MX2014009452A - Sistema de deteccion de derrames. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames, el cual puede incluir una estructura de molde de fundición, un molde de fundición de metal fundido con una entrada del molde y una salida del molde, la salida del molde tiene un perímetro de la cavidad del molde; y un sistema de detección de derrames el cual puede incluir: un generador de señal que proporciona una corriente equilibrada a un sensor/conductor en o cerca del perímetro de la salida del molde; un detector de corriente conectado eléctricamente al sensor/conductor; y un controlador programable configurado para recibir una señal eléctrica desde el sistema de detección de derrames con respecto al estado del sensor/conductor.

Description

SISTEMA DE DETECCION DE DERRAMES Campo de la Invención Esta invención es relevante para el uso de un sensor con entradas y/o salidas en la detección y notificación a un sistema de control de un escape no deseado de metal fundido de una masa de metal solidificante que se funde con un molde de metal fundido de fundición semi-continua o continua. Esta invención se refiere a un sistema de detección de derrames mejorado.

Antecedentes de la Invención Los lingotes de metal, palanquillas, y otras piezas fundidas se forman típicamente por un proceso de fundición el cual utiliza un molde orientado verticalmente situado arriba un gran foso de fundición por debajo del nivel del piso de la instalación de fundición de metal, aunque esta invención también se puede utilizar en moldes horizontales. El componente inferior del molde de fundición vertical es un bloque de inicio. Cuando comienza el proceso de fundición, los bloques de inicio están en su posición más hacia arriba y dentro de los moldes. Cuando el metal fundido se vierte en el agujero o cavidad del molde y se enfría (típicamente con agua) , el bloque de inicio se baja lentamente a una velocidad2 predeterminada por un cilindro hidráulico u otro dispositivo. Cuando se baja el bloque de inicio, el aluminio o metal Ref. 250102 solidificado emerge del fondo del molde y se forman lingotes, barras redondas o palanquillas de varias geometrías, los cuales también pueden ser referidos en la presente como piezas fundidas.

Breve Descripción de la Invención Mientras que la invención se refiere a la fundición de metales en general, incluyendo sin limitación aluminio, latón, plomo, zinc, magnesio, cobre, acero, etc., los ejemplos dados y la modalidad preferida descrita se pueden dirigir al aluminio, y por lo tanto el término aluminio o metal fundido se puede utilizar en todo para consistencia a pesar de que la invención se aplica más generalmente a metales .

Mientras que hay numerosas maneras de lograr y configurar un arreglo de fundición vertical, la Figura 1 ilustra un ejemplo de un arreglo de fundición en mesa para palanquillas. En la Figura 1 la fundición vertical de aluminio ocurre generalmente por debajo del nivel de elevación del piso de la fábrica en un foso de fundición. Directamente debajo del piso de foso de fundición 101a está un cajón 103, en el cual se coloca el barril de cilindro hidráulico 102 del cilindro hidráulico.

Como se muestra en la Figura 1, los componentes de la porción inferior de un aparato de fundición de aluminio vertical típico, mostrados dentro de un foso de fundición 101 y un cajón 103, son un barril de cilindro hidráulico 102, un ariete 106, un alojamiento de la base de montaje 105, un plato 107 y una base del bloque de inicio 108 (también referida como una base de bloque inferior o cabezal de inicio) , todos mostrados a elevaciones por debajo del piso de la instalación de fundición 104.

El alojamiento de la base de montaje 105 se monta en el piso 101a del foso de fundición 101, por debajo del cual está el cajón 103. El cajón 103 se define por sus paredes laterales 103b y si piso 103a.

Un montaje de mesa de moldeo típica 110 también se muestra en la Figura 1, la cual se puede inclinar como se muestra por el cilindro hidráulico 111 que empuja el brazo basculante de la mesa de moldeo 110a de modo que pivota alrededor del punto 112 y de ese modo eleva y gira el montaje de bastidor de fundición principal, como se muestra en la Figura 1. También hay carros de mesa de moldeo los cuales permiten que los montajes de mesa de moldeo sean movidos hacia y desde la posición de fundición por encima del foso de fundición.

La Figura 1 muestra además el plato 107 y base del bloque de inicio 108 parcialmente descendidos en el foso de fundición 101 con piezas fundidas o palanquillas 113 siendo parcialmente formadas. La pieza fundida 113 está en la base del bloque de inicio 108, todo lo cual se conoce en la técnica y por lo tanto no se necesita mostrar o describir con mayor detalle. Mientras que el término bloque de inicio se utiliza para el elemento 114, cabe señalar que los términos bloque inferior y cabezal de inicio también se utilizan en la industria para referirse al elemento 114, bloque inferior se utiliza típicamente cuando un lingote está siendo fundido y cabezal de inicio cuando una palanquilla está siendo fundida.

Mientras que la base del bloque de inicio 108 en la Figura 1 sólo muestra un bloque de inicio 114 y pedestal 115, típicamente hay varios de cada uno montados en cada base del bloque de inicio, los cuales simultáneamente funden palanquillas, formas especiales o lingotes cuando el bloque de inicio se baja durante el proceso de fundición, como se muestra después en las Figuras posteriores y como se sabe.

Cuando el fluido hidráulico se introduce en el cilindro hidráulico a presión suficiente, el ariete 106, y en consecuencia el bloque de inicio 114, se elevan al nivel de inicio de elevación deseado para el proceso de fundición, el cual es cuando los bloques de inicio están dentro del montaje de mesa de moldeo 110.

La bajada de la base del bloque de inicio 108 se realiza midiendo el fluido hidráulico del cilindro a una velocidad predeterminada, bajando por lo cual el ariete 106 y en consecuencia el bloque de inicio a una velocidad predeterminada y controlada. El molde se enfría de manera controlable durante el proceso para ayudar en la solidificación de los lingotes o palanquillas que emergen, utilizando típicamente medios de enfriamiento de agua.

Hay numerosas tecnologías de moldeo y fundición que se adaptan en las tablas de moldeo, y en particular ninguna se requiere para poner en práctica las diversas modalidades de esta invención, puesto que son conocidas por los expertos normales en la técnica.

Las mesas de moldeo vienen en todos los tamaños y configuraciones debido a que hay numerosos fosos de fundición dimensionados y configurados de manera diferente sobre los cuales se colocan las mesas de moldeo. Las necesidades y requisitos de una mesa de moldeo para adaptarse a una aplicación particular, por lo tanto dependen de numerosos factores, algunos de los cuales incluyen las dimensiones del foso de fundición, las ubicaciones de las fuentes de agua y las prácticas de la entidad que opera el foso.

El lado superior de la mesa de moldeo típica se conecta operativamente a, o interacciona con, el sistema de distribución de metal. La mesa de moldeo típica también se conecta operativamente a los moldes los cuales aloja.

Cuando el metal se funde utilizando un molde vertical de fundición semi-continua o continua, el metal fundido se enfría en el molde y emerge continuamente desde el extremo inferior del molde cuando la base del bloque de inicio se baja. La palanquilla emergente 113, lingote, u otra configuración está destinada a ser suficientemente solidificada de manera que mantiene su forma deseada. Hay un espacio de aire entre el metal solidificado emergente y la pared de anillo permeable. Por debajo de esto, también hay una cavidad de aire del molde entre el metal solidificado emergente y la porción inferior del molde y equipo relacionado .

Puesto que el proceso de fundición generalmente utiliza fluidos, incluyendo lubricantes, necesariamente hay conductos y/o tuberías diseñadas para suministrar el fluido a las ubicaciones deseadas alrededor de la cavidad del molde. Aunque el término lubricante será utilizado a través de esta especificación, se entiende que este también significa fluidos de todo tipo, ya sea un lubricante o no, y también puede incluir agentes de liberación.

Trabajar dentro y alrededor de un foso de fundición y metal fundido puede ser potencialmente peligroso y se desea encontrar continuamente formas de aumentar la seguridad y minimizar el peligro o riesgo de accidente al cual están expuestos los operadores del equipo. Además, una ventaja es reducir la probabilidad de daños potenciales y costos asociados al equipo e instalaciones circundantes.

Breve Descripción de las Figuras Las modalidades preferidas de la invención se describen a continuación con referencia a las siguientes figuras acompañantes.

La Figura 1 es una vista en elevación de un foso de fundición vertical típico, cajón y aparato de fundición de metal; La Figura 2A es una vista en perspectiva de una de las numerosas estructuras de molde con las cuales se pueden utilizar las modalidades de esta invención.

La Figura 2B es una vista en perspectiva de una de las numerosas estructuras de molde con las cuales se pueden utilizar las modalidades de esta invención, mostrando un derrame de metal fundido del producto fundido.

La Figura 3 es una representación de la vista superior esquemática de una mesa de moldeo con cuatro filas y siete columnas de moldes de metal fundido; La Figura 4A ilustra un diseño de diagrama de bloques esquemático ejemplar de un sistema de detección de derrames conectado a un controlador programable. El sistema de detección de derrames consiste de un generador de señal y detector de corriente y un sensor/conductor .

La Figura 4B ilustra cómo un controlador programable se puede conectar operativamente a un sensor de derrames y un generador de señal, en donde el controlador programable puede realizar la función de proporcionar las funciones de detección de corriente de la señal.

La Figura 4C ilustra cómo un controlador programable se puede conectar operativamente a un sensor de derrames y un detector de corriente, en donde el controlador programable puede realizar la función de proporcionar las funciones de generación de señal.

Figura 4D es una configuración ejemplar de cómo el controlador programable o "PLC" se puede conectar operativamente al sensor 194, en donde el controlador programable se puede configurar para proporcionar tanto la detección, percepción o monitoreo de corriente y las funciones de generación de señal .

La Figura 4E ilustra un esquema o diseño de bloques ejemplar de un controlador programable conectado operativamente a un sistema de alarma y un sistema SCADA.

La Figura 4F ilustra un diagrama de bloques ejemplar de cómo un controlador programable se puede conectar operativamente a un sistema de notificación al usuario y también a otros componentes del sistema.

La Figura 4G ilustra a través de un diagrama de bloques esquemático una configuración en donde un sistema de detección de derrames se conecta operativamente a una alarma, SCADA, una notificación al usuario u otro sistema.

La Figura 5A ilustra los diversos efectos posibles de los derrames en las trayectorias del circuito eléctrico en el cierre de un circuito abierto, abertura de un circuito cerrado, o derivación de un nivel de operación de resistencia o impedancia.

La Figura 5B proporciona una demostración de un circuito que consiste de un alambre, sistema de detección de derrames, y la superficie del molde.

La Figura 6 es una vista de varias formas de onda posibles seleccionadas de numerosas formas de onda posibles que se podrían utilizar en el sistema de detección de derrames .

La Figura 7 es una vista en perspectiva del lado de salida de un molde que muestra una de las muchas modalidades posibles de un sensor de derrames que consiste de una placa separada de un molde por una capa de aislamiento.

La Figura 8 es una vista en perspectiva del lado de salida de un molde que muestra una de las muchas modalidades posibles de un sensor de derrames que consiste de dos placas separadas entre sí por una capa de aislamiento.

La Figura 9A es una vista en perspectiva de un alojamiento de componentes principales representativo de uno que puede alojar un controlador programable, y componentes remotos del sistema; La Figura 9B muestra un diagrama de bloques de un controlador programable donde el sistema está contenido en una sola ubicación.

La Figura 9C muestra un diagrama de bloques de un sistema de controlador programable donde el sistema puede consistir de una ubicación central principal y componentes remotos del sistema.

La Figura 10 muestra un diagrama de bloques que indica una relación general entre un sensor de derrames, generador de señal, detector de corriente, y componentes remotos del sistema.

Descripción Detallada de la Invención Muchos de los medios de sujeción, conexión, manufactura y otros medios y componentes utilizados en esta invención son ampliamente conocidos y utilizados en el campo de la invención descrita, y su tipo o naturaleza exacta no es necesaria para un entendimiento y uso de la invención por una persona experta en la técnica o ciencia; por lo tanto, no se discutirán en detalle significativo. Además, los diversos componentes mostrados o descritos en la presente para cualquier aplicación específica de esta invención se pueden variar o alterar como se anticipa por esta invención y la práctica de una aplicación o modalidad específica de cualquier elemento ya puede ser ampliamente conocida o utilizada en la técnica o por las personas expertas en la técnica o ciencia; por lo tanto, cada uno no se discutirá en detalle significativo.

Los términos "un", "uno", y "el" como se utilizan en las reivindicaciones en la presente se utilizan de acuerdo con la práctica de redacción de reivindicaciones desde hace mucho tiempo y no de manera limitante. A menos que se describa específicamente en la presente, los términos "un", "uno", y "el" no se limitan a uno de tales elementos, sino en su lugar significa "al menos uno" .

Se ha de entender que esta invención se aplica a y se puede utilizar en relación con diversos tipos de tecnologías de vertido de metal y configuraciones. Además, es de entender que esta invención se puede utilizar en dispositivos de fundición horizontal o vertical.

Por lo tanto, el molde debe ser capaz de recibir el metal fundido desde una fuente de metal fundido, cualquiera que sea el tipo de fuente particular. Las cavidades del molde en el molde, por lo tanto, deben ser orientadas en la posición de recepción de metal fundido o fluido con relación a la fuente de metal fundido.

Se apreciará por los expertos en la técnica que las modalidades de esta invención pueden y serán combinadas con nuevos sistemas y/o reconversiones a sistemas de fundición operativos existentes, todo dentro del alcance de esta invención. El solicitante incorpora por la presente como referencia, la Patente de Estados Unidos No. 6,446,704 y Patente de Estados Unidos No. 7,296,613, como si se describieran completamente en la presente.

La Figura 1 es una vista en elevación de un foso de fundición vertical, cajón y aparato de función de metal, y se describió con más detalle anteriormente.

En el moldeo de metales por fundición semi-continua o continua tal como el aluminio, es deseable monitorear de manera más confiable lo que puede ser referido como una condición de escape o derrame, de los confines ya sea de la cavidad del molde o a través de la capa solidificante de la pieza fundida. Esta condición puede crear problemas significativos en el proceso de moldeo (tal como la seguridad personal y destrucción del equipo) , permitiendo que el metal fundido escape en el área de fundición.

La Figura 2A es una vista en perspectiva de una de las numerosas estructuras de moldes con las cuales se pueden utilizar las modalidades de esta invención, que ilustra una batea refractaria 135, entrada del molde 134, salida del molde 136, pared perimetral permeable 130, típicamente un anillo de grafito, conductos de entrada de agua 133 y estructura del molde 131. La Figura 2A ilustra además una pieza fundida redonda 137 que emerge de la salida del molde 136.

La Figura 2B es una vista en perspectiva de los mismos elementos como se describe para la Figura 2A, pero exhibe una abertura representativa 138 en la capa exterior de la pieza fundida 137, lo que da como resultado que el metal fundido 139 escape de los límites normales, o en la condición representada por el término "derrame." Como se entendería por un experto normal en la técnica, tales apariciones de grietas y condiciones de derrame pueden variar, de modo que lo mostrado en la Figura 2B representa las diversas condiciones de derrame posibles.

El ambiente de la fundición es severo y cáustico y tiende a crear corrosión y deterioro significativos de los componentes expuestos. Mientras que los componentes electrónicos y/o basados eléctricamente pueden proporcionar sensores y detectores más precisos y controlables, son a veces más susceptibles al ambiente severo de la fundición. Por lo tanto, un objeto de algunas modalidades de esta invención es proporcionar un sistema de detección de derrames con propiedades de corrosión mejoradas en el ambiente de la fundición.

La Figura 3 es una representación de la vista superior esquemática de una mesa de moldeo 150 con cuatro filas 152 y siete columnas 151 de moldes de metal fundido, que ilustra las coordenadas X-Y bidimensionales ejemplares. La Figura 3 muestra la mesa de moldeo con x dimensión 153 e y dimensión 154.

Se ha encontrado como parte de esta invención que si se utiliza una señal oscilante o fluctuante, tal como un corriente/voltaje alternos, en lugar de una corriente/voltaje directos o constantes, y la corriente o voltaje equilibrado se mantiene o se equilibra dentro de un intervalo o tolerancia alrededor de cero, la corrosión en los componentes de detección de derrames se reduce, minimiza y/o elimina. También un objeto de algunas modalidades de esta invención es proporcionar un generador de señal basado eléctricamente el cual proporciona corriente o voltaje alterno equilibrado el cual se equilibra esencialmente a un valor predeterminado, tal como cero, o dentro de un intervalo razonable alrededor de cero.

La Figura 4A proporciona un diagrama de bloques simple que representa varios de los componentes principales de una modalidad de la invención, y en general ilustra modalidades de un sistema de detección de derrames 177 y un sistema de control de detección de derrames 178. Un controlador programable 180 envía la salida a, y recibe la entrada de, un generador de señal 181. El generador de señal envía la corriente equilibrada a un detector de corriente 183 con la información correspondiente proporcionada al controlador programable 180. La Figura 4A ilustra el sensor de derrames operativamente conectado al detector de corriente 183 y además ilustra el controlador programable 180 conectado operativamente al componente de alarma 179, el cual puede ser una alarma, un sistema SCADA u otro componente del sistema configurado para recibir tal señal y proporcionar una alarma, notificación, datos o acciones como resultado.

La Figura 4B ilustra una configuración ejemplar en donde el conductor y/o sensor de derrames 182 se puede conectar a los componentes del controlador programable 180 y a un generador de señal 181, la cual es una configuración en donde el controlador programable 180 puede realizar la función del detector de corriente. La Figura 4C muestra cómo el controlador programable 190 se puede conectar a un sensor de derrames 191 y un detector de corriente 192, la cual también es una configuración en donde el controlador programable (el cual también puede ser referido como un controlador lógico programable o "PLC"), puede realizar la función de generación de señal.

La Figura 4D es una configuración ejemplar de cómo el controlador programable 193 o controlador lógico programable ("PLC") se conecta operativamente al sensor 194 y en donde el controlador programable se puede configurar para proporcionar las funciones tanto de detección de corriente como generación de señal . Como se aprecia por los expertos normales en la técnica, tales arreglos del sistema podrían ser estructurados en una variedad de maneras física y electrónicamente .

La Figura 4E ilustra un esquema o diseño de bloques ejemplar de un controlador programable 180 conectado operativamente a un sistema de alarma 185 y un sistema SCADA 186. La Figura 4F ilustra un diagrama de bloques ejemplar de cómo un controlador programable 180 se puede conectar operativamente a un sistema de notificación al usuario 196 y también a otros componentes del sistema. La Figura 4G ilustra a través de un diagrama de bloques esquemático una configuración en donde un sistema de detección de derrames se conecta operativamente a una alarma, SCADA, una notificación al usuario u otro sistema 199.

Aunque se describen sistemas de detección de derrames en una modalidad de esta invención en donde un sensor de derrames se configura en o cerca del perímetro de la salida del molde, se apreciará por los expertos en la técnica que los otros componentes y elementos del sistema se pueden ubicar ya sea en o cerca del perímetro de la salida del molde o remotos en cualquier otra ubicación, todos dentro de la contemplación de esta invención. En otra modalidad de esta invención, un dispositivo sensor/conductor se puede ubicar en o cerca del perímetro de la salida del molde, o alternativamente se podría ubicar en la misma, o una ubicación diferente con respecto al sensor/conductor. El sensor/conductor, como se aprecia por un experto normal en la técnica, se podría arreglar para formar un circuito abierto, circuito cerrado, o ajustar de otro modo para operar a algún nivel esperado de impedancia normal que puede, por lo tanto, alterarse en una condición de derrame para mostrar alguna otra característica, tal como el cambio de circuito abierto a cerrado, un circuito cerrado a abierto, o el cambio de su impedancia total de alguna otra manera. La Figura 5A proporciona esquemas de un sensor/conductor de derrames que normalmente está en una condición abierta 201, normalmente está en una condición cerrada 202, o está arreglado de otra manera con alguna cantidad de impedancia 203 como se representa por las cantidades de resistencia. La condición de derrame, por lo tanto, puede conducir a la alteración de los niveles de corriente esperados con base en las condiciones de operación normales. La Figura 5B proporciona una indicación de cómo un alambre 205 se puede utilizar para una conexión eléctrica entre el sistema de detección de derrames 206 o circuitos del detector de derrames, con el uso del material conductor del molde 207 y montaje del molde para completar esa trayectoria. Un experto normal de la técnica reconocería que tales bucles eléctricos podrían ser completados utilizando alambres o varias otras formas de material conductor.

Cuando se utiliza en la presente el término corriente equilibrada, se pretende que se interprete ampliamente para referirse a una corriente la cual es oscilante o fluctuante alrededor de un intervalo de puntos o línea de referencia promedio. La Figura 6 proporciona varios ejemplos de posibles formas de onda, lo cual no es exhaustivo, ya que un experto normal en la técnica reconocería que tales formas de onda pueden ser estructuradas o variadas en un alto número de maneras. En una modalidad típica sería una onda de corriente sinusoidal 201 equilibrada alrededor de una referencia neutral de valor cero, pero también puede referirse a una onda cuadrada 202 u otra forma de forma de onda, y que las ondas o área dentro de la forma de onda cuadrada, sinusoidal, u otro forma no necesitan ser de forma, valor de pico, o duración de período de tiempo idénticos para ser equilibras. Otros ejemplos incluyen una forma de onda de pulso 203, forma de onda rectangular 204 que podría ser idéntica o de diferentes formas en los lados positivos o negativos del promedio, y una forma de onda triangular 205. El valor medio o promedio de la forma de onda, como se entiende por los expertos normales en la técnica, también podría ser referido como, sin limitación, una polarización de DC o coeficiente de DC que puede o no estar en el valor de cero. Para un experto normal en la técnica, la forma de onda también se podría describir como los valores de ánodo o cátodo con relación al tiempo.

Cuando se utiliza en la presente el término generador de señal se utiliza en su sentido más amplio para referirse a cualquier dispositivo o elemento que está proporcionando, generando, o transmitiendo una corriente eléctrica, señal u otra energía conductora o potencial eléctrico a y/o a través de un sensor/conductor de derrames, el cual puede ser el sensor de derrames, o estar en conexión eléctrica con el sensor de derrames . Como se entendería por un experto normal en la técnica, la ubicación del generador de señal de derrames puede variar tanto física como electrónicamente, y se podría arreglar como una unidad electrónica ensamblada separada, una porción del controlador mismo, o como componentes arreglados de otra manera para proporcionar la señal eléctrica utilizada por el sistema de detección de derrames. En la contemplación parcial de esta invención, el uso de la frecuencia del generador de señal se podría emplear en un amplio intervalo de valores, con las posibles frecuencias típicamente seleccionadas dependiendo de las ventajas electrónicas tales como, las características deseadas las cuales pueden resultar de la impedancia de la interacción refrigerante del sensor/conductor, o la reducción de la corrosión resultante. De manera similar, las modalidades de esta invención se podrían utilizar con una variedad de formas de onda alternas proporcionadas por el generador de señal como se describió anteriormente .

Dependiendo de la conductividad del líquido utilizado como parte de los procesos de refrigerante de fundición, la salida del generador de señal que proporciona la corriente equilibrada puede necesitar un ajuste para el potencial óptimo con niveles de corriente resultantes. En modalidades contempladas de la invención, la salida del generador de señal se podría ajustar manualmente, establecer a ciertos valores mediante el controlador programable, o ajustar automáticamente vía el controlador programable. La conductividad del refrigerante líquido afecta a la corrosión debido a que como corre fuera sobre los dos anillos, un anillo es negativo y un anillo es positivo, y el refrigerante líquido tiene suficiente conductividad o la capacidad para permitir que la carga pase a través de estos y de este modo causar la corrosión.

En una celda de corrosión electrolítica los iones se remueven de uno de los componentes, se transfieren en la solución, y se depositan en el otro componente. Mediante el uso de AC se neutralizan efectivamente la reacción de electrólisis reduciendo o eliminando de este modo la corrosión resultante.

Cuando se utiliza en la presente el término sensor de derrames, puede ser cualquiera de un número de diferentes arreglos de materiales, elementos o componentes conductores dentro de la contemplación de esta invención, tales como, sin limitación, una placa o placas metálicas, cableado, u otros materiales que crean una trayectoria conductora con niveles de operación normales intencionales de impedancia o conductancia entre los materiales conductores. El nivel de impedancia o conductancia entre los materiales conductores se podría establecer en una variedad de manera conocida de los expertos normales en la técnica. Algunas modalidades dentro de la contemplación de esta invención para un sensor/conductor de derrames podrían incluir la conductividad de la materia colocada entre las porciones de metal conductor, o componentes entre los materiales conductores que proporcionan resistencia o reactancia, o alguna combinación que forma niveles de impedancia, como se describe con la Figura 5.

La Figura 7 muestra una modalidad de esta invención que utiliza una capa de aislamiento 220 entre el fondo del molde 221 y una placa 222 (un sensor/conductor de derrames) que se puede unir. En esta modalidad, un resistor u otro componente de impedancia 223 se instala derivando o pasando a través de la capa de aislamiento 220. La placa y el cuerpo del molde se conectan eléctricamente en lo que podría ser visto como un voltaje positivo y negativo alterno instantáneo con relación al cuerpo del molde que se obtiene. Los niveles de impedancia que pueden estar presentes debido al refrigerante y/o metal fundido 225 también se representan en la Figura 7.

Otra modalidad utiliza dos placas, 222a y 222b, como se muestra en la Figura 8 unidas al fondo del molde 221, con una capa de aislamiento 220 entre las placas, y un resistor 223 colocado en su lugar conectando las placas. Las placas se conectan eléctricamente en lo que se puede ver como un voltaje positivo y negativo alterno instantáneo entre las dos placas. Los niveles de impedancia que pueden estar presentes debido al refrigerante y/o metal fundido 225 también son representados en la Figura 8. Las trayectorias contempladas para la corriente eléctrica podrían incluir la modalidad de dos o más alambres a la trayectoria del sensor/conductor de derrames, permitiendo así su conexión al generador de señal, controlador de PLC y/o detector de corriente. También se ha contemplado una modalidad adicional que utiliza un alambre al sensor/conductor de derrames, donde el molde y equipo de moldeo ensamblado podrían proporcionar una de las trayectorias de corriente.

Cuando se utiliza en la presente el término controlador o controlador programable, se puede referir a cualquier número de diferentes tipos de estructuras de control, tales como, sin limitación, un controlador lógico programable que consiste de un alojamiento de componentes principal 240 como se muestra en las Figuras 9A y 9B, o con una combinación de un alojamiento de componentes principal 240 y componentes del sistema remotos 241, como se ilustra en las Figuras 9A y 9C. El controlador programable podría referirse a un circuito de control que contiene componentes ajustables, o electrónica precableada arreglada para proporcionar las funciones de control deseadas. Un experto normal en la técnica apreciará que mientras el uso de un controlador lógico programable, PLC, es común, no sería la única alternativa en la configuración de un controlador.

Mientras que las modalidades de esta invención incluyen o utilizan un detector de corriente electrónica, hay que señalar que este puede incluir: un circuito diseñado con un componente o componentes que conmutan o de otra manera cambian la condición cuando enfrentan varios niveles de potencial o corriente eléctrica, un módulo o componente considerado una parte de un controlador programable, o cualquier otro material arreglado para cambiar su salida en la presencia de corrientes o potenciales eléctricos en varios niveles. La Figura 10 proporciona un esquema de una modalidad de la relación entre un sensor/conductor de derrames 261, detector de corriente 262, y controlador programable 263. En una modalidad como la mostrada, el detector de corriente 262 en operación sería ubicado para recibir corriente o potencial con base en el flujo de corriente a través del sensor/conductor de derrames 261, y que procesa esta corriente dependiendo de los umbrales establecidos de forma manual o en la entrada del controlador, y proporciona salida del detector de corriente electrónica al controlador programable con base en los niveles de umbral . Un cierre de umbral en esta modalidad se representa por un interruptor interno 264 que se cierra cuando detecta un nivel de umbral de corriente. La salida del detector de corriente al controlador programable 263 por lo tanto cambia dependiendo de las condiciones actuales, proporcionando información al controlador programable con respecto al estado del detector de corriente. Como se considera para esta invención, el término de umbral puede referirse a cualquier valor de magnitud positiva o negativa que es suficiente para activar algún cambio en la salida del detector de corriente. Como es conocido por un experto normal en la técnica, dependiendo de la estructura del circuito, tales umbrales podrían ser ajustables con el uso de diferentes componentes, componentes ajustables, o en los cambios de la configuración del controlador programable. Como se indicó y entendió anteriormente por los expertos normales en la técnica, el detector de corriente se podría ubicar física y electrónicamente en una variedad de ubicaciones. Tales modalidades consideradas podrían ser estructuradas en los ejemplos de una unidad electrónica ensamblada separada, una porción del propio controlador, o componentes de otra manera arreglados para cambiar el estado cuando se enfrentan con varios niveles de corriente.

Aquellos expertos normales en la técnica entenderían que el controlador programable se podría configurar para una variedad de funciones en relación con los otros elementos del sistema de detección de derrames en operación. Las modalidades de función de controlador programable contempladas en relación con esta invención incluyen, pero no se limitan a, varias funciones que se pueden utilizar independiente o individualmente, o en diversas combinaciones de algunas o todas las funciones. Las entradas ejemplares, no serán consideradas como una lista exhaustiva de todas las entradas potenciales y consideradas, de modo que el controlador programable que se puede configurar para recibir podría incluir una o más de: una señal o señales de un detector de corriente, la magnitud de la forma de onda que se proporciona por el generador de señal, y la identificación del molde o moldes cuyo sensor/conductor de derrames, es la fuente de la información. Como se aprecia por un experto normal en la técnica, estas entradas de otras porciones del sistema pueden ser efectivamente una señal eléctrica real, o puede ser la ausencia de una señal eléctrica. Los ejemplos de salidas contempladas para el controlador programable, de nuevo no es una lista exhaustiva, incluyen: un comando para el generador de señal con respecto a las características de la señal que proporciona tales como magnitud, frecuencia, y/o forma de onda; y comandos de restablecimiento para el detector de corriente con base en el estado del detector de corriente. En operación, un detector de corriente podría alcanzar el umbral descrito anteriormente. El controlador programable se puede utilizar para alterar el estado del detector de corriente establecido alcanzando el umbral. Como es conocido por los expertos normales en la técnica, el controlador programable se puede arreglar para responder y/o restablecer el detector de corriente, cuando ignora su señal, o cuando se utiliza para iniciar otros procesos. Las salidas del controlador programable posibles adicionales se contemplan como parte de esta invención, el controlador programable se podría arreglar para proporcionar una alarma u otra notificación al operador, o comandos a otro equipo en respuesta a la condición de derrame. El término "notificación" será utilizado para referirse a cualquiera de estas funciones de una alarma, ya sea proporcionando información, o en la vinculación a otras etapas del proceso .

Otra característica contemplada en diversas modalidades de la invención incluye una función de prueba, que permite la determinación del estado de la trayectoria de corriente del sensor/conductor de derrames y operatividad antes de la fundición, durante las operaciones de fundición, o en cualquier otro punto cuando se desee por el usuario. En línea con un experto normal en la técnica, este proceso se podría arreglar en una variedad de maneras, pero para algunas de las modalidades contempladas para esta invención, el controlador programable dirige el generador de señal para modificar la señal proporcionada al sensor/conductor de derrames, tal como en las áreas de magnitud, frecuencia, o forma de onda, de manera que la corriente al detector de corriente cumpliría la configuración de umbral del detector de corriente. El detector de corriente enviaría de manera correspondiente la información al controlador programable, o la falta de información, la cual el controlador programable, de acuerdo con su configuración, podría reconocer como el estado de operabilidad del sensor/conductor de derrames y su estado de conexión eléctrica. Como se describió anteriormente en las salidas del controlador programable potenciales, el controlador programable luego se puede utilizar para una o más de las funciones de redirigir el "generador de señal a niveles de operación normales, restablecer el detector de corriente en relación con sus umbrales. Además, el controlador programable se puede arreglar para reconocer las señales recibidas, o no recibidas, que están durante los procesos de pruebas, o fuera de los procesos de pruebas .

Como se entenderá por un experto normal en la técnica, el aislamiento eléctrico podría ser referido como un sólido, líquido, gas, o alguna otra forma de separación eléctrica. Como se entendería de manera similar, la magnitud de la forma de onda podría variar considerablemente, pero idealmente se mantendría a niveles razonablemente bajos para diseños de circuito y seguridad, pero aún sería bastante sustancial para realizar la función deseada .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (30)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un molde de fundición semi -continua o continua con un sistema de detección de derrames, caracterizado porque comprende : una estructura de molde de fundición; un molde de fundición de metal fundido con una entrada del molde y una salida del molde, la salida del molde tiene un perímetro de cavidad del molde; un sistema de detección de derrames que comprende: un generador de señal que proporciona una corriente equilibrada a un sensor/conductor de un sensor/conductor de derrames, en o cerca del perímetro de la salida del molde, conectado eléctricamente a los otros componentes; y un detector de corriente configurado para monitorear la impedancia del sensor/conductor; un controlador programable configurado para recibir una señal eléctrica del sistema de detección de derrames con respecto al estado del sensor/conductor .

2. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un detector de corriente electrónica conectado opera ivamente entre el controlador programable y el sensor/conductor de derrames, y configurado para recibir señales desde el sensor/conductor de derrames y proporcionar al controlador programable una señal del estado del derrame.

3. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además el controlador programable recibe información, en la forma de una falta de señal, desde el sensor/conductor de derrames.

4. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque además el controlador programable se configura para generar una señal de restablecimiento al detector de corriente electrónica después de recibir una señal del estado del derrame.

5. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque además el controlador programable se configura para dirigir periódicamente el generador de señal para elevar la magnitud de su señal de salida al sensor/conductor de derrames y detectar o generar una señal de restablecimiento al detector de corriente electrónica después de recibir una señal del estado del derrame.

6. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además el controlador programable se configura para ajustar automáticamente la magnitud de la señal de salida del generador de señal.

7. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además el controlador programable se configura para proporcionar automáticamente una notificación o alarma al usuario del sistema de detección de derrames.

8. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además el controlador programable se configura para proporcionar salidas a otros componentes del sistema, que comprende: una notificación o una alarma al usuario del sistema de detección de derrames; un comando a otro equipo para contener los efectos del derrame .

9. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además la corriente equilibrada es una forma de onda cuadrada de la corriente alterna .

10. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además la forma de onda de la corriente alterna está en el intervalo de frecuencia de 1 kHz a 100 kHz.

11. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además la forma de onda de la corriente alterna está en el intervalo de frecuencia de 20 kHz a 50 kHz.

12. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además el controlador programable es un controlador lógico programable.

13. Un molde de fundición continua con un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además una conexión eléctrica a cada posición del molde de fundición de metal fundido incluye un alambre.

14. Un sistema de detección de derrames, caracterizado porque comprende: un sensor/conductor de derrames eléctricamente conductor configurado en o cerca de un perímetro de la salida del molde; un generador de señal que proporciona una corriente alterna equilibrada al sensor/conductor de derrames; y un controlador programable configurado para recibir una señal eléctrica desde el sistema de detección de derrames.

15. Un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el sistema comprende además: un alambre para el sensor/conductor de derrames eléctricamente conductor; una impedancia establecida entre el sensor/conductor de derrames eléctricamente conductor y el perímetro de la salida del molde; y un montaje de mesa de moldeo como parte de la trayectoria de la corriente.

16. Un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el sistema también comprende: un alambre al sensor/conductor de derrames eléctricamente conductor; el sensor/conductor de derrames eléctricamente conductor comprende ; dos piezas de materiales conductores separadas por una cantidad establecida de impedancia; una de las piezas de materiales conductores en contacto eléctrico con un molde; y un molde y montaje de mesa de moldeo como parte de la trayectoria de la corriente.

17. Un sistema de detección de derrames, caracterizado porque comprende: un componente conductor eléctrico configurado en o cerca de un perímetro de la salida del molde, el sensor/conductor; y una cantidad establecida de impedancia entre el material conductor eléctrico y un circuito que comprende: un generador de señal de corriente alterna; y un detector de corriente.

18. Un sensor de derrames de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además la impedancia comprende : un resistor; y aislamiento eléctrico entre el material conductor eléctrico y los materiales conductores en o cerca del perímetro de la salida del molde.

19. Un sensor/conductor de derrames de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además el material conductor eléctrico comprende una placa de material metálico conectado en o cerca del perímetro de la salida del molde .

20. Un sensor/conductor de derrames de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además el material conductor eléctrico comprende: dos placas metálicas eléctricamente conectadas entre sí con un resistor; y las dos placas metálicas se separan de otra manera por aislamiento eléctrico.

21. Un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el generador de señal de corriente alterna es un módulo del controlador lógico programable.

22. Un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el detector de corriente es un módulo del controlador lógico programable .

23. Un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el detector de corriente es un circuito separado de un controlador programable.

24. Un sistema de detección de derrames de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el generador de señal de corriente alterna es un circuito separado de un controlador programable.

25. Un método para detectar una condición de derrame en un molde de metal fundido de fundición semi-continua o continua, caracterizado porque comprende lo siguiente: proporcionar un sensor/conductor de derrames eléctricamente conductor configurado en o cerca del perímetro de la salida del molde; proporcionar un generador de señal que proporciona una corriente alterna equilibrada al sensor/conductor de derrames ; proporcionar un controlador programable configurado para recibir una señal eléctrica con respecto al estado del sensor/conductor de derrames.

26. Un método para detectar una condición de derrame en un molde de metal fundido de fundición semi-continua o continua de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque además proporciona un detector de corriente en conexión con el controlador programable y el sensor/conductor de derrames.

27. Un método para detectar una condición de derrame en un molde de metal fundido de fundición semi-continua o continua de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque además el detector de corriente se establece con un nivel de corriente de umbral.

28. Un método para detectar una condición de derrame en un molde de metal fundido de fundición semi-continua o continua de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque además el nivel de corriente de umbral del detector de corriente activa una salida al controlador programable .

29. Un método para detectar una condición de derrame en un molde de metal fundido de fundición semi-continua o continua de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque además el controlador programable proporciona una notificación.

30. Un método para detectar una condición de derrame en un molde de metal fundido de fundición semi-continua o continua de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque además realiza un proceso de prueba, caracterizado porque comprende: proporcionar un controlador programable que envía un comando al generador de señal para modificar la magnitud de su salida de corriente alterna; proporcionar un detector de corriente que envía eléctricamente una salida al controlador programable cuando detecta niveles de corriente establecidos; y proporcionar ajustes del controlador programable para reconocer una señal recibida desde el detector de corriente como resultados del proceso de prueba.