BR112019013439A2

BR112019013439A2 - aparelho para fundição de metal.

Info

Publication number: BR112019013439A2
Application number: BR112019013439A
Authority: BR
Inventors: David Sinden Aaron; Robert Buster Mccallum John; Bruce Wagstaff Robert
Original assignee: Novelis Inc
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2019-12-31
Also published as: RU2721258C1; KR20190094251A; ES2950739T3; AU2018367450A1; EP3548208B1; CA3049465C; CN110099764A; CA3049465A1; EP3548208A1; US10632528B2; PL3548208T3; KR102046292B1; US20190143402A1; JP6867499B2; JP2020505235A; HUE062146T2; MX2019007804A; CN110099764B; MX377529B; WO2019099480A1

Abstract

trata-se de processos e sistemas automatizados que controlam dinamicamente a taxa de entrega de metal fundido a um molde durante um processo de fundição. esses processos e sistemas automatizados podem incluir o controle automático de um dispositivo de controle de fluxo (como um pino de controle) durante uma primeira fase de fundição para modular fluxo de metal fundido ou a taxa de fluxo, o movimento do dispositivo de controle de fluxo em um tempo de transição entre a primeira fase e um segunda fase em direção a uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinada com base em uma diferença entre uma primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e a retomada do controle automático do dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal. a sobrestimação e/ou a subestimação podem, adicional ou alternativamente, ser mitigadas transladando-se o molde ou alterando-se a velocidade de fundição.

Description

APARELHO PARA FUNDIÇÃO DE METAL REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [001] Este pedido reivindica o benefício dos Pedidos Provisórios n°

U.S. 62/586.270, depositado em 15 de novembro de 2017, e 62/687.379, depositado em 20 de junho de 2018, que estão aqui incorporados a título de referência em suas totalidades.

CAMPO DA INVENÇÃO [002] Este pedido se refere a processos e sistemas automatizados que controlam dinamicamente a taxa de entrega de metal fundido a um molde durante um processo de fundição.

ANTECEDENTES [003] Durante a produção de uma fundição de lingote, como em um processo de fundição de alumínio, o controle do fluxo de metal no molde é um fator importante. Por exemplo, nos extremos, o fluxo excessivo de metal pode fazer com que um molde transborde ou exceda os limites apropriados e danifique outros equipamentos, enquanto um fluxo inadequado pode permitir que o metal resfrie e se solidifique antes de atingir os limites do molde e resulte em lingotes com formatos indesejáveis ou outras características negativas.

[004] O controle de fluxo apropriado pode ser difícil de manter devido às flutuações que podem ocorrer no comportamento do fluxo, mesmo quando outras variáveis são mantidas de forma constante e não são alteradas. Tomemos, por exemplo, um conduto que pode ser fechado em diferentes graus movendo-se um pino cônico para mais perto ou mais longe do engate com uma abertura similarmente cônica do conduto. Mesmo que o pino seja mantido em uma posição constante, a taxa de fluxo através da abertura parcialmente obstruída pode variar de acordo com vários fatores, como uma quantidade e peso do metal fundido atrás do pino no molde, a composição do metal em fluxo, a temperatura etc.

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2/52 [005] Frequentemente, essas flutuações são explicadas por algoritmos automatizados que detectam um nível de metal no molde, comparam o nível detectado a um nível-alvo (por exemplo, ponto de referência) e respondem alterando-se uma posição de pino (ou outro ajuste de algum outro dispositivo de controle de fluxo) para resolver discrepâncias entre o nível detectado e o nível-alvo. Por exemplo, o pino pode ser aberto em pequena quantidade em resposta à determinação de que o nível detectado é ligeiramente inferior ao ponto de referência, pode ser aberto em uma quantidade maior em resposta a uma maior deficiência determinada e movido de maneira incrementai na direção de fechamento mediante o registro de que o nível detectado está acima do ponto de referência.

[006] Embora esses algoritmos possam fornecer controle útil para mitigar o desvio de nível, problemas de controle de fluxo ainda podem surgir. Por exemplo, na operação de tais algoritmos, o nível real de metal pode “sobrestimar” ou “subestimar” o ponto de ajuste, ou ser deficiente em relação ao mesmo, em uma quantidade significativa quando os requisitos da taxa de fluxo mudam repentinamente. Essa sobrestimação ou subestimação pode afetar negativamente o controle do processo, fazer com que a fundição seja abortada (por exemplo, devido ao nível detectado estar fora dos parâmetros aprovados) ou afetar negativamente os processos de fundição.

SUMARIO [007] Os termos “invenção”, “a invenção”, “esta invenção” e “a presente invenção” usados nesta patente se destinam a fazer referência amplamente à toda a matéria desta patente e às reivindicações de patente abaixo. Declarações contendo esses termos devem ser entendidas como não limitantes da matéria aqui descrita ou do significado ou escopo das reivindicações de patente abaixo. As modalidades da invenção cobertas por esta patente são definidas pelas reivindicações abaixo, não por este sumário. Este sumário é uma visão geral de nível alto de várias modalidades da

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3/52 invenção e apresenta alguns dos conceitos que são descritos mais adiante na seção Descrição Detalhada. Este sumário não se destina a identificar recursoschave ou essenciais da matéria reivindicada, nem se destina a ser usado isoladamente para determinar o escopo da matéria reivindicada. A matéria deve ser entendida por referência às porções apropriadas de todo o relatório descritivo desta patente, todos e quaisquer desenhos e cada reivindicação. [008] Determinados exemplos aqui tratam das preocupações com sobrestimação ou subestimação calculando-se preventivamente uma posição do dispositivo de controle de fluxo na qual espera-se que o pino (ou outro dispositivo de controle de fluxo) forneça uma taxa de fluxo apropriada para uma fase futura (por exemplo, com base em algumas equações lineares relacionando o taxa de fluxo esperado de uma fase à de uma fase imediatamente posterior) e interrompendo-se brevemente o controle automático normal para substituição na posição do dispositivo de controle de fluxo calculado. Com efeito, isso pode colocar o pino (ou outro dispositivo de controle de fluxo) aproximadamente em uma posição adequada quando a mudança ocorrer, de modo que menos sobrestimação ou subestimação sejam experimentadas do que seria se o algoritmo automático tivesse, em vez disso, permissão para ser executado sem essa pequena intervenção. Em alguns exemplos, as preocupações quanto à sobrestimação ou subestimação podem ser adicional ou altemativamente resolvidas transladando-se verticalmente o molde e/ou alterando-se uma velocidade de fundição, por exemplo, qualquer um dos quais pode ajustar a rapidez ou a lentidão em que o espaço se toma disponível no molde para acomodar mudanças nas taxas de fluxo que de outra forma podem causar sobrestimação ou subestimação.

[009] Em vários exemplos, é fornecido um método para entregar metal fundido em um processo de fundição. O método inclui fornecer um aparelho de moldagem. O aparelho de moldagem inclui um molde; um conduto configurado para fornecer o metal fundido ao molde, sendo que a

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4/52 conduto é controlado de modo ocluso por um pino de controle; um posicionador acoplado ao pino de controle; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível. O método inclui, adicionalmente, o fornecimento de entrada para o controlador na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um ponto de transição e uma segunda fase. A primeira fase tem uma taxa de fluxo inicialmente projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. O ponto de transição corresponde a um ponto no tempo no qual a primeira fase termina e a segunda fase começa. O método inclui, adicionalmente, fornecer entrada para o controlador a partir do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado. Além disso, para a primeira fase, o método inclui fornecer, do controlador ao posicionador, um primeiro sinal de comando de saída de posição do pino que é variável ao longo do tempo e inclui uma primeira posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a primeira fase para modular o fluxo ou a taxa de fluxo do metal fundido através do conduto, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de níveis de metal fundido que é aproximadamente o ponto de referência do nível de metal. O método também inclui a determinação de um valor de posição de pino substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. O método inclui, adicionalmente, fornecer, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto em vez da primeira posição do pino variável no ponto de transição. Para a segunda fase, o método também inclui, fornecendo do controlador ao posicionador, um segundo sinal de comando de saída de posição de pino que é variável ao longo do tempo e inclui uma segunda

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5/52 posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a segunda fase.

[0010] Em vários exemplos, é fornecido um aparelho de moldagem para fundição de metal. O aparelho de moldagem inclui um molde; um conduto configurado para fornecer metal fundido ao molde, em que a conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível. O controlador inclui um processador adaptado para executar código armazenado em um meio legível por computador não transitório em uma memória do controlador. O controlador é programado pelo código para executar várias funções. Por exemplo, o controlador é programado pelo código para aceitar ou determinar a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, sendo que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, sendo que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase. O controlador também é programado pelo código para aceitar a entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado. O controlador também é programado pelo código para fornecer ao posicionador um primeiro sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência de nível de metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de nível de metal fundido que é aproximadamente igual ao ponto de referência do nível de metal. O

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6/52 controlador é programado pelo código para também fornecer ao posicionador um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. O controlador também é programado pelo código para fornecer ao posicionador um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.

[0011] Em vários exemplos, é fornecido um método para entregar metal fundido em um processo de fundição. O método inclui aceitar ou determinar, por um controlador, a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, sendo que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, sendo que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase. O método também inclui a aceitação, pelo controlador, da entrada na forma de um nível de metal detectado a partir de um sensor de nível acoplado ao controlador e configurado para detectar um nível do metal fundido em um molde. O método inclui, adicionalmente, fornecer um primeiro sinal de comando do controlador a um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo que obstrui controladamente um conduto configurado para entregar o metal fundido ao molde, sendo que o primeiro sinal de comando é configurado para controlar automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular o fluxo ou a taxa de fluxo do metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência de nível de metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma

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7/52 faixa de nível de metal fundido que é aproximadamente igual ao ponto de referência do nível de metal. O método inclui, adicionalmente, fornecer, do controlador ao posicionador, um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição em direção a uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Além disso, o método inclui o fornecimento, do controlador ao posicionador, de um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.

[0012] Em vários exemplos, é fornecido um aparelho para fundição de metal. O aparelho inclui um molde; um conduto configurado para fornecer metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador. O controlador inclui um processador adaptado para executar código armazenado em um meio legível por computador não transitório em uma memória do controlador. O controlador é programado pelo código para executar várias funções. Por exemplo, o controlador é programado pelo código para aceitar ou determinar a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, sendo que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, sendo que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase. O controlador também é programado pelo código para aceitar a entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado. O

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8/52 controlador também é programado pelo código para fornecer um sinal de comando de transição configurado para atingir uma meta de redução ou eliminação de uma quantidade de sobrestimação ou subestimação relacionada ao tempo de transição. O sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos um dentre: (A) o movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição do dispositivo de controle de fluxo substituto determinada com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; (B) a translação do molde para alterar a altura entre o molde e o conduto; ou (C) a alteração de uma velocidade de fundição para diferença no tempo de transição, ou próximo ao mesmo, e para diferir de uma velocidade de fundição presente durante a segunda fase.

[0013] Várias implementações descritas na presente revelação podem incluir sistemas, métodos, recursos e vantagens adicionais, os quais podem não necessariamente ser expressamente revelados aqui, mas serão evidentes para um versado na técnica mediante exame da descrição detalhada que e dos desenhos anexos a seguir. Pretende-se que todos esses sistemas, métodos, recursos e vantagens sejam incluídos na presente revelação e protegidos pelas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] Os recursos e os componentes das Figuras a seguir são ilustrados para enfatizar os princípios gerais da presente revelação. Os recursos e componentes correspondentes em todas as Figuras podem ser designados por caracteres de referência correspondentes por questão de consistência e clareza.

[0015] A Figura 1 é uma representação esquemática de um aparelho de fundição de resfriamento direto, tal como aparece no final de uma operação de fundição, de acordo com vários exemplos.

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9/52 [0016] A Figura 2 é uma representação esquemática de um controlador implementado de maneira digital e programável de acordo com vários exemplos.

[0017] A Figura 3 é um gráfico de tendência de controle de nível de metal em conexão com um processo conduzido de acordo com processos de controle convencionais.

[0018] A Figura 4 é um gráfico de tendência de controle de nível de metal em conexão com um processo conduzido de acordo com vários exemplos.

[0019] A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos.

[0020] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra outro método de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos. DESCRIÇÃO DETALHADA [0021] A matéria dos exemplos da presente invenção é descrita no presente documento com especificidade para atender a requisitos legais, mas esta descrição não se destina necessariamente a limitar o escopo das reivindicações. A matéria reivindicada pode ser realizada de outras maneiras, pode incluir diferentes elementos ou etapas e pode ser usada em conjunto com outras tecnologias existentes ou futuras. Esta descrição não deve ser interpretada como implicando qualquer ordem ou disposição particular entre várias etapas ou elementos, exceto quando a ordem de etapas individuais ou a disposição de elementos for explicitamente descrita.

[0022] A Figura 1 é um corte transversal vertical esquemático simplificado de um aparelho de fundição de resfriamento direto 10 no final de uma operação de fundição. Em alguns casos, os processos e sistemas revelados podem ser usados com um processo de fundição contínuo. Com referência à Figura 1, o aparelho inclui um molde de fundição de resfriamento direto 11, como uma forma anular e retangular na vista em planta superior,

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10/52 mas opcionalmente circular ou de outra forma, e um bloco inferior 12 que é movido gradual e verticalmente para baixo por meios de suporte adequados (não mostrados) durante a operação de fundição a partir de uma posição superior que inicialmente fecha e veda uma extremidade inferior 14 do molde 11 para uma posição inferior (como mostrado) que suporta um lingote fundido 15. O lingote é produzido na operação de fundição introduzindo-se metal fundido em uma extremidade superior 16 do molde através de um bico oco vertical 18 ou mecanismo de alimentação de metal semelhante, enquanto o bloco de fundo 12 é lentamente baixado. O metal fundido 19 é fornecido ao bico 18a partir de um forno de fundição de metal (não mostrado) através de um duto 20 ou outro dispositivo que forma um canal horizontal por cima do molde 11.

[0023] O bico 18 circunda uma extremidade inferior de um pino de controle 21 que regula e pode encerrar o fluxo de metal fundido através do bico. Em um exemplo, um tampão, como um tampão cerâmico que forma uma extremidade distal do pino 21, é recebido dentro de um canal interno cônico do bico 18 de modo que, quando o pino 21 for levantado, a área entre o tampão e a extremidade aberta do bico 18 aumente, permitindo assim que o metal fundido flua em tomo do tampão e saia pela ponta inferior 17 do bico 18. Assim, o fluxo e a taxa de fluxo do metal fundido podem ser controlados com precisão levantando-se ou baixando-se apropriadamente o pino de controle 21. Qualquer estrutura ou mecanismo desejável pode ser utilizado para controlar o fluxo de metal fundido no molde. Por conveniência, os termos “conduto”, “pino de controle” e “sinais de comando” que controlam a posição do pino de controle em relação ao conduto são utilizados neste documento para em referência a qualquer mecanismo ou estrutura que seja capaz de regular o fluxo ou a taxa de fluxo de metal fundido no molde em virtude de sinais de comando provenientes de um controlador e não estão limitados a um pino/pino de controle; consequentemente, a referência neste

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11/52 documento (incluindo as reivindicações) ao fornecimento de sinais de comando a um posicionador de pino de controle para regular o fluxo de metal fundido ou taxa de fluxo em um molde será entendida como o fornecimento de sinais de comando a um atuador de qualquer tipo para controlar fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido no molde de qualquer maneira e com uso de qualquer estrutura ou mecanismo.

[0024] Na estrutura mostrada na Figura 1, o pino de controle 21 tem uma extremidade superior 22 que se estende para cima a partir do bico 18. A extremidade superior 22 é afixada de modo pivotante a um braço de controle 23 que levanta ou abaixa o pino de controle 21, conforme apropriado, para regular ou encerrar o fluxo de metal fundido através do bico 18. Para a fundição, o duto 20 e o bico 18 são baixados o suficiente para permitir que uma ponta inferior 17 do bico 18 mergulhe no metal fundido formando um tanque 24 no lingote embrionário para evitar salpicos e turbulência no metal fundido. Isso minimiza a formação de óxido e introduz metal fundido fresco no molde 11. A ponta pode também ser dotada de uma bolsa de distribuição (não mostrado) na forma de um tecido de malha de metal que auxilia a distribuir e filtrar o metal fundido quando o mesmo entra no molde 11. No final da fundição, o pino de controle 21 é movido para uma posição inferior, na qual bloqueia o bico 18 e impede completamente que o metal fundido passe através do bico 18, encerrando assim o fluxo de metal fundido no molde 11. Nesse momento, o bloco de fundo 12 já não desce, ou desce apenas por uma pequena quantidade, e o lingote recém fundido 15 permanece no lugar sustentado pelo bloco de fundo 12 com a sua extremidade superior ainda no molde 11. O duto 20 é levantado nesse momento para retirar o bico 18 da cabeça do lingote.

[0025] O aparelho 10 pode incluir um sensor de nível de metal 50. Em alguns casos, a estrutura e a operação do sensor de nível de metal 50 é convencional. Outras opções não limitativas para o sensor 50 podem incluir

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12/52 um flutuador e um transdutor, um sensor a laser ou outro tipo de sensor de nível de fluido fixo ou móvel que tem as propriedades desejadas para acomodar metal fundido. Durante as operações de preenchimento de cavidade, as informações obtidas do sensor 50 podem ser fornecidas a um controlador 52. O controlador 52 pode utilizar os dados obtidos do sensor 50, entre outros dados, para determinar quando o pino de controle 21 deve ser levantado e/ou baixado por um atuador 54 para que o metal possa fluir para o molde 11 para encher uma cavidade parcial, isto é, quando a profundidade da cavidade predeterminada atinge um limite predeterminado. Assim, o sensor 50 e o atuador 54 são acoplados ao controlador 52, conforme mostrado na Figura 1, para permitir que as informações do sensor 50 sejam utilizadas juntamente com o posicionamento do pino de controle 21 sob o controle do atuador 54 e, desse modo, controlar o fluxo e/ou taxa de fluxo do metal fundido no molde 11. Em vários exemplos, o controlador 52 é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID), que pode ser um controlador PID convencional ou um controlador PID que é implementado conforme desejado de modo digital e programável.

[0026] A Figura 2 é um exemplo de um controlador 210 que é implementado de modo digital e programável com o uso de componentes convencionais de computador, e que pode ser utilizado juntamente com determinados exemplos (por exemplo, incluindo o equipamento mostrado na Figura 1) para levar a cabo processos de tais exemplos. O controlador 210 inclui um processador 212 que pode executar código armazenado em um meio tangível legível por computador em uma memória 218 (ou em outro lugar, como mídia portátil, em um servidor ou na nuvem, entre outras mídias) para fazer com que o controlador 210 receba e processe dados e realize ações e/ou componentes de controle de equipamento, como mostrado na Figura 1. O controlador 210 pode ser qualquer dispositivo que possa processar dados e executar código, que é um conjunto de instruções para executar ações, como

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13/52 controlar equipamento industrial. Como exemplos não limitantes, o controlador 210 pode assumir a forma de um controlador PID implementado de maneira digital e programável, um controlador lógico programável, um microprocessador, um servidor, um computador pessoal do tipo desktop ou laptop, um dispositivo de computação portátil e um dispositivo móvel.

[0027] Exemplos do processador 212 incluem qualquer circuito de processamento desejado, um circuito integrado específico de aplicação (ASIC), lógica programável, uma máquina de estado ou outro circuito adequado. O processador 212 pode incluir um processador ou qualquer número de processadores. O processador 212 pode acessar o código armazenado na memória 218 através de um barramento 214. A memória 218 pode ser qualquer meio legível por computador não transitório configurado para incorporar código de forma tangível e pode incluir dispositivos eletrônicos, magnéticos ou ópticos. Os exemplos da memória 218 incluem memória de acesso aleatório (RAM), memória somente de leitura (ROM), memória flash, um disquete, disco compacto, dispositivo de vídeo digital, disco magnético, um ASIC, um processador configurado ou outro dispositivo de armazenamento.

[0028] As instruções podem ser armazenadas na memória 218 ou no processador 212 como código executável. As instruções podem incluir instruções específicas do processador geradas por um compilador e/ou um interpretador de código escrito em qualquer linguagem de programação de computador adequada. As instruções podem assumir a forma de uma aplicação que inclui uma série de pontos de referência, parâmetros para o processo de fundição e etapas programadas que, quando executadas pelo processador 212, permitem que o controlador 210 controle o fluxo de metal em um molde, como por meio do uso de informações de retorno de metal fundido do sensor 50 juntamente com os pontos de referência de nível de metal e outros parâmetros relacionados à fundição que podem ser

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14/52 introduzidos no controlador 210 para controlar o atuador 54 e, desse modo, a posição do pino 21 no bico 18 no aparelho mostrado na Figura 1 para controlar o fluxo e/ou a taxa de fluxo do metal fundido no molde 11.

[0029] O controlador 210 mostrado na Figura 2 inclui uma interface de entrada/saída (I/O) 216 através da qual o controlador 210 pode se comunicar com dispositivos e sistemas externos ao controlador 210, incluindo componentes como o sensor 50, o atuador 54 e/ou outros componentes do dispositivo de molde. A interface 216 também pode, se desejado, receber dados de entrada de outras fontes externas. Tais fontes podem incluir painéis de controle, outras interfaces homem/máquina, computadores, servidores ou outros equipamentos que podem, por exemplo, enviar instruções e parâmetros ao controlador 210 para controlar seu desempenho e operação; armazenar e facilitar a programação de aplicações que permitem ao controlador 210 executar instruções nessas aplicações para controlar o fluxo de metal em um molde, como juntamente com os processos de determinados exemplos aqui revelados; e outras fontes de dados necessárias ou úteis ao controlador 210 no desempenho das suas funções para controlar o funcionamento do molde, como o molde 11 da Figura 1. Esses dados podem ser comunicados à interface de I/O 216 por meio de uma rede, por meio de fios, sem fios, via barramento ou conforme desejado.

[0030] A Figura 3 mostra um gráfico de tendência de controle de nível de metal para um processo de fundição de alumínio de resfriamento direto de acordo com um processo de controle convencional. O gráfico mostra o nível real do metal (numeral 310), o ponto de referência de nível de metal (312) e o comando para o posicionador do pino (314) (por exemplo, proveniente do algoritmo PID no controlador 52). O nível real de metal 310 e o ponto de referência de nível de metal 312 compartilham a mesma escala vertical nesse gráfico, enquanto o comando para o posicionador de pino 314 está em uma escala vertical diferente, mas sobreposto na mesma escala de

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15/52 tempo horizontal para facilitar a visualização.

[0031] No exemplo mostrado na Figura 3, o ponto de referência do nível de metal 312 é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição. A receita de fundição é mostrada com quatro fases, embora qualquer outro número de duas ou mais fases possa ser utilizado. As fases correspondem a porções do processo de fundição que têm diferentes demandas de taxa de fluxo. Por exemplo, com referência à Figura 1 e à Figura 3, a Fase 1 pode corresponder a um período de tempo TO desde o início da fundição, quando o metal fundido começa a preencher o molde 11, até que a placa ou o bloco de base 12 comece a se mover para baixo em Tl, enquanto a Fase 2 pode corresponder a um período de tempo em que a placa ou o bloco de fundo 12 se movem para baixo de maneira estável para formar o lingote. Nessa situação, a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 1 antes que o bloco de fundo 12 comece a se mover para baixo pode ser superior à taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 2 depois que o bloco de fundo 12 começa a se mover para baixo. Como resultado, um excesso de metal pode ser introduzido na transição entre as duas fases e pode causar uma diferença perceptível entre o nível real de metal 310 e o ponto de referência de nível de metal 312, como mostrado na Figura 3, após o ponto de transição ou tempo Tl, em que uma saliência de sobrestimação no nível real de metal 310 acima do ponto de referência do nível de metal 312 pode ser vista antes que PID ou outro algoritmo responda suficientemente para ajustar a posição do pino suficientemente para fazer com que os níveis voltem a convergir. Essa sobrestimação pode, em alguns casos, resultar em um desvio do ponto de referência grande o suficiente para desencadear um abortamento de toda a fundição.

[0032] Outro exemplo de sobrestimação pode ser observado em T2 entre as Fases 2 e 3 da Figura 3. A Fase 3 é mostrada como uma desaceleração do ponto de referência do nível de metal 312, por exemplo,

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16/52 como pode ser feito em um estágio posterior no molde, como execução a um nível de cabeça mais baixo para obter uma qualidade de lingote melhorada. Por conseguinte, a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 2, à medida que o nível de metal é mantido de forma razoavelmente estável, pode ser superior à taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 3, à medida que o nível de metal é reduzido. Como resultado, um excesso de metal pode ser introduzido na transição entre as duas fases e causar uma diferença perceptível do nível real de metal 310 que flui sobre o ponto de referência do nível de metal 312, como mostrado na Figura 3, após o ponto de transição ou o tempo T2, em que o nível real de metal 310 forma uma saliência de sobrestimação (menos pronunciada que em Tl) acima do ponto de referência de nível de metal 312 antes que PID ou outro algoritmo responda suficientemente para ajustar a posição do pino suficientemente para fazer com que os níveis de metal voltem a convergir.

[0033] Um exemplo de subestimação pode ser observado em T3 na Figura 3. A Fase 4 é mostrada como outra etapa na qual o nível do metal é mantido seguindo a desaceleração da Fase 3, de modo a manter o nível da cabeça em um nível contínuo suficiente para manter contato com o molde 11 que fornecerá resfriamento e solidificação suficientes de metal fundido no tanque 24 para impedir o vazamento do metal fundido ao longo das bordas inferiores do molde 11. Consequentemente, a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 3 à medida que o nível de metal está sendo afunilado para baixo pode ser menor que a taxa de fluxo de metal aplicável na Fase 4 à medida que o nível de metal é nivelado. Como resultado, uma quantidade insuficiente de metal pode ser introduzido na zona de transição entre as duas fases, Fase 3 e Fase 4, e causar uma diferença perceptível do nível real de metal 310 sob o ponto de referência de nível de metal 312, como mostrado na Figura 3 após o ponto de transição ou tempo T3, em que uma saliência de subestimação no nível real de metal 310 abaixo do ponto de referência do nível de metal 312

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17/52 pode ser vista antes que o PID ou outro algoritmo responda suficientemente para ajustar a posição do pino suficientemente para fazer com que os níveis voltem a convergir. A subestimação também pode ocorrer em um cenário em que o ponto de referência de nível de metal de um nível constante é afunilado para cima (não mostrado), visto que isso também resultaria em uma fase anterior que tem uma demanda mais baixa de taxa de fluxo de metal do que uma fase imediatamente seguinte.

[0034] A Figura 4, ao contrário, é uma tendência de controle de nível de metal juntamente com um processo conduzido de acordo com vários exemplos da presente revelação. Semelhante à Figura 3, a Figura 4 mostra o nível real de metal (numeral 410), o ponto de referência de nível de metal (412) e o comando para o posicionador de pino (414) (por exemplo, do algoritmo PID no controlador 52). Como pode ser observado, o ponto de referência do nível de metal (412) mostrado na Figura 4 segue a mesma receita de fundição que o ponto de referência de nível de metal 312 na Figura 3, embora o comando para o posicionador de pinos 414 seja implementado de acordo com uma técnica diferente que minimiza a sobrestimação e/ou a subestimação nas transições entre as fases.

[0035] Visto que a receita de fundição é predeterminada, ela pode ser utilizada de maneira preditiva para mitigar a subestimação ou sobrestimação que podería ocorrer de outra forma. Por exemplo, no ponto de transição ou no tempo Tl, em vez de permitir que a operação automática do PID, ou de outro algoritmo, funcione continuamente e eventualmente cause a convergência após uma sobrestimação significativa como na Figura 3, uma posição de pino substituto pode ser fornecida (por exemplo, por meio do controlador 52) para o ponto de transição ou tempo Tl. Em alguns casos, isso pode corresponder à substituição de uma posição de pino em vez do que seria fornecido como resultado de uma varredura única específica ou cálculo do algoritmo PID. Por exemplo, um tempo de cíclico típico para uma atualização do algoritmo PID

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18/52 pode ser de 0,1 a 0,5 segundo. Desse modo, em vários exemplos, o PID ou outro algoritmo de controle automático pode ser interrompido por uma janela similarmente breve.

[0036] O valor da posição do pino substituído pode corresponder a um valor previsto da demanda da taxa de fluxo de metal que será necessária na próxima fase. Em alguns exemplos, pode ser utilizada uma relação linear entre as demandas projetadas de taxa de fluxo de metal das Fases sucessivas para obter o valor da posição do pino substituído. Por exemplo, se a demanda de taxa de fluxo esperada para a Fase 2 for 25% menor que a demanda esperada de taxa de fluxo para a Fase 1, o valor da posição do pino substituto poderá ser selecionado como 25% menor que um valor da posição do pino no final da Fase 1. Graficamente, na Figura 4, essa substituição é representada em TI à medida que uma nova posição de pino reduzida é introduzida em 418 em substituição à posição de pino que teria sido introduzida no final da Fase

1. Em alguns exemplos, a posição do pino substituto pode ser calculada com base, pelo menos em parte, em um ponto de partida de uma previsão em que se espera que a posição do pino esteja no final da Fase 1. Adicional ou altemativamente, a posição do pino substituto pode ser calculada com base, pelo menos em parte, em uma posição real do pino detectada no final da Fase 1, ou próximo ao mesmo.

[0037] Após a introdução da posição do pino substituído 418 em Tl, o PID ou outro algoritmo pode recomeçar para a Fase 2. O algoritmo pode prosseguir “sem sobressaltos” e pode usar a posição do pino substituído em 418 como um ponto de referência a partir do qual determinar as posições subsequentes do pino para o sinal de comando no atuador 54. Como resultado da introdução da posição do pino substituído, o PID ou outro algoritmo pode, consequentemente, responder à transição entre fases muito mais rapidamente do que na disposição mostrada na Figura 3, e reduzir ou eliminar a sobrestimação como resultado, por exemplo, como pode ser observado em

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19/52 comparação à linha de metal real 310 após TI na Figura 3 (por exemplo, com a sua protuberância de sobrestimação substancial) com a linha de metal real 410 após TI na Figura 4 (por exemplo, em que a sobrestimação é comparativa e drasticamente reduzida e/ou eliminada).

[0038] Substituições similares 420 e 422 são mostradas em T2 e T3 na Figura 4. A substituição 420 é uma diminuição da posição de pino semelhante, porém menor, àquela da posição de pino substituto 418, visto que T2 envolve um caso menos drástico de um risco de sobrestimação de uma fase anterior que tem uma demanda de taxa de fluxo maior do que a de uma fase posterior. A posição do pino substituto 422, em contraste, corresponde a uma elevação da posição do pino, uma vez que T3 envolve um caso de um risco de subestimação de uma fase anterior ter uma demanda menor de taxa de fluxo do que a de uma fase posterior. Como resultado da introdução de uma ou de ambas as respectivas substituições 420 e 422, o PID ou outro algoritmo pode, consequentemente, responder às respectivas transições entre fases muito mais rapidamente do que na disposição mostrada na Figura 3, e pode reduzir ou eliminar a respectiva sobrestimação e/ou subestimação como resultado, por exemplo, como pode ser observado em comparação à linha de metal real 310 após T2 na Figura 3 (por exemplo, com a sua protuberância de sobrestimação gradual, mas significativa) com a linha de metal real 410 após T2 na Figura 4 (por exemplo, em que a sobrestimação é comparativa e drasticamente reduzida e/ou eliminada) e/ou em comparação à linha de metal real 310 após T3 na Figura 3 (por exemplo, com a sua saliência de sobrestimação substancial) com a linha metálica real 410 após T3 na Figura 4 (por exemplo, em que a subestimação é comparativa e drasticamente reduzida e/ou eliminada).

[0039] Embora as Figuras 3 e 4 se refiram a um processo de acordo com uma determinada receita de fundição, elas não são necessariamente representativas de determinados outros exemplos. Um processo é mais

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20/52 geralmente descrito em relação à Figura 5.

[0040] A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método 500 de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos. Várias operações no método 500 podem ser realizadas pelo controlador 52 e/ou outros elementos descritos acima.

[0041] Em 510, o método 500 inclui obter entrada em relação a um ponto de referência de nível de metal para uma receita de fundição que tem uma transição entre fases com diferentes demandas de taxa de fluxo. O ponto de referência do nível de metal pode ser variável ao longo do tempo de acordo com a receita de fundição. As fases que têm demandas de taxa de fluxo diferentes podem corresponder à primeira fase que tem uma primeira taxa de fluxo projetada que difere de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Para maior clareza, embora os termos primeira fase e segunda fase, como aqui utilizados, possam, em alguns exemplos, fazer referência apropriada e respectivamente à Fase 1 e à Fase 2 descritas nas Figuras 3 e 4, os termos não são limitados a isso e podem se referir a quaisquer duas fases com taxas de fluxo diferentes e separadas por uma transição, incluindo, porém sem limitação, outros exemplos como aquele em que a primeira fase é a Fase 2 e a segunda fase é a Fase 3, ou em que a primeira fase é a Fase 3 e a segunda fase é a Fase 4, ou em que a primeira fase é uma fase não especificamente mostrada nas Figuras 3 e 4 e a segunda fase é outra fase não especificamente mostrada nas Figuras 3 e 4 e assim por diante. A receita pode, adicional ou altemativamente, incluir parâmetros como fluxo de água ou velocidade de fundição. A transição pode corresponder a um ponto de tempo distinto (por exemplo, um ponto no qual a primeira fase termina e a segunda fase começa), ou um intervalo particular de tempo (por exemplo, um tempo entre o final da primeira fase e um início da segunda fase).

[0042] Em 520, o método 500 inclui obter um nível de metal detectado. Por exemplo, isso pode corresponder à obtenção de entrada na

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21/52 forma de um nível de metal detectado a partir de um sensor de nível acoplado ao controlador e configurado para detectar o nível de metal fundido em um molde, como o descrito acima em relação à Figura 1. Em alguns exemplos, o nível de metal detectado de um sensor de nível de metal é usado pelo algoritmo PID em um processo iterativo que envolve recalcular um ponto de referência de posição de pino a cada 0,1 segundo, 0,5 segundo ou de acordo com outro intervalo.

[0043] Em 530, o método 500 inclui controlar automaticamente uma posição do pino (ou outro ajuste de um outro dispositivo de controle de fluxo) na primeira fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo.

[0044] Em 540, o método 500 inclui determinar um valor de posição de pino substituto (ou outro ajuste de outro dispositivo de controle de fluxo) com base na diferença entre as demandas de taxa de fluxo da primeira e da segunda fases. Em alguns exemplos, isso pode incluir a determinação de um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e, em seguida, determinar o valor da posição do pino substituto modificando-se a posição de um pino no fim da primeira fase, ou próximo ao mesmo, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença. Em alguns exemplos, a determinação do valor de posição de pino substituto inclui a determinação de uma diferença percentual entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e, em seguida, a modificação de uma posição de pino no fim da primeira fase, ou próximo do mesmo, por essa diferença percentual para obter o valor da posição do pino substituto. Em alguns exemplos, o fluxo ou a taxa de fluxo podem ser determinados de acordo com a seguinte fórmula: Taxa de fluxo = [Velocidade de Fundição + Taxa de Elevação de Nível de Metal] x Área de superfície do Molde, por

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22/52 exemplo, em que a taxa de fluxo está em milímetros cúbicos por minuto (mm³/min), a velocidade de fundição e a taxa de elevação do nível de metal estão em milímetros por minuto (mm/min) e a área da superfície do molde está em milímetros quadrados (mm²).

[0045] Em 550, o método 500 inclui o fornecimento do valor da posição do pino substituto para a transição. Em alguns exemplos, isso pode incluir a substituição de uma única posição de pino emitida no sinal de comando como resultado de uma única varredura de um sensor de nível de metal. Em alguns exemplos, o valor da posição do pino substituto pode ser introduzido no lugar de múltiplos valores que teriam sido gerados com base em múltiplas varreduras de um sensor de nível de metal. Em alguns exemplos, o valor da posição do pino substituto pode ser introduzido por uma determinada quantidade de tempo, como a duração de uma única ou múltiplas varreduras, ou por uma duração específica correspondente a uma quantidade máxima de tempo que é desejada ou admissível para interromper o controle automático pelo PID ou outro algoritmo sem afetar negativamente características ou parâmetros do lingote e/ou processo de fundição. Em alguns exemplos, o valor da posição do pino substituto pode ser introduzido através de um sinal de comando de transição que move o pino de controle no tempo de transição na direção da posição do pino substituto. Por exemplo, o controle automático com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal pode ser interrompido por menos de 0,5 segundo, fornecendo o valor da posição do pino substituto no ponto de transição.

[0046] Além disso, a posição do pino substituto pode corresponder a um valor que é maior ou menor que um valor de posição do pino projetado ou detectado no final da primeira fase ou próximo do mesmo. Em alguns exemplos, a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Nesses casos, fornecer o valor de posição do pino substituto para a posição do pino no ponto de

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23/52 transição pode mitigar a sobrestimação. Em alguns exemplos, a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Nesses casos, fornecer o valor da posição do pino substituto para a posição do pino no ponto de transição pode mitigar a subestimação.

[0047] Em 560, o método 500 inclui controlar automaticamente a posição do pino na segunda fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo. Em alguns exemplos, o controle pode transitar de forma suave ou sem interrupção, no qual o controle continua do valor da posição do pino substituto, por exemplo, para mitigar a subestimação ou sobrestimação que podería ocorrer na ausência de interrupção temporária do algoritmo automático para interpor o valor de posição de pino substituto.

[0048] Embora grande parte da descrição anterior faça referência a técnicas que envolvem a substituição de posição de pino para mitigar a sobrestimação e/ou a subestimação, podem ser utilizadas outras técnicas descritas da mesma forma para mitigar a sobrestimação e/ou a subestimação. Por exemplo, essas outras técnicas - individualmente ou em combinação umas com as outras e/ou com técnicas que envolvem substituição de posição de pino - podem ser utilizadas para obter resultados semelhantes aos discutidos acima (como em relação à Figura 4 e a maior conformidade representada na mesma entre o nível de metal real 410 e o valor de referência do nível de metal 412 quando comparado com o resultado da Figura 3, na qual os efeitos da sobrestimação e/ou da subestimação são mais evidentes em relação ao nível de metal real 310 e ao valor de referência do nível de metal 312). De modo semelhante a técnicas que envolvem programação de posição de pino de substituição, várias dessas outras técnicas também podem utilizar a receita de fundição predeterminada de forma preditiva para mitigar a subestimação

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24/52 ou a sobrestimação, embora em alguns cenários essas outras técnicas possam mitigar a subestimação ou a sobrestimação sem necessariamente utilizar a receita de fundição predeterminada de forma preditiva. Embora essas outras técnicas possam ser praticadas em conjunto umas com as outras e/ou com técnicas envolvendo programação de posição de pino de substituição, essas outras técnicas serão inicialmente descritas individualmente abaixo.

[0049] Em uma técnica alternativa, uma posição de molde pode ser variada para mitigar a subestimação ou a sobrestimação que poderia ocorrer. Isso pode implicar na elevação, abaixamento ou outra translação do molde, tal como em um ponto ou tempo de transição ou próximo a um ponto ou tempo de transição na receita de fundição. Em muitos cenários, uma quantidade relativamente pequena de translação pode ser eficaz para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Como um exemplo ilustrativo, uma translação entre 5 mm e 15 mm pode mitigar a sobrestimação ou a subestimação em uma variedade de cenários, embora outros valores possam ser usados, incluindo valores maiores, menores e/ou intervenientes.

[0050] A translação do molde pode ser conseguida com uso de componentes adequados. Por exemplo, em relação novamente à Figura 1, o molde 11 é mostrado acoplado a um motor de moldagem 13 capaz de elevar ou abaixar o molde 11.0 motor de moldagem 13 na Figura 1 é representado com um eixo de acionamento roscado ao longo do qual um atuador de parafuso pode mover-se para cima e para baixo para alterar uma posição vertical do molde 11, embora qualquer outra forma de atuador linear ou outro atuador possa ser utilizado adicionalmente ou em substituição. Adicionalmente, embora o motor de moldagem 13 na Figura 1 seja mostrado afixado a um lado superior, inferior e lateral do molde 11, o motor de moldagem 13 pode incluir qualquer estrutura adequada para acoplar ou sustentar qualquer parte do molde 11 de uma maneira que facilite o movimento do molde 11.

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25/52 [0051] A translação do molde 11 pode alterar uma altura entre o molde lie uma porção do conduto (por exemplo, duto 20) que fornece metal fundido 19 em relação ao molde 11. Em muitos casos, o ponto de referência do nível de metal (por exemplo, ponto de referência do nível de metal 412 na Figura 4) e/ou o nível de metal real ou detectado (por exemplo, nível real de metal 410 na Figura 4) são calculados em relação ao molde 11 (Figura 1). Assim, por exemplo, elevar o molde 11 enquanto uma onda de metal fundido flui para dentro do molde 11 pode fazer com que o nível de metal fundido no molde 11 permaneça estável (por exemplo, aproximadamente na mesma posição em relação ao molde 11) como um resultado da elevação conjunta do molde 11 e do nível de metal fundido em relação a um quadro absoluto de referência.

[0052] Qualquer técnica adequada pode ser implementada para considerar os efeitos que o movimento do molde 11 pode ter sobre outros valores. Por exemplo, se o sensor de nível metálico 50 não está diretamente montado no molde 11 ou não está situado de outro modo para se mover de forma proporcional ao movimento do molde 11, o nível de metal relativo ao molde 11 pode ser calculado tomando a distância até o metal fundido que é detectada por esse sensor e ajustada a partir do valor detectado com base em informações sobre uma quantidade de movimento do molde 11 (por exemplo, informações enviadas ou recebidas do mecanismo de moldagem 13 ou algum outro elemento capaz de detectar movimento do molde 11) para obter um valor agregado ou global do nível de metal em relação ao molde 11. Altemativamente, se o sensor de nível de metal 50 inclui um sensor de flutuação ou outra variedade de sensor montado diretamente no molde 11 ou de outro modo situado para se mover de acordo com o movimento do molde 11, cálculos intervenientes para obter o nível de metal real em relação ao molde 11 podem ser desnecessários ou muito simplificados.

[0053] Na prática, em vários casos, a elevação do molde 11 durante

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26/52 ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a sobrestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição TI na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de uma queda de um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 1 para um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 2, um excesso de metal fundido pode ser introduzido acima e além de uma quantidade necessária para o menor requisito de taxa de fluxo na Fase 2. Enquanto esse excesso de metal fundido pode se tomar sobrestimado se o molde 11 não fosse movido (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de Tl), a elevação do molde 11 pode, em vez disso, fazer com que o excesso de metal fundido preencha o espaço recentemente exposto pela elevação do molde 11. Em outras palavras, a elevação do molde 11 pode fornecer espaço adicional para ser ocupado pelo excesso de metal fundido, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se o excesso de metal fundido fosse introduzido sem elevação do molde 11. Por exemplo, a elevação do molde 11 no tempo de transição Tl, ou próximo do mesmo, pode causar um resultado tal como mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do ponto de referência do nível do metal 412) em vez de um resultado como na Figura 3 (em que uma sobrestimação pronunciada é reconhecível como as saliências de nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após Tl).

[0054] Em vários cenários, a sobrestimação associada a um tempo de transição pode ser mitigada elevando-se o molde 11 sem também realizar um abaixamento subsequente do molde 11. Por exemplo, a elevação do molde 11 pode explicar o excesso de metal fundido de uma queda no requisito de taxa de fluxo de uma fase para a próxima, de modo que a operação constante do requisito de taxa de fluxo mais baixa pode continuar com o molde 11 no nível elevado.

[0055] Na prática, em vários casos, o abaixamento do molde 11

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27/52 durante ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a subestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição T3 na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de um aumento de um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 3 para um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4, pode ser introduzido um suprimento insuficiente de metal fundido que não é suficiente para atender uma quantidade necessária para o requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4. Enquanto essa falta de metal fundido poderia se tomar subestimada se o molde 11 não fosse movido (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de T3), o abaixamento do molde 11 pode reduzir uma quantidade de espaço ainda não ocupado pelo metal dentro do molde 11 e permitir que a quantidade relativamente menor de metal fundido preencha adequadamente o espaço remanescente recentemente tomado menor pelo abaixamento do molde 11. Em outras palavras, o abaixamento do molde 11 pode reduzir uma quantidade de espaço que a quantidade subdimensionada de metal fundido precisa ocupar, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se a quantidade subdimensionada de metal fundido fosse introduzida sem abaixamento do molde 11. Por exemplo, o abaixamento do molde 11 no tempo de transição T3, ou próximo do mesmo, pode causar um resultado tal como mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do ponto de referência do nível do metal 412) em vez de um resultado como na Figura 3 (em que uma subestimação pronunciada é reconhecível como as saliências de nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após T3).

[0056] Em vários cenários, a subestimação associada a um tempo de transição pode ser mitigada abaixando-se o molde 11 sem também realizar uma elevação subsequente do molde 11. Por exemplo, o abaixamento do molde 11 pode explicar a quantidade subdimensionada de metal fundido de

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28/52 uma elevação no requisito de taxa de fluxo de uma fase para a próxima, de modo que a operação constante do requisito de taxa de fluxo mais alta possa continuar com o molde 11 no nível abaixado.

[0057] Em alguns aspectos, a receita de fundição predeterminada pode ser utilizada de uma maneira preditiva para informar os parâmetros de translação do molde 11 para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Por exemplo, uma taxa ou uma quantidade de translação do molde 11 para mitigar a subestimação ou a sobrestimação pode ser determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Como um exemplo ilustrativo, isso pode incluir a determinação de um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, em seguida, com uso daquele valor de diferença para determinar um volume previsto de um excesso de metal fundido esperado devido à transição, em seguida, determinar uma altura correspondente que irá fornecer esse volume com base em outros fatores, como área de superfície de uma seção transversal do molde e/ou velocidade de fundição e, em seguida, com uso dessa altura para informar uma quantidade de translação. Uma taxa de translação pode ser baseada na velocidade de fundição, nos requisitos de taxa de fluxo ou outros fatores.

[0058] Em alguns aspectos, os parâmetros de translação do molde 11 para mitigar a subestimação ou a sobrestimação podem ser determinados sem dependência direta da receita de fundição predeterminada de uma maneira preditiva. Por exemplo, em alguns aspectos, uma taxa ou quantidade de translação do molde 11 é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal. Como exemplo ilustrativo, um controlador PID de circuito fechada pode ser usado para receber entrada na forma de ponto de referência do nível de metal e nível real de metal (por exemplo, do sensor de nível de metal 50) e

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29/52 responder fomecendo-se os respectivos comandos ao motor de moldagem 13 para translação (por exemplo, elevação ou abaixamento) do molde 11 para manter o nível de metal fundido em relação ao molde 11. Em outras palavras, o molde 11 pode ser movido ou transladado em resposta ao nível de metal fundido detectado no molde 11, de modo que o nível de metal fundido seja mantido dentro de uma determinada faixa em relação ao molde 11. Em um exemplo ilustrativo, durante a ocorrência da sobrestimação, o molde se move para cima de acordo com o controle PID e, então, à medida que a sobrestimação atinge o pico, o molde é, então, abaixado de acordo com o controle PID, o que ocorre enquanto o pino controla o fluxo de acordo com seu controle PID.

[0059] Em outra técnica alternativa, uma velocidade de fundição pode ser alterada para mitigar a subestimação ou a sobrestimação que de outra forma podem ocorrer. Isso pode implicar a alteração de uma taxa de movimento do bloco inferior 12 ou outra estrutura para sustentar um lingote 15 formado pelo metal fundido 19 fornecido ao molde 11. A taxa pode ser alterada em um ponto ou tempo de transição, ou próximo a um ponto ou tempo de transição, na receita de conversão. Em muitos cenários, um ajuste relativamente pequeno da velocidade de fundição em relação à transição pode ser eficaz para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Como exemplo ilustrativo, uma mudança de taxa entre 5% e 50% em uma transição relativa a uma fase adjacente pode mitigar a subestimação ou a sobrestimação em uma variedade de cenários, embora outros valores possam ser usados, incluindo valores maiores, menores e/ou intermediários.

[0060] A alteração da velocidade de fundição relativa a um tempo de transição pode ser alcançada através da utilização de componentes adequados. Por exemplo, em relação novamente à Figura 1, qualquer mecanismo adequado pode ser utilizado para baixar o bloco inferior 12 a uma taxa controlada que pode ser variada de acordo com as particularidades de um

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30/52 determinado processo de moldagem. A taxa associada com a velocidade de fundição pode corresponder a uma taxa à qual o bloco inferior 12 se move para baixo em relação ao conduto (por exemplo, duto 20) que fornece metal fundido 19 em relação ao molde 11.

[0061] Na prática, em vários casos, o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a sobrestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição TI na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de uma queda de um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 1 para um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 2, um excesso de metal fundido pode ser introduzido acima e além de uma quantidade necessária para o menor requisito de taxa de fluxo na Fase 2. Enquanto esse excesso de metal fundido pode se tornar sobrestimado se a velocidade de fundição não for aumentada durante ou próximo do tempo de transição (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de Tl), o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição (por exemplo, para exceder a velocidade de fundição da primeira fase e/ou a velocidade de fundição da segunda fase), pode, em vez disso, fazer com que o excesso de metal fundido funcione para preencher o espaço recém-exposto como resultado do movimento do bloco inferior 12 a uma taxa mais rápida. Em outras palavras, o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição pode fornecer espaço adicional para ser ocupado pelo excesso de metal fundido, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se o excesso de metal fundido fosse introduzido sem aumentar a velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição. Por exemplo, o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição Tl pode causar um resultado como o mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do valor de referência do nível do metal 412), em vez de um resultado como na Figura 3

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31/52 (em que uma sobrestimação pronunciada é reconhecível como as saliências nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após Tl).

[0062] Em vários cenários, o aumento da velocidade de fundição durante ou perto do tempo de transição pode ser equilibrado com uma diminuição subsequente relacionada da velocidade de fundição. Por exemplo, após o aumento da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição, a velocidade de fundição pode ser subsequentemente diminuída para convergir com uma velocidade de fundição ditada pela receita de fundição. Em um exemplo ilustrativo, a velocidade de fundição pode ser linearmente aumentada do nível aumentado do tempo de transição para o ponto de referência da receita. Esse aumento pode ser executado de maneira adequadamente suave para permitir que o controle automático (por exemplo, através de um controlador PID) seja implementado para manter o nível de metal fundido no molde sem sobrestimação.

[0063] Na prática, em vários casos, a redução da velocidade de fundição durante ou próximo de um tempo de transição pode reduzir ou eliminar a subestimação. Por exemplo, em relação ao tempo de transição T3 na Figura 4, visto que o requisito de taxa de fluxo muda na forma de um aumento de um requisito de taxa de fluxo menor na Fase 3 para um requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4, pode ser introduzido um suprimento insuficiente de metal fundido que não é suficiente para atender uma quantidade necessária para o requisito de taxa de fluxo maior na Fase 4. Enquanto essa falta de metal fundido pode se tornar subestimada se a velocidade de fundição não for diminuída durante ou próximo de tempo de transição (por exemplo, como na Figura 3 imediatamente após o início de T3), a diminuição da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição (por exemplo, para ser menor que a velocidade de fundição da terceira fase e/ou a velocidade de fundição da quarta fase) pode reduzir uma

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32/52 velocidade na qual uma quantidade de espaço ainda não ocupada por metal dentro do molde 11 cresce e permite que a quantidade relativamente menor de metal fundido preencha adequadamente o espaço remanescente que foi feito para crescer mais lentamente pela redução na velocidade de fundição na transição ou ao redor dela. Em outras palavras, a redução da velocidade de fundição na transição pode reduzir uma quantidade de espaço que a quantidade subdimensionada de metal fundido precisa ocupar, de modo que o nível de metal fundido relativo ao molde 11 flutue menos do que se a quantidade subdimensionada de metal fundido fosse introduzida sem diminuir a velocidade de fundição durante ou próximo da transição. Por exemplo, a diminuição da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição T3 pode causar um resultado como o mostrado na Figura 4 (em que o nível de metal real 410 permanece razoavelmente perto do valor de referência do nível do metal 412), em vez de um resultado como na Figura 3 (em que uma subestimação pronunciada é reconhecível como as saliências nível real de metal 310 substancialmente ao longo do ponto de referência do nível de metal 312 após T3).

[0064] Em vários cenários, a diminuição da velocidade de fundição durante ou próximo de tempo de transição pode ser equilibrada com um aumento subsequente da velocidade de fundição. Por exemplo, após o abaixamento ou a redução da velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição, a velocidade de fundição pode ser subsequentemente elevada ou aumentada para convergir com uma velocidade de fundição ditada pela receita de fundição. Em um exemplo ilustrativo, a velocidade de fundição pode ser linearmente aumentada do nível reduzido do tempo de transição até o ponto de referência da receita. Esse aumento pode ser executado de maneira adequadamente suave para permitir que o controle automático (por exemplo, através de um controlador PID) seja implementado para manter o nível de metal fundido no molde sem subestimação.

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33/52 [0065] Em alguns aspectos, a receita de fundição predeterminada pode ser utilizada de uma maneira preditiva para informar parâmetros de alteração da velocidade de fundição para mitigar a subestimação ou a sobrestimação. Por exemplo, uma quantidade de alteração da velocidade de fundição para mitigar a subestimação ou a sobrestimação pode ser determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase. Como um exemplo ilustrativo, Isso pode incluir a determinação de um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, em seguida, com uso daquele valor de diferença para determinar um volume previsto de um excesso de metal fundido esperado devido à transição, em seguida, a determinação de uma altura correspondente que fornecerá esse volume com base em outros fatores, como área de superfície de uma seção transversal do molde e/ou a velocidade de fundição e, em seguida, o uso dessa altura para informar uma taxa e duração da mudança da velocidade de fundição para conseguir que um tal volume acomode o excesso de metal fundido. Em um exemplo ilustrativo de implementação, uma velocidade de fundição adequada pode ser prevista para mitigar a sobrestimação ou a subestimação, introduzida como uma mudança repentina na velocidade de fundição em um tempo apropriado, e seguida de uma lenta progressão de volta em direção à velocidade normal de fundição durante um período de tempo para permitir que um algoritmo PID de posição de pino rastreie uma velocidade do nível de metal.

[0066] Em alguns aspectos, os parâmetros de alteração da velocidade de fundição para mitigar a subestimação ou a sobrestimação podem ser determinados sem dependência direta da receita de fundição predeterminada de maneira preditiva. Por exemplo, em alguns aspectos, uma alteração da velocidade de fundição é determinada com base em um valor de diferença

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34/52 entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal. Como exemplo ilustrativo, um controlador PID pode ser usado para receber entrada na forma de ponto de referência de nível de metal e nível real de metal (por exemplo, do sensor de nível de metal 50) e responder fomecendose os respectivos comandos para ajustar a velocidade de fundição do bloco inferior para manter o nível de metal fundido em relação ao molde 11. Em outras palavras, a velocidade de fundição pode ser alterada em resposta ao nível de metal fundido detectado no molde 11, de modo que o nível de metal fundido seja mantido dentro de uma determinada faixa em relação ao molde 11.

[0067] Embora as Figuras 3 e 4 tenham sido discutidas como representativas de vários exemplos no que diz respeito a técnicas que envolvem a alteração da velocidade de fundição (por exemplo, de um bloco inferior 12) e/ou o movimento de um molde 11 para mitigar a sobrestimação ou a subestimação, essas Figuras estão relacionadas com um exemplo de receita de fundição e não são necessariamente representativas de alguns outros exemplos. Um processo é mais geralmente descrito em relação à Figura 6.

[0068] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra outro método 600 de controle de entrega de nível de metal de acordo com vários exemplos. Várias operações no método 600 podem ser realizadas pelo controlador 52 e/ou outros elementos descritos acima.

[0069] Várias ações do método 600 podem ser semelhantes às ações descritas no método 500 e, dessa forma, tal descrição não será repetida. Por exemplo, em 610 e 620, o método 600 pode incluir ações semelhantes às descritas acima em relação às ações 510 e 520 no método 500.

[0070] Em 630, o método 600 inclui o fornecimento de um sinal de comando da primeira fase para a primeira fase. Por exemplo, o sinal de comando da primeira fase pode diferir dos sinais de comando subsequentes

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35/52 fornecidos para outras fases ou transições. Em alguns exemplos, o primeiro sinal de comando de fase pode fornecer controle automático de uma posição de pino (ou outro ajuste de outro dispositivo de controle de fluxo) e/ou o controle automático de outros elementos do aparelho para a produção de um lingote fundido. Em alguns exemplos, o primeiro sinal de comando de fase pode fornecer controle automático na primeira fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo. Em alguns exemplos, a ação descrita acima em 530 pode ser um exemplo da ação em 630.

[0071] Em 640, o método 600 inclui fornecer um sinal de comando de transição. O sinal de comando de transição pode diferir do sinal de comando da primeira fase de modo a reduzir ou eliminar a sobrestimação ou a subestimação relacionada a uma transição entre as fases que possuem requisitos de fluxo diferentes. O sinal de comando de transição pode ter o efeito de uma ou mais das ações indicadas em 650, 660 ou 670. Por exemplo, em alguns cenários, o sinal de comando de transição pode causar apenas uma das três ações indicadas em 650, 660 e 670, enquanto, em outros cenários, o sinal de comando de transição pode causar todas as três ou algumas outras subcombinações das três ações indicadas em 650, 660 e 670.

[0072] Como uma primeira opção indicada em 650 na Figura 6, o sinal de comando de transição pode causar o movimento de um dispositivo de controle de fluxo para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto. Por exemplo, isso pode corresponder às ações descritas acima com relação às técnicas que envolvem substituição de posição de pinos, que podem incluir, porém sem limitação, as ações 540 e 550.

[0073] Como uma segunda opção indicada em 660 na Figura 6, o sinal de comando de transição pode causar a translação de um molde. A translação do molde pode mudar uma altura entre o molde e um conduto que

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36/52 entrega metal fundido ao molde. Como um exemplo não limitativo, o sinal de comando de transição em 660 pode controlar o motor de molde 13 da Figura

1. Em alguns exemplos, a translação do molde pode fazer com que o molde se mova para cima, de modo a reduzir a sobrestimação que podería ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases com demandas de fluxo diferentes. Em alguns exemplos, a translação do molde pode fazer com que o molde se mova para baixo, de modo a reduzir a subestimação que podería ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases com demandas de fluxo diferentes. Uma taxa ou quantidade da translação pode ser determinada com base em qualquer critério adequado. Por exemplo, a taxa ou a quantidade de translação pode ser baseada em um valor de diferença entre as respectivas taxas de fluxo projetadas da primeira e da segunda fases. Adicional ou altemativamente, a taxa ou a quantidade de translação pode ser baseada em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal.

[0074] Como uma terceira opção indicada em 670 na Figura 6, o sinal de comando de transição pode causar alteração de uma velocidade de fundição. A alteração da velocidade de fundição pode alterar uma taxa na qual um bloco inferior ou outra estrutura de suporte se move relativamente ao molde e/ou relativamente a um conduto que entrega metal fundido ao molde. Como um exemplo não limitativo, o sinal de comando de transição em 670 pode controlar a velocidade na qual o bloco de fundo 12 da Figura 1 se movimenta. Em alguns exemplos, a alteração da velocidade de fundição pode causar um aumento temporário na velocidade de fundição, de modo a reduzir a sobrestimação que pode ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases com demandas de fluxo diferentes. Em alguns exemplos, a alteração da velocidade de fundição pode causar uma diminuição temporária na velocidade de fundição, de modo a reduzir a subestimação que podería ocorrer como resultado da transição entre a primeira e a segunda fases

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37/52 que têm diferentes demandas de fluxo. Uma magnitude da alteração da velocidade de fundição (e/ou uma aceleração na qual a alteração é implementada) pode ser determinada com base em qualquer critério adequado. Por exemplo, a magnitude e/ou a aceleração para a alteração da velocidade de fundição pode ser baseada em um valor de diferença entre as respectivas taxas de fluxo projetadas da primeira e da segunda fases. Adicional ou altemativamente, a magnitude e/ou a aceleração para a alteração da velocidade de fundição pode ser baseada em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal. Em vários exemplos, a alteração da velocidade de fundição também inclui a implementação de um retomo ou convergência em direção a uma velocidade de fundição fixa ou de linha de base de uma receita de fundição após a alteração temporária para a velocidade de fundição. Por exemplo, após um aumento temporário na velocidade de fundição, a velocidade de fundição pode sofrer uma diminuição subsequente para retomar uma velocidade de fundição da linha de base, ou após uma diminuição temporária na velocidade de fundição, a velocidade de fundição pode sofrer um aumento subsequente para retomar uma velocidade de fundição da linha de base. A convergência pode ser implementada de qualquer maneira, incluindo, porém sem limitação, um deslocamento linearmente inclinado da velocidade de fundição alterada para a velocidade de fundição da linha de base.

[0075] Em 680, o método 600 inclui fornecer um segundo sinal de comando de fase para a segunda fase. Em alguns exemplos, o segundo sinal de comando de fase pode fornecer controle automático de uma posição do pino (ou outro ajuste de outro dispositivo de controle de fluxo) e/ou o controle automático de outros elementos do aparelho para a produção de um lingote fundido. Em alguns exemplos, o sinal de comando da segunda fase pode fornecer controle automático na segunda fase com base no ponto de referência do nível de metal e no nível de metal detectado. Isso pode corresponder ao

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38/52 controle da posição do pino de acordo com um PID ou outro algoritmo. Em alguns exemplos, a ação descrita acima em 560 pode ser um exemplo da ação em 680. Em geral, a ação em 680 pode corresponder ao controle contínuo após um sinal de comando de transição interveniente implementado para mitigar a sobrestimação ou a subestimação que podem ocorrer ou ser mais proeminentes como resultado da transição entre fases que têm demandas de fluxo diferentes. Em alguns exemplos, o sinal de comando de transição pode interromper o controle contínuo por um breve período de tempo, como por menos de 0,5 segundo ou uma única varredura do sistema, embora, em alguns outros exemplos, o sinal de comando de transição possa interromper ou complementar o controle contínuo por períodos mais longos de tempo.

[0076] Os exemplos a seguir servirão para ilustrar adicionalmente os exemplos descritos, sem, ao mesmo tempo, no entanto, constituir qualquer limitação dos mesmos. Pelo contrário, deve ser claramente entendido que o recurso pode ter várias modalidades, modificações e equivalentes do mesmo, os quais, depois de ler o relatório descritivo apresentado no presente documento, podem ser sugeridos aos versados na técnica sem que se afaste do espírito da invenção.

[0077] Conforme usado abaixo, qualquer referência a uma série de exemplos deve ser entendida como uma referência a cada um desses exemplos de forma disjuntiva (por exemplo, “Exemplos 1 a 4” deve ser entendido como “Exemplos 1, 2, 3 ou 4”).

[0078] O Exemplo IA (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui apresentados) é um método de entrega de metal fundido em um processo de fundição que compreende: fornecer um aparelho de moldagem, sendo que o aparelho de moldagem compreende: um molde; um conduto configurado para entregar o metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um pino de controle; um posicionador acoplado ao pino de controle; um sensor de nível configurado

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39/52 para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível; fornecer entrada para o controlador na forma de um ponto de referência do nível do metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição tendo pelo menos uma primeira fase, um ponto de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada diferente de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, e em que o ponto de transição corresponde a um ponto no tempo no qual a primeira fase termina e a segunda fase começa; fornecer entrada para o controlador a partir do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado; para a primeira fase, fornecer, do controlador ao posicionador, um primeiro sinal de comando de saída de posição do pino variável ao longo do tempo e incluir uma primeira posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a primeira fase para modular o fluxo ou a taxa de fluxo do metal fundido através do conduto, de tal modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de níveis de metal fundido que é aproximadamente o ponto de referência do nível de metal; determinar um valor de posição de pino substituto com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; fornecer, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto em vez da primeira posição do pino variável no ponto de transição; e para a segunda fase, fornecer, do controlador ao posicionador, um segundo sinal de comando de saída de posição do pino que é variável ao longo do tempo e incluir uma segunda posição de pino variável determinada com base no nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal para controlar automaticamente o pino de controle durante a segunda fase.

[0079] O Exemplo 2A é o método, de acordo com a reivindicação IA (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a

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40/52 determinação do valor da posição do pino substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase compreende, adicionalmente: determinar, por meio do controlador, uma diferença percentual entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar o valor da posição do pino substituto modificando-se a primeira posição do pino variável durante ou próximo do fim da primeira fase pela diferença percentual determinada entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[0080] O Exemplo 3A é o método, de acordo com a reivindicação IA (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é superior à segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto para a primeira posição do pino variável no ponto de transição atenua a sobrestimação.

[0081] O Exemplo 4A é o método, de acordo com a reivindicação IA (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que, do controlador ao posicionador, o valor da posição do pino substituto para a primeira posição do pino variável no ponto de transição atenua a subestimação.

[0082] O Exemplo 5A é o método, de acordo com a reivindicação IA (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controle automático baseado no nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal é interrompido por menos de 0,5 segundo para fornecer o valor de posição do pino substituto no ponto de transição.

[0083] O Exemplo 6A é o método, de acordo com a reivindicação IA (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que

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41/52 inclui um algoritmo PID para controlar o nível do metal fundido no molde em uma carcaça de alumínio, sendo que o controlador é configurado para aceitar ou determinar pelo menos um ponto de referência do nível de metal.

[0084] O Exemplo 7A (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui) é um aparelho de molde para fundição de metal que compreende: um molde; um conduto configurado para fornecer metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador acoplado ao posicionador e ao sensor de nível, sendo que o controlador compreende um processador adaptado para executar código armazenado em um meio não transitório legível por computador em uma memória do controlador, sendo que o controlador é programado pelo código para: aceitar ou determinar entrada na forma de um ponto de referência do nível do metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem um primeira taxa de fluxo projetada que difere de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, e em que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o fim da primeira fase e o início da segunda fase; aceitar entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado; fornecer ao posicionador, um primeiro sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal de tal forma que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de nível de metal fundido que é igual aproximadamente ao ponto de referência do nível de metal; fornecer, ao posicionador, um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo

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42/52 de transição em direção a uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda Fase; e fornecer, ao posicionador, um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase, com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.

[0085] O Exemplo 8A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo de substituição com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[0086] O Exemplo 9A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 8A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase que compreende: determinar, por meio do controlador, um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto, modificando-se uma posição do dispositivo de controle de fluxo durante ou perto do final da primeira fase, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença.

[0087] O Exemplo 10A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

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43/52 [0088] O Exemplo 11A é ο aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[0089] O Exemplo 12A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o tempo de transição é definido com base em uma única varredura de programa. [0090] O Exemplo 13A é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para a fundição do metal.

[0091] O Exemplo 14A (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui) é um método de entrega de metal fundido em um processo de fundição que compreende: aceitar ou determinar, por meio de um controlador, entrada na forma de um ponto de referência de nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem um primeira taxa de fluxo projetada que difere de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e o tempo de transição corresponde a um tempo entre o final da primeira fase e o início da segunda fase; aceitar, por meio do controlador, entrada na forma de um nível de metal detectado a partir de um sensor de nível acoplado ao controlador e configurado para detectar um nível do metal fundido em um molde; fornecer um primeiro sinal de comando do controlador para um posicionador acoplado a um dispositivo de controle de fluxo obstruindo controladamente um conduto configurado para entregar o metal fundido ao molde, sendo que o primeiro sinal de comando é configurado para controlar automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular o fluxo ou taxa de fluxo do metal fundido através do conduto, com base no nível de metal

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44/52 detectado e no ponto de referência do nível do metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em uma faixa de nível de metal fundido que se encontra no ponto de referência do nível de metal; fornecer, do controlador ao posicionador, um sinal de comando de transição que move o dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e fornecer, do controlador para o posicionador, um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.

[0092] O Exemplo 15A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), que compreende, adicionalmente, a determinação da posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[0093] O Exemplo 16A é o método, de acordo com a reivindicação 15A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a determinação da posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada a taxa da segunda fase compreende: determinar um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto, modificando-se uma posição do dispositivo de controle de fluxo durante ou perto do final da primeira fase, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença.

[0094] O Exemplo 17A é o método, de acordo com a reivindicação

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14A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[0095] O Exemplo 18A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[0096] O Exemplo 19A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o tempo de transição é pelo menos um dos seguintes: definido com base em uma única varredura de programa; ou menos de 0,5 segundo.

[0097] O Exemplo 20A é o método, de acordo com a reivindicação 14A (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para a fundição do metal fundido.

[0098] O Exemplo 1B (que pode incorporar recursos de qualquer um dos outros exemplos aqui apresentados) é um aparelho para a fundição de metais, sendo que o aparelho compreende: um molde; um conduto configurado para entregar metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo; um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo; um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador que compreende um processador adaptado para executar código armazenado em um meio legível por computador não transitório em uma memória do controlador, sendo que o controlador é programado pelo código para: aceitar ou determinar a entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem um primeira taxa de fluxo

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46/52 projetada que difere de um segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase e em que o tempo de transição corresponde a um tempo entre o final da primeira fase e o início da segunda fase; aceitar entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado; e fornecer um sinal de comando de transição configurado para atingir um objetivo de reduzir ou eliminar uma quantidade de subestimação ou sobrestimação relacionada ao tempo de transição, o sinal de comando de transição configurado para atingir o objetivo causando pelo menos um dentre: (A) movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição para uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; (B) translação do molde para alterar a altura entre o molde e o conduto; ou (C) alteração de uma velocidade de fundição durante ou próximo do tempo de transição para diferir durante a segunda fase.

[0099] O Exemplo 2B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (A), (B) e(C).

[00100] O Exemplo 3B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (A) sem causar (B) e sem também causar (C).

[00101] O Exemplo 4B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (B) sem causar (A) e sem também causar (C).

[00102] O Exemplo 5B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 1B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir o objetivo causando (C)

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47/52 sem causar (A) e sem causar também (B).

[00103] O Exemplo 6B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B ou 3B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o controlador é programado pelo código para, adicionalmente: fornecer, ao posicionador, um primeiro sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal, de modo que o nível de metal fundido no molde permaneça em um faixa de nível de metal fundido que é aproximadamente igual ao ponto de referência do nível de metal; em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (A) de modo a causar o movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição em direção à posição do dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e fornecer, ao posicionador, um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase, com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.

[00104] O Exemplo 7B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 3B ou 6B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (A), em que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[00105] O Exemplo 8B é o aparelho, de acordo com a reivindicação 7B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o

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48/52 controlador está sendo programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e da segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase que compreende: determinar, pelo controlador, um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto, modificando-se uma posição do dispositivo de controle de fluxo durante ou perto do final da primeira fase, de acordo com uma relação linear com o valor da diferença.

[00106] O Exemplo 9B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 3B, 6B, 7B ou 8B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição está configurado para atingir a meta causando pelo menos (A), em que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para fundição do metal.

[00107] O Exemplo 10B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos IB, 2B ou 4B, em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que o aparelho compreende adicionalmente um ou mais atuadores acoplados com o molde e configurados para pelo menos um dentre elevar ou abaixar o molde em relação ao conduto.

[00108] O Exemplo 11B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 4B ou 10B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que a translação do molde compreende elevar o molde para reduzir uma altura entre o molde e a conduto de modo a mitigar a sobrestimação.

[00109] O Exemplo 12B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos

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49/52 exemplos IB, 2B, 4B, 10B ou 11B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que uma taxa ou quantidade de translação do molde é determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[00110] O Exemplo 13B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 4B, 10B ou 11B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), em que uma taxa ou quantidade de translação do molde é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal.

[00111] O Exemplo 14B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos IB, 2B ou 5B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que o aparelho compreende, adicionalmente, um bloco inferior configurado para (i) movimento para baixo a partir do conduto e (ii) para sustentar um lingote formado pelo metal fundido entregue ao molde, em que a velocidade de fundição compreende uma taxa na qual o bloco inferior move-se para baixo a partir do conduto.

[00112] O Exemplo 15B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 5B ou 14B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que a alteração de uma velocidade de fundição durante o tempo de transição compreende fazer com que a velocidade de fundição durante ou em torno do tempo de transição seja maior do que durante a segunda fase, de modo a mitigar a sobrestimação.

[00113] O Exemplo 16B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos

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50/52 exemplos IB, 2B, 5B, 14B ou 15B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que a quantidade de alteração da velocidade de fundição determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.

[00114] O Exemplo 17B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos 1B, 2B, 5B, 14B ou 15B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), em que a quantidade de alteração da velocidade de fundição é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal.

[00115] O Exemplo 18B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos IB a 17B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que o sinal de comando de transição mitiga a sobrestimação, em que a sobrestimação corresponde ao nível de metal detectado que excede o ponto de referência do nível de metal por um valor-limite.

[00116] O Exemplo 19B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos IB a 17B (ou qualquer um dos Exemplos anteriores ou subsequentes), em que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que o sinal de comando de transição mitiga a subestimação, em que a subestimação corresponde ao nível de metal detectado que cai abaixo do ponto de referência do nível de metal por um valor-limite.

[00117] O Exemplo 20B é o aparelho, de acordo com qualquer um dos exemplos IB a 19B (ou qualquer um dos Exemplos precedentes), em que o tempo de transição é pelo menos um dos seguintes: definido com base em

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51/52 uma única varredura de programa; ou menos de 0,5 segundo.

[00118] Os aspectos descritos acima são meramente exemplos possíveis de implantações, meramente apresentados para uma compreensão clara dos princípios da presente revelação. Muitas variações e modificações podem ser feitas ao exemplo (ou exemplos) descrito acima sem se afastar substancialmente do espírito e princípios da presente revelação. Todas essas modificações e variações estão incluídas no presente documento dentro do escopo da presente revelação, e todas as reivindicações possíveis para aspectos individuais ou combinações de elementos ou etapas devem ser sustentados pela presente revelação. Além disso, embora termos específicos sejam empregados no presente documento, bem como nas reivindicações que se seguem, eles são usados apenas em um sentido genérico e descritivo e não para os fins de limitar a invenção descrita, nem as reivindicações que se seguem.

[00119] O uso dos termos “um”, “uma”, “o”, “a” e referentes similares no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) devem ser interpretados como cobrindo tanto o singular quanto o plural, a menos que de outro modo indicado aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos “compreender”, “ter”, “incluir” e “conter” devem ser interpretados como termos abertos (isto é, “incluindo, porém sem limitação”), a menos que indicado de outra forma. O termo “conectado” deve ser interpretado como parcialmente ou totalmente contido, anexado ou unido, mesmo que haja algo intervindo. A citação de faixas de valores aqui é meramente destinada a servir como um método abreviado de se referir individualmente a cada valor separado dentro da faixa, a menos que indicado de outro modo neste documento, e cada valor separado é incorporado na especificação como se fosse aqui individualmente descrito. Todos os métodos aqui descritos podem ser realizados em qualquer ordem adequada, a menos que de outro modo indicado aqui ou de outra forma

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52/52 claramente contradito pelo contexto. A utilização de qualquer e todos os exemplos, ou linguagem exemplificativa (por exemplo, como) aqui fornecida, destina-se meramente a melhor esclarecer modalidades da invenção e não apresenta uma limitação do escopo da invenção, salvo indicação em contrário. Nenhuma linguagem na especificação deve ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.

[00120] As modalidades preferidas desta invenção são aqui descritas, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção. Variações destas modalidades preferidas podem tornar-se evidentes para os especialistas na técnica ao ler a descrição anterior. Os inventores esperam que os versados na técnica utilizem tais variações conforme apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de modo diferente do que aqui especificamente descrito. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria citada nas reivindicações anexas, conforme permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos acima descritos em todas as suas variações possíveis é abrangida pela invenção, a menos que seja aqui indicado de outra forma ou claramente contradito pelo contexto.

[00121] Todas as referências, incluindo as publicações, pedidos de patentes e patentes aqui citados são aqui incorporados por referência na mesma extensão como se cada referência fosse individual e especificamente indicada para ser incorporada por referência e foram estabelecidos na sua totalidade aqui.

Claims

REIVINDICAÇÕES

O que é reivindicado é:

1. Aparelho para fundição de metal, sendo que o aparelho é caracterizado pelo fato de que compreende:

um molde;

um conduto configurado para entregar metal fundido ao molde, sendo que o conduto é controlado de modo ocluso por um dispositivo de controle de fluxo;

um posicionador acoplado ao dispositivo de controle de fluxo;

um sensor de nível configurado para detectar um nível do metal fundido no molde; e um controlador que compreende um processador adaptado para executar código armazenado em um meio não transitório legível por computador em uma memória do controlador, sendo que o controlador é programado pelo código para:

aceitar ou determinar entrada na forma de um ponto de referência do nível de metal que é variável ao longo do tempo de acordo com uma receita de fundição que tem pelo menos uma primeira fase, um tempo de transição e uma segunda fase, em que a primeira fase tem uma primeira taxa de fluxo projetada diferente de uma segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase, e em que o tempo de transição corresponde a um tempo entre um fim da primeira fase e um começo da segunda fase;

aceitar entrada do sensor de nível na forma de um nível de metal detectado; e fornecer um sinal de comando de transição configurado para atingir uma meta de reduzir ou eliminar uma quantidade de subestimação ou sobrestimação relacionada ao tempo de transição, sendo que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando-se pelo menos um dentre:

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2/6 (A) movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição em direção a uma posição de dispositivo de controle de fluxo substituto determinado com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase;

(B) translação do molde para alterar a altura entre o molde e o conduto; ou (C) alteração de uma velocidade de fundição ou em torno do tempo de transição para diferenças durante a segunda fase.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando (A), (B) e (C).
3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando (A) sem também causar (B) e sem também causar (C).
4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando (B) sem também causar (A) e sem também causar (C).
5. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando (C) sem também causar (A) e sem também causar (B).
6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o controlador é programado pelo código para, adicionalmente:

fornecer ao posicionador, um primeiro sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a primeira fase para modular fluxo ou taxa de fluxo de metal fundido através do conduto com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal, de tal forma que o nível de metal fundido no molde permaneça

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3/6 em uma faixa de nível de metal fundido que é aproximadamente o ponto de referência do nível de metal;

em que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (A), de modo a causar o movimento do dispositivo de controle de fluxo no tempo de transição em direção à posição do dispositivo de controle de fluxo substituto determinado, com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e fornecer ao posicionador um segundo sinal de comando que controla automaticamente o dispositivo de controle de fluxo durante a segunda fase com base no nível de metal detectado e no ponto de referência do nível de metal.
7. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 ou 6, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (A), sendo que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base em uma diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.
8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador é programado pelo código para determinar adicionalmente a posição do dispositivo de controle de fluxo substituto com base na diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase que compreende:

determinar, por meio do controlador, um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e determinar a posição do dispositivo de controle do fluxo substituto modificando-se uma posição do dispositivo de controle do fluxo no

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4/6 ou final da primeira fase, ou próximo do mesmo de acordo com uma relação linear com o valor da diferença.
9. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 ou 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (A), sendo que o controlador é um controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que inclui um algoritmo PID para fundição do metal.
10. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 4, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), sendo que o aparelho compreende, adicionalmente, um ou mais atuadores acoplados ao molde e configurados para pelo menos um dentre elevar ou baixar o molde em relação ao conduto.
11. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 4 ou 10, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), sendo que a translação do molde compreende a elevar o molde para reduzir uma altura entre o molde e o molde e o conduto de modo mitigar a sobrestimação.
12. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 4, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), sendo que uma taxa ou quantidade de translação do molde é determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.
13. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 4, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (B), sendo que uma taxa ou quantidade de translação do molde é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de

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5/6 referência do nível de metal.
14. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 5, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), sendo que o aparelho compreende, adicionalmente, um bloco de fundo configurado para (i) movimento descendente a partir do conduto e (ii) para sustentar um lingote formado pelo metal fundido entregue ao molde, sendo que a velocidade de fundição compreende uma taxa na qual o bloco de fundo se desloca para baixo a partir do conduto.
15. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 5 ou 14, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), sendo que a alteração de uma velocidade de fundição durante o tempo de transição compreende fazer com que a velocidade de fundição no tempo de transição, ou em tomo do mesmo, seja maior que durante a segunda fase, de modo a mitigar a sobrestimação.
16. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 5, 14, ou 15, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), sendo que a quantidade de alteração da velocidade de fundição é determinada com base em um valor de diferença entre a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase e a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase.
17. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 5, 14, ou 15, caracterizado pelo fato de que o sinal de comando de transição é configurado para atingir a meta causando pelo menos (C), sendo que a quantidade de alteração da velocidade de fundição é determinada com base em um valor de diferença entre o nível de metal detectado e o ponto de referência do nível de metal.
18. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações

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6/6

1 a 17, caracterizado pelo fato de que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é maior do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que o sinal de comando de transição mitiga a sobrestimação, sendo que a sobrestimação corresponde ao nível de metal detectado que excede o ponto de referência do nível de metal por um valorlimite.
19. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que a primeira taxa de fluxo projetada da primeira fase é menor do que a segunda taxa de fluxo projetada da segunda fase; e em que o sinal de comando de transição mitiga a subestimação, sendo que a subestimação corresponde ao nível de metal detectado que cai abaixo do ponto de referência do nível de metal por um valor-limite.
20. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o tempo de transição é pelo menos um dentre:

definido com base em uma única varredura de programa; ou menor que 0,5 segundo.