JPH0768370A - 精製炉からの溶銅の自動注湯方法 - Google Patents

精製炉からの溶銅の自動注湯方法

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JPH0768370A
JPH0768370A JP23905593A JP23905593A JPH0768370A JP H0768370 A JPH0768370 A JP H0768370A JP 23905593 A JP23905593 A JP 23905593A JP 23905593 A JP23905593 A JP 23905593A JP H0768370 A JPH0768370 A JP H0768370A
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refining furnace
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Takanori Wakabayashi
隆憲 若林
Toshiro Wada
敏郎 和田
Kazunori Sunahara
和典 砂原
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Nikko Kinzoku KK
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Nikko Kinzoku KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造されるアノードの厚みのバラツキを少な
くし、均一的なアノードの鋳造を可能とする、精製炉か
らの溶銅の自動注湯方法を提供する。 【構成】 精製炉2内の溶銅6は、精製炉2を傾転させ
ることによって、樋4を介して溜鍋8に注湯される。溜
鍋8は、傾動して、溜鍋8内の溶銅6を計量鍋10に注
湯し、最後に計量鍋10からターンテーブル12に担持
されて搬送される鋳型Mに一定量だけ注湯する。又、溜
鍋の排出直前の重量を目標値付近に安定させるために、
溜鍋の排出直前の重量を記憶しておき、そのトレンドデ
ータを元に瞬時値と重量変化傾向を算出し、それぞれか
らファジィ推論し、適正傾転速度を導き出し、精製炉の
傾転速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には、精製炉から
の溶銅を溜鍋を介して鋳型へと注湯する注湯方法に関す
るものであり、特に、溜鍋の重量を測定して、ファジィ
制御により精製炉の傾転速度を制御し、溜鍋への溶銅の
注湯量を一定に保持することを特徴とする自動注湯方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、銅電解用アノードの鋳造は、精製
炉からの溶銅を、水平に配置する鋳型へと定量注湯する
ウォルカー方式にて行なわれている。
【0003】図5を参照して簡単に説明すると、所定形
状の鋳型Mに一定量注湯するために、先ず、精製炉2を
傾転させ、樋4を介して精製炉2内の溶銅6を鋳型内容
量の10倍程度の内容積をもつ溜鍋8に注湯し、次に、
溜鍋8を傾動して、溜鍋8内の溶銅6を鋳型内容量の2
倍程度の内容積をもつ、2機設けられた計量鍋10に注
湯し、最後に計量鍋10からターンテーブル12に担持
されて搬送される2個の鋳型Mに一定量だけ注湯する。
【0004】溜鍋8及び計量鍋10には秤量設備14、
16が設置されており、例えば、溜鍋8の排出量は65
0Kg程度とされ、計量鍋10は各々排出量が325K
g程度となるように設計されている。
【0005】上記構成にて、精製炉2の炉傾転は高速モ
ータと低速モータとからなる傾転用電動機20にて行な
われ、基本的には、低速モータは鋳造時に使用し、高速
モータは鋳造時以外の傾転操作に用いられる。高速モー
タは、例えば最大310×10-3rpmの炉回転速度で
正転と逆転が可能であり、低速モータは、例えば最大
1.43×10-3rpmの炉回転速度で正転側にのみ回
転が可能である。
【0006】溜鍋8の重量は、精製炉2から連続して溶
湯が流れて来るため、図6に示すように、除々に上昇
し、そして計量鍋に注湯するときに急激に下降するとい
った変化を繰り返している。重量データのサンプリング
は、図のピークとなる点Pを取り込む。
【0007】又、溜鍋8は、計量鍋10への注湯量が所
定値となる前に、傾転方向を逆転させ復帰動作に入る。
この復帰動作開始直後においては、未だに溜鍋8内の溶
銅6は計量鍋10へと注湯され、この復帰動作後の計量
鍋10への溶銅6の流れ込みを「垂れ込み」という。
【0008】溜鍋8内の湯量が多い場合と少ない場合と
では、この垂れ込み量が異なり、湯量が少ない場合が垂
れ込み量が少なく、湯量が多い場合には逆に垂れ込み量
は多くなる。
【0009】計量鍋10も、溜鍋8と同様の現象が発生
し、垂れ込み量は、計量鍋10の排出直前の湯量(重
量)によって変わる。
【0010】従って、鋳型M内への注湯量のバラツキ
は、この垂れ込み量のバラツキにより発生し、その結
果、アノード重量のバラツキの要因となっている。
【0011】そのために、このウォルカー方式で安定し
たアノード鋳造を行うためには、先ず第1に、溜鍋8の
重量を一定に保持すること、つまり、精製炉2の傾転速
度vの制御が最も重要であることが経験的に知られてい
る。
【0012】現在この調整は、オペレータが、重量表示
器22などに表示される溜鍋8、計量鍋10内の溶銅重
量(重量表示器22)を見ながら動力制御盤24を操作
して電動機20の駆動を制御し、溜鍋8の上流側にある
精製炉2の傾転速度vを手動で調整することで行ってい
る。
【0013】しかしながら、オペレータの技能には個人
差があり、また調整方法の標準化も困難で、延いては安
定操業を乱す要因となっている。
【0014】又、自動化も試みられたが、従来の自動注
湯方法は、精製炉2の傾転速度vを注湯量に応じてプロ
グラム化し、それに沿った速度で精製炉2を傾転させ、
それに実際の重量との偏差で修正を行なうものであっ
た。
【0015】しかしながら、このような自動注湯方法で
は、同じ傾転速度でも、精製炉2の湯口の大きさの変動
や、精製炉2内の溶銅6の温度により変化する注湯量の
変化によって、傾転パターンをメモリー化したもので
は、偏差が増大してきて溜鍋8内の溶銅重量を安定させ
ることが困難であった。
【0016】上述のように、従来技術によると、結果的
にアノードの重量が安定しないために、アノードの厚み
にもバラツキが生じ、後工程であるハンドリング工程、
ミリング工程のトラブルの原因ともなっている。又、電
気分解時のショート原因ともなり、電流効率の悪化をも
たらしている。
【0017】従って、本発明の目的は、鋳造されるアノ
ードの厚みのバラツキを少なくし、均一的なアノードの
鋳造を可能とする、精製炉からの溶銅の自動注湯方法を
提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
精製炉からの溶銅の自動注湯方法にて達成される。要約
すれば、本発明は、精製炉からの溶銅を溜鍋を介して鋳
型へと注湯する溶銅の注湯方法において、前記溜鍋の重
量を測定して記憶しておき、そのトレンドデータを元に
瞬時値と重量変動傾向値を算出し、そしてそれぞれから
ファジィ推論して、適正傾転速度を演算し、その結果に
基づき前記精製炉の傾転速度を制御することを特徴とす
る精製炉からの溶銅の自動注湯方法である。
【0019】本発明の他の態様によると、精製炉の溶銅
を連続的に溜鍋に傾注し、注入された溜鍋の溶銅を間欠
的に計量鍋に注湯し、更に、この計量鍋から鋳型へと注
湯する溶銅の注湯方法において、前記経時的に増減する
溜鍋の重量のピーク値を記憶し、この記憶データを基
に、目標値との偏差値である瞬時値と、過去の溜鍋注湯
前重量ピーク値との比較による重量変動傾向値を算出
し、これらの瞬時値と上昇傾向或は下降傾向にあるかと
いう重量変動傾向値からファジィ推論して適正傾転速度
を演算し、その結果に基づき前記精製炉の傾転速度を制
御することを特徴とする精製炉からの溶銅の自動注湯方
法が提供される。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係る精製炉からの溶銅の自動
注湯方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【0021】本発明においては、溜鍋の排出直前の重量
を目標値付近に安定させるために、溜鍋の排出直前の重
量を記憶しておき、そのトレンドデータを元に瞬時値と
重量変化傾向を算出し、それぞれからファジィ推論し、
適正傾転速度を導き出し、精製炉の傾転速度にフィード
バックし、適正速度とする。
【0022】図1に、本発明に従って構成される自動注
湯システムが概略図示される。このシステムによると、
精製炉2内の溶銅6は、精製炉2を傾転させることによ
って、樋4を介して鋳型内容量の10倍程度の内容積を
もつ溜鍋8に注湯される。溜鍋8は、傾動して、溜鍋8
内の溶銅6を鋳型内容量の2倍程度の内容積をもつ、通
常2機設けられた計量鍋10に注湯し、最後に計量鍋1
0からターンテーブル12に担持されて搬送される2個
の鋳型Mに一定量だけ注湯する。
【0023】ここで、溜鍋8は、計重用ロードセル14
によりその重量が計測され、その信号は秤量部18に送
信され、重量信号に変換される。この重量信号は、ファ
ジィ制御部100の記憶回路102に入力され、本実施
例では過去15回までのデータが格納される。重量デー
タのサンプリングは、ピーク値とされる。
【0024】更に、本発明によると、記憶回路102の
データを基に演算回路103にて、精製炉傾転操作直前
の溜鍋重量の設定値に対する偏差値(d1 )と溜鍋重量
の変動傾向値(d2 )が演算され、それぞれがファジィ
推論にかけられる。
【0025】この演算結果に基づき速度指令信号を出力
し、動力制御器24を介して精製炉傾転用電動機20の
駆動を制御する。
【0026】次に、実施例について、本発明に従ったフ
ァジィ推論についてより詳しく説明する。
【0027】実施例1 本実施例にてファジィ推論における瞬時値、即ち、偏差
値(d1 )とされ、 d1 =(重量目標値)−(直前の重量データ) であって、精製炉傾転操作直前の溜鍋重量の設定値に対
する偏差であり、又、変動傾向値(d2 )は、 d2 =(直前〜5回前までのデータの平均値)−(6回
前〜10回前までのデータの平均値) とされ、溜鍋重量の変動傾向がどの程度上昇傾向にある
か、下降傾向にあるかが算出され、重量の変動傾向とさ
れる。
【0028】上記偏差値(d1 )と変動傾向値(d2
を条件部メンバーシップ関数として、炉傾転速度操作量
v(結論部メンバーシップ関数)を推論する。
【0029】ファジィ制御の推論データを得るため、上
手なオペレータにヒアリングし、それを整理すると、図
2に示すような条件部メンバーシップ関数及び結論部メ
ンバーシップ関数となった。これらの関数は、オペレー
タが直感的に感じた定性的な感覚を数値に置き換え、関
数化したものである。
【0030】次に、プロダクションルールについても同
様の方法で、オペレータにヒヤリングしてまとめた結果
が表1に示される。
【0031】
【表1】
【0032】用語説明 ラベル名 意 味 NL(Negative Large) 負の方向に大きい NM(Negative Medium) 負の方向に中位 NS(Negative Small) 負の方向に小さい ZR(Approximately Zero) おおよそゼロ PS(Positive Small) 正の方向に小さい PM(Positive Midum) 正の方向に中位 PL(Positive Larga) 正の方向に大きい
【0033】前述のメンバシップ関数とプロダクション
ルールに基づくファジィ推論の手順について説明する
と、図3に示す通りに、先ず、偏差値(d1 )と変動傾
向値(d2 )が演算回路に入力される。演算回路にて
は、各プロダクションルールにおける条件部メンバーシ
ップ関数のグレードが算出され、条件部メンバーシップ
関数の最小をとり結論部メンバーシップ関数のグレード
とする。次いで、結論部メンバーシップ関数の論理和を
取り、重心を求め、精製炉の傾転操作量vを決定する。
【0034】例えば、低速傾転をしながら鋳造している
とき、溜鍋重量が目標値に対して125kg重い状態
で、重量の変動傾向が約25kg減少ぎみであるとした
時の精製炉の傾転速度を、現状の速度に対しどの程度加
減すべきかを、本発明に従ってファジィ推論した。つま
り、重量偏差(d1 )=125kg、重量の変動傾向
(d2 )=−25kgとして推論した。図4に結論部メ
ンバーシップ関数の論理和を取った結果を示す。
【0035】図4にて、重心より求められた操作量
(v)は−73rpmであった。この推論結果で得られ
た値は、オペレータが実際に行なっている操作と大略同
じものであった。
【0036】実施例2 本実施例では、溜鍋特有の異状値の打消しをより効果的
にするために、メンバシップ関数及びプロダクションル
ール共に傾向重視の観点にたって、 データ取込みを1回毎の瞬時値取込みから、前2回分
の平均値取込みに変更した。即ち、これによって、平均
的な偏差を取り異常値を打ち消すことができると考え
た。 偏差に対する応答性を良くするために、5回平均の差
を2回平均の差(前1〜2回重量平均)−(前10〜1
1回平均)に変更した。これによって、2回平均の差に
より応答性を良くすることができると考えた。 プロダクションルールも、推論結果の応答性を良くす
るためと、許容範囲内にある場合必要のない操作を行わ
ないように、表2のように変更した。
【0037】つまり、本実施例では、偏差値(d1 )及
び変動傾向値(d2 )として、 d1 ={(現在の排出直前の重量)+(その1回前の直
前の重量)}÷2 d2 ={(現在の排出直前の重量)+(その1回前の排
出直前の重量)}÷2−{(10回前の排出直前の重
量)+(11回前の排出直前の重量)}÷2 とした。
【0038】
【表2】
【0039】運転結果は、予想以上の良い制御性を得る
ことができた。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る精製
炉からの溶銅の自動注湯方法は、溜鍋の排出直前の重量
を記憶しておき、そのトレンドデータを基に瞬時値と重
量変化傾向を算出し、それぞれからファジィ推論し、適
正傾転速度を導き出し、精製炉の傾転速度を制御する構
成とされるので、鋳造されるアノードの厚みのバラツキ
を少なくし、均一的なアノードを鋳造することができ
る。従って、本発明にて製造されたアノードは、後工程
としてのハンドリング工程、ミリング工程などを不要と
し、次の工程である電解工場での電極のショートといっ
た問題をも解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る精製炉からの溶銅の自動注湯方法
を実施する自動注湯システムの概略構成図である。
【図2】メンバーシップ関数の一例を示す図である。
【図3】ファジィ推論の手順を示す説明図である。
【図4】ファジィ推論により得られた論理和の一例を示
す説明図である。
【図5】従来の精製炉からの溶銅の自動注湯方法を実施
する自動注湯システムの概略構成図である。
【図6】溜鍋の重量変化を示す図である。
【符号の説明】
2 精製炉 8 溜鍋 10 計量鍋 20 傾転用電動機 100 ファジィ制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F27D 3/14 Z 7141−4K G05B 13/02 N 9131−3H

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 精製炉からの溶銅を溜鍋及び計量鍋を介
    して鋳型へと注湯する溶銅の注湯方法において、前記溜
    鍋の重量を測定して記憶しておき、そのトレンドデータ
    を基に瞬時値と重量変動傾向値を算出し、そしてそれぞ
    れからファジィ推論して、適正傾転速度を演算し、その
    結果に基づき前記精製炉の傾転速度を制御することを特
    徴とする精製炉からの溶銅の自動注湯方法。
  2. 【請求項2】 精製炉の溶銅を連続的に溜鍋に傾注し、
    注入された溜鍋の溶銅を間欠的に計量鍋に注湯し、更
    に、この計量鍋から鋳型へと注湯する溶銅の注湯方法に
    おいて、前記経時的に増減する溜鍋の重量のピーク値を
    記憶し、この記憶データを基に、目標値との偏差値であ
    る瞬時値と、過去の溜鍋注湯前重量ピーク値との比較に
    よる重量変動傾向値を算出し、これらの瞬時値と上昇傾
    向或は下降傾向にあるかという重量変動傾向値からファ
    ジィ推論して適正傾転速度を演算し、その結果に基づき
    前記精製炉の傾転速度を制御することを特徴とする精製
    炉からの溶銅の自動注湯方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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