BRPI0815268B1 - CAST OF CAST METAL, AND METHOD FOR CASTING METAL WITH VERTICAL DIRECT COOLING - Google Patents
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Abstract
molde de metal fundido, e método para lingotamento de metal fundido com resfriamento direto vertical trata-se de um sistema de molde e bloco inferior de metal fundido, o qual inclui realizações do aparelho e do método, que podem incluir uma estrutura de cavidade de molde com um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado, e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que cada lado inclui uma superfície interna, e as superfícies internas definem uma cavidade do molde, e em que um ou mais dos lados são montados de maneira móvel em relação ao segundo lado, e são movidos de maneira controlável durante o lingotamento. este sistema também pode incluir realizações nas quais a peça fundida produzida tem um formato afunilado em uma ou ambas as extremidades da peça fundida. os aspectos da presente invenção podem ser considerados como um sistema de gerenciamento da contração da peça fundida ou um sistema da forma de controle do formato ou do perfil da peça fundida devido à vantagem de controles aumentados do formato da peça fundida durante o processo de lingotamento.cast metal mold and method for vertical direct cooling cast metal casting is a cast metal lower block mold system which includes embodiments of the apparatus and method which may include a mold cavity structure with a first side, a second side opposite the first side, a third side, and a fourth side opposite the third side, wherein each side includes an inner surface, and the inner surfaces define a mold cavity, and wherein one or most of the sides are movably mounted relative to the second side, and are controllably moved during casting. This system may also include embodiments in which the produced cast part has a tapered shape at one or both ends of the cast part. Aspects of the present invention may be considered as a cast part shrink management system or a cast shape shape or profile control system due to the advantage of increased cast part shape controls during the casting process.
Description
MOLDE DE METAL FUNDIDO, E MÉTODO PARA LINGOTAMENTO DE METAL FUNDIDO COM RESFRIAMENTO DIRETO VERTICALCAST METAL MOLD, AND CAST METHOD FOR CAST METAL WITH DIRECT VERTICAL COOLING
CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira, o que resulta em um afunilamento ou uma configuração desejada da peça fundida.TECHNICAL FIELD [001] The present invention relates to an automated variable size mold system and bottom sill brick, which results in a desired tapering or casting configuration.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Os lingotes de metal, os tarugos e outras peças fundidas podem ser formados por um processo de lingotamento que utiliza um molde verticalmente orientado situado acima de um grande poço de lingotamento abaixo do nível do assoalho da instalação de lingotamento de metal, embora a presente invenção também possa ser utilizada em moldes horizontais. O componente inferior do molde de lingotamento vertical é um bloco de partida. Quando o processo de lingotamento começa, os blocos de partida estão em sua posição mais para cima e nos moldes. À medida que o metal derretido é despejado no furo ou na cavidade do molde e é resfriado (tipicamente pela água), o bloco de partida é lentamente abaixado a uma velocidade predeterminada por um cilindro hidráulico ou por um outro dispositivo. À medida que o bloco de partida é abaixado, o metal ou o alumínio solidificado emerge do fundo do molde e os lingotes, as barras redondas ou os tarugos de ferro ou de aço de várias geometrias são formados, os quais também podem ser denominados na presente invenção como peças fundidas.BACKGROUND OF THE INVENTION [002] Metal ingots, billets and other castings can be formed by a casting process using a vertically oriented mold located above a large casting well below the floor level of the metal casting facility , although the present invention can also be used in horizontal molds. The bottom component of the vertical casting mold is a starting block. When the casting process begins, the starting blocks are in their highest position and in the molds. As the molten metal is poured into the hole or mold cavity and cooled (typically by water), the starting block is slowly lowered at a predetermined speed by a hydraulic cylinder or another device. As the starting block is lowered, metal or solidified aluminum emerges from the bottom of the mold and ingots, round bars or billets of iron or steel of various geometries are formed, which can also be named here invention as castings.
[003] Embora a invenção se aplique ao lingotamento de metais em geral, incluindo, sem limitação, o alumínio, o bronze, o chumbo, o zinco, o magnésio, o cobre, o[003] Although the invention applies to metal casting in general, including, without limitation, aluminum, bronze, lead, zinc, magnesium, copper,
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2/66 aço, etc., os exemplos fornecidos e as realizações preferidas descritas podem se referir ao alumínio e, portanto, o termo alumínio ou metal derretido pode ser utilizado até o final para consistência, mesmo que a invenção se aplique de maneira mais genérica aos metais.2/66 steel, etc., the examples provided and the preferred embodiments described can refer to aluminum and, therefore, the term aluminum or molten metal can be used until the end for consistency, even if the invention applies more generally to metals.
[004] Embora haja numerosas maneiras para obter e configurar um arranjo de lingotamento vertical, a Figura 1 ilustra um exemplo. Na Figura 1, o lingotamento vertical do alumínio ocorre geralmente abaixo do nível de elevação do assoalho da fábrica em um poço de lingotamento. Diretamente abaixo do poço de lingotamento, o assoalho 101a é uma caixa pneumática 103, em que é colocado o tambor de cilindro hidráulico 102 para o cilindro hidráulico.[004] Although there are numerous ways to obtain and configure a vertical casting arrangement, Figure 1 illustrates an example. In Figure 1, the vertical casting of aluminum generally occurs below the elevation level of the factory floor in a casting well. Directly below the casting well, floor 101a is a pneumatic box 103, in which hydraulic cylinder drum 102 is placed for the hydraulic cylinder.
[005] Tal como mostrado na Figura 1, os componentes da porção inferior de um aparelho de lingotamento de alumínio vertical típico, mostrados dentro de um poço de lingotamento 101 e de uma caixa pneumática 103, incluem um tambor de cilindro hidráulico 102, um pistão 106, um invólucro da base de montagem 105, um prato superior 107 e um tijolo de fundo de soleira 108 (também denominado como cabeçote de partida ou base do bloco de partida), todos mostrados em elevações abaixo do assoalho 104 da instalação de lingotamento.[005] As shown in Figure 1, the components of the lower portion of a typical vertical aluminum caster apparatus, shown inside a caster pit 101 and a pneumatic box 103, include a hydraulic cylinder drum 102, a piston 106, a mounting base casing 105, an upper plate 107 and a bottom sill brick 108 (also referred to as the starting head or starting block base), all shown at elevations below the floor 104 of the casting facility.
[006] O invólucro da base de montagem 105 é montado no assoalho 101a do poço de lingotamento 101, abaixo do qual fica a caixa pneumática 103. A caixa pneumática 103 é definida por suas paredes laterais 103b e seu assoalho 103a.[006] The casing of the mounting base 105 is mounted on the floor 101a of the casting pit 101, below which is the pneumatic box 103. The pneumatic box 103 is defined by its side walls 103b and its floor 103a.
[007] Um conjunto de mesa porta-lingoteira típico 110 também é mostrado na Figura 1, o qual pode ser inclinado tal como mostrado pelo cilindro hidráulico 111 que[007] A typical ingot holder table assembly 110 is also shown in Figure 1, which can be tilted as shown by hydraulic cylinder 111 which
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3/66 impulsiona o braço de inclinação 110a da mesa portalingoteira, de uma maneira tal que este gira em torno do ponto 112 e desse modo aumenta e gira o conjunto de estrutura de lingotamento principal, tal como mostrado na Figura 1. Também há carros da mesa porta-lingoteira que permitem que os conjuntos da mesa porta-lingoteira sejam movidos de e para a posição de lingotamento acima do poço de lingotamento.3/66 pushes the tilt arm 110a of the hatch table in such a way that it rotates around point 112 and thereby enlarges and rotates the main caster structure assembly, as shown in Figure 1. There are also ingot holder table that allows the ingot holder table assemblies to be moved to and from the caster position above the caster pit.
[008] A Figura 1 mostra adicionalmente o prato superior 107 e a base do bloco de partida 108 que descem parcialmente ao poço de lingotamento 101 com a peça fundida 113 (que pode ser um lingote ou um tarugo que está sendo parcialmente formada). A peça fundida 113 fica na base do bloco de partida 108, que pode incluir um cabeçote de partida ou um tijolo de fundo de soleira, que geralmente (mas não sempre) fica na base do bloco de partida 108, que é conhecido no estado da técnica e não precisa, portanto, ser mostrado ou descrito em mais detalhes. Embora o termo bloco de partida seja utilizado para o item 108, deve ser observado que os termos tijolo de fundo de soleira e cabeçote de partida também são utilizados na indústria para se referir ao item 108, o tijolo de fundo de soleira é utilizado tipicamente quando um lingote está sendo fundido, e o cabeçote de partida quando um tarugo está sendo fundido.[008] Figure 1 additionally shows the upper plate 107 and the base of the starting block 108 that partially descend to the casting well 101 with the casting 113 (which can be an ingot or a billet being partially formed). The casting 113 is at the base of the starting block 108, which may include a starting head or a bottom sill brick, which usually (but not always) is at the base of the starting block 108, which is known in the state of technique and therefore does not need to be shown or described in more detail. Although the term starting block is used for item 108, it should be noted that the terms bottom threshold brick and starting head are also used in industry to refer to item 108, the bottom threshold brick is typically used when an ingot is being cast, and the starting head when a billet is being cast.
[009] Embora a base do bloco de partida 108 na Figura 1 mostre somente um bloco de partida 108 e um suporte, há tipicamente diversos de cada um deles montados em cada base do bloco de partida, que moldam simultaneamente tarugos, afunilamentos ou configurações especiais, ou lingotes à medida que o bloco de partida é abaixado durante o processo de lingotamento.[009] Although the base of the starting block 108 in Figure 1 shows only a starting block 108 and a support, there are typically several of each mounted on each base of the starting block, which simultaneously shape billets, tapers or special configurations , or ingots as the starting block is lowered during the casting process.
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 9/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 9/81
4/66 [010] Quando o fluido hidráulico é introduzido no cilindro hidráulico a uma pressão suficiente, o pistão 106 e, conseqüentemente, o bloco de partida 108, são elevados até o nível de início de elevação desejado para o processo de lingotamento, que é quando os blocos de partida estão dentro do conjunto da mesa porta-lingoteira 110.4/66 [010] When the hydraulic fluid is introduced into the hydraulic cylinder at a sufficient pressure, the piston 106 and, consequently, the starting block 108, are raised to the desired start elevation level for the casting process, which it is when the starting blocks are inside the set of the ingot holder table 110.
[011] O abaixamento do bloco de partida 108 é executado ao retirar o fluido hidráulico do cilindro a uma razão predeterminada, desse modo abaixando o pistão 106 e, conseqüentemente, o bloco de partida a uma razão predeterminada e controlada. O molde é resfriado de maneira controlável durante o processo para ajudar na solidificação dos lingotes ou tarugos emergentes, utilizando tipicamente um dispositivo de resfriamento à água.[011] The lowering of the starting block 108 is carried out by withdrawing the hydraulic fluid from the cylinder at a predetermined ratio, thereby lowering the piston 106 and, consequently, the starting block at a predetermined and controlled ratio. The mold is cooled in a controllable manner during the process to assist in the solidification of the emerging billets or billets, typically using a water cooling device.
[012] Há numerosas tecnologias de moldagem e lingotamento que se adaptam às mesas porta-lingoteira e nenhuma em particular é requerida para praticar as várias realizações da presente invenção, uma vez que elas são conhecidas pelos elementos versados na técnica.[012] There are numerous molding and casting technologies that adapt to the ingot holder tables and none in particular is required to practice the various embodiments of the present invention, since they are known for elements skilled in the art.
[013] O lado superior da mesa porta-lingoteira típica conecta de maneira operativa, ou interage, com o sistema de distribuição de metal. A mesa porta-lingoteira típica também se conecta de maneira operativa aos moldes que ela abriga.[013] The upper side of the typical ingot holder table operatively connects, or interacts, with the metal distribution system. The typical ingot molding table also operatively connects to the molds it houses.
[014] Quando o metal é fundido utilizando um molde de lingotamento vertical contínuo, o metal derretido é resfriado no molde e emerge continuamente da extremidade inferior do molde enquanto a base do bloco de partida é abaixada. O tarugo, o lingote ou uma outra configuração emergente deve ser suficientemente solidificado de uma[014] When the metal is melted using a continuous vertical casting mold, the molten metal is cooled in the mold and emerges continuously from the lower end of the mold while the starting block base is lowered. The billet, billet or other emerging configuration must be sufficiently solidified
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5/66 maneira tal que mantenha o seu perfil desejado, afunilamento ou outra configuração desejada. Há um vão livre entre o metal solidificado emergente e a parede do anel permeável. Abaixo desta, também há uma cavidade de ar do molde entre o metal solidificado emergente e a porção inferior do molde e o equipamento relacionado.5/66 in such a way as to maintain your desired profile, bottleneck or other desired configuration. There is a gap between the emerging solidified metal and the permeable ring wall. Below this, there is also a mold air cavity between the emerging solidified metal and the lower part of the mold and related equipment.
[015] Uma vez que o lingotamento esteja completo, a peça fundida, um lingote neste caso, é removida do tijolo de fundo de soleira. A Figura 1A ilustra uma configuração inferior exemplificadora do bloco com uma peça fundida 113 sendo removida do tijolo de fundo de soleira 108 após o lingotamento. A Figura 1A ilustra um tijolo de fundo de soleira 108 com um formato ou uma configuração particular na cavidade interna que recebe o fluxo inicial do metal derretido durante o processo de lingotamento, e o perímetro externo da peça fundida 113 uma vez solidificada assume esse formato.[015] Once the casting is complete, the casting, an ingot in this case, is removed from the bottom sill brick. Figure 1A illustrates an exemplary lower configuration of the block with a melt 113 being removed from the bottom sill brick 108 after casting. Figure 1A illustrates a bottom sill brick 108 with a particular shape or configuration in the internal cavity that receives the initial flow of the molten metal during the casting process, and the outer perimeter of the melt 113 once solidified takes on that shape.
[016] A Figura 1A ilustra as porções inclinadas 115 e 116 e a porção entalhada 119 na peça fundida 113. As porções inclinadas 115 e 116 correspondem geralmente às entalhaduras inferiores 117 e 114 do bloco no formato e na configuração, e com alguma variação relacionada geralmente à contração ou a outros fatores do lingotamento. A saliência do tijolo de fundo de soleira 118 corresponde no formato e na configuração à entalhadura das peças fundidas 119, tal como pode ser visto na Figura 1A. As porções inclinadas 115 e 116 nos lingotes da técnica anterior eram a ângulos diferentes, tais como de trinta graus, quarenta e cinco graus e sessenta graus.[016] Figure 1A illustrates the inclined portions 115 and 116 and the notched portion 119 in the casting 113. The inclined portions 115 and 116 generally correspond to the lower notches 117 and 114 of the block in shape and configuration, and with some related variation usually to contraction or other factors of casting. The protrusion of the bottom brick 118 corresponds in shape and configuration to the groove of the castings 119, as can be seen in Figure 1A. The inclined portions 115 and 116 in the prior art ingots were at different angles, such as thirty degrees, forty five degrees and sixty degrees.
[017] A Figura 1B é uma vista em seção[017] Figure 1B is a sectional view
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6/66 transversal em elevação de uma parede do molde 142 da técnica6/66 transverse elevation of a wall of the mold 142 of the technique
líquido 146 onde o refrigerante líquido (tipicamente a água) bate e resfria a peça fundida 141. As realizações da presente invenção podem ser aplicadas à técnica anterior de todos os tipos, incluindo a configuração do molde ilustrada na Figura 1B.liquid 146 where the liquid refrigerant (typically water) beats and cools the melt 141. The embodiments of the present invention can be applied to the prior art of all types, including the mold configuration illustrated in Figure 1B.
[018] No lingotamento convencional e nos processos de lingotamento por resfriamento direto para a laminação de lingote, um lingote passa por um processo de transformação substancial durante a laminação. O lingote pode ser laminado em uma placa, pode acumular folhas de alumínio e outros produtos de dimensões e de espessuras diferentes por um processo que envia o lingote através de uma série de rolos repetitivamente, com os rolos sendo movidos mais próximos seqüencialmente. Este equipamento de laminação pode ser denominado como uma gaiola de laminação.[018] In conventional casting and direct cooling casting processes for ingot rolling, a ingot undergoes a substantial transformation process during rolling. The ingot can be laminated to a plate, it can accumulate aluminum sheets and other products of different dimensions and thicknesses by a process that sends the ingot through a series of rolls repeatedly, with the rolls being moved closer sequentially. This laminating equipment can be called a laminating cage.
[019] Um dos problemas associados com este processo é que uma porção do lingote de laminação é desperdiçada devido a um fenômeno denominado algumas vezes como rabo de jacaré. O rabo de jacaré ocorre durante o processo de laminação quando o metal do corpo principal do lingote é laminado e empurrado sobre a extremidade do lingote na cabeça e nos lados da base. Quando o lingote é observado nesta condição a partir da vista lateral, a cabeça e a base assemelham-se à boca de um jacaré, daí a origem do termo rabo de jacaré. O rabo de jacaré é ilustrado na Figura 9. Durante o processo de laminação, as extremidades dos lingotes que[019] One of the problems associated with this process is that a portion of the lamination ingot is wasted due to a phenomenon sometimes referred to as an alligator tail. The alligator tail occurs during the lamination process when the metal in the main body of the ingot is laminated and pushed over the end of the ingot on the head and on the sides of the base. When the ingot is observed in this condition from the side view, the head and base resemble an alligator's mouth, hence the origin of the term alligator tail. The alligator tail is illustrated in Figure 9. During the lamination process, the ends of the ingots that
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7/66 exibem o rabo de jacaré são cortadas fora, desse modo resultando uma quantidade substancial de alumínio residual que deve ser reaquecida e novamente fundida, além dos gastos desse procedimento.7/66 showing the alligator tail are cut off, thereby resulting in a substantial amount of residual aluminum that must be reheated and re-melted, in addition to the expense of this procedure.
[020] Em alguma técnica anterior, foi mostrado que ao produzir um ângulo com uma cabeça e uma base afuniladas, o rabo de jacaré pode ser reduzido ou eliminado.[020] In some prior art, it has been shown that by producing an angle with a tapered head and base, the alligator's tail can be reduced or eliminated.
[021] Um objetivo de algumas realizações da presente invenção consiste na apresentação de um sistema de lingotamento de molde automatizado com dimensões calculadas e variáveis e de tijolo de fundo de soleira que propicie peças afuniladas e outras configurações das peças fundidas.[021] An objective of some realizations of the present invention is to present an automated mold casting system with calculated and variable dimensions and a bottom sill brick that provides tapered parts and other configurations of the castings.
[022] Um objetivo de algumas realizações da presente invenção consiste na apresentação de um sistema de lingotamento de molde automatizado com dimensões calculadas e variáveis que reduza as perdas do corte da extremidade.[022] An objective of some embodiments of the present invention is to present an automated mold casting system with calculated and variable dimensions that reduces the losses of the end cut.
[023] Outros objetivos, características e vantagens da presente invenção ficarão evidentes a partir do relatório descritivo, das reivindicações e dos desenhos em anexo que formam parte da mesma. Na concretização dos objetivos da presente invenção, deve ficar compreendido que as suas características essenciais são suscetíveis a mudanças no desenho e no arranjo estrutural, com apenas uma realização prática e preferida sendo ilustrada nos desenhos em anexo, tal como requerido.[023] Other objectives, characteristics and advantages of the present invention will be evident from the specification, the claims and the attached drawings that form part of it. In achieving the objectives of the present invention, it should be understood that its essential features are susceptible to changes in the design and structural arrangement, with only one practical and preferred embodiment being illustrated in the attached drawings, as required.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [024] As realizações preferidas da invenção são descritas abaixo com referência aos seguintes desenhos em anexo.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [024] The preferred embodiments of the invention are described below with reference to the following attached drawings.
[025] A Figura 1 é uma vista em elevação de um[025] Figure 1 is an elevation view of a
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8/66 poço de lingotamento vertical, de uma caixa pneumática e de um aparelho de lingotamento de metal da técnica anterior;8/66 vertical caster pit, pneumatic box and prior art metal caster;
[026] A Figura 1A é uma vista em elevação de um tijolo de fundo de soleira da técnica anterior particularmente formado e da peça fundida correspondente removida do mesmo;[026] Figure 1A is an elevation view of a particularly formed prior art sill bottom brick and the corresponding cast removed from it;
[027] A Figura 1B é uma vista em seção transversal em elevação de uma parede de molde ou de uma superfície de lingotamento da técnica anterior que resfria e forma interface com uma peça fundida;[027] Figure 1B is a cross-sectional elevation view of a mold wall or a casting surface of the prior art that cools and interfaces with a casting;
[028] A Figura 2 é uma vista superior esquemática em seção transversal de um lingotamento de molde fixo típico da técnica anterior; quando [029] A Figura 3 é uma representação esquemática em elevação da porção inferior de uma peça fundida que se expande em uma direção horizontal durante o processo de lingotamento;[028] Figure 2 is a schematic cross-sectional top view of a fixed cast ingot typical of the prior art; when [029] Figure 3 is a schematic elevation representation of the lower portion of a casting that expands in a horizontal direction during the casting process;
[030] A Figura 4 é uma vista esquemática superior em seção transversal de uma realização de uma parede do perímetro do molde, ilustrando as direções potenciais de movimento das paredes laterais;[030] Figure 4 is a schematic top cross-sectional view of an embodiment of a perimeter wall of the mold, illustrating the potential directions of movement of the side walls;
[031] A Figura 5 é uma vista superior de uma realização de um sistema de lingotamento do molde contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes do perímetro são móveis;[031] Figure 5 is a top view of an embodiment of a mold casting system contemplated by the present invention, in which two of the perimeter walls are mobile;
[032] A Figura 6 é uma vista superior de uma realização de um sistema de lingotamento do molde contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes do perímetro da extremidade são móveis;[032] Figure 6 is a top view of an embodiment of a mold casting system contemplated by the present invention, in which two of the end perimeter walls are movable;
[033] A Figura 7 é uma vista em elevação[033] Figure 7 is an elevation view
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9/66 representativa de um exemplo de um lingote que pode ser produzido como um produto das realizações da presente invenção, ilustrando o afunilamento nas porções superior e inferior do lingote;9/66 representative of an example of an ingot that can be produced as a product of the embodiments of the present invention, illustrating the tapering in the upper and lower portions of the ingot;
[034] A Figura 8 é uma vista em elevação de um lingote típico da peça fundida, com alguma contração e rachaduras associadas, mostradas nos cantos;[034] Figure 8 is an elevation view of a typical cast piece ingot, with some contraction and associated cracks, shown in the corners;
[035] A Figura 9 é uma vista em elevação das extremidades de um lingote tal como aquele mostrado na Figura 8, após as operações de laminação e ilustrando de maneira genérica o rabo de jacaré;[035] Figure 9 is an elevation view of the ends of an ingot such as that shown in Figure 8, after rolling operations and generally illustrating the alligator tail;
que a posição inicial ou a largura das paredes móveis;that the starting position or the width of the movable walls;
tijolo de fundo de soleira seja iniciado dentro das paredes móveis do molde;sill bottom brick is started within the movable walls of the mold;
soleira, em parte no processo de lingotamento à medida que o tijolo de fundo de soleira está sendo abaixado;sill, partly in the casting process as the bottom sill brick is being lowered;
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10/66 soleira, avançando no processo de lingotamento e ilustra como a peça fundida pode ser moldada dimensionalmente mais ampla do que o tijolo de fundo de soleira;10/66 sill, advancing in the casting process and illustrates how the cast can be shaped dimensionally wider than the sill bottom brick;
superior da peça fundida na extremidade do molde;top of the casting at the end of the mold;
soleira, ilustrando uma peça fundida parcialmente no processo de lingotamento em que a presente invenção provê uma dimensão e um afunilamento ou uma configuração diferente em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado;sill, illustrating a part cast partially in the casting process in which the present invention provides a different dimension and taper or configuration on one side of the cast compared to the other side;
[043] A Figura 17 é uma representação esquemática de um aspecto de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira contemplado pela presente invenção, ilustrando um tijolo de fundo de soleira de uma maneira diferente configurado com a largura aproximada da abertura do molde;[043] Figure 17 is a schematic representation of an aspect of an automated variable dimension mold system and bottom sill brick contemplated by the present invention, illustrating a bottom sill brick in a different way configured with the approximate width the opening of the mold;
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 16/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 16/81
11/66 soleira, ilustrando outro aspecto da presente invenção, em que um refrigerante líquido é utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira para obter uma refrigeração mais desej ável do metal derretido em relação ao tijolo de fundo de soleira;11/66 sill, illustrating another aspect of the present invention, wherein a liquid coolant is used within the bottom sill brick to obtain more desirable cooling of the molten metal in relation to the bottom sill brick;
[045][045]
A Figura uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado de tijolo de fundo de soleira, ilustrando outro aspecto da invenção em que movimento das paredes laterais do molde não é linear;The Figure is a schematic representation of an implementation of an automated variable-size mold system of bottom sill brick, illustrating another aspect of the invention in which movement of the mold side walls is not linear;
[046][046]
Figura uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado de tijolo de fundo de soleira, ilustrando um aspecto da invenção similar àquele mostrado na Figura 19, em que apenas uma das paredes do molde é movida a um ângulo molde para prover dissimilar em relação à outra parede do uma dimensão e/ou uma configuração diferente em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado;A schematic representation of an embodiment of an automated variable-size mold system of bottom sill brick is shown, illustrating an aspect of the invention similar to that shown in Figure 19, in which only one of the mold walls is moved at a mold angle to provide dissimilarity with respect to the other wall of a different dimension and / or configuration on one side of the casting compared to the other side;
[047][047]
Figura uma representação uma realização esquemática de dimensão variável automatizado de um sistema de molde de de tijolo de fundo de soleira, ilustrando uma parede do molde formada ou configurada de uma maneira diferente;A schematic representation of an automated variable dimensioned representation of a sill bottom brick mold system is shown, illustrating a mold wall formed or configured in a different way;
[048][048]
A Figura 22 é uma representação esquemática de outro aspecto da invenção com um tijolo de fundo de soleira configurado de uma maneira diferente e que só precisa ter paredes laterais da altura completa em dois lados, em que o dito aspecto pode utilizar as paredes do molde como parte ou toda a parede do perímetro em outros dois lados;Figure 22 is a schematic representation of another aspect of the invention with a sill bottom brick configured in a different way and which only needs to have full height side walls on two sides, where said aspect can use the mold walls as part or all of the perimeter wall on two other sides;
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 17/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 17/81
12/66 [049] A Figura 23 é uma representação esquemática da realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira ilustrado na Figura 22, que mostra a extremidade do tijolo de fundo de soleira e a ausência das paredes da extremidade do tijolo de fundo de soleira;12/66 [049] Figure 23 is a schematic representation of the realization of an automated variable size mold system and bottom sill brick illustrated in Figure 22, which shows the end of the bottom sill brick and the absence of sill bottom brick end walls;
[050] A Figura 24 é uma representação esquemática de uma realização de uma configuração do bloco de partida do molde possível para alguns aspectos da presente invenção e que pode ser utilizada nas realizações da presente invenção da parede do perímetro apenas em dois lados;[050] Figure 24 is a schematic representation of an embodiment of the mold starting block configuration possible for some aspects of the present invention and which can be used in the embodiments of the present invention of the perimeter wall only on two sides;
[051] A Figura 25 é uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira, ilustrando outro aspecto da presente invenção, em que um sistema de refrigerante líquido é utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira para obter uma refrigeração mais desejável do metal derretido em relação ao tijolo de fundo de soleira;[051] Figure 25 is a schematic representation of an implementation of an automated variable size mold system and bottom sill brick, illustrating another aspect of the present invention, in which a liquid refrigerant system is used within the sill bottom to obtain more desirable cooling of the molten metal compared to the sill bottom brick;
[052] A Figura 26 é uma representação esquemática de outro aspecto da invenção, que inclui uma tampa superior da peça fundida que está sendo abaixada sobre a parte superior do metal derretido na parte superior da peça fundida;[052] Figure 26 is a schematic representation of another aspect of the invention, which includes an upper cover of the casting which is being lowered over the upper part of the molten metal in the upper part of the casting;
[053] A Figura 27 é uma representação esquemática da realização da invenção ilustrada na Figura 26, onde a tampa superior foi colocada na parte superior da peça fundida, desse modo fazendo com que o metal derretido assuma o contorno ou a configuração da lateral da tampa superior;[053] Figure 27 is a schematic representation of the realization of the invention illustrated in Figure 26, where the top cover was placed on the top of the cast, thereby causing the molten metal to assume the contour or configuration of the side of the cover higher;
[054] A Figura 28A é uma representação[054] Figure 28A is a representation
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 18/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 18/81
13/66 esquemática da realização do aspecto da invenção ilustrada nas Figuras 26 e 27, saindo da parte inferior da cavidade do molde com uma tampa superior formada particular;13/66 schematic of the embodiment of the aspect of the invention illustrated in Figures 26 and 27, leaving the lower part of the mold cavity with a particular formed upper lid;
[055] A Figura 28B é uma representação esquemática da realização do aspecto da invenção ilustrada nas Figuras 26 e 27, saindo da parte inferior da cavidade do molde com a tampa superior formada de uma maneira diferente;[055] Figure 28B is a schematic representation of the realization of the aspect of the invention illustrated in Figures 26 and 27, leaving the bottom of the mold cavity with the top cover formed in a different way;
[056] A Figura 28C é uma representação esquemática da realização do aspecto da invenção ilustrada nas Figuras 26 e 27, saindo da parte inferior da cavidade do molde ainda com outra tampa superior formada de uma maneira diferente;[056] Figure 28C is a schematic representation of the realization of the aspect of the invention illustrated in Figures 26 and 27, leaving the bottom of the mold cavity with yet another top cover formed in a different way;
[057] A Figura 29 é uma representação esquemática de ainda um outro aspecto da invenção, em que qualquer campo eletromagnético é utilizado para formar a parte superior da peça fundida no final do processo de lingotamento;[057] Figure 29 is a schematic representation of yet another aspect of the invention, in which any electromagnetic field is used to form the upper part of the casting at the end of the casting process;
[058][058]
A Figura 30 é uma representação esquemática em elevação dos movimentos exemplificadores que podem ser feitos pelas paredes do molde móveis contempladas nas realizações da presente invenção;Figure 30 is a schematic representation in elevation of the exemplary movements that can be made by the movable mold walls contemplated in the embodiments of the present invention;
perfil da peça fundida ou de uma configuração que pode ser produzida como ou parte do sistema de lingotamento descrito pelos aspectos da presente invenção;profile of the casting or of a configuration that can be produced as or part of the casting system described by aspects of the present invention;
uma realização de um processo que pode ser utilizado nas realizações da presente invenção;an embodiment of a process that can be used in the embodiments of the present invention;
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 19/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 19/81
14/66 outro aspecto da presente invenção, ilustrando outro desenho de um lingote que pode ser produzido como parte da presente invenção;14/66 another aspect of the present invention, illustrating another drawing of an ingot that can be produced as part of the present invention;
[063] A Figura 35 é um diagrama esquemático de uma realização de um sistema de controle que pode ser utilizado para controlar o movimento da parede lateral do molde ao praticar os aspectos da presente invenção;[063] Figure 35 is a schematic diagram of an embodiment of a control system that can be used to control the movement of the side wall of the mold when practicing the aspects of the present invention;
[064] A Figura 36 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior e inferior em cada parede do molde;[064] Figure 36 is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating an upper and lower beveled surface area on each mold wall;
[065] A Figura 37A é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando duas áreas de superfície chanfradas superiores e duas superfícies chanfradas inferiores em cada parede do molde;[065] Figure 37A is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating two upper chamfered surface areas and two lower chamfered surfaces on each wall. the mold;
[066] A Figura 37B é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior e inferior em cada parede do molde, com cada área chanfrada combinada com uma área de superfície curvada ou arqueada;[066] Figure 37B is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating an upper and lower beveled surface area on each mold wall, with each beveled area combined with a curved or arched surface area;
[067] A Figura 37C é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser[067] Figure 37C is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces that can be
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 20/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 20/81
15/66 utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície curvada ou arqueada da parte superior e inferior em cada parede do molde;15/66 used in some aspects of the present invention, illustrating a curved or arched surface area of the top and bottom on each mold wall;
[068][068]
A FiguraThe figure
7D é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior e inferior em cada parede do molde, sendo que a área de superfície chanfrada superior tem dimensões de ângulo dissimilar da área de superfície chanfrada inferior;7D is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating an upper and lower bevelled surface area on each mold wall, the area of which upper chamfered surface has dissimilar angle dimensions from the lower chamfered surface area;
[069][069]
FiguraFigure
37E é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma área de superfície chanfrada superior combinada com uma área de superfície inferior curvada ou arqueada em cada parede do molde;37E is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating an upper chamfered surface area combined with a curved or arched lower surface area on each wall the mold;
[070][070]
A Figura 38A é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser a fase inicial do lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido está inicialmente na porção média 623a das paredes do molde;Figure 38A is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or the casting surface, which can be the initial stage of casting in an embodiment of the invention, where the level of molten metal is initially in the middle portion 623a of the mold walls;
[071] A Figura 38B é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser uma segunda fase do lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido foi levantado a partir daquele mostrado na Figura 38A de uma maneira tal que fica na[071] Figure 38B is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or the casting surface, which can be a second stage of casting in an embodiment of the invention, in which the level of molten metal has been raised from the one shown in Figure 38A in such a way that it is in the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 21/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 21/81
16/66 porção superior 623b das paredes do molde;16/66 upper portion 623b of the mold walls;
[072] A Figura 38C é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser uma terceira fase ou estado constante de lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido está na porção média 623a das paredes do molde;[072] Figure 38C is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or the casting surface, which can be a third stage or constant state of casting in an embodiment of the invention, in which the level of molten metal is in the middle portion 623a of the mold walls;
[073] A Figura 38D é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou da superfície de lingotamento, que pode ser uma terceira fase ou estado constante de lingotamento em uma realização da invenção, em que o nível de metal derretido está na porção inferior 623c das paredes do molde;[073] Figure 38D is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or the casting surface, which can be a third stage or constant state of casting in an embodiment of the invention, in which the level of molten metal is in the lower portion 623c of the mold walls;
[074] A Figura 39 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando a porção superior da peça fundida sendo formada em um afunilamento a um ângulo predeterminado;[074] Figure 39 is a schematic elevation of a configuration of the mold walls or casting surfaces in an embodiment of the invention, illustrating the upper portion of the casting being formed in a taper at a predetermined angle;
[075] A Figura 40 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando porque o nível de metal derretido precisa ser mantido na porção inferior das paredes do molde para impedir que o metal congelado impeça o movimento interno adicional das paredes do molde de criar o afunilamento superior;[075] Figure 40 is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces in an embodiment of the invention, illustrating why the level of molten metal needs to be maintained in the lower portion of the mold walls to prevent the frozen metal prevents additional internal movement of the mold walls from creating the upper taper;
[076] A Figura 41 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração das paredes do molde ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando uma porção superior com uma superfície[076] Figure 41 is a schematic elevation representation of a configuration of the mold walls or casting surfaces in an embodiment of the invention, illustrating an upper portion with a surface
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 22/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 22/81
17/66 chanfrada que forma uma porção afunilada do fundo da peça fundida em combinação com o tijolo de fundo de soleira; e [077] A Figura 42 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração de molde e de tijolo de fundo de soleira que ilustra outra característica de algumas realizações da presente invenção, em que as paredes do molde podem ser movidas para fora para acomodar a expansão do tijolo de fundo de soleira na iniciação.Chamfered 17/66 forming a tapered portion of the bottom of the casting in combination with the bottom sill brick; and [077] Figure 42 is a schematic elevation representation of a mold and sill bottom brick configuration that illustrates another feature of some embodiments of the present invention, in which the mold walls can be moved outward to accommodate the expansion of the bottom sill brick at initiation.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES PREFERIDAS [078] Muitos dos dispositivos de fixação, conexão, manufatura e outros dispositivos e componentes utilizados na presente invenção são extensamente conhecidos e utilizados no campo da invenção descrita, e a sua natureza ou tipo exato não são necessários para uma compreensão e utilização da invenção por um elemento versado na técnica ou ciência; portanto, não serão discutidos em detalhes significativos. Além disso, os vários componentes mostrados ou descritos na presente invenção para qualquer pedido de patente específico da presente invenção podem ser variados ou alterados tal como previsto pela presente invenção, e a prática de um pedido de patente específico ou de uma realização específica de qualquer elemento já pode ser extensamente conhecida ou utilizada no estado da técnica ou por elementos versados na técnica ou ciência; portanto, cada um deles não será discutido em detalhes significativos.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [078] Many of the fixing, connecting, manufacturing and other devices and components used in the present invention are widely known and used in the field of the described invention, and their exact nature or type is not necessary for an understanding and use of the invention by an element skilled in the art or science; therefore, they will not be discussed in significant detail. In addition, the various components shown or described in the present invention for any specific patent application of the present invention can be varied or changed as provided by the present invention, and the practice of a specific patent application or a specific realization of any element it may already be widely known or used in the state of the art or by elements skilled in the art or science; therefore, each of them will not be discussed in significant detail.
[079] Os termos um, uma e o, a, os, as, tal como utilizado nas reivindicações na presente invenção, são utilizados em conformação com a prática de esboço da reivindicação existente há muito tempo e não de uma maneira limitadora. A menos que esteja especificamente indicado na[079] The terms one, one and o, a, os, as, as used in the claims in the present invention, are used in accordance with the practice of drafting the long-standing claim and not in a limiting manner. Unless specifically stated in the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 23/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 23/81
18/66 presente invenção, os termos um, uma e o, a, os, as não ficam limitados a um de tais elementos, mas significam preferivelmente pelo menos um.18/66 of the present invention, the terms one, one and o, a, os, as are not limited to one of such elements, but preferably mean at least one.
[080] Deve ficar compreendido que a presente invenção se aplica e pode ser utilizada com relação a vários tipos de tecnologias e configurações de lingotamento e de vazamento de metal, incluindo, mas não se limitando à tecnologia de massalote e a tecnologia de vazamento convencional. O molde, portanto, deve receber o metal derretido de uma fonte de metal derretido, qualquer que seja o tipo particular de fonte. As cavidades do molde no molde devem, portanto, ser orientadas na posição de recebimento de metal fluido ou derretido em relação à fonte de metal derretido.[080] It should be understood that the present invention applies and can be used with respect to various types of casting and casting technologies and configurations, including, but not limited to, mass casting technology and conventional casting technology. The mold, therefore, must receive the molten metal from a molten metal source, whatever the particular type of source. The mold cavities in the mold must therefore be oriented in the receiving position of molten or molten metal in relation to the molten metal source.
[081] Os aspectos da presente invenção controlam as dimensões da cabeça e da base dos lingotes através de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira. Em algumas realizações da presente invenção, por exemplo, os dois lados da face de laminação do molde se movem para dentro e para fora um em relação ao outro, desse modo provendo um afunilamento do lingote. O tijolo de fundo de soleira pode ser mais estreito na espessura do que a espessura nominal do lingote e no início do lingotamento, e os lados do molde podem ser posicionados para dentro em direção ao centro do lingote e adjacentes aos lados do tijolo de fundo de soleira. No início do lingotamento, os lados do molde são movidos gradualmente para fora a uma razão que forma as dimensões desejadas na base do lingote, resultando em qualquer uma de uma série de formas desejadas diferentes, dependendo da[081] Aspects of the present invention control the dimensions of the head and base of the ingots through an automated variable-size mold system and bottom sill brick. In some embodiments of the present invention, for example, the two sides of the lamination face of the mold move in and out relative to each other, thereby providing a taper of the ingot. The sill bottom brick can be narrower in thickness than the nominal billet thickness and at the beginning of the billet, and the sides of the mold can be positioned inward towards the center of the billet and adjacent to the sides of the bottom billet brick. threshold. At the beginning of the casting, the sides of the mold are gradually moved outward to a ratio that forms the desired dimensions at the base of the ingot, resulting in any of a number of different desired shapes, depending on the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 24/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 24/81
19/66 aplicação. Uma vez que as dimensões do lingote atingem a espessura nominal desejada do lingote para a laminação, as paredes do molde são mantidas constantes na posição. Então, no final do lingotamento, as paredes do molde são movidas gradualmente para dentro até que a cabeça do lingote (a porção superior) atinja as dimensões desejadas, quando o molde deve estar terminado. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a porção da parte superior do lingote é algumas vezes denominada cabeça do lingote e a porção inferior do lingote é algumas vezes denominada base do lingote, uma vez que o lingote está na posição de lingotamento vertical.19/66 application. Once the dimensions of the ingot reach the desired nominal thickness of the ingot for lamination, the walls of the mold are kept constant in position. Then, at the end of the casting, the walls of the mold are gradually moved inward until the head of the ingot (the upper portion) reaches the desired dimensions, when the mold must be finished. It will be appreciated by those skilled in the art that the upper portion of the billet is sometimes called the head of the billet and the lower portion of the billet is sometimes called the base of the billet, since the billet is in the vertical billet position.
[082] Os aspectos da presente invenção também contemplam um processo que pode ser utilizado em algumas realizações da presente invenção que incluem o controle das variáveis do molde tais como o controle do nível de metal, a velocidade de lingotamento e a razão na qual os lados do molde são movidos.[082] Aspects of the present invention also contemplate a process that can be used in some embodiments of the present invention that include controlling the mold variables such as controlling the metal level, the casting speed and the reason the sides of the mold are moved.
[083] Durante o lingotamento, pode haver três fases que são consideradas para que o controle produza uma peça fundida mais desejável, a saber, o lingotamento inicial, o lingotamento de estado constante e o lingotamento final, em que a lingotamento de estado constante é aquela entre o lingotamento inicial e o lingotamento final. Os parâmetros de controle diferentes podem ser desejados para cada uma destas fases de lingotamento, e mais fases podem ser introduzidas para dividir qualquer uma ou mais destas em subfases, dependendo dos resultados desejados da peça fundida.[083] During casting, there may be three phases that are considered for the control to produce a more desirable casting, namely the initial casting, the constant-state casting and the final casting, where the constant-state casting is that between the initial casting and the final casting. Different control parameters can be desired for each of these casting stages, and more stages can be introduced to divide any or more of these into sub-stages, depending on the desired results of the casting.
[084] O formato da face do molde também pode desempenhar um papel no processo em algumas realizações da[084] The shape of the mold face can also play a role in the process in some of the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 25/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 25/81
20/66 presente invenção. Por exemplo, no começo do lingotamento, quando as paredes do molde são movidas para fora do centro do lingote, o nível de metal pode ser mantido acima de um determinado nível em relação ao molde ou às paredes do molde. Então, perto da extremidade do molde, quando os lados do molde são novamente trazidos para dentro em direção ao centro do lingote, o nível de metal pode ser abaixado até um nível inferior entre determinados pontos que estão dentro de determinada faixa entre as paredes do molde, com um ângulo específico das paredes do molde. O ângulo das paredes do molde também pode ser dependente da velocidade de lingotamento da razão na qual as paredes do molde são movidas. Isto também pode ser feito, onde o desenho do molde é tal que o ângulo entre os pontos na parede do molde é essencialmente igual ao ângulo da peça fundida desejada.The present invention. For example, at the beginning of the casting, when the mold walls are moved out of the center of the ingot, the metal level can be kept above a certain level in relation to the mold or the mold walls. Then, near the end of the mold, when the sides of the mold are brought back inwards towards the center of the ingot, the metal level can be lowered to a lower level between certain points that are within a certain range between the walls of the mold , with a specific angle of the mold walls. The angle of the mold walls can also be dependent on the casting speed of the reason the mold walls are moved. This can also be done, where the mold design is such that the angle between the points on the mold wall is essentially equal to the angle of the desired casting.
[085][085]
As peças fundidas de lingote podem se apresentar em qualquer um de uma série de comprimentos diferentes, larguras e configurações, variando geralmente de quinze pés a vinte e cinco pés de comprimento. As dimensões em seção transversal de um lingote de vinte pés de comprimento podem, por exemplo, ser de trinta polegadas por setenta e duas polegadas ou, alternativamente, podem ser de vinte polegadas por sessenta polegadas.Ingot castings can come in any of a number of different lengths, widths and configurations, generally ranging from fifteen feet to twenty-five feet in length. The cross-sectional dimensions of a twenty-foot long ingot may, for example, be thirty inches by seventy-two inches or, alternatively, may be twenty inches by sixty inches.
[086] Também se acredita que um tijolo de fundo de soleira mais profundo pode ajudar a reduzir ou a eliminar liquações e sangrias da peça fundida de modo que a peça fundida possa suportar a sua própria forma durante o tempo que o tijolo de fundo de soleira emerge abaixo das paredes do molde. Geralmente, a técnica anterior inclui configurações em que o tijolo de fundo de soleira era mais largo do que a[086] It is also believed that a deeper sill bottom brick can help to reduce or eliminate liquidations and bleeds from the melt so that the melt can support its own shape for as long as the sill bottom brick emerges below the walls of the mold. Generally, the prior art includes configurations where the bottom sill brick was wider than the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 26/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 26/81
21/66 cavidade do molde e não podia ser estendido na cavidade do molde. Os aspectos da presente invenção permitem, por outro lado, que o tijolo de fundo de soleira seja introduzido na cavidade do molde, o que permite mais tempo para o metal derretido permanecer e resfriar dentro do tijolo de fundo de soleira antes que o peso adicional do lingotamento adicional seja colocado sobre esse metal inicial, o que permite que uma parte inferior da peça fundida solidificada suporte melhor a forma do lingote como um todo através da solidificação. Em outros aspectos da invenção, o resfriamento externo ou interno dentro do tijolo de fundo de soleira pode ajudar este suporte.21/66 mold cavity and could not be extended into the mold cavity. Aspects of the present invention, on the other hand, allow the bottom sill brick to be introduced into the mold cavity, which allows more time for the molten metal to remain and cool inside the bottom sill brick before the additional weight of the additional casting is placed on this starting metal, which allows a lower part of the solidified cast to better support the shape of the ingot as a whole through solidification. In other aspects of the invention, external or internal cooling within the bottom sill brick can assist this support.
[087] Há um benefício secundário do acoplamento do bloco através do molde e isto se dá porque o afastamento entre a calha e o bloco é mantido em padrões normais da indústria. Outro benefício é a prevenção da oxidação maciça, que se torna possível com as paredes móveis do molde que vedam ou reduzem o molde à abertura suficientemente para impedir sangrias quando o bloco passa através do molde e dos rolos de metal sobre a borda do bloco de partida que entra em contato com o molde.[087] There is a secondary benefit of coupling the block through the mold and this is because the spacing between the chute and the block is maintained in normal industry standards. Another benefit is the prevention of massive oxidation, which is made possible by the movable mold walls that seal or reduce the mold to the opening sufficiently to prevent bleeding when the block passes through the mold and the metal rollers on the edge of the starting block that comes into contact with the mold.
[088] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que o termo tijolo de fundo de soleira também pode ser denominado cabeça de partida, bloco falso, tampa de bandeja de lingoteira ou bloco de partida, todos utilizados de maneira genérica na indústria para denominar os mesmos componentes gerais.[088] It will be appreciated by those skilled in the art that the term sill bottom brick can also be called starting head, false block, ingot tray cover or starting block, all used in a generic way in the industry to name them general components.
[089] Embora outros reconheçam o problema e tentem afunilar ou configurar as peças fundidas ou os lingotes do molde de maneiras mais desejáveis, isso foi feito[089] While others recognize the problem and try to taper or configure the castings or mold ingots in more desirable ways, this was done
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 27/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 27/81
22/66 através de usinagem ou corte da peça fundida depois que ela é fundida e solidificada, que é um procedimento mais dispendioso e mais demorado que resulta ainda em uma quantidade indesejável de metal que deve ser desfeita, novamente fundida e então novamente fundida. Outros também tentaram afunilar a(s) peça(s) fundida(s) através do lingotamento como cabeças de partida com ângulos maiores do que trinta graus, o que afeta somente a porção inferior da peça fundida. A presente invenção permite, por outro lado, a formação ou a configuração das peças fundidas nas extremidades superior e inferior durante o processo de lingotamento, sem a necessidade de usinar a peça fundida em seguida.22/66 by machining or cutting the melt after it is melted and solidified, which is a more expensive and time-consuming procedure that still results in an undesirable amount of metal that must be undone, melted again and then melted again. Others have also tried to taper the casting (s) through the caster as starting heads with angles greater than thirty degrees, which affects only the lower portion of the casting. The present invention, on the other hand, allows the formation or configuration of the castings at the upper and lower ends during the casting process, without the need to machine the cast piece afterwards.
[090] A Figura 1 é uma vista em elevação de um poço de lingotamento vertical da técnica anterior típico, da caixa pneumática e do aparelho de lingotamento de metal e é descrita mais detalhadamente acima.[090] Figure 1 is an elevation view of a typical prior art vertical casting well, the pneumatic box and the metal casting machine and is described in more detail above.
[091] A Figura 2 é uma vista superior esquemática em seção transversal de uma parede do perímetro do lingotamento do molde da técnica anterior fixa ou estática típica 120, incluindo a superfície externa 123, a superfície da parede do perímetro interna 122, a cavidade do molde 124 e uma pluralidade de aberturas de aplicação de lubrificante 121.[091] Figure 2 is a schematic cross-sectional top view of a perimeter wall of the typical prior art fixed or static cast mold 120, including the outer surface 123, the inner perimeter wall surface 122, the cavity of the mold 124 and a plurality of lubricant application openings 121.
[092] A Figura 3 é uma representação esquemática em elevação da porção inferior de uma espessura da peça fundida 126 em uma direção horizontal durante o processo de lingotamento. A Figura 3 mostra as paredes do molde 125, a abertura do molde 129, a peça fundida 126, com as setas descendentes 128 mostrando o movimento descendente[092] Figure 3 is a schematic representation in elevation of the lower portion of a thickness of the casting 126 in a horizontal direction during the casting process. Figure 3 shows the walls of the mold 125, the opening of the mold 129, the casting 126, with the downward arrows 128 showing the downward movement
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 28/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 28/81
23/66 da peça fundida. O bloco de partida 127 é mostrado e a distância de intumescimento da base 130 é mostrada para ilustrar a porção mais espessa na parte inferior da peça fundida 126. Geralmente, a porção inferior pode ser mais espessa porque pode haver mais contração na porção média da peça fundida e menos contração na porção inferior.23/66 of the cast. Starting block 127 is shown and the swelling distance from base 130 is shown to illustrate the thickest portion at the bottom of the casting 126. Generally, the lower portion may be thicker because there may be more contraction in the middle portion of the piece fused and less contraction in the lower portion.
[093] A porção inferior da peça fundida é algumas vezes denominada base ou porção de base da peça fundida e tende a ser mais espessa, o que é algumas vezes denominado intumescimento da base. A ilustração do intumescimento da base pode ser exagerada na Figura 3 para finalidades ilustrativas, e a quantidade específica de intumescimento depende de numerosos parâmetros no processo de lingotamento, que são geralmente conhecidos pelos elementos versados na técnica. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que uma quantidade de tempo e de dinheiro significativa seja gasta para remover o intumescimento da base da peça fundida, requerendo que o metal seja enviado para sucata e requerendo uma despesa substancial no processo.[093] The bottom portion of the cast is sometimes called the base or base portion of the cast and tends to be thicker, which is sometimes called swelling of the base. The illustration of the swelling of the base can be exaggerated in Figure 3 for illustrative purposes, and the specific amount of swelling depends on numerous parameters in the casting process, which are generally known to those skilled in the art. It will be appreciated by those skilled in the art that a significant amount of time and money is spent to remove swelling from the base of the cast, requiring the metal to be sent to scrap and requiring substantial expense in the process.
[094] A Figura 4 é uma vista esquemática superior em seção transversal de uma realização de uma parede do perímetro 140 de um aspecto de um sistema de lingotamento contemplado pela presente invenção, ilustrando as direções potenciais de movimento da parede do molde ou das paredes laterais do molde. A Figura 4 ilustra as paredes laterais do molde 141, as paredes de extremidade do molde 142, com as setas 144 indicando o movimento potencial das paredes laterais 141 e as setas 145 indicando o movimento potencial das paredes de extremidade 142.[094] Figure 4 is a schematic top cross-sectional view of an embodiment of a perimeter wall 140 of an aspect of a casting system contemplated by the present invention, illustrating the potential directions of movement of the mold wall or side walls. of the mold. Figure 4 illustrates the side walls of the mold 141, the end walls of the mold 142, with the arrows 144 indicating the potential movement of the side walls 141 and the arrows 145 indicating the potential movement of the end walls 142.
[095] A Figura 5 é uma vista superior de uma[095] Figure 5 is a top view of a
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 29/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 29/81
24/66 realização de um sistema de lingotamento do molde 160 contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes rígidas do perímetro, um primeiro lado e um segundo lado, são móveis. A Figura 5 mostra a superfície interna 163 das paredes laterais do molde e as superfícies internas 164 da parede do perímetro com a cavidade do molde 162 no centro. A estrutura 161 pode ser qualquer uma de uma série de estruturas diferentes 162 de maneira geral.24/66 realization of a casting system of the mold 160 contemplated by the present invention, in which two of the rigid walls of the perimeter, a first side and a second side, are movable. Figure 5 shows the inner surface 163 of the mold side walls and the inner surfaces 164 of the perimeter wall with the mold cavity 162 in the center. Structure 161 can be any of a number of different structures 162 in general.
[096] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a forma ou a configuração da peça fundida pode ser manipulada ao ajustar um ou mais dos parâmetros em combinação com as paredes móveis, parâmetros do molde tais como a velocidade de lingotamento, a duração do lingotamento, o nível do metal, a altura vertical das peças fundidas, a taxa de movimento das paredes do molde para dentro ou para fora, conforme as circunstâncias, bem como outros parâmetros de lingotamento. Além disso, será apreciado que os aspectos do sistema de lingotamento descrito pela presente invenção podem criar qualquer uma de uma série de formas e configurações diferentes de peças fundidas, incluindo lados substancialmente lineares, arqueados, convexos e seções de cabeça e de base côncavas, de uma maneira tal que qualquer fatia seja geralmente retangular no formato. Devido ao número de objetivos e de variáveis potenciais para um determinado lingotamento, nenhum conjunto de parâmetros é desejado para a presente invenção, mas, em vez disso, a presente invenção apresenta um sistema de controle de lingotamento adicional com parâmetros adicionais, para trabalhar objetivando a otimização das peças fundidas resultantes.[096] It will be appreciated by those skilled in the art that the shape or configuration of the casting can be manipulated by adjusting one or more of the parameters in combination with the movable walls, mold parameters such as the casting speed, the casting duration , the level of the metal, the vertical height of the castings, the rate of movement of the mold walls in or out, depending on the circumstances, as well as other casting parameters. In addition, it will be appreciated that aspects of the casting system described by the present invention can create any one of a number of different shapes and configurations of castings, including substantially linear, arched, convex sides and concave head and base sections, from such that any slice is generally rectangular in shape. Due to the number of objectives and potential variables for a given caster, no set of parameters is desired for the present invention, but, instead, the present invention features an additional caster control system with additional parameters, to work towards the optimization of the resulting castings.
[097] Será apreciado que o movimento das[097] It will be appreciated that the movement of
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 30/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 30/81
25/66 paredes do molde pode ser mecanicamente realizado em qualquer uma de uma série de maneiras diferentes, tal como por motores que causam o movimento. Um motor conectado de maneira operativa a uma primeira parede lateral de uma estrutura do molde pode ser, por exemplo, controlado por um acionador auxiliar, que pode ser controlado por um controlador de lógica programável (PLC), que pode ser controlado ou configurado através de uma interface da máquina com o homem (HMI). É observado que outros tipos de acionadores e controles mecânicos podem ser utilizados dentro do que é contemplado pela presente invenção.25/66 mold walls can be mechanically realized in any of a number of different ways, such as by motors that cause movement. A motor operatively connected to a first side wall of a mold structure can be, for example, controlled by an auxiliary driver, which can be controlled by a programmable logic controller (PLC), which can be controlled or configured via a machine interface with man (HMI). It is observed that other types of actuators and mechanical controls can be used within what is contemplated by the present invention.
[098] A Figura 6 é uma vista superior de uma realização de um sistema de lingotamento de molde 160 contemplado pela presente invenção, em que duas das paredes do perímetro de extremidade, um terceiro lado e um quarto lado, são móveis. A Figura 6 ilustra a estrutura 161, a superfície interna 164 da parede de extremidade, a superfície interna 163 das paredes laterais, a cavidade do molde 162, em que as paredes de extremidade são movidas para as posições mostradas pelas linhas ocultas identificadas como a superfície interna 164 das paredes de extremidade da parede do perímetro.[098] Figure 6 is a top view of an embodiment of a mold casting system 160 contemplated by the present invention, in which two of the walls of the end perimeter, a third side and a fourth side, are movable. Figure 6 illustrates structure 161, the inner surface 164 of the end wall, the inner surface 163 of the side walls, the mold cavity 162, in which the end walls are moved to the positions shown by the hidden lines identified as the surface internal 164 of the end walls of the perimeter wall.
invenção, ilustrando o afunilamento nas porções superior e inferior do lingote 201. A Figura 7 ilustra uma forma ou uma configuração resultante potencial de uma peça fundida 200, com a largura 202, a altura 203, com a seta 204 representando a distância linear para a porção arqueada da peça fundidainvention, illustrating the tapering in the upper and lower portions of the ingot 201. Figure 7 illustrates a potential resulting shape or configuration of a casting 200, width 202, height 203, with arrow 204 representing the linear distance to the arcuate portion of the cast
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 31/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 31/81
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01, que também pode ser uma porção angular. A Figura 7 mostra uma porção superior 201a, uma porção média 20lb e uma porção inferior ou de fundo 201c, da peça fundida 201. É observado que, com as realizações da presente invenção, a forma das porções superior, média ou inferior pode ser fundida tal como desejado de uma maneira controlada, e a porção superior 201a pode ser configurada e inclinada de uma maneira diferente da porção inferior 201c, inclusive por meio de um método ou aparelho diferente. Por exemplo, a porção inferior pode ser formada por uma cavidade interna particularmente configurada do tijolo de fundo de soleira, tal como ilustrado na Figura 1, sendo que a porção superior 201a pode ser configurada utilizando as realizações da presente invenção que utilizam, por exemplo, paredes móveis.01, which can also be an angular portion. Figure 7 shows an upper portion 201a, a medium portion 20lb and a lower or bottom portion 201c, of the melt 201. It is noted that, with the embodiments of the present invention, the shape of the upper, middle or lower portions can be melted as desired in a controlled manner, and the upper portion 201a may be configured and angled differently from the lower portion 201c, including by means of a different method or apparatus. For example, the lower portion may be formed by a particularly shaped internal cavity of the bottom sill brick, as illustrated in Figure 1, the upper portion 201a being configurable using the embodiments of the present invention that use, for example, movable walls.
[0100] A Figura 7 também ilustra o ângulo 199 na superfície de laminação da peça fundida. Embora o ângulo 199 possa ser qualquer ângulo dentro do que é contemplado pela presente invenção, em algumas realizações, é preferível que o ângulo 199 esteja compreendido entre vinte e um graus e vinte e nove graus, tal como vinte e seis graus. Embora numerosos fatores possam afetar o ângulo preferido 199 para uma peça fundida 201 a ser laminada posteriormente, em algumas aplicações da presente invenção, vinte e seis graus podem ser preferidos. A Figura 7 também ilustra como uma peça fundida pode ser tratada de uma maneira diferente em seções ou porções diferentes, e a Figura 7 mostra, em particular, três porções, uma porção superior 201a, uma porção média 201b e uma porção inferior 201c. Para o gerenciamento e o controle do lingotamento, será apreciado pelos elementos versados na técnica que a peça fundida 201 pode ser teoricamente dividida[0100] Figure 7 also illustrates the angle 199 on the casting surface of the casting. Although angle 199 can be any angle within the scope of the present invention, in some embodiments, it is preferable that angle 199 is between twenty-one degrees and twenty-nine degrees, such as twenty-six degrees. Although numerous factors can affect the preferred angle 199 for a casting 201 to be laminated later, in some applications of the present invention, twenty-six degrees may be preferred. Figure 7 also illustrates how a cast can be treated differently in different sections or portions, and Figure 7 shows, in particular, three portions, an upper portion 201a, a middle portion 201b and a lower portion 201c. For the management and control of the casting, it will be appreciated by the elements versed in the technique that the casting 201 can be theoretically divided
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 32/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 32/81
27/66 em qualquer uma de uma série de porções diferentes a fim de se obter a peça fundida resultante desejada, sem que nenhuma seja requerida em particular para a prática da invenção.27/66 in any of a number of different portions in order to obtain the desired resulting cast, without any being required in particular for the practice of the invention.
[0101] Embora as tentativas anteriores de afetar a forma dos lingotes tenham sido mostradas além deste método (isto é, o aparamento pós-lingotamento da peça fundida, a moldagem do tijolo de fundo de soleira), a presente invenção tem a vantagem de poder formar a peça fundida desejada, conforme desejado, tal como pelo afunilamento da porção superior e da porção inferior da peça fundida.[0101] Although previous attempts to affect the shape of the ingots have been shown in addition to this method (that is, the post-ingot trimming of the casting, the molding of the bottom sill brick), the present invention has the advantage of being able forming the desired casting as desired, such as by tapering the upper and lower portions of the casting.
[0102] A Figura 8 é uma vista em elevação de um lingote típico da peça fundida, com alguma contração e intumescimento da base. A Figura 8 ilustra a peça fundida 210, os cantos 211, com a espessura da peça fundida 212.[0102] Figure 8 is an elevation view of a typical cast part ingot, with some contraction and swelling of the base. Figure 8 illustrates the casting 210, the corners 211, with the thickness of the casting 212.
[0103] A Figura 9 é uma vista em elevação das extremidades de um lingote 210 tais como aquelas mostradas na Figura 8, depois de terem sido laminadas e geralmente ilustrando o rabo de jacaré. A Figura 9 ilustra a largura 217 da peça fundida, o rabo de jacaré 216 e 215 nas extremidades opostas da peça fundida 210. É geralmente do conhecimento dos elementos versados na técnica que o rabo de jacaré é um resultado prejudicial e indesejável da laminação.[0103] Figure 9 is an elevation view of the ends of an ingot 210 such as those shown in Figure 8, after having been laminated and generally illustrating the alligator's tail. Figure 9 illustrates the width 217 of the casting, the alligator tail 216 and 215 at the opposite ends of the casting 210. It is generally known to those skilled in the art that the alligator tail is a harmful and undesirable result of lamination.
[0104] A Figura 10 é uma representação esquemática em elevação de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 230, em que o tijolo de fundo de soleira 235 é mais largo do que a posição ou a largura inicial das paredes móveis. A Figura 10 ilustra a calha 231, as paredes móveis 233 e 234, o bloco de partida 235, e o metal derretido 237 aplicado pela calha 231 através do fluxo de metal 232. O[0104] Figure 10 is a schematic elevation representation of an embodiment of an automated variable-size mold system and bottom brick 230, where bottom brick 235 is wider than the position or the initial width of the movable walls. Figure 10 illustrates the chute 231, the movable walls 233 and 234, the starting block 235, and the molten metal 237 applied by the chute 231 through the metal flow 232. The
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 33/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 33/81
28/66 bloco de partida 235, neste aspecto da invenção, fica a uma largura 238 com o cilindro de movimentação 236 que provê o abaixamento da peça fundida durante o lingotamento. As setas 240 e 241 ilustram o movimento respectivo das paredes do molde 233 e 234, respectivamente.28/66 starting block 235, in this aspect of the invention, is at a width 238 with the moving cylinder 236 which provides the lowering of the casting during casting. Arrows 240 and 241 illustrate the respective movement of the mold walls 233 and 234, respectively.
[0105] A Figura 11 é uma representação esquemática em elevação de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 250, em que as paredes móveis do molde permitem que o tijolo de fundo de soleira 256 seja iniciado entre as paredes móveis do molde 254 e 255. A Figura 11 ilustra a calha 251, sendo que o metal derretido 252 é aplicado ao bloco de partida 256 e é mostrado como 253 se acumulando dentro do bloco de partida 256. O bloco de partida 256 tem uma espessura aproximada 259 e as setas 257 refletem o movimento descendente do cilindro 258 e do bloco de partida 256. As paredes do molde 254 e 255 são mostradas e a presente invenção contempla que as paredes do molde 254 e 255 são movidas para fora durante o processo de lingotamento. A Figura 11 ilustra adicionalmente como, em algumas realizações da invenção, os ângulos internos 239 dentro de um tijolo de fundo de soleira 256 podem ser utilizados para obter uma forma particular na parte inferior do lingote. Este tipo de formação combinada com outros aspectos da presente invenção pode ser utilizado para obter uma peça fundida que é formada na porção superior e na porção inferior sem a necessidade de cortar ou usinar posteriormente para que isso seja feito.[0105] Figure 11 is a schematic elevation representation of an implementation of an automated variable-size mold system and bottom sill brick 250, where the movable mold walls allow the bottom sill brick 256 to be started between the movable walls of the mold 254 and 255. Figure 11 illustrates the chute 251, the molten metal 252 being applied to the starting block 256 and is shown as 253 accumulating within the starting block 256. The starting block 256 has an approximate thickness 259 and the arrows 257 reflect the downward movement of the cylinder 258 and the starting block 256. The walls of the mold 254 and 255 are shown and the present invention contemplates that the walls of the mold 254 and 255 are moved outward during the casting process. Figure 11 further illustrates how, in some embodiments of the invention, the internal angles 239 within a bottom sill brick 256 can be used to obtain a particular shape at the bottom of the ingot. This type of formation combined with other aspects of the present invention can be used to obtain a casting that is formed in the upper and lower portions without the need to cut or later machine for this to be done.
[0106] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que é geralmente mais desejável reduzir a queda de vazamento, que é à distância da calha à posição onde o metal[0106] It will be appreciated by the elements versed in the technique that it is generally more desirable to reduce the leakage drop, which is at a distance from the chute to the position where the metal
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 34/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 34/81
29/66 derretido pousa ou é depositado em ou sobre o tijolo de fundo de soleira. Ficará evidente aos elementos versados na técnica que comparam a queda de vazamento na Figura 10 àquela na Figura 11, os benefícios que podem ser obtidos nos aspectos da presente invenção ao permitir que o tijolo de fundo de soleira seja levantado acima da cavidade do molde e entre as paredes móveis do molde, tais como as paredes móveis do molde 254 e 255.Melted 29/66 lands or is deposited on or on the bottom sill brick. It will be evident to those skilled in the art that compare the leakage drop in Figure 10 to that in Figure 11, the benefits that can be obtained in aspects of the present invention by allowing the bottom sill brick to be raised above the mold cavity and between the movable walls of the mold, such as the movable walls of the mold 254 and 255.
soleira 250, em parte no processo de lingotamento enquanto o tijolo de fundo de soleira 256 está sendo abaixado. A Figura 12 mostra a primeira parede móvel 254, que se move tal como indicado pelas setas 261, a segunda parede móvel 255, tal como refletido pelas setas 262. O sistema 250 ilustrado na Figura 12 mostra adicionalmente o metal derretido 252 da calha 251, e o metal acumulado 253 com as setas 261 e 262 refletindo os movimentos respectivos das paredes do molde 254 e 255.threshold 250, partly in the casting process while threshold bottom brick 256 is being lowered. Figure 12 shows the first movable wall 254, which moves as indicated by arrows 261, the second movable wall 255, as reflected by arrows 262. The system 250 shown in Figure 12 additionally shows the molten metal 252 of channel 251, and the accumulated metal 253 with arrows 261 and 262 reflecting the respective movements of the mold walls 254 and 255.
comparação à Figura 12 e ilustrando como a peça fundida 253 pode ser fundida dimensionalmente mais ampla do que o tijolo de fundo de soleira 256. A Figura 13 ilustra a primeira parede móvel 254 e a segunda parede móvel 255, tal como indicado pelas setas 261 e 262, respectivamente. O sistema 250 inclui a calha 251, o metal derretido 253, o bloco decompared to Figure 12 and illustrating how the casting 253 can be fused dimensionally wider than the sill bottom brick 256. Figure 13 illustrates the first movable wall 254 and the second movable wall 255, as indicated by arrows 261 and 262, respectively. System 250 includes chute 251, molten metal 253, block of
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 35/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 35/81
30/66 partida 256 e o cilindro de partida 258. Algumas dimensões são mostradas na Figura, a saber, a largura 267 do bloco de partida 267, com o cilindro 258, em que o bloco de partida 256 tem uma dimensão da largura de 256, ao passo que o lingote 253 foi fundido na dimensão externa maior do que a dimensão externa do bloco de partida 256 na mesma direção. À distância 264 representa a dimensão adicional nesse lado do lingote 253 por meio da qual o lingote 253 excede a dimensão do bloco de partida 256, e a distância 265 representa a dimensão adicional no lado oposto do lingote 253 por meio da30/66 starting 256 and starting cylinder 258. Some dimensions are shown in the Figure, namely the width 267 of starting block 267, with cylinder 258, where starting block 256 has a dimension of width 256 , while the ingot 253 was cast in the outer dimension greater than the outer dimension of the starting block 256 in the same direction. The distance 264 represents the additional dimension on that side of the ingot 253 by which the ingot 253 exceeds the dimension of the starting block 256, and the distance 265 represents the additional dimension on the opposite side of the ingot 253 by means of the
soleira 250, avançando ainda mais no processo de lingotamento da Figura 13, com a peça fundida 253 sendo adicionalmente formada. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, cada uma delas não será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 14, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.threshold 250, further advancing the casting process of Figure 13, with the casting 253 being further formed. Since similar numerical references represent similar items and components of Figure 13, each one will not be identified and discussed further with respect to Figure 14, since they are sufficiently identified and discussed with respect to Figure 13.
soleira 250, ilustrando a porção de extremidade do molde e mostrando a capacidade dos aspectos da presente invenção de afetar a forma ou a configuração da parte superior da peça fundida 253. As setas 261 ilustram como as paredes do molde 254 e 255 podem ser movidas para dentro na parte final dosill 250, illustrating the end portion of the mold and showing the ability of aspects of the present invention to affect the shape or configuration of the upper part of the casting 253. Arrows 261 illustrate how the mold walls 254 and 255 can be moved to inside in the final part of the
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31/66 processo de lingotamento para afetar a forma e a configuração do canto da peça fundida 253. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que qualquer uma de uma série de formas e configurações diferentes pode ser programada em tal sistema para obter o perfil e a forma desejados da peça fundida 253, sem que nenhuma em particular seja requerida para a prática da presente invenção. De fato, uma característica de alguns aspectos da invenção é a capacidade de produzir qualquer uma de uma série de formas diferentes das peças fundidas 253 para a aplicação específica. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, cada uma delas não será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 15, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.31/66 casting process to affect the shape and configuration of the corner of the casting 253. It will be appreciated by those skilled in the art that any of a number of different shapes and configurations can be programmed in such a system to obtain the profile and the desired shape of the melt 253, without any in particular being required for the practice of the present invention. In fact, a feature of some aspects of the invention is the ability to produce any of a number of different shapes of the castings 253 for the specific application. Since similar numerical references represent similar items and components of Figure 13, each one will not be identified and discussed further with respect to Figure 15, since they are sufficiently identified and discussed with respect to Figure 13.
soleira 250, ilustrando uma peça fundida 253 parcialmente no processo de lingotamento em que a presente invenção provê uma dimensão e uma forma diferentes em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado. A Figura 16 ilustra como os aspectos da presente invenção podem ser utilizados para criar peças fundidas assimétricas 253 caso desejado, sendo que um lado pode ser provido com dimensões diferentes quando comparado ao lado oposto. A Figura 16 mostra uma distância diferente do centro da peça fundida 253 representada pela seta 265 em comparação à seta 264 no lado oposto da peça fundida 253. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a capacidade de produzir peças assimétricas nãothreshold 250, illustrating a casting 253 partially in the casting process in which the present invention provides a different size and shape on one side of the casting compared to the other side. Figure 16 illustrates how aspects of the present invention can be used to create asymmetric castings 253 if desired, with one side being provided with different dimensions when compared to the opposite side. Figure 16 shows a different distance from the center of the casting 253 represented by the arrow 265 compared to the arrow 264 on the opposite side of the casting 253. It will be appreciated by those skilled in the art that the ability to produce asymmetric parts does not
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 37/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 37/81
32/66 fica limitada às dimensões, tal como mostrado na Figura 16, mas também pode ser utilizada para produzir formas e configurações diferentes em um lado da peça fundida 253 contra outro lado da peça fundida 253. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 16, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.32/66 is limited to dimensions, as shown in Figure 16, but can also be used to produce different shapes and configurations on one side of the casting 253 against the other side of the casting 253. Since similar numerical references represent items and similar components of Figure 13, none of them will be identified and discussed further with respect to Figure 16, since they are sufficiently identified and discussed with respect to Figure 13.
[0112] A Figura 16 também ilustra como, em algumas realizações da invenção, o ângulo da superfície superior 254a da parede do molde 254 pode corresponder ao ângulo correspondente 253a na porção inferior da peça fundida resultante e similarmente o ângulo da superfície superior 255a da parede do molde 255 corresponde ao ângulo correspondente 253b na porção inferior da peça fundida resultante. Na prática, os ângulos 253a e 253b podem ser um grau ou mais diferentes do ângulo correspondente nas porções superiores 254a e 255a das paredes do molde 254 e 255.[0112] Figure 16 also illustrates how, in some embodiments of the invention, the angle of the upper surface 254a of the mold wall 254 can correspond to the corresponding angle 253a in the lower portion of the resulting cast and similarly the angle of the upper surface 255a of the wall of the mold 255 corresponds to the corresponding angle 253b in the lower portion of the resulting cast. In practice, the angles 253a and 253b can be one degree or more different from the corresponding angle in the upper portions 254a and 255a of the mold walls 254 and 255.
[0113] A Figura 17 é uma representação esquemática de um aspecto de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira contemplado pela presente invenção, ilustrando um tijolo de fundo de soleira de uma maneira diferente configurado 269 que fica a uma largura aproximada da abertura do molde.[0113] Figure 17 is a schematic representation of an aspect of an automated variable dimension mold system and bottom sill brick contemplated by the present invention, illustrating a bottom sill brick in a differently configured way 269 that is an approximate width of the mold opening.
[0114] A Figure 17 mostra adicionalmente outro aspecto da invenção, ilustrando os sulcos 269a orientados verticalmente em torno do tijolo de fundo de soleira 269. Estes sulcos 269a podem prover um conduto e uma área de superfície através dos quais o refrigerante líquido pode ser[0114] Figure 17 further shows another aspect of the invention, illustrating grooves 269a vertically oriented around bottom sill brick 269. These grooves 269a can provide a conduit and surface area through which liquid refrigerant can be
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 38/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 38/81
33/66 passado para ajudar ainda mais e resfriar o tijolo de fundo de soleira 269 e o metal derretido contido no mesmo. Outro dispositivo de resfriamento é mostrado e descrito em relação à Figura 18 abaixo.33/66 passed to help further and cool the bottom sill brick 269 and the molten metal contained therein. Another cooling device is shown and described in relation to Figure 18 below.
[0115] A Figura 17 ilustra adicionalmente outra configuração do bloco 269 em que os lados inclinados 270 podem ser providos no tijolo de fundo de soleira 269 para formar a porção inferior de uma peça fundida resultante para criar a forma desejada para uma laminação posterior da peça fundida 269. Este aspecto pode ser utilizado em combinação com outros aspectos para criar a forma ou a configuração desejada das peças fundidas na porção superior e na porção inferior, todas dentro do que é contemplado pela presente invenção. Por exemplo, a porção inferior da peça fundida ilustrada na Figura 34 pode ser produzida utilizando um tijolo de fundo de soleira 26 9 tal como aquele mostrado na Figura 17. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 17, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.[0115] Figure 17 further illustrates another configuration of block 269 in which the sloping sides 270 can be provided in the bottom sill brick 269 to form the bottom portion of a resulting melt to create the desired shape for further lamination of the part cast 269. This aspect can be used in combination with other aspects to create the desired shape or configuration of the cast parts in the upper and lower portions, all within the scope of the present invention. For example, the lower portion of the casting shown in Figure 34 can be produced using a bottom sill brick 269 such as that shown in Figure 17. Since similar numerical references represent similar items and components in Figure 13, none of them will be identified and discussed further in relation to Figure 17, since they are sufficiently identified and discussed with respect to Figure 13.
[0116] A Figura 18 é uma representação esquemática de outro aspecto de um molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira, ilustrando um sistema de refrigerante líquido utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira 292 para obter o resfriamento mais desejável do metal derretido 291 em relação ao tijolo de fundo de soleira 292. A Figura 18 mostra o sistema de resfriamento do tijolo de fundo de soleira 292 em que o cilindro 258 é[0116] Figure 18 is a schematic representation of another aspect of an automated variable size mold and bottom brick, illustrating a liquid refrigerant system used within the bottom brick 292 to obtain the most desirable cooling of the molten metal 291 in relation to the bottom brick 292. Figure 18 shows the cooling system of the bottom brick 292 in which cylinder 258 is
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 39/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 39/81
34/66 utilizado para abrigar o sistema de resfriamento 294, em que o sistema de resfriamento pode compreender o conduto de resfriamento 293 conectado de maneira operativa aos componentes do sistema de resfriamento 294 para prover um resfriamento suficiente para solidificar o metal derretido que compreende a peça fundida 291 durante a parte inicial do lingotamento. Os elementos versados na técnica irão apreciar que qualquer um de uma série de tipos diferentes de sistemas de resfriamento, componentes do sistema de resfriamento e posições para o sistema de resfriamento, pode ser utilizado dentro do que é contemplado pela presente invenção, sem que nenhum deles em particular seja requerido para a prática da presente invenção. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 13, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 18, uma vez que elas são suficientemente identificadas e discutidas com respeito à Figura 13.34/66 used to house the cooling system 294, where the cooling system can comprise the cooling duct 293 operatively connected to the components of the cooling system 294 to provide sufficient cooling to solidify the molten metal comprising the part cast 291 during the initial part of the casting. Those skilled in the art will appreciate that any of a number of different types of cooling systems, components of the cooling system and positions for the cooling system, can be used within the scope of the present invention, without any of them in particular it is required for the practice of the present invention. Since similar numerical references represent similar items and components of Figure 13, none of them will be identified and discussed further with respect to Figure 18, since they are sufficiently identified and discussed with respect to Figure 13.
[0117] A Figura 19 é uma representação esquemática de uma realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira contemplado pela presente invenção, ilustrando um aspecto da invenção em que o movimento das paredes laterais do molde 300 e 301 não é necessariamente linear tal como nas figuras anteriores, mas preferivelmente é girado ou movido alternativamente para fora e para dentro para afetar a forma da peça fundida de acordo com as setas 302 e 303. A parede do molde 300 pode ser, por exemplo, movida para baixo em direção ao ângulo 305 e a parede do molde 301 pode ser movida angularmente para baixo em direção ao ângulo 306, para obter[0117] Figure 19 is a schematic representation of an embodiment of an automated variable size mold system and bottom sill brick contemplated by the present invention, illustrating an aspect of the invention in which the movement of the mold side walls 300 and 301 is not necessarily linear as in the previous figures, but is preferably rotated or moved alternately outward and inward to affect the shape of the casting according to arrows 302 and 303. The mold wall 300 can be, for example, moved downward toward angle 305 and the mold wall 301 can be moved angularly downward toward angle 306 to obtain
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 40/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 40/81
35/66 a forma desejada da peça fundida à medida que o tijolo de fundo de soleira 294 é abaixado durante o lingotamento. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que a forma externa específica das paredes do molde 300 e 301 pode ser configurada para aplicações específicas e formas e cantos diferentes podem ser utilizados para conseguir configurações diferentes da peça fundida resultante. A Figura 19 ilustra adicionalmente a calha 251, o cilindro 258 e o tijolo de fundo de soleira 294. Além disso, é observado que a montagem giratória das paredes do molde 300 e 301 pode estar em uma configuração de came ou uma outra configuração para obter o resultado desejado da peça fundida, tudo dentro do que é35/66 the desired shape of the casting as the bottom sill brick 294 is lowered during casting. It will be appreciated by those skilled in the art that the specific external shape of the mold walls 300 and 301 can be configured for specific applications and different shapes and corners can be used to achieve different configurations of the resulting cast. Figure 19 further illustrates the chute 251, the cylinder 258 and the bottom sill brick 294. In addition, it is noted that the rotating assembly of the mold walls 300 and 301 may be in a cam configuration or another configuration to obtain the desired result of the cast, all within what is
que apenas uma das paredes do molde é movida a um ângulo dissimilar da outra parede do molde para prover uma dimensão e/ou uma forma diferentes em um lado da peça fundida em comparação ao outro lado. O ângulo 305 na Figura 20 é um ângulo diferente ou dissimilar ao ângulo 306 na parede oposta do molde, para prover a configuração assimétrica do molde ou para prover uma forma diferente em um lado da peça fundida 293 em comparação ao outro lado da peça fundida 293. Uma vez que referências numéricas similares representam itens e componentes similares da Figura 19, nenhuma delas será aqui identificada e discutida adicionalmente com relação à Figura 20, uma vez que elas são suficientemente identificadas ethat only one of the mold walls is moved at a dissimilar angle from the other mold wall to provide a different dimension and / or shape on one side of the melt compared to the other side. The angle 305 in Figure 20 is a different angle or dissimilar to the angle 306 on the opposite wall of the mold, to provide the asymmetric configuration of the mold or to provide a different shape on one side of the casting 293 compared to the other side of the casting 293 Since similar numerical references represent similar items and components of Figure 19, none of them will be identified and discussed further with respect to Figure 20, since they are sufficiently identified and
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 41/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 41/81
36/6636/66
soleira 320 contemplado pela presente invenção, ilustrando as paredes do molde de uma maneira diferente formadas ou configuradas 322 e 323. A calha 321 aplica o metal derretido, as paredes do molde 322 e 323 podem ser independentemente movidas tal como indicado pelas setas 324 e 325. Este sistema 320 mostra um metal derretido 329 que se torna parte da peça fundida 327, uma superfície do metal derretido 330 e uma superfície mais solidificada 328. As paredes do molde 322 e 323 têm mais extremidades chanfradas em vez das extremidadesthreshold 320 contemplated by the present invention, illustrating the mold walls in a different way formed or configured 322 and 323. The rail 321 applies the molten metal, the mold walls 322 and 323 can be independently moved as indicated by arrows 324 and 325 This system 320 shows a molten metal 329 that becomes part of the molten part 327, a molten metal surface 330 and a more solidified surface 328. The mold walls 322 and 323 have more chamfered ends instead of the ends
molde 322 e 323 podem ser movidas para cima ou para baixo linearmente ou em algum outro padrão, tal como indicado pelas setas 324a e 325a. Este movimento vertical em particular irá permitir alguma flexibilidade no controle da distância da calha 321 à superfície do metal derretido 330, assim como a posição de geometrias da parede do molde específicas ao nível de metal. Devido a outros equipamentos e sistemas de aplicação de metal derretido, fica mais difícil mover a calha 321 em muitas situações. Embora a Figura 21 ilustre que o ângulo da porção superior e da porção inferior das paredes do molde 322 e 323 possa estar a vinte e sete graus, esse ângulomold 322 and 323 can be moved up or down linearly or in some other pattern, as indicated by arrows 324a and 325a. This particular vertical movement will allow some flexibility in controlling the distance from the trough 321 to the surface of the molten metal 330, as well as the position of specific mold wall geometries at the metal level. Due to other molten metal equipment and application systems, it is more difficult to move the 321 rail in many situations. Although Figure 21 illustrates that the angle of the upper and lower portions of the mold walls 322 and 323 can be at twenty-seven degrees, that angle
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 42/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 42/81
37/66 pode ser qualquer um de uma série de ângulos diferentes, sem que nenhum em particular seja requerido para a prática da invenção.37/66 can be any one of a number of different angles, with none in particular being required for the practice of the invention.
[0121] A Figura 22 é uma representação esquemática de outro aspecto da invenção com um tijolo de fundo de soleira de uma maneira diferente configurado e em que o tijolo de fundo de soleira precisa apenas ter somente paredes laterais com altura completa em dois lados, sendo que o dito aspecto pode utilizar as paredes do molde como parte ou em vez da parede lateral em outros dois lados. A Figura 22 mostra a primeira parede móvel do molde 356, a segunda parede móvel do molde 357, que se movem respectivamente de acordo com as setas 358 e 359, o tijolo de fundo de soleira 354 com a superfície interna do tijolo de fundo de soleira 354a e as paredes laterais 354b e 354c. A Figura 22 também mostra a calha 351 na altura original 352 e abaixada a uma distância 353 da superfície inferior 354a do tijolo de fundo de soleira 354. As paredes laterais 354b e 354c ficam a uma altura 355, tudo dentro da contemplação deste aspecto do sistema 350. Será apreciado que, em vez de mover a calha verticalmente, o molde ou as paredes do molde também podem ser movidos verticalmente em relação à calha para executar o lingotamento desejada, tudo dentro do que é contemplado pela presente invenção.[0121] Figure 22 is a schematic representation of another aspect of the invention with a sill bottom brick in a differently configured way and where the sill bottom brick only needs to have only full side walls on two sides, being that said aspect may use the mold walls as part of or instead of the side wall on two other sides. Figure 22 shows the first movable wall of the mold 356, the second movable wall of the mold 357, which respectively move according to arrows 358 and 359, the bottom sill brick 354 with the inner surface of the bottom sill brick 354a and the side walls 354b and 354c. Figure 22 also shows the chute 351 at the original height 352 and lowered at a distance 353 from the lower surface 354a of the bottom brick 354. The side walls 354b and 354c are at a height 355, all within the scope of this aspect of the system. 350. It will be appreciated that, instead of moving the chute vertically, the mold or the walls of the mold can also be moved vertically in relation to the chute to perform the desired casting, all within the scope of the present invention.
[0122] Será apreciado pelos elementos versados na técnica que o molde ou a calha 351 podem ser movidos para cima e para baixo para obter resultados desejados diferentes durante o lingotamento. A altura da calha pode ser um dos parâmetros do lingotamento que podem ser ajustados ou balanceados para atingir os resultados desejados. Por[0122] It will be appreciated by those skilled in the art that the mold or chute 351 can be moved up and down to obtain different desired results during casting. The height of the gutter can be one of the parameters of the casting which can be adjusted or balanced to achieve the desired results. Per
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 43/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 43/81
38/66 exemplo, tal como mostrado no diagrama esquemático na Figura 30, o nível de metal derretido estará preferivelmente ou próximo da parte superior das paredes do molde imediatamente antes de as paredes do molde serem movidas para fora para obter uma forma e uma configuração diferentes. Isto irá conferir algum amortecimento, de modo que, à medida que as paredes do molde são movidas para fora, elas não criam uma situação de sangria ou de vazamento com o metal derretido contido entre as paredes respectivas do molde. Por outro lado, imediatamente antes de as paredes do molde serem movidas mais próximas, deve ser preferível ter o nível de metal derretido mais baixo na parede do molde, de modo que ele suba somente acima em direção à parte superior da parede do molde e não mais do que isso durante o movimento interno das paredes do molde no processo.For example, as shown in the schematic diagram in Figure 30, the level of molten metal is preferably at or near the top of the mold walls just before the mold walls are moved out to obtain a different shape and configuration . This will provide some cushioning, so that as the mold walls are moved outwards, they do not create a bleeding or leakage situation with the molten metal contained between the respective mold walls. On the other hand, just before the mold walls are moved closer together, it should be preferable to have the lowest level of molten metal on the mold wall, so that it rises only above towards the top of the mold wall and not more than that during the internal movement of the mold walls in the process.
[0123] A Figura 23 é uma representação esquemática da realização de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 350 ilustrado na Figura 22, mostrando a extremidade do tijolo de fundo de soleira 354 e a ausência das paredes de extremidade do tijolo de fundo de soleira. A Figura 23 também mostra a calha 351 na altura 352, a parede do molde 356 e a parede do molde 357, com as setas 358 e setas 359 indicando, respectivamente, o movimento das duas paredes do molde. A superfície interna 354a do tijolo de fundo de soleira 354 também é mostrada.[0123] Figure 23 is a schematic representation of the realization of an automated variable dimension mold system and bottom brick 350 illustrated in Figure 22, showing the end of the bottom brick 354 and the absence of the walls of end of the sill bottom brick. Figure 23 also shows the rail 351 at height 352, the mold wall 356 and the mold wall 357, with arrows 358 and arrows 359 indicating, respectively, the movement of the two mold walls. The inner surface 354a of the sill bottom brick 354 is also shown.
[0124] A Figura 24 é uma representação esquemática de um aspecto ou realização possível de uma configuração do bloco de partida do molde para alguns aspectos da presente invenção e que pode ser utilizado nas[0124] Figure 24 is a schematic representation of an aspect or possible embodiment of a mold starting block configuration for some aspects of the present invention and which can be used in
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 44/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 44/81
39/66 realizações da presente invenção da parede do perímetro em dois lados somente. A Figura 24 mostra o tijolo de fundo de soleira 354 com a superfície inferior 354a, as paredes laterais 354b e 354c.39/66 realizations of the present invention of the perimeter wall on two sides only. Figure 24 shows the bottom sill brick 354 with the bottom surface 354a, side walls 354b and 354c.
[0125] A Figura 25 é uma representação esquemática de outra realização possível de um sistema de molde de dimensão variável automatizado e de tijolo de fundo de soleira 380, ilustrando outro aspecto da presente invenção em que um sistema de refrigerante líquido é utilizado dentro do tijolo de fundo de soleira 382 para obter um resfriamento mais desejável do metal derretido em relação ao tijolo de fundo de soleira 382. A Figura 25 mostra a calha 381, a primeira parede móvel do molde 385 mostrada como sendo móvel pela seta 386, a segunda parede móvel do molde 387 mostrada como sendo móvel pela seta 388, em que as setas 389 indicam o movimento para baixo ou o abaixamento do bloco de partida 382 durante o processo de lingotamento. A superfície interna 391 tem uma profundidade 390 que recebe o metal derretido proveniente da calha 381.[0125] Figure 25 is a schematic representation of another possible embodiment of an automated variable size mold system and bottom sill brick 380, illustrating another aspect of the present invention in which a liquid refrigerant system is used within the brick bottom bottom 382 to obtain more desirable cooling of the molten metal in relation to bottom bottom brick 382. Figure 25 shows the rail 381, the first movable wall of the mold 385 shown as movable by the arrow 386, the second wall movable of mold 387 shown as movable by arrow 388, where arrows 389 indicate the downward movement or lowering of starting block 382 during the casting process. The inner surface 391 has a depth 390 that receives the molten metal from the channel 381.
[0126] Os elementos versados na técnica irão apreciar que qualquer um de uma série de tipos diferentes de sistemas de resfriamento e componentes do sistema de resfriamento pode ser utilizado para prover o resfriamento do tijolo de fundo de soleira 382. O sistema de resfriamento 383 com um conduto de refrigerante 384 é um exemplo de como o refrigerante líquido é distribuído através do tijolo de fundo de soleira e provê o resfriamento para uma melhor solidificação do metal derretido depositado no tijolo de fundo de soleira 382 pela calha 381. Outro exemplo de uma maneira de se obter o resfriamento adicional a um tijolo de[0126] Those skilled in the art will appreciate that any of a number of different types of cooling systems and cooling system components can be used to provide cooling for the 382 bottom brick. The 383 cooling system with a refrigerant duct 384 is an example of how liquid refrigerant is distributed through the bottom sill brick and provides the cooling for better solidification of the molten metal deposited on the bottom sill brick 382 by channel 381. Another example of a way to obtain additional cooling to a brick
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 45/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 45/81
40/66 fundo de soleira é ilustrado na Figura 17, em que canais ou sulcos de resfriamento são providos no tijolo de fundo de soleira para receber o refrigerante líquido que é utilizado principalmente no metal derretido solidificado.40/66 sill bottom is illustrated in Figure 17, in which cooling channels or grooves are provided in the sill bottom brick to receive the liquid coolant that is used mainly in the solidified molten metal.
[0127] A Figura 26 é uma representação esquemática de outro aspecto 400 da invenção, que inclui uma tampa da parte superior da peça fundida 406 que está sendo abaixada (tal como indicado pelas setas 407) na parte superior do metal derretido na parte superior da peça fundida 405. A Figura 26 mostra adicionalmente a primeira parede do molde 403, a segunda parede do molde 404, a calha 401, em que a seta 402 indica que a calha 401 pode ser movido para cima e para fora depois que o vazamento do metal derretido cessa. Alternativamente e tal como representado pelas setas 415a e 416a na Figura 27, este movimento também pode ser executado pelo movimento vertical das paredes do molde 403 e 404 tal como mostrado, que em direção à extremidade do molde seria descendente. Os aspectos da presente invenção conferem o afunilamento ou a moldagem da extremidade superior do lingote ou da peça fundida 405.[0127] Figure 26 is a schematic representation of another aspect 400 of the invention, which includes a lid from the top of the casting 406 that is being lowered (as indicated by the arrows 407) to the top of the molten metal at the top of the casting 405. Figure 26 additionally shows the first wall of the mold 403, the second wall of the mold 404, the trough 401, where the arrow 402 indicates that the trough 401 can be moved up and out after the pouring of the molten metal ceases. Alternatively, as shown by arrows 415a and 416a in Figure 27, this movement can also be performed by the vertical movement of the walls of the mold 403 and 404 as shown, which towards the end of the mold would be descending. Aspects of the present invention provide the tapering or molding of the upper end of the ingot or cast 405.
[0128] A Figura 27 é uma representação esquemática do aspecto 400 da invenção ilustrado na Figura 26, onde a tampa superior 406 foi colocada na parte superior da peça fundida 405, o que faz com que, desse modo, o metal derretido assuma a forma do interior da tampa superior 406 e, neste exemplo, forme um raio nos cantos, tal como indicado pelos itens 412 e 413. As setas 407 indicam que uma pressão ou movimento descendente podem ser aplicados sobre a tampa superior 406 para impedir que o metal derretido escape entre a tampa superior 406 e as paredes do molde 403 e 404. As[0128] Figure 27 is a schematic representation of aspect 400 of the invention illustrated in Figure 26, where the top cover 406 was placed on top of the melt 405, which in this way causes the molten metal to take the form inside the top cover 406 and, in this example, form a radius at the corners, as indicated by items 412 and 413. Arrows 407 indicate that downward pressure or movement can be applied over the top cover 406 to prevent the molten metal between the top cover 406 and the walls of the mold 403 and 404. The
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 46/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 46/81
41/66 setas 415a e 416a ilustram como as paredes do molde 403 e 404 podem ser movidas verticalmente (embora o movimento não precise ser limitado verticalmente ao movimento linear), durante o processo de lingotamento, a fim de se obter afastamentos mais desejáveis com a calha 401 ou por outros motivos de controle do lingotamento. A Figura 27 ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde que são indicadas pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.41/66 arrows 415a and 416a illustrate how the mold walls 403 and 404 can be moved vertically (although the movement need not be limited vertically to linear motion), during the casting process, in order to obtain more desirable clearances with the trough 401 or other reasons for casting control. Figure 27 further illustrates how the mold walls in the aspects of the present invention can be moved vertically and horizontally with the horizontal movement of the mold walls which are indicated by arrows 415b and 416b, as shown.
[0129] A Figura 28A é uma representação esquemática do aspecto 400 da invenção ilustrado nas Figuras 26 e 27, à medida que a peça fundida 405 está saindo da parte inferior da cavidade do molde. A cavidade do molde é geralmente a área entre a primeira parede do molde 403 e a segunda parede do molde 404. A Figura 28A também mostra a calha 401, as setas 415a e 416a mostram o movimento descendente das paredes do molde 403 e 404, a tampa 406 da parte superior da peça fundida na peça fundida solidificada 405. As setas 414 indicam o movimento geral da tampa superior 406 com a peça fundida 405. Também é observado que, alternativamente, a tampa superior 406 pode ser mantida sobre ou em relação às paredes do molde 403 e 404 quando do preenchimento no final do lingotamento para criar a forma superior sem movimento da calha, em cujo caso a parte superior poderia ser resfriada pelo líquido ou pelo ar e pelo frio causado por um material refratário ou um metal em várias realizações da invenção. A Figura 28A ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção[0129] Figure 28A is a schematic representation of aspect 400 of the invention illustrated in Figures 26 and 27, as the casting 405 is exiting the bottom of the mold cavity. The mold cavity is generally the area between the first mold wall 403 and the second mold wall 404. Figure 28A also shows the rail 401, arrows 415a and 416a show the downward movement of the mold walls 403 and 404, the cover 406 of the upper part of the casting in the solidified casting 405. Arrows 414 indicate the general movement of the upper cover 406 with the casting 405. It is also noted that, alternatively, the upper cover 406 can be held on or in relation to the mold walls 403 and 404 when filling at the end of the casting to create the upper form without movement of the gutter, in which case the upper part could be cooled by liquid or air and by the cold caused by a refractory material or a metal in several realizations of the invention. Figure 28A further illustrates how the mold walls in the aspects of the present invention
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 47/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 47/81
42/66 podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde indicado pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.42/66 can be moved vertically and horizontally with the horizontal movement of the mold walls indicated by arrows 415b and 416b, as shown.
[0130] A Figura 28B é a mesma representação esquemática do aspecto 400 da invenção como na Figura 28A, em que apenas a tampa superior 406 tem uma configuração diferente para obter uma porção superior formada de uma maneira diferente da Figura 28B da peça fundida 405c. A Figura 28B ilustra uma tampa superior em que os lados são angulares e a porção média é entalhada, tal como ilustrado pelos ângulos de entalhadura 406c. A Figura 28B ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde indicado pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.[0130] Figure 28B is the same schematic representation of aspect 400 of the invention as in Figure 28A, where only the top cover 406 has a different configuration to obtain a top portion formed differently from Figure 28B of the casting 405c. Figure 28B illustrates an upper cover in which the sides are angled and the middle portion is notched, as illustrated by the notch angles 406c. Figure 28B further illustrates how the mold walls in aspects of the present invention can be moved vertically and horizontally with the horizontal movement of the mold walls indicated by arrows 415b and 416b, as shown.
[0131] Similarmente, a Figura 28C é a mesma representação esquemática do aspecto 400 da invenção tal como na Figura 28A e na Figura 28B, apenas em que a tampa superior 406 tem uma configuração diferente para obter uma porção superior de uma maneira diferente formada que inclui ângulos laterais afunilados e que resulta, conseqüentemente, em ângulos laterais na porção superior da peça fundida 405a. A Figura 28C ilustra adicionalmente como as paredes do molde nos aspectos da presente invenção podem ser movidas vertical e horizontalmente com o movimento horizontal das paredes do molde indicado pelas setas 415b e 416b, tal como mostrado.[0131] Similarly, Figure 28C is the same schematic representation of aspect 400 of the invention as in Figure 28A and Figure 28B, only where the top cover 406 has a different configuration to obtain a differently formed top portion that includes tapered side angles and which consequently results in side angles in the upper portion of the cast 405a. Figure 28C further illustrates how the mold walls in aspects of the present invention can be moved vertically and horizontally with the horizontal movement of the mold walls indicated by arrows 415b and 416b, as shown.
[0132] A capacidade de mover as paredes do molde 403 e 404 na direção indicada pelas setas 415a e 416a (geralmente vertical) propicia uma capacidade intensificada de utilizar uma tampa superior 406 para configurar a porção[0132] The ability to move the walls of the mold 403 and 404 in the direction indicated by arrows 415a and 416a (usually vertical) provides an enhanced ability to use a top cover 406 to configure the portion
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 48/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 48/81
43/66 superior da peça fundida 405a, ao longo de e em combinação com as paredes do molde 403 e 404 que são móveis na direção horizontal (tal como mostrado em outras figuras).43/66 upper part of the casting 405a, along and in combination with the mold walls 403 and 404 which are movable in the horizontal direction (as shown in other figures).
[0133] A Figura 29 é uma representação esquemática de ainda outro aspecto 430 da invenção em que um campo eletromagnético (representado pelas setas 443 e 444) é utilizado para formar a parte superior da peça fundida 433 no final do processo de lingotamento. A Figura 29 mostra a calha 431, móvel de acordo com a seta 432 em uma direção ascendente, e a superfície superior 446 da peça fundida 433 sendo formada através de uma força magnética ou de um campo magnético em, sobre ou perto da superfície superior 446. Um dispositivo magnético 436 e 437 pode ser movido em direção a ou se afastando da superfície superior 446 da peça fundida 433 a fim de se obter a forma desejada da porção superior da peça fundida 433. As paredes do molde 434 e 435 são mostradas imediatamente abaixo dos dispositivos magnéticos 436 e 437, embora possam ficar adjacentes ou ainda abaixo das paredes do molde 434 e 435, tudo dentro do que é contemplado pela presente invenção. Há um tipo de lingotamento denominado Lingotamento Eletromagnético, em que o acrônimo é EMC, a qual também pode ser utilizada para propiciar a formação ou o afunilamento da porção superior da peça fundida em direção ao final do lingotamento, tal como mostrado de uma maneira[0133] Figure 29 is a schematic representation of yet another aspect 430 of the invention in which an electromagnetic field (represented by arrows 443 and 444) is used to form the upper part of the casting 433 at the end of the casting process. Figure 29 shows the trough 431, movable according to arrow 432 in an upward direction, and the upper surface 446 of the casting 433 being formed through a magnetic force or a magnetic field at, on or near the upper surface 446 A magnetic device 436 and 437 can be moved towards or away from the upper surface 446 of the casting 433 in order to obtain the desired shape of the upper portion of the casting 433. The mold walls 434 and 435 are shown immediately below the magnetic devices 436 and 437, although they may be adjacent or even below the mold walls 434 and 435, all within the scope of the present invention. There is a type of casting called Electromagnetic Casting, in which the acronym is EMC, which can also be used to provide the formation or tapering of the upper part of the casting towards the end of the casting, as shown in a
executados pelas paredes móveis do molde 451 e 452, tal como contemplado em alguns aspectos da presente invenção. A Figuraexecuted by the movable walls of the mold 451 and 452, as contemplated in some aspects of the present invention. The figure
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 49/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 49/81
44/66 mostra distâncias variáveis entre as paredes do molde 451 e 452 para ilustrar o movimento das mesmas. Será apreciado pelos elementos versados na técnica, e é mostrado em outras figuras, que o movimento não precisa ser simétrico, mas pode ser preferivelmente programado para obter outros resultados que podem ser desejados na modelagem assimétrica das peças fundidas. As linhas ocultas 451a e 452a mostram uma segunda posição das paredes do molde 451 e 452, e as linhas ocultas 451b e 452b mostram posições de movimento possíveis adicionais das paredes do molde, juntamente com qualquer posição intermediária entre as mesmas.44/66 shows variable distances between mold walls 451 and 452 to illustrate their movement. It will be appreciated by the elements versed in the technique, and it is shown in other figures, that the movement does not need to be symmetrical, but can preferably be programmed to obtain other results that may be desired in the asymmetric modeling of the castings. The hidden lines 451a and 452a show a second position of the mold walls 451 and 452, and the hidden lines 451b and 452b show additional possible movement positions of the mold walls, along with any intermediate position between them.
[0135] A Figura 30 também serve para ilustrar como os parâmetros de lingotamento tais como o controle do nível de metal derretido entre os níveis 457 e 458, por exemplo, podem ser utilizados em combinação com os aspectos da presente invenção. Por exemplo, quando as paredes do molde são espaçadas tal como indicado pela seta 455, o nível de metal derretido 457 pode ser preferível se as paredes do molde forem movidas posteriormente para fora, tal como indicado pelas setas 456 e 457. Por outro lado, se as paredes do molde 451 e 452 estiverem espaçadas a uma distância indicada pela seta 453 e o processo irá ter o movimento conjunto das paredes do molde 451 e 452, então o nível de metal derretido 458 pode ser mais desejável para permitir a redução na área da cavidade do molde e deve fazer com que, naturalmente, o nível de metal derretido 458 suba à medida que as paredes do molde 451 e 452 se moverem. Isto também pode servir para impedir a ligação no lingote ou na peça fundida, à medida que a cavidade do molde é reduzida. Seria preferível que o nível de metal derretido 458 não subisse[0135] Figure 30 also serves to illustrate how the casting parameters such as the control of the level of molten metal between levels 457 and 458, for example, can be used in combination with aspects of the present invention. For example, when the mold walls are spaced as indicated by arrow 455, the level of molten metal 457 may be preferable if the mold walls are subsequently moved outward, as indicated by arrows 456 and 457. On the other hand, if the mold walls 451 and 452 are spaced at a distance indicated by the arrow 453 and the process will have the joint movement of the mold walls 451 and 452, then the level of molten metal 458 may be more desirable to allow reduction in the area of the mold cavity and should naturally cause the molten metal level 458 to rise as the mold walls 451 and 452 move. This can also serve to prevent attachment to the ingot or cast, as the mold cavity is reduced. It would be preferable if the level of molten metal 458 did not rise
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 50/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 50/81
45/66 acima das paredes do molde à medida que as paredes do molde são movidas para dentro, tal como será apreciado pelos elementos versados na técnica.45/66 above the mold walls as the mold walls are moved inward, as will be appreciated by those skilled in the art.
[0136] A Figura 30 também ilustra como um molde de metal derretido nas realizações da presente invenção pode ser utilizado para fundir peças fundidas de tamanhos diferentes, tal como o lingotamento de um lingote de vinte e uma polegadas em um primeiro vazamento e um lingote de dezenove polegadas em um segundo vazamento. Uma vez que os moldes anteriores são geralmente dedicados a um tamanho, as realizações da presente invenção oferecem mais flexibilidade em uma instalação de manufatura e reduzem a mudança de moldes que precisaria então ser efetuada para fundir peças fundidas de larguras diferentes. Nessas realizações, à distância 455 deve representar uma primeira peça fundida com uma primeira espessura, à distância 454 deve representar uma segunda peça fundida com uma segunda espessura e a distância 453 deve representar uma terceira peça fundida com uma terceira espessura. É observado que há um número de espessuras ou de larguras diferentes que podem ser fundidas em peças fundidas dentro do que é contemplado pela presente invenção.[0136] Figure 30 also illustrates how a molten metal mold in the embodiments of the present invention can be used to melt castings of different sizes, such as the casting of a twenty-one-inch ingot in a first casting and an ingot of nineteen inches in a second leak. Since previous molds are generally dedicated to one size, the embodiments of the present invention offer more flexibility in a manufacturing facility and reduce the change in molds that would then need to be made to cast castings of different widths. In these embodiments, the distance 455 must represent a first casting with a first thickness, the distance 454 should represent a second casting with a second thickness and the distance 453 should represent a third casting with a third thickness. It is noted that there are a number of different thicknesses or widths that can be cast into castings within the scope of the present invention.
[0137] A Figura 31 é uma vista em elevação de uma forma da peça fundida que pode ser produzida como o sistema ou como parte do sistema de lingotamento descrito pelos aspectos da presente invenção. A peça fundida 480 mostrada na Figura 31 tem um comprimento ou uma altura total 484 e os cantos chanfrados na porção superior da peça fundida são mostrados adicionalmente no detalhe 32, e as bordas angulares na porção inferior são mostradas chanfradas no ângulo 479. A distância da borda reta 485 no lado da peça[0137] Figure 31 is an elevation view of a shape of the casting that can be produced as the system or as part of the casting system described by aspects of the present invention. The casting 480 shown in Figure 31 has an overall length or height 484 and the chamfered corners on the upper portion of the casting are shown additionally in detail 32, and the angular edges on the lower portion are shown chamfered at angle 479. The distance from 485 straight edge on the workpiece side
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 51/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 51/81
46/66 fundida e a distância da borda reta 482 na parte inferior podem ser determinadas com base na forma resultante desejada e na laminação que irá ocorrer posteriormente na peça fundida. A largura 481 e as larguras chanfradas 483 e 486 da peça fundida também são ilustradas na Figura 31. Será apreciado pelos elementos versados na técnica que os aspectos deste processo podem produzir peças fundidas simétricas ou assimétricas de dimensões diferentes; por exemplo, à distância 483 pode ser diferente da distância 486.46/66 cast and the distance from the straight edge 482 at the bottom can be determined based on the desired resulting shape and the lamination that will occur later on the cast. The width 481 and the chamfered widths 483 and 486 of the casting are also illustrated in Figure 31. It will be appreciated by those skilled in the art that aspects of this process can produce symmetrical or asymmetric castings of different dimensions; for example, distance 483 may differ from distance 486.
[0138] A Figura 32 é o detalhe 32 da Figura 31, e ilustra a peça fundida 480, a largura chanfrada 490, a altura chanfrada 491, sendo que os ângulos 492 e 493 propiciam os parâmetros do chanfro. Será apreciado que estes parâmetros possam ser alterados, dependendo de outros parâmetros de lingotamento, da composição do metal, da laminação que deve ser executada na peça fundida 480, assim como por muitos outros fatores no lingotamento ou na aplicação da peça fundida posteriormente, tudo dentro do que é contemplado pela presente invenção.[0138] Figure 32 is detail 32 of Figure 31, and illustrates the casting 480, the chamfer width 490, the chamfer height 491, with the angles 492 and 493 providing the chamfer parameters. It will be appreciated that these parameters can be changed, depending on other casting parameters, the metal composition, the lamination that must be performed on the casting 480, as well as by many other factors in the casting or in the casting application, all within than is contemplated by the present invention.
[0139] A Figura 33 é um fluxograma de blocos 500 de uma realização de um processo que pode ser utilizado nas realizações da presente invenção. A Figura 33 ilustra o início do lingotamento 501 com uma velocidade inicial do molde 502. Em algum ponto, a velocidade de lingotamento é tipicamente elevada ou aumentada, de lingotamento intermediária 503 produzir os resultados desejados, e uma primeira velocidade pode ser utilizada para o afunilamento ou outra característica da peça fundida.[0139] Figure 33 is a block flow chart 500 of an embodiment of a process that can be used in the embodiments of the present invention. Figure 33 illustrates the start of casting 501 with an initial mold speed 502. At some point, the casting speed is typically high or increased, intermediate casting 503 producing the desired results, and a first speed can be used for the taper or other feature of the cast.
Embora possa não ser necessário, um segundo aumento de velocidade de lingotamento intermediárioAlthough it may not be necessary, a second intermediate casting speed increase
504 pode ser utilizado e, geralmente, um504 can be used and generally a
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 52/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 52/81
47/66 aumento da velocidade de lingotamento final 505 será utilizado antes do final 506 do processo de lingotamento. Dependendo dos objetivos do afunilamento e outros do lingotamento, bem como de outros parâmetros do lingotamento, a velocidade de lingotamento pode ser variada a fim de se obter os resultados desejados.47/66 increase in the final casting speed 505 will be used before the end 506 of the casting process. Depending on the objectives of the tapering and others of the casting, as well as other parameters of the casting, the casting speed can be varied in order to obtain the desired results.
[0140] A Figura 34 é uma vista em elevação de outro aspecto da presente invenção, ilustrando outra forma de um lingote 520 que pode ser produzido como parte da presente invenção. A Figura 34 mostra a superfície da porção superior afunilada 521, a parede lateral 520a, o raio 523 e a superfície da porção inferior afunilada 522. Uma vantagem e uma característica significativas dos aspectos da presente invenção são a capacidade de produzir qualquer uma de uma série configurações e de formas diferentes da peça fundida durante o processo de lingotamento em vez de através da usinagem ou de um outro processo após o lingotamento da peça fundida.[0140] Figure 34 is an elevation view of another aspect of the present invention, illustrating another form of a 520 ingot that can be produced as part of the present invention. Figure 34 shows the surface of the tapered top portion 521, the side wall 520a, radius 523 and the surface of the tapered bottom portion 522. A significant advantage and characteristic of aspects of the present invention is the ability to produce any of a series different configurations and shapes of the casting during the casting process instead of through machining or another process after casting the casting.
Estas características economias significativas de custo posteriormente à usinagem ou manipulação solidificado, bem como do reaquecimento e vantagens eThese features significant cost savings after solidified machining or handling, as well as reheating and advantages and
da dada da
resíduo do processo pós-lingotamento.residue from the post-casting process.
[0141][0141]
Também é observado que, embora as realizações mostradas nasIt is also noted that, although the achievements shown in the
Figuras apresentem um primeiro lado, um segundo lado, um terceiro lado e um quarto lado, pode haver realizações da presente invenção em que os lados são configurados de uma maneira tal que dois, três, quatro ou mais lados definem a estrutura do molde com as superfícies internas dos ditos lados definindo a cavidade do molde, tudo dentro do âmbito da presente invenção.Figures showing a first side, a second side, a third side and a fourth side, there may be embodiments of the present invention in which the sides are configured in such a way that two, three, four or more sides define the structure of the mold with the internal surfaces of said sides defining the mold cavity, all within the scope of the present invention.
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 53/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 53/81
48/66 [0142] Também será apreciado pelos elementos versados na técnica que com a provisão de uma parede móvel do molde na presente invenção, outros benefícios serão recebidos, tal como a capacidade de corrigir o processo do molde para reduzir o intumescimento da base e posicionar os moldes em relação às calhas e para corrigir os distanciamentos do molde. Os elementos versados na técnica irão apreciar que isto permite que a peça fundida seja obtida mais rápida e eficientemente. A técnica anterior reconhece o problema com o intumescimento da base e as vantagens que seriam obtidas se o problema do intumescimento da base fosse resolvido. As tentativas anteriores tentaram aumentar a velocidade do lingotamento para reduzir o intumescimento da base; no entanto, os aspectos da presente invenção permitem um perfil paralelo resultante devido à capacidade de mover as paredes do molde, o que permite moldar a peça a ser fundida mais rapidamente com menos intumescimento da base ou sem o intumescimento aumentado da base.48/66 [0142] It will also be appreciated by those skilled in the art that with the provision of a movable mold wall in the present invention, other benefits will be received, such as the ability to correct the mold process to reduce swelling of the base and position the molds in relation to the rails and to correct the mold spacing. Those skilled in the art will appreciate that this allows the cast to be obtained more quickly and efficiently. The prior art recognizes the problem with swelling of the base and the advantages that would be obtained if the problem of swelling of the base was resolved. Previous attempts have attempted to increase the speed of the casting to reduce swelling of the base; however, aspects of the present invention allow for a resulting parallel profile due to the ability to move the mold walls, which allows the part to be cast to be cast more quickly with less swelling of the base or without increased swelling of the base.
[0143] As realizações da presente invenção também permitem que a velocidade de lingotamento seja otimizada. A velocidade de lingotamento em um arranjo de lingotamento vertical é a velocidade na qual o tijolo de fundo de soleira é abaixado no poço de lingotamento enquanto o metal derretido solidifica. Tem havido tradicionalmente um conflito de escolha entre a velocidade de lingotamento e a qualidade da peça fundida porque, embora se deseje moldar mais rapidamente de um ponto de vista da produção, velocidades de lingotamento mais rápidas resultam geralmente em mais contração e em uma superfície externa ou superfície de laminação côncava durante o lingotamento de estado[0143] The embodiments of the present invention also allow the casting speed to be optimized. The casting speed in a vertical casting arrangement is the speed at which the bottom sill brick is lowered into the casting pit while the molten metal solidifies. There has traditionally been a conflict of choice between casting speed and casting quality because, although you want to mold more quickly from a production point of view, faster casting speeds generally result in more shrinkage and an external surface or concave lamination surface during state casting
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 54/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 54/81
49/66 constante. Se a velocidade de lingotamento for muito lenta em uma determinada aplicação, uma quantidade indesejável de intumescimento da base tende a resultar. As realizações da presente invenção podem, portanto, permitir que uma melhor contração seja gerenciada ou controlada para resultar em uma forma mais desejável da peça fundida quando do lingotamento a uma velocidade de lingotamento que deve resultar em uma contração excessiva mas para o uso da presente invenção. Uma forma mais desejável da peça fundida em algumas aplicações é uma peça fundida com os lados aproximadamente paralelos na porção média da peça fundida, o que provê geralmente uma superfície de laminação mais desejável. As realizações da presente invenção oferecem um gerenciamento aperfeiçoado da contração e um controle nos sistemas de lingotamento de metal derretido verticais.49/66 constant. If the casting speed is too slow in a given application, an undesirable amount of swelling of the base tends to result. The achievements of the present invention can, therefore, allow a better contraction to be managed or controlled to result in a more desirable shape of the casting when casting at a casting speed which should result in excessive contraction but for the use of the present invention. . A more desirable shape of the cast in some applications is a cast with roughly parallel sides in the middle portion of the cast, which generally provides a more desirable lamination surface. The achievements of the present invention offer improved contraction management and control in vertical molten metal casting systems.
[0144] As realizações da presente invenção que se referem ao gerenciamento da contração podem incluir um método para otimizar as superfícies de laminação de uma peça fundida produzida durante o lingotamento contínua do metal derretido. Em tal realização, uma correlação pode ser esboçada ou predita para uma determinada velocidade predeterminada do lingotamento para uma peça fundida específica, e essa contração de uma determinada quantidade em posições diferentes ao longo da peça fundida deve ocorrer. A presente invenção permite então o movimento relativo das paredes do molde (ou do primeiro lado e/ou do segundo lado) para se opor à contração, desse modo provendo um sistema de controle ou de gerenciamento da contração.[0144] The realizations of the present invention that relate to the contraction management can include a method to optimize the rolling surfaces of a cast piece produced during the continuous casting of the molten metal. In such an embodiment, a correlation can be sketched or predicted for a given predetermined casting speed for a specific casting, and that contraction of a certain amount in different positions along the casting must occur. The present invention then allows the relative movement of the mold walls (or the first side and / or the second side) to oppose the contraction, thereby providing a contraction control or management system.
[0145] A Figura 35 é um diagrama esquemático de uma realização de um sistema de controle 570 que pode ser[0145] Figure 35 is a schematic diagram of an implementation of a 570 control system that can be
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 55/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 55/81
50/66 utilizado para controlar o movimento da parede lateral do molde ao praticar os aspectos da presente invenção. A Figura 35 ilustra a interface da máquina com o homem (HMI) 571, o controlador de lógica programável (PLC) 572 conectado de maneira operacional e controlado ou dirigido pela HMI 571, sendo que o primeiro motor 575 é propelido e controlado pelo primeiro motor auxiliar 574, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572, o segundo motor 577 propelido e controlado pelo segundo motor auxiliar 576, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572, o terceiro motor 579 propelido e controlado pelo terceiro motor auxiliar 578, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572 e o quarto motor propelido e controlado pelo quarto motor auxiliar 580, que é mostrado conectado de maneira operacional e controlado pelo PLC 572. É observado que este é um número exemplificador de componentes tais como os motores, motores auxiliares, PLC e HMI, sendo que nenhum número é requerido para a prática da presente invenção, nem qualquer provisão particular de um grupo de componentes semelhantes a outro.50/66 used to control the movement of the mold sidewall when practicing aspects of the present invention. Figure 35 illustrates the machine interface with man (HMI) 571, the programmable logic controller (PLC) 572 connected in an operational manner and controlled or driven by HMI 571, with the first motor 575 being propelled and controlled by the first motor auxiliary 574, which is shown operationally connected and controlled by PLC 572, the second motor 577 propelled and controlled by the second auxiliary motor 576, which is shown operationally connected and controlled by PLC 572, the third motor 579 propelled and controlled by third auxiliary motor 578, which is shown operationally connected and controlled by PLC 572 and the fourth motor propelled and controlled by fourth auxiliary motor 580, which is shown operationally connected and controlled by PLC 572. It is observed that this is a number exemplifier of components such as motors, auxiliary motors, PLC and HMI, and no number is required for the practice of the present invention. the or any particular provision of a group of like components to another.
[0146] A Figura 35 ilustra adicionalmente como cada um dos motores pode controlar um ou mais moldes, sem que nenhum número particular de moldes controlados seja requerido para a prática da presente invenção. A Figura 35 ilustra o primeiro motor 575 controlando dois moldes, o segundo motor 577 controlando um molde, o terceiro motor 579 controlando dois moldes e o motor X (que pode representar o número total de motores) controlando um molde.[0146] Figure 35 further illustrates how each of the engines can control one or more molds, without any particular number of controlled molds being required for the practice of the present invention. Figure 35 illustrates the first engine 575 controlling two molds, the second engine 577 controlling a mold, the third engine 579 controlling two molds and the X engine (which can represent the total number of engines) controlling a mold.
[0147] A Figura 36 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 600 das paredes[0147] Figure 36 is a schematic representation in elevation of a 600 configuration of the walls
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 56/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 56/81
51/66 do molde ou das superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma superfície de lingotamento superior 602b, que também pode ser denominada como uma porção superior 602b da superfície de lingotamento, uma porção média 602a da superfície de lingotamento e uma área de superfície chanfrada inferior que é a porção inferior 602c da superfície de lingotamento. A Figura 36 ilustra a peça fundida 327, a corrente de refrigerante líquido 605, as paredes do molde 601, a calha 321, o ângulo chanfrado 603 para a porção superior 6 02b e o ângulo 6 04 para o chanfro em uma porção inferior 602c da superfície de lingotamento. O nível de metal derretido é mostrado na porção média 602a da superfície de lingotamento.51/66 of the mold or casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating an upper casting surface 602b, which can also be referred to as an upper portion 602b of the casting surface, a middle portion 602a of the surface caster area and a lower beveled surface area which is the lower portion 602c of the caster surface. Figure 36 illustrates the casting 327, the liquid refrigerant stream 605, the mold walls 601, the channel 321, the bevel angle 603 for the upper portion 6 02b and the angle 064 for the chamfer in a lower portion 602c of the casting surface. The level of molten metal is shown in the middle portion 602a of the casting surface.
[0148] As Figuras 37A a 37E mostram uma série de configurações diferentes, ângulos e outras geometrias para as porções superior, média e inferior da superfície de lingotamento nas paredes do molde mostrando várias aplicações das realizações da presente invenção. Será apreciado que nenhuma configuração particular é requerida para a prática da invenção, mas que qualquer uma de uma série de configurações diferentes pode ser utilizada para otimizar realizações diferentes com base em parâmetros diferentes de lingotamento.[0148] Figures 37A to 37E show a series of different configurations, angles and other geometries for the upper, middle and lower portions of the casting surface on the mold walls showing various applications of the embodiments of the present invention. It will be appreciated that no particular configuration is required for the practice of the invention, but that any one of a number of different configurations can be used to optimize different embodiments based on different casting parameters.
[0149] A Figura 37A é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 610 das paredes do molde 611 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção. A Figura 37A ilustra tal configuração que inclui duas áreas de superfície de lingotamento superior 612a e 612b, duas áreas de superfície de lingotamento inferior 612d e 612e e a porção[0149] Figure 37A is a schematic elevation representation of a 610 configuration of the mold walls 611 with the casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention. Figure 37A illustrates such a configuration that includes two upper caster surface areas 612a and 612b, two lower caster surface areas 612d and 612e and the portion
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 57/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 57/81
52/66 média 612c da superfície de lingotamento, para cada parede do molde 611. A primeira área de superfície de lingotamento superior 612a fica ao ângulo 614 em relação à vertical, a segunda área de superfície de lingotamento superior 612b fica ao ângulo 613 em relação à vertical, a primeira área de superfície de lingotamento inferior 612e fica ao ângulo 614 em relação à vertical e a segunda área de superfície de lingotamento inferior 612d fica ao ângulo 613 em relação à vertical. A Figura 37A também mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 611.52/66 average caster surface 612c, for each mold wall 611. The first upper caster surface area 612a is at angle 614 relative to the vertical, the second upper caster surface area 612b is at angle 613 relative to to the vertical, the first lower caster surface area 612e is at angle 614 with respect to the vertical and the second lower caster surface area 612d is at angle 613 with respect to the vertical. Figure 37A also shows the casting 327, the rail 321 and the mold walls 611.
[0150] A Figura 37B é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 700 das paredes do molde 731 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma porção superior e uma porção inferior que incluem uma superfície de lingotamento linear 731b e uma superfície de lingotamento arqueada ou curvada 731c, uma porção média 731a da superfície de lingotamento e uma porção inferior da superfície de lingotamento que inclui a superfície de lingotamento linear 731d e a superfície de lingotamento arqueada 731e. A Figura 37B também mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 731.[0150] Figure 37B is a schematic elevation representation of a configuration 700 of the mold walls 731 with the casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating an upper portion and a lower portion that include a linear caster 731b and an arched or curved caster surface 731c, a middle portion 731a of the caster surface and a lower portion of the caster surface that includes the linear caster surface 731d and the arcuate caster surface 731e. Figure 37B also shows the casting 327, the rail 321 and the mold walls 731.
[0151] A Figura 37C é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 740 das paredes do molde 741 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma porção superior 742b da superfície de lingotamento, uma porção da superfície de lingotamento curvada ou arqueada inferior 742c e uma porção média da superfície de lingotamento 742a. A Figura 37C também mostra a[0151] Figure 37C is a schematic elevation representation of a 740 configuration of the mold walls 741 with the casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating an upper portion 742b of the casting surface, a portion of the lower curved or arched caster surface 742c and a middle portion of the caster surface 742a. Figure 37C also shows the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 58/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 58/81
53/66 peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 741.53/66 casting 327, rail 321 and mold walls 741.
[0152] A Figura 37D é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 750 das paredes do molde 751 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção. A Figura 37D ilustra uma área de superfície de lingotamento superior 752b ao ângulo 753 em relação à vertical ou a partir da área de superfície de lingotamento média que, neste caso, pelo fato de ser linear, uma área de superfície de lingotamento média 752a e uma área de superfície de lingotamento inferior 752c ao ângulo 755 em relação à vertical. Na Figura 37D, o ângulo 753 é diferente do ângulo 755 e o comprimento 754 da área chanfrada na porção superior é diferente do comprimento 756 na porção inferior da área chanfrada. Deve ser observado que a peça fundida desejada pode ser preferivelmente configurada utilizando configurações diferentes para a superfície de lingotamento, e configurações dissimilares nos ângulos e nos comprimentos da porção superior da superfície de lingotamento à porção inferior da superfície de lingotamento, tudo dentro do que é contemplado por alguns aspectos da presente invenção. A Figura 37D também mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 751.[0152] Figure 37D is a schematic elevation representation of a 750 configuration of the mold walls 751 with the casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention. Figure 37D illustrates an upper caster surface area 752b at an angle 753 to the vertical or from the middle caster surface area which, in this case, because it is linear, an average caster surface area 752a and a lower caster surface area 752c at angle 755 to the vertical. In Figure 37D, angle 753 is different from angle 755 and the length 754 of the chamfered area in the upper portion is different from the length 756 in the lower portion of the chamfered area. It should be noted that the desired casting can preferably be configured using different configurations for the casting surface, and dissimilar configurations in the angles and lengths from the upper portion of the casting surface to the lower portion of the casting surface, all within what is contemplated. by some aspects of the present invention. Figure 37D also shows the casting 327, the rail 321 and the mold walls 751.
[0153] A Figura 37E é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 760 das paredes do molde 761 com as superfícies de lingotamento que podem ser utilizadas em alguns aspectos da presente invenção, ilustrando uma superfície de lingotamento de combinação que inclui uma porção média 162a, uma porção superior 762b a um ângulo 763 em relação à vertical, uma porção inferior curvada ou arqueada 762c com um raio interno 764. A Figura 37E também[0153] Figure 37E is a schematic elevation representation of a 760 configuration of the mold walls 761 with the casting surfaces that can be used in some aspects of the present invention, illustrating a combination casting surface that includes a middle portion 162a , an upper portion 762b at an angle 763 to the vertical, a curved or arched lower portion 762c with an internal radius 764. Figure 37E also
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 59/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 59/81
54/66 mostra a peça fundida 327, a calha 321 e as paredes do molde 761.54/66 shows the casting 327, the rail 321 and the mold walls 761.
[0154] As Figuras 38A a 38D são uma série de representações esquemáticas em elevação de uma configuração 620 das paredes do molde 621 com as superfícies de lingotamento e ilustram sequencialmente um método em que as realizações da presente invenção podem ser utilizadas no lingotamento, com referência particular ao nível de metal derretido e a superfície de lingotamento em relação ao nível de metal derretido durante o processo de lingotamento. As superfícies de lingotamento ilustradas nas Figuras 38A a 38D incluem a porção média 623a, a porção superior 623b no ângulo 625 da vertical, a porção inferior 623c no ângulo 626 da vertical, a peça fundida 327, e a calha 321 do metal derretido. As Figuras 38A a 38D ilustram adicionalmente um aspecto da presente invenção em que as paredes do molde 621, ou mais particularmente a superfície de lingotamento, podem ser movidas verticalmente para cima ou para baixo a fim de controlar mais eficazmente o nível de metal derretido em relação à superfície de lingotamento e à porção da superfície de lingotamento onde se deseja, nesse estágio do lingotamento, ter o nível de metal derretido. A fim de evitar repetição e nova exposição de cada componente em relação a cada uma das Figuras 38A a 38D, eles não serão repetidos para cada Figura. A seta 622 mostra o movimento vertical das paredes do molde 621 que causa o movimento vertical das superfícies de lingotamento e as setas 622a mostram como a superfície de lingotamento ou as paredes do molde 621 podem ser movidas horizontalmente com relação à peça fundida.[0154] Figures 38A to 38D are a series of schematic representations in elevation of a 620 configuration of mold walls 621 with the casting surfaces and illustrate sequentially a method in which the embodiments of the present invention can be used in casting, with reference particularly at the level of molten metal and the casting surface in relation to the level of molten metal during the casting process. The casting surfaces illustrated in Figures 38A to 38D include the middle portion 623a, the upper portion 623b at the angle 625 of the vertical, the lower portion 623c at the angle 626 of the vertical, the molten part 327, and the molten metal channel 321. Figures 38A to 38D further illustrate an aspect of the present invention in which the mold walls 621, or more particularly the casting surface, can be moved vertically upwards or downwards in order to more effectively control the level of molten metal in relation to the casting surface and the portion of the casting surface where it is desired, at this stage of casting, to have the level of molten metal. In order to avoid repetition and new exposure of each component in relation to each of Figures 38A to 38D, they will not be repeated for each Figure. The arrow 622 shows the vertical movement of the mold walls 621 which causes the vertical movement of the casting surfaces and the arrows 622a show how the casting surface or the mold walls 621 can be moved horizontally with respect to the casting.
[0155] A Figura 38A ilustra, portanto, um nível[0155] Figure 38A therefore illustrates a level
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 60/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 60/81
55/66 de metal derretido na porção média 623a da superfície de lingotamento durante a fase inicial ou a iniciação em que o bloco de partida está sendo preenchido e ainda está localizado pelo menos parcialmente em 20, e as superfícies de lingotamento.55/66 molten metal in the middle portion 623a of the casting surface during the initial phase or initiation in which the starting block is being filled and is still located at least partially in 20, and the casting surfaces.
[0156] A Figura 38B ilustra, portanto, um nível de metal derretido na porção superior 623b da superfície de lingotamento durante a fase seguinte em que à porção inferior da peça fundida está sendo formada fora da dimensão mostrada na Figura 38B. Embora se possa indicar aqui que o nível de metal derretido é aumentado, isto é relativo, e se refere ao serviço de lingotamento, de modo que o nível de metal derretido pode ser aumentado ou pode subir em relação à superfície de lingotamento se as paredes do molde 621 forem movidas para cima e/ou para baixo para realizar o movimento relativo.[0156] Figure 38B therefore illustrates a level of molten metal in the upper portion 623b of the casting surface during the next stage when the lower portion of the casting is being formed outside the dimension shown in Figure 38B. Although it can be indicated here that the level of molten metal is increased, this is relative, and refers to the casting service, so that the level of molten metal can be increased or can rise in relation to the casting surface if the walls of the mold 621 are moved up and / or down to perform the relative movement.
[0157] A Figura 38C ilustra, portanto, um nível de metal derretido novamente na porção média 623a da superfície de lingotamento, que é uma posição preferida durante o lingotamento, quando esta é indicada como lingotamento de estado constante.[0157] Figure 38C thus illustrates a level of molten metal again in the middle portion 623a of the casting surface, which is a preferred position during casting, when it is indicated as constant state casting.
[0158] A Figura 38D ilustra, portanto, um nível de metal derretido na porção inferior 623c da superfície de lingotamento durante a fase final em que a porção superior da peça fundida 327 é configurada conforme desejado, tal como ao colocar um afunilamento exatamente no mesmo ângulo aproximado 626 em que uma porção inferior 623c é configurada. É importante que o nível de metal derretido permaneça abaixo do ponto em que a porção média 623a da superfície de lingotamento cruza a porção inferior 623c da superfície de[0158] Figure 38D therefore illustrates a level of molten metal in the lower portion 623c of the casting surface during the final stage when the upper portion of the casting 327 is configured as desired, such as when placing a taper in exactly the same approximate angle 626 at which a lower portion 623c is configured. It is important that the level of molten metal remains below the point where the middle portion 623a of the casting surface intersects the lower portion 623c of the casting surface.
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56/66 lingotamento. Esta é uma posição preferida para o nível de metal derretido durante a última fase de lingotamento para se obter uma parte superior afunilada na peça fundida 327. O ângulo de afunilamento resultante na peça fundida será aproximadamente igual ao ângulo 626, sendo permitidas tolerâncias e contrações.56/66 caster. This is a preferred position for the level of molten metal during the last casting phase to obtain a tapered upper part in the casting 327. The resulting tapering angle in the casting will be approximately equal to the 626 angle, allowing for tolerances and contractions.
[0159] A Figura 39 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 640 das paredes do molde 641 com as superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando uma superfície de lingotamento com uma porção superior 642b, uma porção média 642a e uma porção inferior 642c ao ângulo 648 em relação à vertical. A Figura 39 ilustra a peça fundida 327 sendo formada em sua porção superior com um afunilamento a um ângulo predeterminado 648. A Figura 39 ilustra adicionalmente a calha do metal derretido 321, o ponto de solidificação 647, o refrigerante líquido 644, e a superfície do metal derretido 645.[0159] Figure 39 is a schematic elevation representation of a 640 configuration of the mold walls 641 with the casting surfaces in an embodiment of the invention, illustrating a casting surface with an upper portion 642b, a middle portion 642a and a portion lower 642c to angle 648 in relation to the vertical. Figure 39 illustrates the casting 327 being formed in its upper portion with a taper at a predetermined angle 648. Figure 39 further illustrates the molten metal channel 321, the solidification point 647, the liquid refrigerant 644, and the surface of the molten metal 645.
[0160] A Figura 40 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 620 das paredes do molde com a porção média 642a e a porção inferior 642c das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção. A Figura 40 ilustra como as paredes do molde podem ser movidas horizontalmente, tal como representado pela seta 651. Os pontos de solidificação 647 mostram onde a solidificação está ocorrendo e há uma área de congelamento 650 que geralmente irá ocorrer se o nível de metal derretido 645 não estiver abaixo do canto entre as duas superfícies de lingotamento mostradas em ou perto do ponto de solidificação 647. Se a solidificação ocorrer como congelamento 650, então as paredes[0160] Figure 40 is a schematic elevation representation of a 620 configuration of the mold walls with the middle portion 642a and the lower portion 642c of the casting surfaces in an embodiment of the invention. Figure 40 illustrates how the mold walls can be moved horizontally, as represented by arrow 651. The solidification points 647 show where solidification is taking place and there is a freezing area 650 that will generally occur if the molten metal level 645 is not below the corner between the two casting surfaces shown at or near the 647 freezing point. If the solidification occurs as a freeze 650, then the walls
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57/66 do molde e a superfície de lingotamento não podem ser movidas mais para dentro porque o metal solidificado 650 ou congelado deve impedir o movimento interno das paredes do molde ou da superfície de lingotamento 642a. É por isso que, na maioria das realizações da presente invenção, durante essa fase de lingotamento, é preferível manter o nível de metal derretido 645 em ou abaixo do ponto de solidificação 647.57/66 of the mold and the casting surface cannot be moved further in because the solidified metal 650 or frozen must prevent internal movement of the mold walls or the casting surface 642a. That is why, in most embodiments of the present invention, during that casting phase, it is preferable to maintain the level of molten metal 645 at or below the freezing point 647.
[0161] A Figura 41 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração 660 das paredes do molde 641 ou das superfícies de lingotamento em uma realização da invenção, ilustrando as superfícies de lingotamento incluindo uma porção superior 642c, a qual pode ser denominada superfície chanfrada, formando uma porção inferior da peça fundida afunilada 655 em combinação com o tijolo de fundo de soleira 657. Nesta fase do lingotamento, o metal móvel é depositado através da calha 321, e o nível de metal derretido 645 é mantido na porção superior 642c, que fica ao ângulo 654 em relação à vertical. A Figura 41 mostra como uma porção inferior de uma peça fundida pode ser formada em combinação pela configuração da cavidade interna de um tijolo de fundo de soleira 657 combinada com os aspectos da presente invenção providos pelas superfícies de lingotamento móveis e por uma superfície de lingotamento angular para resultados preferidos.[0161] Figure 41 is a schematic elevation representation of a 660 configuration of the mold walls 641 or the casting surfaces in an embodiment of the invention, illustrating the casting surfaces including an upper portion 642c, which can be called a beveled surface , forming a lower portion of the tapered casting 655 in combination with the bottom sill brick 657. In this stage of the casting, the movable metal is deposited through the channel 321, and the level of molten metal 645 is maintained in the upper portion 642c, at an angle of 654 to the vertical. Figure 41 shows how a lower portion of a casting can be formed in combination by the configuration of the internal cavity of a sill bottom brick 657 combined with the aspects of the present invention provided by the movable casting surfaces and an angular casting surface for preferred results.
[0162] A Figura 42 é uma representação esquemática em elevação de uma configuração de molde e de tijolo de fundo de soleira 350 que ilustra outra característica de algumas realizações da presente invenção, em que as paredes do molde 357 podem ser movidas para fora para acomodar a expansão do tijolo de fundo de soleira 354 na[0162] Figure 42 is a schematic elevation representation of a sill bottom mold and brick configuration 350 that illustrates another feature of some embodiments of the present invention, in which the mold walls 357 can be moved outwardly to accommodate the expansion of the sill bottom brick 354 in
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 63/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 63/81
58/66 iniciação. É desejável que se tenha um encaixe sem folga entre o tijolo de fundo de soleira 354 e as paredes do molde 356 e 357. No entanto, uma vez que as paredes do molde da técnica anterior não são móveis para acomodar a expansão natural do tijolo de fundo de soleira metálico 354, seria difícil manter as tolerâncias desejadas entre as paredes do molde 356 e 357 e os lados do bloco inferior 354, que provavelmente iriam deixar o molde falso porque o tijolo de fundo de soleira 354 se tornaria ampliado e ficaria preso dentro da cavidade do molde entre as paredes do molde 356 e 357. A segunda identificação do tijolo de fundo de soleira 354 que está em 354 CE mostra o tijolo de fundo de soleira em sua condição expandida pelo calor, e as setas 358 e 359 mostram como as paredes do molde 356 e 357 podem ser movidas de modo que o mesmo encaixe sem folga entre as paredes do molde e o tijolo de fundo de soleira, mas o tijolo de fundo de soleira encontra com os conjuntos de expansão que ficam presos entre as paredes do molde. Neste caso, a altura do tijolo de fundo de soleira 355 é medida a partir da superfície inferior 354a e superior das paredes do tijolo de fundo de soleira 354b e 354c. As setas 358a e 358b mostram como as paredes do molde 356 e 357 podem ser movidas verticalmente.58/66 initiation. It is desirable to have a gap without gap between the bottom sill brick 354 and the mold walls 356 and 357. However, since the prior art mold walls are not movable to accommodate the natural expansion of the brick. metallic sill bottom 354, it would be difficult to maintain the desired tolerances between the mold walls 356 and 357 and the sides of the bottom block 354, which would likely leave the mold false because the sill bottom brick 354 would become enlarged and would get stuck inside of the mold cavity between the mold walls 356 and 357. The second identification of the sill bottom brick 354 that is in 354 CE shows the sill bottom brick in its heat expanded condition, and arrows 358 and 359 show how the mold walls 356 and 357 can be moved so that the same slot without gap between the mold walls and the sill bottom brick, but the sill bottom brick meets the expansion sets that stay am stuck between the walls of the mold. In this case, the height of the bottom sill brick 355 is measured from the bottom surface 354a and top of the walls of the bottom sill brick 354b and 354c. Arrows 358a and 358b show how the mold walls 356 and 357 can be moved vertically.
[0163] Como será apreciado pelos elementos versados na técnica, há numerosas realizações da presente invenção, e variações dos elementos e dos componentes que podem ser utilizadas, tudo dentro do âmbito da presente invenção.[0163] As will be appreciated by those skilled in the art, there are numerous embodiments of the present invention, and variations of the elements and components that can be used, all within the scope of the present invention.
[0164] Uma realização da presente invenção, por exemplo, um molde de metal derretido, é provida, a qual[0164] An embodiment of the present invention, for example, a molten metal mold, is provided, which
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 64/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 64/81
59/66 compreende: uma estrutura da cavidade do molde que inclui um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, sendo que cada lado inclui uma superfície interna e as superfícies internas definem uma cavidade do molde; e em que o primeiro lado é montado de maneira móvel em relação ao segundo lado.59/66 comprises: a mold cavity structure that includes a first side, a second side opposite the first side, a third side and a fourth side opposite the third side, each side including an inner surface and the inner surfaces define a mold cavity; and where the first side is movably mounted relative to the second side.
[0165] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um molde de metal derretido adicional, em que o segundo lado é montado de maneira móvel em relação ao primeiro lado; um molde de metal derretido adicional em que o primeiro lado se move linearmente com relação ao segundo lado; um molde de metal derretido adicional em que o primeiro lado é montado de maneira rotativa; e/ou um molde de metal derretido adicional o movimento giratório do primeiro lado em relação à estrutura da cavidade do molde altera a cavidade definida do molde. Nos aspectos adicionais, o movimento do primeiro lado e do segundo lado pode ser assíncrono.[0165] Other achievements of that described in the preceding paragraph may include: an additional molten metal mold, in which the second side is movably mounted in relation to the first side; an additional molten metal mold in which the first side moves linearly with respect to the second side; an additional molten metal mold on which the first side is rotatably mounted; and / or an additional molten metal mold the pivoting movement of the first side in relation to the mold cavity structure alters the defined mold cavity. In additional aspects, the movement of the first side and the second side can be asynchronous.
[0166] Em outra realização, um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical pode ser provido, o qual compreende: uma estrutura da cavidade do molde que inclui um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, sendo que cada lado inclui uma superfície interna e em que as superfícies internas definem uma cavidade do molde; em que o primeiro lado e o segundo lado são montados de maneira móvel um em relação ao outro; e um tijolo de fundo de soleira configurado para se adaptar dentro da cavidade do molde na iniciação do sistema de lingotamento do molde.[0166] In another embodiment, a vertical molten metal mold casting system can be provided, which comprises: a mold cavity structure that includes a first side, a second side opposite the first side, a third side and a fourth side opposite the third side, each side including an inner surface and the inner surfaces defining a mold cavity; wherein the first side and the second side are movably mounted relative to each other; and a bottom sill brick configured to fit within the mold cavity when initiating the mold casting system.
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 65/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 65/81
60/66 [0167] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical adicional em que o primeiro lado e o segundo lado se movem linearmente um em relação ao outro; um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical adicional em que o primeiro lado e o segundo lado são montados de maneira rotativa para o movimento um em relação ao outro; um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical em que o tijolo de fundo de soleira inclui duas paredes laterais e em que adicionalmente o terceiro lado e o quarto lado da estrutura da cavidade do molde combinados com as duas paredes laterais do tijolo de fundo de soleira definem a cavidade do molde na iniciação; um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical em que o tijolo de fundo de soleira inclui um aparelho de resfriamento interno; e/ou um sistema de lingotamento de molde de metal derretido vertical adicional em que o tijolo de fundo de soleira é configurado para o movimento vertical dentro da cavidade do molde durante a iniciação para controlar uma calha a uma distância do tijolo de fundo de soleira durante o lingotamento inicial.60/66 [0167] Other achievements of that described in the preceding paragraph may include: an additional vertical molten metal mold casting system in which the first side and the second side move linearly with each other; an additional vertical molten metal mold casting system in which the first side and the second side are rotatably mounted for movement relative to each other; a vertical molten metal mold casting system in which the bottom sill brick includes two side walls and in which in addition the third and fourth side of the mold cavity structure combined with the two side walls of the bottom brick sill define the mold cavity at initiation; a vertical molten metal mold casting system in which the bottom sill brick includes an internal cooling apparatus; and / or an additional vertical molten metal mold casting system in which the bottom sill brick is configured for vertical movement within the mold cavity during initiation to control a chute at a distance from the bottom sill brick during the initial casting.
[0168] Em outra realização da invenção, um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta é provido, o qual compreende: a provisão de uma estrutura da cavidade do molde com um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que as superfícies internas do primeiro lado, do segundo lado, do terceiro lado e do quarto lado definem uma cavidade do molde disposta para receber o metal derretido; a provisão de um tijolo de fundo[0168] In another embodiment of the invention, a method for direct cold vertical molten metal casting is provided, which comprises: the provision of a mold cavity structure with a first side and a second side opposite the first side, a third side and a fourth side opposite the third side, where the inner surfaces of the first side, the second side, the third side and the fourth side define a mold cavity arranged to receive the molten metal; the provision of a bottom brick
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 66/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 66/81
61/66 de soleira verticalmente móvel configurado em relação à cavidade do molde para conter o metal derretido que entra na cavidade do molde quando da iniciação; a provisão da o metal derretido na cavidade do molde; a movimentação do tijolo de fundo de soleira para baixo a uma razão predeterminada; e a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento e desse modo à variação das dimensões de uma peça fundida resultante durante o lingotamento.61/66 vertically mobile sill configured in relation to the mold cavity to contain the molten metal that enters the mold cavity upon initiation; the provision of the molten metal in the mold cavity; moving the bottom sill brick down at a predetermined rate; and moving the first side and the second side of the mold cavity structure in relation to each other during casting and thereby to varying the dimensions of a resulting cast during casting.
[0169] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente o primeiro lado e o segundo lado são movidos linearmente um em relação ao outro; um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente o primeiro lado e o segundo lado são movidos assimetricamente um em relação ao outro; um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente o primeiro lado e o segundo lado são montados de maneira giratória relativamente à estrutura da cavidade do molde de uma maneira tal que o movimento giratório do primeiro lado e do segundo lado altera a cavidade definida do molde; e/ou um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente a movimentação do primeiro lado e do segundo lado são à mesma razão aproximada.[0169] Other achievements of that described in the preceding paragraph may include: a method for direct cold vertical molten metal casting where additionally the first side and the second side are moved linearly in relation to each other; a method for direct cold vertical molten metal casting where additionally the first side and the second side are moved asymmetrically in relation to each other; a method for direct cold vertical molten metal casting where additionally the first side and the second side are pivotally mounted relative to the mold cavity structure in such a way that the pivoting movement of the first side and the second side changes the defined mold cavity; and / or a method for direct cold vertical molten metal casting where additionally the movement of the first side and the second side are at the same approximate rate.
[0170] Outras realizações daquela descrita no segundo parágrafo precedente podem incluir: um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que adicionalmente a movimentação do primeiro lado e do segundo[0170] Other achievements of that described in the preceding second paragraph may include: a method for direct cold vertical molten metal casting in which additionally the movement of the first and second sides
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 67/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 67/81
62/66 lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento compreende adicionalmente a movimentação do primeiro lado e do segundo lado distantes um do outro em uma porção anterior do lingotamento após a iniciação, para prover uma seção transversal crescente da peça fundida a partir de sua porção inferior; e/ou um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta em que a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento compreende adicionalmente: a movimentação do primeiro lado e do segundo lado um em direção ao outro em uma porção de extremidade do lingotamento para prover uma seção transversal decrescente da peça fundida em sua porção superior. Estas realizações em que a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento podem compreender adicionalmente: a movimentação do primeiro lado e do segundo lado um em direção ao outro em uma porção de extremidade do lingotamento para prover uma seção transversal decrescente da peça fundida em sua porção superior. A seção transversal crescente da peça fundida a partir de sua porção inferior provê um afunilamento na porção inferior da peça fundida que pode, por exemplo, estar a um ângulo na faixa de 22 graus a 29 graus; e/ou a seção transversal crescente da peça fundida a partir de sua porção superior provê um afunilamento na porção superior da peça fundida que pode estar a um ângulo na faixa de 22 graus a 29 graus.62/66 side of the mold cavity structure in relation to each other during the casting further comprises the movement of the first side and the second side apart from each other in an anterior portion of the casting after initiation, to provide an increasing cross section of the cast piece from its lower portion; and / or a method for direct cold vertical molten metal casting, in which the movement of the first side and the second side of the mold cavity structure in relation to each other during the casting further comprises: the movement of the first side and the second side towards each other at an end portion of the casting to provide a decreasing cross section of the casting in its upper portion. These embodiments in which the movement of the first and second sides of the mold cavity structure in relation to each other during casting can additionally comprise: the movement of the first side and the second side towards each other in an end portion of the casting to provide a decreasing cross section of the casting in its upper portion. The increasing cross section of the casting from its lower portion provides a taper in the lower portion of the casting which can, for example, be at an angle in the range of 22 degrees to 29 degrees; and / or the increasing cross section of the casting from its upper portion provides a taper in the upper portion of the casting which can be at an angle in the range of 22 degrees to 29 degrees.
[0171] Em outras realizações do método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta tal como indicado acima, a movimentação do primeiro lado e do[0171] In other realizations of the method for direct cold vertical molten metal casting as indicated above, the movement of the first side and the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 68/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 68/81
63/66 segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro durante o lingotamento produz uma peça fundida com uma seção transversal maior em uma porção média do que o tijolo de fundo de soleira; e/ou produz uma peça fundida com uma seção transversal maior em sua porção média do que em sua porção inferior e porção superior.63/66 second side of the mold cavity structure in relation to each other during casting, produces a cast with a larger cross section in a medium portion than the bottom sill brick; and / or produces a casting with a larger cross section in its middle portion than in its lower and upper portion.
[0172] Contudo, em outra realização da invenção, um molde de metal derretido é provido, o qual compreende: uma estrutura da cavidade do molde incluindo um primeiro lado, um segundo lado oposto ao primeiro lado e espaçado do primeiro lado por uma distância variável, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, sendo que cada lado inclui uma superfície interna e as superfícies internas definem uma cavidade do molde; e em que a estrutura da cavidade do molde é alternativamente configurável para moldar uma primeira peça fundida com uma primeira espessura e para moldar uma segunda peça fundida com uma segunda espessura.[0172] However, in another embodiment of the invention, a molten metal mold is provided, which comprises: a structure of the mold cavity including a first side, a second side opposite the first side and spaced from the first side by a variable distance , a third side and a fourth side opposite the third side, each side including an inner surface and the inner surfaces define a mold cavity; and wherein the mold cavity structure is alternatively configurable for molding a first melt with a first thickness and for molding a second melt with a second thickness.
[0173] Contudo, em outra realização da invenção, um método para o lingotamento de metal derretido vertical a frio direta compreende: a provisão de uma estrutura da cavidade do molde com um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado e espaçado do primeiro lado por uma distância variável, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que as superfícies internas do primeiro lado, do segundo lado, do terceiro lado e do quarto lado definem uma cavidade do molde disposta para receber o metal derretido; a provisão de um tijolo de fundo de soleira verticalmente móvel configurado em relação à cavidade do molde para conter o metal derretido que entra na cavidade do molde quando da iniciação; a provisão da o metal derretido na[0173] However, in another embodiment of the invention, a method for the direct cold vertical molten metal casting comprises: the provision of a mold cavity structure with a first side and a second side opposite the first side and spaced from the first side by a variable distance, a third side and a fourth side opposite the third side, where the internal surfaces of the first side, the second side, the third side and the fourth side define a mold cavity arranged to receive the molten metal; the provision of a vertically movable sill bottom brick configured in relation to the mold cavity to contain the molten metal that enters the mold cavity upon initiation; the provision of the molten metal in the
Petição 870170046254, de 03/07/2017, pág. 69/81Petition 870170046254, of 07/03/2017, p. 69/81
64/66 cavidade do molde; o lingotamento de uma primeira peça fundida de uma primeira espessura; e a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde um em relação ao outro; e o lingotamento de uma segunda peça fundida de uma segunda espessura diferente da primeira espessura.64/66 mold cavity; casting a first cast of a first thickness; and moving the first side and the second side of the mold cavity structure in relation to each other; and casting a second casting of a second thickness different from the first thickness.
[0174] Contudo, em uma outra realização da invenção, um molde de metal derretido pode ser provido, qual compreende: uma estrutura do molde; um molde conectado de maneira operativa à estrutura do molde, sendo que o molde compreende: um primeiro lado montado de maneira móvel em relação à estrutura do molde; um segundo lado oposto ao primeiro lado e montado de maneira móvel na estrutura do molde; um terceiro lado; um quarto lado oposto ao terceiro lado; em que cada lado inclui uma superfície interna e as superfícies internas definem uma cavidade do molde; um primeiro motor conectado de maneira operativa ao primeiro lado e configurado para mover o primeiro lado em relação à estrutura do molde; um segundo motor conectado de maneira operativa ao segundo lado e configurado para mover o segundo lado em relação à estrutura do molde; e um controlador de lógica programável conectado de maneira operativa a e que controla o primeiro motor e o segundo motor para o controle do movimento predeterminado do primeiro lado e do segundo lado do molde.[0174] However, in another embodiment of the invention, a molten metal mold can be provided, which comprises: a mold structure; a mold operatively connected to the mold structure, the mold comprising: a first side movably mounted in relation to the mold structure; a second side opposite the first side and movably mounted on the mold structure; a third side; a fourth side opposite the third side; wherein each side includes an inner surface and the inner surfaces define a mold cavity; a first motor operatively connected to the first side and configured to move the first side in relation to the mold structure; a second motor operatively connected to the second side and configured to move the second side in relation to the mold structure; and a programmable logic controller operatively connected to and which controls the first motor and the second motor for controlling the predetermined movement of the first side and the second side of the mold.
[0175] Outras realizações daquela descrita no parágrafo precedente podem incluir: um molde de metal derretido em que adicionalmente o primeiro motor e o segundo motor são motores auxiliares; e/ou um molde de metal derretido que compreende adicionalmente uma interface com o[0175] Other achievements of that described in the preceding paragraph may include: a molten metal mold in which in addition the first engine and the second engine are auxiliary engines; and / or a molten metal mold that further comprises an interface with the
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65/66 usuário unida de maneira operativa ao controlador de lógica programável.65/66 user operatively linked to the programmable logic controller.
[0176] Em outra realização do método, um método de otimização das superfícies de laminação de uma peça fundida produzida durante o lingotamento contínuo do metal derretido pode ser provido, o qual compreende: a provisão de uma estrutura da cavidade do molde com um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado, um terceiro lado e um quarto lado oposto ao terceiro lado, em que as superfícies internas do primeiro lado, do segundo lado, do terceiro lado e do quarto lado definem uma cavidade do molde disposta para receber o metal derretido; a provisão de um tijolo de fundo de soleira verticalmente móvel configurado em relação à cavidade do molde para conter o metal derretido que entra na cavidade do molde quando da iniciação; a provisão do metal derretido na cavidade do molde; a movimentação do tijolo de fundo de soleira para baixo a uma velocidade predeterminada do molde; e a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da estrutura da cavidade do molde de uma maneira predeterminada um em relação ao outro durante o lingotamento para otimizar a configuração da peça fundida para as operações posteriores. Uma possível realização adicional a esta pode ser uma em que a movimentação do primeiro lado e do segundo lado da cavidade do molde desloca pelo menos substancialmente a contração predita durante o lingotamento à velocidade predeterminada do molde.[0176] In another embodiment of the method, a method of optimizing the rolling surfaces of a casting produced during the continuous casting of the molten metal can be provided, which comprises: the provision of a mold cavity structure with a first side and a second side opposite the first side, a third side and a fourth side opposite the third side, where the inner surfaces of the first side, the second side, the third side and the fourth side define a mold cavity arranged to receive the molten metal; the provision of a vertically movable sill bottom brick configured in relation to the mold cavity to contain the molten metal that enters the mold cavity upon initiation; the provision of molten metal in the mold cavity; moving the bottom sill brick down at a predetermined speed of the mold; and moving the first side and the second side of the mold cavity structure in a predetermined manner with respect to each other during casting to optimize the configuration of the casting for later operations. A possible additional embodiment to this can be one in which the movement of the first side and the second side of the mold cavity displaces at least substantially the predicted contraction during the casting at the predetermined speed of the mold.
[0177] Em conformidade com o estatuto, a invenção foi descrita na linguagem mais ou mais menos específica no que diz respeito às características estruturais e metódicas. Deve ficar compreendido, no entanto, que a[0177] In accordance with the statute, the invention has been described in more or less specific language with regard to structural and methodical characteristics. It should be understood, however, that the
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66/66 invenção não fica limitada às características específicas mostradas e descritas, uma vez que os dispositivos descritos na presente invenção compreendem as formas preferidas de prática da invenção. A invenção é reivindicada, portanto, em algumas de suas formas ou modificações dentro do âmbito apropriado das reivindicações em anexo interpretadas apropriadamente de acordo com a doutrina de equivalentes.The invention is not limited to the specific characteristics shown and described, since the devices described in the present invention comprise the preferred forms of practice of the invention. The invention is therefore claimed in some of its forms or modifications within the appropriate scope of the appended claims interpreted appropriately in accordance with the doctrine of equivalents.
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