JP3196814B2 - アノード鋳造におけるアノード内部欠陥検出方法 - Google Patents

アノード鋳造におけるアノード内部欠陥検出方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属製錬工程で産
出される溶解金属を鋳込み、アノードとして次工程の電
解精製工程へ供給するアノード鋳造装置において、鋳込
まれたアノード内部に発生した欠陥(空隙)を検出する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アノード鋳造装置は、図1に示すよう
に、ターンテーブル1上に複数の鋳型2を載置して、こ
れを矢印A方向に回転させつつ、鋳込、冷却、剥取を順
次行ってアノード3を鋳造するごとく構成されている。
【0003】すなわち、精製炉5で脱酸等の精製処理が
施された粗金属は、連絡樋6を介して計量樋4に供給さ
れ、この計量樋4から一定量ずつ鋳型2に鋳込まれる。
粗金属が鋳込まれた鋳型2はターンテーブル1により矢
印A方向に回転させられ、冷却フード7の中で冷却水配
管8より散布される冷却水にて鋳型および粗金属が冷却
される。続いて、冷却フード7を出た鋳型2は、アノー
ド3が正常な場合には不良アノード剥取装置9を通過し
てアノード剥取機13に至り、ここでアノード3のショ
ルダー部が引っ掛けられて鋳型2から剥取られて、次工
程へ搬送される。一方、ショルダー部に良好に溶湯が行
き渡らなかった際等に生じる不良アノードや、通常とは
サイズの異なる鋳型に鋳込まれたアノードは、冷却フー
ド7出口部に設置された撮像装置10にて検知され、不
良アノード剥取装置9にて自動的に剥取られる(特公平
5−79126号、特公平3−72381号等参照)。
アノード剥取機13、不良アノード剥取装置9にてアノ
ードが剥取られて空になった鋳型には、アノード剥取機
13の前方に位置する粘土水散布装置14にて当該鋳型
の表面に次の鋳込みを行うための離型剤として粘土水が
散布される。このアノード鋳造装置全体の運転、制御、
監視は運転室15にて行われる。
【0004】上記のようなアノード鋳造装置を用いたア
ノード鋳造において、不良アノードが発生した場合、次
工程へ送られないように取り除くことは重要である。そ
の場合、ショルダー部の厚み不良については、既存の技
術により自動的に検知され(特公平5−79126号公
報参照)、不良アノード剥取装置9にて自動的に剥取る
ことができるが、内部に空隙のできた不良アノードにつ
いては検知されずに次工程へ送られていた。内部に空隙
のできた不良アノードが次工程の電解精製工程で処理さ
れた場合、次のことが懸念される。
【0005】電解精製工程において、アノードに空隙が
存在すると電気分解中にアノードが溶解されていく過程
でその空隙部分が脱落あるいは剥がれてアノードとカソ
ードが短絡する現象が引き起こされ、電圧の低下による
品質悪化等の操業への悪影響が発生する。また、空隙部
分の表面が膨れるため、空隙まで溶解されるとアノード
表面が不均一となり、カソードの電着も均一化されずに
凹凸のある不良品の製品が発生する。かかる対策とし
て、従来は内部に空隙ができたアノードについては、電
解精製工程へ送られる前に一枚ずつオペレーターが目視
でチェックして不良アノードとして抜き出していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オペレ
ーターの目視チェックによる方法は、アノード表面の膨
れ具合や大きさ等で空隙の有無を判断する方法であるた
め、熟練者の勘と経験による判断を必要とし、内部に空
隙ができたアノードを的確に検知することは容易でなか
った。そのため、場合によっては不良アノードを見逃
し、次工程の電解精製工程に送られることが度々あっ
た。
【0007】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、内部に空隙のできた不良アノードの
検出を自動化することで、検査の信頼性を高め、不良ア
ノードが次工程の電解精製工程へ送られないようにする
ためのアノード内部欠陥検出方法を提案しようとするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】 本発明は、ターンテーブ
ル上に複数の鋳型を載置し、該ターンテーブルを回転し
つつ鋳込、冷却、剥取を行うアノード鋳造装置により鋳
造されたアノードの内部に存在する空隙を自動的に検出
する方法であり、その要旨は、鋳造されたターンテーブ
ル上の剥取前のアノードの表面温度を熱画像として取込
み、それを温度データに変換し、その温度分布に基づい
て前記空隙を検出することを特徴とする。
【0009】本発明において、アノードの内部に存在す
る空隙を検出するのにターンテーブル上の剥取前のアノ
ードの表面温度を採用したのは、以下に示す理由によ
る。アノードの表面温度は、中央部が最も温度が高く、
端縁に行くほど温度が低くなる温度分布を呈する。そし
て、内部に空隙が存在するアノードの場合は、その空隙
の存在する部分の温度が周囲に比べて低下しており、そ
の空隙の温度的特徴は、空隙中心部はあまり温度変化は
ないが、空隙の縁の部分は空隙の中心に向かって急激に
温度が低下していることを知見したことによる。
【0010】本発明は、かかる知見より、アノード一枚
分の表面温度データを画像データに変換し、そのデータ
に基づいて空隙の有無を判断する方法であり、その手段
としては、前記画像データをフィルタリングする方法を
採用することができる。
【0011】ここで、フィルタリングとはフィルタ処理
によりアノード表面の温度を平滑化することで、アノー
ド表面状態によるランダムなノイズを除去することであ
る。具体的な例としては、近傍領域(任意のドットを中
心として近くにあるドットの集合)の温度値を加算し、
その平均値を中心の温度とする操作をすべてのドットに
ついて実施する方法がある。
【0012】空隙の判定の仕方は、前記画像データをフ
ィルタリングすることで得られた表示部分のドット数が
空隙の大きさと比例することから、基準のドット数と検
出されたドット数を比較することによって空隙の有無を
判定する方法を用いることができる。すなわち、検出さ
れたドット数が基準ドット数より多ければ空隙と判断
し、逆に基準値より少なければ空隙でないと判断する方
法である。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例を示すア
ノード鋳造装置の全体構成図、図2は本発明方法を実施
するためのシステム構成例を示す概略図、図3は正常な
アノード表面温度分布の説明図で、(a)はアノードの
平面図、(b)は図(a)のAーA′線上の表面温度、
(c)は図(a)のBーB′線上の表面温度を示す図、
図4は内部に空隙が存在するアノードの空隙部の温度変
化を示す説明図で、(a)は内部に空隙が存在するアノ
ードを示す平面図、(b)は図(a)のCーC′線上の
表面温度を示す図、図5は内部に空隙の存在するアノー
ドの表面の温度変化についてX軸方向、Y軸方向の温度
変化量を一定ドット間隔で求め、温度変化の大きい部分
を1、温度変化の少ない部分を0として表示した一例
で、(a)はアノード表面の温度データのフィルタリン
グ前の画像データ、(b)はフィルタリング後の画像デ
ータを示す図、図6は本発明のデータ処理方法を示すフ
ローチャートであり、16は撮像装置、17は熱画像演
算処理装置、18は空隙判定用解析装置(コンピュータ
ー)である。
【0014】すなわち、本発明法は図1に示すごとく、
不良アノード剥取装置9と剥取機13との間に設置した
撮像装置16にてターンテーブル1上のアノード3を撮
像し、その熱画像に基づいて熱画像演算処理装置17に
て求めたアノード1枚毎の表面温度データを空隙判定用
解析装置(コンピューター)18に取込み、空隙の有無
を判定する方法である。
【0015】アノードの表面温度については図3(b)
(C)に示すごとく、中央部が最も温度が高く、端縁に
行くほど温度が下がって行く温度分布が現れる。内部に
空隙が存在するアノードの場合は、その空隙部分の温度
が周囲に比べて低下しており、この温度データを空隙判
定用解析装置18にて画像データとして表示すると図4
に示すような温度変化となり、空隙の場所が確認でき
る。
【0016】このアノード内部の空隙部の温度的特徴
は、図4に示すごとく、空隙部の温度分布について空隙
中心部にはあまり温度変化は見られないが、空隙の縁の
部分は空隙の中心に向って急激に温度が低下している。
アノード表面は細かい凹凸があり、単に変化量の大きい
部分を取出すとアノード全体に現れてくるので、この表
面温度データをフィルタリングすることで、図5に示す
ごとく細かい温度変化(図a)が削除され変化量の大き
い部分のみが表示される(図b)。
【0017】この表示されている部分のドットについて
は近接するものをグループ化し、そのグループが検出さ
れた場合に1グループ毎のドット数を計算する。空隙の
有無の判定は、ドット数が空隙の大きさと比例すること
から、基準のドット数と検出されたグループのドット数
を比較し、基準値より多ければそのグループは空隙と判
断し、基準値より少なければ空隙でないと判定する。グ
ループ化されたドットの中心座標は空隙の中心座標を表
すので、この中心座標を計算して求めることにより空隙
の場所を検出できる。図5の例では、アノードの中央右
寄りに空隙が一つ存在していることを示している。
【0018】図6は上記した本発明のデータ処理方法を
示すフローチャートであり、検出開始と同時に撮像装置
16にてターンテーブル1上のアノード3の熱信号を取
込み、その熱信号を熱画像演算処理装置17にてデータ
化し、アノード1枚毎の表面温度データを空隙判定用解
析装置18に取込んで解析する。ここで、表面温度デー
タのフィルタリングを実施し(図5参照)、温度変化量
が大きい場合は1、温度変化が少ない場合は0と判定
し、1の場合はドットをグループ化し、そのグループの
ドット数と基準のドット数とを比較し、基準値より多け
ればそのグループは空隙と判断し、そのグループ化され
たドットの中心座標を求めて空隙の場所を検出して終了
となる。
【0019】なお、空隙が検出されたアノードは不良ア
ノードとして剥取らなければならないが、図1に示すア
ノード鋳造装置の場合、不良アノード剥取装置9と剥取
機13との間に撮像装置16が設置されているため、こ
の場合は空隙が検出された不良アノードは剥取機13を
そのまま通過させるとともに、粘土水散布装置14、計
量樋4の作動を停止し、1回転させて不良アノード剥取
装置9にて剥取るか、または設備的に許容される任意の
方法で剥取る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、アノード内部に存在する空隙の有無を自動的に判
定することができるので、内部に空隙が存在する不良ア
ノードを的確に検出することができ、内部に空隙のでき
た不良アノードが次工程の電解精製工程へ送られること
は皆無となり、電解精製工程における製品品質の向上に
多大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すアノード鋳造装置の全
体構成図である。
【図2】本発明方法を実施するためのシステム構成例を
示す概略図である。
【図3】正常なアノード表面温度分布の説明図で、
(a)はアノードの平面図、(b)は図(a)のAー
A′線上の表面温度、(c)は図(a)のBーB′線上
の表面温度を示す図である。
【図4】内部に空隙が存在するアノードの空隙部の温度
変化を示す説明図で、(a)は内部に空隙が存在するア
ノードを示す平面図、(b)は図(a)のCーC′線上
の表面温度を示す図である。
【図5】内部に空隙の存在するアノードの表面の温度変
化についてX軸方向、Y軸方向の温度変化量を一定ドッ
ト間隔で求め、温度変化の大きい部分を1、温度変化の
少ない部分を0として表示した一例で、(a)はアノー
ド表面の温度データのフィルタリング前の画像データ、
(b)はフィルタリング後の画像データを示す図であ
る。
【図6】本発明のデータ処理方法を示すフローチャート
である。
【符号の説明】
1 ターンテーブル 2 鋳型 3 アノード 4 計量樋 5 精製炉 6 連絡樋 7 冷却フード 8 冷却水散布配管 9 不良アノード剥取装置 10 撮像装置 13 アノード剥取機 14 粘土水散布装置 15 運転室 16 撮像装置 17 熱画像演算処理装置 18 空隙判定用解析装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−281007(JP,A) 特開 平4−178238(JP,A) 特開 平6−300638(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 5/48 G01N 25/72

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターンテーブル上に複数の鋳型を載置
    し、該ターンテーブルを回転しつつ鋳込、冷却、剥取を
    行うアノード鋳造装置により鋳造されたアノードの内部
    に存在する空隙を検出する方法であって、鋳造された
    ーンテーブル上の剥取前のアノードの表面温度を熱画像
    として取込み、それを温度データに変換し、その温度分
    布に基づいて前記空隙を検出することを特徴とするアノ
    ード鋳造におけるアノード内部欠陥検出方法。
JP04040196A 1996-02-02 1996-02-02 アノード鋳造におけるアノード内部欠陥検出方法 Expired - Fee Related JP3196814B2 (ja)

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FI120529B (fi) * 2008-02-29 2009-11-30 Outotec Oyj Menetelmä anodien valamiseksi ja anodivalulaitteisto

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