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IT201800006751A1 - Apparato e metodo di controllo della colata continua - Google Patents

Apparato e metodo di controllo della colata continua Download PDF

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IT201800006751A1
IT201800006751A1 IT102018000006751A IT201800006751A IT201800006751A1 IT 201800006751 A1 IT201800006751 A1 IT 201800006751A1 IT 102018000006751 A IT102018000006751 A IT 102018000006751A IT 201800006751 A IT201800006751 A IT 201800006751A IT 201800006751 A1 IT201800006751 A1 IT 201800006751A1
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IT
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liquid metal
mold
continuous casting
surface profile
control apparatus
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Description

Descrizione del trovato avente per titolo:
"APPARATO E METODO DI CONTROLLO DELLA COLATA CONTINUA"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un apparato di controllo della colata continua.
Più in particolare, l’apparato di controllo della colata continua permette di rilevare il profilo superficiale del metallo liquido presente in una lingottiera ed eventualmente controllare il funzionamento di gruppi operativi associati alla lingottiera quali ad esempio lo scaricatore del metallo liquido e/o freni elettromagnetici.
Il presente trovato si riferisce anche un relativo metodo di controllo della colata continua.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti apparati di colata continua che comprendono generalmente una lingottiera nella quale un metallo liquido viene introdotto per essere solidificato grazie all’interazione di quest’ultimo con le pareti raffreddate della lingottiera.
Tali apparati di colata continua comprendono pertanto un dispositivo di scarico, o scaricatore, posizionato all’estremità di ingresso della lingottiera e che scarica, in quest’ultima, il metallo liquido proveniente da un altro contenitore, ad esempio una paniera. Lo scaricatore può essere configurato anche per erogare un gas di processo, ad esempio un gas inerte, quale argon, per isolare il metallo liquido che viene scaricato. È pure noto distribuire sulla superfice libera del metallo liquido, anche denominata menisco, polveri di copertura e protezione del metallo liquido.
Tali polveri hanno la funzione di prevenire l’ossidazione del metallo liquido e la dispersione del calore del metallo liquido nella parte superiore della lingottiera. Inoltre, le polveri si interpongono fra le pareti della lingottiera e la pelle di metallo che si sta solidificando favorendo la lubrificazione, agevolando l’estrazione del prodotto metallico ed evitando fenomeni di adesione, anche noti come “sticking”.
E anche noto associare alla lingottiera dispositivi elettromagnetici, anche noti come freni elettromagnetici, previsti per controllare la direzione e la velocità dei flussi di ricircolo presenti nel metallo liquido Tali flussi di ricircolo, se controllati, evitano l’insorgenza di difettosità del prodotto colato, quali segregazioni, inclusioni, o porosità interne. L’azione dei freni elettromagnetici, tuttavia, deve essere opportunamente controllata durante la colata continua in ragione quantomeno della velocità di colata, della larghezza della lingottiera, della profondità di posizionamento, ovvero di immersione, dello scaricatore nella lingottiera, della portata di gas di processo attraverso lo scaricatore.
Infatti, in funzione delle azioni che i freni elettromagnetici sono in grado di generare è possibile ottenere diverse configurazioni dei flussi del metallo liquido.
A solo titolo esemplificativo, si possono ottenere flussi di ricircolo del metallo liquido a singolo ricircolo, anche denominati “single roll”, o a doppio ricircolo, anche denominati “double roll”.
La tipologia a singolo ricircolo è solitamente non voluta ed è normalmente generata da complicazioni di colata che comportano problemi di qualità del prodotto finale. L’unico ricircolo che viene generato si protrae essenzialmente dall’ interno verso l’esterno della lingottiera provocando una eccessiva turbolenza del metallo liquido verso il menisco, in prossimità dello scaricatore.
La tipologia a doppio ricircolo, invece, rappresenta la configurazione ottimale dei flussi all’ interno della lingottiera per ottenere un prodotto di elevata qualità.
La tipologia a doppio ricircolo, infatti, genera sia un ricircolo che si estende verso la superficie del metallo liquido, sia un ricircolo che si estende in profondità nella lingottiera.
Per ottenere un doppio ricircolo è necessario riuscire a generare un bilanciamento tra i ricircoli superiori e i ricircoli inferiori.
Infatti, nel caso di eccesso di ricircoli superiori rispetto ai ricircoli inferiori si genera una vorticosità elevata sulla superficie del menisco che può comportare l’insorgenza di difettosità nel prodotto colato quali:
- cricche longitudinali dovute a solidificazioni non omogenee,
- distribuzione non omogenea delle polveri fuse lubrificante che produce cricche e sticking,
- turbolenze che generano vortici ed intrappolamento di polvere con conseguente generazione di inclusioni non metalliche.
Nel caso di eccesso dei ricircoli inferiori rispetto ai ricircoli superiori, invece, si ha un congelamento del menisco in prossimità delle pareti della lingottiera.
E uno scopo del presente trovato, sviluppare un apparato di controllo della colata continua che permetta di risolvere le problematiche sopra evidenziate.
E pure uno scopo del presente trovato realizzare un apparato di controllo della colata continua che permetta di incrementare la qualità dei prodotti colati.
È anche scopo del presente trovato realizzare un apparato di controllo della colata continua che sia semplice da realizzare, installare ed economico.
È pure uno scopo del trovato, mettere a punto un metodo di controllo della colata continua che permetta di incrementare la qualità dei prodotti colati.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell’idea di soluzione principale.
In accordo con i suddetti scopi, un apparato di controllo della colata continua, secondo il presente trovato, comprende:
- una lingottiera provvista di almeno un’estremità ingresso attraverso la quale il metallo liquido viene introdotto,
- almeno un freno elettromagnetico associato alla lingottiera e configurato per indurre nel metallo liquido flussi di ricircolo, ed
- un’unità di controllo e comando collegata almeno al freno elettromagnetico e configurata per gestire il funzionamento di quest’ultimo.
Secondo possibili soluzioni realizzative, l’apparato di controllo comprende mezzi di rilevazione posti, almeno in una loro condizione d’uso, sopra l’estremità di ingresso della lingottiera e configurati per rilevare il profilo superficiale del metallo liquido. L’unità di controllo e comando è collegata anche ai mezzi di rilevazione per rilevare l’andamento del profilo superficiale del metallo liquido e per comandare l’azionamento almeno del freno elettromagnetico sulla base dell’andamento del profilo superficiale.
Tale configurazione realizzativa, in relazione al profilo superficiale del metallo liquido, permette di valutare se i flussi di ricircolo che si instaurano nella lingottiera sono particolarmente efficaci per l’ottenimento di un prodotto colato di elevata qualità.
Con l’espressione rilevazione del profilo superficiale, qui e nel seguito della descrizione e delle rivendicazioni, s’intende compresa la rilevazione del profilo del metallo liquido in quanto tale e/o la rilevazione di strati normalmente presenti sopra il livello del metallo liquido presente in lingottiera, quali strati di polveri protettive poste a protezione del metallo liquido.
Il presente trovato si riferisce anche ad un metodo di controllo della colata continua che prevede di colare un metallo liquido mediante introduzione di quest’ultimo attraverso un’estremità di ingresso di una lingottiera. Durante la colata, un’unità di controllo e comando gestisce il funzionamento di un freno elettromagnetico, associato alla lingottiera, per indurre nel metallo liquido flussi di ricircolo.
Secondo una possibile implementazione del trovato, il metodo comprende la rilevazione del profilo superficiale del metallo liquido mediante mezzi di rilevazione posti, almeno in una loro condizione d’uso, sopra l’estremità di ingresso e l’azionamento almeno del freno elettromagnetico sulla base dell’andamento del profilo superficiale per determinare predefìniti flussi di ricircolo del metallo liquido.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la fìg. 1 è un’illustrazione schematica di un apparato di controllo della colata continua in accordo con il presente trovato;
- la fig. 2 è una vista dall’alto di fig. 1 ;
- la fìg. 3 illustra una variante di fig. 1 ;
- la fìg. 4 illustra un’ulteriore variante di fig. 1;
- la fig. 5 illustra schematicamente i moti fluidodinamici in una lingottiera.
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE
Con riferimento alle figure allegate, un apparato di controllo 10 della colata continua, in accordo con il presente trovato, è indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 10.
L’apparato di controllo 10, in accordo con il presente trovato, comprende una lingottiera 11 provvista di un’estremità di ingresso 12 attraverso la quale il metallo liquido 13 viene introdotto per essere successivamente solidificato.
Forme realizzative preferenziali del presente trovato, seppur non limitative, prevedono che la lingottiera 11 sia configurata per colare bramme.
In particolare, il trovato è applicabile a tutti i tipi di bramme colabili in continuo, ad esempio aventi spessori compresi tra 22mm e 500mm e larghezze tra 500 mm e 4500 mm.
La lingottiera 11 è provvista di pareti 14 opportunamente raffreddate mediante dispositivi di raffreddamento, non illustrati.
In particolare, nel caso in cui la lingottiera 1 1 sia del tipo per bramme, le pareti 14 sono definite da piastre sostanzialmente piane poste a coppie contrapposte ed in cui una prima coppia 14a di piastre ha dimensioni superficiali molto più elevate rispetto alle dimensioni superficiali di una seconda coppia 14b di piastre.
Nella lingottiera 11 avviene la solidificazione del metallo liquido 13 con conseguente formazione di una pelle 15 di contenimento solidificata. La lingottiera 1 1 si estende lungo un asse di colata X sostanzialmente verticale o arcuato.
In accordo con un aspetto del trovato, l’apparato di controllo 10 comprende almeno un freno elettromagnetico 16 associato alla lingottiera 11 e configurato per indurre nel metallo liquido 13 flussi di ricircolo 17 (fig. 5).
Il freno elettromagnetico 16 può essere fissato alla lingottiera 11, ad esempio sulla superficie esterna delle sue pareti 14.
In accordo con una possibile soluzione realizzativa (figg. 1-3), l’apparato di controllo 10 comprende una pluralità di freni elettromagnetici 16 i quali sono associati, sulle superfici, in uso, esterne della prima coppia 14a di pareti della lingottiera 11.
In accordo con possibili forme realizzative, l’apparato di controllo 10 può comprendere una pluralità di freni elettromagnetici 16 ad esempio almeno uno per parete 14 della lingottiera 11.
Secondo una possibile soluzione realizzativa le piastre della prima coppia 14a possono comprendere ciascuna un rispettivo freno elettromagnetico 16 che si estende per l’intera larghezza della piastra.
Secondo varianti realizzative, le piastre della prima coppia 14a possono comprendere ciascuna una pluralità di freni elettromagnetici 16 posti affiancati fra loro ed in posizione simmetrica rispetto alla mezzeria della lingottiera 1 1.
In particolare (fig. 4), si può prevedere che per ciascuna piastra della prima coppia 14a sia presente almeno un primo freno elettromagnetico 16, nel caso di specie due distanziati lungo l’asse di colata, posto da un lato rispetto all’asse mediano della lingottiera 11 ed almeno un secondo freno elettromagnetico 16, nel caso di specie due distanziati lungo l’asse di colata X, posto da un secondo lato, contrapposto al primo rispetto all’asse mediano della lingottiera 11. Inoltre, in posizione centrale, ovvero allineata all’asse mediano, per ciascuna piastra della prima coppia 14a può essere previsto un ulteriore freno elettromagnetico 16 interposto fra il primo ed il secondo freno elettromagnetico 16.
Il freno elettromagnetico 16 può comprendere una pluralità di avvolgimenti, eventualmente raffreddati, ed opportunamente alimentati elettricamente per generare predeterminati flussi di ricircolo 17 nella lingottiera 11.
In accordo con un ulteriore aspetto del presente trovato, l’apparato di controllo 10 comprende un’unità di controllo e comando 18 collegata all’ almeno un freno elettromagnetico 16 e configurata per gestire il suo funzionamento.
A solo titolo esemplificativo, l’unità di controllo e comando 18 può essere configurata per controllare almeno un parametro elettrico dell’energia elettrica fornita ai freni elettromagnetici 16, quale la tensione e/o la corrente elettrica. A solo titolo esemplificativo si può prevedere che l’unità di controllo e comando 18 sia configurata per controllare almeno uno fra l’intensità e la frequenza del suddetto parametro elettrico.
In accordo con ulteriori forme realizzative del trovato, l’apparato di controllo 10 comprende mezzi di rilevazione 19 posti, almeno in una loro condizione d’uso, sopra l’estremità di ingresso 12 della lingottiera 11 e configurati per rilevare un profilo superficiale 20 del metallo liquido 13. I mezzi di rilevazione 19 possono essere configurati per rilevare il profilo superficiale 20 del metallo liquido 13 ad istanti temporali prefissati, ad esempio in relazione a specifiche fasi operative del processo di colata. Secondo varianti realizzative i mezzi di rilevazione 19 possono essere configurati per rilevare sostanzialmente in continuo il profilo superficiale 20 e determinare l’azione quantomeno sull’almeno un freno elettromagnetico 16.
Secondo una possibile forma realizzativa del trovato, i mezzi di rilevazione 19 possono comprendere una pluralità di sensori 21 posti sopra la superficie del metallo liquido 13.
In accordo con possibili soluzioni realizzative, ciascun sensore 21 è configurato per rilevare una distanza 22 reciproca rispetto al livello del metallo liquido 13.
In particolare, ciascun sensore 21 è collegato all’unità di controllo e comando 18 la quale è configurata per acquisire i dati di ciascuna distanza 22, elaborarli in relazione al posizionamento dei sensori 21, ed determinare il profilo superficiale 20.
In particolare, l’unità di controllo e comando 18 può memorizzare quantomeno la posizione reciproca di ciascun sensore 21 rispetto agli altri sensori, nonché rispetto all’estremità superiore 12 della lingottiera La presenza di una pluralità di sensori 21 distribuiti al di sopra del livello di metallo liquido permette di utilizzare sensori con un campo di rilevazione ridotto, ovvero sensori di ridotte dimensioni e poco invasivi per l’estremità superiore 12 della lingottiera 11.
In accordo con possibili soluzioni realizzative, i sensori 21 possono comprendere sensori a correnti indotte, ovvero Eddy Current. L’utilizzo di questa tipologia di sensori permette di avere tempi di risposta rapidi. Inoltre, questa tipologia di sensori permette di poter riutilizzare questi ultimi anche su altri lingottiere e per diverse applicazioni.
In accordo con possibili varianti realizzative, i sensori 21 possono essere scelti in un gruppo comprendente sensori di tipo termico, ottico, a radar o capacitivo.
Secondo una possibile soluzione realizzativa del trovato, i sensori 21 possono essere disposti allineati lungo un asse Y ortogonale all’asse di colata X.
Nella forma realizzativa in cui la lingottiera 11 è del tipo per bramme, il suddetto asse Y è posizionato sostanzialmente parallelo alla coppia di pareti di dimensioni maggiori.
Ad esempio, la pluralità di sensori 21 può essere distribuita in modo simmetrico, da un lato e dall’altro, rispetto all’asse di colata X, così come in ordine sparso.
Inoltre, i sensori 21 possono essere equamente distanziati tra di loro per poter rilevare in modo uniforme il profilo superficiale 20.
Varianti delle forme realizzative, prevedono che la pluralità di sensori 21 sia distribuita soltanto su un lato, ovvero soltanto su una parte della superfice del metallo liquido 13 rispetto all’asse di colata X.
In questi caso si ipotizza che l’andamento del profilo superficiale 20 sia simmetrico rispetto all’asse di colata X. Tali forme realizzative possono essere utilizzate su lingottiere 1 1 di piccole dimensioni, dove il profilo superficiale 20 risulta pressoché simmetrico lungo l’asse di colata X.
In varianti del presente trovato, i mezzi di rilevazione 19 possono comprendere un rilevatore 23 configurato per rilevare una distanza 22 rispetto al metallo liquido 13, e un dispositivo di movimentazione 24 configurato per movimentare il rilevatore 23 al di sopra del livello di metallo liquido 13, ovvero al di sopra dell’estremità superiore 12.
In accordo con una possibile soluzione realizzativa, il dispositivo di movimentazione 24 è configurato per movimentare il rilevatore 23 lungo un asse longitudinale Z ortogonale all’asse di colata X.
Nella forma realizzativa in cui la lingottiera 11 è del tipo per bramme, 11 suddetto asse longitudinale Z è posizionato sostanzialmente parallelo alla coppia di pareti di dimensioni maggiori.
Il dispositivo di movimentazione 24 può essere provvisto di almeno un elemento di guida 25 sulla quale è installato scorrevole, lungo tale asse longitudinale Z, il rilevatore 23.
L’elemento di guida 25 può essere associato all’estremità di ingresso 12 della lingottiera 11.
L’elemento di guida 25 si può estendere per l’intera larghezza della lingottiera 1 1.
Il rilevatore 23 è collegato all’unità di controllo e comando 18 la quale è configurata per ricevere i dati di distanza 22 rilevati istantaneamente dal rilevatore 23 durante la sua movimentazione, effettuando in questo modo una scansione della superficie del metallo liquido. L’unità di controllo e comando 18, elaborando tali dati di distanza 22, determina il profilo superficiale 20.
In forme realizzative del presente trovato, l’apparato di controllo 10 secondo il presente trovato, comprende uno scaricatore 26 configurato per scaricare nella lingottiera il metallo liquido 13.
Lo scaricatore 26 è collegato all’unità di controllo e comando 18 la quale è configurata per gestire il funzionamento dello scaricatore 26, in relazione al profilo superficiale 20 rilevato.
Lo scaricatore 26 è posizionato, attraverso l’estremità superiore 12, nella lingottiera 1 1, ed è immerso parzialmente nel metallo liquido 13. In accordo con possibili soluzioni realizzative allo scaricatore 26 possono essere associati dispositivi di spostamento 27 (fig. 1) configurati per movimentare in direzione parallela all’asse di colata X lo scaricatore 26 e modificare il posizionamento dell’estremità di uscita di quest’ultimo nella lingottiera 1 1.
In accordo con possibili soluzioni realizzative, allo scaricatore 26 possono essere associati anche dispositivi di erogazione 28 configurati per erogare nello scaricatore 26 gas ausiliari di agitazione del metallo liquido 13 nella lingottiera 11.
I gas ausiliari possono comprendere gas inerti, quali argon.
Secondo possibili soluzioni realizzative, almeno uno, o entrambi, fra i dispositivi di spostamento 27 e i dispositivi di erogazione 28 possono essere collegati all’unità di controllo e comando 18 la quale è configurata per determinare una movimentazione dei dispositivi di spostamento 27 e/o l’azionamento dei dispositivi di erogazione 28 in relazione al profilo superficiale 20 rilevato e per determinare un controllo dei flussi fluidodinamici del metallo liquido 13 nella lingottiera 11.
In accordo con forme realizzative del trovato, l’unità di controllo e comando 18 è configurata per gestire il funzionamento quantomeno del freno elettromagnetico 16, ed eventualmente dei dispositivi di spostamento 27 e dei dispositivi di erogazione 28, in modo da ottenere dei voluti flussi di ricircolo 17 tali da permettere l’ottenimento di un prodotto colato di elevata qualità.
Nello specifico, si prevede che l’unità di controllo e comando 18, in funzione del profilo superficiale 20 rilevato, permetta la generazione di flussi del metallo liquido 13 a doppio ricircolo come illustrato in fig. 5. In particolare tale configurazione dei flussi permette di generare un primo ricircolo 17a che si sviluppa dall’estremità di scarico dello scaricatore 26 verso la superficie del metallo liquido 13, ed un secondo ricircolo 17b che si sviluppa dall’estremità di scarico dello scaricatore 26 verso l’interno della lingottiera 11.
Il primo ricircolo 17a permette di evitare un ristagno del metallo liquido 13 nella parte superiore della lingottiera determinando il cosiddetto congelamento del menisco, ovvero un raffreddamento indesiderato della porzione di metallo liquido 13 presente in superficie. Mediante la rilevazione del profilo superficiale 20, con i mezzi di rilevazione 19, è possibile determinare le modalità, ovvero lo sviluppo dei flussi di ricircolo 17 che si instaurano all’interno della lingottiera 11. Il profilo superficiale 20, o forma del menisco, è strettamente legato alla velocità del flusso del metallo liquido 13 nel primo ricircolo 17a. L’ampiezza delle onde e il loro posizionamento, ovvero il tipo di profilo superficiale 20, permettono di determinare con affidabilità l’energia, la velocità, e quindi la portata del primo ricircolo 17a.
In base alla portata del primo ricircolo 17a, l’unità di controllo 18 è in grado di agire sul funzionamento dei freni elettromagnetici 16, per ottimizzare il moto dei flussi di ricircolo 17 contenuti nel metallo liquido 13.
In particolare, è possibile ottenere in qualsiasi condizione operativa di colata la corretta distribuzione di flusso tra il primo ricircolo 17a e il secondo ricircolo 17b.
È chiaro che all’apparato 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall’ambito del presente trovato.
Ad esempio, in una possibile soluzione realizzativa, i mezzi di rilevazione 19 possono essere in grado di rilevare, oltre al profilo superficiale, anche il livello del menisco della lingottiera 11.
E anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz’altro realizzare molte altre forme equivalenti dell’apparato di controllo 10, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell’ambito di protezione da esse definito.
Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitare la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi per quanto attiene all’ambito di protezione sotteso nelle specifiche rivendicazioni.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di controllo della colata continua, comprendente una lingottiera (11) provvista di almeno un’estremità di ingresso (12) attraverso la quale un metallo liquido (13) viene introdotto, almeno un freno elettromagnetico (16) associato alla lingottiera (11) e configurato per indurre in detto metallo liquido (13) flussi di ricircolo (17), ed un’unità di controllo e comando (18) collegata almeno a detto freno elettromagnetico (16) e configurata per gestire il funzionamento di quest’ultimo, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di rilevazione (19) posti, almeno in una loro condizione d’uso, sopra l’estremità di ingresso (12) e configurati per rilevare il profilo superficiale (20) di detto metallo liquido (13), e che detta unità di controllo e comando (18) è collegata anche a detti mezzi di rilevazione (19) per rilevare l’andamento del profilo superficiale (20) di detto metallo liquido (13) e comandare l’azionamento almeno di detto freno elettromagnetico (16) sulla base dell’andamento di detto profilo superficiale (20) per determinare predefiniti flussi di ricircolo (17) del metallo liquido (13).
  2. 2. Apparato di controllo della colata continua come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione (19) comprendono una pluralità di sensori (21) posti sopra la superficie del metallo liquido (13), e che ciascun sensore (21) è configurato per rilevare una distanza (22) reciproca rispetto al livello del metallo liquido (13).
  3. 3. Apparato di controllo della colata continua come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascun sensore (21) è collegato all’unità di controllo e comando (18), e che detta unità di controllo e comando (18) è configurata per acquisire i dati di ciascuna distanza (22), elaborarli in relazione al posizionamento dei sensori (21), ed determinare il profilo superficiale (20).
  4. 4. Apparato di controllo della colata continua come nella rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detti sensori (21) comprendono sensori a correnti indotte e/o un gruppo di sensori scelti tra termici, ottici, a laser, a radar o capacitivi.
  5. 5. Apparato di controllo della colata continua come nella rivendicazione 2, 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detta lingottiera (1 1) è del tipo per bramme, e comprende pareti (14) definite da piastre sostanzialmente piane poste a coppie contrapposte ed in cui una prima coppia (14a) di piastre ha dimensioni superficiali molto più elevate rispetto alle dimensioni superficiali di una seconda coppia (14b) di piastre, e che i sensori (21) sono disposti allineati lungo un asse (Y) ortogonale ad un asse di colata (X), e che detto asse (Y) è posizionato sostanzialmente parallelo alla coppia di pareti di dimensioni maggiori.
  6. 6. Apparato di controllo della colata continua come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione (19) comprendono un rilevatore (23) configurato per rilevare una distanza (22) rispetto al metallo liquido (13), e un dispositivo di movimentazione (24) configurato per movimentare il rilevatore (23) al di sopra del livello di metallo liquido (13).
  7. 7. Apparato di controllo della colata continua come nella rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta lingottiera (11) è del tipo per bramme, e comprende pareti (14) definite da piastre sostanzialmente piane poste a coppie contrapposte ed in cui una prima coppia (14a) di piastre ha dimensioni superficiali molto più elevate rispetto alle dimensioni superficiali di una seconda coppia (14b) di piastre, che il dispositivo di movimentazione (24) è configurato per movimentare il rilevatore (23) lungo un asse longitudinale (Z) ortogonale ad un asse di colata (X), e che detto asse longitudinale (Z) è posizionato sostanzialmente parallelo alla prima coppia (14a) di pareti.
  8. 8. Apparato di controllo della colata continua come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende uno scaricatore (26) configurato per scaricare nella lingottiera (11) il metallo liquido (13), e che detto scaricatore (26) è collegato all’unità di controllo e comando (18) la quale è configurata per gestire il funzionamento dello scaricatore (26), in relazione al profilo superficiale (20) rilevato.
  9. 9. Apparato di controllo della colata continua come nella rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che allo scaricatore (26) sono associati dispositivi di spostamento (27) per movimentare in direzione parallela ad un asse di colata (X) lo scaricatore (26) e modificare il posizionamento della sua estremità di uscita nella lingottiera (11), e che detti dispositivi di spostamento (27) sono collegati all’unità di controllo e comando (18) la quale è configurata per determinare una movimentazione dei dispositivi di spostamento (27) in relazione al profilo superficiale (20) rilevato.
  10. 10. Apparato come nella rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che allo scaricatore (26) sono associati dispositivi di erogazione (28) configurati per erogare nello scaricatore (26) gas ausiliari di agitazione del metallo liquido (13), e che almeno i dispositivi di erogazione (28) sono collegati all’unità di controllo e comando (18) la quale è configurata per determinare l’azionamento dei dispositivi di erogazione (28) in relazione al profilo superficiale (20) rilevato.
  11. 11. Metodo di controllo della colata continua che prevede di colare un metallo liquido (13) mediante introduzione di quest’ultimo attraverso un’estremità di ingresso (12) di una lingottiera (11) ed in cui, durante la colata, un’unità di controllo e comando (18) gestisce il funzionamento di un freno elettromagnetico (16), associato alla lingottiera (11), per indurre nel metallo liquido (13) flussi di ricircolo (17), caratterizzato dal fatto che comprende la rilevazione del profilo superficiale (20) del metallo liquido (13) mediante mezzi di rilevazione (19) posti, almeno in una loro condizione d’uso, sopra l’estremità di ingresso (12) e l’azionamento almeno di detto freno elettromagnetico (16) sulla base dell’andamento di detto profilo superficiale (20) per determinare predefiniti flussi di ricircolo (17) del metallo liquido (13).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63104758A (ja) * 1986-10-22 1988-05-10 Nkk Corp 連続鋳造の湯面制御方法
EP1021262B1 (en) * 1997-09-03 2004-06-23 Abb Ab Method and device for control of metal flow during continuous casting using electromagnetic fields
EP1567296B1 (en) * 2002-11-29 2011-04-27 Abb Ab CONTROL SYSTEM, DEVICE AND METHOD for regulating the flow of liquid metal in a device for casting a metal

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2059030C (en) 1992-01-08 1998-11-17 Jun Kubota Method for continuous casting of slab
FR2703277B1 (fr) * 1993-03-30 1995-05-24 Lorraine Laminage Procédé et dispositif de régulation du niveau de métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux.
FR2772294B1 (fr) * 1997-12-17 2000-03-03 Rotelec Sa Equipement de freinage electromagnetique d'un metal en fusion dans une installation de coulee continue
FR2801523B1 (fr) * 1999-11-25 2001-12-28 Usinor Procede de coulee continue des metaux du type utilisant des champs electromagnetiques, et lingotiere et installation de coulee pour sa mise en oeuvre
SE0301049A0 (en) * 2002-11-29 2004-05-30 Abb Ab Control system, computer program product, device and method
CN101349923B (zh) * 2007-07-18 2010-09-08 宝山钢铁股份有限公司 一种薄带连铸熔池液位控制方法
EP2090387A1 (en) 2008-01-18 2009-08-19 Corus Staal BV Method and apparatus for monitoring the surfaces of slag and molten metal in a mould
DE102008060032A1 (de) * 2008-07-31 2010-02-04 Sms Siemag Aktiengesellschaft Gießspiegelmessung in einer Kokille durch ein faseroptisches Messverfahren
IT1401311B1 (it) 2010-08-05 2013-07-18 Danieli Off Mecc Processo e apparato per il controllo dei flussi di metallo liquido in un cristallizzatore per colate continue di bramme sottili
KR101456453B1 (ko) 2012-07-24 2014-10-31 주식회사 포스코 주편 품질 예측 장치 및 그 방법
KR101482225B1 (ko) * 2012-12-27 2015-01-12 주식회사 포스코 몰드 내의 용탕 표면 온도 유지 장치 및 방법
CN205629310U (zh) * 2016-04-26 2016-10-12 湖南中科电气股份有限公司 具有磁屏蔽和多模式的方圆坯连铸弯月面电磁搅拌系统
CN106984785B (zh) * 2017-03-28 2019-02-01 上海东震冶金工程技术有限公司 一种用3d摄像或照相来监测结晶器内液面波动的方法
CA3049465C (en) 2017-11-15 2021-10-12 Novelis Inc. Metal level overshoot or undershoot mitigation at transition of flow rate demand
JP2024104758A (ja) 2023-01-25 2024-08-06 株式会社Gsユアサ 鉛蓄電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63104758A (ja) * 1986-10-22 1988-05-10 Nkk Corp 連続鋳造の湯面制御方法
EP1021262B1 (en) * 1997-09-03 2004-06-23 Abb Ab Method and device for control of metal flow during continuous casting using electromagnetic fields
EP1567296B1 (en) * 2002-11-29 2011-04-27 Abb Ab CONTROL SYSTEM, DEVICE AND METHOD for regulating the flow of liquid metal in a device for casting a metal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DUSSER H ET AL: "DEVELOPPEMENT D'UNE NOUVELLE STRATEGIE DE REGULATION DE NIVEAU D'ACIER LIQUIDE EN LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE DE BRAMES", REVUE DE METALLURGIE- CAHIERS D'INFORMATIONS TECHNIQUES,, vol. 92, no. 4, 1 April 1995 (1995-04-01), pages 517 - 526, XP000511004, ISSN: 0035-1563 *

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