BRPI0815268B1

BRPI0815268B1 - Molde de metal fundido, e método para lingotamento de metal fundido com resfriamento direto vertical

Info

Publication number: BRPI0815268B1
Application number: BRPI0815268-3A
Authority: BR
Inventors: Michael K. Anderson; Steve Anderson; Brett Thielman; Mike Kosmicki; Craig Shaber
Original assignee: Wagstaff, Inc.
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2019-08-06
Also published as: CA2697263C; WO2009025874A1; EG25657A; US20090050290A1; RU2010108642A; KR20100057858A; AU2008289469B2; JP5379795B2; CA2697263A1; AU2008289469A1; JP2010536578A; JP2014012297A; CN101835551A; EP2185301A1; RU2532872C2; BRPI0815268A2; ZA201001941B; JP5739962B2; EP2185301A4

Abstract

molde de metal fundido, e método para lingotamento de metal fundido com resfriamento direto vertical trata-se de um sistema de molde e bloco inferior de metal fundido, o qual inclui realizações do aparelho e do método, que podem incluir uma estrutura de cavidade de molde com um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado, e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que cada lado inclui uma superfície interna, e as superfícies internas definem uma cavidade do molde, e em que um ou mais dos lados são montados de maneira móvel em relação ao segundo lado, e são movidos de maneira controlável durante o lingotamento. este sistema também pode incluir realizações nas quais a peça fundida produzida tem um formato afunilado em uma ou ambas as extremidades da peça fundida. os aspectos da presente invenção podem ser considerados como um sistema de gerenciamento da contração da peça fundida ou um sistema da forma de controle do formato ou do perfil da peça fundida devido à vantagem de controles aumentados do formato da peça fundida durante o processo de lingotamento.

Description

MOLDE DE METAL FUNDIDO, E MÉTODO PARA LINGOTAMENTO DE METAL FUNDIDO COM RESFRIAMENTO DIRETO VERTICAL

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira, o que resulta em um afunilamento ou uma configuração desejada da peça fundida.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Os lingotes de metal, os tarugos e outras peças fundidas podem ser formados por um processo de lingotamento que utiliza um molde verticalmente orientado situado acima de um grande poço de lingotamento abaixo do nível do assoalho da instalação de lingotamento de metal, embora a presente invenção também possa ser utilizada em moldes horizontais. O componente inferior do molde de lingotamento vertical é um bloco de partida. Quando o processo de lingotamento começa, os blocos de partida estão em sua posição mais para cima e nos moldes. À medida que o metal derretido é despejado no furo ou na cavidade do molde e é resfriado (tipicamente pela água), o bloco de partida é lentamente abaixado a uma velocidade predeterminada por um cilindro hidráulico ou por um outro dispositivo. À medida que o bloco de partida é abaixado, o metal ou o alumínio solidificado emerge do fundo do molde e os lingotes, as barras redondas ou os tarugos de ferro ou de aço de várias geometrias são formados, os quais também podem ser denominados na presente invenção como peças fundidas.

[003] Embora a invenção se aplique ao lingotamento de metais em geral, incluindo, sem limitação, o alumínio, o bronze, o chumbo, o zinco, o magnésio, o cobre, o

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2/66 aço, etc., os exemplos fornecidos e as realizações preferidas descritas podem se referir ao alumínio e, portanto, o termo alumínio ou metal derretido pode ser utilizado até o final para consistência, mesmo que a invenção se aplique de maneira mais genérica aos metais.

[004] Embora haja numerosas maneiras para obter e configurar um arranjo de lingotamento vertical, a Figura 1 ilustra um exemplo. Na Figura 1, o lingotamento vertical do alumínio ocorre geralmente abaixo do nível de elevação do assoalho da fábrica em um poço de lingotamento. Diretamente abaixo do poço de lingotamento, o assoalho 101a é uma caixa pneumática 103, em que é colocado o tambor de cilindro hidráulico 102 para o cilindro hidráulico.

[005] Tal como mostrado na Figura 1, os componentes da porção inferior de um aparelho de lingotamento de alumínio vertical típico, mostrados dentro de um poço de lingotamento 101 e de uma caixa pneumática 103, incluem um tambor de cilindro hidráulico 102, um pistão 106, um invólucro da base de montagem 105, um prato superior 107 e um tijolo de fundo de soleira 108 (também denominado como cabeçote de partida ou base do bloco de partida), todos mostrados em elevações abaixo do assoalho 104 da instalação de lingotamento.

[006] O invólucro da base de montagem 105 é montado no assoalho 101a do poço de lingotamento 101, abaixo do qual fica a caixa pneumática 103. A caixa pneumática 103 é definida por suas paredes laterais 103b e seu assoalho 103a.

[007] Um conjunto de mesa porta-lingoteira típico 110 também é mostrado na Figura 1, o qual pode ser inclinado tal como mostrado pelo cilindro hidráulico 111 que

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3/66 impulsiona o braço de inclinação 110a da mesa portalingoteira, de uma maneira tal que este gira em torno do ponto 112 e desse modo aumenta e gira o conjunto de estrutura de lingotamento principal, tal como mostrado na Figura 1. Também há carros da mesa porta-lingoteira que permitem que os conjuntos da mesa porta-lingoteira sejam movidos de e para a posição de lingotamento acima do poço de lingotamento.

[008] A Figura 1 mostra adicionalmente o prato superior 107 e a base do bloco de partida 108 que descem parcialmente ao poço de lingotamento 101 com a peça fundida 113 (que pode ser um lingote ou um tarugo que está sendo parcialmente formada). A peça fundida 113 fica na base do bloco de partida 108, que pode incluir um cabeçote de partida ou um tijolo de fundo de soleira, que geralmente (mas não sempre) fica na base do bloco de partida 108, que é conhecido no estado da técnica e não precisa, portanto, ser mostrado ou descrito em mais detalhes. Embora o termo bloco de partida seja utilizado para o item 108, deve ser observado que os termos tijolo de fundo de soleira e cabeçote de partida também são utilizados na indústria para se referir ao item 108, o tijolo de fundo de soleira é utilizado tipicamente quando um lingote está sendo fundido, e o cabeçote de partida quando um tarugo está sendo fundido.

[009] Embora a base do bloco de partida 108 na Figura 1 mostre somente um bloco de partida 108 e um suporte, há tipicamente diversos de cada um deles montados em cada base do bloco de partida, que moldam simultaneamente tarugos, afunilamentos ou configurações especiais, ou lingotes à medida que o bloco de partida é abaixado durante o processo de lingotamento.

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4/66 [010] Quando o fluido hidráulico é introduzido no cilindro hidráulico a uma pressão suficiente, o pistão 106 e, conseqüentemente, o bloco de partida 108, são elevados até o nível de início de elevação desejado para o processo de lingotamento, que é quando os blocos de partida estão dentro do conjunto da mesa porta-lingoteira 110.

[011] O abaixamento do bloco de partida 108 é executado ao retirar o fluido hidráulico do cilindro a uma razão predeterminada, desse modo abaixando o pistão 106 e, conseqüentemente, o bloco de partida a uma razão predeterminada e controlada. O molde é resfriado de maneira controlável durante o processo para ajudar na solidificação dos lingotes ou tarugos emergentes, utilizando tipicamente um dispositivo de resfriamento à água.

[012] Há numerosas tecnologias de moldagem e lingotamento que se adaptam às mesas porta-lingoteira e nenhuma em particular é requerida para praticar as várias realizações da presente invenção, uma vez que elas são conhecidas pelos elementos versados na técnica.

[013] O lado superior da mesa porta-lingoteira típica conecta de maneira operativa, ou interage, com o sistema de distribuição de metal. A mesa porta-lingoteira típica também se conecta de maneira operativa aos moldes que ela abriga.

[014] Quando o metal é fundido utilizando um molde de lingotamento vertical contínuo, o metal derretido é resfriado no molde e emerge continuamente da extremidade inferior do molde enquanto a base do bloco de partida é abaixada. O tarugo, o lingote ou uma outra configuração emergente deve ser suficientemente solidificado de uma

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5/66 maneira tal que mantenha o seu perfil desejado, afunilamento ou outra configuração desejada. Há um vão livre entre o metal solidificado emergente e a parede do anel permeável. Abaixo desta, também há uma cavidade de ar do molde entre o metal solidificado emergente e a porção inferior do molde e o equipamento relacionado.

[015] Uma vez que o lingotamento esteja completo, a peça fundida, um lingote neste caso, é removida do tijolo de fundo de soleira. A Figura 1A ilustra uma configuração inferior exemplificadora do bloco com uma peça fundida 113 sendo removida do tijolo de fundo de soleira 108 após o lingotamento. A Figura 1A ilustra um tijolo de fundo de soleira 108 com um formato ou uma configuração particular na cavidade interna que recebe o fluxo inicial do metal derretido durante o processo de lingotamento, e o perímetro externo da peça fundida 113 uma vez solidificada assume esse formato.

[016] A Figura 1A ilustra as porções inclinadas 115 e 116 e a porção entalhada 119 na peça fundida 113. As porções inclinadas 115 e 116 correspondem geralmente às entalhaduras inferiores 117 e 114 do bloco no formato e na configuração, e com alguma variação relacionada geralmente à contração ou a outros fatores do lingotamento. A saliência do tijolo de fundo de soleira 118 corresponde no formato e na configuração à entalhadura das peças fundidas 119, tal como pode ser visto na Figura 1A. As porções inclinadas 115 e 116 nos lingotes da técnica anterior eram a ângulos diferentes, tais como de trinta graus, quarenta e cinco graus e sessenta graus.

[017] A Figura 1B é uma vista em seção

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6/66 transversal em elevação de uma parede do molde 142 da técnica

anterior	com	a superfície	de	lingotamento	142a, a	peça
fundida	141,	a estrutura	do	molde 143,	a câmara	com
refrigerante	líquido 149, a	zona	de impacto	do refrigerante

líquido 146 onde o refrigerante líquido (tipicamente a água) bate e resfria a peça fundida 141. As realizações da presente invenção podem ser aplicadas à técnica anterior de todos os tipos, incluindo a configuração do molde ilustrada na Figura 1B.

[018] No lingotamento convencional e nos processos de lingotamento por resfriamento direto para a laminação de lingote, um lingote passa por um processo de transformação substancial durante a laminação. O lingote pode ser laminado em uma placa, pode acumular folhas de alumínio e outros produtos de dimensões e de espessuras diferentes por um processo que envia o lingote através de uma série de rolos repetitivamente, com os rolos sendo movidos mais próximos seqüencialmente. Este equipamento de laminação pode ser denominado como uma gaiola de laminação.

[019] Um dos problemas associados com este processo é que uma porção do lingote de laminação é desperdiçada devido a um fenômeno denominado algumas vezes como rabo de jacaré. O rabo de jacaré ocorre durante o processo de laminação quando o metal do corpo principal do lingote é laminado e empurrado sobre a extremidade do lingote na cabeça e nos lados da base. Quando o lingote é observado nesta condição a partir da vista lateral, a cabeça e a base assemelham-se à boca de um jacaré, daí a origem do termo rabo de jacaré. O rabo de jacaré é ilustrado na Figura 9. Durante o processo de laminação, as extremidades dos lingotes que

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7/66 exibem o rabo de jacaré são cortadas fora, desse modo resultando uma quantidade substancial de alumínio residual que deve ser reaquecida e novamente fundida, além dos gastos desse procedimento.

[020] Em alguma técnica anterior, foi mostrado que ao produzir um ângulo com uma cabeça e uma base afuniladas, o rabo de jacaré pode ser reduzido ou eliminado.

[021] Um objetivo de algumas realizações da presente invenção consiste na apresentação de um sistema de lingotamento de molde automatizado com dimensões calculadas e variáveis e de tijolo de fundo de soleira que propicie peças afuniladas e outras configurações das peças fundidas.

[022] Um objetivo de algumas realizações da presente invenção consiste na apresentação de um sistema de lingotamento de molde automatizado com dimensões calculadas e variáveis que reduza as perdas do corte da extremidade.

[023] Outros objetivos, características e vantagens da presente invenção ficarão evidentes a partir do relatório descritivo, das reivindicações e dos desenhos em anexo que formam parte da mesma. Na concretização dos objetivos da presente invenção, deve ficar compreendido que as suas características essenciais são suscetíveis a mudanças no desenho e no arranjo estrutural, com apenas uma realização prática e preferida sendo ilustrada nos desenhos em anexo, tal como requerido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [024] As realizações preferidas da invenção são descritas abaixo com referência aos seguintes desenhos em anexo.

[025] A Figura 1 é uma vista em elevação de um

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8/66 poço de lingotamento vertical, de uma caixa pneumática e de um aparelho de lingotamento de metal da técnica anterior;

[026] A Figura 1A é uma vista em elevação de um tijolo de fundo de soleira da técnica anterior particularmente formado e da peça fundida correspondente removida do mesmo;

[027] A Figura 1B é uma vista em seção transversal em elevação de uma parede de molde ou de uma superfície de lingotamento da técnica anterior que resfria e forma interface com uma peça fundida;

[028] A Figura 2 é uma vista superior esquemática em seção transversal de um lingotamento de molde fixo típico da técnica anterior; quando [029] A Figura 3 é uma representação esquemática em elevação da porção inferior de uma peça fundida que se expande em uma direção horizontal durante o processo de lingotamento;

[030] A Figura 4 é uma vista esquemática superior em seção transversal de uma realização de uma parede do perímetro do molde, ilustrando as direções potenciais de movimento das paredes laterais;

[031] A Figura 5 é uma vista superior de uma realização de um sistema de lingotamento do molde contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes do perímetro são móveis;

[032] A Figura 6 é uma vista superior de uma realização de um sistema de lingotamento do molde contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes do perímetro da extremidade são móveis;

[033] A Figura 7 é uma vista em elevação

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9/66 representativa de um exemplo de um lingote que pode ser produzido como um produto das realizações da presente invenção, ilustrando o afunilamento nas porções superior e inferior do lingote;

[034] A Figura 8 é uma vista em elevação de um lingote típico da peça fundida, com alguma contração e rachaduras associadas, mostradas nos cantos;

[035] A Figura 9 é uma vista em elevação das extremidades de um lingote tal como aquele mostrado na Figura 8, após as operações de laminação e ilustrando de maneira genérica o rabo de jacaré;

[036]	A Figura	10	é	uma	representação
esquemática de uma realização	de	um	sistema	de molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de fundo	de
soleira, em que o	tijolo de fundo de soleira é	mais largo	do

que a posição inicial ou a largura das paredes móveis;

[037]	A Figura	11	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de molde de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de fundo de
soleira, em que as	paredes móveis	do	molde permitem que o

tijolo de fundo de soleira seja iniciado dentro das paredes móveis do molde;

[038]	A Figura	12	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

soleira, em parte no processo de lingotamento à medida que o tijolo de fundo de soleira está sendo abaixado;

[039]	A Figura	13	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

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10/66 soleira, avançando no processo de lingotamento e ilustra como a peça fundida pode ser moldada dimensionalmente mais ampla do que o tijolo de fundo de soleira;

[040]	A Figura	14	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de molde de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de fundo de
soleira, ainda mais	avançado no	proces	so de lingotamento da
Figura 13;
[041]	A Figura	15	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de molde de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de fundo de
soleira, ilustrando	a capacidade	dos	aspectos	da presente
invenção de afetar	o perfil i	ou	a configuração da parte

superior da peça fundida na extremidade do molde;

[042]	A Figura	16	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

soleira, ilustrando uma peça fundida parcialmente no processo de lingotamento em que a presente invenção provê uma dimensão e um afunilamento ou uma configuração diferente em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado;

[043] A Figura 17 é uma representação esquemática de um aspecto de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira contemplado pela presente invenção, ilustrando um tijolo de fundo de soleira de uma maneira diferente configurado com a largura aproximada da abertura do molde;

[044]	A Figura	18	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

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11/66 soleira, ilustrando outro aspecto da presente invenção, em que um refrigerante líquido é utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira para obter uma refrigeração mais desej ável do metal derretido em relação ao tijolo de fundo de soleira;

[045]

A Figura uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado de tijolo de fundo de soleira, ilustrando outro aspecto da invenção em que movimento das paredes laterais do molde não é linear;

[046]

Figura uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado de tijolo de fundo de soleira, ilustrando um aspecto da invenção similar àquele mostrado na Figura 19, em que apenas uma das paredes do molde é movida a um ângulo molde para prover dissimilar em relação à outra parede do uma dimensão e/ou uma configuração diferente em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado;

[047]

Figura uma representação uma realização esquemática de dimensão variável automatizado de um sistema de molde de de tijolo de fundo de soleira, ilustrando uma parede do molde formada ou configurada de uma maneira diferente;

[048]

A Figura 22 é uma representação esquemática de outro aspecto da invenção com um tijolo de fundo de soleira configurado de uma maneira diferente e que só precisa ter paredes laterais da altura completa em dois lados, em que o dito aspecto pode utilizar as paredes do molde como parte ou toda a parede do perímetro em outros dois lados;

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12/66 [049] A Figura 23 é uma representação esquemática da realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira ilustrado na Figura 22, que mostra a extremidade do tijolo de fundo de soleira e a ausência das paredes da extremidade do tijolo de fundo de soleira;

[050] A Figura 24 é uma representação esquemática de uma realização de uma configuração do bloco de partida do molde possível para alguns aspectos da presente invenção e que pode ser utilizada nas realizações da presente invenção da parede do perímetro apenas em dois lados;

[051] A Figura 25 é uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira, ilustrando outro aspecto da presente invenção, em que um sistema de refrigerante líquido é utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira para obter uma refrigeração mais desejável do metal derretido em relação ao tijolo de fundo de soleira;

[052] A Figura 26 é uma representação esquemática de outro aspecto da invenção, que inclui uma tampa superior da peça fundida que está sendo abaixada sobre a parte superior do metal derretido na parte superior da peça fundida;

[053] A Figura 27 é uma representação esquemática da realização da invenção ilustrada na Figura 26, onde a tampa superior foi colocada na parte superior da peça fundida, desse modo fazendo com que o metal derretido assuma o contorno ou a configuração da lateral da tampa superior;

[054] A Figura 28A é uma representação

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13/66 esquemática da realização do aspecto da invenção ilustrada nas Figuras 26 e 27, saindo da parte inferior da cavidade do molde com uma tampa superior formada particular;

[055] A Figura 28B é uma representação esquemática da realização do aspecto da invenção ilustrada nas Figuras 26 e 27, saindo da parte inferior da cavidade do molde com a tampa superior formada de uma maneira diferente;

[056] A Figura 28C é uma representação esquemática da realização do aspecto da invenção ilustrada nas Figuras 26 e 27, saindo da parte inferior da cavidade do molde ainda com outra tampa superior formada de uma maneira diferente;

[057] A Figura 29 é uma representação esquemática de ainda um outro aspecto da invenção, em que qualquer campo eletromagnético é utilizado para formar a parte superior da peça fundida no final do processo de lingotamento;

[058]

A Figura 30 é uma representação esquemática em elevação dos movimentos exemplificadores que podem ser feitos pelas paredes do molde móveis contempladas nas realizações da presente invenção;

[059]

A Figura 31 é uma vista em elevação de um

perfil da peça fundida ou de uma configuração que pode ser produzida como ou parte do sistema de lingotamento descrito pelos aspectos da presente invenção;

[060]	A Figura 32 é o detalhe 32 da Figura 31;
[061]	A Figura 33 é um fluxograma de blocos de

uma realização de um processo que pode ser utilizado nas realizações da presente invenção;

[062]

A Figura 34 é uma vista em elevação de

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14/66 outro aspecto da presente invenção, ilustrando outro desenho de um lingote que pode ser produzido como parte da presente invenção;

[063] A Figura 35 é um diagrama esquemático de uma realização de um sistema de controle que pode ser utilizado para controlar o movimento da parede lateral do molde ao praticar os aspectos da presente invenção;

[064] A Figura 36 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior e inferior em cada parede do molde;

[065] A Figura 37A é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando duas áreas de superfície chanfradas superiores e duas superfícies chanfradas inferiores em cada parede do molde;

[066] A Figura 37B é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior e inferior em cada parede do molde, com cada área chanfrada combinada com uma área de superfície curvada ou arqueada;

[067] A Figura 37C é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser

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15/66 utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície curvada ou arqueada da parte superior e inferior em cada parede do molde;

[068]

A Figura

7D é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior e inferior em cada parede do molde, sendo que a área de superfície chanfrada superior tem dimensões de ângulo dissimilar da área de superfície chanfrada inferior;

[069]

Figura

37E é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior combinada com uma área de superfície inferior curvada ou arqueada em cada parede do molde;

[070]

A Figura 38A é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser a fase inicial do lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido está inicialmente na porção média 623a das paredes do molde;

[071] A Figura 38B é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser uma segunda fase do lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido foi levantado a partir daquele mostrado na Figura 38A de uma maneira tal que fica na

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16/66 porção superior 623b das paredes do molde;

[072] A Figura 38C é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser uma terceira fase ou estado constante de lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido está na porção média 623a das paredes do molde;

[073] A Figura 38D é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser uma terceira fase ou estado constante de lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido está na porção inferior 623c das paredes do molde;

[074] A Figura 39 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando a porção superior da peça fundida sendo formada em um afunilamento a um ângulo predeterminado;

[075] A Figura 40 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando porque o nível de metal derretido precisa ser mantido na porção inferior das paredes do molde para impedir que o metal congelado impeça o movimento interno adicional das paredes do molde de criar o afunilamento superior;

[076] A Figura 41 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando uma porção superior com uma superfície

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17/66 chanfrada que forma uma porção afunilada do fundo da peça fundida em combinação com o tijolo de fundo de soleira; e [077] A Figura 42 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração de molde e de tijolo de fundo de soleira que ilustra outra característica de algumas realizações da presente invenção, em que as paredes do molde podem ser movidas para fora para acomodar a expansão do tijolo de fundo de soleira na iniciação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES PREFERIDAS [078] Muitos dos dispositivos de fixação, conexão, manufatura e outros dispositivos e componentes utilizados na presente invenção são extensamente conhecidos e utilizados no campo da invenção descrita, e a sua natureza ou tipo exato não são necessários para uma compreensão e utilização da invenção por um elemento versado na técnica ou ciência; portanto, não serão discutidos em detalhes significativos. Além disso, os vários componentes mostrados ou descritos na presente invenção para qualquer pedido de patente específico da presente invenção podem ser variados ou alterados tal como previsto pela presente invenção, e a prática de um pedido de patente específico ou de uma realização específica de qualquer elemento já pode ser extensamente conhecida ou utilizada no estado da técnica ou por elementos versados na técnica ou ciência; portanto, cada um deles não será discutido em detalhes significativos.

[079] Os termos um, uma e o, a, os, as, tal como utilizado nas reivindicações na presente invenção, são utilizados em conformação com a prática de esboço da reivindicação existente há muito tempo e não de uma maneira limitadora. A menos que esteja especificamente indicado na

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18/66 presente invenção, os termos um, uma e o, a, os, as não ficam limitados a um de tais elementos, mas significam preferivelmente pelo menos um.

[080] Deve ficar compreendido que a presente invenção se aplica e pode ser utilizada com relação a vários tipos de tecnologias e configurações de lingotamento e de vazamento de metal, incluindo, mas não se limitando à tecnologia de massalote e a tecnologia de vazamento convencional. O molde, portanto, deve receber o metal derretido de uma fonte de metal derretido, qualquer que seja o tipo particular de fonte. As cavidades do molde no molde devem, portanto, ser orientadas na posição de recebimento de metal fluido ou derretido em relação à fonte de metal derretido.

[081] Os aspectos da presente invenção controlam as dimensões da cabeça e da base dos lingotes através de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira. Em algumas realizações da presente invenção, por exemplo, os dois lados da face de laminação do molde se movem para dentro e para fora um em relação ao outro, desse modo provendo um afunilamento do lingote. O tijolo de fundo de soleira pode ser mais estreito na espessura do que a espessura nominal do lingote e no início do lingotamento, e os lados do molde podem ser posicionados para dentro em direção ao centro do lingote e adjacentes aos lados do tijolo de fundo de soleira. No início do lingotamento, os lados do molde são movidos gradualmente para fora a uma razão que forma as dimensões desejadas na base do lingote, resultando em qualquer uma de uma série de formas desejadas diferentes, dependendo da

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19/66 aplicação. Uma vez que as dimensões do lingote atingem a espessura nominal desejada do lingote para a laminação, as paredes do molde são mantidas constantes na posição. Então, no final do lingotamento, as paredes do molde são movidas gradualmente para dentro até que a cabeça do lingote (a porção superior) atinja as dimensões desejadas, quando o molde deve estar terminado. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a porção da parte superior do lingote é algumas vezes denominada cabeça do lingote e a porção inferior do lingote é algumas vezes denominada base do lingote, uma vez que o lingote está na posição de lingotamento vertical.

[082] Os aspectos da presente invenção também contemplam um processo que pode ser utilizado em algumas realizações da presente invenção que incluem o controle das variáveis do molde tais como o controle do nível de metal, a velocidade de lingotamento e a razão na qual os lados do molde são movidos.

[083] Durante o lingotamento, pode haver três fases que são consideradas para que o controle produza uma peça fundida mais desejável, a saber, o lingotamento inicial, o lingotamento de estado constante e o lingotamento final, em que a lingotamento de estado constante é aquela entre o lingotamento inicial e o lingotamento final. Os parâmetros de controle diferentes podem ser desejados para cada uma destas fases de lingotamento, e mais fases podem ser introduzidas para dividir qualquer uma ou mais destas em subfases, dependendo dos resultados desejados da peça fundida.

[084] O formato da face do molde também pode desempenhar um papel no processo em algumas realizações da

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20/66 presente invenção. Por exemplo, no começo do lingotamento, quando as paredes do molde são movidas para fora do centro do lingote, o nível de metal pode ser mantido acima de um determinado nível em relação ao molde ou às paredes do molde. Então, perto da extremidade do molde, quando os lados do molde são novamente trazidos para dentro em direção ao centro do lingote, o nível de metal pode ser abaixado até um nível inferior entre determinados pontos que estão dentro de determinada faixa entre as paredes do molde, com um ângulo específico das paredes do molde. O ângulo das paredes do molde também pode ser dependente da velocidade de lingotamento da razão na qual as paredes do molde são movidas. Isto também pode ser feito, onde o desenho do molde é tal que o ângulo entre os pontos na parede do molde é essencialmente igual ao ângulo da peça fundida desejada.

[085]

As peças fundidas de lingote podem se apresentar em qualquer um de uma série de comprimentos diferentes, larguras e configurações, variando geralmente de quinze pés a vinte e cinco pés de comprimento. As dimensões em seção transversal de um lingote de vinte pés de comprimento podem, por exemplo, ser de trinta polegadas por setenta e duas polegadas ou, alternativamente, podem ser de vinte polegadas por sessenta polegadas.

[086] Também se acredita que um tijolo de fundo de soleira mais profundo pode ajudar a reduzir ou a eliminar liquações e sangrias da peça fundida de modo que a peça fundida possa suportar a sua própria forma durante o tempo que o tijolo de fundo de soleira emerge abaixo das paredes do molde. Geralmente, a técnica anterior inclui configurações em que o tijolo de fundo de soleira era mais largo do que a

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21/66 cavidade do molde e não podia ser estendido na cavidade do molde. Os aspectos da presente invenção permitem, por outro lado, que o tijolo de fundo de soleira seja introduzido na cavidade do molde, o que permite mais tempo para o metal derretido permanecer e resfriar dentro do tijolo de fundo de soleira antes que o peso adicional do lingotamento adicional seja colocado sobre esse metal inicial, o que permite que uma parte inferior da peça fundida solidificada suporte melhor a forma do lingote como um todo através da solidificação. Em outros aspectos da invenção, o resfriamento externo ou interno dentro do tijolo de fundo de soleira pode ajudar este suporte.

[087] Há um benefício secundário do acoplamento do bloco através do molde e isto se dá porque o afastamento entre a calha e o bloco é mantido em padrões normais da indústria. Outro benefício é a prevenção da oxidação maciça, que se torna possível com as paredes móveis do molde que vedam ou reduzem o molde à abertura suficientemente para impedir sangrias quando o bloco passa através do molde e dos rolos de metal sobre a borda do bloco de partida que entra em contato com o molde.

[088] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que o termo tijolo de fundo de soleira também pode ser denominado cabeça de partida, bloco falso, tampa de bandeja de lingoteira ou bloco de partida, todos utilizados de maneira genérica na indústria para denominar os mesmos componentes gerais.

[089] Embora outros reconheçam o problema e tentem afunilar ou configurar as peças fundidas ou os lingotes do molde de maneiras mais desejáveis, isso foi feito

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22/66 através de usinagem ou corte da peça fundida depois que ela é fundida e solidificada, que é um procedimento mais dispendioso e mais demorado que resulta ainda em uma quantidade indesejável de metal que deve ser desfeita, novamente fundida e então novamente fundida. Outros também tentaram afunilar a(s) peça(s) fundida(s) através do lingotamento como cabeças de partida com ângulos maiores do que trinta graus, o que afeta somente a porção inferior da peça fundida. A presente invenção permite, por outro lado, a formação ou a configuração das peças fundidas nas extremidades superior e inferior durante o processo de lingotamento, sem a necessidade de usinar a peça fundida em seguida.

[090] A Figura 1 é uma vista em elevação de um poço de lingotamento vertical da técnica anterior típico, da caixa pneumática e do aparelho de lingotamento de metal e é descrita mais detalhadamente acima.

[091] A Figura 2 é uma vista superior esquemática em seção transversal de uma parede do perímetro do lingotamento do molde da técnica anterior fixa ou estática típica 120, incluindo a superfície externa 123, a superfície da parede do perímetro interna 122, a cavidade do molde 124 e uma pluralidade de aberturas de aplicação de lubrificante 121.

[092] A Figura 3 é uma representação esquemática em elevação da porção inferior de uma espessura da peça fundida 126 em uma direção horizontal durante o processo de lingotamento. A Figura 3 mostra as paredes do molde 125, a abertura do molde 129, a peça fundida 126, com as setas descendentes 128 mostrando o movimento descendente

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23/66 da peça fundida. O bloco de partida 127 é mostrado e a distância de intumescimento da base 130 é mostrada para ilustrar a porção mais espessa na parte inferior da peça fundida 126. Geralmente, a porção inferior pode ser mais espessa porque pode haver mais contração na porção média da peça fundida e menos contração na porção inferior.

[093] A porção inferior da peça fundida é algumas vezes denominada base ou porção de base da peça fundida e tende a ser mais espessa, o que é algumas vezes denominado intumescimento da base. A ilustração do intumescimento da base pode ser exagerada na Figura 3 para finalidades ilustrativas, e a quantidade específica de intumescimento depende de numerosos parâmetros no processo de lingotamento, que são geralmente conhecidos pelos elementos versados na técnica. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que uma quantidade de tempo e de dinheiro significativa seja gasta para remover o intumescimento da base da peça fundida, requerendo que o metal seja enviado para sucata e requerendo uma despesa substancial no processo.

[094] A Figura 4 é uma vista esquemática superior em seção transversal de uma realização de uma parede do perímetro 140 de um aspecto de um sistema de lingotamento contemplado pela presente invenção, ilustrando as direções potenciais de movimento da parede do molde ou das paredes laterais do molde. A Figura 4 ilustra as paredes laterais do molde 141, as paredes de extremidade do molde 142, com as setas 144 indicando o movimento potencial das paredes laterais 141 e as setas 145 indicando o movimento potencial das paredes de extremidade 142.

[095] A Figura 5 é uma vista superior de uma

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24/66 realização de um sistema de lingotamento do molde 160 contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes rígidas do perímetro, um primeiro lado e um segundo lado, são móveis. A Figura 5 mostra a superfície interna 163 das paredes laterais do molde e as superfícies internas 164 da parede do perímetro com a cavidade do molde 162 no centro. A estrutura 161 pode ser qualquer uma de uma série de estruturas diferentes 162 de maneira geral.

[096] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a forma ou a configuração da peça fundida pode ser manipulada ao ajustar um ou mais dos parâmetros em combinação com as paredes móveis, parâmetros do molde tais como a velocidade de lingotamento, a duração do lingotamento, o nível do metal, a altura vertical das peças fundidas, a taxa de movimento das paredes do molde para dentro ou para fora, conforme as circunstâncias, bem como outros parâmetros de lingotamento. Além disso, será apreciado que os aspectos do sistema de lingotamento descrito pela presente invenção podem criar qualquer uma de uma série de formas e configurações diferentes de peças fundidas, incluindo lados substancialmente lineares, arqueados, convexos e seções de cabeça e de base côncavas, de uma maneira tal que qualquer fatia seja geralmente retangular no formato. Devido ao número de objetivos e de variáveis potenciais para um determinado lingotamento, nenhum conjunto de parâmetros é desejado para a presente invenção, mas, em vez disso, a presente invenção apresenta um sistema de controle de lingotamento adicional com parâmetros adicionais, para trabalhar objetivando a otimização das peças fundidas resultantes.

[097] Será apreciado que o movimento das

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25/66 paredes do molde pode ser mecanicamente realizado em qualquer uma de uma série de maneiras diferentes, tal como por motores que causam o movimento. Um motor conectado de maneira operativa a uma primeira parede lateral de uma estrutura do molde pode ser, por exemplo, controlado por um acionador auxiliar, que pode ser controlado por um controlador de lógica programável (PLC), que pode ser controlado ou configurado através de uma interface da máquina com o homem (HMI). É observado que outros tipos de acionadores e controles mecânicos podem ser utilizados dentro do que é contemplado pela presente invenção.

[098] A Figura 6 é uma vista superior de uma realização de um sistema de lingotamento de molde 160 contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes do perímetro de extremidade, um terceiro lado e um quarto lado, são móveis. A Figura 6 ilustra a estrutura 161, a superfície interna 164 da parede de extremidade, a superfície interna 163 das paredes laterais, a cavidade do molde 162, em que as paredes de extremidade são movidas para as posições mostradas pelas linhas ocultas identificadas como a superfície interna 164 das paredes de extremidade da parede do perímetro.

[099] A	Figura	7 é	uma vista	em	elevação
representativa de um	exemplo	de um	lingote 201	que	pode ser
produzido como um	produto	das	realizações	da	presente

invenção, ilustrando o afunilamento nas porções superior e inferior do lingote 201. A Figura 7 ilustra uma forma ou uma configuração resultante potencial de uma peça fundida 200, com a largura 202, a altura 203, com a seta 204 representando a distância linear para a porção arqueada da peça fundida

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01, que também pode ser uma porção angular. A Figura 7 mostra uma porção superior 201a, uma porção média 20lb e uma porção inferior ou de fundo 201c, da peça fundida 201. É observado que, com as realizações da presente invenção, a forma das porções superior, média ou inferior pode ser fundida tal como desejado de uma maneira controlada, e a porção superior 201a pode ser configurada e inclinada de uma maneira diferente da porção inferior 201c, inclusive por meio de um método ou aparelho diferente. Por exemplo, a porção inferior pode ser formada por uma cavidade interna particularmente configurada do tijolo de fundo de soleira, tal como ilustrado na Figura 1, sendo que a porção superior 201a pode ser configurada utilizando as realizações da presente invenção que utilizam, por exemplo, paredes móveis.

[0100] A Figura 7 também ilustra o ângulo 199 na superfície de laminação da peça fundida. Embora o ângulo 199 possa ser qualquer ângulo dentro do que é contemplado pela presente invenção, em algumas realizações, é preferível que o ângulo 199 esteja compreendido entre vinte e um graus e vinte e nove graus, tal como vinte e seis graus. Embora numerosos fatores possam afetar o ângulo preferido 199 para uma peça fundida 201 a ser laminada posteriormente, em algumas aplicações da presente invenção, vinte e seis graus podem ser preferidos. A Figura 7 também ilustra como uma peça fundida pode ser tratada de uma maneira diferente em seções ou porções diferentes, e a Figura 7 mostra, em particular, três porções, uma porção superior 201a, uma porção média 201b e uma porção inferior 201c. Para o gerenciamento e o controle do lingotamento, será apreciado pelos elementos versados na técnica que a peça fundida 201 pode ser teoricamente dividida

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27/66 em qualquer uma de uma série de porções diferentes a fim de se obter a peça fundida resultante desejada, sem que nenhuma seja requerida em particular para a prática da invenção.

[0101] Embora as tentativas anteriores de afetar a forma dos lingotes tenham sido mostradas além deste método (isto é, o aparamento pós-lingotamento da peça fundida, a moldagem do tijolo de fundo de soleira), a presente invenção tem a vantagem de poder formar a peça fundida desejada, conforme desejado, tal como pelo afunilamento da porção superior e da porção inferior da peça fundida.

[0102] A Figura 8 é uma vista em elevação de um lingote típico da peça fundida, com alguma contração e intumescimento da base. A Figura 8 ilustra a peça fundida 210, os cantos 211, com a espessura da peça fundida 212.

[0103] A Figura 9 é uma vista em elevação das extremidades de um lingote 210 tais como aquelas mostradas na Figura 8, depois de terem sido laminadas e geralmente ilustrando o rabo de jacaré. A Figura 9 ilustra a largura 217 da peça fundida, o rabo de jacaré 216 e 215 nas extremidades opostas da peça fundida 210. É geralmente do conhecimento dos elementos versados na técnica que o rabo de jacaré é um resultado prejudicial e indesejável da laminação.

[0104] A Figura 10 é uma representação esquemática em elevação de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 230, em que o tijolo de fundo de soleira 235 é mais largo do que a posição ou a largura inicial das paredes móveis. A Figura 10 ilustra a calha 231, as paredes móveis 233 e 234, o bloco de partida 235, e o metal derretido 237 aplicado pela calha 231 através do fluxo de metal 232. O

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28/66 bloco de partida 235, neste aspecto da invenção, fica a uma largura 238 com o cilindro de movimentação 236 que provê o abaixamento da peça fundida durante o lingotamento. As setas 240 e 241 ilustram o movimento respectivo das paredes do molde 233 e 234, respectivamente.

[0105] A Figura 11 é uma representação esquemática em elevação de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 250, em que as paredes móveis do molde permitem que o tijolo de fundo de soleira 256 seja iniciado entre as paredes móveis do molde 254 e 255. A Figura 11 ilustra a calha 251, sendo que o metal derretido 252 é aplicado ao bloco de partida 256 e é mostrado como 253 se acumulando dentro do bloco de partida 256. O bloco de partida 256 tem uma espessura aproximada 259 e as setas 257 refletem o movimento descendente do cilindro 258 e do bloco de partida 256. As paredes do molde 254 e 255 são mostradas e a presente invenção contempla que as paredes do molde 254 e 255 são movidas para fora durante o processo de lingotamento. A Figura 11 ilustra adicionalmente como, em algumas realizações da invenção, os ângulos internos 239 dentro de um tijolo de fundo de soleira 256 podem ser utilizados para obter uma forma particular na parte inferior do lingote. Este tipo de formação combinada com outros aspectos da presente invenção pode ser utilizado para obter uma peça fundida que é formada na porção superior e na porção inferior sem a necessidade de cortar ou usinar posteriormente para que isso seja feito.

[0106] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que é geralmente mais desejável reduzir a queda de vazamento, que é à distância da calha à posição onde o metal

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29/66 derretido pousa ou é depositado em ou sobre o tijolo de fundo de soleira. Ficará evidente aos elementos versados na técnica que comparam a queda de vazamento na Figura 10 àquela na Figura 11, os benefícios que podem ser obtidos nos aspectos da presente invenção ao permitir que o tijolo de fundo de soleira seja levantado acima da cavidade do molde e entre as paredes móveis do molde, tais como as paredes móveis do molde 254 e 255.

[0107]	A Figura	12	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

soleira 250, em parte no processo de lingotamento enquanto o tijolo de fundo de soleira 256 está sendo abaixado. A Figura 12 mostra a primeira parede móvel 254, que se move tal como indicado pelas setas 261, a segunda parede móvel 255, tal como refletido pelas setas 262. O sistema 250 ilustrado na Figura 12 mostra adicionalmente o metal derretido 252 da calha 251, e o metal acumulado 253 com as setas 261 e 262 refletindo os movimentos respectivos das paredes do molde 254 e 255.

[0108]	A Figura	13	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de fundo	de
soleira 250, avançando no processo	de lingotamento	em

comparação à Figura 12 e ilustrando como a peça fundida 253 pode ser fundida dimensionalmente mais ampla do que o tijolo de fundo de soleira 256. A Figura 13 ilustra a primeira parede móvel 254 e a segunda parede móvel 255, tal como indicado pelas setas 261 e 262, respectivamente. O sistema 250 inclui a calha 251, o metal derretido 253, o bloco de

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30/66 partida 256 e o cilindro de partida 258. Algumas dimensões são mostradas na Figura, a saber, a largura 267 do bloco de partida 267, com o cilindro 258, em que o bloco de partida 256 tem uma dimensão da largura de 256, ao passo que o lingote 253 foi fundido na dimensão externa maior do que a dimensão externa do bloco de partida 256 na mesma direção. À distância 264 representa a dimensão adicional nesse lado do lingote 253 por meio da qual o lingote 253 excede a dimensão do bloco de partida 256, e a distância 265 representa a dimensão adicional no lado oposto do lingote 253 por meio da

qual o lingote excede a dimensão do bloco de partida 256.
[0109]	A Figura	14	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de fundo	de

soleira 250, avançando ainda mais no processo de lingotamento da Figura 13, com a peça fundida 253 sendo adicionalmente formada. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, cada uma delas não será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 14, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.

[0110]	A Figura	15	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

soleira 250, ilustrando a porção de extremidade do molde e mostrando a capacidade dos aspectos da presente invenção de afetar a forma ou a configuração da parte superior da peça fundida 253. As setas 261 ilustram como as paredes do molde 254 e 255 podem ser movidas para dentro na parte final do

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31/66 processo de lingotamento para afetar a forma e a configuração do canto da peça fundida 253. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que qualquer uma de uma série de formas e configurações diferentes pode ser programada em tal sistema para obter o perfil e a forma desejados da peça fundida 253, sem que nenhuma em particular seja requerida para a prática da presente invenção. De fato, uma característica de alguns aspectos da invenção é a capacidade de produzir qualquer uma de uma série de formas diferentes das peças fundidas 253 para a aplicação específica. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, cada uma delas não será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 15, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.

[0111]	A Figura	16	é	uma	representação
esquemática de uma	realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável	automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

soleira 250, ilustrando uma peça fundida 253 parcialmente no processo de lingotamento em que a presente invenção provê uma dimensão e uma forma diferentes em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado. A Figura 16 ilustra como os aspectos da presente invenção podem ser utilizados para criar peças fundidas assimétricas 253 caso desejado, sendo que um lado pode ser provido com dimensões diferentes quando comparado ao lado oposto. A Figura 16 mostra uma distância diferente do centro da peça fundida 253 representada pela seta 265 em comparação à seta 264 no lado oposto da peça fundida 253. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a capacidade de produzir peças assimétricas não

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32/66 fica limitada às dimensões, tal como mostrado na Figura 16, mas também pode ser utilizada para produzir formas e configurações diferentes em um lado da peça fundida 253 contra outro lado da peça fundida 253. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 16, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.

[0112] A Figura 16 também ilustra como, em algumas realizações da invenção, o ângulo da superfície superior 254a da parede do molde 254 pode corresponder ao ângulo correspondente 253a na porção inferior da peça fundida resultante e similarmente o ângulo da superfície superior 255a da parede do molde 255 corresponde ao ângulo correspondente 253b na porção inferior da peça fundida resultante. Na prática, os ângulos 253a e 253b podem ser um grau ou mais diferentes do ângulo correspondente nas porções superiores 254a e 255a das paredes do molde 254 e 255.

[0113] A Figura 17 é uma representação esquemática de um aspecto de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira contemplado pela presente invenção, ilustrando um tijolo de fundo de soleira de uma maneira diferente configurado 269 que fica a uma largura aproximada da abertura do molde.

[0114] A Figure 17 mostra adicionalmente outro aspecto da invenção, ilustrando os sulcos 269a orientados verticalmente em torno do tijolo de fundo de soleira 269. Estes sulcos 269a podem prover um conduto e uma área de superfície através dos quais o refrigerante líquido pode ser

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33/66 passado para ajudar ainda mais e resfriar o tijolo de fundo de soleira 269 e o metal derretido contido no mesmo. Outro dispositivo de resfriamento é mostrado e descrito em relação à Figura 18 abaixo.

[0115] A Figura 17 ilustra adicionalmente outra configuração do bloco 269 em que os lados inclinados 270 podem ser providos no tijolo de fundo de soleira 269 para formar a porção inferior de uma peça fundida resultante para criar a forma desejada para uma laminação posterior da peça fundida 269. Este aspecto pode ser utilizado em combinação com outros aspectos para criar a forma ou a configuração desejada das peças fundidas na porção superior e na porção inferior, todas dentro do que é contemplado pela presente invenção. Por exemplo, a porção inferior da peça fundida ilustrada na Figura 34 pode ser produzida utilizando um tijolo de fundo de soleira 26 9 tal como aquele mostrado na Figura 17. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 17, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.

[0116] A Figura 18 é uma representação esquemática de outro aspecto de um molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira, ilustrando um sistema de refrigerante líquido utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira 292 para obter o resfriamento mais desejável do metal derretido 291 em relação ao tijolo de fundo de soleira 292. A Figura 18 mostra o sistema de resfriamento do tijolo de fundo de soleira 292 em que o cilindro 258 é

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34/66 utilizado para abrigar o sistema de resfriamento 294, em que o sistema de resfriamento pode compreender o conduto de resfriamento 293 conectado de maneira operativa aos componentes do sistema de resfriamento 294 para prover um resfriamento suficiente para solidificar o metal derretido que compreende a peça fundida 291 durante a parte inicial do lingotamento. Os elementos versados na técnica irão apreciar que qualquer um de uma série de tipos diferentes de sistemas de resfriamento, componentes do sistema de resfriamento e posições para o sistema de resfriamento, pode ser utilizado dentro do que é contemplado pela presente invenção, sem que nenhum deles em particular seja requerido para a prática da presente invenção. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 18, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.

[0117] A Figura 19 é uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira contemplado pela presente invenção, ilustrando um aspecto da invenção em que o movimento das paredes laterais do molde 300 e 301 não é necessariamente linear tal como nas figuras anteriores, mas preferivelmente é girado ou movido alternativamente para fora e para dentro para afetar a forma da peça fundida de acordo com as setas 302 e 303. A parede do molde 300 pode ser, por exemplo, movida para baixo em direção ao ângulo 305 e a parede do molde 301 pode ser movida angularmente para baixo em direção ao ângulo 306, para obter

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35/66 a forma desejada da peça fundida à medida que o tijolo de fundo de soleira 294 é abaixado durante o lingotamento. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a forma externa específica das paredes do molde 300 e 301 pode ser configurada para aplicações específicas e formas e cantos diferentes podem ser utilizados para conseguir configurações diferentes da peça fundida resultante. A Figura 19 ilustra adicionalmente a calha 251, o cilindro 258 e o tijolo de fundo de soleira 294. Além disso, é observado que a montagem giratória das paredes do molde 300 e 301 pode estar em uma configuração de came ou uma outra configuração para obter o resultado desejado da peça fundida, tudo dentro do que é

contemplado pela presente invenção.	é	uma	representação
[0118]	A Figura 20
esquemática de uma	realização de	um	sistema	de molde	de
dimensão variável	automatizado e	de	tijolo	de fundo	de
soleira contemplado	pela presente	invenção,	ilustrando	um
aspecto da invenção	similar àquele	mostrado na	Figura 19,	em

que apenas uma das paredes do molde é movida a um ângulo dissimilar da outra parede do molde para prover uma dimensão e/ou uma forma diferentes em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado. O ângulo 305 na Figura 20 é um ângulo diferente ou dissimilar ao ângulo 306 na parede oposta do molde, para prover a configuração assimétrica do molde ou para prover uma forma diferente em um lado da peça fundida 293 em comparação ao outro lado da peça fundida 293. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 19, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 20, uma vez que elas são suficientemente identificadas e

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discutidas com respeito à Figura 19.	é	uma	representação
[0119] A Figura	21
esquemática de uma realização	de	um	sistema	de	molde	de
dimensão variável automatizado	e	de	tijolo	de	fundo	de

soleira 320 contemplado pela presente invenção, ilustrando as paredes do molde de uma maneira diferente formadas ou configuradas 322 e 323. A calha 321 aplica o metal derretido, as paredes do molde 322 e 323 podem ser independentemente movidas tal como indicado pelas setas 324 e 325. Este sistema 320 mostra um metal derretido 329 que se torna parte da peça fundida 327, uma superfície do metal derretido 330 e uma superfície mais solidificada 328. As paredes do molde 322 e 323 têm mais extremidades chanfradas em vez das extremidades

arredondadas e as setas 332 e 333 ilustram a porção de saída
das paredes do	molde 322	e 323 durante o processo	de
lingotamento e	à medida	que	a peça	fundida 327	é
solidificada.
[0120]	A Figura	21	ilustra	adicionalmente	um
aspecto adicional	da presente	invenção em	que as paredes	do

molde 322 e 323 podem ser movidas para cima ou para baixo linearmente ou em algum outro padrão, tal como indicado pelas setas 324a e 325a. Este movimento vertical em particular irá permitir alguma flexibilidade no controle da distância da calha 321 à superfície do metal derretido 330, assim como a posição de geometrias da parede do molde específicas ao nível de metal. Devido a outros equipamentos e sistemas de aplicação de metal derretido, fica mais difícil mover a calha 321 em muitas situações. Embora a Figura 21 ilustre que o ângulo da porção superior e da porção inferior das paredes do molde 322 e 323 possa estar a vinte e sete graus, esse ângulo

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37/66 pode ser qualquer um de uma série de ângulos diferentes, sem que nenhum em particular seja requerido para a prática da invenção.

[0121] A Figura 22 é uma representação esquemática de outro aspecto da invenção com um tijolo de fundo de soleira de uma maneira diferente configurado e em que o tijolo de fundo de soleira precisa apenas ter somente paredes laterais com altura completa em dois lados, sendo que o dito aspecto pode utilizar as paredes do molde como parte ou em vez da parede lateral em outros dois lados. A Figura 22 mostra a primeira parede móvel do molde 356, a segunda parede móvel do molde 357, que se movem respectivamente de acordo com as setas 358 e 359, o tijolo de fundo de soleira 354 com a superfície interna do tijolo de fundo de soleira 354a e as paredes laterais 354b e 354c. A Figura 22 também mostra a calha 351 na altura original 352 e abaixada a uma distância 353 da superfície inferior 354a do tijolo de fundo de soleira 354. As paredes laterais 354b e 354c ficam a uma altura 355, tudo dentro da contemplação deste aspecto do sistema 350. Será apreciado que, em vez de mover a calha verticalmente, o molde ou as paredes do molde também podem ser movidos verticalmente em relação à calha para executar o lingotamento desejada, tudo dentro do que é contemplado pela presente invenção.

[0122] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que o molde ou a calha 351 podem ser movidos para cima e para baixo para obter resultados desejados diferentes durante o lingotamento. A altura da calha pode ser um dos parâmetros do lingotamento que podem ser ajustados ou balanceados para atingir os resultados desejados. Por

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38/66 exemplo, tal como mostrado no diagrama esquemático na Figura 30, o nível de metal derretido estará preferivelmente ou próximo da parte superior das paredes do molde imediatamente antes de as paredes do molde serem movidas para fora para obter uma forma e uma configuração diferentes. Isto irá conferir algum amortecimento, de modo que, à medida que as paredes do molde são movidas para fora, elas não criam uma situação de sangria ou de vazamento com o metal derretido contido entre as paredes respectivas do molde. Por outro lado, imediatamente antes de as paredes do molde serem movidas mais próximas, deve ser preferível ter o nível de metal derretido mais baixo na parede do molde, de modo que ele suba somente acima em direção à parte superior da parede do molde e não mais do que isso durante o movimento interno das paredes do molde no processo.

[0123] A Figura 23 é uma representação esquemática da realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 350 ilustrado na Figura 22, mostrando a extremidade do tijolo de fundo de soleira 354 e a ausência das paredes de extremidade do tijolo de fundo de soleira. A Figura 23 também mostra a calha 351 na altura 352, a parede do molde 356 e a parede do molde 357, com as setas 358 e setas 359 indicando, respectivamente, o movimento das duas paredes do molde. A superfície interna 354a do tijolo de fundo de soleira 354 também é mostrada.

[0124] A Figura 24 é uma representação esquemática de um aspecto ou realização possível de uma configuração do bloco de partida do molde para alguns aspectos da presente invenção e que pode ser utilizado nas

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39/66 realizações da presente invenção da parede do perímetro em dois lados somente. A Figura 24 mostra o tijolo de fundo de soleira 354 com a superfície inferior 354a, as paredes laterais 354b e 354c.

[0125] A Figura 25 é uma representação esquemática de outra realização possível de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 380, ilustrando outro aspecto da presente invenção em que um sistema de refrigerante líquido é utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira 382 para obter um resfriamento mais desejável do metal derretido em relação ao tijolo de fundo de soleira 382. A Figura 25 mostra a calha 381, a primeira parede móvel do molde 385 mostrada como sendo móvel pela seta 386, a segunda parede móvel do molde 387 mostrada como sendo móvel pela seta 388, em que as setas 389 indicam o movimento para baixo ou o abaixamento do bloco de partida 382 durante o processo de lingotamento. A superfície interna 391 tem uma profundidade 390 que recebe o metal derretido proveniente da calha 381.

[0126] Os elementos versados na técnica irão apreciar que qualquer um de uma série de tipos diferentes de sistemas de resfriamento e componentes do sistema de resfriamento pode ser utilizado para prover o resfriamento do tijolo de fundo de soleira 382. O sistema de resfriamento 383 com um conduto de refrigerante 384 é um exemplo de como o refrigerante líquido é distribuído através do tijolo de fundo de soleira e provê o resfriamento para uma melhor solidificação do metal derretido depositado no tijolo de fundo de soleira 382 pela calha 381. Outro exemplo de uma maneira de se obter o resfriamento adicional a um tijolo de

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40/66 fundo de soleira é ilustrado na Figura 17, em que canais ou sulcos de resfriamento são providos no tijolo de fundo de soleira para receber o refrigerante líquido que é utilizado principalmente no metal derretido solidificado.

[0127] A Figura 26 é uma representação esquemática de outro aspecto 400 da invenção, que inclui uma tampa da parte superior da peça fundida 406 que está sendo abaixada (tal como indicado pelas setas 407) na parte superior do metal derretido na parte superior da peça fundida 405. A Figura 26 mostra adicionalmente a primeira parede do molde 403, a segunda parede do molde 404, a calha 401, em que a seta 402 indica que a calha 401 pode ser movido para cima e para fora depois que o vazamento do metal derretido cessa. Alternativamente e tal como representado pelas setas 415a e 416a na Figura 27, este movimento também pode ser executado pelo movimento vertical das paredes do molde 403 e 404 tal como mostrado, que em direção à extremidade do molde seria descendente. Os aspectos da presente invenção conferem o afunilamento ou a moldagem da extremidade superior do lingote ou da peça fundida 405.

[0128] A Figura 27 é uma representação esquemática do aspecto 400 da invenção ilustrado na Figura 26, onde a tampa superior 406 foi colocada na parte superior da peça fundida 405, o que faz com que, desse modo, o metal derretido assuma a forma do interior da tampa superior 406 e, neste exemplo, forme um raio nos cantos, tal como indicado pelos itens 412 e 413. As setas 407 indicam que uma pressão ou movimento descendente podem ser aplicados sobre a tampa superior 406 para impedir que o metal derretido escape entre a tampa superior 406 e as paredes do molde 403 e 404. As

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41/66 setas 415a e 416a ilustram como as paredes do molde 403 e 404 podem ser movidas verticalmente (embora o movimento não precise ser limitado verticalmente ao movimento linear), durante o processo de lingotamento, a fim de se obter afastamentos mais desejáveis com a calha 401 ou por outros motivos de controle do lingotamento. A Figura 27 ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde que são indicadas pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.

[0129] A Figura 28A é uma representação esquemática do aspecto 400 da invenção ilustrado nas Figuras 26 e 27, à medida que a peça fundida 405 está saindo da parte inferior da cavidade do molde. A cavidade do molde é geralmente a área entre a primeira parede do molde 403 e a segunda parede do molde 404. A Figura 28A também mostra a calha 401, as setas 415a e 416a mostram o movimento descendente das paredes do molde 403 e 404, a tampa 406 da parte superior da peça fundida na peça fundida solidificada 405. As setas 414 indicam o movimento geral da tampa superior 406 com a peça fundida 405. Também é observado que, alternativamente, a tampa superior 406 pode ser mantida sobre ou em relação às paredes do molde 403 e 404 quando do preenchimento no final do lingotamento para criar a forma superior sem movimento da calha, em cujo caso a parte superior poderia ser resfriada pelo líquido ou pelo ar e pelo frio causado por um material refratário ou um metal em várias realizações da invenção. A Figura 28A ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção

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42/66 podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde indicado pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.

[0130] A Figura 28B é a mesma representação esquemática do aspecto 400 da invenção como na Figura 28A, em que apenas a tampa superior 406 tem uma configuração diferente para obter uma porção superior formada de uma maneira diferente da Figura 28B da peça fundida 405c. A Figura 28B ilustra uma tampa superior em que os lados são angulares e a porção média é entalhada, tal como ilustrado pelos ângulos de entalhadura 406c. A Figura 28B ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde indicado pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.

[0131] Similarmente, a Figura 28C é a mesma representação esquemática do aspecto 400 da invenção tal como na Figura 28A e na Figura 28B, apenas em que a tampa superior 406 tem uma configuração diferente para obter uma porção superior de uma maneira diferente formada que inclui ângulos laterais afunilados e que resulta, conseqüentemente, em ângulos laterais na porção superior da peça fundida 405a. A Figura 28C ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde indicado pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.

[0132] A capacidade de mover as paredes do molde 403 e 404 na direção indicada pelas setas 415a e 416a (geralmente vertical) propicia uma capacidade intensificada de utilizar uma tampa superior 406 para configurar a porção

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43/66 superior da peça fundida 405a, ao longo de e em combinação com as paredes do molde 403 e 404 que são móveis na direção horizontal (tal como mostrado em outras figuras).

[0133] A Figura 29 é uma representação esquemática de ainda outro aspecto 430 da invenção em que um campo eletromagnético (representado pelas setas 443 e 444) é utilizado para formar a parte superior da peça fundida 433 no final do processo de lingotamento. A Figura 29 mostra a calha 431, móvel de acordo com a seta 432 em uma direção ascendente, e a superfície superior 446 da peça fundida 433 sendo formada através de uma força magnética ou de um campo magnético em, sobre ou perto da superfície superior 446. Um dispositivo magnético 436 e 437 pode ser movido em direção a ou se afastando da superfície superior 446 da peça fundida 433 a fim de se obter a forma desejada da porção superior da peça fundida 433. As paredes do molde 434 e 435 são mostradas imediatamente abaixo dos dispositivos magnéticos 436 e 437, embora possam ficar adjacentes ou ainda abaixo das paredes do molde 434 e 435, tudo dentro do que é contemplado pela presente invenção. Há um tipo de lingotamento denominado Lingotamento Eletromagnético, em que o acrônimo é EMC, a qual também pode ser utilizada para propiciar a formação ou o afunilamento da porção superior da peça fundida em direção ao final do lingotamento, tal como mostrado de uma maneira

exemplificadora na Figura 29.	30	é	uma	representação
[0134]	A Figura
esquemática de	um aspecto	450	da	presente	invenção,
ilustrando os	movimentos exemplificadores	que	podem ser

executados pelas paredes móveis do molde 451 e 452, tal como contemplado em alguns aspectos da presente invenção. A Figura

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44/66 mostra distâncias variáveis entre as paredes do molde 451 e 452 para ilustrar o movimento das mesmas. Será apreciado pelos elementos versados na técnica, e é mostrado em outras figuras, que o movimento não precisa ser simétrico, mas pode ser preferivelmente programado para obter outros resultados que podem ser desejados na modelagem assimétrica das peças fundidas. As linhas ocultas 451a e 452a mostram uma segunda posição das paredes do molde 451 e 452, e as linhas ocultas 451b e 452b mostram posições de movimento possíveis adicionais das paredes do molde, juntamente com qualquer posição intermediária entre as mesmas.

[0135] A Figura 30 também serve para ilustrar como os parâmetros de lingotamento tais como o controle do nível de metal derretido entre os níveis 457 e 458, por exemplo, podem ser utilizados em combinação com os aspectos da presente invenção. Por exemplo, quando as paredes do molde são espaçadas tal como indicado pela seta 455, o nível de metal derretido 457 pode ser preferível se as paredes do molde forem movidas posteriormente para fora, tal como indicado pelas setas 456 e 457. Por outro lado, se as paredes do molde 451 e 452 estiverem espaçadas a uma distância indicada pela seta 453 e o processo irá ter o movimento conjunto das paredes do molde 451 e 452, então o nível de metal derretido 458 pode ser mais desejável para permitir a redução na área da cavidade do molde e deve fazer com que, naturalmente, o nível de metal derretido 458 suba à medida que as paredes do molde 451 e 452 se moverem. Isto também pode servir para impedir a ligação no lingote ou na peça fundida, à medida que a cavidade do molde é reduzida. Seria preferível que o nível de metal derretido 458 não subisse

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45/66 acima das paredes do molde à medida que as paredes do molde são movidas para dentro, tal como será apreciado pelos elementos versados na técnica.

[0136] A Figura 30 também ilustra como um molde de metal derretido nas realizações da presente invenção pode ser utilizado para fundir peças fundidas de tamanhos diferentes, tal como o lingotamento de um lingote de vinte e uma polegadas em um primeiro vazamento e um lingote de dezenove polegadas em um segundo vazamento. Uma vez que os moldes anteriores são geralmente dedicados a um tamanho, as realizações da presente invenção oferecem mais flexibilidade em uma instalação de manufatura e reduzem a mudança de moldes que precisaria então ser efetuada para fundir peças fundidas de larguras diferentes. Nessas realizações, à distância 455 deve representar uma primeira peça fundida com uma primeira espessura, à distância 454 deve representar uma segunda peça fundida com uma segunda espessura e a distância 453 deve representar uma terceira peça fundida com uma terceira espessura. É observado que há um número de espessuras ou de larguras diferentes que podem ser fundidas em peças fundidas dentro do que é contemplado pela presente invenção.

[0137] A Figura 31 é uma vista em elevação de uma forma da peça fundida que pode ser produzida como o sistema ou como parte do sistema de lingotamento descrito pelos aspectos da presente invenção. A peça fundida 480 mostrada na Figura 31 tem um comprimento ou uma altura total 484 e os cantos chanfrados na porção superior da peça fundida são mostrados adicionalmente no detalhe 32, e as bordas angulares na porção inferior são mostradas chanfradas no ângulo 479. A distância da borda reta 485 no lado da peça

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46/66 fundida e a distância da borda reta 482 na parte inferior podem ser determinadas com base na forma resultante desejada e na laminação que irá ocorrer posteriormente na peça fundida. A largura 481 e as larguras chanfradas 483 e 486 da peça fundida também são ilustradas na Figura 31. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que os aspectos deste processo podem produzir peças fundidas simétricas ou assimétricas de dimensões diferentes; por exemplo, à distância 483 pode ser diferente da distância 486.

[0138] A Figura 32 é o detalhe 32 da Figura 31, e ilustra a peça fundida 480, a largura chanfrada 490, a altura chanfrada 491, sendo que os ângulos 492 e 493 propiciam os parâmetros do chanfro. Será apreciado que estes parâmetros possam ser alterados, dependendo de outros parâmetros de lingotamento, da composição do metal, da laminação que deve ser executada na peça fundida 480, assim como por muitos outros fatores no lingotamento ou na aplicação da peça fundida posteriormente, tudo dentro do que é contemplado pela presente invenção.

[0139] A Figura 33 é um fluxograma de blocos 500 de uma realização de um processo que pode ser utilizado nas realizações da presente invenção. A Figura 33 ilustra o início do lingotamento 501 com uma velocidade inicial do molde 502. Em algum ponto, a velocidade de lingotamento é tipicamente elevada ou aumentada, de lingotamento intermediária 503 produzir os resultados desejados, e uma primeira velocidade pode ser utilizada para o afunilamento ou outra característica da peça fundida.

Embora possa não ser necessário, um segundo aumento de velocidade de lingotamento intermediário

504 pode ser utilizado e, geralmente, um

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47/66 aumento da velocidade de lingotamento final 505 será utilizado antes do final 506 do processo de lingotamento. Dependendo dos objetivos do afunilamento e outros do lingotamento, bem como de outros parâmetros do lingotamento, a velocidade de lingotamento pode ser variada a fim de se obter os resultados desejados.

[0140] A Figura 34 é uma vista em elevação de outro aspecto da presente invenção, ilustrando outra forma de um lingote 520 que pode ser produzido como parte da presente invenção. A Figura 34 mostra a superfície da porção superior afunilada 521, a parede lateral 520a, o raio 523 e a superfície da porção inferior afunilada 522. Uma vantagem e uma característica significativas dos aspectos da presente invenção são a capacidade de produzir qualquer uma de uma série configurações e de formas diferentes da peça fundida durante o processo de lingotamento em vez de através da usinagem ou de um outro processo após o lingotamento da peça fundida.

Estas características economias significativas de custo posteriormente à usinagem ou manipulação solidificado, bem como do reaquecimento e vantagens e

da da

irão permitir
de	despesas
peça	do molde
sucata e do

resíduo do processo pós-lingotamento.

[0141]

Também é observado que, embora as realizações mostradas nas

Figuras apresentem um primeiro lado, um segundo lado, um terceiro lado e um quarto lado, pode haver realizações da presente invenção em que os lados são configurados de uma maneira tal que dois, três, quatro ou mais lados definem a estrutura do molde com as superfícies internas dos ditos lados definindo a cavidade do molde, tudo dentro do âmbito da presente invenção.

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48/66 [0142] Também será apreciado pelos elementos versados na técnica que com a provisão de uma parede móvel do molde na presente invenção, outros benefícios serão recebidos, tal como a capacidade de corrigir o processo do molde para reduzir o intumescimento da base e posicionar os moldes em relação às calhas e para corrigir os distanciamentos do molde. Os elementos versados na técnica irão apreciar que isto permite que a peça fundida seja obtida mais rápida e eficientemente. A técnica anterior reconhece o problema com o intumescimento da base e as vantagens que seriam obtidas se o problema do intumescimento da base fosse resolvido. As tentativas anteriores tentaram aumentar a velocidade do lingotamento para reduzir o intumescimento da base; no entanto, os aspectos da presente invenção permitem um perfil paralelo resultante devido à capacidade de mover as paredes do molde, o que permite moldar a peça a ser fundida mais rapidamente com menos intumescimento da base ou sem o intumescimento aumentado da base.

[0143] As realizações da presente invenção também permitem que a velocidade de lingotamento seja otimizada. A velocidade de lingotamento em um arranjo de lingotamento vertical é a velocidade na qual o tijolo de fundo de soleira é abaixado no poço de lingotamento enquanto o metal derretido solidifica. Tem havido tradicionalmente um conflito de escolha entre a velocidade de lingotamento e a qualidade da peça fundida porque, embora se deseje moldar mais rapidamente de um ponto de vista da produção, velocidades de lingotamento mais rápidas resultam geralmente em mais contração e em uma superfície externa ou superfície de laminação côncava durante o lingotamento de estado

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49/66 constante. Se a velocidade de lingotamento for muito lenta em uma determinada aplicação, uma quantidade indesejável de intumescimento da base tende a resultar. As realizações da presente invenção podem, portanto, permitir que uma melhor contração seja gerenciada ou controlada para resultar em uma forma mais desejável da peça fundida quando do lingotamento a uma velocidade de lingotamento que deve resultar em uma contração excessiva mas para o uso da presente invenção. Uma forma mais desejável da peça fundida em algumas aplicações é uma peça fundida com os lados aproximadamente paralelos na porção média da peça fundida, o que provê geralmente uma superfície de laminação mais desejável. As realizações da presente invenção oferecem um gerenciamento aperfeiçoado da contração e um controle nos sistemas de lingotamento de metal derretido verticais.

[0144] As realizações da presente invenção que se referem ao gerenciamento da contração podem incluir um método para otimizar as superfícies de laminação de uma peça fundida produzida durante o lingotamento contínua do metal derretido. Em tal realização, uma correlação pode ser esboçada ou predita para uma determinada velocidade predeterminada do lingotamento para uma peça fundida específica, e essa contração de uma determinada quantidade em posições diferentes ao longo da peça fundida deve ocorrer. A presente invenção permite então o movimento relativo das paredes do molde (ou do primeiro lado e/ou do segundo lado) para se opor à contração, desse modo provendo um sistema de controle ou de gerenciamento da contração.

[0145] A Figura 35 é um diagrama esquemático de uma realização de um sistema de controle 570 que pode ser

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50/66 utilizado para controlar o movimento da parede lateral do molde ao praticar os aspectos da presente invenção. A Figura 35 ilustra a interface da máquina com o homem (HMI) 571, o controlador de lógica programável (PLC) 572 conectado de maneira operacional e controlado ou dirigido pela HMI 571, sendo que o primeiro motor 575 é propelido e controlado pelo primeiro motor auxiliar 574, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572, o segundo motor 577 propelido e controlado pelo segundo motor auxiliar 576, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572, o terceiro motor 579 propelido e controlado pelo terceiro motor auxiliar 578, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572 e o quarto motor propelido e controlado pelo quarto motor auxiliar 580, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572. É observado que este é um número exemplificador de componentes tais como os motores, motores auxiliares, PLC e HMI, sendo que nenhum número é requerido para a prática da presente invenção, nem qualquer provisão particular de um grupo de componentes semelhantes a outro.

[0146] A Figura 35 ilustra adicionalmente como cada um dos motores pode controlar um ou mais moldes, sem que nenhum número particular de moldes controlados seja requerido para a prática da presente invenção. A Figura 35 ilustra o primeiro motor 575 controlando dois moldes, o segundo motor 577 controlando um molde, o terceiro motor 579 controlando dois moldes e o motor X (que pode representar o número total de motores) controlando um molde.

[0147] A Figura 36 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 600 das paredes

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51/66 do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma superfície de lingotamento superior 602b, que também pode ser denominada como uma porção superior 602b da superfície de lingotamento, uma porção média 602a da superfície de lingotamento e uma área de superfície chanfrada inferior que é a porção inferior 602c da superfície de lingotamento. A Figura 36 ilustra a peça fundida 327, a corrente de refrigerante líquido 605, as paredes do molde 601, a calha 321, o ângulo chanfrado 603 para a porção superior 6 02b e o ângulo 6 04 para o chanfro em uma porção inferior 602c da superfície de lingotamento. O nível de metal derretido é mostrado na porção média 602a da superfície de lingotamento.

[0148] As Figuras 37A a 37E mostram uma série de configurações diferentes, ângulos e outras geometrias para as porções superior, média e inferior da superfície de lingotamento nas paredes do molde mostrando várias aplicações das realizações da presente invenção. Será apreciado que nenhuma configuração particular é requerida para a prática da invenção, mas que qualquer uma de uma série de configurações diferentes pode ser utilizada para otimizar realizações diferentes com base em parâmetros diferentes de lingotamento.

[0149] A Figura 37A é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 610 das paredes do molde 611 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção. A Figura 37A ilustra tal configuração que inclui duas áreas de superfície de lingotamento superior 612a e 612b, duas áreas de superfície de lingotamento inferior 612d e 612e e a porção

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52/66 média 612c da superfície de lingotamento, para cada parede do molde 611. A primeira área de superfície de lingotamento superior 612a fica ao ângulo 614 em relação à vertical, a segunda área de superfície de lingotamento superior 612b fica ao ângulo 613 em relação à vertical, a primeira área de superfície de lingotamento inferior 612e fica ao ângulo 614 em relação à vertical e a segunda área de superfície de lingotamento inferior 612d fica ao ângulo 613 em relação à vertical. A Figura 37A também mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 611.

[0150] A Figura 37B é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 700 das paredes do molde 731 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma porção superior e uma porção inferior que incluem uma superfície de lingotamento linear 731b e uma superfície de lingotamento arqueada ou curvada 731c, uma porção média 731a da superfície de lingotamento e uma porção inferior da superfície de lingotamento que inclui a superfície de lingotamento linear 731d e a superfície de lingotamento arqueada 731e. A Figura 37B também mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 731.

[0151] A Figura 37C é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 740 das paredes do molde 741 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma porção superior 742b da superfície de lingotamento, uma porção da superfície de lingotamento curvada ou arqueada inferior 742c e uma porção média da superfície de lingotamento 742a. A Figura 37C também mostra a

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53/66 peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 741.

[0152] A Figura 37D é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 750 das paredes do molde 751 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção. A Figura 37D ilustra uma área de superfície de lingotamento superior 752b ao ângulo 753 em relação à vertical ou a partir da área de superfície de lingotamento média que, neste caso, pelo fato de ser linear, uma área de superfície de lingotamento média 752a e uma área de superfície de lingotamento inferior 752c ao ângulo 755 em relação à vertical. Na Figura 37D, o ângulo 753 é diferente do ângulo 755 e o comprimento 754 da área chanfrada na porção superior é diferente do comprimento 756 na porção inferior da área chanfrada. Deve ser observado que a peça fundida desejada pode ser preferivelmente configurada utilizando configurações diferentes para a superfície de lingotamento, e configurações dissimilares nos ângulos e nos comprimentos da porção superior da superfície de lingotamento à porção inferior da superfície de lingotamento, tudo dentro do que é contemplado por alguns aspectos da presente invenção. A Figura 37D também mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 751.

[0153] A Figura 37E é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 760 das paredes do molde 761 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma superfície de lingotamento de combinação que inclui uma porção média 162a, uma porção superior 762b a um ângulo 763 em relação à vertical, uma porção inferior curvada ou arqueada 762c com um raio interno 764. A Figura 37E também

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54/66 mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 761.

[0154] As Figuras 38A a 38D são uma série de representações esquemáticas em elevação de uma configuração 620 das paredes do molde 621 com as superfícies de lingotamento e ilustram sequencialmente um método em que as realizações da presente invenção podem ser utilizadas no lingotamento, com referência particular ao nível de metal derretido e a superfície de lingotamento em relação ao nível de metal derretido durante o processo de lingotamento. As superfícies de lingotamento ilustradas nas Figuras 38A a 38D incluem a porção média 623a, a porção superior 623b no ângulo 625 da vertical, a porção inferior 623c no ângulo 626 da vertical, a peça fundida 327, e a calha 321 do metal derretido. As Figuras 38A a 38D ilustram adicionalmente um aspecto da presente invenção em que as paredes do molde 621, ou mais particularmente a superfície de lingotamento, podem ser movidas verticalmente para cima ou para baixo a fim de controlar mais eficazmente o nível de metal derretido em relação à superfície de lingotamento e à porção da superfície de lingotamento onde se deseja, nesse estágio do lingotamento, ter o nível de metal derretido. A fim de evitar repetição e nova exposição de cada componente em relação a cada uma das Figuras 38A a 38D, eles não serão repetidos para cada Figura. A seta 622 mostra o movimento vertical das paredes do molde 621 que causa o movimento vertical das superfícies de lingotamento e as setas 622a mostram como a superfície de lingotamento ou as paredes do molde 621 podem ser movidas horizontalmente com relação à peça fundida.

[0155] A Figura 38A ilustra, portanto, um nível

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55/66 de metal derretido na porção média 623a da superfície de lingotamento durante a fase inicial ou a iniciação em que o bloco de partida está sendo preenchido e ainda está localizado pelo menos parcialmente em 20, e as superfícies de lingotamento.

[0156] A Figura 38B ilustra, portanto, um nível de metal derretido na porção superior 623b da superfície de lingotamento durante a fase seguinte em que à porção inferior da peça fundida está sendo formada fora da dimensão mostrada na Figura 38B. Embora se possa indicar aqui que o nível de metal derretido é aumentado, isto é relativo, e se refere ao serviço de lingotamento, de modo que o nível de metal derretido pode ser aumentado ou pode subir em relação à superfície de lingotamento se as paredes do molde 621 forem movidas para cima e/ou para baixo para realizar o movimento relativo.

[0157] A Figura 38C ilustra, portanto, um nível de metal derretido novamente na porção média 623a da superfície de lingotamento, que é uma posição preferida durante o lingotamento, quando esta é indicada como lingotamento de estado constante.

[0158] A Figura 38D ilustra, portanto, um nível de metal derretido na porção inferior 623c da superfície de lingotamento durante a fase final em que a porção superior da peça fundida 327 é configurada conforme desejado, tal como ao colocar um afunilamento exatamente no mesmo ângulo aproximado 626 em que uma porção inferior 623c é configurada. É importante que o nível de metal derretido permaneça abaixo do ponto em que a porção média 623a da superfície de lingotamento cruza a porção inferior 623c da superfície de

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56/66 lingotamento. Esta é uma posição preferida para o nível de metal derretido durante a última fase de lingotamento para se obter uma parte superior afunilada na peça fundida 327. O ângulo de afunilamento resultante na peça fundida será aproximadamente igual ao ângulo 626, sendo permitidas tolerâncias e contrações.

[0159] A Figura 39 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 640 das paredes do molde 641 com as superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando uma superfície de lingotamento com uma porção superior 642b, uma porção média 642a e uma porção inferior 642c ao ângulo 648 em relação à vertical. A Figura 39 ilustra a peça fundida 327 sendo formada em sua porção superior com um afunilamento a um ângulo predeterminado 648. A Figura 39 ilustra adicionalmente a calha do metal derretido 321, o ponto de solidificação 647, o refrigerante líquido 644, e a superfície do metal derretido 645.

[0160] A Figura 40 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 620 das paredes do molde com a porção média 642a e a porção inferior 642c das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção. A Figura 40 ilustra como as paredes do molde podem ser movidas horizontalmente, tal como representado pela seta 651. Os pontos de solidificação 647 mostram onde a solidificação está ocorrendo e há uma área de congelamento 650 que geralmente irá ocorrer se o nível de metal derretido 645 não estiver abaixo do canto entre as duas superfícies de lingotamento mostradas em ou perto do ponto de solidificação 647. Se a solidificação ocorrer como congelamento 650, então as paredes

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57/66 do molde e a superfície de lingotamento não podem ser movidas mais para dentro porque o metal solidificado 650 ou congelado deve impedir o movimento interno das paredes do molde ou da superfície de lingotamento 642a. É por isso que, na maioria das realizações da presente invenção, durante essa fase de lingotamento, é preferível manter o nível de metal derretido 645 em ou abaixo do ponto de solidificação 647.

[0161] A Figura 41 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 660 das paredes do molde 641 ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando as superfícies de lingotamento incluindo uma porção superior 642c, a qual pode ser denominada superfície chanfrada, formando uma porção inferior da peça fundida afunilada 655 em combinação com o tijolo de fundo de soleira 657. Nesta fase do lingotamento, o metal móvel é depositado através da calha 321, e o nível de metal derretido 645 é mantido na porção superior 642c, que fica ao ângulo 654 em relação à vertical. A Figura 41 mostra como uma porção inferior de uma peça fundida pode ser formada em combinação pela configuração da cavidade interna de um tijolo de fundo de soleira 657 combinada com os aspectos da presente invenção providos pelas superfícies de lingotamento móveis e por uma superfície de lingotamento angular para resultados preferidos.

[0162] A Figura 42 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração de molde e de tijolo de fundo de soleira 350 que ilustra outra característica de algumas realizações da presente invenção, em que as paredes do molde 357 podem ser movidas para fora para acomodar a expansão do tijolo de fundo de soleira 354 na

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58/66 iniciação. É desejável que se tenha um encaixe sem folga entre o tijolo de fundo de soleira 354 e as paredes do molde 356 e 357. No entanto, uma vez que as paredes do molde da técnica anterior não são móveis para acomodar a expansão natural do tijolo de fundo de soleira metálico 354, seria difícil manter as tolerâncias desejadas entre as paredes do molde 356 e 357 e os lados do bloco inferior 354, que provavelmente iriam deixar o molde falso porque o tijolo de fundo de soleira 354 se tornaria ampliado e ficaria preso dentro da cavidade do molde entre as paredes do molde 356 e 357. A segunda identificação do tijolo de fundo de soleira 354 que está em 354 CE mostra o tijolo de fundo de soleira em sua condição expandida pelo calor, e as setas 358 e 359 mostram como as paredes do molde 356 e 357 podem ser movidas de modo que o mesmo encaixe sem folga entre as paredes do molde e o tijolo de fundo de soleira, mas o tijolo de fundo de soleira encontra com os conjuntos de expansão que ficam presos entre as paredes do molde. Neste caso, a altura do tijolo de fundo de soleira 355 é medida a partir da superfície inferior 354a e superior das paredes do tijolo de fundo de soleira 354b e 354c. As setas 358a e 358b mostram como as paredes do molde 356 e 357 podem ser movidas verticalmente.

[0163] Como será apreciado pelos elementos versados na técnica, há numerosas realizações da presente invenção, e variações dos elementos e dos componentes que podem ser utilizadas, tudo dentro do âmbito da presente invenção.

[0164] Uma realização da presente invenção, por exemplo, um molde de metal derretido, é provida, a qual

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59/66 compreende: uma estrutura da cavidade do molde que inclui um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, sendo que cada lado inclui uma superfície interna e as superfícies internas definem uma cavidade do molde; e em que o primeiro lado é montado de maneira móvel em relação ao segundo lado.

[0165] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um molde de metal derretido adicional, em que o segundo lado é montado de maneira móvel em relação ao primeiro lado; um molde de metal derretido adicional em que o primeiro lado se move linearmente com relação ao segundo lado; um molde de metal derretido adicional em que o primeiro lado é montado de maneira rotativa; e/ou um molde de metal derretido adicional o movimento giratório do primeiro lado em relação à estrutura da cavidade do molde altera a cavidade definida do molde. Nos aspectos adicionais, o movimento do primeiro lado e do segundo lado pode ser assíncrono.

[0166] Em outra realização, um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical pode ser provido, o qual compreende: uma estrutura da cavidade do molde que inclui um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, sendo que cada lado inclui uma superfície interna e em que as superfícies internas definem uma cavidade do molde; em que o primeiro lado e o segundo lado são montados de maneira móvel um em relação ao outro; e um tijolo de fundo de soleira configurado para se adaptar dentro da cavidade do molde na iniciação do sistema de lingotamento do molde.

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60/66 [0167] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical adicional em que o primeiro lado e o segundo lado se movem linearmente um em relação ao outro; um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical adicional em que o primeiro lado e o segundo lado são montados de maneira rotativa para o movimento um em relação ao outro; um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical em que o tijolo de fundo de soleira inclui duas paredes laterais e em que adicionalmente o terceiro lado e o quarto lado da estrutura da cavidade do molde combinados com as duas paredes laterais do tijolo de fundo de soleira definem a cavidade do molde na iniciação; um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical em que o tijolo de fundo de soleira inclui um aparelho de resfriamento interno; e/ou um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical adicional em que o tijolo de fundo de soleira é configurado para o movimento vertical dentro da cavidade do molde durante a iniciação para controlar uma calha a uma distância do tijolo de fundo de soleira durante o lingotamento inicial.

[0168] Em outra realização da invenção, um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta é provido, o qual compreende: a provisão de uma estrutura da cavidade do molde com um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que as superfícies internas do primeiro lado, do segundo lado, do terceiro lado e do quarto lado definem uma cavidade do molde disposta para receber o metal derretido; a provisão de um tijolo de fundo

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61/66 de soleira verticalmente móvel configurado em relação à cavidade do molde para conter o metal derretido que entra na cavidade do molde quando da iniciação; a provisão da o metal derretido na cavidade do molde; a movimentação do tijolo de fundo de soleira para baixo a uma razão predeterminada; e a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento e desse modo à variação das dimensões de uma peça fundida resultante durante o lingotamento.

[0169] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente o primeiro lado e o segundo lado são movidos linearmente um em relação ao outro; um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente o primeiro lado e o segundo lado são movidos assimetricamente um em relação ao outro; um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente o primeiro lado e o segundo lado são montados de maneira giratória relativamente à estrutura da cavidade do molde de uma maneira tal que o movimento giratório do primeiro lado e do segundo lado altera a cavidade definida do molde; e/ou um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente a movimentação do primeiro lado e do segundo lado são à mesma razão aproximada.

[0170] Outras realizações daquela descrita no segundo parágrafo precedente podem incluir: um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente a movimentação do primeiro lado e do segundo

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62/66 lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento compreende adicionalmente a movimentação do primeiro lado e do segundo lado distantes um do outro em uma porção anterior do lingotamento após a iniciação, para prover uma seção transversal crescente da peça fundida a partir de sua porção inferior; e/ou um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento compreende adicionalmente: a movimentação do primeiro lado e do segundo lado um em direção ao outro em uma porção de extremidade do lingotamento para prover uma seção transversal decrescente da peça fundida em sua porção superior. Estas realizações em que a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento podem compreender adicionalmente: a movimentação do primeiro lado e do segundo lado um em direção ao outro em uma porção de extremidade do lingotamento para prover uma seção transversal decrescente da peça fundida em sua porção superior. A seção transversal crescente da peça fundida a partir de sua porção inferior provê um afunilamento na porção inferior da peça fundida que pode, por exemplo, estar a um ângulo na faixa de 22 graus a 29 graus; e/ou a seção transversal crescente da peça fundida a partir de sua porção superior provê um afunilamento na porção superior da peça fundida que pode estar a um ângulo na faixa de 22 graus a 29 graus.

[0171] Em outras realizações do método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta tal como indicado acima, a movimentação do primeiro lado e do

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63/66 segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento produz uma peça fundida com uma seção transversal maior em uma porção média do que o tijolo de fundo de soleira; e/ou produz uma peça fundida com uma seção transversal maior em sua porção média do que em sua porção inferior e porção superior.

[0172] Contudo, em outra realização da invenção, um molde de metal derretido é provido, o qual compreende: uma estrutura da cavidade do molde incluindo um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado e espaçado do primeiro lado por uma distância variável, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, sendo que cada lado inclui uma superfície interna e as superfícies internas definem uma cavidade do molde; e em que a estrutura da cavidade do molde é alternativamente configurável para moldar uma primeira peça fundida com uma primeira espessura e para moldar uma segunda peça fundida com uma segunda espessura.

[0173] Contudo, em outra realização da invenção, um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta compreende: a provisão de uma estrutura da cavidade do molde com um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado e espaçado do primeiro lado por uma distância variável, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que as superfícies internas do primeiro lado, do segundo lado, do terceiro lado e do quarto lado definem uma cavidade do molde disposta para receber o metal derretido; a provisão de um tijolo de fundo de soleira verticalmente móvel configurado em relação à cavidade do molde para conter o metal derretido que entra na cavidade do molde quando da iniciação; a provisão da o metal derretido na

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64/66 cavidade do molde; o lingotamento de uma primeira peça fundida de uma primeira espessura; e a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro; e o lingotamento de uma segunda peça fundida de uma segunda espessura diferente da primeira espessura.

[0174] Contudo, em uma outra realização da invenção, um molde de metal derretido pode ser provido, qual compreende: uma estrutura do molde; um molde conectado de maneira operativa à estrutura do molde, sendo que o molde compreende: um primeiro lado montado de maneira móvel em relação à estrutura do molde; um segundo lado oposto ao primeiro lado e montado de maneira móvel na estrutura do molde; um terceiro lado; um quarto lado oposto ao terceiro lado; em que cada lado inclui uma superfície interna e as superfícies internas definem uma cavidade do molde; um primeiro motor conectado de maneira operativa ao primeiro lado e configurado para mover o primeiro lado em relação à estrutura do molde; um segundo motor conectado de maneira operativa ao segundo lado e configurado para mover o segundo lado em relação à estrutura do molde; e um controlador de lógica programável conectado de maneira operativa a e que controla o primeiro motor e o segundo motor para o controle do movimento predeterminado do primeiro lado e do segundo lado do molde.

[0175] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um molde de metal derretido em que adicionalmente o primeiro motor e o segundo motor são motores auxiliares; e/ou um molde de metal derretido que compreende adicionalmente uma interface com o

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65/66 usuário unida de maneira operativa ao controlador de lógica programável.

[0176] Em outra realização do método, um método de otimização das superfícies de laminação de uma peça fundida produzida durante o lingotamento contínuo do metal derretido pode ser provido, o qual compreende: a provisão de uma estrutura da cavidade do molde com um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que as superfícies internas do primeiro lado, do segundo lado, do terceiro lado e do quarto lado definem uma cavidade do molde disposta para receber o metal derretido; a provisão de um tijolo de fundo de soleira verticalmente móvel configurado em relação à cavidade do molde para conter o metal derretido que entra na cavidade do molde quando da iniciação; a provisão do metal derretido na cavidade do molde; a movimentação do tijolo de fundo de soleira para baixo a uma velocidade predeterminada do molde; e a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde de uma maneira predeterminada um em relação ao outro durante o lingotamento para otimizar a configuração da peça fundida para as operações posteriores. Uma possível realização adicional a esta pode ser uma em que a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da cavidade do molde desloca pelo menos substancialmente a contração predita durante o lingotamento à velocidade predeterminada do molde.

[0177] Em conformidade com o estatuto, a invenção foi descrita na linguagem mais ou mais menos específica no que diz respeito às características estruturais e metódicas. Deve ficar compreendido, no entanto, que a

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66/66 invenção não fica limitada às características específicas mostradas e descritas, uma vez que os dispositivos descritos na presente invenção compreendem as formas preferidas de prática da invenção. A invenção é reivindicada, portanto, em algumas de suas formas ou modificações dentro do âmbito apropriado das reivindicações em anexo interpretadas apropriadamente de acordo com a doutrina de equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MOLDE DE METAL FUNDIDO, caracterizado por compreender:

uma estrutura (161) de cavidade de molde que inclui um primeiro lado (164), um segundo lado oposto ao primeiro lado (164) , um terceiro lado (163) , e um quarto lado oposto ao terceiro lado (163), em que cada lado inclui uma superfície interna e as superfícies internas definem uma cavidade do molde (162), em que o primeiro e segundo lados são montados de maneira móvel em relação um ao outro;

em que as superfícies internas do primeiro lado e segundo lado têm uma porção inferior com uma superfície linear ou arqueada que inclina verticalmente e para fora; e um controlador que controla o movimento do primeiro lado da estrutura da cavidade do molde, de modo que o movimento do primeiro lado está relacionado a manter um nível de metal fundido da superfície superior relacionada na porção inferior do primeiro lado e ainda controla o movimento do primeiro lado da estrutura da cavidade do molde, em que dito controlador é um controlador programável (572) operacionalmente conectado para controlar movimento predeterminado do primeiro lado e do segundo lado para prover um afunilamento (521) em uma porção superior (201a) de uma peça fundida emergente (201) .
2. MOLDE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro lado se mover linearmente em relação ao segundo lado.
3. MOLDE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro lado ser montado em pivô.

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4. MOLDE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo movimento em pivô do primeiro lado em relação à estrutura (161) de cavidade de molde (162) alterar a cavidade de molde (162) definido.
5. MOLDE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo movimento do primeiro lado e do segundo lado ser assíncrono.
6. MOLDE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicionalmente pelo primeiro lado e o segundo lado serem montados de maneira móvel um em relação ao outro; e um bloco inferior (235) configurado para encaixar dentro da cavidade do molde (162) na inicialização do sistema de lingotamento de molde.
7. MOLDE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo primeiro lado e o segundo lado se moverem linearmente um em relação ao outro.
8. MOLDE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo primeiro lado e o segundo lado serem montados em pivô para o movimento de um em relação ao outro.
9. MOLDE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo bloco inferior (235) incluir duas paredes laterais e em que o terceiro lado e o quarto lado da estrutura (161) de cavidade de molde são combinados com as duas paredes laterais do bloco inferior (235) para definir a cavidade do molde (162) na inicialização.
10. MOLDE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo bloco inferior (382) incluir um aparelho de refrigeração interno.
11. MOLDE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo bloco inferior (235) ser configurado para

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3/6 movimento vertical dentro da cavidade do molde (162) durante a inicialização para controlar uma distância da calha ao bloco inferior durante o lingotamento na inicialização.
12. MOLDE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicionalmente pela estrutura (161) de cavidade de molde (162) ser alternativamente configurável para fundir uma primeira peça fundida com uma primeira espessura e fundir uma segunda peça fundida com uma segunda espessura.
13. MOLDE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicionalmente por:

um primeiro motor conectado de maneira operativa ao primeiro lado e configurado para mover o primeiro lado em relação à estrutura (161) de molde;

um segundo motor conectado de maneira operativa ao segundo lado e configurado para mover o segundo lado em relação à estrutura (161) de molde; e um controlador lógico programável (572) conectado de maneira operativa e que controla o primeiro motor e o segundo motor para controlar o movimento predeterminado do primeiro lado e do segundo lado do molde.
14. MOLDE, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo primeiro motor e o segundo motor serem servo motores.
15. MOLDE, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender adicionalmente uma interface de usuário humano unida de maneira operativa ao controlador lógico programável (572).
16. MÉTODO PARA LINGOTAMENTO DE METAL FUNDIDO COM RESFRIAMENTO DIRETO VERTICAL, caracterizado por compreender:

a provisão de uma estrutura (161) de cavidade de

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4/6 molde com um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado cada um incluindo uma superfície interna e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que as superfícies internas do primeiro lado, do segundo lado, do terceiro lado e do quarto lado definem uma cavidade do molde (162) disposta para receber o metal fundido;

a provisão de um bloco inferior (235) verticalmente móvel configurado em relação à cavidade do molde (162) para conter o metal fundido que entra na cavidade do molde (162) com a inicialização;

a provisão de metal fundido à cavidade do molde (162);

o deslocamento do bloco inferior (235) para baixo a uma razão predeterminada; e o deslocamento do primeiro lado e do segundo lado da estrutura (161) de cavidade de molde um em relação ao outro durante o lingotamento e desse modo variando as dimensões de uma peça fundida (201) resultante durante o lingotamento, provendo um afunilamento (521) em uma porção superior (201a) de uma peça fundida emergente (201).
17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo primeiro lado e o segundo lado serem movidos linearmente um em relação ao outro.
18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo primeiro lado e o segundo lado serem movidos assimetricamente um em relação ao outro.
19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo primeiro lado e o segundo lado serem montados em pivô em relação à estrutura (161) de cavidade de molde de maneira tal que o movimento em pivô do primeiro lado

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5/6 e do segundo lado altera a cavidade de molde (162) definida.
20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelos movimentos do primeiro lado e do segundo lado ocorrem à mesma razão aproximada.
21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo movimento do primeiro lado e do segundo lado da estrutura (161) de cavidade de molde um em relação ao outro durante o lingotamento compreender adicionalmente:

o deslocamento do primeiro lado e do segundo lado afastando um do outro em uma parte inicial do lingotamento após a inicialização, para obter uma seção transversal crescente da peça fundida (201) a partir de sua parte inferior.
22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo movimento do primeiro lado e do segundo lado da estrutura (161) de cavidade de molde um em relação ao outro durante o lingotamento compreender adicionalmente:

o deslocamento do primeiro lado e do segundo lado aproximando um do outro em uma parte final do lingotamento para obter uma seção transversal diminuída da peça fundida

(201) em sua parte superior (201a).
23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo movimento do primeiro lado e do segundo lado da estrutura (161) de cavidade de molde em relação ao outro durante o lingotamento compreender adicionalmente:

o deslocamento do primeiro lado e do segundo lado aproximando um do outro em uma parte final do lingotamento para obter uma seção transversal diminuída da peça fundida

(201) em sua parte superior (201a).
24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 21,

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6/6 caracterizado pela seção transversal crescente da peça fundida (201) a partir de sua parte inferior prover um afunilamento (522) na parte inferior da peça fundida (201) a um ângulo na faixa de 22 graus a 29 graus.
25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pela seção transversal crescente da peça fundida (201) a partir de sua parte superior (201a) provê um afunilamento (521) na parte superior (201a) da peça fundida (201) a um ângulo na faixa de 22 graus a 29 graus.
26. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo movimento do primeiro lado e do segundo lado da estrutura (161) de cavidade de molde em relação ao outro durante o lingotamento produzir uma peça fundida (201) com uma seção transversal em uma parte mediana maior do que o bloco inferior (235) .
27. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo movimento do primeiro lado e do segundo lado da estrutura (161) de cavidade de molde em relação ao outro durante o lingotamento produzir uma peça fundida (201) com uma seção transversal em sua parte mediana maior do que em sua parte inferior e sua parte superior (201a).
28. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender adicionalmente as etapas de:

o lingotamento de uma primeira peça fundida de uma primeira espessura;

o deslocamento do primeiro lado e do segundo lado da estrutura (161) de cavidade de molde em relação ao outro; e o lingotamento de uma segunda peça fundida de uma segunda espessura diferente da primeira espessura.