias etapas ou elementos, exceto quando a ordem de etapas individuais ou a disposição de elementos for explicitamente descrita.[0021] The subject matter of the examples of the present invention is described herein with specificity to meet legal requirements, but this description is not necessarily intended to limit the scope of the claims. The claimed subject matter may be realized in other ways, may include different elements or steps, and may be used in conjunction with other existing or future technologies. This description should not be interpreted as implying any particular order or arrangement among various steps or elements, except when the order of individual steps or the arrangement of elements is explicitly described.

[0022] A Figura 1 é um corte transversal vertical esquemático simplificado de um aparelho de fundição de resfriamento direto 10 no final de uma operação de fundição. Em alguns casos, os processos e sistemas revelados podem ser usados com um processo de fundição contínuo. Com referência à Figura 1, o aparelho inclui um molde de fundição de resfriamento direto 11, como uma forma anular e retangular na vista em planta superior, mas opcionalmente circular ou de outra forma, e um bloco inferior 12 que é movido gradual e verticalmente para baixo por meios de suporte adequados (não mostrados) durante a operação de fundição a partir de uma posição superior que inicialmente fecha e veda uma extremidade inferior 14 do molde 11 para uma posição inferior (como mostrado) que suporta um lingote fundido 15. O lingote é produzido na operação de fundição introduzindo-se metal fundido em uma extremidade superior 16 do molde através de um bico oco vertical 18 ou mecanismo de alimentação de metal semelhante, enquanto o bloco de fundo 12 é lentamente baixado. O metal fundido 19 é fornecido ao bico 18 a partir de um forno de fundição de metal (não mostrado) através de um duto 20 ou outro dispositivo que forma um canal horizontal por cima do molde 11.[0022] Figure 1 is a simplified schematic vertical cross-section of a direct cooling casting apparatus 10 at the end of a casting operation. In some cases, the disclosed processes and systems can be used with a continuous casting process. Referring to Figure 1, the apparatus includes a direct-cooling casting mold 11, as an annular and rectangular shape in top plan view, but optionally circular or otherwise, and a lower block 12 that is moved gradually and vertically to down by suitable support means (not shown) during the casting operation from an upper position that initially closes and seals a lower end 14 of the mold 11 to a lower position (as shown) that supports a cast ingot 15. The ingot is produced in the casting operation by introducing molten metal into an upper end 16 of the mold through a vertical hollow nozzle 18 or similar metal feeding mechanism, while the bottom block 12 is slowly lowered. Molten metal 19 is supplied to nozzle 18 from a metal smelting furnace (not shown) through a duct 20 or other device that forms a horizontal channel above the mold 11.

[0023] O bico 18 circunda uma extremidade inferior de um pino de controle 21 que regula e pode encerrar o fluxo de metal fundido através do bico. Em um exemplo, um tampão, como um tampão cerâmico que forma uma extremidade distal do pino 21, é recebido dentro de um canal interno cônico do bico 18 de modo que, quando o pino 21 for levantado, a área entre o tampão e a extremidade aberta do bico 18 aumente, permitindo assim que o metal fundido flua em torno do tampão e saia pela ponta inferior 17 do bico 18. Assim, o fluxo e a taxa de fluxo do metal fundido podem ser controlados com precisão levantando-se ou baixando-se apropriadamente o pino de controle 21. Qualquer estrutura ou mecanismo desejável pode ser utilizado para controlar o fluxo de metal fundido no molde. Por conveniência, os termos “conduto”, “pino de controle” e “sinais de comando” que controlam a posição do pino de controle em relação ao conduto são utilizados neste documento para em referência a qualquer mecanismo ou estrutura que seja capaz de regular o fluxo ou a taxa de fluxo de metal fundido no molde em virtude de sinais de comando provenientes de um controlador e não estão limitados a um pino/pino de controle; consequentemente, a referência neste documento (incluindo as reivindicações) ao fornecimento de sinais de comando a um posicionador de pino de controle para regular o fluxo de metal fundido ou taxa de fluxo em um molde será entendida como o fornecimento de sinais de comando a um atuador de qualquer tipo para controlar fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido no molde de qualquer maneira e com uso de qualquer estrutura ou mecanismo.[0023] The nozzle 18 surrounds a lower end of a control pin 21 that regulates and can terminate the flow of molten metal through the nozzle. In one example, a plug, such as a ceramic plug forming a distal end of the pin 21, is received within a conical internal channel of the nozzle 18 so that when the pin 21 is lifted, the area between the plug and the tip The opening of the nozzle 18 increases, thus allowing the molten metal to flow around the plug and out the lower tip 17 of the nozzle 18. Thus, the flow and flow rate of the molten metal can be precisely controlled by raising or lowering it. appropriate control pin 21. Any desirable structure or mechanism may be used to control the flow of molten metal in the mold. For convenience, the terms “conduit,” “control pin,” and “command signals” that control the position of the control pin relative to the conduit are used herein to refer to any mechanism or structure that is capable of regulating the flow or the rate of flow of molten metal into the mold due to command signals from a controller and is not limited to a control pin/pin; Accordingly, reference in this document (including the claims) to providing command signals to a control pin positioner for regulating molten metal flow or flow rate in a mold will be understood as providing command signals to an actuator of any type to control flow or rate of flow of molten metal into the mold in any manner and with the use of any structure or mechanism.

[0024] Na estrutura mostrada na Figura 1, o pino de controle 21 tem uma extremidade superior 22 que se estende para cima a partir do bico 18. A extremidade superior 22 é afixada de modo pivotante a um braço de controle 23 que levanta ou abaixa o pino de controle 21, conforme apropriado, para regular ou encerrar o fluxo de metal fundido através do bico 18. Para a fundição, o duto 20 e o bico 18 são baixados o suficiente para permitir que uma ponta inferior 17 do bico 18 mergulhe no metal fundido formando um tanque 24 no lingote embrionário para evitar salpicos e turbulência no metal fundido. Isso minimiza a formação de óxido e introduz metal fundido fresco no molde 11. A ponta pode também ser dotada de uma bolsa de distribuição (não mostrado) na forma de um tecido de malha de metal que auxilia a distribuir e filtrar o metal fundido quando o mesmo entra no molde 11. No final da fundição, o pino de controle 21 é movido para uma posição inferior, na qual bloqueia o bico 18 e impede completamente que o metal fundido passe através do bico 18, encerrando assim o fluxo de metal fundido no molde 11. Nesse momento, o bloco de fundo 12 já não desce, ou desce apenas por uma pequena quantidade, e o lingote recém fundido 15 permanece no lugar sustentado pelo bloco de fundo 12 com a sua extremidade superior ainda no molde 11. O duto 20 é levantado nesse momento para retirar o bico 18 da cabeça do lingote.[0024] In the structure shown in Figure 1, the control pin 21 has an upper end 22 that extends upwardly from the nozzle 18. The upper end 22 is pivotally attached to a control arm 23 that raises or lowers the control pin 21, as appropriate, to regulate or terminate the flow of molten metal through the nozzle 18. For casting, the duct 20 and nozzle 18 are lowered sufficiently to allow a lower tip 17 of the nozzle 18 to plunge into the molten metal forming a tank 24 in the embryonic ingot to prevent splashing and turbulence in the molten metal. This minimizes oxide formation and introduces fresh molten metal into the mold 11. The tip may also be provided with a distribution pocket (not shown) in the form of a metal mesh fabric that helps to distribute and filter the molten metal when the same enters the mold 11. At the end of casting, the control pin 21 is moved to a lower position, in which it blocks the nozzle 18 and completely prevents the molten metal from passing through the nozzle 18, thus stopping the flow of molten metal in the mold 11. mold 11. At this moment, the bottom block 12 no longer descends, or only descends by a small amount, and the newly cast ingot 15 remains in place supported by the bottom block 12 with its upper end still in the mold 11. The duct 20 is lifted at this time to remove the nozzle 18 from the ingot head.

[0025] O aparelho 10 pode incluir um sensor de nível de metal 50. Em alguns casos, a estrutura e a operação do sensor de nível de metal 50 é convencional. Outras opções não limitativas para o sensor 50 podem incluir um flutuador e um transdutor, um sensor a laser ou outro tipo de sensor de nível de fluido fixo ou móvel que tem as propriedades desejadas para acomodar metal fundido. Durante as operações de preenchimento de cavidade, as informações obtidas do sensor 50 podem ser fornecidas a um controlador 52. O controlador 52 pode utilizar os dados obtidos do sensor 50, entre outros dados, para determinar quando o pino de controle 21 deve ser levantado e/ou baixado por um atuador 54 para que o metal possa fluir para o molde 11 para encher uma cavidade parcial, isto é, quando a profundidade da cavidade predeterminada atinge um limite predeterminado. Assim, o sensor 50 e o atuador 54 são acoplados ao controlador 52, conforme mostrado na Figura 1, para permitir que as informações do sensor 50 sejam utilizadas juntamente com o posicionamento do pino de controle 21 sob o controle do atuador 54 e, desse modo, controlar o fluxo e/ou taxa de fluxo do metal fundido no molde 11. Em vários exemplos, o controlador 52 é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID), que pode ser um controlador PID convencional ou um controlador PID que é implementado conforme desejado de modo digital e programável.[0025] Apparatus 10 may include a metal level sensor 50. In some cases, the structure and operation of the metal level sensor 50 is conventional. Other non-limiting options for sensor 50 may include a float and transducer, a laser sensor, or another type of fixed or movable fluid level sensor that has the desired properties to accommodate molten metal. During cavity filling operations, information obtained from sensor 50 may be provided to a controller 52. Controller 52 may utilize data obtained from sensor 50, among other data, to determine when control pin 21 should be raised and /or lowered by an actuator 54 so that metal can flow into the mold 11 to fill a partial cavity, i.e. when the depth of the predetermined cavity reaches a predetermined limit. Thus, the sensor 50 and the actuator 54 are coupled to the controller 52, as shown in Figure 1, to allow the information from the sensor 50 to be used in conjunction with the positioning of the control pin 21 under the control of the actuator 54 and thereby , controlling the flow and/or flow rate of the molten metal in the mold 11. In various examples, the controller 52 is a proportional-integral-derivative (PID) controller, which may be a conventional PID controller or a PID controller that is implemented as desired in a digital and programmable way.

[0026] A Figura 2 é um exemplo de um controlador 210 que é implementado de modo digital e programável com o uso de componentes convencionais de computador, e que pode ser utilizado juntamente com determinados exemplos (por exemplo, incluindo o equipamento mostrado na Figura 1) para levar a cabo processos de tais exemplos. O controlador 210 inclui um processador 212 que pode executar código armazenado em um meio tangível legível por computador em uma memória 218 (ou em outro lugar, como mídia portátil, em um servidor ou na nuvem, entre outras mídias) para fazer com que o controlador 210 receba e processe dados e realize ações e/ou componentes de controle de equipamento, como mostrado na Figura 1. O controlador 210 pode ser qualquer dispositivo que possa processar dados e executar código, que é um conjunto de instruções para executar ações, como controlar equipamento industrial. Como exemplos não limitantes, o controlador 210 pode assumir a forma de um controlador PID implementado de maneira digital e programável, um controlador lógico programável, um microprocessador, um servidor, um computador pessoal do tipo desktop ou laptop, um dispositivo de computação portátil e um dispositivo móvel.[0026] Figure 2 is an example of a controller 210 that is implemented digitally and programmably using conventional computer components, and which may be used in conjunction with certain examples (e.g., including the equipment shown in Figure 1 ) to carry out processes of such examples. The controller 210 includes a processor 212 that can execute code stored on a computer-readable tangible medium in a memory 218 (or elsewhere, such as portable media, on a server, or in the cloud, among other media) to cause the controller 210 receive and process data and perform actions and/or equipment control components, as shown in Figure 1. Controller 210 can be any device that can process data and execute code, which is a set of instructions to perform actions, such as controlling industrial equipment. As non-limiting examples, controller 210 may take the form of a digitally implemented and programmable PID controller, a programmable logic controller, a microprocessor, a server, a desktop or laptop personal computer, a portable computing device, and a mobile device.

[0027] Exemplos do processador 212 incluem qualquer circuito de processamento desejado, um circuito integrado específico de aplicação (ASIC), lógica programável, uma máquina de estado ou outro circuito adequado. O processador 212 pode incluir um processador ou qualquer número de processadores. O processador 212 pode acessar o código armazenado na memória 218 através de um barramento 214. A memória 218 pode ser qualquer meio legível por computador não transitório configurado para incorporar código de forma tangível e pode incluir dispositivos eletrônicos, magnéticos ou ópticos. Os exemplos da memória 218 incluem memória de acesso aleatório (RAM), memória somente de leitura (ROM), memória flash, um disquete, disco compacto, dispositivo de vídeo digital, disco magnético, um ASIC, um processador configurado ou outro dispositivo de armazenamento.[0027] Examples of the processor 212 include any desired processing circuit, an application-specific integrated circuit (ASIC), programmable logic, a state machine, or other suitable circuit. Processor 212 may include one processor or any number of processors. Processor 212 may access code stored in memory 218 via a bus 214. Memory 218 may be any non-transitory computer-readable medium configured to embody code in tangible form and may include electronic, magnetic, or optical devices. Examples of memory 218 include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, a floppy disk, compact disk, digital video device, magnetic disk, an ASIC, a configured processor, or other storage device. .

[0028] As instruções podem ser armazenadas na memória 218 ou no processador 212 como código executável. As instruções podem incluir instruções específicas do processador geradas por um compilador e/ou um interpretador de código escrito em qualquer linguagem de programação de computador adequada. As instruções podem assumir a forma de uma aplicação que inclui uma série de pontos de referência, parâmetros para o processo de fundição e etapas programadas que, quando executadas pelo processador 212, permitem que o controlador 210 controle o fluxo de metal em um molde, como por meio do uso de informações de retorno de metal fundido do sensor 50 juntamente com os pontos de referência de nível de metal e outros parâmetros relacionados à fundição que podem ser introduzidos no controlador 210 para controlar o atuador 54 e, desse modo, a posição do pino 21 no bico 18 no aparelho mostrado na Figura 1 para controlar o fluxo e/ou a taxa de fluxo do metal fundido no molde 11.[0028] Instructions may be stored in memory 218 or in processor 212 as executable code. The instructions may include processor-specific instructions generated by a compiler and/or a code interpreter written in any suitable computer programming language. The instructions may take the form of an application that includes a series of reference points, parameters for the casting process, and programmed steps that, when executed by processor 212, allow controller 210 to control the flow of metal into a mold, such as through the use of molten metal feedback information from sensor 50 together with metal level reference points and other casting related parameters that can be input to controller 210 to control actuator 54 and thereby the position of the pin 21 in nozzle 18 in the apparatus shown in Figure 1 for controlling the flow and/or flow rate of molten metal in mold 11.

[0029] O controlador 210 mostrado na Figura 2 inclui uma interface de entrada/saída (I/O) 216 através da qual o controlador 210 pode se comunicar com dispositivos e sistemas externos ao controlador 210, incluindo componentes como o sensor 50, o atuador 54 e/ou outros componentes do dispositivo de molde. A interface 216 também pode, se desejado, receber dados de entrada de outras fontes externas. Tais fontes podem incluir painéis de controle, outras interfaces homem/máquina, computadores, servidores ou outros equipamentos que podem, por exemplo, enviar instruções e parâmetros ao controlador 210 para controlar seu desempenho e operação; armazenar e facilitar a programação de aplicações que permitem ao controlador 210 executar instruções nessas aplicações para controlar o fluxo de metal em um molde, como juntamente com os processos de determinados exemplos aqui revelados; e outras fontes de dados necessárias ou úteis ao controlador 210 no desempenho das suas funções para controlar o funcionamento do molde, como o molde 11 da Figura 1. Esses dados podem ser comunicados à interface de I/O 216 por meio de uma rede, por meio de fios, sem fios, via barramento ou conforme desejado.[0029] The controller 210 shown in Figure 2 includes an input/output (I/O) interface 216 through which the controller 210 can communicate with devices and systems external to the controller 210, including components such as the sensor 50, the actuator 54 and/or other mold device components. Interface 216 may also, if desired, receive input data from other external sources. Such sources may include control panels, other human/machine interfaces, computers, servers, or other equipment that may, for example, send instructions and parameters to controller 210 to control its performance and operation; storing and facilitating programming of applications that allow the controller 210 to execute instructions in those applications to control the flow of metal in a mold, such as along with the processes of certain examples disclosed herein; and other sources of data necessary or useful to controller 210 in performing its functions to control the operation of the mold, such as mold 11 of Figure 1. This data may be communicated to the I/O interface 216 via a network, by via wires, wirelessly, via bus or as desired.

[0030] A Figura 3 mostra um gráfico de tendência de controle de nível de metal para um processo de fundição de alumínio de resfriamento direto de acordo com um processo de controle convencional. O gráfico mostra o nível real do metal (numeral 310), o ponto de referência de nível de metal (312) e o comando para o posicionador do pino (314) (por exemplo, proveniente do algoritmo PID no controlador 52). O nível real de metal 310 e o ponto de referência de nível de metal 312 compartilham a mesma escala vertical nesse gráfico, enquanto o comando para o posicionador de pino 314 está em uma escala vertical diferente, mas sobreposto na mesma escala de tempo horizontal para facilitar a visualização.[0030] Figure 3 shows a metal level control trend graph for a direct cooling aluminum casting process according to a conventional control process. The graph shows the actual metal level (numeral 310), the metal level reference point (312) and the command for the pin positioner (314) (e.g. from the PID algorithm in controller 52). The actual metal level 310 and the metal level reference point 312 share the same vertical scale on this chart, while the command for the pin positioner 314 is on a different vertical scale but overlaid on the same horizontal time scale for ease. the visualization.

[0031] No exemplo mostrado na Figura 3, o ponto de referência do nível de metal 312 é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição. A receita de fundição é mostrada com quatro fases, embora qualquer outro número de duas ou mais fases possa ser utilizado. As fases correspondem a porções do processo de fundição que têm diferentes demandas de taxa de fluxo. Por exemplo, com referência à Figura 1 e à Figura 3, a Fase 1 pode corresponder a um período de tempo T0 desde o início da fundição, quando o metal fundido começa a preencher o molde 11, até que a placa ou o bloco de base 12 comece a se mover para baixo em T1, enquanto a Fase 2 pode corresponder a um período de tempo em que a placa ou o bloco de fundo 12 se movem para baixo de maneira estável para formar o lingote. Nessa situação, a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 1 antes que o bloco de fundo 12 comece a se mover para baixo pode ser superior à taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 2 depois que o bloco de fundo 12 começa a se mover para baixo. Como resultado, um excesso de metal pode ser introduzido na transição entre as duas fases e pode causar uma diferença perceptível entre o nível real de metal 310 e o ponto de referência de nível de metal 312, como mostrado na Figura 3, após o ponto de transição ou tempo T1, em que uma saliência de sobrestimação no nível real de metal 310 acima do ponto de referência do nível de metal 312 pode ser vista antes que PID ou outro algoritmo responda suficientemente para ajustar a posição do pino suficientemente para fazer com que os níveis voltem a convergir. Essa sobrestimação pode, em alguns casos, resultar em um desvio do ponto de referência grande o suficiente para desencadear um abortamento de toda a fundição.[0031] In the example shown in Figure 3, the metal level reference point 312 is variable over time according to a casting recipe. The casting recipe is shown with four phases, although any other number of two or more phases can be used. The phases correspond to portions of the casting process that have different flow rate demands. For example, with reference to Figure 1 and Figure 3, Phase 1 may correspond to a period of time T0 from the start of casting, when the molten metal begins to fill the mold 11, until the base plate or block 12 begins moving downward at T1, while Phase 2 may correspond to a period of time in which the bottom plate or block 12 moves downward in a stable manner to form the ingot. In this situation, the metal flow rate applicable in Phase 1 before the bottom block 12 begins to move downward may be higher than the metal flow rate applicable in Phase 2 after the bottom block 12 begins to move downward. down. As a result, excess metal may be introduced at the transition between the two phases and may cause a noticeable difference between the actual metal level 310 and the metal level reference point 312, as shown in Figure 3, after the set point. transition or time T1, in which an overestimation bump in the actual metal level 310 above the metal level reference point 312 can be seen before the PID or other algorithm responds sufficiently to adjust the pin position sufficiently to cause the levels converge again. This overestimation can, in some cases, result in a deviation from the setpoint large enough to trigger an abort of the entire casting.

[0032] Outro exemplo de sobrestimação pode ser observado em T2 entre as Fases 2 e 3 da Figura 3. A Fase 3 é mostrada como uma desaceleração do ponto de referência do nível de metal 312, por exemplo, como pode ser feito em um estágio posterior no molde, como execução a um nível de cabeça mais baixo para obter uma qualidade de lingote melhorada. Por conseguinte, a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 2, à medida que o nível de metal é mantido de forma razoavelmente estável, pode ser superior à taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 3, à medida que o nível de metal é reduzido. Como resultado, um excesso de metal pode ser introduzido na transição entre as duas fases e causar uma diferença perceptível do nível real de metal 310 que flui sobre o ponto de referência do nível de metal 312, como mostrado na Figura 3, após o ponto de transição ou o tempo T2, em que o nível real de metal 310 forma uma saliência de sobrestimação (menos pronunciada que em T1) acima do ponto de referência de nível de metal 312 antes que PID ou outro algoritmo responda suficientemente para ajustar a posição do pino suficientemente para fazer com que os níveis de metal voltem a convergir.[0032] Another example of overestimation can be observed at T2 between Phases 2 and 3 of Figure 3. Phase 3 is shown as a deceleration of the metal level reference point 312, for example, as can be done in a stage later in the mold, such as running at a lower head level to obtain improved ingot quality. Therefore, the metal flow rate applicable in Stage 2, as the metal level is maintained reasonably stable, may be higher than the metal flow rate applicable in Stage 3, as the metal level is maintained. reduced. As a result, excess metal may be introduced at the transition between the two phases and cause a noticeable difference in the actual level of metal 310 flowing over the reference point of metal level 312, as shown in Figure 3, after the point of transition or time T2, where the actual metal level 310 forms an overestimation bulge (less pronounced than at T1) above the metal level reference point 312 before the PID or other algorithm responds sufficiently to adjust the pin position enough to cause the metal levels to converge again.

[0033] Um exemplo de subestimação pode ser observado em T3 na Figura 3. A Fase 4 é mostrada como outra etapa na qual o nível do metal é mantido seguindo a desaceleração da Fase 3, de modo a manter o nível da cabeça em um nível contínuo suficiente para manter contato com o molde 11 que fornecerá resfriamento e solidificação suficientes de metal fundido no tanque 24 para impedir o vazamento do metal fundido ao longo das bordas inferiores do molde 11. Consequentemente, a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 3 à medida que o nível de metal está sendo afunilado para baixo pode ser menor que a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 4 à medida que o nível de metal é nivelado. Como resultado, uma quantidade insuficiente de metal pode ser introduzido na zona de transição entre as duas fases, Fase 3 e Fase 4, e causar uma diferença perceptível do nível real de metal 310 sob o ponto de referência de nível de metal 312, como mostrado na Figura 3 após o ponto de transição ou tempo T3, em que uma saliência de subestimação no nível real de metal 310 abaixo do ponto de referência do nível de metal 312 pode ser vista antes que o PID ou outro algoritmo responda suficientemente para ajustar a posição do pino suficientemente para fazer com que os níveis voltem a convergir. A subestimação também pode ocorrer em um cenário em que o ponto de referência de nível de metal de um nível constante é afunilado para cima (não mostrado), visto que isso também resultaria em uma fase anterior que tem uma demanda mais baixa de taxa de fluxo de metal do que uma fase imediatamente seguinte.[0033] An example of underestimation can be seen at T3 in Figure 3. Phase 4 is shown as another step in which the metal level is maintained following the deceleration of Phase 3, so as to maintain the head level at a level sufficient continuous flow to maintain contact with the mold 11 that will provide sufficient cooling and solidification of molten metal in the tank 24 to prevent leakage of the molten metal along the lower edges of the mold 11. Consequently, the metal flow rate applicable in Phase 3 to As the metal level is being funneled downward it may be less than the metal flow rate applicable in Stage 4 as the metal level is leveled. As a result, an insufficient amount of metal may be introduced into the transition zone between the two phases, Phase 3 and Phase 4, and cause a noticeable difference in the actual metal level 310 under the metal level reference point 312, as shown. in Figure 3 after the transition point or time T3, where an underestimation bump in the actual metal level 310 below the metal level reference point 312 can be seen before the PID or other algorithm responds sufficiently to adjust the position of the pin enough to cause the levels to converge again. Underestimation may also occur in a scenario where the metal level reference point of a constant level is tapered upward (not shown), as this would also result in an earlier phase having a lower flow rate demand of metal than an immediately following phase.

[0034] A Figura 4, ao contrário, é uma tendência de controle de nível de metal juntamente com um processo conduzido de acordo com vários exemplos da presente revelação. Semelhante à Figura 3, a Figura 4 mostra o nível real de metal (numeral 410), o ponto de referência de nível de metal (412) e o comando para o posicionador de pino (414) (por exemplo, do algoritmo PID no controlador 52). Como pode ser observado, o ponto de referência do nível de metal (412) mostrado na Figura 4 segue a mesma receita de fundição que o ponto de referência de nível de metal 312 na Figura 3, embora o comando para o posicionador de pinos 414 seja implementado de acordo com uma técnica diferente que minimiza a sobrestimação e/ou a subestimação nas transições entre as fases.[0034] Figure 4, in contrast, is a trend of metal level control together with a process conducted in accordance with various examples of the present disclosure. Similar to Figure 3, Figure 4 shows the actual metal level (numeral 410), the metal level reference point (412), and the command for the pin positioner (414) (e.g., from the PID algorithm in the controller 52). As can be seen, the metal level reference point (412) shown in Figure 4 follows the same casting recipe as the metal level reference point 312 in Figure 3, although the command for the pin positioner 414 is implemented according to a different technique that minimizes overestimation and/or underestimation in transitions between phases.

[0035] Visto que a receita de fundição é predeterminada, ela pode ser utilizada de maneira preditiva para mitigar a subestimação ou sobrestimação que poderia ocorrer de outra forma. Por exemplo, no ponto de transição ou no tempo T1, em vez de permitir que a operação automática do PID, ou de outro algoritmo, funcione continuamente e eventualmente cause a convergência após uma sobrestimação significativa como na Figura 3, uma posição de pino substituto pode ser fornecida (por exemplo, por meio do controlador 52) para o ponto de transição ou tempo T1. Em alguns casos, isso pode corresponder à substituição de uma posição de pino em vez do que seria fornecido como resultado de uma varredura única específica ou cálculo do algoritmo PID. Por exemplo, um tempo de cíclico típico para uma atualização do algoritmo PID pode ser de 0,1 a 0,5 segundo. Desse modo, em vários exemplos, o PID ou outro algoritmo de controle automático pode ser interrompido por uma janela similarmente breve.[0035] Since the casting recipe is predetermined, it can be used in a predictive manner to mitigate underestimation or overestimation that could otherwise occur. For example, at the transition point or time T1, rather than allowing the automatic operation of the PID, or other algorithm, to run continuously and eventually cause convergence after significant overestimation as in Figure 3, a substitute pin position can be provided (e.g., via controller 52) for the transition point or time T1. In some cases, this may correspond to replacing a pin position rather than what would be provided as a result of a specific single scan or PID algorithm calculation. For example, a typical cycle time for a PID algorithm update might be 0.1 to 0.5 seconds. Thus, in several examples, the PID or other automatic control algorithm may be interrupted for a similarly brief window.

[0036] O valor da posição do pino substituído pode corresponder a um valor previsto da demanda da taxa de fluxo de metal que será necessária na próxima fase. Em alguns exemplos, pode ser utilizada uma relação linear entre as demandas projetadas de taxa de fluxo de metal das Fases sucessivas para obter o valor da posição do pino substituído. Por exemplo, se a demanda de taxa de fluxo esperada para a Fase 2 for 25% menor que a demanda esperada de taxa de fluxo para a Fase 1, o valor da posição do pino substituto poderá ser selecionado como 25% menor que um valor da posição do pino no final da Fase 1. Graficamente, na Figura 4, essa substituição é representada em T1 à medida que uma nova posição de pino reduzida é introduzida em 418 em substituição à posição de pino que teria sido introduzida no final da Fase 1. Em alguns exemplos, a posição do pino substituto pode ser calculada com base, pelo menos em parte, em um ponto de partida de uma previsão em que se espera que a posição do pino esteja no final da Fase 1. Adicional ou alternativamente, a posição do pino substituto pode ser calculada com base, pelo menos em parte, em uma posição real do pino detectada no final da Fase 1, ou próximo ao mesmo.[0036] The value of the position of the replaced pin may correspond to a predicted value of the metal flow rate demand that will be required in the next phase. In some examples, a linear relationship between the projected metal flow rate demands of successive Phases may be used to obtain the position value of the replaced pin. For example, if the expected flow rate demand for Phase 2 is 25% less than the expected flow rate demand for Phase 1, the replacement pin position value can be selected as 25% less than a value of the pin position at the end of Phase 1. Graphically, in Figure 4, this substitution is represented at T1 as a new reduced pin position is introduced in 418 replacing the pin position that would have been introduced at the end of Phase 1. In some examples, the position of the replacement pin may be calculated based, at least in part, on a starting point of a prediction in which the position of the pin is expected to be at the end of Phase 1. Additionally or alternatively, the position of the replacement pin can be calculated based, at least in part, on an actual pin position detected at or near the end of Phase 1.

[0037] Após a introdução da posição do pino substituído 418 em T1, o PID ou outro algoritmo pode recomeçar para a Fase 2. O algoritmo pode prosseguir “sem sobressaltos” e pode usar a posição do pino substituído em 418 como um ponto de referência a partir do qual determinar as posições subsequentes do pino para o sinal de comando no atuador 54. Como resultado da introdução da posição do pino substituído, o PID ou outro algoritmo pode, consequentemente, responder à transição entre fases muito mais rapidamente do que na disposição mostrada na Figura 3, e reduzir ou eliminar a sobrestimação como resultado, por exemplo, como pode ser observado em comparação à linha de metal real 310 após T1 na Figura 3 (por exemplo, com a sua protuberância de sobrestimação substancial) com a linha de metal real 410 após T1 na Figura 4 (por exemplo, em que a sobrestimação é comparativa e drasticamente reduzida e/ou eliminada).[0037] After inputting the position of the replaced pin 418 into T1, the PID or other algorithm may begin again for Phase 2. The algorithm may proceed “smoothly” and may use the position of the replaced pin at 418 as a reference point from which to determine the subsequent pin positions for the command signal in the actuator 54. As a result of introducing the replaced pin position, the PID or other algorithm can consequently respond to the transition between phases much more quickly than in the arrangement shown in Figure 3, and reduce or eliminate overestimation as a result, for example, as can be seen in comparison of the real metal line 310 after T1 in Figure 3 (e.g., with its substantial overestimation bulge) with the line of real metal 410 after T1 in Figure 4 (e.g., where the overestimation is comparatively and drastically reduced and/or eliminated).

[0038] Substituições similares 420 e 422 são mostradas em T2 e T3 na Figura 4. A substituição 420 é uma diminuição da posição de pino semelhante, porém menor, àquela da posição de pino substituto 418, visto que T2 envolve um caso menos drástico de um risco de sobrestimação de uma fase anterior que tem uma demanda de taxa de fluxo maior do que a de uma fase posterior. A posição do pino substituto 422, em contraste, corresponde a uma elevação da posição do pino, uma vez que T3 envolve um caso de um risco de subestimação de uma fase anterior ter uma demanda menor de taxa de fluxo do que a de uma fase posterior. Como resultado da introdução de uma ou de ambas as respectivas substituições 420 e 422, o PID ou outro algoritmo pode, consequentemente, responder às respectivas transições entre fases muito mais rapidamente do que na disposição mostrada na Figura 3, e pode reduzir ou eliminar a respectiva sobrestimação e/ou subestimação como resultado, por exemplo, como pode ser observado em comparação à linha de metal real 310 após T2 na Figura 3 (por exemplo, com a sua protuberância de sobrestimação gradual, mas significativa) com a linha de metal real 410 após T2 na Figura 4 (por exemplo, em que a sobrestimação é comparativa e drasticamente reduzida e/ou eliminada) e/ou em comparação à linha de metal real 310 após T3 na Figura 3 (por exemplo, com a sua saliência de sobrestimação substancial) com a linha metálica real 410 após T3 na Figura 4 (por exemplo, em que a subestimação é comparativa e drasticamente reduzida e/ou eliminada).[0038] Similar replacements 420 and 422 are shown at T2 and T3 in Figure 4. Replacement 420 is a similar but smaller pin position decrease to that of replacement pin position 418, as T2 involves a less drastic case of a risk of overestimation of an earlier stage that has a higher flow rate demand than that of a later stage. The position of the replacement pin 422, in contrast, corresponds to an elevation of the pin position, since T3 involves a case of an underestimation risk of an earlier phase having a lower flow rate demand than that of a later phase. . As a result of introducing one or both of the respective substitutions 420 and 422, the PID or other algorithm can consequently respond to the respective transitions between phases much more quickly than in the arrangement shown in Figure 3, and can reduce or eliminate the respective overestimation and/or underestimation as a result, for example, as can be seen by comparing the real metal line 310 after T2 in Figure 3 (e.g. with its gradual but significant overestimation bulge) with the real metal line 410 after T2 in Figure 4 (e.g., where the overestimation is comparatively drastically reduced and/or eliminated) and/or compared to the real metal line 310 after T3 in Figure 3 (e.g., with its substantial overestimation protrusion ) with the actual metal line 410 after T3 in Figure 4 (e.g., where the underestimation is comparatively and drastically reduced and/or eliminated).

[0039] Embora as Figuras 3 e 4 se refiram a um processo de acordo com uma determinada receita de fundição, elas não são necessariamente representativas de determinados outros exemplos. Um processo é mais geralmente descrito em relação à Figura 5.[0039] Although Figures 3 and 4 refer to a process according to a certain casting recipe, they are not necessarily representative of certain other examples. A process is more generally described in relation to Figure 5.

[0040] A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método 500 de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos. Várias operações no método 500 podem ser realizadas pelo controlador 52 e/ou outros elementos descritos acima.[0040] Figure 5 is a flowchart illustrating a metal level delivery control method 500 according to various examples. Various operations in method 500 may be performed by controller 52 and/or other elements described above.

[0041] Em 510, o método 500 inclui obter entrada em relação a um ponto de referência de nível de metal para uma receita de fundição que tem uma transição entre fases com diferentes demandas de taxa de fluxo. O ponto de referência do nível de metal pode ser variável ao longo do tempo de acordo com a receita de fundição. As fases que têm demandas de taxa de fluxo diferentes podem corresponder à primeira fase que tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Para maior clareza, embora os termos "primeira fase" e "segunda fase", como aqui utilizados, possam, em alguns exemplos, fazer referência apropriada e respectivamente à Fase 1 e à Fase 2 descritas nas Figuras 3 e 4, os termos não são limitados a isso e podem se referir a quaisquer duas fases com taxas de fluxo diferentes e separadas por uma transição, incluindo, porém sem limitação, outros exemplos como aquele em que a primeira fase é a Fase 2 e a segunda fase é a Fase 3, ou em que a primeira fase é a Fase 3 e a segunda fase é a Fase 4, ou em que a primeira fase é uma fase não especificamente mostrada nas Figuras 3 e 4 e a segunda fase é outra fase não especificamente mostrada nas Figuras 3 e 4 e assim por diante. A receita pode, adicional ou alternativamente, incluir parâmetros como fluxo de água ou velocidade de fundição. A transição pode corresponder a um ponto de tempo distinto (por exemplo, um ponto no qual a primeira fase termina e a segunda fase começa), ou um intervalo particular de tempo (por exemplo, um tempo entre o final da primeira fase e um início da segunda fase).[0041] At 510, method 500 includes obtaining input relative to a metal level reference point for a casting recipe that has a transition between phases with different flow rate demands. The metal level reference point can be variable over time according to the casting recipe. Phases that have different flow rate demands may correspond to the first phase having a first designed flow rate that differs from a second designed flow rate of the second phase. For clarity, although the terms "first phase" and "second phase" as used herein may, in some examples, appropriately refer respectively to Phase 1 and Phase 2 described in Figures 3 and 4, the terms are not limited to this and may refer to any two phases with different flow rates and separated by a transition, including, but not limited to, other examples such as one in which the first phase is Phase 2 and the second phase is Phase 3, or wherein the first phase is Phase 3 and the second phase is Phase 4, or wherein the first phase is a phase not specifically shown in Figures 3 and 4 and the second phase is another phase not specifically shown in Figures 3 and 4 and so on. The recipe may additionally or alternatively include parameters such as water flow or casting speed. The transition may correspond to a distinct point of time (e.g., a point at which the first phase ends and the second phase begins), or a particular interval of time (e.g., a time between the end of the first phase and a beginning of the second phase).

[0042] Em 520, o método 500 inclui obter um nível de metal detectado. Por exemplo, isso pode corresponder à obtenção de entrada na forma de um nível de metal detectado a partir de um sensor de nível acoplado ao controlador e configurado para detectar o nível de metal fundido em um molde, como o descrito acima em relação à Figura 1. Em alguns exemplos, o nível de metal detectado de um sensor de nível de metal é usado pelo algoritmo PID em um processo iterativo que envolve recalcular um ponto de referência de posição de pino a cada 0,1 segundo, 0,5 segundo ou de acordo com outro intervalo.[0042] At 520, method 500 includes obtaining a detected metal level. For example, this may correspond to obtaining input in the form of a metal level detected from a level sensor coupled to the controller and configured to detect the level of molten metal in a mold, such as that described above in relation to Figure 1 In some examples, the metal level detected from a metal level sensor is used by the PID algorithm in an iterative process that involves recalculating a pin position reference point every 0.1 second, 0.5 second, or so. according to another interval.

[0043] Em 530, o método 500 inclui controlar automaticamente uma posição do pino (ou outro ajuste de um outro dispositivo de controle de fluxo) na primeira fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo.[0043] At 530, method 500 includes automatically controlling a pin position (or other adjustment of another flow control device) in the first stage based on the metal level reference point and the detected metal level. This may correspond to controlling the pin position according to a PID or other algorithm.

[0044] Em 540, o método 500 inclui determinar um valor de posição de pino substituto (ou outro ajuste de outro dispositivo de controle de fluxo) com base na diferença entre as demandas de taxa de fluxo da primeira e da segunda fases. Em alguns exemplos, isso pode incluir a determinação de um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e, em seguida, determinar o valor da posição do pino substituto modificando-se a posição de um pino no fim da primeira fase, ou próximo ao mesmo, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença. Em alguns exemplos, a determinação do valor de posição de pino substituto inclui a determinação de uma diferença percentual entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e, em seguida, a modificação de uma posição de pino no fim da primeira fase, ou próximo do mesmo, por essa diferença percentual para obter o valor da posição do pino substituto. Em alguns exemplos, o fluxo ou a taxa de fluxo podem ser determinados de acordo com a seguinte fórmula: Taxa de fluxo = [Velocidade de Fundição + Taxa de Elevação de Nível de Metal] x Área de superfície do Molde, por exemplo, em que a taxa de fluxo está em milímetros cúbicos por minuto (mm3/min), a velocidade de fundição e a taxa de elevação do nível de metal estão em milímetros por minuto (mm/min) e a área da superfície do molde está em milímetros quadrados (mm2).[0044] At 540, method 500 includes determining a replacement pin position value (or other adjustment of another flow control device) based on the difference between the flow rate demands of the first and second phases. In some examples, this may include determining a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage and then determining the value of the position of the replacement pin by modifying the position of a pin at or near the end of the first phase, in accordance with a linear relationship with the value of the difference. In some examples, determining the replacement pin position value includes determining a percentage difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage and then modifying a position of pin at the end of the first phase, or close to it, by this percentage difference to obtain the position value of the replacement pin. In some examples, flow or flow rate may be determined according to the following formula: Flow Rate = [Casting Speed + Metal Level Rise Rate] x Mold Surface Area, e.g. the flow rate is in cubic millimeters per minute (mm3/min), the casting speed and metal level rise rate are in millimeters per minute (mm/min), and the mold surface area is in square millimeters (mm2).

[0045] Em 550, o método 500 inclui o fornecimento do valor da posição do pino substituto para a transição. Em alguns exemplos, isso pode incluir a substituição de uma única posição de pino emitida no sinal de comando como resultado de uma única varredura de um sensor de nível de metal. Em alguns exemplos, o valor da posição do pino substituto pode ser introduzido no lugar de múltiplos valores que teriam sido gerados com base em múltiplas varreduras de um sensor de nível de metal. Em alguns exemplos, o valor da posição do pino substituto pode ser introduzido por uma determinada quantidade de tempo, como a duração de uma única ou múltiplas varreduras, ou por uma duração específica correspondente a uma quantidade máxima de tempo que é desejada ou admissível para interromper o controle automático pelo PID ou outro algoritmo sem afetar negativamente características ou parâmetros do lingote e/ou processo de fundição. Em alguns exemplos, o valor da posição do pino substituto pode ser introduzido através de um sinal de comando de transição que move o pino de controle no tempo de transição na direção da posição do pino substituto. Por exemplo, o controle automático com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal pode ser interrompido por menos de 0,5 segundo, fornecendo o valor da posição do pino substituto no ponto de transição.[0045] At 550, method 500 includes providing the replacement pin position value for the transition. In some examples, this may include replacing a single pin position emitted in the command signal as a result of a single sweep of a metal level sensor. In some examples, the replacement pin position value may be input in place of multiple values that would have been generated based on multiple scans of a metal level sensor. In some examples, the substitute pin position value may be entered for a certain amount of time, such as the duration of a single or multiple sweeps, or for a specific duration corresponding to a maximum amount of time that is desired or allowable to interrupt automatic control by PID or other algorithm without negatively affecting characteristics or parameters of the ingot and/or casting process. In some examples, the value of the position of the substitute pin may be input through a transition command signal that moves the control pin in transition time in the direction of the position of the substitute pin. For example, automatic control based on the detected metal level and the metal level reference point can be interrupted for less than 0.5 seconds, providing the position value of the replacement pin at the transition point.

[0046] Além disso, a posição do pino substituto pode corresponder a um valor que é maior ou menor que um valor de posição do pino projetado ou detectado no final da primeira fase ou próximo do mesmo. Em alguns exemplos, a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Nesses casos, fornecer o valor de posição do pino substituto para a posição do pino no ponto de transição pode mitigar a sobrestimação. Em alguns exemplos, a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Nesses casos, fornecer o valor da posição do pino substituto para a posição do pino no ponto de transição pode mitigar a subestimação.[0046] Furthermore, the position of the replacement pin may correspond to a value that is greater or less than a projected or detected pin position value at or near the end of the first phase. In some examples, the first design flow rate of the first phase is greater than the second design flow rate of the second stage. In these cases, providing the surrogate pin position value for the pin position at the transition point can mitigate overestimation. In some examples, the first design flow rate of the first phase is less than the second design flow rate of the second stage. In these cases, providing the value of the surrogate pin position for the pin position at the transition point can mitigate underestimation.

[0047] Em 560, o método 500 inclui controlar automaticamente a posição do pino na segunda fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo. Em alguns exemplos, o controle pode transitar de forma suave ou sem interrupção, no qual o controle continua do valor da posição do pino substituto, por exemplo, para mitigar a subestimação ou sobrestimação que poderia ocorrer na ausência de interrupção temporária do algoritmo automático para interpor o valor de posição de pino substituto.[0047] At 560, method 500 includes automatically controlling the position of the pin in the second stage based on the metal level reference point and the detected metal level. This may correspond to controlling the pin position according to a PID or other algorithm. In some examples, control may transition smoothly or without interruption, in which control continues from the value of the position of the substitute pin, for example, to mitigate underestimation or overestimation that could occur in the absence of temporary interruption of the automatic algorithm to interpose the substitute pin position value.

[0048] Embora grande parte da descrição anterior faça referência a técnicas que envolvem a substituição de posição de pino para mitigar a sobrestimação e/ou a subestimação, podem ser utilizadas outras técnicas descritas da mesma forma para mitigar a sobrestimação e/ou a subestimação. Por exemplo, essas outras técnicas - individualmente ou em combinação umas com as outras e/ou com técnicas que envolvem substituição de posição de pino - podem ser utilizadas para obter resultados semelhantes aos discutidos acima (como em relação à Figura 4 e a maior conformidade representada na mesma entre o nível de metal real 410 e o valor de referência do nível de metal 412 quando comparado com o resultado da Figura 3, na qual os efeitos da sobrestimação e/ou da subestimação são mais evidentes em relação ao nível de metal real 310 e ao valor de referência do nível de metal 312). De modo semelhante a técnicas que envolvem programação de posição de pino de substituição, várias dessas outras técnicas também podem utilizar a receita de fundição predeterminada de forma preditiva para mitigar a subestimação ou a sobrestimação, embora em alguns cenários essas outras técnicas possam mitigar a subestimação ou a sobrestimação sem necessariamente utilizar a receita de fundição predeterminada de forma preditiva. Embora essas outras técnicas possam ser praticadas em conjunto umas com as outras e/ou com técnicas envolvendo programação de posição de pino de substituição, essas outras técnicas serão inicialmente descritas individualmente abaixo.[0048] Although much of the previous description makes reference to techniques involving pin position replacement to mitigate overestimation and/or underestimation, other similarly described techniques may be used to mitigate overestimation and/or underestimation. For example, these other techniques - individually or in combination with each other and/or with techniques involving pin position replacement - can be utilized to obtain results similar to those discussed above (as with respect to Figure 4 and the greater compliance depicted in the same between the actual metal level 410 and the reference value of the metal level 412 when compared with the result in Figure 3, in which the effects of overestimation and/or underestimation are more evident in relation to the actual metal level 310 and metal level reference value 312). Similar to techniques that involve replacement pin position programming, several of these other techniques may also utilize the predetermined casting recipe in a predictive manner to mitigate underestimation or overestimation, although in some scenarios these other techniques may mitigate underestimation or overestimation. overestimation without necessarily using the predetermined casting recipe in a predictive way. Although these other techniques can be practiced in conjunction with each other and/or with techniques involving replacement pin position programming, these other techniques will initially be described individually below.

[0049] Em uma técnica alternativa, uma posição de molde pode ser variada para mitigar a subestimação ou a sobrestimação que poderia ocorrer. Isso pode implicar na elevação, abaixamento ou outra translação do molde, tal como em um ponto ou tempo de transição ou próximo a um ponto ou tempo de transição na receita de fundição. Em muitos cenários, uma quantidade relativamente pequena de translação pode ser eficaz para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Como um exemplo ilustrativo, uma translação entre 5 mm e 15 mm pode mitigar a sobrestimação ou a subestimação em uma variedade de cenários, embora outros valores possam ser usados, incluindo valores maiores, menores e/ou intervenientes.[0049] In an alternative technique, a mold position can be varied to mitigate underestimation or overestimation that could occur. This may involve raising, lowering, or otherwise translating the mold, such as at or near a transition point or time in the casting recipe. In many scenarios, a relatively small amount of translation can be effective in mitigating underestimation or overestimation. As an illustrative example, a translation between 5 mm and 15 mm can mitigate overestimation or underestimation in a variety of scenarios, although other values can be used, including larger, smaller, and/or intervening values.

[0050] A translação do molde pode ser conseguida com uso de componentes adequados. Por exemplo, em relação novamente à Figura 1, o molde 11 é mostrado acoplado a um motor de moldagem 13 capaz de elevar ou abaixar o molde 11. O motor de moldagem 13 na Figura 1 é representado com um eixo de acionamento roscado ao longo do qual um atuador de parafuso pode mover-se para cima e para baixo para alterar uma posição vertical do molde 11, embora qualquer outra forma de atuador linear ou outro atuador possa ser utilizado adicionalmente ou em substituição. Adicionalmente, embora o motor de moldagem 13 na Figura 1 seja mostrado afixado a um lado superior, inferior e lateral do molde 11, o motor de moldagem 13 pode incluir qualquer estrutura adequada para acoplar ou sustentar qualquer parte do molde 11 de uma maneira que facilite o movimento do molde 11.[0050] Mold translation can be achieved using suitable components. For example, referring again to Figure 1, the mold 11 is shown coupled to a molding motor 13 capable of raising or lowering the mold 11. The molding motor 13 in Figure 1 is depicted with a threaded drive shaft along the which a screw actuator can move up and down to change a vertical position of the mold 11, although any other form of linear actuator or other actuator can be used additionally or in replacement. Additionally, although the molding motor 13 in Figure 1 is shown affixed to a top, bottom, and side of the mold 11, the molding motor 13 may include any structure suitable for engaging or supporting any part of the mold 11 in a manner that facilitates the movement of the mold 11.

[0051] A translação do molde 11 pode alterar uma altura entre o molde 11 e uma porção do conduto (por exemplo, duto 20) que fornece metal fundido 19 em relação ao molde 11. Em muitos casos, o ponto de referência do nível de metal (por exemplo, ponto de referência do nível de metal 412 na Figura 4) e/ou o nível de metal real ou detectado (por exemplo, nível real de metal 410 na Figura 4) são calculados em relação ao molde 11 (Figura 1). Assim, por exemplo, elevar o molde 11 enquanto uma onda de metal fundido flui para dentro do molde 11 pode fazer com que o nível de metal fundido no molde 11 permaneça estável (por exemplo, aproximadamente na mesma posição em relação ao molde 11) como um resultado da elevação conjunta do molde 11 e do nível de metal fundido em relação a um quadro absoluto de referência.[0051] Translation of the mold 11 can change a height between the mold 11 and a portion of the conduit (e.g., duct 20) that supplies molten metal 19 relative to the mold 11. In many cases, the reference point of the mold level metal (e.g., metal level reference point 412 in Figure 4) and/or the actual or detected metal level (e.g., actual metal level 410 in Figure 4) are calculated relative to the mold 11 (Figure 1 ). Thus, for example, raising the mold 11 while a wave of molten metal flows into the mold 11 may cause the level of molten metal in the mold 11 to remain stable (e.g., at approximately the same position relative to the mold 11) as a result of the joint elevation of the mold 11 and the level of molten metal relative to an absolute frame of reference.

[0052] Qualquer técnica adequada pode ser implementada para considerar os efeitos que o movimento do molde 11 pode ter sobre outros valores. Por exemplo, se o sensor de nível metálico 50 não está diretamente montado no molde 11 ou não está situado de outro modo para se mover de forma proporcional ao movimento do molde 11, o nível de metal relativo ao molde 11 pode ser calculado tomando a distância até o metal fundido que é detectada por esse sensor e ajustada a partir do valor detectado com base em informações sobre uma quantidade de movimento do molde 11 (por exemplo, informações enviadas ou recebidas do mecanismo de moldagem 13 ou algum outro elemento capaz de detectar movimento do molde 11) para obter um valor agregado ou global do nível de metal em relação ao molde 11. Alternativamente, se o sensor de nível de metal 50 inclui um sensor de flutuação ou outra variedade de sensor montado diretamente no molde 11 ou de outro modo situado para se mover de acordo com o movimento do molde 11, cálculos intervenientes para obter o nível de metal real em relação ao molde 11 podem ser desnecessários ou muito simplificados.[0052] Any suitable technique can be implemented to consider the effects that the movement of the mold 11 may have on other values. For example, if the metal level sensor 50 is not directly mounted to the mold 11 or is not otherwise situated to move proportionally to the movement of the mold 11, the metal level relative to the mold 11 can be calculated by taking the distance to the molten metal that is detected by this sensor and adjusted from the detected value based on information about an amount of movement of the mold 11 (e.g., information sent or received from the molding mechanism 13 or some other element capable of detecting movement of the mold 11) to obtain an aggregated or overall value of the metal level relative to the mold 11. Alternatively, if the metal level sensor 50 includes a float sensor or other variety of sensor mounted directly to the mold 11 or otherwise situated to move in accordance with the movement of the mold 11, intervening calculations to obtain the actual metal level relative to the mold 11 may be unnecessary or greatly simplified.

[0053] Na prática, em vários casos, a elevação do molde 11 durante ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a sobrestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição T1 na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de uma queda de um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 1 para um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 2, um excesso de metal fundido pode ser introduzido acima e além de uma quantidade necessária para o menor requisito de taxa de fluxo na Fase 2. Enquanto esse excesso de metal fundido pode se tornar sobrestimado se o molde 11 não fosse movido (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de T1), a elevação do molde 11 pode, em vez disso, fazer com que o excesso de metal fundido preencha o espaço recentemente exposto pela elevação do molde 11. Em outras palavras, a elevação do molde 11 pode fornecer espaço adicional para ser ocupado pelo excesso de metal fundido, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se o excesso de metal fundido fosse introduzido sem elevação do molde 11. Por exemplo, a elevação do molde 11 no tempo de transição T1, ou próximo do mesmo, pode causar um resultado tal como mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do ponto de referência do nível do metal 412) em vez de um resultado como na Figura 3 (em que uma sobrestimação pronunciada é reconhecível como as saliências de nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após T1).[0053] In practice, in several cases, raising the mold 11 during or close to a transition time can reduce or eliminate overestimation. For example, regarding the transition time T1 in Figure 4, as the flow rate requirement changes in the form of a drop from a higher flow rate requirement in Phase 1 to a lower flow rate requirement in Phase 2 , an excess of molten metal may be introduced above and beyond an amount necessary for the lowest flow rate requirement in Phase 2. While this excess of molten metal may become overstated if the mold 11 were not moved (e.g., as in Figure 3 immediately after the start of T1), raising the mold 11 may instead cause excess molten metal to fill the space newly exposed by the raising of the mold 11. In other words, raising the mold 11 may provide additional space to be occupied by excess molten metal so that the level of molten metal relative to the mold 11 fluctuates less than if the excess molten metal were introduced without raising the mold 11. For example, raising the mold 11 at or near transition time T1 may cause a result such as shown in Figure 4 (where the actual metal level 410 remains reasonably close to the metal level reference point 412) rather than a result such as in Figure 3 (wherein a pronounced overestimation is recognizable as the actual metal level 310 protrusions substantially along the metal level reference point 312 after T1).

[0054] Em vários cenários, a sobrestimação associada a um tempo de transição pode ser mitigada elevando-se o molde 11 sem também realizar um abaixamento subsequente do molde 11. Por exemplo, a elevação do molde 11 pode explicar o excesso de metal fundido de uma queda no requisito de taxa de fluxo de uma fase para a próxima, de modo que a operação constante do requisito de taxa de fluxo mais baixa pode continuar com o molde 11 no nível elevado.[0054] In several scenarios, the overestimation associated with a transition time can be mitigated by raising the mold 11 without also performing a subsequent lowering of the mold 11. For example, raising the mold 11 can account for excess molten metal of a drop in the flow rate requirement from one stage to the next so that constant operation of the lower flow rate requirement can continue with the die 11 at the elevated level.

[0055] Na prática, em vários casos, o abaixamento do molde 11 durante ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a subestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição T3 na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de um aumento de um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 3 para um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4, pode ser introduzido um suprimento insuficiente de metal fundido que não é suficiente para atender uma quantidade necessária para o requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4. Enquanto essa falta de metal fundido poderia se tornar subestimada se o molde 11 não fosse movido (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de T3), o abaixamento do molde 11 pode reduzir uma quantidade de espaço ainda não ocupado pelo metal dentro do molde 11 e permitir que a quantidade relativamente menor de metal fundido preencha adequadamente o espaço remanescente recentemente tornado menor pelo abaixamento do molde 11. Em outras palavras, o abaixamento do molde 11 pode reduzir uma quantidade de espaço que a quantidade subdimensionada de metal fundido precisa ocupar, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se a quantidade subdimensionada de metal fundido fosse introduzida sem abaixamento do molde 11. Por exemplo, o abaixamento do molde 11 no tempo de transição T3, ou próximo do mesmo, pode causar um resultado tal como mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do ponto de referência do nível do metal 412) em vez de um resultado como na Figura 3 (em que uma subestimação pronunciada é reconhecível como as saliências de nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após T3).[0055] In practice, in several cases, lowering the mold 11 during or close to a transition time can reduce or eliminate underestimation. For example, regarding the transition time T3 in Figure 4, as the flow rate requirement changes in the form of an increase from a lower flow rate requirement in Phase 3 to a higher flow rate requirement in Phase 4 , an insufficient supply of molten metal may be introduced that is not sufficient to meet a quantity required for the higher flow rate requirement in Phase 4. While this lack of molten metal could become underestimated if the mold 11 were not moved (e.g. example, as in Figure 3 immediately after the start of T3), lowering the mold 11 can reduce an amount of space not already occupied by metal within the mold 11 and allow the relatively smaller amount of molten metal to adequately fill the newly remaining space. made smaller by lowering the mold 11. In other words, lowering the mold 11 can reduce an amount of space that the undersized amount of molten metal needs to occupy, so that the level of molten metal relative to the mold 11 fluctuates less than if the undersized amount of molten metal was introduced without lowering the mold 11. For example, lowering the mold 11 at or near transition time T3 may cause a result such as shown in Figure 4 (where the metal level actual 410 remains reasonably close to the metal 412 level reference point) rather than a result as in Figure 3 (in which a pronounced underestimation is recognizable as the actual metal 310 level protrusions substantially along the metal 310 reference point metal 312 after T3).

[0056] Em vários cenários, a subestimação associada a um tempo de transição pode ser mitigada abaixando-se o molde 11 sem também realizar uma elevação subsequente do molde 11. Por exemplo, o abaixamento do molde 11 pode explicar a quantidade subdimensionada de metal fundido de uma elevação no requisito de taxa de fluxo de uma fase para a próxima, de modo que a operação constante do requisito de taxa de fluxo mais alta possa continuar com o molde 11 no nível abaixado.[0056] In several scenarios, the underestimation associated with a transition time can be mitigated by lowering the mold 11 without also performing a subsequent raising of the mold 11. For example, lowering the mold 11 can explain the undersized amount of molten metal of an increase in the flow rate requirement from one stage to the next, so that constant operation of the higher flow rate requirement can continue with the mold 11 at the lowered level.

[0057] Em alguns aspectos, a receita de fundição predeterminada pode ser utilizada de uma maneira preditiva para informar os parâmetros de translação do molde 11 para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Por exemplo, uma taxa ou uma quantidade de translação do molde 11 para mitigar a subestimação ou a sobrestimação pode ser determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Como um exemplo ilustrativo, isso pode incluir a determinação de um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, em seguida, com uso daquele valor de diferença para determinar um volume previsto de um excesso de metal fundido esperado devido à transição, em seguida, determinar uma altura correspondente que irá fornecer esse volume com base em outros fatores, como área de superfície de uma seção transversal do molde e/ou velocidade de fundição e, em seguida, com uso dessa altura para informar uma quantidade de translação. Uma taxa de translação pode ser baseada na velocidade de fundição, nos requisitos de taxa de fluxo ou outros fatores.[0057] In some aspects, the predetermined casting recipe can be used in a predictive manner to inform the translation parameters of the mold 11 to mitigate underestimation or overestimation. For example, a rate or amount of translation of the mold 11 to mitigate underestimation or overestimation may be determined based on a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage. . As an illustrative example, this may include determining a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage, then using that difference value to determine a predicted volume of an excess of molten metal expected due to the transition, then determine a corresponding height that will provide that volume based on other factors such as surface area of a mold cross-section and/or casting speed, and then using this height to inform a translation amount. A translation rate may be based on casting speed, flow rate requirements, or other factors.

[0058] Em alguns aspectos, os parâmetros de translação do molde 11 para mitigar a subestimação ou a sobrestimação podem ser determinados sem dependência direta da receita de fundição predeterminada de uma maneira preditiva. Por exemplo, em alguns aspectos, uma taxa ou quantidade de translação do molde 11 é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal. Como exemplo ilustrativo, um controlador PID de circuito fechada pode ser usado para receber entrada na forma de ponto de referência do nível de metal e nível real de metal (por exemplo, do sensor de nível de metal 50) e responder fornecendo-se os respectivos comandos ao motor de moldagem 13 para translação (por exemplo, elevação ou abaixamento) do molde 11 para manter o nível de metal fundido em relação ao molde 11. Em outras palavras, o molde 11 pode ser movido ou transladado em resposta ao nível de metal fundido detectado no molde 11, de modo que o nível de metal fundido seja mantido dentro de uma determinada faixa em relação ao molde 11. Em um exemplo ilustrativo, durante a ocorrência da sobrestimação, o molde se move para cima de acordo com o controle PID e, então, à medida que a sobrestimação atinge o pico, o molde é, então, abaixado de acordo com o controle PID, o que ocorre enquanto o pino controla o fluxo de acordo com seu controle PID.[0058] In some aspects, mold translation parameters 11 to mitigate underestimation or overestimation can be determined without direct dependence on the predetermined casting recipe in a predictive manner. For example, in some aspects, a rate or amount of translation of the mold 11 is determined based on a difference value between the detected metal level and the metal level reference point. As an illustrative example, a closed-loop PID controller may be used to receive input in the form of metal level reference point and actual metal level (e.g., from metal level sensor 50) and respond by providing the respective commands the molding motor 13 to translate (e.g., raise or lower) the mold 11 to maintain the level of molten metal relative to the mold 11. In other words, the mold 11 can be moved or translated in response to the level of metal molten metal detected in the mold 11, so that the level of molten metal is maintained within a certain range with respect to the mold 11. In an illustrative example, during the occurrence of overestimation, the mold moves upward in accordance with PID control and then as the overestimation peaks, the die is then lowered according to the PID control, which occurs while the pin controls the flow according to its PID control.

[0059] Em outra técnica alternativa, uma velocidade de fundição pode ser alterada para mitigar a subestimação ou a sobrestimação que de outra forma podem ocorrer. Isso pode implicar a alteração de uma taxa de movimento do bloco inferior 12 ou outra estrutura para sustentar um lingote 15 formado pelo metal fundido 19 fornecido ao molde 11. A taxa pode ser alterada em um ponto ou tempo de transição, ou próximo a um ponto ou tempo de transição, na receita de conversão. Em muitos cenários, um ajuste relativamente pequeno da velocidade de fundição em relação à transição pode ser eficaz para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Como exemplo ilustrativo, uma mudança de taxa entre 5% e 50% em uma transição relativa a uma fase adjacente pode mitigar a subestimação ou a sobrestimação em uma variedade de cenários, embora outros valores possam ser usados, incluindo valores maiores, menores e/ou intermediários.[0059] In another alternative technique, a casting speed can be changed to mitigate underestimation or overestimation that may otherwise occur. This may involve changing a rate of movement of the lower block 12 or other structure to support an ingot 15 formed by the molten metal 19 supplied to the mold 11. The rate may be changed at a transition point or time, or close to a point or transition time, in the conversion recipe. In many scenarios, a relatively small adjustment of the casting speed relative to the transition can be effective in mitigating underestimation or overestimation. As an illustrative example, a rate change between 5% and 50% in a transition relative to an adjacent phase can mitigate underestimation or overestimation in a variety of scenarios, although other values can be used, including larger, smaller, and/or intermediaries.

[0060] A alteração da velocidade de fundição relativa a um tempo de transição pode ser alcançada através da utilização de componentes adequados. Por exemplo, em relação novamente à Figura 1, qualquer mecanismo adequado pode ser utilizado para baixar o bloco inferior 12 a uma taxa controlada que pode ser variada de acordo com as particularidades de um determinado processo de moldagem. A taxa associada com a velocidade de fundição pode corresponder a uma taxa à qual o bloco inferior 12 se move para baixo em relação ao conduto (por exemplo, duto 20) que fornece metal fundido 19 em relação ao molde 11.[0060] Changing the casting speed relative to a transition time can be achieved through the use of suitable components. For example, referring again to Figure 1, any suitable mechanism can be used to lower the lower block 12 at a controlled rate that can be varied according to the particularities of a given molding process. The rate associated with casting speed may correspond to a rate at which the lower block 12 moves downward relative to the conduit (e.g., duct 20) supplying molten metal 19 relative to the mold 11.

[0061] Na prática, em vários casos, o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a sobrestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição T1 na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de uma queda de um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 1 para um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 2, um excesso de metal fundido pode ser introduzido acima e além de uma quantidade necessária para o menor requisito de taxa de fluxo na Fase 2. Enquanto esse excesso de metal fundido pode se tornar sobrestimado se a velocidade de fundição não for aumentada durante ou próximo do tempo de transição (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de T1), o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição (por exemplo, para exceder a velocidade de fundição da primeira fase e/ou a velocidade de fundição da segunda fase), pode, em vez disso, fazer com que o excesso de metal fundido funcione para preencher o espaço recém-exposto como resultado do movimento do bloco inferior 12 a uma taxa mais rápida. Em outras palavras, o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição pode fornecer espaço adicional para ser ocupado pelo excesso de metal fundido, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se o excesso de metal fundido fosse introduzido sem aumentar a velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição. Por exemplo, o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição T1 pode causar um resultado como o mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do valor de referência do nível do metal 412), em vez de um resultado como na Figura 3 (em que uma sobrestimação pronunciada é reconhecível como as saliências nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após T1).[0061] In practice, in several cases, increasing the casting speed during or close to a transition time can reduce or eliminate overestimation. For example, regarding the transition time T1 in Figure 4, as the flow rate requirement changes in the form of a drop from a higher flow rate requirement in Phase 1 to a lower flow rate requirement in Phase 2 , an excess of molten metal may be introduced above and beyond an amount necessary for the lowest flow rate requirement in Phase 2. While this excess of molten metal may become overstated if the casting speed is not increased during or near the transition time (e.g., as in Figure 3 immediately after the start of T1), increasing the casting speed during or around the transition time (e.g., to exceed the first phase casting speed and/or the second stage casting), may instead cause the excess molten metal to function to fill the newly exposed space as a result of the lower block 12 moving at a faster rate. In other words, increasing the casting speed during or near the transition time may provide additional space to be occupied by excess molten metal so that the level of molten metal relative to the mold 11 fluctuates less than if the excess molten metal Molten metal was introduced without increasing the casting speed during or near the transition time. For example, increasing the casting speed during or near the transition time T1 may cause a result like that shown in Figure 4 (where the actual metal level 410 remains reasonably close to the metal level reference value 412), rather than a result as in Figure 3 (in which a pronounced overestimation is recognizable as the actual metal level 310 protrusions substantially along the metal level reference point 312 after T1).

[0062] Em vários cenários, o aumento da velocidade de fundição durante ou perto do tempo de transição pode ser equilibrado com uma diminuição subsequente relacionada da velocidade de fundição. Por exemplo, após o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição, a velocidade de fundição pode ser subsequentemente diminuída para convergir com uma velocidade de fundição ditada pela receita de fundição. Em um exemplo ilustrativo, a velocidade de fundição pode ser linearmente aumentada do nível aumentado do tempo de transição para o ponto de referência da receita. Esse aumento pode ser executado de maneira adequadamente suave para permitir que o controle automático (por exemplo, através de um controlador PID) seja implementado para manter o nível de metal fundido no molde sem sobrestimação.[0062] In several scenarios, the increase in casting speed during or near the transition time can be balanced with a related subsequent decrease in casting speed. For example, after increasing the casting speed during or near the transition time, the casting speed may be subsequently decreased to converge with a casting speed dictated by the casting recipe. In an illustrative example, the casting speed can be linearly increased from the increased level of the transition time to the recipe reference point. This increase can be performed in a suitably smooth manner to allow automatic control (e.g. via a PID controller) to be implemented to maintain the level of molten metal in the mold without overestimation.

[0063] Na prática, em vários casos, a redução da velocidade de fundição durante ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a subestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição T3 na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de um aumento de um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 3 para um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4, pode ser introduzido um suprimento insuficiente de metal fundido que não é suficiente para atender uma quantidade necessária para o requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4. Enquanto essa falta de metal fundido pode se tornar subestimada se a velocidade de fundição não for diminuída durante ou próximo de tempo de transição (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de T3), a diminuição da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição (por exemplo, para ser menor que a velocidade de fundição da terceira fase e/ou a velocidade de fundição da quarta fase) pode reduzir uma velocidade na qual uma quantidade de espaço ainda não ocupada por metal dentro do molde 11 cresce e permite que a quantidade relativamente menor de metal fundido preencha adequadamente o espaço remanescente que foi feito para crescer mais lentamente pela redução na velocidade de fundição na transição ou ao redor dela. Em outras palavras, a redução da velocidade de fundição na transição pode reduzir uma quantidade de espaço que a quantidade subdimensionada de metal fundido precisa ocupar, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se a quantidade subdimensionada de metal fundido fosse introduzida sem diminuir a velocidade de fundição durante ou próximo da transição. Por exemplo, a diminuição da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição T3 pode causar um resultado como o mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do valor de referência do nível do metal 412), em vez de um resultado como na Figura 3 (em que uma subestimação pronunciada é reconhecível como as saliências nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após T3).[0063] In practice, in several cases, reducing the casting speed during or close to a transition time can reduce or eliminate underestimation. For example, regarding the transition time T3 in Figure 4, as the flow rate requirement changes in the form of an increase from a lower flow rate requirement in Phase 3 to a higher flow rate requirement in Phase 4 , an insufficient supply of molten metal may be introduced that is not sufficient to meet a quantity required for the higher flow rate requirement in Phase 4. While this lack of molten metal may become underestimated if the casting speed is not decreased during at or near the transition time (e.g., as in Figure 3 immediately after the start of T3), decreasing the casting speed during or near the transition time (e.g., to be lower than the casting speed of the third phase and/or the casting speed of the fourth stage) can reduce a speed at which an amount of space not already occupied by metal within the mold 11 grows and allows the relatively smaller amount of molten metal to adequately fill the remaining space that was made for grow more slowly by reducing the casting speed at or around the transition. In other words, reducing the casting speed at the transition may reduce an amount of space that the undersized amount of molten metal needs to occupy, so that the level of molten metal relative to the mold 11 fluctuates less than if the undersized amount of metal melt was introduced without decreasing the casting speed during or near the transition. For example, decreasing the casting speed during or near transition time T3 may cause a result like that shown in Figure 4 (where the actual metal level 410 remains reasonably close to the metal level reference value 412), rather than a result as in Figure 3 (in which a pronounced underestimation is recognizable as the actual metal level 310 protrusions substantially over the metal level reference point 312 after T3).

[0064] Em vários cenários, a diminuição da velocidade de fundição durante ou próximo de tempo de transição pode ser equilibrada com um aumento subsequente da velocidade de fundição. Por exemplo, após o abaixamento ou a redução da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição, a velocidade de fundição pode ser subsequentemente elevada ou aumentada para convergir com uma velocidade de fundição ditada pela receita de fundição. Em um exemplo ilustrativo, a velocidade de fundição pode ser linearmente aumentada do nível reduzido do tempo de transição até o ponto de referência da receita. Esse aumento pode ser executado de maneira adequadamente suave para permitir que o controle automático (por exemplo, através de um controlador PID) seja implementado para manter o nível de metal fundido no molde sem subestimação.[0064] In several scenarios, the decrease in casting speed during or around transition time can be balanced with a subsequent increase in casting speed. For example, after lowering or reducing the casting speed during or near the transition time, the casting speed may subsequently be raised or increased to converge with a casting speed dictated by the casting recipe. In an illustrative example, the casting speed can be linearly increased from the reduced transition time level to the recipe reference point. This increase can be carried out in a suitably smooth manner to allow automatic control (e.g. via a PID controller) to be implemented to maintain the level of molten metal in the mold without underestimation.

[0065] Em alguns aspectos, a receita de fundição predeterminada pode ser utilizada de uma maneira preditiva para informar parâmetros de alteração da velocidade de fundição para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Por exemplo, uma quantidade de alteração da velocidade de fundição para mitigar a subestimação ou a sobrestimação pode ser determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Como um exemplo ilustrativo, Isso pode incluir a determinação de um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, em seguida, com uso daquele valor de diferença para determinar um volume previsto de um excesso de metal fundido esperado devido à transição, em seguida, a determinação de uma altura correspondente que fornecerá esse volume com base em outros fatores, como área de superfície de uma seção transversal do molde e/ou a velocidade de fundição e, em seguida, o uso dessa altura para informar uma taxa e duração da mudança da velocidade de fundição para conseguir que um tal volume acomode o excesso de metal fundido. Em um exemplo ilustrativo de implementação, uma velocidade de fundição adequada pode ser prevista para mitigar a sobrestimação ou a subestimação, introduzida como uma mudança repentina na velocidade de fundição em um tempo apropriado, e seguida de uma lenta progressão de volta em direção à velocidade normal de fundição durante um período de tempo para permitir que um algoritmo PID de posição de pino rastreie uma velocidade do nível de metal.[0065] In some aspects, the predetermined casting recipe can be used in a predictive manner to inform casting speed change parameters to mitigate underestimation or overestimation. For example, an amount of casting speed change to mitigate underestimation or overestimation can be determined based on a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage. As an illustrative example, this may include determining a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage, then using that difference value to determine a predicted volume of an excess of molten metal expected due to the transition, then determining a corresponding height that will provide that volume based on other factors such as surface area of a mold cross-section and/or the casting speed, and then then use this height to inform a rate and duration of change in casting speed to achieve such a volume to accommodate the excess molten metal. In an illustrative implementation example, a suitable casting speed may be predicted to mitigate overestimation or underestimation, introduced as a sudden change in casting speed at an appropriate time, and followed by a slow progression back toward normal speed. of casting over a period of time to allow a pin position PID algorithm to track a metal level velocity.

[0066] Em alguns aspectos, os parâmetros de alteração da velocidade de fundição para mitigar a subestimação ou a sobrestimação podem ser determinados sem dependência direta da receita de fundição predeterminada de maneira preditiva. Por exemplo, em alguns aspectos, uma alteração da velocidade de fundição é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal. Como exemplo ilustrativo, um controlador PID pode ser usado para receber entrada na forma de ponto de referência de nível de metal e nível real de metal (por exemplo, do sensor de nível de metal 50) e responder fornecendo-se os respectivos comandos para ajustar a velocidade de fundição do bloco inferior para manter o nível de metal fundido em relação ao molde 11. Em outras palavras, a velocidade de fundição pode ser alterada em resposta ao nível de metal fundido detectado no molde 11, de modo que o nível de metal fundido seja mantido dentro de uma determinada faixa em relação ao molde 11.[0066] In some aspects, casting speed change parameters to mitigate underestimation or overestimation can be determined without direct dependence on the predetermined casting recipe in a predictive manner. For example, in some aspects, a casting speed change is determined based on a difference value between the detected metal level and the metal level reference point. As an illustrative example, a PID controller may be used to receive input in the form of metal level reference point and actual metal level (e.g., from metal level sensor 50) and respond by providing respective commands to adjust the casting speed of the lower block to maintain the level of molten metal relative to the mold 11. In other words, the casting speed can be changed in response to the level of molten metal detected in the mold 11, so that the metal level melt is maintained within a certain range in relation to the mold 11.

[0067] Embora as Figuras 3 e 4 tenham sido discutidas como representativas de vários exemplos no que diz respeito a técnicas que envolvem a alteração da velocidade de fundição (por exemplo, de um bloco inferior 12) e/ou o movimento de um molde 11 para mitigar a sobrestimação ou a subestimação, essas Figuras estão relacionadas com um exemplo de receita de fundição e não são necessariamente representativas de alguns outros exemplos. Um processo é mais geralmente descrito em relação à Figura 6.[0067] Although Figures 3 and 4 have been discussed as representing various examples with regard to techniques involving changing the casting speed (e.g., of a lower block 12) and/or the movement of a mold 11 To mitigate overestimation or underestimation, these Figures relate to an example of foundry revenue and are not necessarily representative of some other examples. A process is more generally described in relation to Figure 6.

[0068] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra outro método 600 de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos. Várias operações no método 600 podem ser realizadas pelo controlador 52 e/ou outros elementos descritos acima.[0068] Figure 6 is a flow chart illustrating another method 600 of controlling metal level delivery according to various examples. Various operations in method 600 may be performed by controller 52 and/or other elements described above.

[0069] Várias ações do método 600 podem ser semelhantes às ações descritas no método 500 e, dessa forma, tal descrição não será repetida. Por exemplo, em 610 e 620, o método 600 pode incluir ações semelhantes às descritas acima em relação às ações 510 e 520 no método 500.[0069] Various actions of method 600 may be similar to actions described in method 500 and, therefore, such description will not be repeated. For example, at 610 and 620, method 600 may include actions similar to those described above in connection with actions 510 and 520 in method 500.

[0070] Em 630, o método 600 inclui o fornecimento de um sinal de comando da primeira fase para a primeira fase. Por exemplo, o sinal de comando da primeira fase pode diferir dos sinais de comando subsequentes fornecidos para outras fases ou transições. Em alguns exemplos, o primeiro sinal de comando de fase pode fornecer controle automático de uma posição de pino (ou outro ajuste de outro dispositivo de controle de fluxo) e/ou o controle automático de outros elementos do aparelho para a produção de um lingote fundido. Em alguns exemplos, o primeiro sinal de comando de fase pode fornecer controle automático na primeira fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo. Em alguns exemplos, a ação descrita acima em 530 pode ser um exemplo da ação em 630.[0070] At 630, method 600 includes providing a first phase command signal to the first phase. For example, the first phase command signal may differ from subsequent command signals provided for other phases or transitions. In some examples, the first phase command signal may provide automatic control of a pin position (or other adjustment of another flow control device) and/or automatic control of other elements of the apparatus for producing a cast ingot. . In some examples, the first phase command signal may provide automatic control in the first phase based on the metal level set point and the detected metal level. This may correspond to controlling the pin position according to a PID or other algorithm. In some examples, the action described above at 530 may be an example of the action at 630.

[0071] Em 640, o método 600 inclui fornecer um sinal de comando de transição. O sinal de comando de transição pode diferir do sinal de comando da primeira fase de modo a reduzir ou eliminar a sobrestimação ou a subestimação relacionada a uma transição entre as fases que possuem requisitos de fluxo diferentes. O sinal de comando de transição pode ter o efeito de uma ou mais das ações indicadas em 650, 660 ou 670. Por exemplo, em alguns cenários, o sinal de comando de transição pode causar apenas uma das três ações indicadas em 650, 660 e 670, enquanto, em outros cenários, o sinal de comando de transição pode causar todas as três ou algumas outras subcombinações das três ações indicadas em 650, 660 e 670.[0071] At 640, method 600 includes providing a transition command signal. The transition command signal may differ from the first phase command signal so as to reduce or eliminate overestimation or underestimation related to a transition between phases that have different flow requirements. The transition command signal may have the effect of one or more of the actions indicated at 650, 660, or 670. For example, in some scenarios, the transition command signal may cause only one of the three actions indicated at 650, 660, and 670, while, in other scenarios, the transition command signal may cause all three or some other subcombinations of the three actions indicated at 650, 660 and 670.

[0072] Como uma primeira opção indicada em 650 na Figura 6, o sinal de comando de transição pode causar o movimento de um dispositivo de controle de fluxo para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto. Por exemplo, isso pode corresponder às ações descritas acima com relação às técnicas que envolvem substituição de posição de pinos, que podem incluir, porém sem limitação, as ações 540 e 550.[0072] As a first option indicated at 650 in Figure 6, the transition command signal may cause movement of a flow control device to a substitute flow control device position. For example, this may correspond to the actions described above with respect to techniques involving pin position replacement, which may include, but are not limited to, actions 540 and 550.

[0073] Como uma segunda opção indicada em 660 na Figura 6, o sinal de comando de transição pode causar a translação de um molde. A translação do molde pode mudar uma altura entre o molde e um conduto que entrega metal fundido ao molde. Como um exemplo não limitativo, o sinal de comando de transição em 660 pode controlar o motor de molde 13 da Figura 1. Em alguns exemplos, a translação do molde pode fazer com que o molde se mova para cima, de modo a reduzir a sobrestimação que poderia ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases com demandas de fluxo diferentes. Em alguns exemplos, a translação do molde pode fazer com que o molde se mova para baixo, de modo a reduzir a subestimação que poderia ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases com demandas de fluxo diferentes. Uma taxa ou quantidade da translação pode ser determinada com base em qualquer critério adequado. Por exemplo, a taxa ou a quantidade de translação pode ser baseada em um valor de diferença entre as respectivas taxas de fluxo projetadas da primeira e da segunda fases. Adicional ou alternativamente, a taxa ou a quantidade de translação pode ser baseada em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal.[0073] As a second option indicated at 660 in Figure 6, the transition command signal can cause translation of a mold. Mold translation can change a height between the mold and a conduit that delivers molten metal to the mold. As a non-limiting example, the transition command signal at 660 may control the mold motor 13 of Figure 1. In some examples, mold translation may cause the mold to move upward so as to reduce overestimation. which could occur as a result of the transition between the first and second phases with different flow demands. In some examples, mold translation may cause the mold to move downward so as to reduce underestimation that could occur as a result of the transition between the first and second phases with different flow demands. A translation rate or quantity may be determined based on any suitable criteria. For example, the rate or amount of translation may be based on a difference value between the respective designed flow rates of the first and second phases. Additionally or alternatively, the translation rate or amount may be based on a difference value between the detected metal level and the metal level reference point.

[0074] Como uma terceira opção indicada em 670 na Figura 6, o sinal de comando de transição pode causar alteração de uma velocidade de fundição. A alteração da velocidade de fundição pode alterar uma taxa na qual um bloco inferior ou outra estrutura de suporte se move relativamente ao molde e/ou relativamente a um conduto que entrega metal fundido ao molde. Como um exemplo não limitativo, o sinal de comando de transição em 670 pode controlar a velocidade na qual o bloco de fundo 12 da Figura 1 se movimenta. Em alguns exemplos, a alteração da velocidade de fundição pode causar um aumento temporário na velocidade de fundição, de modo a reduzir a sobrestimação que pode ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases com demandas de fluxo diferentes. Em alguns exemplos, a alteração da velocidade de fundição pode causar uma diminuição temporária na velocidade de fundição, de modo a reduzir a subestimação que poderia ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases que têm diferentes demandas de fluxo. Uma magnitude da alteração da velocidade de fundição (e/ou uma aceleração na qual a alteração é implementada) pode ser determinada com base em qualquer critério adequado. Por exemplo, a magnitude e/ou a aceleração para a alteração da velocidade de fundição pode ser baseada em um valor de diferença entre as respectivas taxas de fluxo projetadas da primeira e da segunda fases. Adicional ou alternativamente, a magnitude e/ou a aceleração para a alteração da velocidade de fundição pode ser baseada em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal. Em vários exemplos, a alteração da velocidade de fundição também inclui a implementação de um retorno ou convergência em direção a uma velocidade de fundição fixa ou de linha de base de uma receita de fundição após a alteração temporária para a velocidade de fundição. Por exemplo, após um aumento temporário na velocidade de fundição, a velocidade de fundição pode sofrer uma diminuição subsequente para retomar uma velocidade de fundição da linha de base, ou após uma diminuição temporária na velocidade de fundição, a velocidade de fundição pode sofrer um aumento subsequente para retomar uma velocidade de fundição da linha de base. A convergência pode ser implementada de qualquer maneira, incluindo, porém sem limitação, um deslocamento linearmente inclinado da velocidade de fundição alterada para a velocidade de fundição da linha de base.[0074] As a third option indicated at 670 in Figure 6, the transition command signal can cause a change in a casting speed. Changing the casting speed can change a rate at which a bottom block or other support structure moves relative to the mold and/or relative to a conduit delivering molten metal to the mold. As a non-limiting example, the transition command signal at 670 can control the speed at which the bottom block 12 of Figure 1 moves. In some examples, changing the casting speed may cause a temporary increase in the casting speed in order to reduce the overestimation that may occur as a result of the transition between the first and second phases with different flow demands. In some examples, changing the casting speed may cause a temporary decrease in the casting speed, so as to reduce underestimation that could occur as a result of the transition between the first and second phases that have different flow demands. A magnitude of the casting speed change (and/or an acceleration at which the change is implemented) can be determined based on any suitable criteria. For example, the magnitude and/or acceleration for the casting speed change may be based on a difference value between the respective design flow rates of the first and second phases. Additionally or alternatively, the magnitude and/or acceleration for the casting speed change may be based on a difference value between the detected metal level and the metal level reference point. In several examples, changing the casting speed also includes implementing a return or convergence toward a fixed or baseline casting speed of a casting recipe after the temporary change to the casting speed. For example, after a temporary increase in casting speed, the casting speed may subsequently decrease to return to a baseline casting speed, or after a temporary decrease in casting speed, the casting speed may increase subsequent to resume a baseline casting speed. Convergence can be implemented in any manner, including, but not limited to, a linearly inclined shift from the changed casting speed to the baseline casting speed.

[0075] Em 680, o método 600 inclui fornecer um segundo sinal de comando de fase para a segunda fase. Em alguns exemplos, o segundo sinal de comando de fase pode fornecer controle automático de uma posição do pino (ou outro ajuste de outro dispositivo de controle de fluxo) e/ou o controle automático de outros elementos do aparelho para a produção de um lingote fundido. Em alguns exemplos, o sinal de comando da segunda fase pode fornecer controle automático na segunda fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo. Em alguns exemplos, a ação descrita acima em 560 pode ser um exemplo da ação em 680. Em geral, a ação em 680 pode corresponder ao controle contínuo após um sinal de comando de transição interveniente implementado para mitigar a sobrestimação ou a subestimação que podem ocorrer ou ser mais proeminentes como resultado da transição entre fases que têm demandas de fluxo diferentes. Em alguns exemplos, o sinal de comando de transição pode interromper o controle contínuo por um breve período de tempo, como por menos de 0,5 segundo ou uma única varredura do sistema, embora, em alguns outros exemplos, o sinal de comando de transição possa interromper ou complementar o controle contínuo por períodos mais longos de tempo.[0075] At 680, method 600 includes providing a second phase command signal for the second phase. In some examples, the second phase command signal may provide automatic control of a pin position (or other adjustment of another flow control device) and/or automatic control of other elements of the apparatus for producing a cast ingot. . In some examples, the second stage command signal may provide automatic control in the second stage based on the metal level set point and the detected metal level. This may correspond to controlling the pin position according to a PID or other algorithm. In some examples, the above-described action at 560 may be an example of the action at 680. In general, the action at 680 may correspond to continued control following an intervening transition command signal implemented to mitigate overestimation or underestimation that may occur. or be more prominent as a result of the transition between phases that have different flow demands. In some examples, the transition command signal may interrupt continuous control for a brief period of time, such as for less than 0.5 second or a single system scan, although in some other examples, the transition command signal may interrupt or supplement continuous control for longer periods of time.

[0076] Os exemplos a seguir servirão para ilustrar adicionalmente os exemplos descritos, sem, ao mesmo tempo, no entanto, constituir qualquer limitação dos mesmos. Pelo contrário, deve ser claramente entendido que o recurso pode ter várias modalidades, modificações e equivalentes do mesmo, os quais, depois de ler o relatório descritivo apresentado no presente documento, podem ser sugeridos aos versados na técnica sem que se afaste do espírito da invenção.[0076] The following examples will serve to further illustrate the described examples, without, however, constituting any limitation thereof. On the contrary, it should be clearly understood that the resource may have various embodiments, modifications and equivalents thereof, which, after reading the specification presented herein, may be suggested to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. .

[0077] Conforme usado abaixo, qualquer referência a uma série de exemplos deve ser entendida como uma referência a cada um desses exemplos de forma disjuntiva (por exemplo, “Exemplos 1 a 4” deve ser entendido como “Exemplos 1, 2, 3 ou 4”).[0077] As used below, any reference to a series of examples should be understood as a reference to each such example in a disjunctive manner (e.g., “Examples 1 to 4” should be understood as “Examples 1, 2, 3 or 4”).

[0078] O Exemplo 1A (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui apresentados) é um método de entrega de metal fundido em um processo de fundição que compreende: fornecer um aparelho de moldagem, sendo que o aparelho de moldagem compreende: um molde; um conduto configurado para entregar o metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um pino de controle; um posicionador acoplado ao pino de controle; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível; fornecer entrada para o controlador na forma de um ponto de referência do nível do metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição tendo pelo menos uma primeira fase, um ponto de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada diferente de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, e em que o ponto de transição corresponde a um ponto no tempo no qual a primeira fase termina e a segunda fase começa; fornecer entrada para o controlador a partir do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado; para a primeira fase, fornecer, do controlador ao posicionador, um primeiro sinal de comando de saída de posição do pino variável ao longo do tempo e incluir uma primeira posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a primeira fase para modular o fluxo ou a taxa de fluxo do metal fundido através do conduto, de tal modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de níveis de metal fundido que é aproximadamente o ponto de referência do nível de metal; determinar um valor de posição de pino substituto com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; fornecer, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto em vez da primeira posição do pino variável no ponto de transição; e para a segunda fase, fornecer, do controlador ao posicionador, um segundo sinal de comando de saída de posição do pino que é variável ao longo do tempo e incluir uma segunda posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a segunda fase.[0078] Example 1A (which may incorporate features of any of the other examples presented here) is a method of delivering molten metal in a casting process comprising: providing a molding apparatus, the molding apparatus comprising: a mold; a conduit configured to deliver molten metal to the mold, the conduit being controlled occlusively by a control pin; a positioner coupled to the control pin; a level sensor configured to detect a level of molten metal in the mold; and a controller coupled to the positioner and the level sensor; provide input to the controller in the form of a metal level reference point that is variable over time in accordance with a casting recipe having at least a first phase, a transition point, and a second phase, wherein the first phase has a first designed flow rate different from a second designed flow rate of the second phase, and wherein the transition point corresponds to a point in time at which the first phase ends and the second phase begins; provide input to the controller from the level sensor in the form of a detected metal level; for the first phase, provide, from the controller to the positioner, a first time-variable pin position output command signal and include a first variable pin position determined based on the detected metal level and the reference point of the metal level to automatically control the control pin during the first stage to modulate the flow or flow rate of molten metal through the conduit such that the molten metal level in the mold remains within a range of molten metal levels which is approximately the metal level reference point; determining a replacement pin position value based on a difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage; providing, from the controller to the positioner, the value of the replacement pin position instead of the first variable pin position at the transition point; and for the second phase, providing, from the controller to the positioner, a second pin position output command signal that is variable over time and including a second variable pin position determined based on the detected metal level and the point metal level reference to automatically control the control pin during the second phase.

[0079] O Exemplo 2A é o método, de acordo com a reivindicação 1A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a determinação do valor da posição do pino substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase compreende, adicionalmente: determinar, por meio do controlador, uma diferença percentual entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar o valor da posição do pino substituto modificando-se a primeira posição do pino variável durante ou próximo do fim da primeira fase pela diferença percentual determinada entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[0079] Example 2A is the method according to claim 1A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein determining the value of the position of the replacement pin based on the difference between the first design flow rate of the first phase and the second designed flow rate of the second phase further comprises: determining, by means of the controller, a percentage difference between the first designed flow rate of the first phase and the second designed flow rate of the second phase; and determining the value of the replacement pin position by modifying the first variable pin position during or near the end of the first phase by the percentage difference determined between the first designed flow rate of the first phase and the second designed flow rate of the second phase .

[0080] O Exemplo 3A é o método, de acordo com a reivindicação 1A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é superior à segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto para a primeira posição do pino variável no ponto de transição atenua a sobrestimação.[0080] Example 3A is the method, according to claim 1A (or any of the previous or subsequent Examples), wherein the first designed flow rate of the first phase is greater than the second designed flow rate of the second phase; and wherein, from the controller to the positioner, the value of the substitute pin position for the first variable pin position at the transition point mitigates the overestimation.

[0081] O Exemplo 4A é o método, de acordo com a reivindicação 1A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto para a primeira posição do pino variável no ponto de transição atenua a subestimação.[0081] Example 4A is the method according to claim 1A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the first design flow rate of the first phase is less than the second design flow rate of the second phase; and wherein, from the controller to the positioner, the value of the substitute pin position for the first variable pin position at the transition point mitigates the underestimation.

[0082] O Exemplo 5A é o método, de acordo com a reivindicação 1A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controle automático baseado no nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal é interrompido por menos de 0,5 segundo para fornecer o valor de posição do pino substituto no ponto de transição.[0082] Example 5A is the method according to claim 1A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein automatic control based on the detected metal level and the metal level reference point is interrupted by less than 0.5 seconds to provide the position value of the replacement pin at the transition point.

[0083] O Exemplo 6A é o método, de acordo com a reivindicação 1A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para controlar o nível do metal fundido no molde em uma carcaça de alumínio, sendo que o controlador é configurado para aceitar ou determinar pelo menos um ponto de referência do nível de metal.[0083] Example 6A is the method according to claim 1A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the controller is a proportional-integral-derivative (PID) controller that includes a PID algorithm for controlling the level of the molten metal in the mold in an aluminum housing, the controller being configured to accept or determine at least one metal level reference point.

[0084] O Exemplo 7A (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui) é um aparelho de molde para fundição de metal que compreende: um molde; um conduto configurado para fornecer metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível, sendo que o controlador compreende um processador adaptado para executar código armazenado em um meio não transitório legível por computador em uma memória do controlador, sendo que o controlador é programado pelo código para: aceitar ou determinar entrada na forma de um ponto de referência do nível do metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem um primeira taxa de fluxo projetada que difere de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, e em que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase; aceitar entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado; fornecer ao posicionador, um primeiro sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal de tal forma que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de nível de metal fundido que é igual aproximadamente ao ponto de referência do nível de metal; fornecer, ao posicionador, um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição em direção a uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda Fase; e fornecer, ao posicionador, um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase, com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.[0084] Example 7A (which may incorporate features of any of the other examples here) is a metal casting mold apparatus comprising: a mold; a conduit configured to supply molten metal to the mold, the conduit being occlusively controlled by a flow control device; a positioner coupled to the flow control device; a level sensor configured to detect a level of molten metal in the mold; and a controller coupled to the positioner and the level sensor, the controller comprising a processor adapted to execute code stored on a non-transitory computer readable medium in a memory of the controller, the controller being programmed by the code to: accept or determine input in the form of a metal level reference point that is variable over time according to a casting recipe that has at least a first phase, a transition time, and a second phase, wherein the first phase has a first projected flow rate that differs from a second projected flow rate of the second phase, and wherein the transition time corresponds to a time between the end of the first phase and the beginning of the second phase; accept input from the level sensor in the form of a detected metal level; provide the positioner with a first command signal that automatically controls the flow control device during the first phase to modulate flow or flow rate of molten metal through the conduit based on the detected metal level and the molten metal level reference point. metal such that the molten metal level in the mold remains in a molten metal level range that is approximately equal to the metal level reference point; provide the positioner with a transition command signal that moves the flow control device at the transition time toward a substitute flow control device position determined based on the difference between the first phase design flow rate and the second projected flow rate of the second Phase; and providing the positioner with a second command signal that automatically controls the flow control device during the second phase based on the detected metal level and the metal level reference point.

[0085] O Exemplo 8A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo de substituição com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[0085] Example 8A is the apparatus according to claim 7A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the controller is programmed by code to further determine the position of the replacement flow control device based in a difference between the first design flow rate of the first phase and the second design flow rate of the second stage.

[0086] O Exemplo 9A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 8A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase que compreende: determinar, por meio do controlador, um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto, modificando-se uma posição do dispositivo de controle de fluxo durante ou perto do final da primeira fase, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença.[0086] Example 9A is the apparatus according to claim 8A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the controller is programmed by code to further determine the position of the substitute flow control device based on the difference between the first design flow rate of the first phase and the second design flow rate of the second stage comprising: determining, by means of the controller, a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate projected flow of the second phase; and determining the position of the substitute flow control device by modifying a position of the flow control device during or near the end of the first phase in accordance with a linear relationship with the value of the difference.

[0087] O Exemplo 10A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[0087] Example 10A is the apparatus according to claim 7A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the first design flow rate of the first phase is greater than the second design flow rate of the second phase.

[0088] O Exemplo 11A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[0088] Example 11A is the apparatus according to claim 7A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the first design flow rate of the first phase is less than the second design flow rate of the second phase.

[0089] O Exemplo 12A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o tempo de transição é definido com base em uma única varredura de programa.[0089] Example 12A is the apparatus according to claim 7A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition time is defined based on a single program scan.

[0090] O Exemplo 13A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para a fundição do metal.[0090] Example 13A is the apparatus according to claim 7A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the controller is a proportional-integral-derivative (PID) controller that includes a PID algorithm for casting of the metal.

[0091] O Exemplo 14A (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui) é um método de entrega de metal fundido em um processo de fundição que compreende: aceitar ou determinar, por meio de um controlador, entrada na forma de um ponto de referência de nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem um primeira taxa de fluxo projetada que difere de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e o tempo de transição corresponde a um tempo entre o final da primeira fase e o início da segunda fase; aceitar, por meio do controlador, entrada na forma de um nível de metal detectado a partir de um sensor de nível acoplado ao controlador e configurado para detectar um nível do metal fundido em um molde; fornecer um primeiro sinal de comando do controlador para um posicionador acoplado a um dispositivo de controle de fluxo obstruindo controladamente um conduto configurado para entregar o metal fundido ao molde, sendo que o primeiro sinal de comando é configurado para controlar automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular o fluxo ou taxa de fluxo do metal fundido através do conduto, com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível do metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de nível de metal fundido que se encontra no ponto de referência do nível de metal; fornecer, do controlador ao posicionador, um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e fornecer, do controlador para o posicionador, um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.[0091] Example 14A (which may incorporate features of any of the other examples herein) is a method of delivering molten metal into a casting process comprising: accepting or determining, by means of a controller, input in the form of a metal level reference point that is variable over time according to a casting recipe that has at least a first phase, a transition time, and a second phase, wherein the first phase has a first designed flow rate which differs from a second designed flow rate of the second phase and the transition time corresponds to a time between the end of the first phase and the beginning of the second phase; accepting, via the controller, input in the form of a metal level detected from a level sensor coupled to the controller and configured to detect a level of molten metal in a mold; providing a first command signal from the controller to a positioner coupled to a flow control device by controllably obstructing a conduit configured to deliver molten metal to the mold, the first command signal being configured to automatically control the flow control device during the first phase to modulate the flow or flow rate of molten metal through the conduit, based on the detected metal level and the metal level reference point, so that the molten metal level in the mold remains in a range molten metal level that is at the metal level reference point; provide, from the controller to the positioner, a transition command signal that moves the flow control device at the transition time to a replacement flow control device position determined based on a difference between the first design flow rate and the first second phase and the designed flow rate of the second phase; and providing, from the controller to the positioner, a second command signal that automatically controls the flow control device during the second phase based on the detected metal level and the metal level reference point.

[0092] O Exemplo 15A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), que compreende, adicionalmente, a determinação da posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[0092] Example 15A is the method according to claim 14A (or any of the preceding or subsequent Examples), which further comprises determining the position of the substitute flow control device based on a difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage.

[0093] O Exemplo 16A é o método, de acordo com a reivindicação 15A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a determinação da posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada a taxa da segunda fase compreende: determinar um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto, modificando-se uma posição do dispositivo de controle de fluxo durante ou perto do final da primeira fase, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença.[0093] Example 16A is the method according to claim 15A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein determining the position of the substitute flow control device based on the difference between the first flow rate projected flow rate of the first phase and the second designed flow rate the rate of the second phase comprises: determining a difference value between the first designed flow rate of the first phase and the second designed flow rate of the second phase; and determining the position of the substitute flow control device by modifying a position of the flow control device during or near the end of the first phase in accordance with a linear relationship with the value of the difference.

[0094] O Exemplo 17A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[0094] Example 17A is the method according to claim 14A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the first design flow rate of the first phase is greater than the second design flow rate of the second phase .

[0095] O Exemplo 18A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[0095] Example 18A is the method according to claim 14A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the first design flow rate of the first phase is less than the second design flow rate of the second phase .

[0096] O Exemplo 19A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o tempo de transição é pelo menos um dos seguintes: definido com base em uma única varredura de programa; ou menos de 0,5 segundo.[0096] Example 19A is the method according to claim 14A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition time is at least one of the following: defined based on a single program scan; or less than 0.5 seconds.

[0097] O Exemplo 20A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para a fundição do metal fundido.[0097] Example 20A is the method according to claim 14A (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the controller is a proportional-integral-derivative (PID) controller that includes a PID algorithm for casting of molten metal.

[0098] O Exemplo 1B (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui apresentados) é um aparelho para a fundição de metais, sendo que o aparelho compreende: um molde; um conduto configurado para entregar metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador que compreende um processador adaptado para executar código armazenado em um meio legível por computador não transitório em uma memória do controlador, sendo que o controlador é programado pelo código para: aceitar ou determinar a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem um primeira taxa de fluxo projetada que difere de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e em que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o final da primeira fase e o início da segunda fase; aceitar entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado; e fornecer um sinal de comando de transição configurado para atingir um objetivo de reduzir ou eliminar uma quantidade de subestimação ou sobrestimação relacionada ao tempo de transição, o sinal de comando de transição configurado para atingir o objetivo causando pelo menos um dentre: (A) movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; (B) translação do molde para alterar a altura entre o molde e o conduto; ou (C) alteração de uma velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição para diferir durante a segunda fase.[0098] Example 1B (which may incorporate features from any of the other examples presented here) is an apparatus for casting metals, the apparatus comprising: a mold; a conduit configured to deliver molten metal to the mold, the conduit being occlusively controlled by a flow control device; a positioner coupled to the flow control device; a level sensor configured to detect a level of molten metal in the mold; and a controller comprising a processor adapted to execute code stored on a non-transitory computer-readable medium in a memory of the controller, the controller being programmed by the code to: accept or determine input in the form of a level reference point of metal that is variable over time according to a casting recipe that has at least a first phase, a transition time, and a second phase, wherein the first phase has a first designed flow rate that differs from a second projected flow rate of the second phase and where the transition time corresponds to a time between the end of the first phase and the beginning of the second phase; accept input from the level sensor in the form of a detected metal level; and providing a transition command signal configured to achieve an objective of reducing or eliminating an amount of underestimation or overestimation related to the transition time, the transition command signal configured to achieve the objective by causing at least one of: (A) movement of the flow control device at the time of transition to a substitute flow control device position determined based on the difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage; (B) translation of the mold to change the height between the mold and the conduit; or (C) changing a casting speed at or near the transition time to differ during the second phase.

[0099] O Exemplo 2B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (A), (B) e (C).[0099] Example 2B is the apparatus according to claim 1B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the objective causing (A), (B) and (W).

[00100] O Exemplo 3B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (A) sem causar (B) e sem também causar (C).[00100] Example 3B is the apparatus according to claim 1B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the objective causing (A) without causing (B) and without also causing (C).

[00101] O Exemplo 4B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (B) sem causar (A) e sem também causar (C).[00101] Example 4B is the apparatus according to claim 1B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the objective causing (B) without causing (A) and without also causing (C).

[00102] O Exemplo 5B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (C) sem causar (A) e sem causar também (B).[00102] Example 5B is the apparatus according to claim 1B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the objective causing (C) without causing (A) and without also causing (B).

[00103] O Exemplo 6B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B ou 3B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é programado pelo código para, adicionalmente: fornecer, ao posicionador, um primeiro sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em um faixa de nível de metal fundido que é aproximadamente igual ao ponto de referência do nível de metal; em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (A) de modo a causar o movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição em direção à posição do dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e fornecer, ao posicionador, um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase, com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.[00103] Example 6B is the apparatus according to any of Examples 1B, 2B or 3B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the controller is programmed by code to additionally: provide the positioner with a first command signal that automatically controls the flow control device during the first phase to modulate flow or flow rate of molten metal through the conduit based on the detected metal level and the metal level reference point, so that the molten metal level in the mold remains in a molten metal level range that is approximately equal to the metal level reference point; wherein the transition command signal is configured to achieve the target causing at least (A) so as to cause movement of the flow control device in the transition time toward the position of the substitute flow control device determined based the difference between the first design flow rate of the first phase and the second design flow rate of the second stage; and providing the positioner with a second command signal that automatically controls the flow control device during the second phase based on the detected metal level and the metal level reference point.

[00104] O Exemplo 7B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 3B ou 6B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (A), em que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[00104] Example 7B is the apparatus, according to any of examples 1B, 2B, 3B or 6B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the target causing at least (A), wherein the controller is programmed by code to further determine the position of the substitute flow control device based on a difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second phase.

[00105] O Exemplo 8B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador está sendo programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase que compreende: determinar, pelo controlador, um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto, modificando-se uma posição do dispositivo de controle de fluxo durante ou perto do final da primeira fase, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença.[00105] Example 8B is the apparatus according to claim 7B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the controller is being programmed by code to further determine the position of the substitute flow control device based on on the difference between the first design flow rate of the first phase and the second design flow rate of the second stage comprising: determining, by the controller, a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second flow rate projected from the second phase; and determining the position of the substitute flow control device by modifying a position of the flow control device during or near the end of the first phase in accordance with a linear relationship with the value of the difference.

[00106] O Exemplo 9B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 3B, 6B, 7B ou 8B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição está configurado para atingir a meta causando pelo menos (A), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para fundição do metal.[00106] Example 9B is the apparatus according to any of Examples 1B, 2B, 3B, 6B, 7B or 8B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the goal by causing at least (A), where the controller is a proportional-integral-derivative (PID) controller that includes a PID algorithm for smelting the metal.

[00107] O Exemplo 10B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B ou 4B, em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que o aparelho compreende adicionalmente um ou mais atuadores acoplados com o molde e configurados para pelo menos um dentre elevar ou abaixar o molde em relação ao conduto.[00107] Example 10B is the apparatus, according to any one of examples 1B, 2B or 4B, wherein the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), wherein the apparatus further comprises one or more actuators coupled with the mold and configured to at least one of raise or lower the mold relative to the conduit.

[00108] O Exemplo 11B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 4B ou 10B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que a translação do molde compreende elevar o molde para reduzir uma altura entre o molde e a conduto de modo a mitigar a sobrestimação.[00108] Example 11B is the apparatus, according to any of examples 1B, 2B, 4B or 10B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), wherein translating the mold comprises raising the mold to reduce a height between the mold and the conduit so as to mitigate overestimation.

[00109] O Exemplo 12B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 4B, 10B ou 11B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que uma taxa ou quantidade de translação do molde é determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[00109] Example 12B is the apparatus, according to any of examples 1B, 2B, 4B, 10B or 11B (or any of the previous or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), wherein a mold translation rate or amount is determined based on a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage.

[00110] O Exemplo 13B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 4B, 10B ou 11B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que uma taxa ou quantidade de translação do molde é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal.[00110] Example 13B is the apparatus according to any of examples 1B, 2B, 4B, 10B or 11B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), wherein a rate or amount of mold translation is determined based on a difference value between the detected metal level and the metal level reference point.

[00111] O Exemplo 14B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B ou 5B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que o aparelho compreende, adicionalmente, um bloco inferior configurado para (i) movimento para baixo a partir do conduto e (ii) para sustentar um lingote formado pelo metal fundido entregue ao molde, em que a velocidade de fundição compreende uma taxa na qual o bloco inferior move-se para baixo a partir do conduto.[00111] Example 14B is the apparatus according to any one of examples 1B, 2B or 5B (or any of the preceding or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (C), wherein the apparatus further comprises a lower block configured for (i) downward movement from the conduit and (ii) to support an ingot formed by molten metal delivered to the mold, wherein the casting speed comprises a rate at which the lower block moves downward from the conduit.

[00112] O Exemplo 15B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 5B ou 14B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que a alteração de uma velocidade de fundição durante o tempo de transição compreende fazer com que a velocidade de fundição durante ou em torno do tempo de transição seja maior do que durante a segunda fase, de modo a mitigar a sobrestimação.[00112] Example 15B is the apparatus, according to any of examples 1B, 2B, 5B or 14B (or any of the previous or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the target causing at least (C), wherein changing a casting speed during the transition time comprises causing the casting speed during or around the transition time to be greater than during the second phase, so as to mitigate the overestimation.

[00113] O Exemplo 16B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 5B, 14B ou 15B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que a quantidade de alteração da velocidade de fundição determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.[00113] Example 16B is the apparatus, according to any of examples 1B, 2B, 5B, 14B or 15B (or any of the previous or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (C), wherein the amount of casting speed change determined based on a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage.

[00114] O Exemplo 17B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 5B, 14B ou 15B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que a quantidade de alteração da velocidade de fundição é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal.[00114] Example 17B is the apparatus, according to any of examples 1B, 2B, 5B, 14B or 15B (or any of the previous or subsequent Examples), wherein the transition command signal is configured to achieve the target causing at least (C), where the amount of casting speed change is determined based on a difference value between the detected metal level and the metal level reference point.

[00115] O Exemplo 18B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B a 17B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que o sinal de comando de transição mitiga a sobrestimação, em que a sobrestimação corresponde ao nível de metal detectado que excede o ponto de referência do nível de metal por um valor-limite.[00115] Example 18B is the apparatus, according to any one of examples 1B to 17B (or any of the previous or subsequent Examples), wherein the first design flow rate of the first phase is greater than the second flow rate projected from the second phase; and wherein the transition command signal mitigates the overestimation, wherein the overestimation corresponds to the detected metal level exceeding the metal level reference point by a threshold value.

[00116] O Exemplo 19B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B a 17B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que o sinal de comando de transição mitiga a subestimação, em que a subestimação corresponde ao nível de metal detectado que cai abaixo do ponto de referência do nível de metal por um valor-limite.[00116] Example 19B is the apparatus, according to any one of examples 1B to 17B (or any of the previous or subsequent Examples), wherein the first design flow rate of the first phase is less than the second flow rate projected from the second phase; and wherein the transition command signal mitigates underestimation, wherein the underestimation corresponds to the detected metal level falling below the metal level reference point by a threshold value.

[00117] O Exemplo 20B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B a 19B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes), em que o tempo de transição é pelo menos um dos seguintes: definido com base em uma única varredura de programa; ou menos de 0,5 segundo.[00117] Example 20B is the apparatus according to any one of examples 1B to 19B (or any of the preceding Examples), wherein the transition time is at least one of the following: defined based on a single scan of program; or less than 0.5 seconds.

[00118] Os aspectos descritos acima são meramente exemplos possíveis de implantações, meramente apresentados para uma compreensão clara dos princípios da presente revelação. Muitas variações e modificações podem ser feitas ao exemplo (ou exemplos) descrito acima sem se afastar substancialmente do espírito e princípios da presente revelação. Todas essas modificações e variações estão incluídas no presente documento dentro do escopo da presente revelação, e todas as reivindicações possíveis para aspectos individuais ou combinações de elementos ou etapas devem ser sustentados pela presente revelação. Além disso, embora termos específicos sejam empregados no presente documento, bem como nas reivindicações que se seguem, eles são usados apenas em um sentido genérico e descritivo e não para os fins de limitar a invenção descrita, nem as reivindicações que se seguem.[00118] The aspects described above are merely possible examples of implementations, merely presented for a clear understanding of the principles of the present disclosure. Many variations and modifications can be made to the example (or examples) described above without departing substantially from the spirit and principles of the present disclosure. All such modifications and variations are included herein within the scope of the present disclosure, and all possible claims for individual aspects or combinations of elements or steps must be supported by the present disclosure. Furthermore, although specific terms are employed herein, as well as in the claims that follow, they are used only in a generic and descriptive sense and not for the purposes of limiting the described invention, nor the claims that follow.

[00119] O uso dos termos “um”, “uma”, “o”, “a” e referentes similares no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) devem ser interpretados como cobrindo tanto o singular quanto o plural, a menos que de outro modo indicado aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos “compreender”, “ter”, “incluir” e “conter” devem ser interpretados como termos abertos (isto é, “incluindo, porém sem limitação”), a menos que indicado de outra forma. O termo “conectado” deve ser interpretado como parcialmente ou totalmente contido, anexado ou unido, mesmo que haja algo intervindo. A citação de faixas de valores aqui é meramente destinada a servir como um método abreviado de se referir individualmente a cada valor separado dentro da faixa, a menos que indicado de outro modo neste documento, e cada valor separado é incorporado na especificação como se fosse aqui individualmente descrito. Todos os métodos aqui descritos podem ser realizados em qualquer ordem adequada, a menos que de outro modo indicado aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto. A utilização de qualquer e todos os exemplos, ou linguagem exemplificativa (por exemplo, "como") aqui fornecida, destina-se meramente a melhor esclarecer modalidades da invenção e não apresenta uma limitação do escopo da invenção, salvo indicação em contrário. Nenhuma linguagem na especificação deve ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.[00119] The use of the terms “a”, “an”, “the”, “a” and similar referents in the context of describing the invention (especially in the context of the following claims) should be interpreted as covering both the singular and the plural unless otherwise indicated here or clearly contradicted by the context. The terms “comprise”, “have”, “include” and “contain” are to be construed as open terms (i.e. “including but not limited to”) unless otherwise indicated. The term “connected” should be interpreted as partially or completely contained, attached or joined, even if there is something intervening. The citation of ranges of values herein is merely intended to serve as a shorthand method of individually referring to each separate value within the range, unless otherwise noted herein, and each separate value is incorporated into the specification as if here individually described. All methods described herein may be performed in any suitable order unless otherwise indicated herein or otherwise clearly contradicted by the context. The use of any and all examples, or exemplary language (e.g., "how") provided herein, is intended merely to further clarify embodiments of the invention and does not present a limitation on the scope of the invention, unless otherwise indicated. No language in the specification should be construed as indicating any element not claimed to be essential to the practice of the invention.

[00120] As modalidades preferidas desta invenção são aqui descritas, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção. Variações destas modalidades preferidas podem tornar-se evidentes para os especialistas na técnica ao ler a descrição anterior. Os inventores esperam que os versados na técnica utilizem tais variações conforme apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de modo diferente do que aqui especificamente descrito. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria citada nas reivindicações anexas, conforme permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos acima descritos em todas as suas variações possíveis é abrangida pela invenção, a menos que seja aqui indicado de outra forma ou claramente contradito pelo contexto.[00120] The preferred embodiments of this invention are described here, including the best way known to the inventors to carry out the invention. Variations of these preferred embodiments may become apparent to those skilled in the art upon reading the foregoing description. The inventors expect those skilled in the art to utilize such variations as appropriate, and the inventors intend for the invention to be practiced other than as specifically described herein. Accordingly, this invention includes all modifications and equivalents of the subject matter cited in the attached claims, as permitted by applicable law. Furthermore, any combination of the above-described elements in all their possible variations is encompassed by the invention, unless otherwise indicated herein or clearly contradicted by the context.

[00121] Todas as referências, incluindo as publicações, pedidos de patentes e patentes aqui citados são aqui incorporados por referência na mesma extensão como se cada referência fosse individual e especificamente indicada para ser incorporada por referência e foram estabelecidos na sua totalidade aqui.[00121] All references, including publications, patent applications and patents cited herein are incorporated herein by reference to the same extent as if each reference were individually and specifically indicated to be incorporated by reference and are set forth in their entirety herein.

Claims

1. Apparatus (10) for metal casting, the apparatus comprising: a mold (11); a conduit configured to deliver molten metal (19) to the mold (11), the conduit being occlusively controlled by a flow control device; a positioner coupled to the flow control device; a level sensor (50) configured to detect a level (310, 410) of the molten metal (19) in the mold (11); and a controller (52, 210) comprising a processor (212) adapted to execute code stored on a non-transitory computer-readable medium in a memory (218) of the controller (52, 210), characterized by the fact that the controller ( 52, 210) is programmed by code to: accept or determine input in the form of a metal level reference point (312, 412) that is variable over time according to a casting recipe that has at least one first phase, a transition time and a second phase, wherein the first phase has a first design flow rate different from a second design flow rate of the second phase, and wherein the transition time corresponds to a time between an end of the first phase and a beginning of the second phase (510, 610); accepting input from the level sensor (50) in the form of a detected metal level (560, 620); and providing a transition command signal configured to achieve a goal of reducing or eliminating an amount of underestimation or overestimation related to the transition time (640), wherein the transition command signal is configured to achieve the goal by causing the least one of: (A) movement of the flow control device in transition time toward a position of substitute flow control device (650) determined based on the difference between the first design flow rate of the first stage and the second stage design flow rate; (B) translating the mold (660) to change a height between the mold and the conduit by use of a molding motor (13) being coupled to the mold (11) and capable of raising or lowering the mold (11); or (C) changing a casting speed (670) or around the transition time for differences during the second phase.

2. Apparatus (10) according to claim 1, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing (A), (B) and (C).

3. Apparatus (10) according to claim 1, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing (A) without also causing (B) and without also causing (C).

4. Apparatus (10) according to claim 1, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing (B) without also causing (A) and without also causing (C).

5. Apparatus (10) according to claim 1, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing (C) without also causing (A) and without also causing (B).

6. Apparatus (10) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the controller (52, 210) is programmed by code to, additionally: provide the positioner with a first command signal that automatically controls the flow control device during the first phase to modulate flow or flow rate of molten metal (19) through the conduit based on the detected metal level (310, 410) and the metal level reference point (312, 412 ), such that the level (310, 410) of molten metal (19) in the mold (11) remains in a molten metal level range that is approximately the reference point of the metal level (312, 412); wherein the transition command signal is configured to achieve the target causing at least (A) so as to cause movement of the flow control device at the transition time towards the position of the determined substitute flow control device, based on the difference between the first design flow rate of the first phase and the second design flow rate of the second stage; and providing the positioner with a second command signal that automatically controls the flow control device during the second phase based on the detected metal level and the metal level reference point (312, 412).

7. Apparatus (10) according to any one of claims 1 to 3 or 6, characterized in that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (A), with the controller (52, 210) is programmed by the code to further determine the position of the substitute flow control device based on a difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage and in particular, wherein the controller (52, 210) is programmed by code to further determine the position of the substitute flow control device based on the difference between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage comprising: determining , through the controller (52, 210), a difference value between the first designed flow rate of the first phase and the second designed flow rate of the second phase; and determining the position of the substitute flow control device by modifying a position of the flow control device at or near the end of the first stage in accordance with a linear relationship with the value of the difference.

8. Apparatus (10) according to any one of claims 1, 2 or 4, characterized in that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), the apparatus additionally comprising , one or more actuators coupled to the mold (11) and configured to at least one of raising or lowering the mold (11) in relation to the conduit.

9. Apparatus (10) according to any one of claims 1, 2, 4 or 8, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), with the translation of the mold (11) comprises raising the mold (11) to reduce a height between the mold (11) and the conduit so as to mitigate overestimation.

10. Apparatus (10) according to any one of claims 1, 2, 4, 8 or 9, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), one of which rate or amount of translation of the mold (11) is determined based on a difference value between the first designed flow rate of the first phase and the second designed flow rate of the second phase.

11. Apparatus according to any one of claims 1, 2, 4, 8 or 9, characterized in that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (B), wherein a rate or quantity translation of the mold (11) is determined based on a difference value between the detected metal level (310, 410) and the metal level reference point (312, 412).

12. Apparatus (10) according to any one of claims 1, 2 or 5, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (C), with the apparatus (10) further comprises a bottom block (12) configured for (i) downward movement from the conduit and (ii) to support an ingot formed by molten metal (19) delivered to the mold (11), the casting speed being comprises a rate at which the bottom block (12) moves downward from the conduit.

13. Apparatus (10) according to any one of claims 1, 2, 5 or 12, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (C), with the change of a casting speed during the transition time comprises making the casting speed at or around the transition time greater than during the second phase, so as to mitigate overestimation.

14. Apparatus (10) according to any one of claims 1, 2, 5, 12, or 13, characterized by the fact that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (C), wherein The amount of casting speed change is determined based on a difference value between the first design flow rate of the first stage and the second design flow rate of the second stage.

15. Apparatus according to any one of claims 1, 2, 5, 12, or 13, characterized in that the transition command signal is configured to achieve the goal causing at least (C), the amount of Casting speed change is determined based on a difference value between the detected metal level and the metal level reference point.

16. Apparatus (10) according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the first designed flow rate of the first phase is greater than the second designed flow rate of the second phase; and wherein the transition command signal mitigates the overestimation, wherein the overestimation corresponds to the detected metal level exceeding the metal level reference point by a threshold value.

17. Apparatus according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the first designed flow rate of the first phase is lower than the second designed flow rate of the second phase; and wherein the transition command signal mitigates the underestimation, wherein the underestimation corresponds to the detected metal level falling below the metal level reference point by a threshold value.

18. Apparatus according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the transition time is at least one of: defined based on a single program scan; or less than 0.5 seconds.