BR112019026570B1 - Sistemas de controle de cilindro de lingotamento com controle de circunferencial ajustável para o uso em um lingotador de cilindros gêmeos para produzir metal em tira lingotada - Google Patents

Abstract

A presente exposição relaciona-se com métodos e aparelhos para lingotar continuamente tira fina onde um ou mais anéis de expansão são posicionados dentro de pelo menos um de um par de cilindros de lingotamento, e medir automaticamente uma espessura da tira lingotada próximo à primeira borda lateral da tira usando-se pelo menos um sensor, e a espessura medida é demasiadamente fina, diminuir automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto em estreita proximidade com a primeira borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se contraia e aumente a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, e se a espessura medida indicar que a espessura da tira lingotada é demasiadamente espessa, aumentar automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto em estreita proximidade com a primeira borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se expanda e reduza a espessura da tira lingotada durante o lingotamento.

Description

REMISSÃO A PEDIDO RELACIONADO

[0001] O presente pedido reivindica a prioridade e o benefício do pedido provisório U.S. N°. 62/520,243, depositado em 15 de junho de 2017 com a Repartição de Patentes dos Estados Unidos, que fica incluído por referência no presente caso.

ANTECEDENTES

[0002] A presente invenção refere-se ao lingotamento de tira de metal por meio de lingotamento em um lingotador de cilindros gêmeos.

[0003] Em um lingotador de cilindros gêmeos, metal fundido é introduzido entre um par de cilindros de lingotamento horizontais acionados em contra-rotação, os quais são refrigerados de forma que cascas de metal solidificam-se nas superfícies dos cilindros de lingotamento em movimento e são reunidas entre si em uma beliscadura formada entre eles para produzir um produto em tira solidificado que é distribuído descendentemente a partir da beliscadura formada entre os cilindros de lingotamento. O termo "beliscadura" é usado no presente caso para referir-se à região geral na qual os cilindros de lingotamento ficam mais próximos um do outro. O metal fundido pode ser pode ser vazado a partir de uma panela de fundição para dentro de um vaso menor ou uma série de vasos menores a partir dos quais ele flui através de um bocal de distribuição de metal e bocais localizados acima da beliscadura formando um banho de fundição de metal lingotado suportado nas superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento imediatamente acima da beliscadura e que se estendem ao longo do comprimento da beliscadura. Este banho de fundição fica usualmente confinado entre placas ou represamentos laterais mantidos em contacto deslizante com as superfícies extremas dos cilindros de lingotamento de modo a restringir as duas extremidades do banho de fundição contra fluxo de saída ou vazamento.

[0004] O lingotador de cilindros gêmeos é capaz de produzir continuamente tira lingotada a partir do metal fundido através de uma sequência de panelas de fundição posicionadas em uma torre. O metal fundido é vazado a partir de cada panela de fundição para dentro de uma panela intermediária e então para dentro de uma panela intermediária móvel antes de fluir através do bocal de distribuição de metal para dentro do banho de fundição. A panela intermediária permite a troca de uma panela de fundição vazia por uma panela de fundição cheia na torre sem interromper a produção da tira lingotada.

[0005] No lingotamento de tiras de metal, muitas vezes é importante controlar a espessura da borda da tira de metal fina durante o processo de lingotamento. Por exemplo, não é incomum, em certos casos, que a parte da espessura da tira muito próxima a uma borda lateral da tira fina seja muito fina ou ondulada. Além disso, é importante controlar o perfil de espessura para garantir que a tira não seja muito grossa ou fina. Por essa razão, é necessário controlar melhor a espessura da tira fina na e/ou nas proximidades das bordas laterais da tira e ainda e um modo mais geral em toda a largura da tira. Também é necessário proporcionar controle automatizado, uma vez que o controle manual pode resultar em respostas atrasadas a alterações indesejadas na espessura da tira, o que, por sua vez, afeta prejudicialmente a qualidade do produto.

SUMÁRIO

[0006] Expõe-se um método para o lingotamento continuo de tira fina por meio da medição automática da espessura da tira durante o lingotamento, e depois disso, determinar automaticamente se partes da espessura da tira em estreita proximidade com as bordas laterais da tira se desviam em relação a da tira se desvia de uma espessura alvo ou perfil de espessura e, se for suficientemente divergente, controla automaticamente a dimensão anular de qualquer anel de expansão disposto dentro de um ou ambos os cilindros de rolo de lingotamento para alcançar a espessura ou perfil de espessura desejado.

[0007] De acordo com um exemplo, um sistema de controle de cilindros de lingotamento com controle de circunferencial ajustável para o uso no lingotador de cilindros gêmeos para produzir tira de metal lingotada inclui um cilindro de lingotamento que inclui uma superfície de lingotamento formada por um tubo cilíndrico, um controlador lógico, pelo menos um primeiro anel de expansão disposto dentro do tubo cilíndrico perto de uma borda da superfície de lingotamento e uma pluralidade de sensores de espessura de tira. O anel de expansão é dotado de pelo menos um elemento de aquecimento e pelo menos um sensor de temperatura adaptado para proporcionar sinais indicativos da temperatura do anel de expansão. O sensor de temperatura está acoplado ao controlador lógico. O anel de expansão é formado por um material que expande um diâmetro externo do anel de expansão quando aquecido por pelo menos um elemento de aquecimento, expandindo desse modo um diâmetro externo da superfície de lingotamento correspondente a uma localização do anel de expansão. A pluralidade de sensores de espessura de tira é adaptada para proporcionar sinais de saída indicativos de uma espessura de uma tira lingotada, estando os sensores de espessura de tira localizados de forma tal a medir espessuras ao longo de uma largura de uma tira lingotada, incluindo uma espessura de borda. A pluralidade de sensores de espessura de tira é acoplada ao controlador lógico. O controlador lógico é configurado com instruções armazenadas na memória não volátil para receber medições de espessura dos sensores de espessura da tira e medições de temperatura de pelo menos um sensor de temperatura, ajustar uma curva às medições de espessura, determinar uma espessura da borda alvo da tira lingotada com base na curva, determinar uma espessura delta como uma diferença entre a espessura medida da borda e a espessura alvo da borda e fazer com que uma quantidade de energia aplicada aos elementos de aquecimento seja ajustada para reduzir a espessura delta. Um segundo anel de expansão pode ser disposto dentro do tubo cilíndrico em uma borda da superfície de fundição oposta à primeira superfície do anel de expansão oposta ao primeiro anel de expansão e controlada da mesma maneira.

[0008] A curva ajustada às medições de espessura pode ser uma função polinomial que define uma parábola. A espessura da borda alvo pode ser determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura. A espessura da borda alvo também pode ser determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura com um deslocamento positivo ou negativo adicionado.

[0009] O tubo cilíndrico pode ter uma espessura não superior a 80 milímetros. O sistema de controle de cilindro de lingotamento pode incluir ainda um controlador de energia acoplado entre o controlador lógico e o elemento de aquecimento, em que o controlador de energia aumenta e diminui uma quantidade de energia que está sendo aplicada ao elemento de aquecimento em resposta a um sinal do controlador lógico.

[0010] O controlador lógico pode ser configurado para atualizar periodicamente a curva ajustada às medições de espessura com base em novas medições e atualizar periodicamente a espessura da borda de destino com base na curva atualizada. Em outro exemplo, o controlador lógico pode ser configurado para atualizar continuamente a curva ajustada às medições de espessura com base em novas medições e atualizar continuamente a espessura da aresta de destino com base na curva atualizada.

[0011] Os anéis de expansão podem ainda ser dotados de passagens de água neles formados e o controlador lógico pode ser ainda configurado com instruções armazenadas na memória não volátil para fazer com que uma quantidade de água que flui através dos anéis de expansão seja ajustada para de modo a reduzir a espessura delta.

[0012] O controlador lógico pode ser configurado com instruções armazenadas na memória não volátil para fazer com que uma quantidade de energia aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento seja ajustada determinando uma temperatura alvo do anel de expansão com base na espessura delta, medindo-se a temperatura do anel de expansão, determinando-se uma temperatura delta como uma diferença entre a temperatura medida com a temperatura alvo e fazendo com que uma quantidade de energia seja aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento a ser ajustado para reduzir a temperatura delta.

[0013] Também é proporcionado um método para controlar um cilindro de lingotamento com pelo menos um anel de expansão com pelo menos um elemento de aquecimento disposto dentro do cilindro de lingotamento para proporcionar controle de circunferência ajustável, sendo o cilindro de lingotamento para uso em um lingotador de cilindros gêmeos para a produção de metal de tira lingotada. . O método inclui: executar uma pluralidade de medições de espessuras ao longo de uma largura de uma tira lingotada, incluindo uma espessura de borda; ajustar uma curva às medições de espessura; determinar uma espessura de borda alvo da tira lingotada com base na curva; determinar uma espessura delta como uma diferença entre a espessura da borda medida e a espessura da borda alvo; e fazer com que uma quantidade de energia aplicada a pelo menos um elemento de aquecimento seja ajustada para reduzir a espessura delta.

[0014] A etapa de fazer com que uma quantidade de energia aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento a ser ajustado pode ainda compreender: determinar uma temperatura alvo do anel de expansão com base na espessura delta; medir a temperatura do anel de expansão; determinar uma temperatura delta como uma diferença entre a temperatura medida com a temperatura alvo; e fazer com que uma quantidade de energia aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento seja ajustada para reduzir a temperatura delta.

[0015] A curva ajustada às medições de espessura pode ser uma função polinomial que define uma parábola. A espessura da borda alvo pode ser determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura. A espessura da borda alvo também pode ser determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura com um deslocamento positivo ou negativo adicionado.

[0016] As etapas de realizar uma pluralidade de medições de espessura, ajustar uma curva às medições de espessura e determinar uma espessura de borda alvo podem ser repetidas periodicamente. As etapas para realizar uma pluralidade de medições de espessura, ajustar uma curva às medições de espessura e determinar uma espessura de borda alvo também podem ser repetidas continuamente.

[0017] Concretizações adicionais proporcionam um método de lingotar continuamente tira fina que compreende: proporcionar lingotador de tira que é dotado de um par de cilindros de lingotamento dispostos em contra-rotação com uma beliscadura formada entre eles capaz de fornecer a tira lingotada para baixo a partir da beliscadura, sendo cada cilindros de lingotamento dotado de uma superfície de lingotamento formada por um tubo cilíndrico com uma espessura (isto é, uma espessura de parede) de não mais que 80 milímetros e formado de um material selecionado a partir do grupo que consiste em cobre e liga de cobre e, opcionalmente, com um revestimento de metal ou liga de metal, sendo cada cilindro de lingotamento dotado também de uma pluralidade de passagens de fluxo de água longitudinais que se estendem através do tubo cilíndrico, em que pelo menos dois anéis de expansão estão dispostos dentro de pelo menos um tubo cilíndrico do par de cilindros de lingotamento, onde os referidos anéis de expansão são substancialmente coaxiais com o tubo cilíndrico correspondente e são posicionados cada um próximo a um de um par de locais ao longo do cilindro de lingotamento correspondente, onde um dos opostos das primeira e segunda bordas laterais da tira lingotada deve ser disposto quando formados em porções de extremidade oposta dos cilindros de lingotamento durante uma campanha de lingotamento, sendo cada anel de expansão adaptado para aumentar e diminuir a dimensão radial, fazendo com que o tubo cilíndrico se expanda e contraia, respectivamente, para desse modo alterar a espessura da tira de lingotamento durante o lingotamento; proporcionar um sistema de distribuição de metal capaz de formar um banho de fundição suportado nas superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento acima da beliscadura com represamentos laterais adjacentes às extremidades da beliscadura para confinar o banho de fundição; lingotar a tira lingotada a partir do lingotador de tira no qual os pelo menos dois anéis de expansão estão posicionados dentro do tubo cilíndrico e o sistema de distribuição de metal formou o banho de fundição de modo que a tira lingotada seja lingotada a partir da beliscadura, sendo a tira lingotada dotada de uma espessura definida por faces opostas da tira lingotada e uma largura definida pelas primeira e segunda arestas laterais opostas da tira lingotada (em certos casos, a largura da tira lingotada também é definida por represamentos laterais opostos dispostos entre dois cilindros de lingotamento e que definem uma largura das superfícies de lingotamento); medir automaticamente uma ou mais espessuras da tira lingotada pelo menos na proximidade da primeira borda lateral mediante utilização de pelo menos um sensor; determinar se uma ou mais espessuras medidas próximas à primeira borda lateral da tira lingotada mostram que a tira lingotada é muito grossa ou muito fina na proximidade da primeira borda lateral; e diminuir automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto próximo à primeira borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se contraia e aumente a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, se for determinado que a tira lingotada é muito fina na proximidade a primeira borda lateral, ou aumentar automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto próximo à primeira borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se expanda e reduza a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, se for determinado que a tira lingotada é muito grossa nas proximidades da primeira borda lateral da tira lingotada.

[0018] Fica entendido que estes métodos podem ser realizados de diferentes maneiras. De maneira particular, a espessura da tira lingotada pode ser medida apenas próxima a uma ou às duas bordas laterais da tira lingotada ou sobre uma porção maior da largura da tira lingotada. Chama-se também a atenção para o fato de que as espessuras da tira lingotada poderão ser medidas usando-se qualquer maneira ou mecanismo (s) desejado (s), tais como sensores, que medem espessuras ou distâncias que podem ser empregadas para se determinar a espessura da tira lingotada. Também é apreciado que a etapa de determinação pode ser realizada de diferentes maneiras, comparando-se as espessuras medidas e desejadas em um ou vários locais ao longo da largura da tira lingotada.

[0019] Em variações específicas dos métodos detalhados expostos anteriormente no presente caso, onde na medição automática de uma ou mais espessuras da tira lingotada pelo menos na proximidade da primeira borda lateral usando-se pelo menos um sensor, uma pluralidade de espessuras da tira lingotada é medida pelo menos entre a primeira borda lateral e uma linha central na largura da tira lingotada. Em tais variações, ao se determinar se uma ou mais espessuras medidas próximas à primeira borda lateral da tira lingotada que a tira lingotada é muito grossa ou muito fina próxima à primeira borda lateral, a pluralidade de espessuras medidas são ajustadas à curva em uma função polinomial e, em um local na largura da tira lingotada próximo à primeira borda lateral, a espessura medida é comparada com a espessura do ajuste na curva na localização largura da tira lingotada próximo à primeira borda lateral. Se a espessura medida for maior que a espessura de ajuste da curva no local da largura próximo à primeira borda lateral, a espessura da tira lingotada próxima à primeira borda será muito espessa. Se a espessura medida for menor do que a espessura de ajuste da curva no local da largura, próximo à primeira borda lateral, a espessura da tira lingotada próxima à primeira borda será muito fina. Para melhorar a precisão, em certos casos, medir pelo menos entre a primeira borda lateral e uma linha central em largura da tira lingotada inclui medir a espessura da tira lingotada em estreita proximidade com a linha central no sentido da largura.

[0020] No que diz respeito às variações discutidas anteriormente, outras variações podem ser empregues, tais como quando na medição automática de uma ou mais espessuras da tira lingotada pelo menos nas proximidades da primeira borda lateral usando-se pelo menos um sensor, uma pluralidade de espessuras da tira lingotada é medida entre a primeira borda lateral e o segundo lado da tira lingotada, que também inclui a medição da espessura da tira lingotada muito próxima à segunda borda lateral. Além disso, quando se determinar se uma ou mais espessuras medidas próximas à primeira borda lateral da tira lingotada indicam que a tira lingotada é muito grossa ou muito fina próxima à primeira borda lateral, a pluralidade de espessuras medidas serve para ajustar a curva em uma função polinomial e em um local em largura da tira lingotada próximo à primeira borda lateral e a espessura medida é comparada com a espessura de ajuste de curva no local em largura próximo à primeira borda lateral. Se a espessura medida for maior do que a espessura de ajuste da curva no local em largura próximo à primeira borda lateral, a espessura da tira lingotada próxima à primeira borda será muito espessa. Se a espessura medida for menor que a espessura de ajuste da curva no local da largura, próximo à primeira borda lateral, a espessura da tira lingotada próxima à primeira borda será demasiadamente fina.

[0021] No que diz respeito a qualquer variação discutida anteriormente, esses métodos podem incluir ainda determinar se a uma ou mais espessuras medidas indicam que a tira lingotada é muito grossa ou muito fina nas proximidades da segunda borda lateral, na qual determinar se uma ou mais espessuras medidas em estreita proximidade com a segunda borda lateral da tira lingotada, indica que a tira lingotada é muito grossa ou muito fina em estreita proximidade com a segunda borda lateral, a pluralidade de espessuras medidas são ajustadas na curva em uma função polinomial e na largura localização da tira lingotada em estreita proximidade com a segunda borda lateral, a espessura medida é comparada com a espessura de ajuste da curva na localização em largura da tira lingotada em estreita proximidade com a segunda borda lateral. Se a espessura medida for maior do que a espessura de ajuste da curva no local da largura próximo à segunda borda lateral, a espessura da tira lingotada próxima à primeira, segunda aresta será muito grossa. Se a espessura medida for menor do que a espessura de ajuste da curva no local em largura, próximo à segunda borda lateral, a espessura da tira lingotada próxima à segunda borda será demasiadamente fina. Depois disso, os métodos incluem ainda a diminuição automática da dimensão radial do anel de expansão disposto próximo à segunda borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se contraia e aumente a espessura da tira lingotada durante a fundição, se for determinado que a tira lingotada é muito fina em estreita proximidade com a segunda borda lateral ou aumentando-se automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto em estreita proximidade com a segunda borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se expanda e reduza a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, se determinou que a tira moldada é muito grossa muito próxima da segunda borda lateral da tira lingotada. Entende-se que qualquer função polinomial desejada pode ser empregada, tal como, e sem limitação, uma função parabólica. Qualquer ajuste de curva pode ser determinado usando-se qualquer técnica conhecida, tal como por meio de regressão. No caso de uma função parabólica, o ajuste da curva é realizado usando-se uma técnica de regressão quadrática.

[0022] De acordo com outras variações, esses métodos podem incluir ainda: medir automaticamente uma ou mais espessuras da tira lingotada pelo menos em estreita proximidade com a segunda borda lateral utilizando-se pelo menos um sensor; determinar se a uma ou mais espessuras medidas em estreita proximidade com a segunda borda lateral da tira lingotada indicam que a tira lingotada é muito grossa ou demasiadamente fina em estreita proximidade com a segunda borda lateral; e, diminuindo-se automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto próximo em estreita proximidade com a segunda borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se contraia e aumente a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, se for determinado que a tira lingotada é muito fina em estreita proximidade com a segunda borda lateral ou aumentando-se automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto próximo à segunda borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se expanda e reduza a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, se for determinado que a fundição a tira é muito grossa em estreita proximidade com a segunda borda lateral da tira lingotada. A medição da espessura em estreita proximidade com qualquer borda lateral da tira lingotada (seja uma primeira ou segunda borda lateral) geralmente é realizada em um ou mais locais dispostos de 0 a 150 milímetros (mm) a partir da borda lateral correspondente da tira lingotada, ou , um ou mais locais dispostos a partir da borda lateral correspondente da tira lingotada a uma distância igual a 0 a 15% da largura da tira lingotada. Muito embora a largura da tira lingotada possa compreender qualquer largura desejada, em determinados casos, a largura da tira fundida é de 1000 a 3000 milímetros.

[0023] Em certos casos, a medição automática de uma espessura da tira lingotada em estreita proximidade com a segunda borda lateral inclui: medir a espessura da tira lingotada em um primeiro local em relação à segunda borda lateral e medir a espessura da tira lingotada em um segundo local em relação à segunda borda lateral, sendo a segunda localização mais próxima da segunda borda lateral do que a primeira, em que cada uma das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais são comparadas automaticamente com as espessuras-alvo respectivas para determinar se a tira lingotada próxima da segunda borda lateral é muito fina ou muito grossa. Em determinados casos, onde na comparação das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais com as respectivas espessuras alvo, uma diferença entre as espessuras medidas no primeiro e no segundo locais é determinada automaticamente para medir um perfil de espessura e onde o perfil de espessura medido é comparado a um perfil de espessura alvo para determinar se o perfil medido indica que a espessura da tira lingotada é muito fina ou muito grossa. Esta diferença ou perfil de espessura é chamado de queda da borda. Mais especificamente, a queda da borda é determinada subtraindo-se a espessura T2 medida na segunda localização (P2) da espessura T1 medida na primeira localização (P1), que pode ser expressa como T1 - T2 = queda da borda. Observa-se que a queda da borda alvo poderá ser zero (0) (onde T1 = T2) ou pode ser positiva (ou seja, onde T1> T2). Em determinados casos, o perfil de espessura do alvo, ou queda da borda do alvo, é substancialmente de 50 a 100 micrômetros (mm), embora seja apreciado que qualquer perfil de espessura do alvo possa ser utilizado conforme desejado. Enquanto o primeiro e o segundo locais podem ser dispostos a qualquer distância próxima da borda lateral, conforme desejado, em situações específicas, como onde a queda da borda alvo é de 50 a 100 micrômetros, por exemplo, a primeira localização fica disposta de 75 a 125 mm a partir da segunda borda lateral e a segunda localização fica disposta de 0 a 50 mm a partir da segunda borda lateral na direção da largura da tira lingotada. Em outras situações, o primeiro local é de 90 mm a 110 mm, ou 100 mm, a partir da segunda borda lateral e o segundo local é de 15 mm a 35 mm ou 25 mm, a partir da segunda borda lateral. De maneira diferente, ao se medir a espessura muito próxima à segunda borda lateral da tira lingotada, a espessura pode ser medida em um primeiro local disposto a uma distância da segunda borda lateral igual a 3,75-12,5% ou 4,5-11% da largura da tira lingotada ou da largura da superfície de lingotamento, enquanto a espessura pode ser medida em um segundo local disposto a uma distância da segunda borda lateral igual a 0-5% ou 0,75-3,5% da largura da tira lingotada ou da largura da superfície de lingotamento.

[0024] Com relação à segunda aresta lateral, em determinados casos, a medição automática de uma espessura da tira lingotada em estreita proximidade com a primeira borda lateral inclui: medir a espessura da tira lingotada em um primeiro local em relação à primeira borda lateral e medir a espessura da tira lingotada em um segundo local em relação à primeira borda lateral, sendo o segundo local mais próximo da primeira borda lateral do que o primeiro local, onde cada uma das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais são comparadas automaticamente com as respectivas espessuras alvo para determinar se a tira lingotada muito próxima à primeira borda lateral é muito fina ou muito grossa. Em determinados casos, onde na comparação das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais com as respectivas espessuras alvo, uma diferença entre as espessuras medidas no primeiro e no segundo locais é determinada automaticamente para medir o perfil de espessura e onde o perfil de espessura medido é comparado a um perfil de espessura alvo para determinar se o perfil medido indica que a espessura da tira fundida é muito fina ou muito grossa. Novamente, esta espessura ou perfil de diferença é chamado de queda de borda, conforme descrito anteriormente neste contexto. Da mesma forma que na segunda borda lateral, em determinados casos, o perfil de espessura alvo, ou queda da borda alvo, é substancialmente de 50 a 100 micrômetros (mm), embora seja apreciado que qualquer perfil de espessura alvo possa ser utilizado conforme desejado. Enquanto o primeiro e o segundo locais podem ser dispostos a qualquer distância próxima da borda lateral, conforme desejado, em situações específicas, como onde a queda da borda alvo é de 50 a 100 micrômetros, por exemplo, a primeira localização fica disposta de 75 a 125 mm a partir da segunda borda lateral e a segunda localização fica disposta de 0 a 50 mm a partir da segunda aresta lateral na direção da largura da tira fundida. Em outras situações, o primeiro local é de 90 mm a 110 mm, ou 100 mm, a partir da segunda borda lateral e o segundo local é de 15 mm a 35 mm ou 25 mm, a partir da segunda borda lateral. Exposto de maneira diferente, para medir a espessura muito próxima à segunda borda lateral da tira lingotada, a espessura pode ser medida no primeiro local disposto a uma distância da segunda borda lateral igual a 3,75-12,5% ou 4,5- 11% da largura da faixa de fundo ou da largura da superfície de lingotamento, enquanto uma espessura pode ser medida em um segundo local, a uma distância da segunda borda lateral igual a 0-5% ou 0,75-3,5% da largura da tira lingotada ou da largura da superfície de lingotamento.

[0025] Para facilitar o desempenho automático de várias etapas em tais métodos, chama-se a atenção para o fato de que, em determinados casos, cada um de um ou mais sensores está em comunicação com um controlador lógico para executar automaticamente quaisquer etapas citadas referentes a qualquer uma das espessuras medidas. Da mesma forma, qualquer controlador lógico também pode estar em comunicação com qualquer anel de expansão com o objetivo de controlar a expansão e contração desse anel de expansão. Um dispositivo de memória também pode ser empregado em comunicação com o controlador lógico para armazenar instruções para executar tais métodos, no todo ou em parte.

[0026] É apreciado que os anéis de expansão podem expandir-se e contrair-se de qualquer maneira desejada. Por exemplo, qualquer anel de expansão pode expandir—se e contrair-se mecanicamente, tal como o uso de qualquer acionador desejado. Por outro exemplo, qualquer anel de expansão pode expandir-se e contrair-se com base nos princípios de expansão térmica, onde cada anel de expansão se expande e se contrai controlando a temperatura de cada um desses anéis. Em última análise, isso pode ser realizado controlando-se a potência (por exemplo, elétrica) aplicada a cada um desses anéis. Por exemplo, em certas variações, cada anel de expansão possui pelo menos um elemento de aquecimento e um revestimento isolante no mesmo e adaptado para aumentar a dimensão radial, fazendo com que o tubo cilíndrico se expanda e troque a coroa do rolo das superfícies de fundição dos rolos de fundição e o perfil de espessura da tira fundida durante a fundição. Cada anel de expansão pode ter pelo menos um elemento de aquecimento que pode ser feito de aço inoxidável, níquel ou liga de níquel. O elemento ou elementos de aquecimento podem estar localizados conforme desejado em cada anel de expansão. Cada anel de expansão pode proporcionar uma entrada de aquecimento de até 30 kW; de preferência, de pelo menos 3 kW. É apreciado que a quantidade de energia aplicada aos anéis de expansão pode variar com base na realimentação de pelo menos um sensor, sendo o referido sensor ou sensores capazes de detectar pelo menos uma das seguintes propriedades: - temperatura da tira, tal como nas proximidades da beliscadura a partir da qual a tira é lingotada; - temperatura do ou dos anéis de expansão, - perfil de espessura do lingotamento a jusante, - espessura local da tira lingotada em um local definido próximo às bordas da tira lingotada, - coroa da superfície do cilindro de lingotamento durante a campanha de lingotamento, e - xpansão radial do cilindro de lingotamento em um local definido próximo às bordas da tira de lingotamento; e capaz de gerar sinais digitais ou analógicos (tipicamente elétricos) indicativos de pelo menos uma das propriedades mencionadas anteriormente da tira lingotada. O efeito da expansão do anel é aumentar ou diminuir o diâmetro externo de qualquer cilindro de lingotamento ao longo da superfície de lingotamento, sendo a expansão ou a contração do cilindro maior no local do anel de expansão, mas onde tais efeitos diminuem à medida que a distância do anel de expansão aumenta ao longo da superfície de lingotamento (como até se aproximar de outro anel de expansão e seus efeitos no diâmetro externo do cilindro de lingotamento).

[0027] Ao utilizar-se a temperatura da tira para controlar a espessura da tira lingotada, tal como em ou próximo das bordas laterais ou perto da tira lingotada, a temperatura pode ser medida em qualquer local desejado, em toda a largura da tira lingotada, a partir de um local próximo da beliscadura com um local até um primeiro conjunto de roletes de pressão. Ao medir-se a temperatura próximo à beliscadura, a medição pode ser feita a uma distância de 0 a 5 metros (m) da beliscadura na direção do comprimento da tira lingotada. Na medição da temperatura da tira lingotada, um perfil de temperatura pode ser medido através da largura da tira fazendo-se medições em qualquer um de uma pluralidade de locais. Pela medição da temperatura da tira, é possível obter informações identificando locais em toda a largura em que ocorre muita compressão, bem como locais em que não há compressão suficiente. Quando a compressão próxima às bordas se torna muito alta em relação aos locais mais centrais da faixa em largura, uma quantidade excessiva de material líquido / mole passa através da beliscadura através do centro da faixa. Isso conduz a altas coroas e sulcos e, em casos extremos, fará com que a tira se quebre. Em locais onde há muita compressão nas proximidades de uma borda lateral da tira lingotada, um ponto frio localizado próximo a uma borda lateral será identificado com temperaturas elevadas localizadas no centro, momento em que as temperaturas do anel diminuiriam - mesmo se a queda da borda estiver muito baixa.

[0028] Deve-se tomar cuidado para ter um revestimento isolante em cada anel de expansão suficientemente espesso para controlar ou eliminar a transferência de calor dos anéis de expansão para os cilindros de lingotamento. Um revestimento isolante de pelo menos 0,025 mm de espessura (por exemplo, 0,010 polegada) é necessário para se ter um controle eficaz da transferência de calor do anel de expansão para o cilindro de lingotamento. O revestimento isolante pode ser pulverizado com plasma nos anéis de expansão. O revestimento isolante pode ser pulverizado por plasma com spray de zircônia, tal como spray de zircônia estabilizada com 8% de ítrio. Observe-se que o revestimento isolante pode ser aplicado adicionalmente ao tubo cilíndrico, mas, para economia e eficácia, o revestimento isolante deve ser aplicado diretamente nos anéis de expansão.

[0029] Os anéis de expansão também podem ser dotados de passagens de água, permitindo que a água flua através dos anéis. A água que flui através dos anéis de expansão pode ser regulada para expandir ou contrair os anéis de expansão na dimensão radial e, por sua vez, aumentar ou diminuir o diâmetro do tubo cilíndrico conforme desejado para controlar o formato da coroa das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento durante uma campanha.

[0030] Além disso, o método de lingotar continuamente a tira fina pelo controle da coroa do rolo pode compreender ainda a etapa de controlar a movimentação do cilindro de lingotamento para fazer variar a velocidade de rotação dos cilindros de lingotamento, variando-se a dimensão radial dos anéis de expansão em resposta a pelo menos um dos elementos digitais. ou sinais analógicos recebidos de pelo menos uma coroa do sensor e do cilindro de controle das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento durante a campanha de lingotamento.

[0031] Além disso, o método de lingotamento contínua de tira fina controlando-se a coroa do cilindro pode compreender ainda a etapa de posicionamento de pelo menos um anel de expansão (por exemplo, até 15 anéis de expansão) correspondente às porções centrais da tira lingotada formada nos cilindros de lingotamento durante o lingotamento, sendo cada anel de expansão dotado de pelo menos um elemento de aquecimento e um revestimento isolante no mesmo e adaptado para aumentar e diminuir a dimensão radial, fazendo com que o tubo cilíndrico expanda e contrate a coroa variável das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento e o perfil de espessura da tira lingotada durante o lingotamento . Além disso, o método de lingotamento contínuo de tira fina controlando-se a coroa do cilindro pode incluir a etapa de controlar a movimentação do cilindro de lingotamento para variar a velocidade de rotação dos cilindros de lingotamento, enquanto se faz variar a dimensão radial dos anéis de expansão com o revestimento isolante espaçado das porções de borda da tira lingotada e a dimensão radial do anel de expansão ou anéis com revestimento isolante correspondente às partes centrais da tira lingotada que respondem aos sinais elétricos recebidos de um sensor para controlar a coroa do rolo das superfícies de vazamento dos cilindros de lingotamento durante a campanha de lingotamento.

[0032] Em cada concretização, os anéis de expansão podem ser construídos de aço inoxidável austenítico, tal como aço inoxidável austenítico 18/8. Cada anel de expansão pode ser dotado de uma dimensão anular situada entre 50 e 150 milímetros; de preferência 70 milímetros. Cada anel de expansão pode ter uma largura de até 200 milímetros; até 100 mm ou 67 milímetros.

[0033] Em cada concretização do método, a coroa das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento pode ser facilmente variada para alcançar um perfil de espessura desejado da tira de lingotamento. Cada anel de expansão com um revestimento isolante é adaptado para aumentar ou diminuir a dimensão radial e fazer com que o tubo cilíndrico expanda a coroa variável das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento e o perfil de espessura da tira lingotada. A espessura do tubo cilíndrico pode variar entre 40 e 80 milímetros de espessura ou entre 60 e 80 milímetros de espessura.

[0034] Em cada concretização do método, pelo menos um sensor pode ser posicionado a jusante da beliscadura e adaptado para detectar o perfil de espessura da tira lingotada e gerar sinais elétricos indicativos do perfil de espessura da tira lingotada. O sensor pode estar localizado adjacente aos cilindros de pressão através dos quais a tira passa depois do lingotamento.

[0035] A dimensão radial de cada anel de expansão pode ser controlada independentemente da dimensão radial do outro anel ou anéis de expansão. A dimensão radial dos anéis de expansão adjacentes às bordas da tira nas superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento pode ser controlada independentemente uma da outra. Além disso, a dimensão radial dos anéis de expansão adjacentes às bordas da tira nas superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento pode ser controlada independentemente do anel ou anéis de expansão correspondentes às partes centrais da tira lingotada.

[0036] Em certas concretizações, pelo menos dois anéis de expansão são dispostos em cada tubo cilíndrico para cada um dos pares de cilindros de lingotamento. Embora cada anel de expansão em um cilindro de lingotamento possa ser disposto em um local axial substancialmente idêntico em relação a um anel de expansão correspondente no outro cilindro de lingotamento de um par de cilindros de lingotamento, tal como em relação aos anéis de expansão dispostos em estreita proximidade com as bordas laterais uma tira lingotada ou de uma superfície de lingotamento, em casos particulares, para oferecer mais flexibilidade no controle da espessura da tira lingotada, pelo menos um anel de expansão em um cilindro de lingotamento pode ser disposto em um local axial diferente em relação a um anel de expansão correspondente no outro cilindro de lingotamento. Independentemente de os anéis de expansão em qualquer cilindro de lingotamento serem dispostos simetricamente ou assimetricamente dentro do cilindro de lingotamento. Por exemplo, em determinados casos, pelo menos dois anéis de expansão dispostos em um tubo dos tubos cilíndricos estão dispostos mais perto de uma linha central do tubo do que os pelo menos dois anéis de expansão dispostos no outro tubo do par de tubos cilíndricos.

[0037] Expõe-se igualmente um aparelho lingotar continuamente tira fina que compreende:um par de cilindros de lingotamento em rotação contrária com uma beliscadura entre eles capazes de distribuir a tira lingotada para baixo a partir da beliscadura, com cada cilindro de lingotamento tendo uma superfície de lingotamento formada por um tubo cilíndrico com espessura não superior a 80 milímetros e formada por um material selecionado a partir do grupo constituído por cobre e liga de cobre, opcionalmente com um revestimento de metal ou liga de metal, e com uma pluralidade de passagens longitudinais de fluxo de água que se estendem através do tubo cilíndrico;pelo menos dois anéis de expansão posicionados dentro do tubo cilíndrico para qualquer cilindro de lingotamento do par de cilindros de lingotamento e cada um próximo a uma das primeiras e segunda bordas laterais opostas da tira de lingotamento formada em porções opostas dos cilindros de lingotamento durante uma campanha de lingotamento, sendo cada anel de expansão dotado de pelo menos um elemento de aquecimento e um revestimento isolante no mesmo e adaptado para aumentar e diminuir a dimensão radial, fazendo com que o tubo cilíndrico se expanda e contraia, respectivamente, para alterar assim a espessura da tira fundida durante a fundição;um sistema de distribuição de metal posicionado acima do bocal e capaz de formar um banho de fundição suportado nas superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento com represamentos laterais extremidades adjacentes às estreitamento para confinar o banho de fundição;um ou mais sensores dispostos após a beliscadura configurado para medir uma ou mais espessuras da tira lingotada; e,um controlador lógico configurado para executar instruções armazenadas para executar qualquer etapa nos métodos discutidos neste documento, tais como, por exemplo, executar automaticamente instruções armazenadas para determinar se uma espessura medida da espessura da tira lingotada é muito fina ou muito grossa tal como no presente caso.

[0038] Será apreciado que o aparelho pode incluir qualquer recurso, estrutura ou variação discutida em associação com o método exposto neste contexto ou de outra forma no presente caso, e que pode ser configurado para executar qualquer finalidade identificada. Da mesma forma, para o aparelho, o controlador lógico pode ser configurado para executar qualquer instrução armazenada para executar qualquer finalidade identificada. Como observado em outra parte neste contexto, também pode ser empregado um dispositivo de armazenamento, em comunicação com o controlador lógico, para armazenar instruções para executar qualquer função pretendida do aparelho.Por exemplo, em determinados casos, em que o controlador lógico está sendo configurado para executar automaticamente instruções armazenadas para determinar se uma espessura medida da tira lingotada é muito fina ou muito grossa. Em casos particulares, as instruções armazenadas incluem: instruções para medir automaticamente uma ou mais espessuras da tira lingotada pelo menos na proximidade da primeira borda lateral usando-se pelo menos um sensor; instruções para determinar se uma ou mais espessuras medidas próximas à primeira borda lateral da tira lingotada indicam que a tira lingotada é muito grossa ou muito fina perto da primeira borda lateral; e, instruções para diminuir automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto em estreita proximidade com a primeira borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se contraia e aumente a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, se for determinado que a tira lingotada é muito fina em estreita proximidade com a primeira borda lateral ou instruções para aumentar automaticamente a dimensão radial do anel de expansão disposto próximo à primeira borda lateral para fazer com que o tubo cilíndrico se expanda e reduza a espessura da tira lingotada durante o lingotamento, se for determinou que a tira lingotada é muito grossa muito próximo da primeira borda lateral da tira lingotada.

[0039] Adicionalmente ou separadamente, em certos casos, as instruções armazenadas para medir automaticamente uma espessura da tira lingotada em estreita proximidade com a segunda borda lateral podem incluir medir a espessura da tira lingotada em um primeiro local em relação à segunda borda lateral e medir a espessura da tira lingotada em um segundo local em relação à segunda borda lateral, sendo a segunda localização mais próxima da segunda borda lateral do que a primeira localização, onde cada uma das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais são comparadas automaticamente com as respectivas espessuras alvo para determinar se a tira lingotada próxima à segunda borda lateral é muito fina ou muito grossa. Em determinados casos, onde na comparação das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais com as respectivas espessuras alvo, uma diferença entre as espessuras medidas no primeiro e no segundo locais é determinada automaticamente para medir um perfil de espessura e onde o perfil de espessura medido é comparado a um perfil de espessura alvo para determinar se o perfil medido indica que a espessura da tira lingotada é muito fina ou muito grossa.

[0040] Adicionalmente ou separadamente, em determinados casos, as instruções armazenadas para medir automaticamente uma espessura da espessura da tira lingotada em estreita proximidade com a segunda borda lateral proporcionam que o primeiro local fique disposto de 75 a 125 mm a partir da segunda borda lateral e a segunda localização seja disposta de 0 a 50 mm a partir da segunda borda lateral na direção da largura da tira lingotada. Instruções para medir automaticamente uma espessura, conforme descrito em outras concretizações neste documento, incluindo as discutidas em associação com o método, podem ser empregadas conforme desejado.

[0041] Adicionalmente ou separadamente, de acordo com determinados casos, em que as instruções armazenadas para medir automaticamente uma espessura da tira fundida próximo à primeira borda lateral incluem medir a espessura da tira lingotada em um primeiro local em relação à primeira borda lateral e medir a espessura da tira lingotada em um segundo local em relação à primeira borda lateral, o segundo local está mais próximo da primeira borda lateral do que o primeiro local, em que cada uma das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais são comparadas automaticamente às respectivas espessuras de destino para determinar se o a tira lingotada próxima à borda lateral é muito fina ou muito grossa. Em determinados casos, onde, na comparação das espessuras medidas no primeiro e no segundo locais com as respectivas espessuras alvo, uma diferença entre as espessuras medidas no primeiro e no segundo locais é determinada automaticamente para medir um perfil de espessura, e o perfil de espessura medido é comparado a um perfil de espessura alvo para determinar se o perfil medido indica que a espessura da tira lingotada é muito fina ou muito grossa. esses primeiro e segundo locais podem ser cada um dos locais desejados, embora em certas modalidades, como as discutidas anteriormente ou de outra forma aqui, o primeiro local seja disposto de 75 a 125 mm a partir da segunda borda lateral e o segundo local seja de zero a 50 mm a partir da primeira aresta lateral na direção da largura da tira lingotada. Instruções para medir automaticamente uma espessura, conforme descrito em outras variações neste documento, incluindo as discutidas em associação com o método, podem ser empregadas conforme desejado.

[0042] Os anéis de expansão podem operar conforme desejado para expandir e contrair, tal como por meio de princípios mecânicos. Por exemplo, em determinados casos, cada um dos anéis de expansão é configurado para expandir e contrair com base nos princípios de expansão térmica, em que cada anel de expansão é configurado para expandir e contrair controlando a temperatura de cada um desses anéis.

[0043] Vários aspectos da invenção tornar-se- ão evidentes para as pessoas versadas na técnica a partir da descrição detalhada seguinte, dos desenhos e das reivindicações em anexo.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

[0044] A invenção é descrita de forma mais detalhada com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0045] A Figura 1 é uma vista lateral diagramática de um lingotador de cilindros gêmeos da presente exposição;

[0046] A Figura 2 é uma vista seccional parcial ampliada de uma parte do lingotador de cilindros gêmeos da Figura 1 que inclui um dispositivo de inspeção de tira para medir o perfil da tira;

[0047] A Figura 2A é uma vista esquemática de uma parte do lingotador de cilindros gêmeos da Figura 2;

[0048] A Figura 3A é uma vista em seção transversal longitudinal através de uma porção de um dos cilindros de lingotamento da Figura 2 com dois anéis de expansão espaçados das porções de borda da tira lingotada;

[0049] A Figura 3B é uma vista em corte transversal longitudinalmente através da porção restante do cilindro de lingotamento da Figura 3A unida na linha A-A;

[0050] A Figura 4 é uma vista extrema do cilindro de lingotamento da Figura 3A na linha 4-4, mostrada em detalhes internos parciais em tracejado;

[0051] A Figura 5 é uma vista em corte transversal do cilindro de lingotamento da Figura 3A pela linha 5-5;

[0052] A Figura 6 é uma vista em corte transversal do cilindro de lingotamento da Figura 3A pela linha 6-6;

[0053] A Figura 7 é uma vista em seção transversal dos cilindros de lingotamento da Figura 3A pela linha 7-7;

[0054] A Figura 8 é uma vista em seção transversal longitudinalmente através de uma porção de um cilindro de lingotamento com um anel de expansão espaçado das partes de borda da tira lingotada;

[0055] A Figura 9 é uma vista em seção transversal longitudinalmente através de uma parte de um cilindro de lingotamento com um anel de expansão espaçado das partes de borda da tira lingotada, o anel de expansão sendo deslocado em relação ao anel de expansão mostrado na concretização da Figura 8;

[0056] A Figura 10 é uma vista em seção transversal longitudinalmente através de uma parte de um dos cilindros de lingotamento da Figura 2 com dois anéis de expansão espaçados das partes de borda da tira lingotada e um anel de expansão correspondente às partes centrais da tira lingotada;

[0057] A Figura 11 é uma vista de topo de uma rira lingotada mostrando locais para medição da espessura da tira lingotada de acordo com concretizações particulares da invenção;

[0058] A Figura 12 é uma vista em seção transversal de um anel de expansão com passagens de água;

[0059] A Figura 13 é uma vista lateral e em seção transversal de um anel de expansão com elementos de aquecimento;

[0060] A Figura 14 é uma vista de topo de um par de cilindros de lingotamento mostrando em cada um deles um par de anéis de expansão, em que cada anel fica disposto próximo a uma borda lateral da superfície de lingotamento e uma borda lateral da tira lingotada, onde os anéis de expansão de um cilindro de lingotamento são deslocados em relação a um anel de expansão correspondente no outro cilindro de lingotamento;

[0061] A Figura 15 é um diagrama de blocos de um sistema de controle e cilindros de lingotamento;

[0062] A Figura 16 é um gráfico que mostra uma pluralidade de medições de espessura tomadas ao longo da largura de uma tira lingotada, em que uma curva polinomial foi ajustada à pluralidade de medições de espessura, de acordo com concretizações particulares da invenção; e

[0063] A Figura 17 é um fluxograma de um processo de controle.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0064] Fazendo-se referência agora às Figuras 1, 2, e 2A, encontra-se ilustrado um lingotador de cilindros gêmeos que compreende uma estrutura principal da máquina 10 que se estende a partir do piso da fábrica e suporta um par de cilindros de lingotamento contra- rotativos 12 montados em um módulo em um cassete de cilindros 11. Os cilindros de lingotamento 12 são montados no cassete de cilindros 11 para facilitar a operação e o movimento como descrito mais adiante. O cassete de cilindros 11 facilita o movimento rápido dos cilindros de lingotamento 12 prontos para vazar de uma posição de configuração para uma posição operacional de lingotamento como uma unidade no rodízio, e a remoção imediata dos cilindros de lingotamento 12 a partir da posição de lingotamento quando os cilindros de lingotamento 12 devem ser substituídos. Não é desejada qualquer configuração particular do cassete de cilindros 11, desde que ele desempenhe essa função de facilitar o movimento e o posicionamento dos cilindros de lingotamento 12, como descritos no presente caso.

[0065] O aparelho de lingotamento para lingotamento contínuo de tira de aço fino inclui o par de cilindros de lingotamento contra-rotativos 12 com superfícies de lingotamento 12A posicionadas lateralmente para formarem uma beliscadura 18 entre eles. O metal fundido é fornecido a partir de uma panela de fundição 13 através de um sistema de entrega de metal para um bocal de distribuição de metal 17 (bocal central) posicionado entre os cilindros de lingotamento 12 acima do bocal 18. O metal fundido assim distribuído forma um banho de fundição 19 de metal fundido acima da beliscadura 18 suportado nas superfícies de lingotamento 12A dos cilindros de lingotamento 12. Este banho de fundição 19 está confinado na área de fundição nas extremidades dos cilindros de lingotamento 12 por meio de um par de placas de contenção laterais ou represamentos laterais 20 (ilustrados pela linha pontilhada na Figura 2A). A superfície superior do banho de fundição 19 (geralmente chamada de nível de "menisco") pode subir acima da extremidade inferior do bocal de distribuição 17, de modo que a extremidade inferior do bocal de distribuição 17 fique mergulhada dentro do banho de fundição 19. A área de lingotamento A inclui a adição de uma atmosfera de proteção acima do banho de fundição 19 para inibir a oxidação do metal fundido na área de lingotamento.

[0066] Tipicamente, a panela de fundição 13 é de uma construção convencional suportada em uma torre rotativa 40. Para a entrega de metal, a panela de fundição 13 é posicionada sobre uma panela intermediária móvel 14 na posição de fundição para encher a panela intermediária 14 com metal fundido. A panela intermediária móvel 14 pode ser posicionada em um carro de panela intermediária 66 capaz de transferir a panela móvel 14 de uma estação de aquecimento (não ilustrada), onde a panela intermediária 14 é aquecida até perto de uma temperatura de fundição, para a posição de fundição. Uma guia de panela intermediária, tais como os trilhos 39, pode ser posicionada sob o carro de panela intermediária 66 para permitir mover a panela intermediária móvel 14 da estação de aquecimento para a posição de fundição.

[0067] A panela intermediária móvel 14 pode ser equipada com uma porta corrediça 25, acionável por um servo mecanismo, para permitir que metal fundido flua a partir da panela intermediária 14 através da porta corrediça 25, e então através de um envoltório de saída refratário 15 para uma peça de transição ou distribuidor 16 na posição de fundição. A partir do distribuidor 16, o fundido flui para o bocal de distribuição 17 posicionado entre os cilindros de lingotamento 12 acima da beliscadura 18.

[0068] Os represamentos laterais 20 podem ser feitos a partir de um material refratário tais como grafite de zircônia, alumina de grafite, nitreto de boro, zircônia de nitreto de boro ou outros compósitos adequados. Os represamentos laterais 20 são dotados de uma superfície frontal capaz de contacto físico com os cilindros de lingotamento 12 e o metal fundido no banho de fundição 19. Os represamentos laterais 20 são montados em suportes de represamentos laterais (não mostrados), que são móveis por atuadores de represamentos laterais (não mostrado), tais como um cilindro hidráulico ou pneumático, servomecanismo ou outro acionador para encaixar os represamentos laterais 20 com as extremidades dos cilindros de lingotamento 12. Além disso, os acionadores dos represamentos laterais são capazes de posicionar os represamentos laterais 20 durante a fundição. Os represamentos laterais 20 formam fechamentos das extremidades para o banho de metal fundido nos cilindros de lingotamento 12 durante a operação de lingotamento.

[0069] A Figura 1 mostra o lingotador de cilindros gêmeos produzindo a tira lingotada 21, que passa através de uma mesa guia 30 para um cavalete de cilindros puxadores 31, que compreende cilindros puxadores 31A. Ao sair do cavalete de cilindros puxadores 31, a tira lingotada fina 21 pode passar através de um laminador a quente 32, que compreende um par de cilindros operacionais 32A, e cilindros de encosto 32B, formando uma distância intercalar capaz de laminar a quente a tira lingotada 21 distribuída a partir dos cilindros de lingotamento 12, onde a tira lingotada 21 é laminada quente para reduzir a tira para uma espessura desejada, aperfeiçoar a superfície da tira e aperfeiçoar o nivelamento da tira. Os cilindros de trabalho 32A são dotados de superfícies de trabalho relacionadas ao perfil desejado da tira através dos cilindros de trabalho 32A. A tira de lingotamento laminada a quente 21 passa então para uma mesa de escoamento 33, onde pode ser resfriada por contacto com um fluido de refrigeração, tal como água, proporcionado por meio de jatos de água 90 ou outros meios adequados, e por convecção e radiação. Em qualquer caso, a tira lingotada laminada a quente 21 pode então passar através de um segundo suporte de cilindros de pressão 91 para proporcionar tensão da tira lingotada 21 e depois para uma bobina 92. A tira lingotada 21 pode ter entre cerca de 0,3 e 2,0 milímetros de espessura antes da laminação a quente.

[0070] No início da operação de lingotamento, normalmente é produzido um pequeno comprimento de tira imperfeita à medida que as condições de fundição se estabilizam. Depois que o lingotamento contínuo é estabelecido, os cilindros de lingotamento 12 são afastados um pouco e depois reunidos novamente para fazer com que esta extremidade dianteira da tira lingotada 21 se solte,formando assim uma extremidade da cabeça limpa da tira lingotada seguinte 21. O material imperfeito cai em um receptáculo de sucata 26, que é móvel em uma guia de receptáculo de sucata. O receptáculo de sucata 26 está localizado em uma posição de recebimento de sucata sob o rodízio e faz parte de um invólucro vedado 27, tal como descrito mais adiante. O invólucro 27 é tipicamente resfriado por meio de água. Nesse momento, um avental resfriado a água 28 que normalmente fica pendurado para baixo de um pivô 29 para um lado no invólucro 27 é posicionado na posição para guiar a extremidade limpa da tira lingotada 21 para a mesa de direcionamento 30 que alimenta a mesma para o cavalete de cilindros puxadores 31. O avental 28 é então recolhido de volta à sua posição de suspensão para permitir que a tira lingotada 21 fique pendurada em um laço por baixo dos cilindros de lingotamento 12 no invólucro 27 antes de passar para a mesa de direcionamento 30, onde encaixa em uma sucessão de cilindros de direcionamento.

[0071] Um recipiente de transbordamento 38 pode ser proporcionado abaixo da panela intermediária móvel 14 para receber material fundido que pode ser vazado a partir da panela de fundição 14. Como mostrado na Figura 1, o contêiner de transbordamento 38 pode ser móvel nos trilhos 39 ou outro tipo de guia, de modo que o contêiner de transbordamento 38 possa ser colocado por baixa da panela intermediária móvel 14 conforme desejado nos locais de fundição. Além disso, um contêiner de transbordamento opcional (não ilustrado) pode ser proporcionado para o distribuidor 16, adjacente ao distribuidor 16.

[0072] O invólucro vedado 27 é formado por várias seções de parede separadas que se encaixam em várias conexões de vedação para formar uma parede contínua do invólucro que permite o controle da atmosfera dentro do invólucro 27. Além disso, o receptáculo de sucata 26 pode ser capaz de fixar com o invólucro 27, de modo que o invólucro 27 seja capaz de suportar uma atmosfera de proteção imediatamente abaixo dos cilindros de lingotamento 12 na posição de lingotamento. O invólucro 27 inclui uma abertura na parte inferior do invólucro 27, parte inferior do invólucro 44, proporcionando uma saída para a sucata passar do invólucro 27 para o receptáculo da sucata 26 na posição de recebimento da sucata. A parte de invólucro inferior 44 pode se estender para baixo como uma parte do invólucro 27, sendo a abertura posicionada acima do receptáculo de sucata 26 na posição de recebimento de sucata. Conforme usado no relatório e nas reivindicações neste contexto, "vedação", "vedado", "de vedação" e "de forma vedada" em relação ao receptáculo de sucata 26, invólucro 27 e recursos relacionados podem não ser uma vedação completa, a fim de evitar vazamentos , mas normalmente é menor que uma vedação perfeita, conforme apropriado, para permitir o controle e o suporte da atmosfera dentro do gabinete 27, conforme desejado, com uma determinada quantidade de vazamento tolerável.

[0073] Uma parte de aro 45 pode envolver a abertura da parte de invólucro inferior 44 e pode ser posicionada de maneira móvel acima do receptáculo de sucata 26, capaz de encaixar e/ou fixar de forma vedante ao receptáculo de sucata 26 na posição de recebimento de sucata. A parte de aro 45 pode ser móvel entre uma posição de vedação na qual a parte de aro 45 engancha no receptáculo de sucata 26 e uma posição de folga na qual a parte de aro 45 é desenganchada do receptáculo de sucata 26. Alternativamente, o lingotador ou o receptáculo de sucata 26 pode incluir um mecanismo de elevação para elevar o receptáculo de sucata 26 no enganche de vedação com a parte de aro 45 do invólucro 27 e, em seguida, abaixar o receptáculo de sucata 26 na posição de folga. Quando vedado, o invólucro 27 e o receptáculo de sucata 26 são preenchidos com um gás desejado, tal como nitrogênio, para reduzir a quantidade de oxigênio no invólucro 27 e proporcionar uma atmosfera protetora para a tira lingotada 21.

[0074] O invólucro 27 pode incluir uma parte de colar superior 43 que suporta uma atmosfera de proteção imediatamente abaixo dos cilindros de lingotamento 12 na posição de lingotamento. Quando os cilindros de lingotamento 12 estão na posição de lingotamento, a parte de colar superior 43 é movida para a posição estendida, fechando assim o espaço entre uma parte de alojamento 53 adjacente aos cilindros de lingotamento 12, como mostrado na Figura 2 e o invólucro 27. A parte de colar superior 43 pode ser proporcionada dentro ou adjacente ao invólucro 27 e adjacente aos cilindros de lingotamento 12 e pode ser movida por meio de uma pluralidade de acionadores (não ilustrados), tais como servomecanismos, mecanismos hidráulicos, mecanismos pneumáticos e acionadores rotativos.

[0075] Os cilindros de lingotamento 12 são resfriados a água internamente, conforme descrito mais adiante, de modo que, à medida que os cilindros de lingotamento 12 são levados a girar em contra-rotação, as conchas solidificam nas superfícies de lingotamento 12A, à medida que as superfícies de lingotamento 12A entram em contato com e através do banho de fundição 19 a cada revolução dos cilindros de lingotamento 12. As cascas são unidas na beliscadura 18 entre os cilindros de lingotamento 12 para proporcionarem um produto na forma de tira lingotada fina 21 distribuída descendentemente a partir da beliscadura 18. O produto de tira lingotada fina 21 é formada a partir das conchas na beliscadura 18 entre os cilindros de lingotamento 12 e direcionada descendentemente e movida para jusante como descrito anteriormente no presente caso.

[0076] Com referência agora às Figuras 3A-10, cada cilindro de lingotamento 12 inclui um tubo cilíndrico 120 de um metal selecionado a partir do grupo que consiste em cobre e liga de cobre, opcionalmente com um revestimento de metal ou liga de metal, por exemplo, cromo ou níquel, para formar as superfícies de lingotamento 12A. Cada tubo cilíndrico 120 pode ser montado entre um par de conjuntos de pontas de eixo 121 e 122. Os conjuntos de pontas de eixo 121 e 122 são dotados de partes 127 e 128, respectivamente (ilustradas nas Figuras 4-6), que se adaptam perfeitamente dentro das extremidades do tubo cilíndrico 120 para formar o cilindro de lingotamento 12. O tubo cilíndrico 120 é, por essa razão, suportado pelas partes extremas 127 e 128 tendo partes de flange 129 e 130, respectivamente, para formar a cavidade interna 163 no mesmo e apoiar o cilindro de lingotamento montado entre as pontas de eixo 121 e 122.

[0077] A superfície cilíndrica externa de cada tubo cilíndrico 120 é uma superfície de cilindro de lingotamento 12A. A espessura radial do tubo cilíndrico 120 não pode ter maior do que 80 milímetros de espessura. A espessura do tubo 120 pode variar entre 40 e 80 milímetros de espessura ou entre 60 e 80 milímetros de espessura.

[0078] Cada tubo cilíndrico 120 é provido de uma série de passagens de fluxo de água longitudinais 126, que podem ser formadas pela perfuração de furos longos através da espessura circunferencial do tubo cilíndrico 120 a partir de uma extremidade até à outra. As extremidades dos furos são subsequentemente fechadas por meio de tampões terminais 141 fixados às partes extremas 127 e 128 dos conjuntos de pontas de eixo 121 e 122 por meio de prendedores 171. As passagens de fluxo de água 126 são formadas através da espessura do tubo cilíndrico 120 com tampões terminais 141. O número de prendedores de ponta de eixo 171 e tampões terminais 141 pode ser selecionado conforme desejado. Os tampões terminais 141 podem ser dispostos de modo a proporcionarem, com passagem de água nos conjuntos de ponta de eixo descritos mais adiante, no resfriamento de passagem única de uma extremidade à outra do cilindro de lingotamento 12 ou, alternativamente, para proporcionar resfriamento de várias passagens, onde, por exemplo, as passagens de fluxo 126 são conectadas para proporcionar três passagens de água de resfriamento através das passagens de fluxo adjacentes 126 antes de fazer retornar a água ao suprimento de água diretamente ou através da cavidade 163.

[0079] As passagens de fluxo de água 126 através da espessura do tubo cilíndrico 120 podem ser conectadas ao suprimento de água em série com a cavidade 163. As passagens de água 126 podem ser conectadas ao suprimento de água para que a água de resfriamento passe primeiro pela cavidade 163 e depois pelas passagens de suprimento de água 126 para as linhas de retorno, ou primeiro através das passagens de suprimento de água 126 e, em seguida, através da cavidade 163 para as linhas de retorno.

[0080] O tubo cilíndrico 120 pode ser provido de degraus circunferências 123 na extremidade para formar ombros 124 com a parte operacional da superfície de cilindro de lingotamento 12A do cilindro de lingotamento 12 disposta entre eles. Os ombros 124 estão dispostos de forma a encaixar nos represamentos laterais 20 e confinar o banho de fundição 19 como descrito anteriormente durante a operação de lingotamento.

[0081] Partes extremas 127 e 128 dos conjuntos de pontas de eixo 121 e 122, respectivamente, tipicamente dão encaixe de forma vedante às extremidades do tubo cilíndrico 120 e são dotados de passagens de água estendidas radialmente 135 e 136 ilustradas nas Figuras 4-6 para distribuir água para as passagens de fluxo de água 126 que se estendem através do tubo cilíndrico 120. As passagens de fluxo radial 135 e 136 são conectadas às extremidades de pelo menos algumas das passagens de fluxo de água 126, por exemplo, em disposição rosqueada, na dependência de se o resfriamento é um sistema de passagem única ou de várias passagens. As extremidades restantes das passagens de fluxo de água 126 podem ser fechadas, por exemplo, por meio de tampões extremos rosqueados 141 conforme descrito onde o resfriamento de água é compreendido por um sistema de múltiplas passagens.

[0082] Como ilustrado de forma detalhada na Figura 7, as passagens de fluxo de água 126 podem ser posicionadas em ordens anulares na espessura do tubo cilíndrico 120 seja em disposições de passagem única ou de várias passagens das passagens de fluxo de água 126, conforme desejado. As passagens de fluxo de água 126 são conectadas em uma extremidade do cilindro de lingotamento 12 por orifícios radiais 160 à galeria anular 140 e, por sua vez, passagens de fluxo radialmente 135 da parte de extremidade 127 no conjunto de ponta de eixo 121 e são conectadas na outra extremidade do cilindro de lingotamento 12 por orifícios radiais 161 à galeria anular 150 e, por sua vez, passagens de fluxo radial 136 das porções de extremidade 128 no conjunto de ponta de eixo 121. A água fornecida através de uma galeria anular, 140 ou 150, em uma extremidade do cilindro 12 pode fluir em paralelo através de todas as passagens de fluxo de água 126 em uma única passagem para a outra extremidade do cilindro 12 e sair através das passagens radiais, 135 ou 136, e a outra galeria anular, 150 ou 140, na outra extremidade do tubo cilíndrico 120. O fluxo direcional pode ser revertido por meio de conexões apropriadas da (s) linha (s) de suprimento e retorno, conforme desejado. Alternativa ou adicionalmente, passagens de fluxo de água 126 selecionadas podem ser opcionalmente conectadas ou bloqueadas em relação às passagens radiais 135 e 136 para proporcionar uma disposição de várias passagens, tais como uma disposição de três passagens.

[0083] O conjunto de ponta de eixo 122 pode ser mais longo do que o conjunto de ponta de eixo 121. Tal como se encontra ilustrado na Figura 3B, o conjunto de ponta de eixo 122 pode ser provido de dois conjuntos de orifícios de fluxo de água 133 e 134. Os orifícios de fluxo de água 133 e 134 são capazes de conexão com acoplamentos de fluxo de água giratórios 131 e 132 por meio dos quais água é distribuída para e proveniente do cilindros de lingotamento 12 axialmente através de conjunto de ponta de eixo 122. Em operação, a água de resfriamento passa proveniente de e para as passagens de fluxo de água 126 no tubo cilíndrico 120 através das passagens radiais 135 e 136 que se estendem através das partes extremas 127 e 128 dos conjuntos de ponta de eixo 121 e 122, respectivamente. O conjunto de ponta de eixo 121 está equipado com um tubo axial 137 para proporcionar comunicação fluida entre as passagens radiais 135 nas partes extremas 127 e a cavidade central dentro do cilindro de lingotamento 12. O conjunto de ponta de eixo 122 está equipado com um tubo de espaçamento axial, para separar um conduto de água central 138, em comunicação de fluido com a cavidade central 163, e a partir do conduto de fluxo de água anular 139 em comunicação de fluido com passagens radiais 136 na parte final 122 do conjunto de ponta de eixo 122. O conduto de água central 138 e o conduto de água anular 139 são capazes de proporcionar entrada e saída de água de resfriamento a partir de e para o cilindro de lingotamento 12.

[0084] Em operação, a água de resfriamento de entrada pode ser fornecida através da linha de suprimento 131 para o conduto anular 139 através dos orifícios 133, que por sua vez está em comunicação de fluido com as passagens radiais 136, galeria 150 e passagens de fluxo de água 126 e depois retornam através da galeria 140, das passagens radiais 135, tubo axial 137, cavidade central 163 e conduto de água central 138 para a linha de saída 132 através dos orifícios de fluxo de água 134. Alternativamente, o fluxo de água para, de e através do cilindro de lingotamento 12 pode estar na direção inversa, conforme desejado. Os orifícios de fluxo de água 133 e 134 podem ser conectados às linhas de suprimento e de retorno de água, de modo que a água possa fluir de e para as passagens de fluxo de água 126 no tubo cilíndrico 120 do cilindro de lingotamento 12 em qualquer direção, conforme desejado. Dependendo da direção do fluxo, a água de resfriamento flui através da cavidade 163 antes ou depois do fluxo pelas passagens de fluxo de água 126. Chama-se a atenção para o fato de que quaisquer outras variações de resfriamento podem ser utilizadas conforme desejado, tais como o resfriamento de passagem única, por exemplo.

[0085] Conforme observado anteriormente, cada tubo cilíndrico pode incluir dois ou mais anéis de expansão. De acordo com uma concretização exemplificativa ilustrada na Figura 3A, cada tubo cilíndrico 120 é proporcionado com dois anéis de expansão 210, cada um deles incluindo um revestimento isolante 350 no mesmo. Os dois anéis de expansão são espaçados e localizados em partes extremas opostas do tubo cilíndrico 120, dentro de 450 mm das partes de borda da tira lingotada formada durante a campanha de lingotamento. Essas partes de borda também são referidas no presente caso como partes de borda lateral da tira, onde a tira inclui um par de bordas laterais opostas que definem a largura da tira. A Figura 8 mostra uma vista em seção longitudinalmente através de uma parte de um cilindros de lingotamento com anel de expansão 210 com revestimento de isolamento 350 no mesmo espaçado em relação às partes de borda da tira lingotada e tendo elementos de aquecimento 370. Nesta concretização, um anel de expansão 210 fica disposto próximo a borda lateral 125 da superfície de lingotamento CS e da borda lateral de uma tira lingotada (quando lingotada na superfície de lingotamento). Particularmente, o anel de expansão 210 fica disposto de modo que uma extensão lateral (um lado interno) da largura do anel de expansão W210 esteja alinhada com a borda lateral CS da superfície de lingotamento 125 (além de estar substancialmente alinhada com o ressalto 124 formado pela borda lateral 125), onde a largura W210 se estende para fora a partir do centro do cilindro de lingotamento 12A e do tubo cilíndrico 120. Ao apreciar-se que os anéis de expansão podem ser dispostos em outros locais dentro do tubo cilíndrico 120, com referência a uma concretização exemplificativa na Figura 9, o lado interno do anel de expansão 210 é agora deslocado em direção ao centro do cilindro de lingotamento 12A ou tubo cilíndrico 120 a partir da borda lateral da superfície de lingotamento 125 por uma distância de deslocamento de D125. Por exemplo, a largura do anel de expansão é de 67 mm e a distância de deslocamento D125 é de 7 mm, embora outras distâncias possam ser utilizadas conforme desejado para se obterem espessuras apropriadas da tira lingotada.

[0086] Alternativamente, como ilustrado na Figura 10, pelo menos dois anéis de expansão 210 com revestimento isolante 350 sobre o mesmo são espaçados em partes de extremidade oposta do tubo cilíndrico 120 a 450 mm de partes de borda da tira lingotada em partes de extremidade oposta dos cilindros de lingotamento durante a campanha de lingotamento e um anel de expansão adicional 220 com revestimento isolante 330 é posicionado dentro do tubo cilíndrico 120 em uma posição correspondente às partes centrais da tira lingotada formada nas superfícies de lingotamento durante o lingotamento.

[0087] Em qualquer concretização, cada anel de expansão pode ter uma dimensão anular situada entre 50 e 150 mm; (por exemplo, 70 mm). Da mesma forma, o anel ou anéis de expansão com um revestimento isolante sobre eles posicionado em correspondência às partes centrais da tira lingotada formada durante o lingotamento podem ter uma dimensão anular situada entre 50 e 150 mm; (por exemplo, 70 mm). Cada anel de expansão pode ter uma largura de até 200 mm (por exemplo, 83,5 mm).

[0088] A deformação da coroa das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento pode ser controlada automaticamente, controlando-se assim automaticamente a espessura próxima à borda lateral da tira lingotada. Isso é alcançado através da regulação automática da dimensão radial de pelo menos um anel de expansão localizado dentro do tubo cilíndrico. Muito embora o anel de expansão possa se expandir da maneira desejada, em casos particulares, a dimensão radial de qualquer anel de expansão pode ser controlada pela regulação automática da temperatura do anel de expansão. Por sua vez, o perfil de espessura próximo a cada borda lateral da tira lingotada pode ser controlado mantendo-se ou alterando-se o raio do anel de expansão e, por sua vez, a coroa das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento. Esse perfil de espessura também é chamado de "queda de borda". Uma queda mínima da borda é frequentemente direcionada, de modo que a espessura da faixa mais próxima da borda lateral da largura não seja muito fina. Essa espessura também é chamada de “espessura da borda lateral”. Além de gerar uma espessura da borda lateral abaixo da espessura desejada, uma espessura da borda lateral muito fina gera ondas ao longo da borda lateral (onde a espessura da borda lateral é ondulada). A queda da borda pode ser determinada medindo-se a espessura em dois ou mais locais na largura em relação à borda lateral, onde os valores medidos são comparados a qualquer representação de um perfil de espessura alvo para determinar se é necessário algum ajuste no diâmetro do cilindro para alcançar a espessuras da tira desejada. Em concretizações particulares, duas medições da espessura da tira são realizadas perto de uma borda lateral, sendo o primeiro local de medição localizado mais distante da borda lateral correspondente, enquanto o segundo local de medição está localizado mais próximo da borda lateral correspondente. Entende-se que cada primeiro e segundo locais podem estar localizados em qualquer posição desejada. Por exemplo, com referência à Figura 11 e tira lingotada 21, em certas concretizações a primeira localização P1 está disposta a uma distância DP1 de 75 a 125 mm a partir da borda lateral correspondente 22 e a segunda localização P2 está disposta a uma distância DP2 de 0 a 50 mm a partir da mesma borda lateral 22 na direção da largura da tira fundida W21. A queda da borda é determinada subtraindo-se a espessura T2 medida na segunda localização P2 da espessura T1 medida na primeira localização P1, que pode ser expressa como: T1 - T2 = queda da borda. Entende-se que a queda da borda alvo pode ser zero (0) (onde T1 = T2) ou pode ser positiva (ou seja, onde T1 > T2). Por exemplo, onde uma queda de borda positiva é direcionada, a queda de borda positiva é de 50 a 100 micrômetros (mm); no entanto, outros valores são considerados acima ou abaixo deste exemplo estabelecido.

[0089] Uma vez que a espessura circunferencial do tubo cilíndrico é proporcionada suficientemente fina, com uma espessura não superior a 80 mm, por exemplo, a coroa das superfícies de lingotamento pode ser deformada em resposta a alterações na dimensão radial dos anéis de expansão. Para alcançar essa deformação, cada anel de expansão é adaptado para alterar a dimensão radial, fazendo com que o tubo cilíndrico se expanda ou contraia e, assim, altere a coroa das superfícies de lingotamento e o perfil de espessura da tira lingotada durante o lingotamento. Na concretização exemplificativa ilustrada na Figura 10, isso é alcançado controlando-se a temperatura do anel de expansão, em que um fio de energia 222 e um fio de controle 224 se estendem a partir do anel deslizante 240 para cada anel de expansão. O fio de energia 222 fornece energia elétrica ao anel de expansão. O fio de controle 224 proporciona a realimentação de temperatura que é então usada para controlar a energia do anel de expansão. Conforme mostrado na Figura 12, cada anel de expansão 210 pode ter passagens de água 340 nas quais a água pode fluir. O fluxo de água pode ser controlado pelo controlador lógico 72 para regular a expansão dos anéis de expansão.

[0090] Tal como observado anteriormente, cada anel de expansão pode ser aquecido eletricamente para aumentar sua dimensão radial. Com referência à concretização exemplificava ilustrada na Figura 13, cada anel de expansão tem pelo menos um elemento de aquecimento posicionado como desejado para aquecer efetivamente o anel. O anel de expansão 300 possui o elemento de aquecimento 310 no lado direito e o elemento de aquecimento 320 no lado esquerdo para esse fim. Cada anel de expansão pode proporcionar uma entrada de aquecimento de até 30 kW; de preferência, de pelo menos 3 kW. A força gerada a partir do aumento da dimensão radial será aplicada no tubo cilíndrico, fazendo com que o tubo cilíndrico se expanda alterando a coroa das superfícies de lingotamento e o perfil de espessura da tira lingotada.

[0091] Para se alcançar um perfil de espessura desejado por controle da dimensão radial dos anéis de expansão e controle da velocidade de lingotamento, um sensor de perfil de espessura de tira 71 pode ser posicionado a jusante para detectar o perfil de espessura da tira lingotada 21, como ilustrado nas Figuras 2 e 2A. O sensor de espessura da tira 71 é proporcionado tipicamente entre a beliscadura 18 e os cilindros de aperto 31A para proporcionar controle direto do cilindro de lingotamento 12. O sensor pode ser um medidor de raios-X ou outro dispositivo adequado capaz de medir diretamente o perfil de espessura através da largura da tira periodicamente ou continuamente. Chama-se a atenção para o fato de que, em vez de ter um sensor de perfil, vários sensores podem ser empregados para se medir a espessura da tira em diferentes locais correspondentes ao longo da largura da tira. Por exemplo, em casos particulares, uma pluralidade de sensores do tipo sem contacto são dispostos através da tira lingotada 21 na mesa de cilindros 30 e a combinação de medições de espessura da pluralidade de posições através da tira lingotada 21 é processada por meio de um controlador lógico 72 para determinar o perfil de espessura da tira periodicamente ou continuamente. O perfil de espessura da tira lingotada 21 pode ser determinado a partir desses dados periodicamente ou continuamente, conforme desejado. O controlador lógico 72 pode ser um controlador lógico dedicado ou um computador de uso geral com programação apropriada.

[0092] A dimensão radial de cada anel de expansão pode ser controlada independentemente da dimensão radial do outro anel ou anéis de expansão. A dimensão radial de cada anel de expansão com um revestimento isolante no interior e adjacente às bordas da tira dos cilindros de lingotamento pode ser controlada independentemente uma da outra. Além disso, a dimensão radial dos anéis de expansão dentro e adjacentes às bordas da tira dos cilindros de lingotamento pode ser controlada independentemente do anel de expansão ou anéis com revestimento isolante correspondente às partes centrais da tira lingotada. O sensor 71 gera sinais indicativos do perfil de espessura da tira fundida. A dimensão radial de cada anel de expansão com um revestimento isolante é controlada de acordo com os sinais gerados pelo sensor, que por sua vez controla a coroa do cilindro das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento durante a campanha de lingotamento.

[0093] Além disso, o acionamento do cilindro de lingotamento pode ser controlado para variar a velocidade de rotação dos cilindros de lingotamento, enquanto também se faz variar a dimensão radial do anel de expansão em resposta aos sinais elétricos recebidos a partir do sensor 71 que controla, por sua vez, a coroa do cilindro das superfícies de lingotamento dos cilindros de lingotamento durante a campanha de lingotamento.

[0094] O uso de um revestimento isolante é de utilidade para controlar a transferência de calor do anel de expansão para o cilindro de lingotamento. Em particular, o calor transferido dos anéis de expansão para os cilindro de lingotamento durante um lingotamento é mínimo com o revestimento isolante disposto nos mesmos. Além disso, os anéis de expansão, incluindo o revestimento isolante, podem ser aquecidos mais rapidamente do que aqueles sem esse revestimento, o que também permite que um anel de expansão atinja uma temperatura eficaz alta. Em determinados casos, um revestimento isolante de pelo menos, por exemplo, 0,025 mm (0,010 polegada) de espessura é desejado para se controlar ou eliminar a transferência de calor do anel de expansão para o cilindro de lingotamento. Embora qualquer material isolante adequado para a finalidade pretendida para uso nos anéis de expansão possa ser empregado, em determinados casos, o revestimento isolante compreende 8% de zircônia estabilizada com ítrio, que pode ou não ser pulverizado por plasma na parte externa de um anel de expansão. Entende-se que o revestimento isolante pode ter uma espessura mínima de pelo menos 0,025 mm. (0,010 de polegada).

[0095] Em cada uma dessas concretizações do método e aparelho, os anéis de expansão também podem ser dotados de passagens de água para permitir o fluxo de água através das passagens nos anéis e regular o fluxo de água através dessas passagens. O fluxo de água é regulado pelo controlador lógico 72 para aumentar ou diminuir o diâmetro dos anéis de expansão e, por sua vez, o tubo cilíndrico, conforme desejado, e controlar a forma dos cilindros de lingotamento durante uma campanha.

[0096] Com referência a uma concretização exemplificativa na Figura 14, dois anéis de expansão 210 são dispostos em cada tubo cilíndrico para cada um dos pares de cilindros de lingotamento dispostos próximos a uma borda lateral 125 de cada superfície de lingotamento CS de cilindro de lingotamento, embora anéis de expansão adicionais possam ser empregados em outros locais em outras variações. Como observado anteriormente, muito embora cada anel de expansão em um cilindro de lingotamento possa ser disposto em uma localização axial substancialmente idêntica em relação a um anel de expansão correspondente no outro cilindro de lingotamento de um par de cilindros de lingotamento em relação aos anéis de expansão dispostos em estreita proximidade com as bordas laterais de uma tira lingotada ou de uma superfície lingotada, no exemplo mostrado, o par de anéis de lingotamento em um cilindro de lingotamento é disposto em um local axial diferente em relação a um anel de expansão correspondente no outro cilindro de lingotamento para oferecer mais flexibilidade no controle da espessura da tira lingotada. Esta diferença entre os anéis de expansão correspondentes 210 em diferentes cilindros de lingotamento 21A é designada como distância de deslocamento 210D. Neste caso específico, dois anéis de expansão dispostos em um cilindro de lingotamento 12A (ou tubo cilíndrico 120) mais perto de um centro (ou linha central) do cilindro ou tubo do que os dois anéis de expansão dispostos no outro rolo ou tubo. Enquanto os anéis de expansão 210 em cada rolo de fundição 12A são dispostos simetricamente dentro de cada cilindro de lingotamento correspondente 12A, em outras variações, disposições assimétricas podem ser empregadas dentro de cada cilindro de lingotamento, o que pode ou não proporcionar uma diferença entre as compensações (210D) entre as bordas laterais correspondentes (125).

[0097] O controle da espessura da borda em relação à espessura da tira lingotada pode ser alcançado de acordo com um aspecto da presente invenção. Com referência às Figuras 15-17, as medições de espessura MT são realizadas substancialmente ao longo de uma linha que se estende diretamente através da largura da tira lingotada W21 em uma direção perpendicular à direção de lingotamento (ou seja, medições são realizadas em uma linha perpendicular à direção longitudinal da tira) na etapa 402 e enviadas ao controlador lógico 72. Na concretização ilustrada, as medições de espessura MT se estendem através da largura substancial W21 da tira. De acordo com determinadas modalidades dos métodos descritos no presente caso, uma pluralidade de medições de espessura MT pode ser representada como um gráfico de espessura versus largura em associação com cada local na largura em que a medição foi realizada através da largura da tira W21, como na Figura 16. Como foi observado em outra parte deste documento, uma ou mais medições de espessura só podem ser realizadas em estreita proximidade com a borda da tira ou ao longo de uma parte maior do que na borda da tira, tal como ao longo de metade da largura W21, ou seja, até uma linha central na largura CL da largura da tira W21 ou para a largura total substancial W21, como ilustrado exemplificativamente. Entende-se que as medições podem ser realizadas em intervalos constantes ou aleatórios (espaçamentos). Para qualquer série de medições de espessura tomadas ao longo da largura da tira lingotada, o controlador lógico 72 executa uma curva polinomial ajustada na etapa 404, tal como por meio de regressão, para chegar a uma curva polinomial P que melhor se ajusta à pluralidade de medições MT. As medições podem ser atualizadas periodicamente ou continuamente e o controlador lógico 72 é configurado para ajustar uma nova curva às medições atualizadas. Na concretização mostrada, a curva polinomial é uma parábola e descreve uma tira lingotada com uma espessura convexa, onde a espessura central é maior e pela qual a espessura diminui gradualmente em direção às bordas laterais 22. Para uma tira de espessura constante, as espessuras medidas e ajuste de curva serão lineares.

[0098] Depois que uma curva é ajustada às espessuras medidas e seus locais ao longo da largura da tira, uma espessura da borda alvo é calculada com base na curva na etapa 406. A espessura da borda alvo pode compreender uma extrapolação da curva polinomial ou uma extrapolação da curva polinomial com um deslocamento positivo ou negativo adicionado. A espessura medida de cada borda é comparada com a espessura da borda de destino para cada borda (que pode ser a mesma) e uma espessura delta é determinada como uma diferença entre a espessura da borda medida e a espessura da borda de destino na etapa 408. As medições podem ser atualizadas periodicamente ou continuamente e a espessura delta recalculada de acordo. Dessa maneira, a espessura da borda pode ser controlada dinamicamente em relação a um perfil geral da tira de metal à medida que ela é lingotada, em vez de ter uma espessura alvo estática.

[0099] O processo exposto retro também pode ser realizado para cada uma de uma ou mais espessuras medidas capazes de serem alteradas por meio de um anel de expansão. Esses locais na largura que podem ser afetados por um anel de expansão estão pelo menos localizados em ou próximos a qualquer local em largura de um anel de expansão, onde esse local pode ser qualquer local de um anel de expansão considerado no presente caso, incluindo, sem limitação, o local em largura de qualquer anel de expansão mostrado nas Figuras 3A, 8, 9. Pode ser que uma espessura medida disposta entre um par de anéis de expansão possa ser afetada pela expansão ou contração do par de anéis de expansão; portanto, é o efeito de um ou mais anéis de expansão (múltiplos) que deve ser considerado. Se a espessura medida se desviar da espessura de ajuste da curva no mesmo local em largura, um anel de expansão correspondente será expandido ou contraído conforme necessário para alterar a espessura medida de forma a corresponder à espessura de ajuste da curva. Com referência à Figura 15, a espessura medida MT* está localizada ao longo da largura da tira W21 em um local que estava próximo ou a um anel de expansão correspondente 210 (mostrado em linhas imaginárias tracejadas) durante a sua formação e, em comparação com a curva de ajuste P, é determinado um desvio D (variação). Depois disso, o diâmetro externo do anel de expansão correspondente é alterado para reduzir ou eliminar o desvio D para a formação subsequente da tira. Um anel de expansão correspondente é aquele que está localizado ou suficientemente próximo ou próximo do local medido ao longo da largura da tira, uma vez que corresponde à sua localização ao longo do cilindro de lingotamento. Essa "correção" de uma espessura medida pode ser realizada em relação a uma espessura medida intimamente associada a qualquer anel de expansão - esteja esse anel de expansão localizado ou próximo a uma borda lateral da tira ou mais centralmente em toda a largura da tira. Obviamente, outras variações podem ser executadas de acordo com esta exposição.

[00100] Os diâmetros dos anéis de expansão são controlados mediante controle da temperatura de cada anel de expansão. O controle de temperatura pode ser alcançado com aquecimento elétrico e resfriamento por água. Por exemplo, para controle da espessura da borda, a espessura delta pode ser usada para determinar uma temperatura alvo para o anel de expansão correspondente na etapa 410. Por exemplo, a espessura delta pode ser integrada ao longo do tempo para gerar uma temperatura alvo. Os sensores de temperatura do anel de expansão medem a temperatura do anel de expansão na etapa 412 e proporcionam sinais indicativos dessa temperatura para o controlador lógico 72. O controlador lógico 72 determina uma temperatura delta entre a temperatura alvo e a temperatura medida na etapa 414, e faz com que a energia do elemento de aquecimento 370 do anel de expansão seja aumentada ou diminuída para reduzir a temperatura delta na etapa 416. Por exemplo, o controlador lógico 72 pode ser acoplado a um controlador de energia 73, que regula a energia para o elemento de aquecimento 370. O controlador de energia 73 pode compreender um ou mais retificadores controlados por silício (SCR). À medida que o anel de expansão se expande (estreitando a espessura) ou se contrai (aumentando a espessura), o controlador lógico 72 atualiza os cálculos da espessura delta e os cálculos da temperatura alvo. Esse processo pode ser executado continuamente ou periodicamente de forma iterativa.

[00101] Muito embora princípios e modalidades de operação fossem expostos e ilustrados com relação a concretizações particulares, deve ser compreendido, não obstante, que a invenção pode ser praticada de outra forma que não aquela especificamente explicada e ilustrada sem se afastar de seu espírito ou escopo.

Claims (20)

1. Sistema de controle de cilindro de lingotamento com controle de circunferencial ajustável para o uso em um lingotador de cilindros gêmeos para produzir metal em tira lingotada, caracterizado pelo fato de que compreende: um cilindro de lingotamento (12) que inclui uma superfície de lingotamento (12A) formada por um tubo cilíndrico (120); um controlador lógico (72); um primeiro anel de expansão (210) disposto dentro do tubo cilíndrico (120) dentro de 450mm de uma borda da superfície de lingotamento (12A), o primeiro anel de expansão (210) tendo pelo menos um elemento de aquecimento (370) e pelo menos um sensor de temperatura adaptado para proporcionar sinais indicativos da temperatura de anel de expansão, o pelo menos um sensor de temperatura sendo acoplado ao controlador lógico (72), o primeiro anel de expansão sendo formado por um material que expande um diâmetro externo do primeiro anel de expansão (210) quando aquecido pelo pelo menos um elemento de aquecimento (370), expandindo desse modo um diâmetro externo da superfície de lingotamento (12A) correspondente a uma localização do primeiro anel de expansão (210); e uma pluralidade de sensores de espessura de tira adaptados para proporcionar sinais de saída indicativos de uma espessura de uma tira lingotada capazes de serem dispostos para fazer medições de espessura ao longo de uma largura de uma tira lingotada em uma linha substancialmente perpendicular a uma direção de lingotamento incluindo uma espessura de borda e sendo acoplados ao controlador lógico (72); em que o controlador lógico (72) é configurado com instruções armazenadas na memória não volátil para receber medições de espessura dos sensores de espessura de tira e medições de temperatura do pelo menos um sensor de temperatura, ajustar uma curva às medições de espessura, determinar uma espessura de borda alvo da tira lingotada com base na curva, determinar uma espessura delta como uma diferença entre a espessura de borda medida e a espessura de borda alvo e fazer com que uma quantidade de energia aplicada aos elementos de aquecimento (370) seja ajustada para reduzir a espessura delta.

2. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a curva ajustada às medições de espessura é uma função polinomial que define uma parábola.

3. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura de borda alvo é determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura.

4. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura da borda alvo é determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura com um deslocamento positivo ou negativo adicionado.

5. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador de energia (73) acoplado entre o controlador lógico (72) e o pelo menos um elemento de aquecimento, em que o controlador de energia (73) aumenta e diminui uma quantidade de energia que é aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento em resposta a um sinal proveniente do controlador lógico (72).

6. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador lógico (72) está configurado para atualizar periodicamente a curva ajustada às medições de espessura com base em novas medições, e atualizar periodicamente a espessura de borda alvo com base na curva atualizada.

7. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador lógico (72) está configurado para atualizar continuamente a curva ajustada às medições de espessura com base em novas medições, e atualizar continuamente a espessura de borda alvo com base na curva atualizada.

8. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador lógico (72) é configurado com instruções armazenadas na memória não volátil para fazer com que uma quantidade de energia aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento (370) seja ajustada determinando uma temperatura alvo do primeiro anel de expansão (210) com base na espessura delta, medindo a temperatura do primeiro anel de expansão (210), determinando uma temperatura delta como uma diferença entre a temperatura medida e a temperatura alvo, e fazendo com que uma quantidade de energia aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento (370) seja ajustada para reduzir a temperatura delta.

9. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo anel de expansão (210) disposto dentro de 450mm de uma borda da superfície de lingotamento oposta ao primeiro anel de expansão (210) e controlado de uma maneira semelhante.

10. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro anel de expansão (210) é disposto para dentro a partir da borda da superfície de lingotamento.

11. Sistema de controle de cilindro de lingotamento com controle de circunferencial ajustável para o uso em um lingotador de cilindros gêmeos para produzir metal em tira lingotada, caracterizado pelo fato de que compreende: um cilindro de lingotamento (12) que inclui uma superfície de lingotamento (12a) formada por um tubo cilíndrico (120); um controlador lógico (72); um primeiro anel de expansão (210) disposto dentro do tubo cilíndrico (120) e sob um degrau que forma um ombro da superfície de lingotamento (12A), o primeiro anel de expansão (210) tendo pelo menos um elemento de aquecimento (370) e pelo menos um sensor de temperatura adaptado para proporcionar sinais indicativos da temperatura de anel de expansão, o pelo menos um sensor de temperatura sendo acoplado ao controlador lógico (72), o primeiro anel de expansão sendo formado por um material que expande um diâmetro externo do primeiro anel de expansão (210) quando aquecido pelo pelo menos um elemento de aquecimento (370), expandindo desse modo um diâmetro externo da superfície de lingotamento (12A) correspondente a uma localização do primeiro anel de expansão (210); e uma pluralidade de sensores de espessura de tira adaptados para proporcionar sinais de saída indicativos de uma espessura de uma tira lingotada capazes de serem dispostos para fazer medições de espessura ao longo de uma largura de uma tira lingotada em uma linha substancialmente perpendicular a uma direção de lingotamento incluindo uma espessura de borda e sendo acoplados ao controlador lógico (72); em que o controlador lógico (72) é configurado com instruções armazenadas na memória não volátil para receber medições de espessura dos sensores de espessura de tira e medições de temperatura do pelo menos um sensor de temperatura, ajustar uma curva às medições de espessura, determinar uma espessura de borda alvo da tira lingotada com base na curva, determinar uma espessura delta como uma diferença entre a espessura de borda medida e a espessura de borda alvo e fazer com que uma quantidade de energia aplicada aos elementos de aquecimento (370) seja ajustada para reduzir a espessura delta.

12. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a curva ajustada às medições de espessura é uma função polinomial que define uma parábola.

13. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a espessura de borda alvo é determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura.

14. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a espessura da borda alvo é determinada como uma extrapolação da curva ajustada às medições de espessura com um deslocamento positivo ou negativo adicionado.

15. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador de energia (73) acoplado entre o controlador lógico (72) e o pelo menos um elemento de aquecimento, em que o controlador de energia (73) aumenta e diminui uma quantidade de energia que é aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento em resposta a um sinal proveniente do controlador lógico (72).

16. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o controlador lógico (72) está configurado para atualizar periodicamente a curva ajustada às medições de espessura com base em novas medições, e atualizar periodicamente a espessura de borda alvo com base na curva atualizada.

17. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o controlador lógico (72) está configurado para atualizar continuamente a curva ajustada às medições de espessura com base em novas medições, e atualizar continuamente a espessura de borda alvo com base na curva atualizada.

18. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o controlador lógico (72) é configurado com instruções armazenadas na memória não volátil para fazer com que uma quantidade de energia aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento (370) seja ajustada determinando uma temperatura alvo do primeiro anel de expansão (210) com base na espessura delta, medindo a temperatura do primeiro anel de expansão (210), determinando uma temperatura delta como uma diferença entre a temperatura medida e a temperatura alvo, e fazendo com que uma quantidade de energia aplicada ao pelo menos um elemento de aquecimento (370) seja ajustada para reduzir a temperatura delta.

19. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo anel de expansão (210) disposto sob um degrau oposto ao primeiro anel de expansão (210) e controlado de uma maneira semelhante.

20. Sistema de controle de cilindros de lingotamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro anel de expansão (210) é disposto para dentro a partir da borda da superfície de lingotamento.