BR112020018996A2 - Lingoteira para fundição contínua de metal, sistema para detecção de ruptura em um sistema de fundição e método para detecção de ruptura em uma planta de fundição - Google Patents

Abstract

é divulgado uma lingoteira de fundição contínua (12) para metais, do tipo feito de um conjunto de placas de metal (22) montadas contra dispositivos de resfriamento (14) configuradas para permitir resfriamento das placas de metal (22) pela circulação de um refrigerante líquido. referida lingoteira compreende uma fibra ótica com um diâmetro maior que 1,6 mm, tendo uma pluralidade de filtros de gradeamento de bragg de fibra e estendendo em uma parede de pelo menos uma das referidas placas (22) em uma direção que não é paralela ao eixo de fundição da lingoteira (12).

Description

LINGOTEIRA PARA FUNDIÇÃO CONTÍNUA DE METAL, SISTEMA PARA DETECÇÃO DE RUPTURA EM UM SISTEMA DE FUNDIÇÃO E MÉTODO PARA DETECÇÃO DE RUPTURA EM UMA PLANTA DE FUNDIÇÃO

[001] A invenção refere-se a uma planta de fundição contínua de metal. Mais particularmente, a invenção refere-se a uma lingoteira para fundição contínua de metal. De acordo com outros aspectos da mesma, a invenção se refere a um sistema e método para detectar ruptura em uma planta de fundição contínua de metal.

[002] Uma planta de fundição contínua de metal, por exemplo uma planta de fundição de aço contínua, é geralmente constituída por uma lingoteira para a qual um metal líquido é derramado de modo a solidificá-lo em uma forma apropriada. Pode ser uma lingoteira sem fundo, caso em que o metal resfria formando uma chapa. Para resfriar o metal líquido, as paredes da lingoteira são fixadas a dispositivos de resfriamento, por exemplo, do tipo resfriamento a líquido. A lingoteira e os dispositivos de resfriamento são dimensionados de acordo com a vazão do metal de tal forma que a chapa, ao sair da lingoteira, tenha uma superfície externa solidificada com espessura suficientemente grande para reter o metal que ainda está líquido no núcleo da chapa.

[003] À medida que o metal líquido flui na lingoteira, é possível que o metal adira às paredes da lingoteira; isso não é desejado e pode ter consequências significativas para a produção da planta. Isso causa, em particular, o conhecido fenômeno de ruptura. A colagem do metal à parede cria uma região na chapa em que o metal não solidifica adequadamente, de forma que a chapa sai da lingoteira com uma superfície externa insuficientemente espessa nesta região. Como resultado, ele rasga e permite que o metal que ainda está líquido no núcleo da chapa escorra. Além da perda de rendimento, o metal líquido, que, portanto, está em uma temperatura muito elevada, pode danificar a planta ou mesmo constituir um risco para os operadores da planta. Portanto, é necessário detectar essas rupturas o mais rápido possível para que seja possível tomar medidas preventivas, por exemplo, para diminuir a taxa de extração da chapa, parar temporariamente a planta ou qualquer outra medida corretiva.

[004] Um método para detectar se o metal está aderindo às paredes da lingoteira, o que é um sinal de uma ruptura iminente, é conhecido da técnica anterior. Baseia-se na medição da temperatura das paredes da lingoteira em diferentes pontos. Especificamente, foi observado que as paredes têm um perfil de temperatura particular quando o metal adere a elas. Um meio conhecido de medição desta temperatura consiste na instalação de termopares regularmente distribuídos nas paredes da lingoteira de forma a poder detectar o mais cedo possível qualquer anomalia de temperatura.

[005] Este método de detecção é vantajoso, mas apresenta uma série de problemas. Especificamente, para poder medir a temperatura das paredes em um número máximo de posições, é necessário instalar um grande número de termopares. Isso não apenas aumenta o custo de fabricação da lingoteira, mas também torna complexa a conexão elétrica dos termopares. Além disso, os termopares nem sempre permitem uma medição precisa e confiável da temperatura das paredes, podendo gerar um número insatisfatório de falsos alarmes, ou seja, alarmes que sinalizam uma ruptura iminente quando este não é o caso.

[006] Um outro problema está relacionado com a configuração da lingoteira, a qual é normalmente formada por um conjunto de placas de metal apoiadas em dispositivos de resfriamento configurados para permitir o resfriamento das placas de metal por meio da circulação de um refrigerante. Para chegar às regiões da lingoteira em que a temperatura deve ser medida, é necessário passar por esse dispositivo de resfriamento e, portanto, pela água circulante. Isso causa mais problemas de vedação e fiação.

[007] Um problema adicional que é encontrado com lingoteiras da técnica anterior fornecidas com dispositivos de medição está também ligado à acessibilidade muito limitada da lingoteira, e, em particular, as paredes da mesma, enquanto está sendo usada. Seria particularmente vantajoso dispor de uma lingoteira na qual o dispositivo de medição de temperatura pudesse, em caso de avaria, ser substituído sem que fosse necessário desmontar toda a planta.

[008] O documento WO-A1-2017/032488 divulga uma lingoteira para fundição contínua de metal. A lingoteira é formada por um conjunto de quatro placas de cobre 10, pelo menos uma dessas placas tendo uma pluralidade de dutos 12 que recebem cada uma fibra ótica 20. Permitem medir a temperatura do metal sendo fundido na lingoteira, o documento citando em particular o método de “Grade de Bragg de Fibra”. Na modalidade ilustrada na Figura 1c, as fibras óticas 20 se estendem perpendicularmente à direção de fundição do metal. No entanto, os dutos divulgados nesse documento têm um diâmetro entre 0,3 e 1,2 mm e nunca têm um diâmetro superior a 1,2 mm.

[009] É um objetivo da invenção melhorar a detecção de ruptura, remediando as desvantagens apresentadas acima.

[0010] Para este fim, a invenção fornece uma lingoteira para fundição contínua de metal, do tipo formada por um conjunto de placas de metal apoiadas em dispositivos de resfriamento configurados para permitir o resfriamento das placas de metal pela circulação de um refrigerante, compreendendo uma fibra ótica, tendo uma pluralidade de filtros de Bragg, estendendo em uma parede de pelo menos uma das referidas placas, a fibra ótica estendendo em uma direção que não é paralela ao eixo de fundição da lingoteira, em que a fibra ótica tem um diâmetro maior que 1,6 mm. O diâmetro da fibra ótica leva em consideração a presença opcional de um revestimento, de uma cobertura, de um tubo ou de uma combinação dos mesmos (por exemplo, o núcleo pode ser fornecido com uma cobertura fina, ele próprio inserido em um tubo, ele próprio fornecido com um revestimento). Em outras palavras, o diâmetro da fibra ótica é o diâmetro do conjunto feito pelo núcleo, a cobertura e, conforme o caso, o revestimento ou o tubo ou uma combinação dos mesmos.

[0011] Assim, os termopares da técnica anterior são substituídos por uma fibra ótica que compreende filtros de Bragg. Estas últimas possibilitam, por meio da emissão de um feixe de luz através da fibra e da detecção do feixe refletido e/ou transmitido, medir a temperatura na parede de cada um dos filtros. Deve ser entendido que a fibra ótica ocupa menos espaço do que os termopares e é muito mais fácil de encaixar. Além disso, a medição da temperatura em virtude dos filtros de Bragg é mais precisa do que a obtida com os termopares, e assim o número de alarmes falsos é reduzido.

[0012] Além disso, através do fornecimento da fibra ótica com um diâmetro suficientemente grande, é muito mais fácil de fabricar a lingoteira, mais particularmente, para preparar um duto na parede em que a fibra ótica é inserida. Isso ocorre porque é industrialmente difícil furar com precisão um duto muito longo com um diâmetro pequeno. O diâmetro do duto deve ser aproximadamente igual ao da fibra ótica, para que não haja dúvidas quanto à posição real da fibra no duto, o que tornaria a medição da temperatura imprecisa. Com o aumento do diâmetro da fibra ótica, é possível aumentar o diâmetro do duto e, assim, facilitar seu preparo.

[0013] Vantajosamente, a fibra ótica é fornecida com um revestimento ou com um tubo.

[0014] É assim possível aumentar facilmente o diâmetro da fibra ótica, se necessário.

[0015] Vantajosamente, a fibra ótica tem um diâmetro maior do que ou igual a 2 mm, de preferência maior do que ou igual a 2,5 mm, preferencialmente igual a 3 mm.

[0016] Vantajosamente, a direção exibe um ângulo de entre 75° e 105° com o eixo de fundição.

[0017] Vantajosamente, a lingoteira tem uma seção transversal quadrada ou retangular.

[0018] A planta torna, assim, possível a produção de uma chapa de metal com uma seção quadrada ou retangular, isso geralmente sendo conveniente para a utilização posterior que é feita da chapa.

[0019] De preferência, a lingoteira compreende fibras óticas em, pelo menos, duas placas mutuamente opostas, de preferência, em quatro placas.

[0020] Vantajosamente, a lingoteira é feita de cobre ou de uma liga de cobre.

[0021] A lingoteira é, assim, feita de um material altamente condutor térmico. Isso facilita as trocas de calor entre os dispositivos de resfriamento e o metal que passa pela lingoteira.

[0022] Vantajosamente, a fibra ótica é instalada nua na lingoteira.

[0023] De acordo com uma variante de modalidade, a fibra ótica é fornecida com um revestimento.

[0024] De acordo com uma outra variante de modalidade, a fibra ótica é inserida em um tubo estendendo em uma parede de pelo menos uma das referidas placas.

[0025] Deste modo, é possível variar o diâmetro da fibra ótica em virtude da presença ou ausência de um revestimento ou de um tubo. Isso permite mais liberdade no dimensionamento do duto na parede da placa da lingoteira e,

assim, facilita a sua criação.

[0026] Vantajosamente, a lingoteira compreende fibras óticas em, pelo menos, duas placas mutuamente opostas, de preferência, em quatro placas.

[0027] Isso melhora a medição da temperatura nas paredes da lingoteira, tornando possível tornar a detecção de ruptura mais confiável.

[0028] De acordo com uma variante de modalidade, a lingoteira compreende uma única fibra ótica.

[0029] A lingoteira é assim fácil de produzir e tem um custo de fabricação modesto.

[0030] Vantajosamente, a fibra ótica tem pelo menos dez filtros de Bragg por metro, de preferência pelo menos vinte filtros de Bragg por metro, preferencialmente pelo menos trinta filtros de Bragg por metro, e ainda mais preferencialmente pelo menos quarenta filtros de Bragg por metro.

[0031] É, portanto, possível medir a temperatura nas paredes da lingoteira para um grande número de pontos, ajudando assim a fazer a detecção de ruptura mais confiável.

[0032] Vantajosamente, a lingoteira compreende pelo menos duas fibras óticas estendendo paralelamente uma à outra e são de preferência afastadas entre si por entre 10 e 25 centímetros, mais preferencialmente espaçadas por entre 15 e 22 centímetros.

[0033] É, portanto, possível medir a temperatura das paredes da lingoteira em duas alturas diferentes da lingoteira. Isso é particularmente eficaz, pois torna possível monitorar melhor a propagação do fenômeno de degola ao longo da lingoteira e, portanto, determinar melhor se é provável que ocorra uma ruptura.

[0034] A invenção também fornece uma lingoteira para fundição contínua de metal, do tipo formado por um conjunto de placas de metal apoiadas em dispositivos de resfriamento configurados para permitir o resfriamento das placas de metal pela circulação de um refrigerante, que possui pelo menos um duto estendendo em uma direção que não é paralela a um eixo de fundição da lingoteira, em uma parede de pelo menos uma das referidas placas, em que o duto tem um diâmetro maior ou igual a 1,6 mm.

[0035] Vantajosamente, o duto tem um diâmetro maior do que ou igual a 2 mm, de preferência maior do que ou igual a 2,5 mm, preferencialmente igual a 3 mm.

[0036] De acordo com uma primeira modalidade, o duto é um duto de passagem.

[0037] De acordo com uma segunda modalidade, o duto conduz para fora em apenas uma extremidade lateral da placa.

[0038] De acordo com uma terceira modalidade, cada um dos dutos estendendo ao longo de pelo menos metade do comprimento da placa e conduzindo para fora em duas extremidades laterais opostas da placa.

[0039] De acordo com uma quarta modalidade, a lingoteira tem dois dutos coaxiais, não comunicantes, que conduzem para fora em duas extremidades laterais opostas da placa.

[0040] De preferência, o(s) duto(s) é/são criado(s) por perfuração na parede da placa.

[0041] De acordo com uma variante de modalidade, o(s) duto(s) é/são criado(s) por rebaixo, por exemplo, por fresagem, uma ou mais ranhuras na parede da placa e, em seguida, vedação de uma parte superior das ranhuras.

[0042] Estas diferentes modalidades correspondem a outros tantos meios de instalação da fibra ótica na lingoteira, mostrando assim a versatilidade da invenção.

[0043] A invenção também fornece um sistema para detectar ruptura em um sistema de fundição contínua de metal, compreendendo:

- uma lingoteira conforme definido acima, - um transceptor projetado para enviar luz para a fibra ótica e receber luz refletida e/ou luz transmitida pela fibra ótica, - um processador projetado para converter dados relativos à luz refletida e/ou transmitida recebida pelo transceptor em informações sobre a detecção de uma ruptura, e - um terminal compreendendo uma interface de usuário, o referido terminal sendo conectado ao processador.

[0044] A invenção também fornece um método para detectar uma ruptura em uma planta de fundição contínua de metal, caracterizado pelo fato de que a temperatura de uma parede de uma lingoteira, conforme definido acima, é medida.

[0045] Uma modalidade da invenção será agora apresentada, a referida modalidade sendo dada a título de exemplo não limitativo e com referência às figuras anexas, em que: - a Figura 1 é uma vista geral de uma planta de fundição contínua de metal compreendendo uma lingoteira de acordo com a invenção, - as Figuras 2a e 2b são diagramas que ilustram o funcionamento da planta na Figura 1, - a Figura 3 é uma vista em corte da lingoteira da planta na Figura 1, - a Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma placa da lingoteira da Figura 3, - a Figura 5 é uma vista de seção longitudinal de uma fibra ótica contida na parede na Figura 4, - a Figura 6 é um diagrama que explica o funcionamento da fibra ótica na Figura 5, e - as Figuras 7a, 7b, 7c e 7d são vistas em corte da lingoteira da Figura 3,

ilustrando a criação de uma ruptura.

[0046] A Figura 1 mostra uma planta de fundição contínua de metal 2. Ela tem uma configuração convencional e, portanto, a maioria dos seus elementos constituintes serão apresentados apenas brevemente.

[0047] A planta 2 compreende conchas 4 contendo metal líquido que se destina a ser resfriado. Neste caso, existem duas conchas 4, que são transportadas por um braço motorizado 6. Este braço motorizado 6 é, em particular, capaz de mover as conchas 4, que são movidas em um estado completo para a zona de fundição por um sistema de transporte (por exemplo, uma ponte rolante, não mostrada) a partir de uma zona de enchimento na qual o metal fundido pode ser derramado nas referidas conchas, por exemplo, uma fornalha ou um conversor (não mostrado), antes de ser movido para a posição ilustrada na Figura 1. Após a concha 4 ter sido esvaziada, o braço motorizado 6 também torna possível posicionar a conchas vazia em uma posição na qual o sistema de transporte possa recuperá-la e movê-la para uma zona de preparação na qual será recondicionada antes de retornar à zona de enchimento.

[0048] A planta 2 compreende um funil ou bacia de distribuição 8 situado por baixo das conchas 4. O último tem uma parte inferior que pode ser aberta para permitir que o metal líquido seja vertido no funil 8.

[0049] O funil 8 compreende um orifício de fluxo que pode ser fechado por uma haste de batente 10, que permite controlar o fluxo do metal líquido. O orifício de fluxo do funil é continuado por um bocal de entrada submerso 11 (SEN) para proteger o metal líquido derramado na lingoteira 12.

[0050] Como pode ser visto mais claramente na Figura 2a e em uma escala maior na Figura 2b, o bocal de entrada submerso 11 conduz a uma abertura superior de uma lingoteira 12. Esta é uma lingoteira sem fundo com um eixo de fundição que é vertical. A lingoteira 12 será descrita em mais detalhes abaixo.

[0051] A planta 2 compreende dispositivos de resfriamento 14 posicionados sobre uma superfície externa da lingoteira 12. Estes são dispositivos de resfriamento tipo líquido. Para o efeito, eles compreendem canais através dos quais um refrigerante, por exemplo água, flui. O refrigerante absorve o calor do metal líquido na lingoteira 12 para o resfriar e solidificar. Neste caso, o metal solidifica na forma de uma chapa tendo uma superfície externa solidificada 18 envolvendo um núcleo líquido 20.

[0052] A planta 2 compreende uma guia de rolo 16 localizada a jusante da lingoteira 12. A guia 16 permite guiar a chapa, uma superfície externa 18 da qual é solidificada, fora da lingoteira 12. Como pode ser visto na Figura 2a, a chapa solidifica gradualmente à medida que se move na guia 16. Por outras palavras, quanto mais se afasta da lingoteira 12, mais aumenta o volume da superfície externa solidificada 18 da chapa e mais o volume do núcleo líquido 20 da chapa diminui.

[0053] A lingoteira 12 é mostrada em mais detalhe na Figura 3. Neste caso, tem quatro placas 22 (a quarta não sendo visível por conta da posição do plano de seção). As placas 22 são feitas de cobre ou liga de cobre, sendo estes materiais que são altamente condutores térmicos e, assim, facilitam as trocas de calor entre os dispositivos de resfriamento 14 e a lingoteira 12. As placas 22 são dispostas de modo que a lingoteira 12 tenha uma seção transversal retangular ou quadrada. No entanto, as placas também podem ser dispostas de modo que a lingoteira tenha qualquer outra forma de seção transversal.

[0054] Uma das placas 22 da lingoteira 12 é mostrada numa escala maior na Figura 4, na qual o eixo de fundição corresponde à direção vertical. Em sua parede, a placa 22 tem pelo menos um duto 24 estendendo em uma direção que não é paralela ao eixo de fundição da lingoteira 12. Mais especificamente, o duto 24 exibe um ângulo entre 75° e 105° com o eixo de fundição. Neste caso, o duto

24 é perpendicular ao eixo de fundição. O duto 24 tem um diâmetro maior ou igual a 1,6 mm. De preferência, o duto 24 tem um diâmetro maior ou igual a 2 mm, preferencialmente maior ou igual a 2,5 mm. Nesse caso, tem um diâmetro de 3 mm. Existem quatro dutos 24 neste caso. Uma tampa protetora 26 é instalada sobre a região da placa 22 na qual os dutos 24 conduzem para fora a fim de protegê-la.

[0055] Nesta primeira modalidade da invenção, os dutos 24 são meio de passagem. De acordo com uma segunda modalidade da invenção, os dutos conduzem para fora em apenas numa extremidade lateral da placa. De acordo com uma terceira modalidade da invenção, a placa tem dois dutos que são paralelos, mas não coaxiais, cada um dos dutos estendendo ao longo de pelo menos metade do comprimento da placa e conduzindo para fora em duas extremidades laterais opostas da placa. De acordo com uma quarta modalidade da invenção, a placa tem dois dutos coaxiais não comunicantes que conduzem para fora em duas extremidades laterais opostas da placa.

[0056] Os dutos 24 são criados por perfuração na parede da placa 22. Numa variante, no entanto, é possível prever que os dutos são criados através do rebaixo de uma ou mais ranhuras na parede da placa e depois por vedar uma parte superior das ranhuras.

[0057] Uma fibra ótica 28 é acomodada em cada um dos dutos 24. A fibra ótica 28 tem um diâmetro que é aproximadamente igual ao diâmetro do duto

24. A fibra ótica 28 tem um diâmetro maior ou igual a 1,6 mm. De preferência, a fibra ótica 28 tem um diâmetro maior ou igual a 2 mm, de preferência maior ou igual a 2,5 mm. Neste caso, tem um diâmetro de 3 mm, como o duto 24. No entanto, uma tolerância pode ser fornecida entre os diâmetros do duto 24 e da fibra ótica 28, por exemplo, menos de 0,1 mm ou mesmo menos de 0,05 mm. Com referência às Figuras 5 e 6, cada fibra ótica 28 compreende uma cobertura ótica 30 e um núcleo 32 rodeado pela cobertura ótica 30. A fibra ótica 28 compreende uma pluralidade de filtros de Bragg 34 em seu núcleo 32. A fibra ótica 28 tem pelo menos dez filtros de Bragg por metro, preferencialmente pelo menos vinte filtros de Bragg por metro, preferencialmente pelo menos trinta filtros de Bragg por metro e ainda mais preferencialmente pelo menos quarenta filtros de Bragg por metro. Numa variante da modalidade, pode ser previsto que a lingoteira contenha apenas uma fibra ótica.

[0058] A fibra ótica 28 pode ser acomodada nua no duto 24 ou ser fornecida com um revestimento protetor ou ser inserida em um tubo antes de ser instalada. Como mencionado acima, o diâmetro da fibra ótica 28 leva em consideração a presença opcional de um revestimento ou de um tubo. Em outras palavras, o diâmetro da fibra ótica 28 é o diâmetro do conjunto feito pelo núcleo 32, a cobertura ótica 30 e, conforme o caso, o revestimento ou o tubo. Este revestimento ou tubo pode ter especificamente a função de aumentar o raio da fibra ótica 28 de modo a preencher o diâmetro do duto 24 completamente ou quase completamente. Isso ocorre porque é relativamente difícil perfurar um duto de pequeno diâmetro ao longo de um grande comprimento. Assim, o aumento do diâmetro da fibra ótica 28 permite aumentar o possível diâmetro do duto 24 e, assim, torná-la mais fácil de produzir.

[0059] O funcionamento da fibra ótica 28 é ilustrado na Figura 6. Os filtros de Bragg 34 são filtros que permitem refletir a luz em uma faixa de comprimento de onda centrada em um valor predeterminado, denominado comprimento de onda refletido, que é capaz de ser definido pelo fabricante do filtro. Além disso, este valor predeterminado depende em particular da temperatura a que se encontra o filtro, de modo que, para cada filtro, é possível afirmar: λrefletido = f (λ0, T) onde λrefletido é o comprimento de onda efetivamente refletido pelo filtro, f é uma função conhecida, T é a temperatura do filtro e λ0 é o comprimento de onda refletido pelo filtro a uma temperatura predeterminada, por exemplo, à temperatura ambiente.

[0060] Estas duas propriedades tornam possível a utilização da fibra ótica 28, como um sensor de temperatura. Em primeiro lugar, os filtros de Bragg 34 com valores de comprimento de onda refletido diferentes e selecionados λ0, separados uns dos outros, por exemplo por 5 nanômetros, são instalados na fibra ótica 28. Em seguida, um feixe de luz com um espectro policromático 35a, por exemplo, luz branca, é enviado para a fibra ótica 28 e, em seguida, os picos de comprimento de onda representados no espectro do feixe refletido 35b são determinados. Em cada pico, o valor medido λrefletido e o valor teórico do comprimento de onda refletido na temperatura ambiente λ0 são comparados, e a temperatura T do filtro em questão é calculada em virtude da função f. Alternativamente, também é possível realizar estes passos com base em calhas no espectro do feixe transmitido 35c se a configuração do duto 24 em que a fibra ótica 28 está alojada permitir isso.

[0061] Deste modo, a instalação de fibras óticas 28 nas paredes da lingoteira 12 faz com que seja possível medir a temperatura destas paredes em posições predeterminadas à medida que muda ao longo do tempo. A fim de obter um número suficiente de pontos de medição, é preferível colocar pelo menos uma fibra ótica 28 em cada uma das quatro placas 22 da lingoteira 12. No entanto, uma solução mais econômica seria colocar as fibras óticas 28 apenas em duas placas opostas 22.

[0062] Além disso, é também preferível colocar duas fibras óticas 28 por placa 22 de modo a ser capaz de medir a temperatura da lingoteira 12 em duas alturas diferentes. Por exemplo, é possível colocar as duas fibras óticas 28 em cada placa de modo que fiquem paralelas e espaçadas de 15 a 25 centímetros.

[0063] Uma ruptura é detectada da seguinte maneira.

[0064] As Figuras 7a a 7d mostram a propagação de uma região 36 na qual o metal contido na lingoteira 12 adere a uma das placas 22 da mesma. Os gráficos localizados na região direita de fundo de cada uma dessas Figuras mostram a mudança na temperatura medida por um filtro de Bragg 34 de uma fibra ótica superior 28a (curva de topo) e por um filtro de Bragg 34 de uma fibra ótica inferior (28b) ao longo do tempo.

[0065] Como pode ser visto nos gráficos das Figuras 7a e 7b, a fibra ótica superior 28a detecta um aumento anormal na temperatura, que corresponde à aderência do metal à lingoteira 12 na região 36. Este é um primeiro sinal de uma ruptura iminente.

[0066] Em seguida, como pode ser visto nos gráficos nas Figuras 7c e 7d, a fibra ótica inferior 28b detecta o aumento anormal na temperatura detectada anteriormente pela fibra ótica superior 28a. Este é um segundo sinal de uma ruptura iminente, fornecendo a confirmação de que a ruptura não parece ser evitável.

[0067] Para que a informação captada pelas fibras óticas 28a e 28b seja comunicada aos usuários da planta 2, esta compreende: - um transceptor projetado para enviar luz para as fibras óticas e receber luz refletida e/ou luz transmitida pelas fibras óticas, - um processador projetado para converter dados relativos à luz refletida e/ou transmitida recebida pelo transceptor em informações sobre a detecção de uma ruptura, e - um terminal compreendendo uma interface de usuário, o referido terminal sendo conectado ao processador.

[0068] Em virtude destes elementos (que não foram mostrados nas figuras por razões de clareza), é possível converter a medição de temperatura realizada pelas fibras óticas 28 em informação, que é compreensível pelos usuários da planta 2, sobre a detecção ou não detecção de uma ruptura. Em outras palavras, a lingoteira 12 equipada com fibras óticas 28, o transceptor, o processador e o terminal formam um sistema de detecção de ruptura. Em caso de detecção positiva de uma ruptura, os usuários podem agir para reduzir os danos causados pela ruptura ou mesmo preveni-los.

[0069] A invenção não está limitada às modalidades apresentadas e outras modalidades serão claramente evidentes para um técnico no assunto. Nomenclatura 2: Planta (para fundição contínua de metal) 4: Concha 6: Braço motorizado 8: Funil 10: Haste de batente 11: Bocal 12: Lingoteira 14: Dispositivos de resfriamento 16: Guia 18: Superfície externa solidificada 20: Núcleo líquido 22: Placa 24: Duto 26: Tampa protetora 28: Fibra ótica 30: Cobertura ótica 32: Núcleo 34: Filtro de Bragg

35a: Espectro policromático 35b: Espectro do feixe refletido 35c: Espectro do feixe transmitido 36: Região

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Lingoteira (12) para fundição contínua de metal, do tipo formado por um conjunto de placas de metal (22) apoiadas em dispositivos de resfriamento (14) configurados para permitir o resfriamento das placas de metal (22) pela circulação de um refrigerante, compreendendo uma fibra ótica (28), tendo uma pluralidade de filtros de Bragg (34), se estendendo em uma parede de pelo menos uma das referidas placas (22), a fibra ótica (28) se estendendo em uma direção que não é paralela ao eixo de fundição da lingoteira (12), caracterizada pelo fato de que a fibra ótica (28) tem um diâmetro maior a 1,6 mm.

2. Lingoteira (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fibra ótica (28) é fornecida com um revestimento ou com um tubo.

3. Lingoteira (12), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a direção exibe um ângulo entre 75° e 105° com o eixo de fundição.

4. Lingoteira (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que tem uma seção transversal quadrada ou retangular e compreende fibras óticas (28) em pelo menos duas placas mutuamente opostas (22), de preferência em quatro placas (22).

5. Lingoteira (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a fibra ótica (28) tem pelo menos dez filtros de Bragg por metro, de preferência pelo menos vinte filtros de Bragg por metro, preferencialmente pelo menos trinta filtros de Bragg por metro e, ainda mais preferencialmente, pelo menos quarenta filtros de Bragg por metro.

6. Lingoteira (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos duas fibras óticas (28) que se estendem paralelamente uma à outra e são de preferência espaçadas entre 10 e 25 centímetros, mais preferencialmente espaçadas por entre 15 e 22 centímetros.

7. Lingoteira (12) para fundição contínua de metal, do tipo formado por um conjunto de placas de metal (22) apoiadas em dispositivos de resfriamento (14) configurados para permitir o resfriamento das placas de metal (22) pela circulação de um refrigerante, a lingoteira tendo pelo menos um duto (24) se estendendo em uma direção que não é paralela a um eixo de fundição da lingoteira (12), em uma parede de pelo menos uma das referidas placas (22), caracterizada pelo fato de que o duto tem um diâmetro maior ou igual a 1,6 mm.

8. Lingoteira, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o duto tem um diâmetro maior ou igual a 2 mm, de preferência maior ou igual a 2,5 mm, preferencialmente igual a 3 mm.

9. Lingoteira (12), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que o duto conduz para fora em apenas uma extremidade lateral da placa.

10. Lingoteira (12), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, que tem dois dutos que são paralelos, mas não coaxiais, cada dos dutos se estendendo ao longo de pelo menos metade do comprimento da placa e conduzindo para fora em duas extremidades laterais opostas da placa.

11. Lingoteira (12), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que tem dois dutos coaxiais não comunicantes que conduzem para fora em duas extremidades laterais opostas da placa.

12. Lingoteira (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizada pelo fato de que o(s) duto(s) é/são criado(s) por perfuração na parede da placa.

13. Lingoteira (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizada pelo fato de que o(s) duto(s) é/são criado(s) por rebaixar uma ou mais ranhuras na parede da placa e, em seguida, por vedar uma parte superior das ranhuras.

14. Sistema para detecção de ruptura em um sistema de fundição contínua de metal, caracterizado pelo fato de que compreende: - uma lingoteira (12), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, - um transceptor projetado para enviar luz para a fibra ótica (28) e receber luz refletida e/ou luz transmitida pela fibra ótica (28), - um processador projetado para converter dados relativos à luz refletida e/ou transmitida recebida pelo transceptor em informações sobre a detecção de uma ruptura, e - um terminal compreendendo uma interface de usuário, o referido terminal sendo conectado ao processador.

15. Método para detecção de ruptura em uma planta de fundição contínua de metal, caracterizado pelo fato de que a temperatura de uma parede de uma lingoteira (12), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, é medida.