Detección de porosidad.

Un sistema para proveer detección de porosidad, comprendiendo el sistema:

un almacenamiento de memoria; y

una unidad de procesamiento acoplada al almacenamiento de memoria

, en donde la unidad de procesamiento es operativa para:

crear un perfil de temperatura natural para una fundición;

ajustar un polinomio al perfil de temperatura natural;

comparar el perfil de temperatura natural con el polinomio ajustado; y

indicar que existe un vacío en la fundición cuando, en respuesta a la comparación, un valor de pico del perfil de temperatura natural es inferior a un valor de pico del polinomio.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/037344.

Solicitante: Southwire Company, LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: ONE SOUTHWIRE DRIVE CARROLLTON, GA 30119-4400 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: RUNDQUIST,Victor F, DINWIDDIE,RALPH B.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > COLADA DE METALES; COLADA DE OTRAS MATERIAS POR LOS... > B22D46/00 (Control, inspección, no limitados a un procedimiento de colada cubierto por un solo grupo principal, p. ej. por razones de seguridad)

PDF original: ES-2526554_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Detección de porosidad Antecedentes

Cuando se funden de manera continua productos metálicos, es importante tener las condiciones químicas y 5 ambientales correctas antes de que el metal fundido asociado con el proceso de fundición continua se solidifique.

Durante la solidificación, si la química o el enfriamiento del metal son incorrectos, pueden formarse vacíos en el producto del proceso de fundición. Estos vacíos pueden ser nocivos para el producto. Por ejemplo, en un proceso para hacer barras, un producto final puede ser alambre. Este alambre puede romperse si hay vacíos en la fundición original asociada con la barra. Productos estructurales, tales como tubos y lingotes cilindricos, pueden tener sus 1 propiedades mecánicas afectadas adversamente por los vacíos en la fundición original.

La EP-1 717 754 divulga un método para clasificar defectos de fundición por medio de análisis por rayos X.

Resumen

Este resumen se provee con el fin de Introducir una selección de conceptos en una forma simplificada que serán descritos más adelante en la descripción detallada. Este resumen no pretende Identificar características clave o 15 características esenciales de la materia reivindicada. NI este resumen pretende ser utilizado para limitar el alcance

de la materia reivindicada.

Puede proveerse la detección de porosidad. Primero puede crearse un perfil de temperatura natural para una fundición a partir de un primer borde hasta un segundo borde. A continuación, puede ajustarse un polinomio al perfil de temperatura natural. El perfil de temperatura natural puede ser comparado con el polinomio ajustado. Puede 2 indicarse entonces que existe un vacío en la fundición cuando, en respuesta a la comparación, un valor pico del perfil de temperatura natural es menor que un valor pico del polinomio.

Tanto en la descripción general anterior como en la descripción detallada que sigue se proveen ejemplos que son explicativos únicamente. De acuerdo con lo anterior, la descripción general anterior y la descripción detallada que sigue no deberían ser consideradas como restrictivas. Adicionalmente, pueden proveerse características o 25 variaciones además de las fijadas aquí. Por ejemplo, pueden dirigirse modalidades a diversas combinaciones y subcombinaciones de características descritas en la descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos acompañantes, los cuales se incorporan y constituyen una parte de esta divulgación, ilustran diversas realizaciones de la presente invención. En los dibujos:

La figura 1 muestra un sistema de detección de porosidad;

La figura 2 muestra el sistema de detección de porosidad de la figura 1 en más detalle;

La figura 3 es un diagrama de flujo de un método para proveer detección de la porosidad;

La figura 4A es un perfil de temperatura de una sección de muestra sin vacíos;

La figura 4B es un perfil de temperatura correspondiente a una fundición que incluye un vacío; y

La figura 5 ilustra un vacío en una fundición.

Descripción detallada

La siguiente descripción detallada se refiere a los dibujos acompañantes. Siempre que sea posible, se utilizan los mismos números de referencia en los dibujos y la descripción que sigue para referirse a los mismos o similares elementos. A la vez que pueden describirse las realizaciones de la invención, son posibles modificaciones, 4 adaptaciones y otras implementaciones. Por ejemplo, pueden hacerse sustituciones, adiciones o modificaciones a los elementos ilustrados en los dibujos, y los métodos descritos aquí pueden ser modificados sustituyendo, reordenando o agregando etapas a los métodos divulgados. De acuerdo con lo anterior, la siguiente descripción detallada no limita la invención.

Puede utilizarse la termografía infrarroja para la detección de imperfecciones, por ejemplo en fundiciones de lingotes 45 cilindricos de acero. Esto puede hacerse en un ambiente estático y utilizarse para detectar imperfecciones en la superficie. Realizaciones de la invención pueden aplicar una técnica termográfica. En consistencia con las realizaciones de las invenciones, pueden resolverse tres problemas: i) conocer cuando una fundición tiene

imperfecciones internas; ii) permitir otro parámetro de optimización en un proceso de fundición continuo; y iii) ayudar a determinar si se presentan problemas en un proceso de fundición.

Cuando se sabe que una fundición tiene defecciones internas, el producto final de la fundición puede ser clasificado apropiadamente. Esto puede ahorrar significativamente costes de transporte asociados con el transporte de productos defectuosos hacia y desde un cliente. Al monitorizar las imperfecciones en tiempo real, un operador de planta puede acelerar el proceso de fundición hasta justo antes de que las imperfecciones sean detectadas. Esto puede permitir optimizar la velocidad de producción de una planta para condiciones normales. Cuando se introducen problemas con la química de un metal o en un enfriamiento de una fundición, estos problemas pueden manifestarse como vacíos en la fundición. Al detectar estos vacíos en tiempo real, el operador de la planta puede ser alertado con respecto a problemas con un proceso de fundición antes de que se produzca demasiado producto y finalmente se desperdicie como chatarra.

Cuando se funden de manera continua productos metálicos, es deseable tener las condiciones químicas y ambientales correctas antes de que el metal fundido asociado con el proceso de fundición continua se solidifique. Durante la solidificación, si la química o el enfriamiento del metal son incorrectos, pueden formarse vacíos en el producto del proceso de fundición. Estos vacíos pueden ser nocivos para el producto. Por ejemplo, en un proceso para hacer barras, un producto final puede ser un alambre. Este alambre puede romperse si hay vacíos en la fundición original asociada con la barra. Productos estructurales, tales como tubos y lingotes cilindricos, pueden tener sus propiedades mecánicas afectadas adversamente por vacíos en la fundición original. Por lo tanto, en consistencia con las realizaciones de la invención, puede proveerse la monitorización de una fundición en tiempo real en busca de imperfecciones internas.

El uso de los principios de rayos X o de difracción de haces de electrones puede introducir costes de implementación altos y puede crear condiciones ambientales indeseables para los trabajadores expuestos a los procesos que utilizan tales principios. Al utilizar termografía infrarroja, las realizaciones de la presente invención pueden detectar vacíos internos en una fundición enfriando una superficie de la fundición y permitiendo que una señal de calor del vacío se propague hacia la superficie de la fundición.

Las realizaciones consistentes con la invención pueden comprender un sistema para proveer detección de porosidad. El sistema puede comprender un almacenamiento de memoria para mantener una base de datos y una unidad de procesamiento acoplada al almacenamiento de memoria. La unidad de procesamiento puede ser operativa para crear un perfil de temperatura natural para una fundición desde un primer borde hasta un segundo borde. Además, la unidad de procesamiento puede ser operativa para ajustar un segundo orden polinómico al perfil de temperatura natural. La unidad de procesamiento puede comparar entonces el perfil de temperatura natural con el del polinomio de segundo orden ajustado. Adicionalmente, la unidad de procesamiento puede ser operativa para indicar que existe un vacío en la fundición cuando, en respuesta a la comparación, un pico del perfil de temperatura natural está por debajo de un pico del segundo orden polinómico.

La figura 1 muestra... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema para proveer detección de porosidad, comprendiendo el sistema: un almacenamiento de memoria; y

una unidad de procesamiento acoplada al almacenamiento de memoria, en donde la unidad de procesamiento es operativa para:

crear un perfil de temperatura natural para una fundición;

ajustar un polinomio al perfil de temperatura natural;

comparar el perfil de temperatura natural con el polinomio ajustado; y

indicar que existe un vacío en la fundición cuando, en respuesta a la comparación, un valor de pico del perfil de temperatura natural es inferior a un valor de pico del polinomio.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde la fundición comprende uno de los siguientes: una fundición de cobre y una fundición de aluminio.

3. El sistema de la reivindicación 1, en donde la unidad de procesamiento que es operativa para crear el perfil de temperatura natural de la fundición comprende la unidad de procesamiento que es operativa para crear el perfil de temperatura natural para la fundición desde un primer borde la de la fundición hasta un segundo borde de la fundición.

4. El sistema de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente la unidad de procesamiento que es operativa para recibir, desde un dispositivo de infrarrojo, los datos correspondientes a la temperatura natural para la fundición.

5. El sistema de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente la unidad de procesamiento que es operativa para indicar que no existe un vacío en la fundición cuando, en respuesta a la comparación, el valor del pico del perfil de temperatura natural es uno de los siguientes: mayor que el valor del pico del polinomio e igual al valor del pico del polinomio.

6. El sistema de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente la unidad de procesamiento que le es operativa, que en respuesta a la indicación de que no existe el vacío en la fundición, acelera un proceso de fundición asociado con la fundición.

7. El sistema de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente la unidad de procesamiento que le es operativa, que en respuesta a la indicación de que existe el vacío en la fundición, desacelera un proceso de fundición asociado con la fundición.

8. El sistema de la reivindicación 1, en donde el ajuste del polinomio al perfil de temperatura natural comprende ajustar el polinomio que comprende un segundo orden polinómico.

9. Un método para proveer detección de porosidad, comprendiendo el método: crear un perfil de temperatura natural para una fundición;

ajustar un polinomio de segundo orden al perfil de temperatura natural; comparar el perfil de temperatura natural al polinomio de segundo orden ajustado; y

indicar que existe un vacío en la fundición cuando, en respuesta a la comparación, un valor de pico del perfil de temperatura natural es menor que un valor de pico para el segundo orden polinómico.

1. El método de la reivindicación 9, en donde la creación del perfil de temperatura natural para la fundición comprende la creación del perfil de temperatura natural para la fundición que comprende uno de los siguientes: una fundición de cobre y una fundición de aluminio.

11. El método de la reivindicación 9, en donde la creación del perfil de temperatura natural para la fundición comprende crear el perfil de temperatura natural para la fundición desde un primer borde de la fundición hasta un segundo orden de la fundición.

12. El método de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente recibir, desde un dispositivo de infrarrojo, datos correspondientes a la temperatura natural para la fundición.

13. El método de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente indicar que no existe un vacío en la fundición cuando, en respuesta a la comparación, el valor de pico del perfil de temperatura natural es uno de los siguientes; mayor que el valor de pico del polinomio de segundo orden e igual al valor de pico del polinomio de segundo orden.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende adicionalmente, en respuesta a la indicación de que no existe 5 el vacío en la fundición, acelerar un proceso de fundición asociado con la fundición.

15. El método de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente, en respuesta a la indicación de que existe el vacío en la fundición, desacelerar un proceso de fundición asociado con la fundición.