CH717635A2

CH717635A2 - Automatic casting machine for a foundry and casting control method for such a machine.

Info

Publication number: CH717635A2
Application number: CH00818/20A
Authority: CH
Inventors: Currat Jacques
Original assignee: Easy Sa
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-14

Abstract

L'invention concerne une machine de coulée (100) pour une fonderie, comportant : – - une poche (104) de coulée caractérisée par un angle d'inclinaison (α), un modèle mathématique tridimensionnel de la forme de la poche (104) étant associé à ladite poche (104), – un entonnoir (106d) apte à recevoir le jet (10a) de matériau en fusion se déversant depuis la poche (104) de coulée, – un moule (106) situé dans le prolongement de l'entonnoir (106d), – un système de pilotage de coulée (102) qui est apte à modifier, pendant l'opération de coulée, la position de la poche (104) y compris l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104), afin de conserver une position de coulée, le système de pilotage de coulée (102) étant configuré pour permettre d'obtenir ou de maintenir le débit de sortie de poche Ds égal à ou proche d'une valeur de consigne DsO, et ce afin d'obtenir ou de maintenir le niveau dans l'entonnoir Nc égal à ou proche de la valeur de consigne N0.The invention relates to a casting machine (100) for a foundry, comprising: – - a casting ladle (104) characterized by an angle of inclination (α), a three-dimensional mathematical model of the shape of the ladle (104) being associated with said ladle (104), - a funnel (106d) capable of receiving the jet (10a) of molten material flowing from the casting ladle (104), - a mold (106) located in the extension of the funnel (106d), - a casting control system (102) which is able to modify, during the casting operation, the position of the ladle (104) including the angle of inclination (α) of the ladle (104), in order to maintain a casting position, the casting control system (102) being configured to make it possible to obtain or maintain the ladle outlet flow rate Ds equal to or close to a set value DsO , and this in order to obtain or maintain the level in the funnel Nc equal to or close to the setpoint value N0.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention concerne le domaine de la fonderie et en particulier de la gestion de la coulée dans les machines de coulée automatique. Les machines de coulée automatique utilisées dans les fonderies sont équipées d'une unité de commande de coulée qui contrôle le déversement du matériau en fusion, notamment du métal ou de tout alliage métallique, depuis la poche de coulée vers le moule. The present invention relates to the field of foundry and in particular the management of casting in automatic casting machines. Automatic casting machines used in foundries are equipped with a casting control unit which controls the discharge of molten material, including metal or any metal alloy, from the ladle to the mould.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Le document CH370530 présente une machine de fonderie pour la coulée automatique de pièces, à entraînement automatique de poches unitaires de métal fondu et à déversement automatique de poches unitaires portées par des balancelles. [0002] The document CH370530 presents a foundry machine for the automatic casting of parts, with automatic drive of unitary pockets of molten metal and with automatic discharge of unitary pockets carried by swings.

[0003] Les documents US6892791B1 et EP0996517B1 concernent des agencements de commande de déplacement et de contrôle du mouvement de la poche de coulée. [0003] The documents US6892791B1 and EP0996517B1 relate to arrangements for controlling the movement and controlling the movement of the ladle.

[0004] Dans les versions récentes des machines de coulée automatique, l'unité de commande de coulée contrôle également l'inclinaison d'une poche de coulée remplie du matériau en fusion, notamment du métal ou de tout alliage métallique. Cette inclinaison conditionne le débit de matériau en fusion qui se déverse depuis cette poche dans le moule au travers de l'entonnoir placé entre la poche et le moule. [0004] In recent versions of automatic casting machines, the casting control unit also controls the inclination of a casting ladle filled with the molten material, in particular metal or any metal alloy. This inclination conditions the flow of molten material which flows from this pocket into the mold through the funnel placed between the pocket and the mold.

[0005] De nombreux paramètres sont à prendre en compte lors de la coulée du métal en fusion depuis la poche de coulée vers le moule, en vue de la réalisation d'une coulée rapide et précise. On cherche à réguler la coulée pour disposer d'un jet continu et suffisamment important entre la poche et l'entonnoir pour permettre un remplissage complet du moule, sans débordement de l'entonnoir. On cherche également à obtenir une qualité optimale du remplissage initial de l'entonnoir afin d'éviter l'introduction de bulles d'air ou de scories dans le moule. [0005] Many parameters have to be taken into account when casting the molten metal from the ladle to the mold, with a view to achieving rapid and precise casting. It is sought to regulate the casting in order to have a continuous and sufficiently large jet between the ladle and the funnel to allow complete filling of the mold, without overflow of the funnel. It is also sought to obtain an optimum quality of the initial filling of the funnel in order to avoid the introduction of air bubbles or slag into the mould.

[0006] Le document EP3231535B1 présente notamment le recours à la valeur de la surface de métal en fusion dans la poche inclinée pour la détermination de la prochaine position angulaire de la poche obtenue par un mouvement combiné de translation et de rotation avec un centre de rotation correspondant au centre de courbure du bec. Il est prévu de contrôler l'inclinaison de la poche en utilisant la mesure du poids de la poche. Chaque moule correspond à un abaque de correspondance entre le temps écoulé depuis le début de la coulée et la variation de la vitesse d'inclinaison de la poche. [0006] The document EP3231535B1 presents in particular the use of the value of the surface of molten metal in the inclined pocket for the determination of the next angular position of the pocket obtained by a combined movement of translation and rotation with a center of rotation corresponding to the center of curvature of the beak. It is provided to control the inclination of the pocket using the measurement of the weight of the pocket. Each mold corresponds to a chart of correspondence between the time elapsed since the start of casting and the variation in the speed of inclination of the ladle.

[0007] Également les documents EP2140955A1 et EP2008741 concernent une méthode de contrôle d'une coulée automatique de métal en fusion depuis une poche utilisant un modèle mathématique de la tension électrique du servomoteur contrôlant l'inclinaison de la poche pour obtenir une valeur de débit déversé hors de la poche, et ce pour se rapprocher le plus possible de la procédure d'inclinaison réalisée par un opérateur expérimenté. Il y est également fait mention de la rectification d'une valeur calculée selon un modèle du volume s'écoulant de la poche par la mesure du poids effectif de la poche par un capteur à jauge. [0007] Also the documents EP2140955A1 and EP2008741 relate to a method for controlling automatic casting of molten metal from a ladle using a mathematical model of the electric voltage of the servomotor controlling the inclination of the ladle to obtain a discharged flow rate value out of the pocket, to approximate as closely as possible the tilting procedure performed by an experienced operator. Mention is also made therein of the rectification of a value calculated according to a model of the volume flowing out of the ladle by measuring the effective weight of the ladle by a gauge sensor.

Bref résumé de l'inventionBrief summary of the invention

[0008] Un but de la présente invention est de proposer une machine de coulée pour une fonderie permettant une mise en oeuvre améliorée de l'opération de coulée. An object of the present invention is to provide a casting machine for a foundry allowing improved implementation of the casting operation.

[0009] Un autre but de l'invention est de proposer une machine de coulée pour une fonderie exempte des limitations des machines de coulée connues. On cherche notamment à fournir une machine qui permette d'assurer la coulée de matériau en fusion dans une quantité définie correspondant au moule et avec une vitesse de réalisation augmentée. Another object of the invention is to provide a casting machine for a foundry free from the limitations of known casting machines. It is sought in particular to provide a machine which makes it possible to ensure the casting of molten material in a defined quantity corresponding to the mold and with an increased production speed.

[0010] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'une machine de coulée pour une fonderie, comportant : une poche de coulée apte à contenir un matériau en fusion et à déverser par un bec le matériau en fusion selon un débit de sortie de poche Ds, dans une position de coulée dans laquelle la poche est inclinée, l'inclinaison de la poche étant caractérisée par un angle d'inclinaison α, un modèle mathématique tridimensionnel de la forme de la poche étant associé à ladite poche, un entonnoir situé sous la poche dans la position de coulée dans laquelle l'entonnoir est apte à recevoir le jet de matériau en fusion se déversant depuis la poche de coulée, cet entonnoir présentant un volume d'entonnoir Ve, un moule situé dans le prolongement de l'entonnoir pour permettre au matériau en fusion présent dans l'entonnoir de couler jusque dans le moule, ce moule correspondant à un volume de matériau à couler VO, un système de pilotage de coulée qui est apte à modifier, pendant l'opération de coulée, la position de la poche y compris l'angle d'inclinaison α de la poche, afin de conserver une position de coulée.According to the invention, these objects are achieved in particular by means of a casting machine for a foundry, comprising: a pouring ladle capable of containing a molten material and of pouring the molten material through a spout according to a ladle outlet rate Ds, in a casting position in which the ladle is inclined, the inclination of the ladle being characterized by an angle of inclination α, a three-dimensional mathematical model of the shape of the pocket being associated with said pocket, a funnel located under the ladle in the pouring position in which the funnel is capable of receiving the jet of molten material flowing from the pouring ladle, this funnel having a funnel volume Ve, a mold located in the extension of the funnel to allow the molten material present in the funnel to flow into the mold, this mold corresponding to a volume of material to be poured VO, a casting control system which is capable of modifying, during the casting operation, the position of the ladle including the angle of inclination α of the ladle, in order to maintain a casting position.

[0011] Selon l'invention, le système de pilotage de coulée est configuré pour permettre d'obtenir ou de maintenir le débit de sortie de poche Ds égal à ou proche d'une valeur de consigne Ds0. De cette façon, on souhaite et on arrive à obtenir ou maintenir le niveau dans l'entonnoir Nc égal à ou proche de la valeur de consigne N0. According to the invention, the casting control system is configured to make it possible to obtain or maintain the ladle outlet flow rate Ds equal to or close to a set value Ds0. In this way, it is desired and it is possible to obtain or maintain the level in the funnel Nc equal to or close to the set value N0.

[0012] On entend par l'expression „égal à ou proche d'une valeur de consigne Ds0“ de disposer d'un débit de sortie de poche Ds qui soit égal ou peu éloigné de la valeur de consigne Ds0 du débit de sortie de poche , à savoir un débit de sortie de poche Ds qui présente un écart maximal de 10% en plus ou en moins avec la valeur de consigne DsO. Grâce à cette disposition, il est possible de permettre au débit de sortie de poche Ds de parvenir à la valeur de consigne Ds0 recherchée pour remplir l'entonnoir jusqu'au niveau souhaité N0 pendant la séquence de pré-coulée et de maintenir le remplissage de l'entonnoir à ce niveau souhaité N0 de remplissage de l'entonnoir pendant la séquence de coulée qui suit la séquence de pré-coulée. [0012] The expression "equal to or close to a setpoint value Ds0" means having a pocket outlet flow rate Ds which is equal to or not very far from the setpoint value Ds0 of the outlet flow rate of pocket, namely a pocket outlet flow rate Ds which has a maximum difference of 10% more or less with the setpoint value DsO. Thanks to this arrangement, it is possible to allow the ladle outlet flow rate Ds to reach the set value Ds0 sought to fill the funnel to the desired level N0 during the pre-casting sequence and to maintain the filling of the funnel to this desired level N0 of funnel filling during the pouring sequence which follows the pre-pouring sequence.

[0013] En régulant le débit de sortie de poche, on agit en amont de la situation de remplissage en cours du moule et de l'entonnoir, et on peut ainsi agir plus finement et plus directement pour obtenir le niveau et la quantité de matériau en fusion souhaités dans l'entonnoir à tout moment de l'opération de coulée, et ce pendant les trois séquences successives formées de la séquence de pré-coulée, de la séquence de coulée, et de la séquence de fin de coulée. [0013] By regulating the pocket outlet flow rate, action is taken upstream of the current filling situation of the mold and of the funnel, and one can thus act more finely and more directly to obtain the level and the quantity of material in fusion desired in the funnel at any time of the casting operation, and this during the three successive sequences formed of the pre-casting sequence, the casting sequence, and the end of casting sequence.

[0014] Dans un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne DsO en prenant en compte le modèle mathématique tridimensionnel de la poche. Cette disposition présente l'avantage de considérer l'influence de la géométrie interne de la poche de coulée sur la quantité de matière susceptible de sortir de la poche pour chaque valeur d'angle d'inclinaison α. Cette prise en compte permet d'adapter de façon plus juste chaque nouvelle valeur de l'angle d'inclinaison α à prendre en compte à chaque moment pour anticiper la quantité de matière qui va sortir en suivant ce changement de valeur de l'angle d'inclinaison α, et ce au cours des différentes séquences de l'opération de coulée. Cela permet donc d'adapter plus rapidement la valeur de l'angle d'inclinaison α au besoin à venir pour un instant donné de la coulée, et donc de gagner du temps pour réaliser l'ensemble de cette opération de coulée. [0014] In one embodiment, the casting control system is capable of establishing the variation of the angle of inclination capable of maintaining the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value DsO by taking into account the model pocket three-dimensional mathematics. This arrangement has the advantage of considering the influence of the internal geometry of the casting ladle on the quantity of material likely to come out of the ladle for each value of angle of inclination α. This consideration makes it possible to more accurately adapt each new value of the angle of inclination α to be taken into account at each moment to anticipate the quantity of material which will come out following this change in value of the angle d inclination α, and this during the various sequences of the casting operation. This therefore makes it possible to adapt the value of the angle of inclination α more quickly to the need to come for a given moment of casting, and therefore to save time in carrying out this entire casting operation.

[0015] Le modèle mathématique tridimensionnel de la poche peut associer à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α une valeur pour le paramètre suivant : le volume de matériau en fusion contenu dans la poche sous la ligne de niveau du bec, appelé volume de réserve Vp de la poche.[0015] The three-dimensional mathematical model of the pocket can associate with each value of the angle of inclination α a value for the following parameter: the volume of molten material contained in the pocket below the level line of the nozzle, called the reserve volume Vp of the pocket.

[0016] La ligne de niveau du bec est la ligne horizontale passant par le point le plus bas du bec de la poche et toute la matière située sous cette ligne de niveau du bec ne peut pas sortir de la poche dans la position courante de l'angle d'inclinaison, mais seulement lorsqu'on augmente l'angle d'inclinaison α .On comprend que ce volume détermine la réserve potentielle de matière pour la suite de la coulée. [0016] The beak level line is the horizontal line passing through the lowest point of the beak of the pocket and all the material located below this beak level line cannot come out of the pocket in the current position of the beak. angle of inclination, but only when the angle of inclination α is increased. It is understood that this volume determines the potential reserve of material for the rest of the casting.

[0017] Le modèle mathématique tridimensionnel de la poche peut associer à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α une valeur pour le paramètre suivant : la surface correspondant à l'intersection entre le volume interne de la poche et la ligne de niveau du bec, appelée surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb.On comprend que lorsqu'on augmente l'angle d'inclinaison α, de la matière en fusion se déplace depuis le volume de réserve Vp au-dessus de la ligne de niveau du bec, pour former un volume disponible Vd au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb. Ce volume disponible Vd au-dessus de la ligne de niveau du bec se répartit sur toute cette surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb, ce qui contribue à monter le niveau de matériau en fusion d'une certaine hauteur. Cette hauteur est d'ailleurs inégale au-dessus de la surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb, et ce notamment du fait de la viscosité de la matière en fusion et de l'inégalité de taille du flux de matière passant du volume de réserve Vp au-dessus de la ligne de niveau du bec lors de l'augmentation de l'angle d'inclinaison du fait des considérations géométriques et de la forme de la poche. [0017] The three-dimensional mathematical model of the pocket can associate with each value of the angle of inclination α a value for the following parameter: the surface corresponding to the intersection between the internal volume of the pocket and the level line of the beak, called surface of the pocket Sp according to the level line of the beak Lb.It is understood that when increasing the angle of inclination α, molten material moves from the reserve volume Vp above the spout level line, to form an available volume Vd above the spout level line Lb. This available volume Vd above the spout level line is distributed over the entire surface of the pocket Sp along the spout level line Lb, which contributes to raising the level of molten material by a certain height. This height is also unequal above the surface of the pocket Sp according to the level line of the spout Lb, and this in particular due to the viscosity of the molten material and the unequal size of the flow of material. rising from the reserve volume Vp above the level line of the beak when increasing the angle of inclination due to geometric considerations and the shape of the pocket.

[0018] Le modèle mathématique tridimensionnel de la poche peut comporter la forme du bec. Selon une possibilité, cette forme du bec est caractérisée de façon tridimensionnelle le long de toute son étendue entre la partie aval de la poche et la pointe du bec par laquelle sort le matériau en fusion. Selon une autre possibilité, cette forme du bec est caractérisée de façon bidimensionnelle à l'emplacement de la pointe du bec par laquelle sort le matériau en fusion, et qui forme une section de pointe de bec. Cette section de pointe de bec peut être de différentes formes parmi lesquelles notamment une forme de triangle avec la pointe en bas (triangle inversé), une forme de demi-cercle avec l'arc de cercle correspondant en bas. On comprend que cette section de pointe de bec, à savoir la forme de la sortie du bec vue depuis l'avant de la poche, détermine la section du matériau en fusion au niveau du bec Slb (ou section du liquide au niveau du bec) pour une position de coulée donnée à un moment donné. Ainsi, la connaissance de la forme du bec dans le modèle tridimensionnel, contribue à accéder à la section du matériau en fusion au niveau du bec dans une configuration donnée de la coulée (angle d'inclinaison α donné de la poche, variation de cet angle d'inclinaison α, moment de la coulée depuis le début ou depuis le changement d'inclinaison de la poche, viscosité du matériau en fusion....). [0018] The three-dimensional mathematical model of the pocket may include the shape of the beak. According to one possibility, this shape of the spout is characterized in a three-dimensional way along its entire extent between the downstream part of the pocket and the tip of the spout through which the molten material exits. Alternatively, this spout shape is characterized two-dimensionally at the location of the spout tip through which the molten material exits, and which forms a spout tip section. This beak tip section can be of different shapes, including in particular a triangle shape with the tip at the bottom (inverted triangle), a semi-circle shape with the corresponding arc of a circle at the bottom. It is understood that this spout tip section, namely the shape of the spout outlet seen from the front of the ladle, determines the section of the molten material at the level of the spout Slb (or section of the liquid at the level of the spout) for a given casting position at a given time. Thus, knowing the shape of the spout in the three-dimensional model helps to access the section of the molten material at the spout in a given configuration of the pour (given angle of inclination α of the ladle, variation of this angle of inclination α, time of casting from the start or from the change in inclination of the ladle, viscosity of the molten material, etc.).

[0019] Selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison α permettant de maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne DsO en prenant en compte la viscosité du matériau en fusion. On comprend que la viscosité de la matière en fusion entraîne un décalage dans le temps de l'effet du changement de l'angle d'inclinaison α à savoir notamment dans la montée de matériau en fusion au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb, de la répartition de ce matériau en fusion qui est monté le long la longueur de la poche (entre l'arrière de la poche et le bec) et sur la surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb, et également dans l'écoulement de ce matériau en fusion hors de la poche. [0019]According to one possibility, the casting control system is capable of establishing the variation of the angle of inclination α making it possible to maintain the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value DsO by taking into account the viscosity of the molten material. It is understood that the viscosity of the molten material leads to a time lag of the effect of the change in the angle of inclination α, namely in particular in the rise of molten material above the level line of the spout Lb, of the distribution of this molten material which is mounted along the length of the pocket (between the back of the pocket and the spout) and on the surface of the pocket Sp according to the level line of the spout Lb, and also in the flow of this molten material out of the ladle.

[0020] Selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison α apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne DsO en prenant en compte le temps écoulé depuis le début de l'opération de coulée. Parmi d'autres informations, la connaissance de ce temps écoulé depuis le début de l'opération de coulée permet de connaître certains paramètres (comme par exemple et de façon non limitative le débit acceptable dans le moule - qui diminue progressivement en cours de coulée ou totalement en cas d'obstruction du canal entre l'entonnoir et le moule), tout au moins du point de vue théorique découlant des calculs et/ou des paramètres des coulées déjà effectuées. [0020]According to one possibility, the casting control system is capable of establishing the variation of the angle of inclination α capable of maintaining the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value DsO taking into account the elapsed time since the beginning of the casting operation. Among other information, knowledge of this time elapsed since the start of the casting operation makes it possible to know certain parameters (such as, for example and in a non-limiting way, the acceptable flow rate in the mold - which gradually decreases during casting or completely in the event of obstruction of the channel between the funnel and the mould), at least from the theoretical point of view resulting from the calculations and/or the parameters of the castings already carried out.

[0021] Selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison α apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne Ds0 en prenant en compte la variation du niveau en cours Nc de matériau en fusion dans l'entonnoir 106d (par exemple par la dérivée du niveau en cours Nc de matériau en fusion dans l'entonnoir 106d). Notamment, de cette façon, on peut repérer le ralentissement du changement de niveau dans l'entonnoir dans la fin de la coulée, qui est le signe de la moindre pression dans le moule lorsque ce dernier est déjà passablement rempli. [0021]According to one possibility, the casting control system is capable of establishing the variation of the angle of inclination α capable of maintaining the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value Ds0 by taking into account the variation of the current level Nc of molten material in the funnel 106d (for example by the derivative of the current level Nc of molten material in the funnel 106d). In particular, in this way, it is possible to identify the slowing down of the level change in the funnel at the end of the casting, which is the sign of the lower pressure in the mold when the latter is already fairly full.

[0022] Selon un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée comporte également des moyens de pesée de la poche de coulée qui sont aptes à fournir le poids en cours Pc de la poche de coulée, et le système de pilotage de coulée est apte à calculer le débit de sortie de poche Ds en cours par le calcul de la dérivée de la valeur du poids en cours (Pc) de la poche. [0022]According to one embodiment, the casting control system also comprises means for weighing the casting ladle which are capable of providing the current weight Pc of the casting ladle, and the casting control system is capable of calculating the current bag output rate Ds by calculating the derivative of the value of the current weight (Pc) of the bag.

[0023] Selon un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée comporte en outre un dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir qui indique le niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir. Il peut s'agir d'une extrapolation par la mesure optique de la taille visible de la surface du liquide dans l'entonnoir. Egalement, selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à modifier la consigne de débit DsO en fonction d'une valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, en prenant en compte la différence et la dérivée de la différence entre la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir et le niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir indiqué par le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir. En effet, on prend en compte l'évolution du niveau de remplissage de l'entonnoir. According to one embodiment, the casting control system further comprises a funnel filling level detection device which indicates the current filling level Nc of the molten material in the funnel. This may be an extrapolation by optical measurement of the visible size of the surface of the liquid in the funnel. Also, according to one possibility, the casting control system is capable of modifying the flow rate setpoint DsO as a function of a setpoint value N0 of the filling level of the funnel, taking into account the difference and the derivative of the difference between the set value N0 of the filling level of the funnel and the current filling level Nc of the molten material in the funnel indicated by the device for detecting the filling level of the funnel. Indeed, we take into account the evolution of the filling level of the funnel.

[0024] Dans un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée est apte à corriger le modèle tridimensionnel de la poche en prenant en compte la différence entre un débit théorique de sortie du matériau en fusion hors de la poche et un débit réel de sortie du matériau en fusion hors de la poche. En effet, au fur et à mesure des coulées successives, le volume interne de la poche change progressivement sensiblement de dimension car la poche se dégrade au fur et à mesure de son utilisation par l'agglomération de scories sur le fond et sur les parois. [0024] In one embodiment, the casting control system is capable of correcting the three-dimensional model of the ladle by taking into account the difference between a theoretical output flow rate of the molten material out of the ladle and an actual flow rate of exit of the molten material from the ladle. Indeed, as successive castings progress, the internal volume of the ladle gradually changes significantly in size because the ladle deteriorates as it is used by the agglomeration of slag on the bottom and on the walls.

Brève description des figuresBrief description of figures

[0025] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est un schéma de principe d'une machine de coulée automatique pour une fonderie selon l'invention, La figure 2 illustre de manière schématique la répartition des différents volumes de matériau en fusion dans la poche de coulée dans une position de coulée déterminée par l'angle d'inclinaison de la poche, La figure 3 illustre le déroulé de la coulée qui se réalise entre la poche et l'entonnoir, lors de la séquence initiale de la coulée, à savoir lors de la pré-coulée, La figure 4 illustre le déroulé de la coulée qui se réalise entre la poche et l'entonnoir, lors de la séquence principale de la coulée, à savoir lors de la coulée proprement dite, Les figures 5 et 6 illustrent le déroulé de la coulée qui se réalise entre la poche et l'entonnoir, lors de la séquence finale de la coulée, à savoir lors de la fin de coulée, La figure 7 est une vue agrandie de la zone VII de la figure 1 illustrant plus précisément la caractérisation du niveau de remplissage en cours Ne de l'entonnoir, La figure 8 est une vue agrandie de la zone VIII de la figure 3 illustrant plus précisément depuis le côté de la poche la sortie du matériau en fusion hors de la poche, par le bec, dans la position de coulée, et La figure 9 est vue de face de la poche selon la direction IX de la figure 8 montrant la sortie du matériau en fusion par le bec et la section de liquide au niveau du bec.[0025] Examples of implementation of the invention are indicated in the description illustrated by the appended figures in which: FIG. 1 is a block diagram of an automatic casting machine for a foundry according to the invention, the Figure 2 schematically illustrates the distribution of the different volumes of molten material in the ladle in a casting position determined by the angle of inclination of the ladle, Figure 3 illustrates the course of the casting which takes place between the ladle and the funnel, during the initial casting sequence, namely during pre-casting, Figure 4 illustrates the flow of the casting which takes place between the ladle and the funnel, during the main sequence of the casting, namely during the casting itself, FIGS. 5 and 6 illustrate the course of the casting which takes place between the ladle and the funnel, during the final sequence of the casting, namely during the end casting, Figure 7 is an enlarged view of zone VII of figure 1 illustrating more precisely the characterization of the current filling level Ne of the funnel, FIG. 8 is an enlarged view of zone VIII of figure 3 illustrating more precisely from the side the exit of the molten material from the ladle from the ladle, through the spout, in the pouring position, and FIG. 9 is a front view of the ladle in the direction IX of FIG. 8 showing the exit of the molten material through the spout and the liquid section at the spout.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'inventionExample(s) of embodiment of the invention

[0026] La figure 1 illustre sous forme schématique une machine de coulée automatique 100 selon l'invention, comprenant un système de pilotage de coulée 102, une poche de coulée 104 déplaçable et inclinable, et un moule 106. Le moule 106 délimite dans cet exemple représenté plusieurs (ici deux) volumes de moulage 106a et 106b correspondant chacun à une pièce à couler, reliés par des canaux d'alimentation 106c à l'entrée du moule formée d'un entonnoir 106d. Cet entonnoir 106d peut être un élément indépendant du moule 106, à savoir une pièce séparée. Le moule 106 peut délimiter un seul volume de moulage pour former une seule pièce à couler à partir d'une partie du matériau en fusion contenu dans la poche 104. On souhaite remplir le moule 106 avec un volume de matériau en fusion le plus proche possible de la quantité nécessaire pour former la pièce ou les pièces délimitées par le ou les volume(s) de moulage 106a (106b) et 106c du moule 106, et qui correspond à un volume de matériau à couler V0 et à un poids de matériau à couler P0. La poche de coulée 104 évacue le matériau en fusion 10 par un bec 104a. Ce matériau en fusion est par exemple de la fonte. [0026] Figure 1 illustrates in schematic form an automatic casting machine 100 according to the invention, comprising a casting control system 102, a movable and tiltable casting ladle 104, and a mold 106. The mold 106 delimits in this example shown several (here two) molding volumes 106a and 106b each corresponding to a part to be cast, connected by supply channels 106c to the inlet of the mold formed by a funnel 106d. This funnel 106d can be an independent element of the mold 106, namely a separate part. The mold 106 can delimit a single volume of molding to form a single part to be cast from a part of the molten material contained in the pocket 104. It is desired to fill the mold 106 with a volume of molten material as close as possible the quantity necessary to form the part or parts delimited by the volume(s) of molding 106a (106b) and 106c of the mold 106, and which corresponds to a volume of material to be cast V0 and to a weight of material to be sink P0. The ladle 104 evacuates the molten material 10 through a spout 104a. This molten material is for example cast iron.

[0027] Dans la position de coulée représentée sur la figure 1, la poche 104 est au moins partiellement située au-dessus du moule 106. Également, la poche 104 est inclinée et le bec 104a est au-dessus de l'entonnoir 106d, un jet 10a de matériau en fusion s'écoule entre la poche 104 et l'entonnoir 106d. On définit une ligne de niveau du bec Lb (voir la figure 2), comme la ligne horizontale déterminée par la hauteur du bec 104a dans une position angulaire donnée de la poche 104 (angle d'inclinaison α), soit la ligne horizontale passant par le point d'écoulement le plus bas du bec 104b par lequel le matériau en fusion peut sortir de la poche 104 dans une position angulaire donnée de la poche 104. In the casting position shown in Figure 1, the pocket 104 is at least partially located above the mold 106. Also, the pocket 104 is inclined and the spout 104a is above the funnel 106d, a jet 10a of molten material flows between pocket 104 and funnel 106d. A beak level line Lb (see FIG. 2) is defined as the horizontal line determined by the height of the beak 104a in a given angular position of the pocket 104 (angle of inclination α), i.e. the horizontal line passing through the lowest pour point of spout 104b through which molten material can exit pocket 104 at a given angular position of pocket 104.

[0028] La machine de coulée automatique 100 comporte un système de déplacement de la poche 108. Ce système de déplacement de la poche 108 permet notamment de déplacer la poche 104 successivement au-dessus de différents entonnoirs 106d et moules associés car le contenu de cette poche 108 est classiquement suffisante pour remplir une multitude de moules 106 en vue de la formation d'une multitude de pièces. Ce système de déplacement de la poche 108 permet également d'incliner la poche 104 selon un angle d'inclinaison α (alpha) variable mesuré entre un plan horizontal et le plan formé par le fond 104b de la poche 104, tel qu'illustré sur les figures 1 et 2. Sur la figure 1, la flèche A représente un mouvement de la poche 104 correspondant à une augmentation de l'angle d'inclinaison α. On comprend que la ligne de niveau du bec Lb reste horizontale mais prend une position différente par rapport au volume interne de la poche 104 pour chaque angle d'inclinaison α. [0028] The automatic casting machine 100 comprises a system for moving the pocket 108. This system for moving the pocket 108 makes it possible in particular to move the pocket 104 successively above different funnels 106d and associated molds because the content of this pocket 108 is typically sufficient to fill a multitude of molds 106 for the formation of a multitude of parts. This system for moving the pocket 108 also makes it possible to tilt the pocket 104 according to a variable angle of inclination α (alpha) measured between a horizontal plane and the plane formed by the bottom 104b of the pocket 104, as illustrated in Figures 1 and 2. In Figure 1, the arrow A represents a movement of the pocket 104 corresponding to an increase in the angle of inclination α. It is understood that the spout level line Lb remains horizontal but takes a different position with respect to the internal volume of the pocket 104 for each angle of inclination α.

[0029] Le système de pilotage de coulée 102 comporte une commande 102a du système de déplacement de la poche 108, qui permet de transmettre au système de déplacement de la poche 108 les informations nécessaires pour placer la poche 104 à la position de coulée recherchée, y compris avec l'angle d'inclinaison α souhaité. L'angle d'inclinaison (α) en cours est donc connu par le système de déplacement de la poche 108, par la commande 102a et par le système de pilotage de coulée 102. The casting control system 102 comprises a control 102a of the ladle 108 displacement system, which makes it possible to transmit to the ladle displacement system 108 the information necessary to place the ladle 104 in the desired casting position, including with the desired angle of inclination α. The angle of inclination (α) in progress is therefore known by the ladle displacement system 108, by the control 102a and by the casting control system 102.

[0030] La machine de coulée automatique 100 comporte des moyens de pesée 110 de la poche de coulée qui indiquent le poids en cours Pc de la poche de coulée 104. Ces moyens de pesée 110 sont capables de réaliser en continu, ou à intervalle régulier, la mesure (flèche P sur la figure 1) du poids en cours Pc de la poche 104, et cette valeur Pc est transmise au système de pilotage de coulée 102. On comprend que le poids en cours Pc de la poche 104 permet de connaître le volume en cours Vc de tout le matériau en fusion contenu dans la poche 104, soit le volume total de matériau en fusion contenu dans la poche 104. En effet, le volume Vc en cours de matériau en fusion se déduit par soustraction du poids de la poche 104 vide pour obtenir le poids du matériau en fusion contenu dans la poche 104, et transformation en volume de la valeur du poids du matériau en fusion contenu dans la poche 104 en utilisant la densité connue du matériau en fusion. Selon une possibilité de mise en oeuvre, les moyens de pesée 110 comportent des capteurs à cordes vibrantes qui permettent de connaître les forces et leur direction de manière à traduire ces forces en poids en fonction de l'angle d'inclinaison α de la poche 104. Ce ou ces capteur(s) peu(ven)t être disposé(s) sur le support de la poche 104 en s'inclinant conjointement avec la poche 104 d'où une information de force directionnelle, ou alternativement ce ou ces capteur(s) peu(ven)t être disposé(s) sur le support de la poche sans s'incliner avec la poche 104. Selon une autre variante, il s'agit par exemple d'un système de pesée avec un capteur à jauge. The automatic casting machine 100 comprises means 110 for weighing the ladle which indicate the current weight Pc of the ladle 104. These weighing means 110 are capable of carrying out continuously, or at regular intervals , the measurement (arrow P in FIG. 1) of the current weight Pc of the ladle 104, and this value Pc is transmitted to the casting control system 102. It is understood that the current weight Pc of the ladle 104 makes it possible to know the current volume Vc of all the molten material contained in the pocket 104, i.e. the total volume of molten material contained in the pocket 104. Indeed, the current volume Vc of molten material is deduced by subtracting the weight of the empty ladle 104 to obtain the weight of the molten material contained in the ladle 104, and transformation into volume of the value of the weight of the molten material contained in the ladle 104 using the known density of the molten material. According to one possibility of implementation, the weighing means 110 comprise vibrating string sensors which make it possible to know the forces and their direction so as to translate these forces into weight according to the angle of inclination α of the pocket 104 This or these sensor(s) can be placed on the support of the pocket 104 by tilting together with the pocket 104, hence providing directional force information, or alternatively this or these sensor(s). s) can be placed on the pocket support without tilting with the pocket 104. According to another variant, it is for example a weighing system with a gauge sensor.

[0031] Selon une possibilité avantageuse pour la précision de l'information sur le poids de la poche 104 et donc sur le volume Vc en cours de matériau en fusion, les moyens de pesée 110 de la poche 104 de coulée sont aptes à prendre en compte une correction du poids en cours Pc de la poche 104 résultant des mouvements de la poche 104, de son support et de son contenu (matériau en fusion), et en particulier résultant des forces engendrées par les mouvements de la poche 104, de son support et de son contenu (matériau en fusion). According to an advantageous possibility for the precision of the information on the weight of the ladle 104 and therefore on the current volume Vc of molten material, the weighing means 110 of the casting ladle 104 are able to take into account a correction of the current weight Pc of the pocket 104 resulting from the movements of the pocket 104, of its support and of its contents (molten material), and in particular resulting from the forces generated by the movements of the pocket 104, of its support and its content (molten material).

[0032] La machine de coulée automatique 100 comporte un dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 qui indique ou permet de connaître le niveau de remplissage en cours Ne du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d. Ce dispositif 112 comporte un dispositif de prise de vue sous forme par exemple d'une caméra associée à un système de traitement d'images permettant, en fonction de la position et de l'étendue de la surface de matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d de déterminer le niveau de remplissage en cours Nc (flèche N sur la figure 1) et de transmettre la valeur du niveau de remplissage en cours Nc au système de pilotage de coulée 102. Le niveau de remplissage de l'entonnoir est par exemple une hauteur associée à un % de remplissage, soit un taux de remplissage Nc qui est toujours supérieur ou égal à 0% et qui est toujours inférieur ou égal à 100% (on veut éviter le débordement de l'entonnoir 106d). Pendant la séquence principale de la coulée, ce taux de remplissage Nc doit être >0% et <100% et le plus élevé possible. On affecte une valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, correspondant à un niveau de de remplissage souhaité de l'entonnoir 106d pour une opération de coulée optimale. Par exemple, cette valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir est comprise entre 50% et 90%, de préférence entre 70% et 85%. The automatic casting machine 100 comprises a device for detecting the filling level of the funnel 112 which indicates or makes it possible to know the current filling level Ne of the molten material in the funnel 106d. This device 112 comprises a shooting device in the form, for example, of a camera associated with an image processing system allowing, depending on the position and extent of the surface of molten material present in the funnel 106d to determine the current filling level Nc (arrow N in Figure 1) and to transmit the value of the current filling level Nc to the casting control system 102. The filling level of the funnel is for example a height associated with a % filling, i.e. a filling rate Nc which is always greater than or equal to 0% and which is always less than or equal to 100% (we want to avoid the funnel overflow 106d). During the main casting sequence, this filling rate Nc must be >0% and <100% and as high as possible. A setpoint value N0 of the filling level of the funnel is assigned, corresponding to a desired filling level of the funnel 106d for an optimal casting operation. For example, this set point value N0 of the filling level of the funnel is between 50% and 90%, preferably between 70% and 85%.

[0033] Sur la figure 7, on peut voir plus en détail un agencement et un mode de fonctionnement possibles pour le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112. Le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 comporte une caméra qui regarde l'entonnoir 106d par le dessus, à savoir que la caméra est au-dessus de l'entonnoir 106d en étant décalée latéralement par rapport au centre de l'entonnoir 106d, et en étant inclinée en direction de l'entonnoir de sorte que le champ de vision de la caméra recoupe le volume interne de l'entonnoir 106d. Lorsque du matériau en fusion est présent dans l'entonnoir 106d, mais sans jet de matériau en fusion (cas correspondant à la figure 7 modifiée sans le jet 10a) une portion de sa surface est visible par la caméra. En d'autres termes, le champ de vision de la caméra recoupe une portion Sn de la surface totale du matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d. On comprend que cette surface Sn est représentative du niveau de matériau dans l'entonnoir Nc. Après un étalonnage, le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 est capable de transformer la valeur de cette portion de la surface Sn du matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d, et vue par la caméra, en une valeur de niveau de remplissage en cours Nc. Pendant la coulée, lorsqu'un jet 10a de matériau en fusion s'écoule entre le bec 104a et l'entonnoir 106d, comme on le voit sur la figure 7, la caméra du dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 voit non seulement une portion Sn de la surface totale du matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d, mais encore la surface Sj1 représentative du jet 10a dans le tronçon du jet 10a passant dans le champ de vision de la caméra et situé au-dessus de l'entonnoir 106d et aussi la surface Sj2 représentative du jet 10a et du niveau Ne dans le tronçon du jet 10a passant dans le champ de vision de la caméra et situé dans l'entonnoir 106d. L'image générée par la caméra doit donc être traitée pour extraire les surfaces Sj1 et Sj2 (formant une deuxième zone de l'image) et considérer uniquement la surface Sn (formant une première zone de l'image) pour en déduire le niveau de matériau dans l'entonnoir Nc. Dans ce cas, on comprend que le dispositif de détection 112 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d comporte un système de prise de vue apte à générer une image de l'intérieur de l'entonnoir 106d, de sorte que pendant la coulée ladite image comprend une première zone correspondant à la surface Sn du matériau en fusion contenu dans l'entonnoir 106d et le cas échéant une deuxième zone correspondant au jet 10a qui s'écoule (surfaces Sj1 et Sj2). In Figure 7, one can see in more detail a possible arrangement and mode of operation for the funnel fill level detection device 112. The funnel fill level detection device 112 has a camera that views the funnel 106d from above, i.e. the camera is above the funnel 106d being offset laterally from the center of the funnel 106d, and being tilted in the direction of the funnel so that the field of view of the camera intersects the internal volume of the funnel 106d. When molten material is present in the funnel 106d, but without a jet of molten material (case corresponding to FIG. 7 modified without the jet 10a) a portion of its surface is visible to the camera. In other words, the field of vision of the camera intersects a portion Sn of the total surface of the material in fusion present in the funnel 106d. It is understood that this surface Sn is representative of the level of material in the funnel Nc. After a calibration, the device for detecting the filling level of the funnel 112 is capable of transforming the value of this portion of the surface Sn of the material in fusion present in the funnel 106d, and seen by the camera, into a value fill level in progress Nc. During casting, when a jet 10a of molten material flows between spout 104a and funnel 106d, as seen in Figure 7, the camera of the funnel fill level detection device 112 sees not only a portion Sn of the total surface of the molten material present in the funnel 106d, but also the surface Sj1 representative of the jet 10a in the section of the jet 10a passing in the field of vision of the camera and located above of the funnel 106d and also the surface Sj2 representative of the jet 10a and of the level Ne in the section of the jet 10a passing in the field of vision of the camera and located in the funnel 106d. The image generated by the camera must therefore be processed to extract the surfaces Sj1 and Sj2 (forming a second area of the image) and consider only the surface Sn (forming a first area of the image) to deduce the level of material in the funnel Nc. In this case, it is understood that the detection device 112 of the level of filling of the funnel 106d comprises a shooting system able to generate an image of the interior of the funnel 106d, so that during casting said image comprises a first zone corresponding to the surface Sn of the molten material contained in the funnel 106d and, where appropriate, a second zone corresponding to the jet 10a which flows (surfaces Sj1 and Sj2).

[0034] La machine de coulée automatique 100 comporte un dispositif de détection de jet 114 permettant de signaler (flèche J sur la figure 1) la présence ou l'absence d'un jet 10a de matériau en fusion entre le bec 104a de la poche 104 et l'entonnoir 106d. Cette information Jc sur la présence du jet 10a est transmise au système de pilotage de coulée 102. Comme illustré sur la figure 7, ce dispositif 114 comporte par exemple une caméra associée à un système de traitement d'images permettant, en fonction de la présence ou de l'absence de jet de matériau en fusion entre le bec de la poche et l'entonnoir, d'attribuer la valeur correspondante (par exemple 0 ou 1) à la donnée Je. Selon une possibilité, outre la présence ou l'absence de jet, le dispositif de détection de jet 114 peut être apte à attribuer à la donnée Jc une valeur qui est en relation avec la taille du jet 10a. [0034] The automatic casting machine 100 comprises a jet detection device 114 making it possible to signal (arrow J in FIG. 1) the presence or absence of a jet 10a of molten material between the spout 104a of the ladle 104 and funnel 106d. This information Jc on the presence of the jet 10a is transmitted to the casting control system 102. As illustrated in FIG. 7, this device 114 comprises for example a camera associated with an image processing system allowing, depending on the presence or the absence of a jet of molten material between the spout of the ladle and the funnel, to assign the corresponding value (for example 0 or 1) to the datum Je. According to one possibility, in addition to the presence or absence of a jet, the jet detection device 114 can be capable of assigning to the datum Jc a value which is related to the size of the jet 10a.

[0035] La poche 104 est associée à un modèle théorique sous forme d'un modèle mathématique tridimensionnel du volume interne de la poche 104. Notamment, ce modèle mathématique tridimensionnel de la poche associe, à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α compris entre 0° et αmax, avec αmaxqui est une valeur maximale utile de l'angle d'inclinaison α et pour lequel la poche 104 peut se vider entièrement, deux paramètres géométriques de la poche, à savoir : le volume de réserve de la poche 104, dénommé Vp, correspondant au volume de la poche 104 situé sous la ligne de niveau du bec Lb et formant un volume de matériau en fusion qui ne peut pas sortir de la poche 104 dans la position de la poche 104 correspondant à cet angle d'inclinaison α donné, et la surface de la poche selon la ligne de niveau du bec, dénommée Sb, résultant de l'intersection entre le volume interne de la poche 104 et la ligne de niveau du bec Lb.Par exemple αmaxest égal à 42°. The pocket 104 is associated with a theoretical model in the form of a three-dimensional mathematical model of the internal volume of the pocket 104. In particular, this three-dimensional mathematical model of the pocket associates, with each value of the angle of inclination α between 0° and αmax, with αmax which is a useful maximum value of the angle of inclination α and for which the pocket 104 can empty completely, two geometric parameters of the pocket, namely: the reserve volume of the pocket 104, called Vp, corresponding to the volume of the pocket 104 located under the level line of the spout Lb and forming a volume of molten material which cannot come out of the pocket 104 in the position of the pocket 104 corresponding to this given angle of inclination α, and the surface of the pocket along the beak level line, called Sb, resulting from the intersection between the internal volume of the pocket 104 and the beak level line Lb. For example αmax is equal to 42°.

[0036] Egalement, le modèle mathématique de la poche 104 comporte la forme du bec 104a. Selon une première possibilité, cette forme du bec 104a est caractérisée de façon tridimensionnelle le long de toute son étendue entre la partie aval de la poche et la pointe du bec 104a par laquelle sort le matériau en fusion (voir figure 8). Selon une deuxième possibilité, cette forme du bec 104a est caractérisée de façon bidimensionnelle à l'emplacement de la pointe du bec par laquelle sort le matériau en fusion, et qui forme une section de pointe de bec. Sur la figure 9, cette section de pointe du bec 104a présente une forme de triangle avec la pointe en bas (triangle inversé). On comprend que cette section de pointe de bec, à savoir la forme de la sortie du bec vue depuis l'avant de la poche, détermine la section du matériau en fusion au niveau du bec Slb (ou section du liquide au niveau du bec). Dans la situation des figures 8 et 9, cette section du matériau en fusion au niveau du bec Slb comporte une hauteur Hm de matériau en fusion dans la poche au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb, ce qui détermine un débit de sortie de la poche Ds. Ainsi, la connaissance de la forme du bec participe à la connaissance du débit de sortie de la poche Ds, et à son maintien à un niveau souhaité selon une valeur de consigne DsO. [0036] Also, the mathematical model of the pocket 104 includes the shape of the spout 104a. According to a first possibility, this shape of the spout 104a is characterized in a three-dimensional way along its entire extent between the downstream part of the pocket and the tip of the spout 104a through which the molten material exits (see FIG. 8). According to a second possibility, this shape of the beak 104a is characterized in a two-dimensional way at the location of the tip of the beak through which the molten material exits, and which forms a beak tip section. In Figure 9, this spout tip section 104a has a triangle shape with the tip down (inverted triangle). It is understood that this spout tip section, namely the shape of the spout outlet seen from the front of the ladle, determines the section of the molten material at the level of the spout Slb (or section of the liquid at the level of the spout) . In the situation of Figures 8 and 9, this section of the molten material at the spout Slb has a height Hm of molten material in the pocket above the level line of the spout Lb, which determines an output flow rate of the pocket Ds. Thus, the knowledge of the shape of the spout contributes to the knowledge of the outlet flow rate Ds from the pocket, and to its maintenance at a desired level according to a set value DsO.

[0037] Selon une disposition, le système de pilotage de coulée 102 est apte à corriger le modèle tridimensionnel de la poche 104 également en prenant en compte la valeur de l'angle d'inclinaison α lorsque le dispositif de détection de jet 10a détecte que le jet 10a de matériau en fusion apparaît entre la poche 104 et l'entonnoir 106d. En effet, au fur et à mesure des coulées successives, le moment où apparaît le jet 10a hors de la poche 104, déterminé depuis le début de la coulée en cours dérive légèrement plus tard dans le temps du fait de l'agglomération de scories sur le fond et sur les parois de la poche 104. En particulier, la correction du modèle tridimensionnel s'effectue par la correction du volume de matériau en fusion contenu dans la poche 104 sous la ligne de niveau du bec 104a, appelé volume de réserve Vp de la poche 104, associé à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α. According to one arrangement, the casting control system 102 is able to correct the three-dimensional model of the ladle 104 also by taking into account the value of the angle of inclination α when the jet detection device 10a detects that the jet 10a of molten material appears between the pocket 104 and the funnel 106d. Indeed, as the successive castings progress, the moment when the jet 10a appears out of the pocket 104, determined from the start of the casting in progress, drifts slightly later in time due to the agglomeration of slag on the bottom and on the walls of the pocket 104. In particular, the correction of the three-dimensional model is carried out by the correction of the volume of material in fusion contained in the pocket 104 under the level line of the spout 104a, called reserve volume Vp of the pocket 104, associated with each value of the angle of inclination α.

[0038] Un système de déplacement de la poche 108 (voir figure 1), non représenté en détail permet de déplacer la poche 104 en direction verticale, en direction horizontale et angulairement pour faire varier l'angle d'inclinaison α. Pendant le procédé de coulée, le point de rotation autour duquel tourne la poche 104 pour faire varier l'angle d'inclinaison α, reste le centre du rayon de bec Crb (voir figure 8) ou centre de courbure du bec 104a, ce qui peut nécessiter une translation de ce point de rotation et donc un mouvement combiné de translation et de rotation de la poche 104 pour modifier son angle d'inclinaison α. De cette façon, on garantit dans la position de coulée, à la fois une distance constante entre la pointe de bec 104a et l'entonnoir 106d et également que le jet 10a de matériau en fusion tombe dans l'entonnoir 106d. La notion de „position de coulée“ signifie également notamment que l'entonnoir est sous le bec 104a, ou au moins partiellement situé sous le bec 104a. On comprend que le fond du bec 104a présente une forme courbe définissant un centre de rayon de bec Crb (voir Figure 8). De plus, le système de déplacement de la poche 108 est configuré de sorte que la variation de l'angle d'inclinaison (α) s'effectue par rotation autour d'un axe passant par le centre du rayon de bec Crb. A system for moving the pocket 108 (see Figure 1), not shown in detail, allows the pocket 104 to be moved in the vertical direction, in the horizontal direction and angularly to vary the angle of inclination α. During the casting process, the point of rotation around which the pocket 104 turns to vary the angle of inclination α remains the center of the nose radius Crb (see FIG. 8) or center of curvature of the nose 104a, which may require a translation of this point of rotation and therefore a combined movement of translation and rotation of the pocket 104 to modify its angle of inclination α. In this way, it is guaranteed in the casting position, both a constant distance between the spout tip 104a and the funnel 106d and also that the jet 10a of molten material falls into the funnel 106d. The concept of "pouring position" also means in particular that the funnel is under the spout 104a, or at least partially located under the spout 104a. It is understood that the bottom of the beak 104a has a curved shape defining a beak radius center Crb (see Figure 8). Moreover, the system for moving the pocket 108 is configured so that the variation of the angle of inclination (α) takes place by rotation around an axis passing through the center of the nose radius Crb.

[0039] Comme représenté sur la figure 2, pour un angle d'inclinaison α donné, la poche 104 contient un volume total de matériau en fusion Vc (volume en cours de matériau en fusion) qui se répartit entre un volume disponible Vd, situé au-dessus de la ligne de niveau de bec Lb (au-dessus de la surface de la poche selon la ligne de niveau du bec Sp), et un volume de réserve de la poche Vp, situé sous la ligne de niveau de bec Lb (au-dessous de la surface de la poche selon la ligne de niveau du bec Sp). As shown in Figure 2, for a given angle of inclination α, the pocket 104 contains a total volume of molten material Vc (current volume of molten material) which is distributed between an available volume Vd, located above the spout level line Lb (above the surface of the pocket according to the spout level line Sp), and a reserve volume of the pocket Vp, located below the spout level line Lb (below the surface of the pocket according to the spout level line Sp).

[0040] Différentes méthodes sont possibles pour connaître ces différents volumes en fonction de l'angle d'inclinaison α donné et de l'avancée de l'écoulement de la matière en fusion hors de la poche 104 par le bec 104a (et du temps écoulé depuis le changement de la valeur de l'angle d'inclinaison α). Selon une possibilité, on prend en compte le poids en cours Pc de la poche 104 remplie, fourni par moyens de pesée 110, ce qui permet de déterminer le volume total en cours Vc de matériau en fusion. En parallèle, on connaît l'angle d'inclinaison α en cours de la poche par la consigne provenant de la commande 102a du système de déplacement de la poche 108. Cette valeur de consigne de l'angle d'inclinaison α est calculée par le système de pilotage de coulée 102. Connaissant cette valeur en cours de l'angle d'inclinaison α de la poche, le modèle mathématique tridimensionnel de la poche donne la valeur correspondante du volume de réserve Vp de la poche. Ensuite par la différence entre Vc et Vp, on obtient le volume disponible Vd = Vc-Vp. [0040] Different methods are possible to know these different volumes depending on the given angle of inclination α and the progress of the flow of the molten material out of the pocket 104 through the spout 104a (and the time elapsed since the change in the value of the angle of inclination α). According to one possibility, the current weight Pc of the filled pouch 104, provided by weighing means 110, is taken into account, which makes it possible to determine the current total volume Vc of molten material. In parallel, the current angle of inclination α of the pocket is known by the setpoint coming from the command 102a of the system for moving the pocket 108. This setpoint value of the angle of inclination α is calculated by the casting control system 102. Knowing this current value of the angle of inclination α of the ladle, the three-dimensional mathematical model of the ladle gives the corresponding value of the reserve volume Vp of the ladle. Then by the difference between Vc and Vp, we obtain the available volume Vd = Vc-Vp.

[0041] On se reporte maintenant aux figures 3 à 6 qui illustrent la poche 104, l'entonnoir 106d et leur contenu, pendant les différentes étapes de l'opération de coulée avec d'une part une poche 104 qui s'incline de plus en plus (angle d'inclinaison α qui augmente progressivement) pendant la première séquence (séquence de pré-coulée) et pendant la deuxième séquence (séquence principale ou séquence de coulée proprement dite), puis d'autre part une poche 104 qui va revenir en arrière et moins s'incliner (angle d'inclinaison α qui se réduit) pendant la troisième séquence ou séquence de fin de coulée. We now refer to Figures 3 to 6 which illustrate the pocket 104, the funnel 106d and their contents, during the various stages of the casting operation with on the one hand a pocket 104 which tilts more in addition (angle of inclination α which increases progressively) during the first sequence (pre-casting sequence) and during the second sequence (main sequence or actual casting sequence), then on the other hand a pocket 104 which will return back and tilt less (angle of inclination α which is reduced) during the third sequence or end-of-casting sequence.

[0042] La figure 3 illustre la situation pendant la première séquence ou séquence de pré-coulée. Il s'agit de remplir suffisamment l'entonnoir 106d en continu et de la façon la plus rapide possible sans toutefois créer de débordement de l'entonnoir 106d ou de jet 10a de matière en fusion qui soit turbulent et qui risque par exemple d'engendrer des bulles d'air qui persisteraient dans le moule 106. Au départ (position non représentée), l'entonnoir 106d est vide, la poche 104 est remplie de matière en fusion avec une quantité suffisante, et la poche 104 est disposée dans la position de départ, avec le bec 104a au-dessus de l'entonnoir 106d, avec un angle d'inclinaison α de 0°. Le système de pilotage de coulée 102 envoie à la commande 102a du système de déplacement de la poche une première consigne α1 pour l'angle d'inclinaison α, de sorte que la poche 104 s'incline et arrive dans la position de coulée représentée sur la figure 3. Figure 3 illustrates the situation during the first sequence or pre-casting sequence. It is a question of sufficiently filling the funnel 106d continuously and as quickly as possible without however creating an overflow of the funnel 106d or a jet 10a of molten material which is turbulent and which risks, for example, generating air bubbles which would persist in the mold 106. At the start (position not shown), the funnel 106d is empty, the ladle 104 is filled with a sufficient quantity of molten material, and the ladle 104 is placed in the position starting point, with the spout 104a above the funnel 106d, with an angle of inclination α of 0°. The casting control system 102 sends to the control 102a of the ladle displacement system a first instruction α1 for the angle of inclination α, so that the ladle 104 tilts and arrives in the casting position represented on Figure 3.

[0043] Dans cette position de coulée de la figure 3, une partie de la matière en fusion dépasse la ligne de niveau du bec Lb, selon le volume disponible Vd, et un jet 10a sort du bec 104a. Au fur et à mesure du temps, l'entonnoir 106d commence à se remplir selon un niveau de remplissage en cours Nc identifié par le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112. En parallèle, de la matière en fusion s'écoule par la sortie de l'entonnoir 106d en direction du moule : c'est le débit Dm pour le moule (partie représentée en noir à la sortie de l'entonnoir 106d sur la figure 3). In this casting position of Figure 3, part of the molten material exceeds the level line of the spout Lb, depending on the available volume Vd, and a jet 10a comes out of the spout 104a. As time goes by, the funnel 106d begins to fill according to a current filling level Nc identified by the device for detecting the filling level of the funnel 112. In parallel, molten material is flows through the outlet of the funnel 106d towards the mould: this is the flow rate Dm for the mold (part shown in black at the outlet of the funnel 106d in FIG. 3).

[0044] Comme le débit total de sortie de la matière hors de la poche Ds est plus grand que ce débit Dm pour le moule, la différence (Ds-Dm) correspond à un débit pour l'entonnoir De qui contribue à l'augmentation du niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d. Ainsi, comme illustré sur la figure 3, dans le volume disponible Vd, on distingue une partie Vd1 correspondant à un volume à verser dans l'entonnoir et une partie Vd2 correspondant à un volume qui s'écoule dans le moule 106 pendant le remplissage de l'entonnoir 106d. Pour compenser la diminution de cette différence Ds-Dm, à savoir du débit pour l'entonnoir De, qui intervient pendant que le volume disponible Vd diminue, le système de pilotage de coulée 102 va augmenter au fur et à mesure la valeur de la consigne pour l'angle d'inclinaison α avec des valeurs de plus en plus grandes et plus grandes que la première valeur de consigne αl. [0044] As the total outflow rate of the material from the pocket Ds is greater than this flow rate Dm for the mold, the difference (Ds-Dm) corresponds to a flow rate for the funnel De which contributes to the increase the current filling level Nc of the molten material in the funnel 106d. Thus, as illustrated in FIG. 3, in the available volume Vd, there is a part Vd1 corresponding to a volume to be poured into the funnel and a part Vd2 corresponding to a volume which flows into the mold 106 during the filling of the funnel 106d. To compensate for the decrease in this difference Ds-Dm, namely the flow rate for the funnel De, which occurs while the available volume Vd decreases, the casting control system 102 will gradually increase the value of the setpoint for the angle of inclination α with increasingly larger and larger values than the first set value αl.

[0045] A cet effet, selon une possibilité, le système de pilotage de coulée 102 est apte à calculer une nouvelle valeur de l'angle d'inclinaison α de la poche 104 qui prend en compte un volume disponible Vd correspondant au volume de matériau en fusion apte à sortir de la poche 104 par le bec 104a dans la position angulaire en cours de la poche 104. [0045] To this end, according to one possibility, the casting control system 102 is able to calculate a new value of the angle of inclination α of the pocket 104 which takes into account an available volume Vd corresponding to the volume of material molten capable of leaving the pocket 104 through the spout 104a in the current angular position of the pocket 104.

[0046] Selon une disposition possible, le système de pilotage de coulée 102 est apte à calculer, pour un angle d'inclinaison α en cours, le volume disponible Vd de matériau en fusion en prenant en compte le poids en cours Pc de la poche 104, issu des moyens de pesée 110, et le volume de réserve Vp de la poche 104 donné par le modèle mathématique tridimensionnel de la poche 104. According to one possible arrangement, the casting control system 102 is able to calculate, for a current angle of inclination α, the available volume Vd of molten material by taking into account the current weight Pc of the ladle. 104, from the weighing means 110, and the reserve volume Vp of the pocket 104 given by the three-dimensional mathematical model of the pocket 104.

[0047] En général, on constate que le volume disponible Vd est plus grand ou égal à un volume disponible minimal correspondant au volume de matière en fusion qui s'écoule dans le moule 106 pendant le temps nécessaire au remplissage de l'entonnoir 106d jusqu'à la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d, pour une valeur donnée de l'angle d'inclinaison α. In general, it is found that the available volume Vd is greater than or equal to a minimum available volume corresponding to the volume of molten material which flows into the mold 106 during the time required to fill the funnel 106d until 'at the set value N0 of the filling level of the funnel 106d, for a given value of the angle of inclination α.

[0048] Cet ajustement par augmentation de la valeur de l'angle d'inclinaison α intervient après détection de la présence d'un jet de matière en fusion 10a à la sortie de la poche 104. Le système de pilotage de coulée 102 réalise alors une adaptation de la valeur en cours de l'angle d'inclinaison α pour maintenir l'égalité entre la quantité manquante dans l'entonnoir 106d (volume Vm manquant dans l'entonnoir, lié à la différence entre N0 et Nc) et la quantité Vd1 précitée. Cet ajustement de l'angle d'inclinaison α se poursuit jusqu'à ce que le niveau de remplissage en cours Nc identifié par le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 atteigne la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir. Ainsi, lorsque le niveau de remplissage en cours Nc de l'entonnoir est égal à la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, la séquence de pré-coulée est terminée. This adjustment by increasing the value of the angle of inclination α occurs after detection of the presence of a jet of molten material 10a at the outlet of the pocket 104. The casting control system 102 then performs an adaptation of the current value of the angle of inclination α to maintain the equality between the quantity missing in the funnel 106d (volume Vm missing in the funnel, linked to the difference between N0 and Nc) and the quantity Vd1 mentioned above. This adjustment of the angle of inclination α continues until the current filling level Nc identified by the device for detecting the filling level of the funnel 112 reaches the setpoint value N0 of the filling level of the funnel. Thus, when the current filling level Nc of the funnel is equal to the setpoint value N0 of the filling level of the funnel, the pre-casting sequence is finished.

[0049] Ainsi, cette séquence de pré-coulée correspond à une première séquence du procédé de pilotage de coulée pour la machine de coulée de fonderie 100, avec une poche 104 remplie de matériau en fusion, pour la réalisation d'une séquence de pré-coulée, comportant les étapes suivantes : i) fourniture d'un volume maximal d'entonnoir Ve, d'une valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d, et d'un débit théorique du moule Dtm (débit théorique pour Dm = débit de sortie de l'entonnoir 106d et débit de sortie dans le moule 106), ii) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104, iii) recherche de la présence d'un jet 10a de matériau en fusion entre le bec 104a de la poche et l'entonnoir 106d et répétition de l'étape ii) tant qu'un jet n'est pas détecté, et lorsqu'un jet est détecté iv) mesure du niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d, ce par quoi on détermine la quantité manquante (volume manquant) Vm dans l'entonnoir pour atteindre la valeur de consigne N0, v) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche avec une vitesse suffisante pour que la quantité manquante (volume manquant Vm) dans l'entonnoir soit sensiblement égale à la différence entre un volume disponible Vd formé du volume de matériau en fusion apte à sortir de la poche par le bec dans la position angulaire en cours de la poche et un volume pour le moule Vd2 qui s'écoule dans le moule 106 pendant le remplissage de l'entonnoir 106d, vi) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104 et réalisation itérative des étapes iv) à v) jusqu'à ce que le niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir atteigne la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d : on dispose alors d'un volume Vt de matériau en fusion dans l'entonnoir 106d, avec Vt < ou = à Ve (volume maximal d'entonnoir).Thus, this pre-casting sequence corresponds to a first sequence of the casting control process for the foundry casting machine 100, with a ladle 104 filled with molten material, for carrying out a pre-casting sequence. -casting, comprising the following steps: i) supplying a maximum funnel volume Ve, a set value N0 of the filling level of the funnel 106d, and a theoretical throughput of the mold Dtm (theoretical throughput for Dm = outlet flow rate from the funnel 106d and outlet flow rate in the mold 106), ii) increase in the angle of inclination (α) of the pocket 104, iii) search for the presence of a jet 10a of molten material between the spout 104a of the ladle and the funnel 106d and repeating step ii) as long as a jet is not detected, and when a jet is detected iv) measurement of the level of filling in course Nc of the molten material in the funnel 106d, whereby the missing quantity (missing volume) Vm in the funnel is determined r to reach the set value N0, v) increasing the angle of inclination (α) of the pocket with sufficient speed so that the missing quantity (missing volume Vm) in the funnel is substantially equal to the difference between an available volume Vd formed of the volume of molten material able to leave the pocket through the spout in the current angular position of the pocket and a volume for the mold Vd2 which flows into the mold 106 during the filling of the funnel 106d, vi) increasing the angle of inclination (α) of the pocket 104 and iteratively performing steps iv) to v) until the current filling level Nc of the molten material in the funnel reaches the set value N0 of the filling level of the funnel 106d: there is then a volume Vt of molten material in the funnel 106d, with Vt < or = Ve (maximum funnel volume).

[0050] La figure 4 illustre la situation pendant la deuxième séquence, à savoir la séquence principale ou séquence de coulée proprement dite. Il s'agit de continuer à remplir le moule 106 depuis l'entonnoir tout en maintenant le niveau de remplissage en cours Nc de l'entonnoir le plus proche possible de la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir (ce qui revient à maintenir dans l'entonnoir un volume Vt de matériau en fusion). Selon le présent texte, on considère que le niveau de remplissage en cours Nc de l'entonnoir présente une valeur proche de la valeur de consigne N0 si la valeur absolue de l'écart entre les deux valeurs Nc et N0 ne dépasse pas 10% de N0, ou de préférence 5% de N0. Pour ce faire, on cherche à ce que le débit de sortie Ds de la poche soit égal au (ou proche du) débit Dm pour le moule. On cherche également à ce que ce débit de sortie de la poche Ds soit constant et pour cela on essaye de maintenir une hauteur Hm de matériau en fusion dans la poche au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb qui soit constante (voir la figure 4), en particulier à proximité du bec 104a et dans le bec 104a, et ce tout en augmentant l'angle d'inclinaison α afin de continuer à déverser de la matière en fusion de la poche 104 vers l'entonnoir 106d. Figure 4 illustrates the situation during the second sequence, namely the main sequence or actual casting sequence. This involves continuing to fill the mold 106 from the funnel while maintaining the current filling level Nc of the funnel as close as possible to the set value N0 of the filling level of the funnel (which amounts to maintaining a volume Vt of molten material in the funnel). According to this text, it is considered that the current fill level Nc of the funnel has a value close to the set value N0 if the absolute value of the difference between the two values Nc and N0 does not exceed 10% of N0, or preferably 5% N0. To do this, it is sought that the outlet flow rate Ds of the pocket is equal to (or close to) the flow rate Dm for the mould. We also try to ensure that this outlet flow rate from the pocket Ds is constant and for this we try to maintain a height Hm of molten material in the pocket above the level line of the spout Lb which is constant (see the Figure 4), in particular near the spout 104a and in the spout 104a, and this while increasing the angle of inclination α in order to continue to pour molten material from the pocket 104 towards the funnel 106d.

[0051] Grâce au modèle mathématique tridimensionnel du volume interne de la poche 104, et au débit de sortie Ds de la poche, il est possible de savoir comment augmenter la valeur de l'angle d'inclinaison α pour que la diminution du volume de réserve de la poche Vp compense le débit de sortie de la poche Ds. En d'autres termes, à chaque période d'échantillonnage, la variation (l'augmentation) de l'angle d'inclinaison α ou encore la diminution correspondante du volume de réserve de la poche Vp compense la quantité de matière en fusion sortie de la poche pendant cette période d'échantillonnage (le débit de sortie de la poche Ds x le temps correspondant à cette période d'échantillonnage). [0051] Thanks to the three-dimensional mathematical model of the internal volume of the pocket 104, and to the output flow rate Ds of the pocket, it is possible to know how to increase the value of the angle of inclination α so that the reduction in the volume of reserve of the pocket Vp compensates the outlet flow of the pocket Ds. In other words, at each sampling period, the variation (increase) in the angle of inclination α or the corresponding decrease in the reserve volume of the pocket Vp compensates for the quantity of molten material leaving the pocket. the bag during this sampling period (the output rate of the bag Ds x the time corresponding to this sampling period).

[0052] Ainsi, cette séquence principale ou séquence de coulée proprement dite correspond à une deuxième séquence du procédé de pilotage de coulée pour la machine de coulée de fonderie 100, qui suit une séance de pré-coulée, qui comporte les étapes suivantes : vi) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104 jusqu'à ce que le débit de sortie de poche Ds atteigne la valeur dudit débit théorique du moule Dtm, vii) mesure du niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d, viii) adaptation (augmentation ou diminution ou pas de changement) de l'angle d'inclinaison (α) de la poche pour maintenir le niveau de remplissage dans l'entonnoir Nc à une valeur proche de la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, ix) réalisation itérative des étapes vi) à viii) jusqu'à ce que la somme entre le volume déjà coulé hors de la poche 104 et la portion du volume disponible Vd apte à sortir de la poche pendant un mouvement de retrait de la poche corresponde au volume de matériau à couler (V0)ou bien jusqu'à ce que la somme du volume disponible Vd et du volume déjà coulé hors de la poche (volume dans le moule et volume dans l'entonnoir) corresponde au volume de matériau à couler V0 majoré de 1 à 5%. Thus, this main sequence or actual casting sequence corresponds to a second sequence of the casting control process for the foundry casting machine 100, which follows a pre-casting session, which comprises the following steps: vi ) increase in the angle of inclination (α) of the pocket 104 until the pocket outlet flow rate Ds reaches the value of said theoretical mold flow rate Dtm, vii) measurement of the current filling level Nc of the material melting in the funnel 106d, viii) adaptation (increase or decrease or no change) of the angle of inclination (α) of the pocket to maintain the filling level in the funnel Nc at a value close to the setpoint value N0 of the filling level of the funnel, ix) iterative execution of steps vi) to viii) until the sum between the volume already poured out of the pocket 104 and the portion of the available volume Vd able to get out of the pocket during a withdrawal movement of the pocket corresponds to the volume of material to be poured (V0) or until the sum of the available volume Vd and the volume already poured out of the ladle (volume in the mold and volume in the funnel) corresponds to the volume of material to be poured V0 increased by 1 to 5%.

[0053] A ce moment-là, la deuxième séquence se termine et le procédé entame la troisième séquence ou séquence de fin de coulée. Dans un premier temps, comme on le voit sur la figure 5, il s'agit de diminuer la valeur de l'angle d'inclinaison α alors que l'on a encore pendant un certain laps de temps un volume disponible Vd qui diminue, en étant inférieur au volume Vd2 de la deuxième séquence, et dont une partie Vd' s'écoule par le bec 104a. Ensuite, comme on le voit sur la figure 6, le jet 10a est absent car aucun matériau ne peut plus sortir de la poche 104, mais la plus grande partie Vt' du volume Vt de matériau en fusion qui remplissait l'entonnoir 106d continue à se déverser dans le moule 106 (débit Dm). Ainsi, lorsqu'on réalise la séquence de fin de coulée, on cherche à ce que la quantité de matériau qui s'écoule durant cette séquence de fin de coulée (Vd' + Vt') corresponde à la quantité de matière manquante (volume manquant Vm) dans le moule au début de cette séquence de fin de coulée. [0053] At this point, the second sequence ends and the process begins the third sequence or end-of-casting sequence. Initially, as seen in Figure 5, it is a question of reducing the value of the angle of inclination α while there is still for a certain period of time an available volume Vd which decreases, while being less than the volume Vd2 of the second sequence, and part Vd' of which flows through the spout 104a. Then, as seen in Figure 6, the jet 10a is absent because no material can come out of the pocket 104, but the greater part Vt 'of the volume Vt of molten material which filled the funnel 106d continues to flow into the mold 106 (flow rate Dm). Thus, when carrying out the end of casting sequence, it is sought that the quantity of material which flows during this end of casting sequence (Vd' + Vt') corresponds to the quantity of missing material (missing volume Vm) in the mold at the beginning of this end of casting sequence.

[0054] Ainsi, cette troisième séquence du procédé de pilotage de coulée pour la machine de coulée de fonderie 100, pour la réalisation d'une séquence de fin de coulée qui suit une séquence de coulée, comporte l'étape suivante : ix) diminution de de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104 lorsque la somme entre le volume déjà coulé hors de la poche 104 et la portion du volume disponible Vd apte à sortir de la poche pendant un mouvement de retrait de la poche corresponde au volume de matériau à couler (V0)ou bien lorsque la somme du volume disponible Vd et du volume déjà coulé hors de la poche corresponde au volume de matériau à couler majoré de 1 à 5%. Cette diminution de l'angle d'inclinaison α pendant le mouvement de retrait de la poche 104 doit être assez rapide pour que la régulation soit au plus juste, à savoir que le calcul anticipé corresponde au plus près de la quantité de matière en fusion qui va.effectivement encore sortir de la poche 104 pendant ce retrait. Le mouvement de retrait de la poche 104 peut s'accompagner d'un mouvement de recul de la poche qui va en général être suivi d'un mouvement d'accélération vers un autre moule et son entonnoir, en vue de la prochaine coulée. Thus, this third sequence of the casting control method for the foundry casting machine 100, for carrying out an end-of-casting sequence which follows a casting sequence, comprises the following step: ix) reduction of the angle of inclination (α) of the pocket 104 when the sum between the volume already poured out of the pocket 104 and the portion of the available volume Vd capable of leaving the pocket during a withdrawal movement of the pocket corresponds to the volume of material to be cast (V0) or when the sum of the available volume Vd and the volume already poured out of the ladle corresponds to the volume of material to be poured increased by 1 to 5%. This decrease in the angle of inclination α during the withdrawal movement of the pocket 104 must be fast enough for the regulation to be as accurate as possible, namely that the anticipated calculation corresponds as closely as possible to the quantity of molten material which will indeed still come out of the pocket 104 during this withdrawal. The withdrawal movement of the ladle 104 can be accompanied by a recoil movement of the ladle which will generally be followed by a movement of acceleration towards another mold and its funnel, with a view to the next casting.

[0055] Le système de pilotage de coulée 102 peut, pour déterminer le moment d'arrêt de la coulée (le début de la troisième séquence), utiliser le calcul en temps réel du poids final de matériau potentiellement coulé depuis la poche qui correspondrait à un arrêt immédiat de la coulée, à savoir à une réduction forte de l'angle d'inclinaison α qui stopperait le jet 10a après une dernière quantité versée Vd'. Pour ce faire, on prend en compte le fait que ce poids final de matériau potentiellement coulé est la somme du poids déjà coulé et du poids qui s'écoulerait pendant le retrait de la poche ; avec le poids déjà coulé correspondant à la différence entre le poids initial et le poids en cours Pc de la poche et avec le poids qui s'écoulerait pendant le retrait de la poche correspondant à un calcul prenant en compte notamment le modèle théorique tridimensionnel de la poche, le débit de sortie Ds de la matière hors de la poche et la vitesse d'inclinaison de la poche. [0055] The casting control system 102 can, to determine the moment of stopping the casting (the start of the third sequence), use the real-time calculation of the final weight of material potentially cast from the ladle which would correspond to an immediate stoppage of casting, namely a sharp reduction in the angle of inclination α which would stop the jet 10a after a last poured quantity Vd′. To do this, it is taken into account that this final weight of potentially cast material is the sum of the weight already cast and the weight which would flow during the withdrawal of the ladle; with the weight already poured corresponding to the difference between the initial weight and the current weight Pc of the pocket and with the weight which would flow during the withdrawal of the pocket corresponding to a calculation taking into account in particular the three-dimensional theoretical model of the pocket, the outflow rate Ds of the material out of the pocket and the speed of inclination of the pocket.

[0056] Le système de pilotage de coulée 102 peut également prendre en compte d'autres informations pour réguler la position de la poche, et en particulier son inclinaison (angle d'inclinaison α) au cours de chaque séquence de l'opération de coulée. Ainsi, le système de pilotage de coulée 102 peut prendre en compte le débit moyen approximatif correspondant à une moyenne du débit de sortie du matériau en fusion hors de la poche 104 sur les précédentes coulées réalisées avec cette poche. Également, le système de pilotage de coulée 102 peut prendre en compte la durée probable totale de l'opération de coulée en extrapolant la variation de cette durée de coulée sur les précédentes coulées réalisées avec cette poche 104. The casting control system 102 can also take into account other information to regulate the position of the ladle, and in particular its inclination (angle of inclination α) during each sequence of the casting operation. . Thus, the casting control system 102 can take into account the approximate average flow rate corresponding to an average of the output flow rate of the molten material out of the ladle 104 on the previous castings carried out with this ladle. Also, the casting control system 102 can take into account the total probable duration of the casting operation by extrapolating the variation of this casting duration on the previous castings carried out with this ladle 104.

Signes de référence employés sur les figuresReference signs used in the figures

[0057] 10 Matériau en fusion 10a Jet 100 Machine de coulée 102 Système de pilotage de coulée 102a Commande du système de déplacement de la poche 104 Poche de coulée 104a Bec 104b Fond de la poche 106 Moule 106a Volume de moulage 106b Volume de moulage 106c Canaux d'alimentation 106d Entonnoir 108 Système de déplacement de la poche 110 Moyens de pesée de la poche 112 Dispositif de détection de niveau de l'entonnoir 114 Dispositif de détection de jet α Angle d'inclinaison de la poche A Flèche pour la variation/l'augmentation de l'angle d'inclinaison α Crb centre du rayon de bec Dm Débit pour le moule De Débit pour l'entonnoir Ds Débit de sortie de la poche Hm Hauteur de matériau dans la poche au-dessus de Lb J Flèche pour la détection de la présence/absence du jet Jc Information sur l'absence ou la présence du jet Lb Ligne de niveau de bec N Flèche pour la mesure du niveau de remplissage Nc Niveau de remplissage en cours de l'entonnoir N0 Valeur de consigne du niveau de remplissage de l'entonnoir P Flèche pour la mesure du poids Pc Poids en cours de la poche P0 Poids du matériau à couler dans le moule Slb Section du liquide au niveau du bec Sn Surface représentative du niveau de matériau dans l'entonnoir Nc Sj1 Surface représentative du jet 10a Sj2 Surface représentative du jet et du niveau de matériau dans l'entonnoir Nc V0 Volume du matériau à couler dans le moule Vc Volume en cours du matériau dans la poche (volume total) Vp Volume de réserve de la poche (sous Lp) Sp Surface de la poche selon Lp Vd Volume disponible au-dessus de Lp Vd1 Volume pour l'entonnoir Vd2 Volume pour le moule Ve Volume maximal d'entonnoir Vm Volume manquant dans l'entonnoir Vt Volume de consigne de l'entonnoir (volume pour le niveau N0) Molten material 10a Jet 100 Casting machine 102 Casting control system 102a Ladle displacement system control 104 Ladle 104a Spout 104b Ladle bottom 106 Mold 106a Molding volume 106b Molding volume 106c Feed channels 106d Funnel 108 Ladle moving system 110 Ladle weighing means 112 Funnel level detection device 114 Jet detection device α Ladle inclination angle A Arrow for variation/ the increase in the angle of inclination α Crb center of the nose radius Dm Flow rate for the mold De Flow rate for the funnel Ds Flow rate out of the pocket Hm Height of material in the pocket above Lb J Arrow for detection of the presence/absence of the jet Jc Information on the absence or presence of the jet Lb Spout level line N Arrow for measuring the filling level Nc Current filling level of the funnel N0 Setpoint value of the filling level of the funnel P Arrow for measuring the weight Pc Current weight of the pocket P0 Weight of the material to be poured into the mold Slb Section of the liquid at the spout Sn Surface representative of the level of material in the funnel Nc Sj1 Surface representative of the jet 10a Sj2 Surface representative of the jet and of the level of material in the funnel Nc V0 Volume of material to be poured into the mold Vc Current volume of material in the pocket (total volume) Vp Reserve volume of the pocket (under Lp) Sp Surface of the pocket according to Lp Vd Volume available above Lp Vd1 Volume for the funnel Vd2 Volume for the mold Ve Maximum volume of the funnel Vm Volume missing in the funnel Vt Setpoint volume of the funnel (volume for level N0)

Claims

1. Casting machine (100) for a foundry, comprising: – - a casting ladle (104) capable of containing a molten material and of pouring the molten material through a spout according to a ladle outlet rate Ds, in a casting position in which the ladle (104) is inclined, the inclination of the pocket (104) being characterized by an angle of inclination (α), a three-dimensional mathematical model of the shape of the pocket (104) being associated with said pocket (104), – a funnel (106d) located under the ladle (104) in the pouring position in which the funnel (106d) is able to receive the jet (10a) of molten material flowing from the ladle (104), this funnel (106d) having a funnel volume (Ve), – a mold (106) located in the extension of the funnel (106d) to allow the molten material present in the funnel (106d) to flow into the mold (106), this mold (106) corresponding to a volume of material to be cast (V0), – a casting control system (102) which is capable of modifying, during the casting operation, the position of the ladle (104) including the angle of inclination (α) of the ladle (104), in order to maintain a casting position, the casting control system (102) being configured to make it possible to obtain or maintain the ladle outlet flow rate Ds equal to or close to a set value Ds0.

2. Casting machine according to claim 1, in which the casting control system (102) is capable of establishing the variation of the angle of inclination capable of maintaining the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value Ds0 taking into account the three-dimensional mathematical model of the pocket (104).

3. Casting machine according to claim 2, in which the three-dimensional mathematical model of the ladle (104) associates with each value of the angle of inclination (α) a value for the following parameter: – the volume of molten material contained in the pocket (104) below the level line of the spout (104a), called the reserve volume (Vp) of the pocket (104).

4. Casting machine according to claim 2 or 3, in which the three-dimensional mathematical model of the ladle (104) associates with each value of the angle of inclination (α) a value for the following parameter: – the surface corresponding to the intersection between the internal volume of the pocket (104) and the level line of the beak (104a), called surface of the pocket (Sp) according to the level line of the beak (Lb).

5. Casting machine according to one of claims 2 to 4, wherein the three-dimensional mathematical model of the pocket (104) includes the shape of the spout (104).

6. Casting machine according to one of claims 1 to 5, in which the casting control system (102) is able to establish the variation of the angle of inclination making it possible to maintain the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value Ds0 taking into account the viscosity of the molten material.

7. Casting machine according to one of claims 1 to 6, in which the casting control system (102) is capable of establishing the variation of the angle of inclination capable of maintaining the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value Ds0 taking into account the time elapsed since the start of casting.

8. Casting machine according to one of claims 1 to 6, in which the casting control system (102) is capable of establishing the variation of the angle of inclination capable of maintaining the ladle outlet flow rate Ds at said setpoint value Ds0 taking into account the variation of the current level Nc of molten material in the funnel (106d)

9. Casting machine according to one of claims 1 to 7, wherein the casting control system (102) further comprises: * casting ladle (104) weighing means which are capable of providing the current weight (Pc) of the casting ladle (104), and wherein the casting control system (102) is adapted to calculate the current ladle output rate (Ds) by calculating the derivative of the current ladle weight value (Pc).

10. Casting machine according to the preceding claim, in which the weighing means (110) of the casting ladle (104) are capable of taking into account a correction of the current weight resulting from the forces generated by the movements of the ladle, of its medium and content.

11. Casting machine (100) according to one of claims 1 to 9, in which the casting control system (102) further comprises * a funnel (106d) fill level sensing device (112) which indicates the current fill level (Nc) of the molten material in the funnel (106d) and in which the casting control system (102) is capable of modifying the flow rate setpoint Ds0 as a function of a setpoint value (N0) of the filling level of the funnel (106d), taking into account the difference and the derivative of the difference between the set value (N0) of the filling level of the funnel (106d) and the current filling level (Nc) of the molten material in the funnel (106d) indicated by the device (112) for detecting the filling level of the funnel (106d).

12. Casting machine (100) according to the preceding claim, in which the detection device (112) of the level of filling of the funnel (106d) comprises a shooting system capable of generating an image of the interior of the funnel (106d), so that during casting said image comprises a first zone corresponding to the surface of the molten material contained in the funnel (106d) and if necessary a second zone corresponding to the flowing jet.

13. Casting machine (100) according to one of claims 1 to 12, in which the casting control system (102) is able to calculate a new value of the angle of inclination (α) of the ladle ( 104) which takes into account an available volume (Vd) corresponding to the volume of molten material capable of leaving the pocket (104) through the spout (104a) in the current angular position of the pocket (104).

14. Casting machine (100) according to claims 3, 9 and 12, in which the casting control system (102) is able to calculate, for a current angle of inclination (α), the available volume (Vd ) of molten material taking into account the current weight (Pc) of the pocket (104), resulting from the weighing means (110), and the reserve volume (Vp) of the pocket (104) given by the model pocket three-dimensional mathematics.

15. Casting machine (100) according to claim 13 or 14, in which the available volume (Vd) is greater than or equal to a minimum available volume corresponding to the volume of molten material which flows into the mold (106 ) for the time required to fill the funnel (106d) up to the set value (N0) of the filling level of the funnel (106d), for a given value of the angle of inclination (α) .

16. Casting machine (100) according to one of claims 1 to 15, in which the casting control system (102) is capable of correcting the three-dimensional model of the ladle (104) by taking into account the difference between a theoretical output flow rate of the molten material out of the pocket (104) and an actual output flow rate of the molten material out of the pocket (104).

17. Casting machine (100) according to one of claims 1 to 16, in which the casting control system (102) further comprises * a jet detection device (114) making it possible to signal the presence of a jet (10a) of molten material between the spout (104a) of the pocket (104) and the funnel (106d).

18. Casting machine (100) according to the preceding claim, in which the casting control system (102) is capable of correcting the three-dimensional model of the ladle (104) by taking into account the value of the angle of inclination (α) when the jet detection device (10a) detects that the jet (10a) of molten material appears between the pocket (104) and the funnel (106d).

19. Casting control method for a foundry casting machine (100) according to one of claims 1 to 18, with a ladle (104) filled with molten material, for carrying out a pre-casting sequence , comprising the following steps: i) supply of a maximum funnel volume Ve, of a set value (N0) of the filling level of the funnel (106d), and of a theoretical throughput of the mold Dtm, ii) increasing the angle of inclination (α) of the pocket (104), iii) searching for the presence of a jet (10a) of molten material between the spout (104a) of the pocket (104) and the funnel (106d) and repeating step ii) as long as a jet n is not detected, and when a jet (10a) is detected iv) measuring the current filling level (Nc) of the molten material in the funnel (106d), whereby the missing quantity (Vm) in the funnel (106d) is determined to reach the setpoint value (N0 ), v) increasing the angle of inclination (α) of the pocket (104) with sufficient speed so that the quantity missing in the funnel (Vm) is substantially equal to the difference between an available volume Vd formed from the volume of molten material capable of exiting the pocket (104) through the spout (104a) in the current angular position of the pocket (104) and a volume (Vd2) for the mold (106) which flows into the mold ( 106) while filling the funnel (106d), vi) increasing the angle of inclination (α) of the pocket (104) and iteratively performing steps iv) to v) until the current filling level of the molten material in the funnel (106d ) reaches the set value (N0) of the filling level of the funnel (106d).

20. Method for controlling the casting of a foundry casting machine (100), according to the preceding claim, for carrying out a casting sequence which follows a pre-casting sequence, comprising the following steps: vi) increasing the angle of inclination (α) of the pocket (104) until the pocket outlet flow rate Ds reaches the value of said theoretical mold flow rate Dtm, vii) measuring the current filling level (Nc) of the molten material in the funnel (106d), viii) adaptation of the angle of inclination (α) of the pocket (104) to maintain the filling level in the funnel (106d) at a value close to the setpoint value (N0) of the filling level of the 'funnel (106d), ix) iterative performance of steps vi) to viii) until the sum between the volume already poured out of the pocket (104) and the portion of the available volume (Vd) capable of leaving the pocket during a withdrawal movement of the pocket corresponds to the volume of material to be poured (V0).

21. Method for controlling the casting of a foundry casting machine (100), according to the preceding claim, for carrying out an end-of-casting sequence which follows a casting sequence, comprising the following step: ix) decrease in the angle of inclination (α) of the pocket (104) when the sum between the volume already poured out of the pocket (104) and the portion of the available volume (Vd) capable of leaving the pocket during a withdrawal movement of the pocket corresponds to the volume of material to be cast (V0).