KR20230006557A - 금속 주조 시스템의 이벤트 감지 - Google Patents
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Abstract
DC 주조 시스템이 잉곳을 형성하는 동안 이벤트와 연관된 데이터를 캡처하고 이벤트의 특성을 결정하며 이벤트를 기초로 주조 시스템을 개선하는 이벤트 검출 시스템에 대한 시스템 및 방법이 개시된다. 예시적인 시스템 및 방법은 주조 장치를 포함하는 주조 시스템의 장비 하나 이상의 부품들을 사용하여 주조 동작을 개시하는 단계; 주조 동작을 수행하는 장비 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 하나 이상의 음향 신호들과 연관된 센서 데이터를 캡처하는 단계; 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계; 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계; 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 주조 시스템 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계; 및 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 단계를 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 7월 23일 출원된 "금속 주조 시스템의 이벤트 감지"라는 명칭의 미국 가출원 번호 제62/705,943호 및 2020년 7월 23일 출원된 "주조 환경 모니터링"이라는 명칭의 미국 가출원 번호 제62/705,947호의 이익 및 우선권을 주장하며, 두 문서의 내용은 모든 목적을 위해 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다.
발명의 분야
이 애플리케이션은 주조 시스템의 이벤트 감지와 관련된다. 보다 구체적으로, 주조 시스템이 잉곳(ingot)을 형성하는 동안 이벤트와 관련된 데이터를 캡처하고, 이벤트의 특성을 결정하고, 이벤트에 기초하여 주조 시스템 및/또는 주조 동작을 개선하는 이벤트 검출 시스템에 대한 시스템 및 방법이 개시된다.
용융 금속은 몰드에서 형성되어 금속 잉곳을 생성할 수 있다. 이러한 금속 잉곳을 생산하는 일반적인 방법은 직접 냉각(DC) 주조이다. 직접 냉각 주조에서는, 용융 금속을 얕은 수냉식(water-cooled) 몰드에 부어진다. 몰드의 바닥은 가바닥(false bottom)을 형성하기 위해 유압식 테이블에 장착된 바닥 블록이다. 금속이 몰드를 채울 때, 잉곳의 외부 부분이 냉각되고 응고되어 쉘(shell)을 형성한다. 바닥 블록이 낮아짐에 따라, 더 많은 금속이 몰드의 상부로 공급되고 잉곳의 하부 부분이 냉각 액체에 노출된다.
본 특허에서 사용된 "발명", "상기 발명", "이 발명" 및 "본 발명"이라는 용어는 본 특허의 모든 주제 및 하기 특허 청구범위를 광범위하게 지칭하는 것으로 의도된다. 이러한 용어를 포함하는 진술은 본 명세서에 설명된 주제를 제한하거나 아래 특허 청구 범위의 의미 또는 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이 특허에 포함된 발명의 실시예는 이 요약이 아닌 아래의 청구범위에 의해 정의된다. 이 요약은 본 발명의 다양한 실시예의 높은 수준의 개요이며 아래의 상세한 설명 섹션에서 추가로 설명되는 개념 중 일부를 소개한다. 이 요약은 청구된 주제의 주요 또는 필수 기능을 식별하기 위한 것이 아니며 청구된 주제의 범위를 결정하기 위해 단독으로 사용하기 위한 것도 아니다. 주제는 이 특허의 전체 명세서, 일부 또는 모든 도면 및 각 청구항의 적절한 부분을 참조하여 이해되어야 한다.
본 기술의 예시적인 실시예는 주조 동작 동안 이벤트를 검출하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 장치는 몰드; 용융 금속을 잉곳으로 주조하기 위해 용융 금속을 몰드로 전달하도록 구성된 도관; 주조 동작 동안 음향 신호들을 감지하도록 구성된 음향 센서-여기서, 센서(예를 들어, 음향 센서)는 초기 기간에 걸쳐 다중 주조 동작들로부터의 음향 신호와 관련된 초기 센서 데이터를 캡처하고, 센서(예를 들어, 음향 센서)는 주조 동작과 관련된 센서 데이터를 캡처함-; 및 메모리의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 프로세서로 하여금 예를 들어 초기 음향 신호를 사용하여 음향 프로파일들의 세트를 생성하는 것-여기서, 음향 프로파일들의 세트의 각각의 음향 프로파일은 초기 기간에 걸쳐 다중 주조 동작들과 연관된 이벤트 유형과 연관됨-; 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 것; 비교에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 것; 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 주조 장치 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것; 및 조정된 주조 장치 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 할 수 있다.
추가 동작은 센서 데이터 및 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부의 결정을 사용하여 음향 프로파일 세트를 업데이트하는 것을 더 포함한다. 추가적인 양태에서 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 것은 주조 동작에 대해 캡처된 음향 신호의 특성을 이전 주조 동작 동안 캡처된 음향 신호의 특성과 비교하는 것을 포함한다. 추가적인 양태에서, 음향 신호의 특성은 주파수, 피치, 음량 또는 톤 중 하나 이상을 포함한다. 추가적인 양태에서, 음향 프로파일들의 세트의 음향 프로파일은 하나 이상의 주조 시스템과 연관된 특정 이벤트의 다중 인스턴스들과 연관된 데이터를 사용하여 생성된 머신 러닝 알고리즘을 포함한다. 추가적인 양태에서, 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 것은 센서 데이터에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부 및 특정 유형의 이벤트가 발생했을 가능성에 관한 권장사항을 결정하는 것을 포함한다. 추가적인 양태에서, 주조 장치 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것은 주조 장치를 차단하는 것을 포함한다. 추가적인 양태에서, 주조 장치 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것은 주조 동작을 위한 수정된 레시피를 생성하는 것을 포함한다. 추가적인 양태에서, 특정 유형의 이벤트는 블리드 아웃, 블리드 오버, 버트 바운스, 버트 컬 또는 수냉식 동작 중 하나 이상을 포함한다. 장치는 용융로, 유지로, 탈기기 및 필터를 더 포함할 수 있다.
다른 예시적인 실시예는 금속의 주조에서 이벤트를 검출하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 방법은 예를 들어 주조 장치를 포함하는 주조 시스템의 장비의 하나 이상의 부품들을 사용하여 주조 동작을 개시하는 단계-여기서, 주조 동작은 주조 장치의 몰드 내에서 잉곳의 주조를 야기하거나 촉진시키는 하나 이상의 동작들을 포함함-; 주조 동작을 수행하는 장비의 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 하나 이상의 음향 신호와 연관된 센서 데이터를 음향 센서를 사용하여 캡처하는 단계; 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계-여기서, 음향 프로파일들의 세트의 각각의 음향 프로파일은 주조 동작과 연관된 이벤트 유형과 연관됨-; 비교에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계; 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 주조 시스템 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계; 및 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 단계를 포함한다.
추가 양태는 초기 음향 센서를 사용하여 일정 기간에 걸쳐 하나 이상의 초기 주조 장치들을 사용하여 다중 주조 동작들로부터 센서 데이터를 캡처하는 단계; 및 센서 데이터를 사용하여 음향 프로파일들의 세트를 생성하는 단계를 포함한다.
추가적인 양태에서, 하나 이상의 초기 주조 장치들은 주조 장치를 포함한다. 추가적인 양태는 센서 데이터 및 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부의 결정을 사용하여 음향 프로파일들의 세트를 업데이트하는 것을 더 포함한다. 추가적인 양태에서, 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계는 주조 동작을 수행하는 장비의 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 음향 신호의 특성을 이전 주조 동작 동안 캡처된 음향 신호의 특성과 비교하는 단계를 포함한다. 추가적인 양태에서, 음향 신호의 특성은 주파수, 피치, 음량 또는 톤 중 하나 이상을 포함한다. 추가적인 양태에서, 음향 프로파일들의 세트의 음향 프로파일은 하나 이상의 주조 시스템과 연관된 특정 이벤트의 다중 인스턴스들과 연관된 데이터를 사용하여 생성된 머신 러닝 알고리즘을 포함한다. 추가적인 양태들에서, 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계를 센서 데이터에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부 및 특정 유형의 이벤트가 발생했을 가능성에 관한 권장사항을 결정하는 단계를 포함한다. 추가적인 양태에서, 주조 시스템 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계는 주조 시스템을 차단하는 단계를 포함한다. 추가적인 양태에서, 주조 시스템 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계는 주조 동작을 위한 수정된 레시피를 생성하는 단계를 포함한다. 추가적인 양태에서, 특정 유형의 이벤트는 블리드 아웃, 블리드 오버, 버트 바운스, 버트 컬 또는 수냉식 동작 중 하나 이상을 포함한다. 추가적인 양태에서, 장비의 하나 이상의 부분은 용융로, 유지로, 탈기기 및 필터를 포함한다.
다른 예시적인 실시예는 주조 동작 동안 이벤트를 검출하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 시스템은 예를 들어 주조 장치-여기서, 주조 동작은 주조 장치의 몰드 내에서 잉곳의 주조를 야기하거나 촉진시키는 하나 이상의 동작들을 포함함-; 주조 동작에서 음향 신호를 감지하도록 구성된 센서-여기서, 센서는 주조 동작과 관련된 센서 데이터를 캡처함-; 및 메모리의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 제어기를 포함하는 주조 시스템의 장비의 하나 이상의 부품들을 포함할 수 있다. 제어기는 프로세서로 하여금 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 것; 비교를 기초로 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 것; 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 주조 시스템 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것; 및 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 것을 포함한 동작들을 수행하게 할 수 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 구현예들 추가적인 시스템, 방법, 피쳐 및 장점을 포함할 수 있으며, 이는 본 명세서에서 반드시 명시적으로 개시될 수는 없지만 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 검토하면 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 모든 시스템, 방법, 피쳐 및 이점은 본 개시 내에 포함되고 첨부된 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.
다양한 실시예의 속성 및 장점에 대한 추가적인 이해는 다음 도면을 참조하여 실현될 수 있다. 도면의 피쳐 및 컴포넌트는 본 발명의 일반적인 원리를 강조하기 위해 예시된다. 첨부된 도면에서 유사한 컴포넌트 또는 피쳐는 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들은 참조 레이블 뒤에 대시와 유사한 컴포넌트를 구분하는 두 번째 라벨을 추가하여 구분될 수 있다. 상세한 설명에서 제1 참조 라벨만이 사용되는 경우에는, 상기 설명은 제2 참조 라벨과 상관없이 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사 컴포넌트 중 어느 하나에 적용될 수 있다.
도 1은 본 기술의 실시예에 따른 예시적인 직접 냉각 주조 시스템 및 프로세스를 도시하는 블록 흐름도이다.
도 2는 본 기술의 예시적인 실시예에 따른 데이터 센서를 갖는 DC 주조 시스템의 예시도이다.
도 3은 다양한 예에 따라 주조 동작이 끝날 무렵에 나타나는 직접 냉각 주조 장치의 개략도이다.
도 4는 다양한 예에 따른 디지털 방식 및 프로그래밍 방식으로 구현된 제어기의 개략도이다.
도 5는 본 기술의 실시예에 따라 잉곳을 형성하기 위한 주조 동작 동안의 예시적인 DC 주조 장치이다.
도 6은 본 기술의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 블리드 아웃(bleed out)의 시간 경과를 나타내는 선 그래프이다.
도 7은 본 기술의 실시예에 따라 잉곳을 형성하기 위한 주조 동작 동안의 예시적인 DC 주조 장치이다.
도 8a는 본 기술의 실시예에 따라 필름 비등(film boiling) 및 핵 비등(nucleate boiling)을 겪는 예시적인 잉곳의 사진이다.
도 8b는 본 기술의 실시예에 따른 잉곳 주조 동안 대류(convection) 프로세스의 단계들을 예시하는 그래픽이다.
도 8c는 본 기술의 실시예에 따른 잉곳 주조 동안 대류 프로세스의 단계들을 예시하는 그래프이다.
도 9는 본 기술의 실시예에 따른 예시적인 프로세스의 예시적인 흐름도이다.
도 1은 본 기술의 실시예에 따른 예시적인 직접 냉각 주조 시스템 및 프로세스를 도시하는 블록 흐름도이다.
도 2는 본 기술의 예시적인 실시예에 따른 데이터 센서를 갖는 DC 주조 시스템의 예시도이다.
도 3은 다양한 예에 따라 주조 동작이 끝날 무렵에 나타나는 직접 냉각 주조 장치의 개략도이다.
도 4는 다양한 예에 따른 디지털 방식 및 프로그래밍 방식으로 구현된 제어기의 개략도이다.
도 5는 본 기술의 실시예에 따라 잉곳을 형성하기 위한 주조 동작 동안의 예시적인 DC 주조 장치이다.
도 6은 본 기술의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 블리드 아웃(bleed out)의 시간 경과를 나타내는 선 그래프이다.
도 7은 본 기술의 실시예에 따라 잉곳을 형성하기 위한 주조 동작 동안의 예시적인 DC 주조 장치이다.
도 8a는 본 기술의 실시예에 따라 필름 비등(film boiling) 및 핵 비등(nucleate boiling)을 겪는 예시적인 잉곳의 사진이다.
도 8b는 본 기술의 실시예에 따른 잉곳 주조 동안 대류(convection) 프로세스의 단계들을 예시하는 그래픽이다.
도 8c는 본 기술의 실시예에 따른 잉곳 주조 동안 대류 프로세스의 단계들을 예시하는 그래프이다.
도 9는 본 기술의 실시예에 따른 예시적인 프로세스의 예시적인 흐름도이다.
본 발명의 실시예의 주제는 법적 요건을 충족시키기 위해 구체적으로 여기서 기술되지만, 이 설명은 반드시 청구범위를 제한하려는 의도는 아니다. 청구된 주제는 다른 방식으로 구현될 수 있고, 다른 요소 또는 단계를 포함할 수 있으며, 다른 기존 또는 미래 기술과 함께 사용될 수 있다. 이 설명은 개별 단계의 순서나 요소의 배열이 명시적으로 설명된 경우를 제외하고는 다양한 단계 또는 요소 사이의 특정 순서 또는 배열을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 기술의 실시예에 따른 예시적인 주조 시스템 및 프로세스를 도시하는 블록 흐름도(100)이다. 다이어그램(100) 및 그에 따른 직접 냉각 주조 시스템은 하나 이상의 노(furnace)(예를 들어, 용융로, 유지로 등), 하나 이상(또는 0개)의 처리 디바이스(예를 들어, 탈기기(degasser), 필터), DC 주조 장치 및/또는 냉각수 흐름 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 디바이스들은 다른 프로세스들 중에서 용융 금속을 금속 잉곳으로 주조하는 프로세스의 일부를 각각 수행할 수 있다. 본 명세서에서 특정 디바이스가 직접 냉각("DC") 주조 장치로 지칭될 수 있지만, 반연속 주조기, 연속 주조기(예를 들어, 트윈 벨트 주조기, 이중 롤 주조기, 이중 블록 주조기 또는 기타 연속 주조기를 사용하는 것을 포함함), 전자기 주조기, 핫 탑 주조기 또는 기타 주조 디바이스와 같은 임의의 다른 주조 방법에 적합한 장치가 사용될 수 있다.
고체 금속은 용융로(101)와 같은 금속 용융로에서 용융 금속으로 용융될 수 있다. 도 1에는 용융로가 하나만 도시되어 있지만, 유사한 DC 주조 시스템의 일부로 두 개 이상의 용융로가 사용될 수도 있다. 용융로(예를 들어, 직접 충전 반사로)는 복사, 직접 화염 및/또는 기타 가열 요소를 사용하여 용융로의 내용물을 가열할 수 있다. 예를 들어, 스크랩 또는 기타 알루미늄은 용융로에서 용해되어 용융 금속을 생성할 수 있다. 용융로(101)로부터, 용융 금속은 DC 유지로(102)와 같은 유지로로 전달될 수 있다. DC 유지로(102)는 용융로(101)에 의해 이전에 용융된 용융 금속의 양을 저장할 수 있다. 용융 금속은 용융로 또는 유지로에서 다양한 방식으로 처리될 수도 있다. 예를 들어, 용융 금속이 주조되기 전 또는 주조 프로세스의 후반 단계에서 사용되기 전에 용융 금속의 화학적 성질을 변경하기 위해 특정 제품이 용융 금속에 주입될 수 있다.
DC 유지로(102)로부터, 용융 금속은 0개, 1개 또는 1개 초과의 처리 디바이스(103)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 처리 디바이스(103)는 탈기기, 필터 또는 기타 디바이스를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 용융 금속은 ACD(Alcan Compact Degasser)(111), ABF/DBF(Alcan Bed Filter/Deep Bed Filter)(112) 및/또는 CFF(Ceramic Foam Filter)(113)로 전달될 수 있다. ACD, ABF/DBF 및 CFF는 각각 용융 금속을 처리하고 차례로 용융 금속에서 다른 종류의 입자를 제거한다. 예를 들어, ACD는 용융 금속에서 수소를 제거한다. 또 다른 예에서 ABF/DBF는 용융 금속에서 개재물(inclusions)을 제거한다. 또 다른 예에서 CFF는 용융 금속에서 개재물도 제거하지만 ABF/DBF만큼 성능이 좋지 않을 수 있다.
용융 금속이 선택적으로 하나 이상의 처리 디바이스(103)를 통과한 후, 처리된 용융 금속은 DC 주조 장치(104)로 전달될 수 있다. DC 주조 장치(104)는 도 3에 도시된 직립형 DC 주조 장치(304)와 유사할 수 있거나 다른 주조 장치일 수 있다. DC 주조 장치(104)는 용융 금속으로부터 잉곳을 주조하기 위해 주조 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 주조 동작 동안 잉곳을 형성하는 프로세스의 일부로서, DC 주조 장치(104)는 냉각수 흐름 시스템(105)과 함께 작동할 수 있다. 용융 금속이 하나 이상의 노들에서 DC 주조 장치(104)로 이송될 때, 용융 금속은 매우 높은 온도에 있을 수 있다. 또한, 용융 금속을 고체 금속 잉곳으로 주조하기 위해서는, 용융 금속이 액체에서 고체로 변해야 하며 이는 냉각을 필요로 한다. 따라서, 용융 금속을 고체 잉곳으로 변환시키는 프로세스 동안 금속의 온도를 낮추기 위해 차가운 액체(예를 들어, 물)가 사용될 수 있다.
냉각수 흐름 시스템(105)을 사용하여 액체가 냉각된 후, 액체는 DC 주조 프로세스의 일부로서 사용될 수 있는 DC 주조 장치(104)로 공급된다. 예를 들어, 액체는 잉곳을 냉각시키기 위해 형성 잉곳(forming ingot)을 분무하는 하나 이상의 제트(jet)들의 세트로 공급될 수 있다. 냉각수 흐름 시스템(105)은 시스템의 일부로서 하나 이상의 추가 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체가 형성 잉곳에 분무되기 전에, 뜨거운 잉곳을 위한 물을 준비하기 위해 또는 주조 피트(casting pit)에 분무된 후에 액체가 다른 디바이스에 의해 처리될 수 있다. 예를 들어, 액체는 잉곳에 분무되기 전에 프리-주조 피트 스트레이너(pre-casting pit strainer)에 공급될 수 있다. 다른 예에서, 액체는 주조 피트의 잉곳에 분무된 후 그리고 액체가 DC 주조 장치(104)로 다시 공급될 수 있기 전에 API(American Petroleum Institute) 분리기, 서지 탱크 및/또는 냉각 타워로 공급될 수 있다. 냉각수 흐름 시스템(105)은 DC 주조 시스템의 일부 및/또는 특히 DC 주조 장치(104)의 일부로 간주되거나 별도의 시스템으로 간주될 수 있다.
도 2는 본 기술의 예시적인 실시예에 따른, 데이터 센서들을 갖는 DC 주조 시스템(200)의 예시도이다. DC 주조 시스템(200)은 예를 들어 다른 시스템 중에서 용융로(201), 유지로(202), ACD(211), ABF/DBF(212) 및 DC 주조 장치(204)를 포함할 수 있다. DC 주조 시스템(200)은 또한 DC 주조 제어 디바이스(210)에 연결될 수 있으며, 이는 DC 주조 시스템(200)을 수동으로(예를 들어, 사용자에 의해) 또는 자동으로 또는 각각의 일부를 제어할 수 있다. 예를 들어, 주조 제어 디바이스(210)는 DC 주조 시스템(200) 내의 각각의 개별 디바이스의 다양한 특성 또는 DC 주조 동작들을 완료하기 위해 DC 주조 시스템의 상이한 디바이스들이 어떻게 함께 작동하는지를 제어하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 주조 제어 디바이스(210)는, 다른 가능한 것들 중에서, DC 주조 시스템(200)에서 하나 이상의 노들의 온도, 용융 금속이 DC 주조 장치(204)로 얼마나 빨리 또는 얼마나 자주 전달되는지, 및/또는 DC 주조 프로세스 자체의 특성을 제어할 수 있다.
DC 주조 시스템(200)은 또한 하나 이상의 센서들(208)을 포함할 수 있다. 센서(208)는 DC 주조 시스템(200) 내의 임의의 디바이스에 물리적으로 또는 전자적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 센서들(208)은 용융로(201), 유지로(202), DC 주조 장치(204) 또는 DC 주조 시스템(200) 내의 임의의 다른 디바이스에 결합되거나 물리적으로 연결될 수 있다. 센서들(208)은 DC 주조 시스템(200) 및/또는 잉곳 주조 동안과 같은 DC 주조 프로세스와 관련된 데이터를 캡처할 수 있다. 예를 들어, 센서들(208)은 DC 주조 시스템(200)에서 DC 주조 프로세스의 상이한 부분들로부터 초저주파음 및/또는 초음파 데이터를 캡처하기 위해 하나 이상의 마이크로폰을 포함할 수 있다. 센서들(208)은 초저주파음 및/또는 초음파 자체를 캡처할 수 있거나, 그 소리와 관련된 특징 또는 기타 데이터를 캡처할 수 있다. 센서(208)에 의해 캡처된 모든 데이터는 저장 매체에 기록되거나 캡처될 수 있고 DC 주조 시스템(200) 내부 또는 외부의 하나 이상의 디바이스에서 로컬 또는 외부 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들어, 센서들(208)에서 캡처된 데이터는 주조 제어 디바이스(210)에 저장될 수 있다. 주조 제어 디바이스(210) 또는 센서들(208)에 의해 캡처된 데이터를 수신하는 다른 디바이스는 수신된 데이터에 기초하여 결정, 계산 또는 기타 결정을 내리기 위해 해당 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서들(208)이 DC 주조 시스템에 의한 주조 동작 동안 발생한 이벤트와 관련된 데이터를 캡처하면, 주조 제어 디바이스(210) 또는 다른 디바이스는 캡처된 데이터에 기초하여 이벤트가 발생했음을 결정하고 데이터에 기초하여 조치를 취하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 주조 제어 디바이스(210) 또는 다른 디바이스는 이벤트와 관련된 위험이나 피해를 최소화하기 위해 DC 주조 시스템(200) 또는 시스템의 하나 이상의 개별 컴포넌트를 차단하거나 하나 이상의 다른 디바이스에 커맨드 신호 또는 기타 통지를 송신하도록 구성될 수 있다.
센서들(208)(및 본 명세서에 기술된 다른 센서들)은 다양한 상이한 유형의 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어 센서는 소리를 캡처하는 마이크로폰 또는 기타 디바이스를 포함할 수 있다. 마이크로폰은 지향성, 양방향, 무지향성, 다이내믹, 콘덴서 또는 기타 유형일 수 있다. 다른 센서는 오실로스코프, 가속도계, 진동 센서 또는 기타 유형의 센서를 포함할 수 있다. 주조 시스템으로부터 소리, 진동 또는 기타 데이터를 캡처할 수 있는 위치에 있을 수 있는 임의의 유형의 센서가 사용될 수 있다.
도 2의 센서들(208)이 DC 주조 시스템(200) 내의 특정 디바이스의 특정 위치에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 당업자는 센서들(208)이 서로 다른 위치에서 DC 주조 시스템(200)에 결합되거나 그렇지 않으면 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 특정 수의 센서들(208)이 도 2에 도시되어 있지만, 더 적거나 더 많은 센서들(208)이 시스템에 포함될 수 있다.
도 3은 주조 동작의 끝을 향해 예시된 직립(upright) DC 주조 장치(304)의 단순화된 개략적인 수직 단면도이다. 전술한 바와 같이, 일부 경우에 개시된 프로세스 및 시스템은 연속 주조 프로세스와 함께 사용될 수 있다. 장치는 몰드(311)(예를 들어, DC 주조 몰드) 및 주조 동작 동안 적절한 지지 수단(미도시)에 의해 점차적으로 초기에 몰드(311)의 하부 단부(314)를 닫고 밀봉하는 상부 위치로부터 주조 잉곳(315)을 지지하는 하부 위치(도시된 바와 같이)로 수직 하향 이동하는 바닥 블록(312)을 포함할 수 있다. 몰드(311)는 직사각형 환형(도 3의 단면도에 도시됨) 또는 원형 또는 기타 형상일 수 있다. 수직 중공 스파우트(vertical hollow spout)(318) 또는 유사한 금속 공급 메커니즘을 통해 몰드의 상부 단부(316)로 용융 금속을 도입함으로써 주조 동작에서 잉곳이 생성될 수 있으며, 그 동안 바닥 블록(312)은 잉곳이 형성되고 고화됨에 따라 낮아진다. 용융 금속(319)은 몰드(311) 위에 수평 채널을 형성하는 홈통(launder)(320) 또는 다른 디바이스를 통해 금속 용융로(도 3에는 도시되지 않았지만, 이는 도 1의 용융로(101) 또는 도 2의 201과 유사할 수 있음)로부터 스파우트(318)로 공급된다.
스파우트(318)는 스파우트를 통한 용융 금속의 흐름을 조절하고 종료할 수 있는 제어 핀(321)의 하부 단부를 둘러싼다. 일 예에서, 제어 핀(321)의 원위 단부를 형성하는 세라믹 플러그와 같은 플러그는 스파우트(318)의 내부 채널 내에 수용될 수 있다. 제어 핀(321)이 상승될 때 플러그와 스파우트(318)의 개방 단부 사이의 영역이 증가하여 용융 금속이 플러그 주위로 흐르고 스파우트(318)의 하부 팁(317) 밖으로 흐르도록 채널이 테이퍼질 수 있다. 제어 핀(321)을 적절하게 상승 또는 하강시킴으로써 용융 금속의 흐름 및 유속이 정밀하게 제어될 수 있다. 제어 핀(321)의 상승 또는 하강은 주조 제어 디바이스(210)(도 2 참조)에 의해 제어될 수 있지만, 다른 바람직한 디바이스, 구조 또는 메커니즘이 몰드(311)로 용융 금속의 흐름을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, DC 주조 장치(304)는 선택적으로 핀 제어 디바이스(322)를 포함할 수 있고, 이는 제어 핀(321)의 제어 및 제어 핀(321)이 개방 또는 폐쇄되는지 여부, 시기 또는 정도에 기여하는 하나 이상의 메커니즘을 포함할 수 있다. 핀 제어 디바이스(322)는 금속 레벨 센서와 같은 센서(308) 이외의 추가 센서(미도시)에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 몰드(311)의 풀(pool)(324)에서 용융 금속의 레벨을 결정할 수 있다. 추가 센서(들)는 주조 동작 또는 기타 조치를 종료하기 위한 조치를 보증하는 오류 또는 기타 이벤트가 존재하는지 여부를 결정하는 데에도 사용될 수 있다. 핀 제어 디바이스(322)는 제어기, 액추에이터 또는 기타 메커니즘과 같은 다른 메커니즘을 포함할 수도 있다. 제어기는 PID(Proportional-Integral-Derivative) 제어기일 수 있으며, 이는 기존의 PID 제어기이거나 원하는 대로 디지털 및/또는 프로그래밍 방식으로 구현되는 PID 제어기일 수 있다.
편의상, 스파우트(318)에 대한 제어 핀(321)의 위치를 제어하는 "도관" 또는 "제어 핀"이라는 용어는 제어기로부터의 커맨드 신호에 의해 몰드(311)로의 용융 금속의 흐름 또는 유속을 조절할 수 있는 임의의 메커니즘 또는 구조를 지칭하기 위해 본 문서에서 사용될 수 있고, 핀/제어 핀에 제한되지 않는다. 핀 제어 디바이스(322)(예를 들어, 제어 핀 포지셔너)는 또한 몰드로의 용융 금속 흐름 또는 유량을 조절하기 위해 제공될 수 있다. 커맨드 신호는 어떤 방식으로 어떤 디바이스, 구조 또는 메커니즘을 사용하여 몰드로의 용융 금속의 흐름 또는 유량을 제어하기 위해 어떤 유형의 액추에이터에도 제공될 수 있다. 주조 완료 시 또는 시스템 또는 시스템 사용자가 주조 동작의 종료 또는 일시적 중지를 시작하게 하는 이벤트가 검출된 경우, 제어 핀(321)은 스파우트(318)를 막을 수 있고 용융 금속이 스파우트(318)를 통과하는 것을 완전히 방지할 수 있는 하부 위치로 이동될 수 있고, 이에 의해 몰드(311)의 풀(324)로의 용융 금속 흐름을 종료할 수 있다. 그렇게 위치설정될 때, 바닥 블록(312)은 더 이상 하강하지 않거나 소량만 더 하강할 수 있으며, 새로 주조된 잉곳(315)은 그 상부 단부가 여전히 몰드(311)에 있는 상태로 바닥 블록(312)에 의해 지지되는 위치에 남아 있을 수 있다. 이때 홈통(320)은 상승하여 잉곳(315)의 헤드로부터 스파우트(318)를 인출할 수 있다.
도 2와 관련하여 언급된 바와 같이, DC 주조 장치는 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, DC 주조 장치(304)는 또한 하나 이상의 센서들(308)을 포함할 수 있다. 센서들(308)는 잉곳의 주조 프로세스 동안과 같이 DC 주조 장치(304)와 관련된 데이터(즉, 센서 데이터)를 캡처할 수 있다. 예를 들어, 센서(308)는 DC 주조 프로세스로부터 초저주파음 및/또는 초음파 데이터를 캡처하기 위한 하나 이상의 마이크로폰이거나 이를 포함할 수 있다. 센서(308)는 초저주파음 및/또는 초음파 자체를 캡처할 수 있거나, 그 소리와 관련된 특징 또는 기타 데이터를 캡처할 수 있다. 비디오 데이터를 캡처하는 비디오 카메라, 사진 데이터를 캡처하는 스틸 카메라 등과 같은 다른 유형의 센서도 데이터를 캡처하는 데 사용될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 센서(308)에 의해 캡처된 모든 데이터는 저장 매체에 기록되거나 그렇지 않으면 캡처될 수 있고 DC 주조 장치(304) 외부의 하나 이상의 디바이스에서 로컬 또는 외부 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들어, 센서들(308)에서 캡처된 데이터는 도 2에 도시된 주조 제어 디바이스(210)로 송신되어 저장될 수 있다. 주조 제어 디바이스(210) 또는 센서들(208)에 의해 캡처된 데이터를 수신하는 다른 디바이스는 수신된 데이터에 기초하여 결정, 계산 또는 기타 결정을 내리기 위해 해당 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(308)가 DC 주조 시스템에 의한 주조 동작 동안 발생한 이벤트와 관련된 데이터를 캡처하면, 주조 제어 디바이스(210) 또는 다른 디바이스는 캡처된 데이터에 기초하여 이벤트가 발생했음을 결정하고 데이터에 기초하여 조치를 취하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 주조 제어 디바이스(210) 또는 다른 디바이스는 이벤트와 관련된 위험 또는 피해를 최소화하기 위해 DC 주조 장치(304) 및/또는 시스템의 하나 이상의 다른 컴포넌트를 차단하거나 하나 이상의 다른 디바이스에 커맨드 신호 또는 다른 통지를 송신하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 핀 제어 디바이스(322)는 제어 핀(321)을 하강시켜 홈통(320)으로의 용융 금속의 흐름을 정지시킬 수 있다. 즉, 센서(308)에 의해 수집된 데이터는 스파우트(318)에 대해 제어 핀(321)을 제어하는 데 사용될 수 있다.
센서들(308)는 DC 주조 장치(304)의 다른 부분들에서 오는 소리를 검출하기 위해 DC 주조 장치(304)의 다른 부분들에 결합된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 바닥 블록 근처에서 발생하는 이벤트를 검출하기 위해 바닥 블록(312)에 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 센서는 몰드 벽 근처에서 발생하는 이벤트를 검출하기 위해 몰드 벽에 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 센서는 몰드의 상부 부분 또는 그 근처에서 이벤트를 검출하기 위해 몰드의 상부 부분 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 센서는 다른 센서들 중에서 스파우트에서 또는 그 근처에서 이벤트를 검출하기 위해 스파우트에서 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 하나 이상의 센서들은 DC 주조 장치(304)의 임의의 다른 부분 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 이들 센서들(308)이 검출할 수 있는 특정 유형의 이벤트는 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
센서들(308)이 DC 주조 장치(304)의 특정 위치에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 센서들(308)은 상이한 위치에서 DC 주조 장치(304)에 결합되거나 존재할 수 있다. 센서들의 위치에 따라 다양한 유형의 센서들 또는 센서용 보호 재료가 필요할 수 있다. 예를 들어, 센서가 몰드(311) 내부, 위 또는 근처에 위치하는 경우, 센서를 극한 열로부터 보호하기 위해 극한의 열에 의해 영향을 받지 않을 수 있는 센서 또는 추가 재료가 필요할 수 있다. 또한, 특정 수의 센서들(308)이 도 3에 도시되어 있지만, 더 적거나 더 많은 센서들(308)이 시스템에 포함될 수 있다.
도 4는 그러한 예의 프로세스를 수행하기 위해 특정 예(예를 들어, 도 1 내지 3에 도시된 것과 같은 장비를 포함함)와 관련하여 디지털 및 프로그래밍 방식으로 구현되는 제어기(410)의 예이다. 예를 들어, 제어기(410)는 도 2에 도시된 주조 제어 디바이스(210)와 같은 처리 디바이스로 구현되거나 구현되지 않을 수 있다. 제어기(410)는 제어기(410)가 데이터를 수신 및 처리하고 조치를 수행하고 및/또는 도 1 내지 3에 도시된 것과 같은 장비의 컴포넌트를 제어하게 하기 위해 메모리(418)의 유형 컴퓨터 판독가능 매체(또는 휴대용 미디어, 서버 또는 다른 미디어와 같은 클라우드와 같은 다른 곳)에 저장된 코드를 실행할 수 있는 프로세서(412)를 포함할 수 있다. 제어기(410)는 데이터를 처리하고 산업 장비를 제어하는 것과 같은 조치를 수행하기 위한 일련의 명령어인 코드를 실행할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있다. 비제한적인 예로서, 제어기(410)는 디지털 및 프로그래밍 가능하게 구현된 PID 제어기, 프로그래밍 가능 논리 제어기, 마이크로프로세서, 서버, 데스크탑 또는 랩탑 개인용 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스 및 모바일 디바이스의 형태를 취할 수 있다.
프로세서(412)의 예는 임의의 원하는 처리 회로부, 주문형 집적 회로(ASIC), 프로그래밍 가능 로직, 상태 머신 또는 다른 적합한 회로부를 포함한다. 프로세서(412)는 하나의 프로세서 또는 임의의 다른 개수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 프로세서(412)는 버스(414)를 통해 메모리(418)에 저장된 코드에 액세스할 수 있다. 메모리(418)는 코드를 유형으로 구현하도록 구성된 임의의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있으며 전자, 자기 또는 광학 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리(418)의 예는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크, 디지털 비디오 디바이스, 자기 디스크, ASIC, 구성된 프로세서 또는 기타 저장 디바이스를 포함한다.
명령어는 메모리(418) 또는 프로세서(412)에 실행 가능한 코드로 저장될 수 있다. 명령어는 임의의 적합한 컴퓨터 프로그래밍 언어로 기록된 코드로부터 컴파일러 및/또는 해석기에 의해 생성된 프로세서 특정 명령어를 포함할 수 있다. 명령어는 일련의 설정값, 주조 프로세스에 대한 파라미터 및 프로그래밍된 단계를 포함하는 애플리케이션의 형태를 취할 수 있으며, 이는 프로세서(412)에 의해 실행될 때 제어기(410)가 임의의 수의 동작들을 제어할 수 있게 한다. 동작은 예를 들어 주조 시스템에 전력의 전달, 주조 시스템에 의한 전력의 수신, 몰드로의 금속 흐름, 몰드로의 금속의 유량, 바닥 블록의 이동 속도, 하나 이상의 제트들의 세트의 제어와 같은 냉각수 흐름 시스템의 일부 및 기타 동작을 포함한다. 주조 관련 파라미터는 이들 다양한 동작을 제어하기 위해 도 3에 도시된 장치의 부분을 제어하기 위해 제어기(410)에 입력될 수 있다.
도 4에 도시된 제어기(410)는 입력/출력(I/O) 인터페이스(416)를 포함하며 이를 통해 제어기(410)는 센서들(208 또는 308) 및/또는 다른 몰드 장치 컴포넌트와 같은 컴포넌트를 포함하는 제어기(410) 외부의 디바이스 및 시스템과 통신할 수 있다. I/O 인터페이스(416)는 또한 다른 외부 소스로부터 입력 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 소스는 제어 패널, 예를 들어 제어기(410)에 명령어 및 매개변수를 발송하여 성능 및 동작을 제어할 수 있고; 제어기(410)가 본 명세서에 개시된 특정 예의 프로세스와 관련하여 주조 시스템의 특정 양태를 제어하기 위해 이러한 애플리케이션에서 명령어를 실행할 수 있게 하는 애플리케이션의 프로그래밍을 저장하고 용이하게 하는 기타 인간/기계 인터페이스, 컴퓨터, 서버 또는 기타 장비; 및 도 3의 몰드(311) 또는 나머지 주조 프로세스와 같은 몰드의 동작을 제어하는 기능을 수행함에 있어서 제어기(410)에 필요하거나 유용한 다른 데이터 소스를 포함할 수 있다. 이러한 데이터는 네트워크, 하드와이어, 무선 또는 버스를 통해 원하는 대로 I/O 인터페이스(416)로 통신될 수 있다. 몰드의 동작 제어는 몰드 자체의 실제 동작 제어(예를 들어, 모양 또는 크기와 같은 몰드를 조정하는 기술) 또는 다른 디바이스 및/또는 물질이 몰드와 상호 작용하는 방식을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰드로의 물의 흐름이 조절될 수 있고, 몰드 내의 분할 제트가 활성화/비활성화될 수 있고, 몰드에 넣은 금속이 조절될 수 있고 몰드에서 금속을 제거하는 속도 등이 조절될 수 있다.
언급된 바와 같이, I/O 인터페이스(416)는 제어기(410)를 다른 디바이스 및/또는 시스템에 통신 가능하게 연결할 수 있다. 예를 들어, I/O 인터페이스(416)는 제어기(410)를 DC 주조 장치(304)와 같은 DC 주조 장치의 특정 컴포넌트에 연결할 수 있다. 예를 들어, I/O 인터페이스(416)는 제어기(410)가 센서들(308)에 의해 캡처된 데이터를 수집할 수 있도록 제어기(410)를 센서들(308)에 통신 가능하게 연결할 수 있다. 다른 예에서, I/O 인터페이스(416)는 제어기(410)가 검출된 이벤트가 발생하는 경우 이러한 컴포넌트를 제어(예를 들어, 끄기, 조정 등)할 수 있도록 제어기(410)를 DC 주조 시스템의 다른 컴포넌트에 직접 통신 가능하게 연결할 수 있다. 예를 들어, I/O 인터페이스(416)는 제어기(410)를 제어 핀(321), 바닥 블록 액추에이터(이는 예를 들어 바닥 블록이 움직이는 시기와 속도를 제어할 수 있음), 액체 냉각제 제트, 및/또는 다른 컴포넌트에 통신 가능하게 연결할 수 있다. 더 구체적으로, 제어기(410)는 제어 핀(321)이 이벤트와 연관될 수 있는 수신된 데이터에 기초하여 용융 금속의 흐름을 중지, 시작, 감속 또는 가속하기 위해 특정 양만큼 상승 또는 하강하게 할 수 있다. 다른 예에서, 제어기(410)는 주조 동작의 특성에 기초하여 바닥 블록(312)이 (예를 들어, 바닥 블록 액추에이터를 통해) 이동을 시작 또는 정지하거나 더 느리게 또는 더 빠르게 상승 또는 하강하게 할 수 있다(예를 들어, 주조 알고리즘 또는 주조 동작과 관련된 레시피에 의해 정의된 바와 같이). 주조 동작의 "레시피(recipe)"는 주조 동작에 영향을 미치는 프로세스의 다양한 미리 결정된 특성 및/또는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특성은 양, 기간, 특정 산화물 또는 주조 동작과 관련된 기타 특성을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 제어기(410)는 물이 워터 제트로부터 더 느리게 또는 더 빠르게 흐르게 하여 형성 잉곳이 덜 또는 더 빠르게 냉각되도록, 또는 워터 제트로부터의 물의 흐름을 시작 또는 정지시킬 수 있다.
I/O 인터페이스(416)는 또한 신호 생성기 및/또는 신호 수신기에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 주조 시스템 및/또는 주조 동작에서 생성된 소리를 캡처하는 대신, 사용자가 주조 시스템, 주조 프로세스, 부분적으로 또는 완전히 형성된 잉곳 또는 기타 컴포넌트의 특정 특성을 측정할 수 있도록 사용자는 주조 시스템 내에서 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기는 잉곳을 통해 제어 신호를 개시하는 데 사용될 수 있으며, 신호 수신기는 잉곳을 통과한 생성된 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다. 자기-개시 제어 신호는 예를 들어, 충격파, 초음파 펄스 등을 포함할 수 있다. 신호 수신기 또는 다른 관련 디바이스는 잉곳의 특성을 결정하기 위해 수신된 신호를 분석하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수신된 신호는 생성된 신호와 비교되어 신호가 금속 잉곳을 통해 이동하는 동안 신호가 어떻게 변경되었는지 결정할 수 있다. 신호들에서의 차이는 잉곳과 관련된 특정 특성 또는 일련의 특성을 나타낼 수 있다. 이 분석을 통해 사용자는 잉곳이 적절하게 주조되었는지 또는 향후 잉곳의 형성이 어떻게 조정되거나 개선될 수 있는지(예를 들어, 해당 잉곳과 관련된 주조 시스템 또는 주조 프로세스를 조정함으로써) 결정할 수 있다. 신호 생성기기 및/또는 신호 수신기는 몰드의 일부와 같은 주조 장치에 연결될 수 있거나 주조 시스템 내의 다른 곳에 위치될 수 있다.
주조 제어 디바이스(210)와 관련하여 본 명세서에 기술된 바와 같이, 센서들(208)에서 캡처된 데이터는 주조 제어 디바이스(210)에 저장될 수 있으며, 이는 제어기(410)와 유사한 디바이스 또는 기능일 수 있거나 이를 통합할 수 있다. 주조 제어 디바이스(210) 또는 센서(208)에 의해 캡처된 데이터를 수신하는 다른 디바이스는 수신된 데이터에 기초하여 결정, 계산 또는 기타 결정을 내리기 위해 해당 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 아래에 자세히 설명되는 바와 같이, 센서(208 또는 308)에 의해 캡처된 데이터는 주조 동작 동안 주조 시스템에 의해 잉곳을 주조하는 동안 발생하는 이벤트를 나타내는 초저주파음 또는 초음파와 같은 소리, 기타 음향 또는 기타 데이터(집합적으로 또는 개별적으로 본 명세서에서 소리, 소리 신호, 음향 신호, 신호 등으로 지칭될 수 있음)를 포함할 수 있다.
주조 제어 디바이스(210)는 도 2에 도시된 제어 룸(209)과 같은 제어 룸에 위치될 수 있다. 그러나, 주조 제어 디바이스(210)는 또한 물리적으로 주조 시스템의 일부(예를 들어, 주조 장치에 위치함)이거나 주조 시스템에서 떨어진 다른 위치에 위치할 수 있고 주조 시스템과 무선으로 통신할 수 있다. 또한, 주조 제어 디바이스(210)의 사용은 제어 룸(209)에 도시된 바와 같이 사용자에 의해 개시될 수 있거나, 주조 제어 디바이스(210)에 프로그래밍된 소프트웨어 및/또는 알고리즘에 기초하여 자동으로 동작을 수행할 수 있다. 다른 예에서, 주조 제어 디바이스(210)는 특정 데이터가 수신될 때 또는 특정 유형의 데이터가 수신될 때 특정 데이터 처리를 시작하도록 프로그래밍될 수 있다.
소리(예를 들어, 초저주파, 초음파)와 같은 센서 데이터가 주조 시스템의 하나 이상의 센서에 의해 캡처되고 센서 데이터가 하나 이상의 데이터 저장 디바이스 및/또는 제어 디바이스로 송신된 후, 센서 데이터는 다양한 방식으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 센서 데이터의 특성 및/또는 센서 데이터에 의해 표현되는 소리의 특성을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 보다 구체적으로, 소리는 특히 주파수, 피치, 음량, 데시벨 레벨 또는 톤과 같은 특성을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 센서 데이터와 센서 데이터의 특성을 이용하여 하나 이상의 프로파일들이 생성될 수 있다. 프로파일은 예를 들어 주조 장치 또는 주조 시스템의 다른 디바이스를 사용하는 주조 동작과 관련된 이벤트 유형과 관련될 수 있다. 즉, 프로파일은 특정 소리 또는 이러한 소리의 특성 또는 둘 모두를 주조 동작 또는 주조 시스템과 관련된 특정 이벤트와 연관시킬 수 있다.
프로파일은 프로파일이 연관된 이벤트와 연관된 하나 이상의 소리 특성들의 범위(예를 들어, 주파수들의 범위)의 식별을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 프로파일은 캡처된 소리 데이터의 특성의 패턴을 식별할 수 있다. 범위 또는 패턴은 프로필과 비교되는 다른 센서 데이터가 프로파일 데이터와 유사할 수 있는 시기를 제어 디바이스가 식별하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 특성 및 이러한 특성과 관련된 임의의 범위 또는 패턴은 머신 러닝을 사용하여 시간이 지남에 따라 개선될 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터의 양은 여러 개의 서로 다른 주조 동작들 또는 여러 개의 서로 다른 주조 시스템들의 센서 데이터의 집계를 사용하여 시간이 지남에 따라 증가할 수 있다. 예를 들어, 한 번의 주조 동작 중에 특정 소리 특성(예를 들어, 특정 주파수, 톤 등)을 가진 하나의 소리가 발생하더라도, 비슷하지만 다른 소리가 약간(또는 매우) 다른 특성으로 발생할 수 있다. 이상점(outlier) 센서 데이터는 변칙으로 필터링되거나 또는 프로파일에도 포함될 수 있다. 시간이 지남에 따라 특정 이벤트와 관련된 프로파일이 새로운 센서 데이터를 기반으로 조정되고 세분화될 수 있다. 이러한 정제(refining)를 통해 센서 데이터를 사용하여 미래 이벤트 또는 미래 이벤트의 특성을 보다 정확하게 예측할 수 있으므로 사용자가 이러한 이벤트를 보다 정확하고 효과적으로 준비하거나 이러한 이벤트를 모두 방지할 수 있게 한다. 예를 들어, 특정 유형의 모든 또는 거의 모든 이벤트 전이나 도중에 특정 소리가 발생하는 경우 사용자는 제어 디바이스로부터의 통지를 기반으로 소리가 발생하면 이벤트가 발생할 것이라고 예측할 수 있다. 프로파일, 주조 동작 또는 주조 시스템이 새로운 센서 데이터를 기반으로 조정된 후, 조정된 주조 시스템 및/또는 동작을 사용하여 다른 주조 동작이 개시될 수 있다.
또한, 주조 시스템(예를 들어, 제어 디바이스 또는 기타 디바이스)은 미래의 결정된 가능성 있는 이벤트에 기초하여 자동으로 조치를 취하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 특정 가능한 이벤트 및/또는 이벤트 가능성을 사용자에게 통지하는 대신(또는 이에 추가하여), 시스템은 이벤트가 식별되거나 이벤트의 특정 임계 가능성이 발생할 때 시스템이 취하도록 프로그래밍된 특정 조치를 자동으로 취할 수 있다. 예를 들어 특정 이벤트에 대해 사용자(또는 제어 디바이스와 같은 주조 시스템에 의해 개발된 머신 러닝 알고리즘)가 임계치를 75% 가능성으로 설정하고, 제어 시스템이 특정 주조 동작 중에 이벤트가 발생할 가능성이 76%라고 결정하면, 제어 디바이스는 이벤트가 다시 발생하지 않도록, 주조 시스템의 하나 이상의 디바이스에 대한 손상을 방지하기 위해 또는 다른 가능한 후속 이벤트 중에서 사용자의 부상을 방지하기 위해 자동으로 조치를 취할 수 있다.
특정 이벤트의 검출에 응답하여 주조 시스템 또는 주조 동작/프로세스에 다양한 조정 또는 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 주조 시스템 또는 주조 시스템 내의 개별 장치들이 종료될 수 있다. 다른 예에서, 특정 주조 동작에 대한 특정 레시피가 조정될 수 있다. 예를 들어, 바닥 블록의 지정된 속도는 바닥 블록의 속도 등에 의해 적어도 부분적으로 발생하는 이벤트에 기초하여 더 빠르게 또는 더 느리게 이동하도록(또는 모두 정지하도록) 조정될 수 있다. 다른 예로, 스파우트에서 흘러나오는 용융 금속의 속도가 조정될 수 있다. 시스템의 사용자, 제어 디바이스 또는 기타 컴포넌트는 센서 데이터의 분석에 기인하여 검출된 이벤트를 기초로 시스템의 개별 디바이스 또는 하나 이상의 주조 동작/프로세스를 포함하여 주조 시스템의 임의의 양태를 조정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 특정 유형의 이벤트가 발생했다는 결정은 필연적으로 결정론적일 수 있거나, 100퍼센트 미만의 결정론적일 수 있다. 예를 들어, 이벤트가 발생했다고 결정론적으로 결정하는 대신, 시스템은 어떤 이벤트 또는 이벤트들의 세트가 발생했는지에 대한 권장사항(recommendation)을 결정할 수 있다. 결정은 이벤트 또는 이벤트들이 발생했을 가능성이 얼마나 되는지에 대한 계산된 확률 또는 대략적인 확률을 포함할 수 있다. 이벤트가 발생했다는 결정은 확률 또는 가능성을 임계치와 비교한 결과일 수 있다. 임계치는 미리 결정되거나 머신 러닝을 사용하여 시간이 지남에 따라 시스템에 의해 결정될 수 있으며 동일한 주조 동작 또는 추가 주조 동작으로부터 새로운 센서 데이터가 수신될 때 시간이 지남에 따라 업데이트될 수 있다.
도 5는 본 기술의 실시예에 따라 잉곳을 형성하기 위한 주조 동작 동안의 예시적인 DC 주조 장치(504)이다. 도 5에 도시된 DC 주조 동작에 의해 형성되는 잉곳(515)(예를 들어, 부분적으로 형성된 잉곳)은 또한 주조 동작 동안 발생할 수 있는 이벤트 또는 이벤트와 연관된 결과적인 구조를 예시한다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, DC 주조 시스템에서 DC 주조 프로세스를 사용하여 금속을 주조하는 프로세스 동안 많은 다른 유형의 이벤트가 발생할 수 있다. 예를 들어, 이벤트는 잉곳의 변형이나 다른 유형의 오류를 유발하는 이벤트를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술된 주조 이벤트 검출 시스템은 이러한 이벤트와 관련된 하나 이상의 소리를 캡처함으로써 이러한 이벤트 중 하나 이상을 검출할 수 있다. 소리는 주파수가 20Hz 미만인 소리와 같은 초저주파 소리를 포함할 수 있다. 소리는 주파수가 20,000Hz 이상인 초음파와 같은 초음파도 포함할 수 있다. 소리는 또한 가청 주파수를 가진 것과 같은 가청 소리를 포함할 수 있다.
이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 일례의 이벤트 유형은 "블리드 아웃(bleed out)"이며, 그렇지 않으면 당업자에게 "요 아웃(yo-out)"으로 알려져 있다. 블리드 아웃이 있는 부분적으로 형성된 예시적인 잉곳이 예를 들어 도 5의 부분(531)에 도시되어 있다. 블리드 아웃은 잉곳이 형성될 때 잉곳 쉘(530)(즉, 잉곳의 외부 층)의 파열 또는 찢김을 통한 용융 금속의 임의의 손실을 포함할 수 있다. 예를 들어, 잉곳 쉘의 파열 또는 찢어짐은 몰드 내의 용융 금속의 내부 풀과 같은 잉곳 섬프(즉, 잉곳이 형성되는 동안 잉곳의 내부 풀 또는 내부 트로프(524)) 외부의 용융 금속 손실을 유발할 수 있다. 블리드 아웃은 잉곳 섬프를 빠져나가는 용융 금속의 작은 스트림을 포함할 수 있거나, 섬프로부터 용융 금속을 비울 때까지 그리고 이를 포함하여 잉곳 섬프를 빠져나가는 다량의 용융 금속을 포함할 수 있다. 섬프에서 용융 금속을 비우는 것을 "요 아웃"이라고 부를 수 있다. 블리드 아웃 또는 요 아웃은 폭발 또는 기타 반응을 일으킬 수 있다.
블리드 아웃 이벤트가 발생하면, 이벤트는 쉭쉭거리는 소리(hissing-type sound)와 같은 뚜렷한 고주파수 소리를 생성할 수 있다. 블리드 아웃이 요 아웃으로 진행되면, 쉭쉭거리는 소리가 더 깊어지고 주파수가 낮아질 수 있다. 이 이벤트는 큰 쿵 소리(thud-type sound)를 낼 수도 있다. 블리드 아웃 또는 요 아웃 후 금속 프로세스의 주조는 사용자에 의해 수동으로 또는 주조 이벤트 검출 시스템에 의해 자동으로 중지될 수 있다. 주조 프로세스를 중지하기 위해, 스파우트(예를 들어, 도 3의 스파우트(318))의 하부 팁(예를 들어, 도 3의 하부 팁(317))의 바닥에 있는 개구가 폐쇄되도록 제어 핀(예를 들어, 도 3의 제어 핀(321)과 같은)은 0퍼센트로 떨어질 수 있다. 주조 시스템의 다른 부분도 중지 및/또는 차단될 수 있다. 블리드 아웃 또는 요 아웃 후에 주조 시스템은 잉곳의 형성을 완료하지 못할 수 있으며 부분적으로 형성된 잉곳은 재활용될 수 있다. 블리드 아웃 또는 요 아웃으로 인해 사용자는 몰드가 있는 피트와 주조가 이루어지는 곳을 청소해야 할 수도 있다.
도 6은 본 기술의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 블리드 아웃의 시간 경과를 나타내는 선 그래프(600)이다. 그래프(600)는 금속 레벨의 진행(선(651)), 제어 핀(예를 들어, 도 3의 제어 핀(321))이 개방된 백분율(선(652)) 및 블리드 아웃이 발생하는 용융 금속의 주조 동안 주조 길이(선(653))를 도시한다. 선 그래프로 예시된 바와 같이, 블리드 아웃이 발생한 후, 몰드의 금속 레벨이 떨어지고 몰드에서 올바른 용융 금속 레벨을 유지하려는 시도에 대한 응답으로 핀이 개방된다. 핀이 특정 임계 기간 이상 동안 특정 임계 백분율 이상으로 열린 경우(예를 들어, 5초 이상 동안 60% 이상), 주조 프로세스는 제어 디바이스에 의해 자동으로 중단될 수 있다.
이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 또 다른 예시 유형의 이벤트는 "블리드 오버(bleed over)"이다. 블리드 오버가 있는 부분적으로 형성된 예시적인 잉곳이 예를 들어 도 5의 부분(532)에 도시되어 있다. 블리드 오버는 형성 또는 완전히 형성된 잉곳의 단부에서 응고된 금속 위의 용융 금속의 흐름을 포함할 수 있다. 블리드 오버는 형성되고 응고된 잉곳과 몰드 사이에 갭을 남기는 버트 컬(butt curl)로 인해 발생할 수 있다. 블리드 오버로 인해 블리드 아웃이 발생할 수도 있다. 그러나 용융 금속이 잉곳 쉘의 구멍을 통해 잉곳 섬프를 빠져나갈 수 있는 블리드 아웃과 달리 블리드 오버의 용융 금속은 잉곳의 상단과 측면 아래로 흐를 수 있다. 블리드 아웃 후와 유사하게 주조 프로세스가 중지될 수 있다. 보다 구체적으로, 주조 시스템은 블리드 오버와 관련된 소리를 검출한 결과로 정지할 수 있다. 블리드 오버와 같은 이벤트가 검출된 후 발생하는 조치 중 하나는 스파우트를 통해 몰드로 들어가는 금속 흐름을 중지하기 위해 핀을 하강시키는 것이다. 블리드 오버(또는 블리드 아웃)가 해결되면, 금속 레벨이 다시 상승하고 주조 프로세스가 계속될 수 있다. 블리드 오버가 발생하면 블리드 오버는 블리드 오버가 시작될 때 시작되고 블리드 오버가 끝나면 멈출 수 있는 독특한 소리를 유발할 수 있다.
이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 또 다른 예시 유형의 이벤트는 "버트 바운스(butt bounce)"이다. 버트 바운스는 (도 5의 바닥 블록(512)과 같은) 블록과 형성되는 잉곳 사이의 갭에서 증기와 같은 에너지 또는 가스(예를 들어, 폭발)의 방출이 발생할 때 발생할 수 있다. 이러한 에너지 또는 가스의 방출은 갭에 열 및/또는 증기가 축적되어 증기가 빠르게 팽창하여 갭에서 응고되거나 용융된 금속에 압력을 가하거나 및/또는 반응할 수 있기 때문일 수 있다. 이러한 유형의 폭발은 수분이 용융 금속 아래에 갇힐 때 발생한다. 수분은 과열된 다음 용융 금속을 분출(throwing)시킴으로써 용융 금속을 빠져나간다. 버트 바운스를 일으키는 폭발을 증기 폭발 또는 증기 트랩 폭발이라고 한다. 하나 이상의 폭발로 인해 잉곳이 블록에서 들어올려질 수 있다.
블리드 아웃 또는 블리드 오버와 같이 본 명세서에 설명된 다른 이벤트 중에 증기 폭발이 발생할 수 있다. 또한 증기 폭발은 알루미늄 테르밋 반응(aluminum thermite reaction)과 같은 하나 이상의 추가 폭발을 일으킬 수 있다. 알루미늄 테르밋 반응은 용융 알루미늄과 산화철 또는 산화구리와 같은 금속 산화물 사이의 반응으로 인해 발생할 수 있다. 용융 알루미늄과 녹(산화철) 사이에 알루미늄 테르밋 반응이 발생할 수 있다. 시작 헤드 또는 시작 헤드 베이스에 녹이 있을 수 있으며, 잘못된 레시피, 과도한 컬 또는 버트 바운스로 인해 블리드 아웃이 발생하면 그 결과 폭발은 증기와 관련된 것이 아니라 테르밋일 수 있다. 이 결과는 초기에 블리드 아웃에 귀를 기울이고 시스템 종료를 통해 수정하는 것의 중요성을 잘 보여준다. 버트 바운스 또는 버트 바운스를 유발하는 적어도 하나 이상의 폭발을 피하기 위해 주조 시스템의 사용자가 주조 프로세스의 하나 이상의 특성(예를 들어, 주조 파라미터)을 조정할 수 있도록 버트 바운스를 검출하는 것이 중요할 수 있다. 버트 바운스 동안 발생하는 작은 증기 폭발의 강도를 들으면 버트 바운스 발생의 심각성을 나타낼 수 있으며, 작업자는 특정 주조 파라미터를 변경해야 한다.
버트 바운스(및 본 명세서에 설명된 기타 이벤트)는 사용자에게 위험할 수 있거나 금이 가거나 손상된 잉곳으로 인해 잉곳 손실을 유발할 수 있다. 버트 바운스와 버트 바운스의 심각도는 버트 바운스와 관련된 특정 소리를 수신하고 분석하여 검출될 수 있다. 예를 들어, 폭발과 버트 바운스 소리가 클수록 더 심할 수 있으므로 더 위험하고 및/또는 손상될 수 있다. 버트 바운스가 검출되면 주조 프로세스가 중지될 수 있고, 이는 핀을 폐쇄함으로써 발생할 수 있다(및 노를 뒤로 기울이기, 홈통 배수 및 플래튼 중지 중 하나 이상을 포함하는 다른 단계 포함함). 보다 구체적으로, 주조 시스템은 버트 바운스와 관련된 소리를 검출한 결과 정지될 수 있다. 다른 예에서, 주조 장치 또는 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것은 주조 동작을 위한 수정된 레시피를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 주조 동작을 위한 레시피 수정은 본 명세서에 설명된 검출된 이벤트의 결과일 수 있다. 대안적인 접근 방식에서는 이벤트와 관련된 소리가 검출될 수 있으며 소리는 금속 레벨 시스템 피드백과 함께 보간될 수 있고, 소리 및 금속 레벨 피드백의 심각도에 따라 시스템이 종료되도록 파라미터가 설정될 수 있다. 이러한 매개변수, 피드백 및 분석은 이러한 심각도를 줄이기 위해 다음 주조물에 대한 레시피 변경을 유도한다.
이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 또 다른 예시 유형의 이벤트는 "버트 컬"이다. 버트 컬의 결과를 갖는 부분적으로 형성된 예시적인 잉곳(515)이 예를 들어 도 5의 부분(533)에 도시되어 있다. 잉곳의 버트는 잉곳의 주조 시 발생하는 버트 컬에 의해 변형될 수 있다. 예를 들어, 이 변형은 잉곳의 하나 이상의 단부들의 상향(잉곳의 바닥) 또는 내부(잉곳 측) 컬링을 포함할 수 있다. 상향 컬링이 발생하면, 잉곳이 위로 컬링되어 바닥 블록에서 멀어질 수 있다. 물과 같은 액체가 잉곳이 몰드에서 나올 때 닿으면 변형이 발생할 수 있다. 차가운 액체로 인한 급속 냉각은 잉곳 주변에서 급속한 응고 및 수축을 유발할 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 버트 바운스는 블록과 형성되는 잉곳 사이의 갭에서 증기와 같은 에너지 또는 가스의 방출(예를 들어, 폭발)이 발생할 때 발생할 수 있다. 그러나, 변형은 잉곳의 하나 이상의 표면을 씻어내는 필름 비등에 의해 (추가로 또는 대신에) 발생할 수도 있다. 버트 컬이 발생한 후 잉곳의 단부의 부분이 더 이상 하단 블록과 접촉하지 않을 수 있기 때문에 버트 컬로 인해 잉곳이 앞뒤로 "흔들"릴 수 있다. 버트 컬은 주조 장치의 센서에 의해 검출될 수 있는 특정 소리를 생성할 수 있으며, 이러한 이벤트를 검출하면 다음 또는 다른 향후 주조 동작에서 과도한 버트 컬을 방지하기 위해 시스템이 종료되거나 조정될 수 있다.
다른 예에서, 주조 장치 시스템의 센서들은 오디오 센서(들)가 이벤트와 관련된 소리를 검출하지 못하더라도 버트 컬과 같은 특정 유형의 이벤트를 검출하기 위해 비디오 또는 기타 유사한 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시각적 데이터(예를 들어, 사진, 비디오 등)가 캡처되면 소프트웨어를 사용하여 인식을 수행하여 수집된 데이터에서 오브젝트 또는 시스템의 다른 양태를 식별할 수 있다. 예를 들어, 인식은 사진의 버트 컬 또는 비디오의 버트 바운스를 식별하는 데 사용될 수 있다. 그러한 비디오 또는 다른 시각적 센서들은 또한 본 명세서에 기술된 임의의 다른 이벤트를 검출하는 데 사용될 수 있다.
이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 이벤트의 또 다른 예시 유형은 워터 제트의 개방 또는 수냉이 시작된 후 잉곳의 수냉과 관련된 다른 이벤트이다. 수냉으로 부분적으로 형성된 예시적인 잉곳(515)이 예를 들어 도 5의 부분들(534 및 535)에 도시되어 있다. 제트에서 나오는 물(또는 기타 액체)은 잉곳을 주조하는 동안 용융 금속을 냉각시키는 데 사용될 수 있다. 주조 시스템의 몰드는 제트가 켜지도록 작동되어 물 또는 기타 액체가 제트를 통해 흐르도록 하는 공압 밸브를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 공압 밸브는 이중 제트를 활성화/비활성화하는 데 사용되지만 단일 제트를 비활성화하지는 않는다. 하나 이상의 제트 세트를 사용하여 주조 중에 잉곳을 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 제트는 워터 제트의 1차 세트 및 워터 제트의 2차 세트를 포함할 수 있다. 2개의 제트 세트들은 상이한 위치에 있을 수 있거나, 2개의 제트 세트들로부터의 물이 상이한 각도로 또는 잉곳의 상이한 부분에서 잉곳과 접촉하도록 상이한 각도로 유지될 수 있다.
잉곳을 냉각시키는 동안 주조 시스템은 제트 및 잉곳 냉각과 관련된 다양한 소리를 생성할 수 있다. 예를 들어, 다른 이벤트 중에서 밸브의 작동, 제트에서 흘러나오기 시작하는 액체, 잉곳 또는 잉곳의 일부가 상이한 온도에 있을 때 잉곳과 접촉하는 액체에 의해 뚜렷한 소리가 생성될 수 있다. 또한 서로 다른 제트 세트들은 서로 다른 위치, 각도 또는 기타 이유로 인해 약간 다른 소리를 낼 수 있다. 다른 예에서, 둘 이상의 서로 다른 제트 세트들이 켜지고 따라서 서로 다른 시간에 물 흐름을 시작할 수 있다. 따라서 두 개 이상의 서로 다른 제트 세트들은 서로 다른 시간에 해당 이벤트와 관련된 소리를 생성할 수 있다. 다른 예에서, 제트 세트와 관련된 소리는 하나 이상의 제트가 고장나 물의 흐름을 중단하는 경우 변경될 수 있다. 이러한 소리는 제트가 실패했음을 나타낼 수 있으며 주조 프로세스 중 또는 후에 제트를 수리하도록 사용자를 착수시킬 수 있다. 물 제트에 의해 발생하는 소리는 잉곳이 주조 시스템을 통해 이동하는 속도(바닥 블록의 움직임으로 인해 발생)에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들어, 잉곳이 더 빨리 움직일수록 시스템에서 더 많은 열이 발생할 수 있으며 잉곳을 냉각하는 데 더 많은 물이 필요하고 및/또는 잉곳을 냉각하는 데 물이 더 차가울 수 있다.
이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 이벤트의 또 다른 예시 유형은 주조 프로세스 중에 몰드 내에 위치되는 공기이다. 예를 들어, 공기는 몰드(511)의 영역(들)(536) 내에 위치할 수 있다. 잉곳을 주조하는 동안 잉곳을 냉각하기 전과 냉각하는 동안, 몰드의 일부(예를 들어, 영역(들)(536))는 제트로부터의 물 흐름이 일정하고 잉곳의 일관된 냉각을 생성하도록 물로 부분적으로 또는 완전히 채워질 수 있다. 몰드가 물로 채워지지 않고 대신 공기가 몰드의 일부를 채우는 경우 하나 이상의 이벤트가 발생할 수 있다. 공기의 흐름 또는 물과 공기의 조합의 흐름은 센서에 의해 캡처될 수 있는 뚜렷한 소리를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이러한 소리는 물이 흐를 때까지 공기가 호스에 있을 수 있기 때문에 물 흐름이 켜져 있을 때 정원 호스(garden hose)에서 물이 흘러나오는 것과 유사할 수 있다.
도 7은 본 기술의 실시예에 따라 잉곳을 형성하기 위한 주조 동작 동안 예시적인 DC 주조 장치(704)이다. 또 다른 이벤트 유형의 예는 "행 업(hang up)" 또는 "행 업 드랍(hang up drop)"이다. 행 업을 갖는 부분적으로 형성된 예시적인 잉곳이 예를 들어 도 7의 부분(760)에 도시되어 있다. 잉곳(715)이 바닥 블록(712)의 상부에 형성되는 동안, 바닥 블록(712)은 잉곳(715)이 형성되는 동안 잉곳(715)이 몰드(711)를 통해 아래로 이동하는 동안 잉곳(715)과 함께 이동할 수 있다. 부분적으로 형성된 잉곳(715)이 예를 들어 몰드/잉곳 접촉 포인트들(761 및 762)에서 몰드(711)에 달라붙어 잉곳이 "고정"되어 하부 블록으로부터 분리될 때 행 업이 발생할 수 있다. 즉, 잉곳(715)이 행 업되면 이동을 멈추지만 바닥 블록(712)은 이동을 멈추지 않기 때문에(바닥 블록(712)이 몰드(711)와 접촉하지 않기 때문에), 바닥 블록(712)은 잉곳(715)의 바닥으로부터 분리된다. 행 업은 주조 장치의 센서에 의해 검출될 수 있는 특정 소리를 생성할 수 있으며, 이러한 이벤트를 검출하면 시스템이 종료되거나 다음 또는 다른 향후 주조 동작에서 행 업을 방지하기 위해 조정될 수 있다. 다른 유형의 센서도 다른 유형의 데이터를 사용하여 행 업을 검출할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 예를 들어 잉곳(715)과 바닥 블록(712) 사이의 공기 흐름이 두 오브젝트들 사이의 공간으로 인해 증가했기 때문에 바닥 블록(712) 또는 잉곳(715)의 바닥 근처의 온도가 변경되었음을 검출할 수 있다. 다른 예에서, 비디오 또는 사진 센서는 비디오 또는 사진 데이터를 캡처함으로써 잉곳(715)과 바닥 블록(712) 사이의 분리를 검출할 수 있다(센서 또는 제어 디바이스와 같은 다른 디바이스에 의해 분석된 후).
바닥 블록은 잉곳에 대한 중요한 냉각원일 수 있기 때문에, 잉곳은 바닥 블록에서 분리된 후에도 상당한 열을 유지할 수 있으며 잉곳은 변형될 수 있다. 예를 들어, 잉곳 바닥에 구멍이 생겨 블리드 아웃(즉, 용융 금속이 구멍을 통해 잉곳 바닥에서 흘러나옴)이 발생할 수 있다. 특정 실시예에서, 바닥 블록은 응고 잉곳을 위한 제어된 열 추출 시스템이므로, 잉곳은 고화 및 변형(예를 들어, 버트 컬) 동안 열을 유지하고 재가열할 것이다. 예를 들어, 잉곳이 시작 헤드에서 멀어지면, 응고된 재료가 냉각되지 않고 새로운 용융 금속이 여전히 잉곳의 섬프 위로 도입된다. 용융 재료가 응고된 잉곳 버트를 통해 연소되어 시작 헤드와 주조 시스템 모두에 쏟아질 수 있는 재가열이 발생할 수 있다. 이 이벤트는 블리드 아웃으로 들릴 수 있다. 시작 헤드에는 냉각수가 포함되어 있으며 용융 금속이 이 물에 유입되어 폭발 가능성이 존재한다.
행 업 드랍은 행 업 후 잉곳(715)이 몰드(711)에 달라붙는 것으로부터 해제되고 바닥 블록(712) 및/또는 몰드의 바닥에 있는 바닥 블록(712)에 축적된 액체(예를 들어, 뜨거운 물, 용융 금속 또는 기타 액체)와 재접촉하도록 드랍될 때 발생할 수 있다. 행 업 드랍은 또한 잉곳(715)이 몰드(711)의 바닥에서(예를 들어, 바닥 블록(712) 또는 다른 것에서) 액체와 접촉할 때 폭발을 일으킬 수 있다. 행 업 드랍은 몰드(711)의 바닥에서 블록 및/또는 액체와 재접촉하는 잉곳(715)와 관련된 소리 또는 잉곳(715)이 액체와 접촉한 후 액체가 튀는 소리를 포함하여 뚜렷한 소리를 생성할 수 있다. 이러한 이벤트는 잉곳(715) 변형 또는 균열로부터의 소리를 포함하여 상이한 소리를 생성할 수 있다. 충분한 무게가 잉곳을 시작 헤드로 다시 밀면 행 업 해제가 발생할 수 있다. 또한, 행 업 해제 시 금속 레벨의 극단적인 시프트로 인해 용융 금속의 도입과 함께 행 업은, 많은 소리가 들릴 수 있다. 예를 들어, 잉곳이 시작 헤드에 다시 접촉하는 소리, 블리드 아웃 소리, 잉곳이 이동할 때 시작 헤드에서 물이 튀는 소리 및 폭발과 관련된 소리가 들릴 수 있다.
이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 다른 예시적인 유형의 이벤트는 주조 시스템의 탈기 후드(degassing hood)의 손상 또는 파괴를 포함할 수 있다. 탈기 후드는 트로프 또는 탈기 유닛에 배치되며, 이는 로터가 용융 금속에 들어갈 수 있도록 한다. 탈기 후드의 로터(예를 들어, 흑연 로터)는 아르곤과 염소를 용융 금속으로 퍼징하여 수소와 같이 용융 금속에서 원하지 않는 오염 물질의 미량 원소를 제거할 수 있다. 그러나 로터가 용융 금속으로부터의 응고된 금속으로 채워지면 로터가 파손될 수 있으며 더 이상 금속을 청소할 수 없다. 탈기의 부족(예를 들어, 로터 파손 또는 막힘으로 인한)으로 인해 사용자는 로터를 청소하거나 교체할 수 있을 때까지 주조 프로세스를 중단할 수 있다. 탈기 후드는 무엇보다도 파손된 로터와 관련된 소리와 같은 뚜렷한 소리를 낼 수 있다.
도 8a는 본 기술의 실시예에 따라 필름 비등 및 핵비등을 겪는 예시적인 잉곳의 사진을 도시한다. 이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있는 이벤트의 또 다른 예시 유형은 "필름 확립", "필름 비등" 또는 "완전한 필름 세척(wash off)"이다. 잉곳을 형성하는 동안, 용융 금속이 잉곳 섬프로 공급되는 동안 액체 또는 수냉 프로세스를 사용하여 잉곳이 형성될 때 이를 냉각시킬 수 있다. 이 프로세스는 용융 금속이 잉곳의 일부로서 응고된 금속으로 응고되도록 용융 금속을 냉각시키기 위해 잉곳의 외부에 차가운 액체(예를 들어, 물)를 분무하는 것을 포함할 수 있다. 냉각되는 표면(예를 들어, 잉곳)의 온도가 표면에 분무되는 액체의 비등점보다 높을 때 필름 비등이 발생할 수 있다. 이러한 상황에서 액체는 증발하여 표면에 연속적인 증기의 필름 또는 층을 형성할 수 있다. 증기의 층은 필름이 형성된 후 표면에 나중에 분사되는 액체가 표면에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
과도한 컬(예를 들어, 버트 컬) 발생과 같은 다른 이벤트로 인한 잉곳의 변형을 방지하기 위해 주조 프로세스 초기에 필름 비등이 의도적으로 사용될 수 있다. 예를 들어 필름 비등은 액체가 잉곳에 분무되는 동안 잉곳으로부터 열 추출 속도를 늦출 수 있으며 사용자에게 주조 프로세스 및 주조 중 가능한 이벤트에 대해 더 많은 제어를 제공할 수 있다. 필름 비등이 발생할 때 필름 비등은 지글지글 소리(sizzling-type sound)와 같은 독특한 소리를 유발할 수 있다(예를 들어 찬물이 프라이팬과 같은 뜨거운 표면에 닿을 때와 유사함).
도 8b는 본 기술의 실시예에 따른 잉곳 주조 동안 대류 프로세스의 단계를 도시하는 그래픽이다. 도 8c는 본 기술의 실시예에 따른 잉곳 주조 동안 대류 프로세스의 단계를 도시하는 그래프이다. 도 8b 및 8c에 도시된 바와 같이, 필름 비등은 주조 프로세스 동안 사용되는 대류 프로세스의 첫 번째 단계일 수 있으며, 필름 비등은 350 내지 450c에서 일어날 수 있다. 예를 들어, 필름 비등이 주조 프로세스의 제1 부분 동안(예를 들어, 형성되는 잉곳의 처음 12인치를 위해) 사용될 수 있는 반면, 핵 비등은 주조 프로세스의 다른 부분 동안 사용될 수 있다. 핵 비등은 필름 비등보다 형성 잉곳의 표면에서 더 높은 열 전달을 유발할 수 있다. 예를 들어, 핵 비등은 개별 증기 기포를 형성하여 액체가 잉곳 표면에 더 직접적으로 접촉하여 더 빨리 냉각되도록 할 수 있다. 대조적으로, 필름 비등 동안 잉곳 표면의 온도가 너무 뜨거워서 액체 상태의 물이 표면에 닿을 수 없다. 필름 비등과 핵 비등 사이를 전환할 때, 필름이 잉곳의 측 표면을 세척하기 시작할 수 있다. 프로세스가 핵 비등으로 전환되면, 잉곳은 예를 들어 약 250c에서 발생할 수 있는 "완전한 필름 세척"을 경험할 수 있다. 또한, 핵비등이 일어날 때(예를 들어, 250c 이하에서), 핵 비등은 필름 비등에서 나는 소리와는 다른 또 다른 독특한 소리를 발생시킬 수 있다.
주조 중에 발생하는 본 명세서에 설명되지 않은 다른 이벤트도 이벤트 검출 시스템의 센서에 의해 검출될 수 있다.
도 9는 본 기술의 실시예에 따른 예시적인 프로세스의 예시적인 흐름도이다. 단계(902)는 예를 들어 주조 장치를 포함하는 주조 시스템의 장비의 하나 이상의 부품들을 사용하여 주조 동작을 개시하는 단계를 포함할 수 있고, 주조 동작은 주조 장치의 몰드 내에서 잉곳의 주조를 야기하거나 촉킨시키는 하나 이상의 동작들을 포함한다. 주조 프로세스는 예를 들어, 용융 금속을 이용하여 잉곳을 주조하는 프로세스를 포함할 수 있다. 단계(904)는 예를 들어 주조 동작을 수행하는 장비의 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 하나 이상의 음향 신호들과 관련된 센서 데이터를 음향 센서를 사용하여 캡처하는 단계를 포함할 수 있다. 음향 센서 이외의 다른 센서도 사용될 수 있으며, 이러한 추가적인 센서는 소리 데이터 이외의 다른 유형의 데이터를 캡처할 수 있다. 데이터는 이벤트 검출 시스템에서 캡처, 저장 및 분석될 수 있으며 해당 분석의 결과는 이 프로세스의 이후 단계에서 사용될 수 있다. 단계(906)는 예를 들어 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계를 포함할 수 있으며, 음향 프로파일들의 세트의 각각의 음향 프로파일은 주조 동작과 관련된 이벤트의 유형과 연관된다. 음향 프로파일들은 각각 본 명세서에 기술된 바와 같이 상이한 유형의 이벤트들과 연관될 수 있다. 프로파일들은 추가 주조 동작으로부터 수집된 추가 데이터를 사용하여 시간이 지남에 따라 조정될 수도 있다. 시스템에 의해 수집, 분석 및 생성된 프로파일 및 기타 주조 데이터는 주조 시스템에 대한 보다 정확한 데이터 및 분석을 컴파일하는 데 도움이 되도록 주조 시스템에 걸쳐 공유될 수 있다. 단계(908)는 예를 들어 비교에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 센서들로부터 수집 및/또는 분석된 데이터는 생성되거나 수신된 프로파일들과 비교될 수 있다. 예를 들어, 센서들에서 수집된 데이터가 프로파일과 매칭되면(예를 들어, 특정 임계값 이상 또는 특정 범위 내), 이는 이벤트가 발생한 것으로 결정될 수 있다. 단계(910)는 예를 들어 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 주조 시스템 또는 주조 동작 대한 조정을 야기하는 단계를 포함할 수 있다. 조정은 주조 동작을 중단하거나 특정 특성을 변경하는 것과 같이 시스템에 대한 덜 급격한 변경을 포함할 수 있다. 시스템 자체를 변경하는 대신 동작을 위한 프로세스(예를 들어, 레시피) 변경도 변경될 수 있다. 그리고 단계(912)는 예를 들어 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주도 동작을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 양태들은 구현의 가능한 예일 뿐이며, 본 발명의 원리를 명확하게 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이다. 본 발명의 사상 및 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않고 전술한 예(들)에 대해 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있다. 이러한 모든 수정 및 변형은 본 개시의 범위 내에 포함되며, 개별 양태 또는 요소 또는 단계의 조합에 대한 모든 가능한 청구는 본 개시에 의해 뒷받침되는 것으로 의도된다. 또한, 특정 용어가 본 명세서 및 다음의 청구범위에서 사용되지만, 이들은 일반적이고 설명적인 의미로만 사용되며 설명된 발명이나 다음 청구범위를 제한할 목적으로 사용되지 않는다.
본 발명을 설명하는 맥락에서(특히 다음 청구의 맥락에서) 단수 용어("a" 및 "an" 및 "the") 및 유사한 지시 대상의 사용은 본 명세서에서 달리 나타내거나 문맥에 의해 명백히 모순되지 않는 한 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "포함하는(including)" 및 "함유하는(containing)"이라는 용어는 달리 명시되지 않는 한 개방형 용어(즉, "포함하지만 이에 제한되지 않음"을 의미)로 해석되어야 한다. "연결된(connected)"이라는 용어는 개입하는 것이 있더라도 부분적으로 또는 전체적으로 내부에 포함되거나 부착되거나 함께 결합되는 것으로 해석된다. 본 명세서에서 값의 범위를 열거하는 것은 본 명세서에서 달리 나타내지 않는 한 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 언급하는 속기 방법으로 사용하기 위한 것일 뿐이며, 각각의 개별 값은 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 포함된다. 본 명세서에 기술된 모든 방법은 본 명세서에서 달리 나타내지 않거나 문맥상 명백히 모순되지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 및 모든 예 또는 예시적인 언어(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명의 실시예를 더 잘 설명하기 위한 것이며 달리 청구되지 않는 한 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 명세서의 어떤 언어도 청구되지 않은 요소를 본 발명의 실시에 필수적인 것으로 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다.
"EC"(예시적인 조합)로 명시적으로 열거된 적어도 일부를 포함하여 본 명세서에 설명된 개념에 따라 다양한 예시 유형의 추가 설명을 제공하는 예시적 예시의 모음이 아래에 제공된다. 이러한 예는 상호 배타적이거나 포괄적이거나 제한적이지 않고; 및 본 발명은 이러한 예시적인 예에 제한되지 않으며, 발행된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에서 가능한 모든 수정 및 변형을 포함한다.
양태 1은 주조 동작 동안 이벤트를 검출하기 위한 장치로서, 상기 장치는: 몰드; 용융 금속을 잉곳으로 주조하기 위해 상기 용융 금속을 상기 몰드로 전달하도록 구성된 도관; 상기 주조 동작으로부터의 음향 신호를 감지하도록 구성된 센서-여기서, 상기 센서는 상기 주조 동작과 관련된 센서 데이터를 캡처함-; 메모리의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어를 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 프로세서로 하여금: 상기 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 것; 상기 비교에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 것; 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 상기 장치 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것; 및 상기 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 것을 포함하는 프로세서 동작들을 수행하게 한다.
양태 2는 양태(들) 1(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 상기 센서는 음향 센서를 포함하고, 상기 음향 센서는 초기 기간에 걸쳐 다중 주조 동작들로부터의 음향 신호들과 연관된 초기 센서 데이터를 캡처하도록 구성되고, 및 상기 프로세서 동작들은: 상기 초기 음향 신호들을 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 생성하는 것을 더 포함하고, 상기 음향 프로파일들의 세트의 각각의 음향 프로파일은 상기 초기 기간에 걸쳐 상기 다중 주조 동작들과 연관된 이벤트 유형과 연관된다.
양태 3은 양태(들) 2(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 상기 프로세서 동작들은: 상기 센서 데이터 및 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부의 상기 결정을 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 업데이트하는 것을 더 포함한다.
양태 4는 양태(들) 2(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 상기 센서 데이터를 상기 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 것은 상기 주조 동작에 대해 캡처된 상기 음향 신호들의 특성들을 이전 주조 동작들 동안 캡처된 음향 신호들의 특성들과 비교하는 것을 포함한다.
양태 5는 양태(들) 4(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 상기 음향 신호들의 특성들은 주파수, 피치, 음량 또는 톤 중 하나 이상을 포함한다.
양태 6은 양태(들) 2(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 상기 음향 프로파일들의 세트의 음향 프로파일은 하나 이상의 주조 시스템들과 연관된 특정 이벤트의 다중 인스턴스들과 연관된 데이터를 사용하여 생성된 머신 러닝 알고리즘을 포함한다.
양태 7은 양태(들) 1(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 것은 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부 및 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했을 가능성에 관한 권장사항을 결정하는 것을 포함한다.
양태 8은 양태(들) 1(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 상기 주조 장치 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것은 상기 주조 장치를 차단하거나 상기 주조 동작을 위한 수정된 레시피를 생성하는 것을 포함한다.
양태 9는 양태(들) 1(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 상기 특정 유형의 이벤트는 블리드 아웃, 블리드 오버, 버트 바운스, 버트 컬 또는 수냉 동작 중 하나 이상을 포함한다.
양태 10은 양태(들) 1(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태들의 개별적 또는 조합)의 장치로서, 용융로, 유지로 및 탈기기를 더 포함한다.
양태 11은 주조 동작 동안 이벤트를 검출하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은: 양태(들) 1의 상기 주조 장치; 및 주조 시스템의 장비의 하나 이상의 부품들을 포함한다.
양태 12는 금속의 주조에서 이벤트를 검출하는 방법으로서, 상기 방법은: 주조 장치를 포함하는 주조 시스템의 장비의 하나 이상의 부품들을 사용하여 주조 동작을 개시하는 단계-여기서, 상기 주조 동작은 상기 주조 장치의 몰드 내에서 잉곳의 주조를 야기하거나 촉진하는 하나 이상의 조치들을 포함함-; 상기 주조 동작을 수행하는 상기 장비의 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 하나 이상의 음향 신호들과 관련된 센서 데이터를 음향 센서를 사용하여 캡처하는 단계; 상기 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계-여기서, 상기 음향 프로파일들의 세트의 각각의 음향 프로파일은 상기 주조 동작과 연관된 이벤트의 유형과 연관됨-; 상기 비교에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계; 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 상기 주조 시스템 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계; 및 상기 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 단계를 포함한다.
양태 13은 양태(들) 12(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 초기 음향 센서를 사용하여 일정 기간에 걸쳐 하나 이상의 초기 주조 장치들을 사용하여 다중 주조 동작들로부터 센서 데이터를 캡처하는 단계; 및 상기 센서 데이터를 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 14는 양태(들) 13(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 상기 하나 이상의 초기 주조 장치들은 상기 주조 장치를 포함한다.
양태 15는 양태(들) 12(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 상기 센서 데이터 및 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부의 상기 결정을 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 업데이트하는 단계를 더 포함한다.
양태 16은 양태(들) 12(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 상기 센서 데이터를 상기 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계는 상기 주조 동작을 수행하는 상기 장비의 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 상기 음향 신호들의 특성들을 이전 주조 동작들 동안 캡처된 음향 신호들의 특성들과 비교하는 단계를 포함한다.
양태 17은 양태(들) 16(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 상기 음향 신호들의 특성들은 주파수, 피치, 음량 또는 톤 중 하나 이상을 포함한다.
양태 18은 양태(들) 12(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 상기 음향 프로파일들의 세트의 음향 프로파일은 상기 하나 이상의 주조 시스템들과 연관된 특정 이벤트의 다중 인스턴스들과 연관된 데이터를 사용하여 생성된 머신 러닝 알고리즘을 포함한다.
양태 19는 양태(들) 12(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계는 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부 및 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했을 가능성에 관한 권장사항을 결정하는 단계를 포함한다.
양태 20은 양태(들) 12(또는 임의의 다른 선행 또는 후속 양태의 개별적 또는 조합)의 방법으로서, 상기 주조 시스템 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계는 상기 주조 동작을 위한 수정된 레시피를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최선의 모드를 포함하여 본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서에 설명된다. 이러한 바람직한 실시예의 변형은 전술한 설명을 읽을 때 당업자에게 명백해질 수 있다. 발명자들은 숙련된 기술자가 이러한 변형을 적절하게 채택할 것을 기대하고, 발명자는 본 발명이 본 명세서에 구체적으로 기술된 것과 달리 실시되기를 의도한다. 따라서, 본 발명은 해당 법률이 허용하는 바에 따라 본 명세서에 첨부된 청구 범위에 인용된 주제의 모든 수정 및 등가물을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 달리 나타내거나 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 전술한 요소들의 모든 가능한 변형의 임의의 조합은 본 발명에 포함된다.
본 명세서에 인용된 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 참고문헌은 각각의 참고문헌이 참조로 포함되도록 개별적으로 그리고 구체적으로 표시되고 그 전체가 본 명세서에 제시된 것과 동일한 정도로 참조로 본 명세서에 포함된다.
Claims (20)
- 주조 동작(casting operation) 동안 이벤트(event)를 검출하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:
몰드(mold);
용융 금속을 잉곳(ingot)으로 주조하기 위해 상기 용융 금속을 상기 몰드로 전달하도록 구성된 도관(conduit);
상기 주조 동작으로부터의 음향 신호(acoustic signal)를 감지하도록 구성된 센서-여기서, 상기 센서는 상기 주조 동작과 관련된 센서 데이터를 캡처함-;
메모리의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어를 실행하도록 구성된 프로세서(processor)를 포함하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 프로세서로 하여금:
상기 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 것;
상기 비교에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 것;
상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 상기 장치 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것; 및
상기 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 것을 포함하는 프로세서 동작들을 수행하게 하는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 센서는 음향 센서를 포함하고, 상기 음향 센서는 초기 기간에 걸쳐 다중 주조 동작들로부터의 음향 신호들과 연관된 초기 센서 데이터를 캡처하도록 구성되고, 및
상기 프로세서 동작들은:
상기 초기 음향 신호들을 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 생성하는 것을 더 포함하고, 상기 음향 프로파일들의 세트의 각각의 음향 프로파일은 상기 초기 기간에 걸쳐 상기 다중 주조 동작들과 연관된 이벤트 유형과 연관되는, 장치. - 제2항에 있어서, 상기 프로세서 동작들은:
상기 센서 데이터 및 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부의 상기 결정을 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 업데이트하는 것을 더 포함하는, 장치. - 제2항에 있어서, 상기 센서 데이터를 상기 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 것은 상기 주조 동작에 대해 캡처된 상기 음향 신호들의 특성들을 이전 주조 동작들 동안 캡처된 음향 신호들의 특성들과 비교하는 것을 포함하는, 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 음향 신호들의 특성들은 주파수, 피치(pitch), 음량(loudness) 또는 톤(tone) 중 하나 이상을 포함하는, 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 음향 프로파일들의 세트의 음향 프로파일은 하나 이상의 주조 시스템들과 연관된 특정 이벤트의 다중 인스턴스(instance)들과 연관된 데이터를 사용하여 생성된 머신 러닝 알고리즘(machine learning algorithm)을 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 것은 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부 및 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했을 가능성에 관한 권장사항(recommendation)을 결정하는 것을 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 주조 장치 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 것은 상기 주조 장치를 차단하거나 상기 주조 동작을 위한 수정된 레시피(recipe)를 생성하는 것을 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 특정 유형의 이벤트는 블리드 아웃(bleed out), 블리드 오버(bleed over), 버트 바운스(butt bounce), 버트 컬(butt curl) 또는 수냉 동작 중 하나 이상을 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 용융로, 유지로 및 탈기기를 더 포함하는, 장치.
- 주조 동작 동안 이벤트를 검출하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은:
제1항의 상기 주조 장치; 및
주조 시스템의 장비의 하나 이상의 부품들을 포함하는, 시스템. - 금속의 주조에서 이벤트를 검출하는 방법으로서, 상기 방법은:
주조 장치를 포함하는 주조 시스템의 장비의 하나 이상의 부품들을 사용하여 주조 동작을 개시하는 단계-여기서, 상기 주조 동작은 상기 주조 장치의 몰드 내에서 잉곳의 주조를 야기하거나 촉진하는 하나 이상의 조치들을 포함함-;
상기 주조 동작을 수행하는 상기 장비의 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 하나 이상의 음향 신호들과 관련된 센서 데이터를 음향 센서를 사용하여 캡처하는 단계;
상기 센서 데이터를 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계-여기서, 상기 음향 프로파일들의 세트의 각각의 음향 프로파일은 상기 주조 동작과 연관된 이벤트의 유형과 연관됨-;
상기 비교에 기초하여 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계;
상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부에 기초하여 상기 주조 시스템 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계; 및
상기 조정된 주조 시스템 또는 주조 동작을 사용하여 제2 주조 동작을 개시하는 단계를 포함하는, 방법. - 제12항에 있어서,
초기 음향 센서를 사용하여 일정 기간에 걸쳐 하나 이상의 초기 주조 장치들을 사용하여 다중 주조 동작들로부터 센서 데이터를 캡처하는 단계; 및
상기 센서 데이터를 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 초기 주조 장치들은 상기 주조 장치를 포함하는, 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 센서 데이터 및 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부의 상기 결정을 사용하여 상기 음향 프로파일들의 세트를 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제12항에 있어서, 상기 센서 데이터를 상기 음향 프로파일들의 세트와 비교하는 단계는 상기 주조 동작을 수행하는 상기 장비의 하나 이상의 부품들에 대해 캡처된 상기 음향 신호들의 특성들을 이전 주조 동작들 동안 캡처된 음향 신호들의 특성들과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 음향 신호들의 특성들은 주파수, 피치, 음량 또는 톤 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 음향 프로파일들의 세트의 음향 프로파일은 상기 하나 이상의 주조 시스템들과 연관된 특정 이벤트의 다중 인스턴스들과 연관된 데이터를 사용하여 생성된 머신 러닝 알고리즘을 포함하는, 방법.
- 제12항에 있어서, 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부를 결정하는 단계는 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했는지 여부 및 상기 특정 유형의 이벤트가 발생했을 가능성에 관한 권장사항을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 주조 시스템 또는 상기 주조 동작에 대한 조정을 야기하는 단계는 상기 주조 동작을 위한 수정된 레시피를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
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