ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗИРОВКИ СВЯЗУЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ОБЪЕДИНЕНИЯ С ДИСПЕРСНЫМ МАТЕРИАЛОМ С ПОЛУЧЕНИЕМ ЭЛЕКТРОДА Российский патент 2017 года по МПК C25C3/12 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] В настоящей заявке испрашивается приоритет предварительной заявки на патенты США № 62/043626, поданной 29 августа 2014 г., содержание которой включено сюда по ссылке.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к области электродов для электролиза, содержащих, по меньшей мере, связующее вещество и дисперсный материал. Точнее, настоящее изобретение относится к регулированию дозировки связующего вещества при изготовлении электродов для получения оптимизированных свойств электрода.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Углеродные аноды, предназначенные для электролиза, получают из смеси дисперсного материала, такого как нефтяной кокс, связующего материала, такого как каменноугольная смола, а иногда и рециркулированных анодных огарков, возвращенных из процесса выплавки. Оптимизированная дозировка связующего материала в процессе производства анодов является ключевым фактором для получения «сырых» анодов хорошего и стабильного качества.

[0004] В настоящее время существует множество различных способов, используемых для дозировки связующего материала при производстве анода. Недостаток связующего материала повышает риск пылеобразования в электролизных ванных и может вызвать пониженную плотность. Избыток связующего материала повышает риск залипание анода в обжиговой печи.

[0005] Поэтому возникает необходимость в усовершенствовании способов и систем, используемых для дозировки связующего материала при производстве анодов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Здесь описаны способ и система для определения дозировки связующего вещества, объединяемого с дисперсным материалом для получения электрода. Из необожженного электрода партии N получают два показателя, а именно, смоделированную плотность после обжига и характеристику изображения. Эти показатели и данные от партий N и N-1 используют для определения дозировки связующего вещества для партии N+1.

[0007] В соответствии с первым широким аспектом предложен способ определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом с получением электрода. Способ содержит определение первого показателя для партии N необожженных электродов путем вычисления спроектированной плотности в обожженном состоянии из параметров необожженного электрода партии N; определение второго показателя для партии N путем определения характеристики изображения из изображения поверхности необожженного электрода партии N; сравнение первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 для определения изменения первого показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; сравнение второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 для определения изменения второго показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; и определение дозировки связующего вещества для партии N+1 как функции изменения первого показателя, изменения второго показателя и соответствующей одному из повышения, понижения и отсутствия изменений разницы в дозировке между партией N и партией N-1.

[0008] В соответствии с другим широким аспектом предложена система для определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом с получением электрода. Система содержит память, процессор и по меньшей мере одно приложение, сохраненное в памяти. Приложение является исполняемым процессором для определения первого показателя для партии N необожженных электродов путем вычисления спроектированной плотности в обожженном состоянии из параметров необожженного электрода партии N; определения второго показателя для партии N путем определения характеристики изображения из изображения поверхности необожженного электрода партии N; сравнения первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 для определения изменения первого показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; сравнения второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 для определения изменения второго показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; и определения дозировки связующего вещества для партии N+1 как функции изменения первого показателя, изменения второго показателя и соответствующей одному из повышения, понижения и отсутствия изменений разницы в дозировке между партией N и партией N-1.

[0009] В соответствии с еще одним широким аспектом предложен машиночитаемый носитель с сохраненным на нем программным кодом, исполняемым процессором для определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом с получением электрода. Программный код исполняется для определения первого показателя для партии N необожженных электродов путем вычисления спроектированной плотности в обожженном состоянии из параметров необожженного электрода партии N; определения второго показателя для партии N путем определения характеристики изображения из изображения поверхности необожженного электрода партии N; сравнения первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 для определения изменения первого показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; сравнения второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 для определения изменения второго показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; и определения дозировки связующего вещества для партии N+1 как функции изменения первого показателя, изменения второго показателя и соответствующей одному из повышения, понижения и отсутствия изменений разницы в дозировке между партией N и партией N-1.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными из следующего подробного описания, приведенного в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

[0011] Фиг. 1 иллюстрирует примерную кривую для первого показателя, рассматриваемого для дозировки связующего вещества.

[0012] Фиг. 2 иллюстрирует примерную кривую для второго показателя, рассматриваемого для дозировки связующего вещества.

[0013] Фиг. 3 иллюстрирует примерный график поведения первого показателя и второго показателя в течение периода времени.

[0014] Фиг. 4 иллюстрирует другой примерный график поведения первого показателя и второго показателя в течение периода времени.

[0015] Фиг. 5 представляет собой блок-схему примерного способа дозировки связующего вещества в ходе производства анода.

[0016] Фиг. 6A-6D представляют собой примерные протоколы дозировки.

[0017] Фиг. 7 представляет собой примерную установку для получения электродов с системой регулировки дозы.

[0018] Фиг. 8 представляет собой примерный вариант воплощения системы регулировки дозы по Фиг. 7.

[0019] Фиг. 9 представляет собой примерный вариант воплощения приложения, выполняемого на процессоре системы регулировки дозы по Фиг. 8.

[0020] Следует отметить, что на всех прилагаемых чертежах сходные признаки обозначены сходными ссылочными номерами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0021] Здесь описаны примерные способ и система для использования в изготовлении электрода. Связующее вещество объединяют с дисперсным материалом для получения электрода с оптимизированными свойствами. Способ и система могут быть применимы для изготовления анодов и/или катодов для электролиза, таких как углеродные (угольные) аноды и катоды, используемые в алюминиевой промышленности. Связующее вещество может представлять собой смолу, такую, как полученная из нефти, каменного угля или растений, или любой другой аналогичный материал, обладающий свойствами, позволяющими дисперсному материалу надлежащим образом связываться в ходе обжига электрода. Дисперсный материал может содержать не полностью закоксованный (не прокаленный) кокс, измельченный до различных геометрических размеров, включая тонкодисперсные и ультратонкодисперсные частицы. В некоторых вариантах воплощения дисперсный материал может содержать используемые анодные или катодные огарки, которые остаются после производственного процесса и направляются назад на повторное использование.

[0022] Связующее вещество и дисперсный материал вместе образуют пасту, которую подвергают сжатию или вибрации в пресс-форме для придания ей формы, с последующим обжигом в промышленной печи или обжиговой печи. Дозировка связующего вещества, снабжаемого дисперсным материалом с образованием пасты, меняется от партии к партии таким образом, чтобы оптимизировать свойства электрода с использованием сочетания двух показателей, а именно смоделированной плотности в обожженном состоянии (simulated baked density, SBD) и характеристики изображения (LG). Эти показатели коррелируют с дозировкой связующего вещества для того, чтобы определить оптимальный уровень дозировки связующего вещества для каждой партии в зависимости от предыдущей партии и предыдущего изменения в уровне дозировки.

[0023] SBD представляет собой величину, рассчитанную у необожженного (или «сырого») электрода. Она может быть рассчитана, с использованием любой из двух следующих формул:

(масса сырого - (масса связующего вещества * потери при обжиге))/объем сырого (1)

плотность сырого - (плотность сырого * потери при обжиге * % связующего вещества) (2)

[0024] Например, для сырого анода, имеющего массу 1000 килограмм и 15% смолы (т.е. 150 килограмм), закоксовывание в 75% во время этапа обжига даст потери в 25%, что приведет к массе обожженного анода 962,5 килограмм. Объем необожженного анода может быть рассчитан из массы и плотности сырого с использованием формулы объем=масса/плотность. Предполагая незначительными изменения в объеме между обожженным и необожженным анодом, при плотности сырого 1630 кг/м³, смоделированная плотность в обожженном состоянии тогда составляет: SBD=масса обожженного анода (962,5 кг)/объем сырого анода (0,6135 м³) = 1568,86716 кг/м³ = 1,57 г/см³. Альтернативно, масса сырого анода может быть снижена на заданную величину, такую как 5-15%, с получением оценки массы обожженного анода. SBD может иметь единицы г/см³ или кг/см³.

[0025] Фигура 1 представляет собой график, иллюстрирующий корреляцию между SBD и процентным содержанием связующего вещества в данной партии необожженного электрода. Как показано, SBD возрастает с ростом дозировки связующего вещества до тех пор, пока она не достигнет плато (т.е. пологого участка кривой) и изменение в дозировке больше не будет влиять на нее. Позиция 102 на кривой 100 отображает некую данную SBD для некой данной дозировки связующего вещества. Повышение дозировки связующего вещества от позиции 102 до позиции 104 дает значительное изменение в SBD. Однако повышение связующего вещества от позиции 104 до позиции 106 не дает значительного изменения в SBD. Является желательным поддержать дозировку связующего вещества в той позиции на кривой 100, где достигается начало плато, т.е. небольшое понижение в содержании связующего вещества будет вызывать понижение показателя SBD, тогда как небольшое повышение в содержании связующего вещества не будет вызывать значительного изменения в SBD.

[0026] Показатель характеристики изображения, или LG, получают из анализа снятого изображения поверхности партии необожженных электродов. Изображение может быть получено с использованием устройства любого типа для съемки изображений, способного снимать цветные или полутоновые изображения, такие как, но не ограничиваясь ими, цифровые камеры и датчики изображений, с использованием технологий приборов с зарядовой связью (ПЗС) и/или комплементарных структур металл-оксид-полупроводник (КМОП). Изображения могут быть неподвижными (фотоснимки) или движущимися (видеофильм). Характеристика изображения может быть определена с использованием уровня серого цвета из полутонового изображения, анализа текстуры, распознавания рисунка, бинаризации цветов или других методов анализа машинного зрения. В описанных здесь примерах использовано процентное содержание, отражающее уровень серого цвета как характеристики изображения. Однако следует понимать, что аналогичным образом также могут быть использованы и другие характеристики изображения.

[0027] Для получения уровня серого цвета цветные изображения могут быть преобразованы в полутоновые с использованием различных методов, таких как колориметрия или кодировка яркости. Изображение может быть записано с использованием различного числа битов на пиксель, что приводит к соответствующему различному числу уровней серого. Например, каждый пиксель полученного изображения может быть сохранен с 8 битами, что позволяет записывать 256 уровней серого. В других вариантах воплощения 6-битные пиксели, 10-битные пиксели и 12-битные пиксели позволяют записывать соответственно 64, 1024 и 4096 различных уровней серого цвета. Устройство съемки изображений может быть выбрано для получения желаемого числа различных уровней серого цвета. Уровень серого цвета может быть преобразован в процентное содержание, при этом 0% соответствует самому светлому оттенку, а 100% соответствует самому темному оттенку, или наоборот. У представленных здесь примеров масштаб будет приведен как масштаб увеличения. Для выполнения анализа могут быть использованы различные имеющиеся в продаже программы для обработки изображений.

[0028] Фигура 2 представляет собой график, иллюстрирующий корреляцию между LG и процентным содержанием связующего вещества в данной партии необожженного электрода. LG ведет себя обратным, но аналогичным образом, что и SBD. Как показано, LG понижается с повышением дозировки связующего вещества до тех пор, пока она не достигнет плато и изменение в дозировке больше не будет влиять на нее. Позиция 202 на кривой 200 отображает некую данную LG для некой данной дозировки связующего вещества. Повышение дозировки связующего вещества от позиции 202 до позиции 204 приводит к значительному изменению в LG. Однако повышение содержания связующего вещества от позиции 204 до позиции 206 не приводит к значительному изменению в LG. Является желательным поддержать дозировку связующего вещества в той позиции на кривой 200, где достигается начало плато, т.е. небольшое понижение содержания связующего вещества будет вызывать повышение в LG, тогда как небольшое повышение в содержании связующего вещества не будет вызывать значительного изменения в LG.

[0029] Согласно фигуре 3 показано, что эти два показателя ведут себя противоположным образом в некоторые моменты на протяжении продолжительного периода времени, что обозначено крупными стрелками между кривой 302 SBD и кривой 304 LG. Максимумы на SBD соответствуют минимумам на LG. Однако фигура 4 показывает, что для одного и того же значения 406a, 406b SBD на кривой 402 SBD можно иметь два различных значений 408a, 408b LG на кривой 404 LG. Это показывает, что два показателя могут быть использованы вместе различными путями с тем, чтобы прийти к желаемому результату, и что учитывание этих показателей вместе приведет к иным результатам, чем с использованием их независимо друг от друга.

[0030] Фигура 5 представляет собой блок-схему примерного способа получения электрода. Этапы 500 представляют собой комплект этапов инициализации, выполняемых сразу в начале изготовления множества партий электродов. На этапе 502 получают исходную партию необожженного электрода. Эту исходную партию, также называемую партией N, где N=1, получают при заданной исходной дозировке связующего вещества. Например, исходная дозировка может составлять примерно 15% от общей массы необожженного электрода. В некоторых вариантах воплощения первая дозировка составляет 14,7%. В некоторых вариантах воплощения первая дозировка составляет между 14% и 15%. В некоторых вариантах воплощения первая дозировка составляет между 13% и 16%. Также могут быть использованы и другие уровни дозировки связующего вещества для получения первой партии электрода желаемого качества.

[0031] На этапе 504 для исходной партии определяют первый и второй показатели. Первый показатель соответствует SBD, тогда как второй показатель соответствует LG. Оба показателя коррелируются с дозировкой связующего вещества согласно кривым, показанным на фигурах 1 и 2. SBD можно рассчитать по известной массе необожженного электрода, известной дозировке связующего вещества и проектируемому коксованию в ходе фазы обжига. LG определяется из полученного изображения поверхности первой партии электродов и соответствует уровню серого, приписываемому изображению, исходя из алгоритма обработки изображений, предназначенного для определения уровня серого полутонового изображения.

[0032] На этапе 506 дозировку для следующей партии, идентифицированной как партия N, где N=2, намеренно устанавливают на большее или меньшее значение, чем исходная дозировка. Изменение в дозировке между исходной партией и партией N=2 может быть любым изменением дозировки, известным как вызывающее в некоторых случаях значительное изменение в первом и во втором показателе, но не дающее значительного изменения в других случаях, в зависимости от того, где на кривых 100 и 200 оказался этот уровень дозировки. Например, изменение дозировки может составлять примерно 0,2%, примерно 0,3% или примерно 0,4%. В некоторых вариантах воплощения изменение дозировки составляет 0,2%. В некоторых вариантах воплощения изменение дозировки составляет между 0,2% и 0,3%. В некоторых вариантах воплощения изменение дозировки составляет между 0,2% и 0,4%. Для получения второй партии электрода также могут быть использованы и другие изменения дозировки.

[0033] На этапе 508 новую партию N=2 получают при новой дозировке. Новая дозировка соответствует исходной дозировке ± изменение дозировки, определенное на этапе 506. Этап 510 содержит определение первого и второго показателей для партии N=2. Их определяют, используя те же методы, что и применявшиеся для партии N=1, исходя из изображения партии N=2 и других данных, относящихся к электродам партии N=2. На этапе 512 первый и второй показатели для партии N и партии N-1 сравнивают, чтобы определить повышение, понижение или отсутствие изменений в каждом из показателей. Показатели можно сравнивать в абсолютном выражении, статистически или с использованием любого другого известного метода сравнения. В некоторых вариантах воплощения сравнение выполняют с использованием критерия проверки статистической гипотезы, в котором критериальная статистика соответствует t-распределению, такому как t-критерий Стьюдента. В соответствии с этапом 514 дозировку партии N+1, а именно N=3, определяют, исходя из сравнения между двумя показателями. Также могут быть использованы и другие типы анализа, такие как непараметрический критерий.

[0034] В некоторых вариантах воплощения определение дозировки для партии N+1 содержит рассмотрение дерева решений, такого как проиллюстрированные на фигурах 6A-6D. В таблицах на фигурах 6A-6D «SBD» относится к первому показателю, «LG» относится ко второму показателю, а «B» относится к дозировке связующего вещества. Стрелки указывают на то, показывает ли сравнение между текущей партией (партия N) и предыдущей партией (партия N-1) повышение (), понижение () или отсутствие изменений (). Фигуры 6A и 6B иллюстрируют первый вариант воплощения, соответственно, для первого и второго протокола дозировки. Если дозировка связующего вещества для партии N была повышена по сравнению с дозировкой связующего вещества для партии N-1, протокол дозировки по фигуре 6A может быть использован для определения того, должна ли дозировка партии N+1 быть повышена или понижена. Если дозировка связующего вещества для партии N была повышена по сравнению с дозировкой для связующего вещества партии N-1, может быть использован протокол дозировки по фигуре 6B. Например, если первый показатель показывает повышение, а второй показатель не демонстрирует никаких изменений, то протокол дозировки по фигуре 6A указывает на то, что дозировка связующего вещества для партии N+1 должна быть повышена. Однако протокол дозировки по фигуре 6B указывает на то, что дозировка связующего вещества для партии N+1 должна быть понижена. Каждый возможный сценарий сочетаний для первого показателя и второго показателя, в сочетании с повышением или понижением дозировки связующего вещества, представлен в таблицах на фигурах 6A и 6B. Следует отметить, что общее правило, которому следует протокол дозировки по фигуре 6A, состоит в том, что дозировка для партии N+1 повышается, если второй показатель показывает повышение, или если первый показатель показывает повышение, а второй показатель не показывает понижения. Во всех других ситуациях дозировка для партии N+1 понижается. Аналогично, общее правило, которому следует протокол дозировки по фигуре 6B, состоит в том, что дозировка повышается, если второй показатель показывает повышение, или если первый показатель показывает понижение, а второй показатель не демонстрирует никаких изменений. Во всех других ситуациях дозировка для партии N+1 понижается.

[0035] Протоколы дозировки по фигурам 6A и 6B могут быть использованы в варианте воплощения, где уровень дозировки всегда изменяется от одной партии к следующей. Фигуры 6C и 6D иллюстрируют другой вариант воплощения соответственно для первого и второго протоколов дозировки. В этом случае, когда плато наблюдается как для первого, так и для второго показателя, т.е. когда между показателями для партии N-1 и показателями для партии N не отмечены какие-либо изменения, дозировку для связующего вещества партии N+1 поддерживают на том же уровне, что и уровень для партии N. Эту дозировку связующего вещества можно сохранять для нескольких итераций, до тех пор, пока не будет наблюдаться изменение в любом одном из показателей. Следует отметить, что когда изменение наблюдается после по меньшей мере одной итерации, где уровень дозировки был сохранен, может быть использован протокол дозировки для предыдущего повышения дозировки (т.е. фигура 6C). В качестве альтернативы, может быть использован протокол дозировки, соответствующий последнему отмеченному изменению в дозировке (т.е. фигура 6C или фигура 6D).

[0036] Вернемся назад к фигуре 5, где этапы 508, 510, 512 и 514 могут быть повторены любое число раз, с N, увеличивающимся на «1» при каждой итерации. Каждую новую партию N сравнивают с предыдущей партией N-1 для определения дозировки связующего вещества для партии N+1. В некоторых вариантах воплощения изменение дозировки между каждой партией является постоянным значением, таким как ±0,2%. В качестве альтернативы, изменение дозировки может изменяться от партии к партии, например, ±0,1 в некоторых случаях, ±0,15 в некоторых случаях и ±0,2 в некоторых случаях. Могут быть предусмотрены другие варианты воплощения протоколов дозировки, в соответствии с желаемым качеством электрода. Например, если желательно создание анода, обладающего свойством, которое оптимизировано при другой позиции на любой из кривых SBD и LG 100, 200, показанных на фигурах 1 и 2, протоколы дозировки могут быть модифицированы соответствующим образом. В другом примере может быть желательным получение электродов при намеренно более низком или более высоком уровне, чем оптимальный уровень дозировки связующего материала.

[0037] В некоторых вариантах воплощения каждую партию электродов получают с заданным отношением ультратонкодисперсных частиц к связующему веществу. Ультратонкодисперсные частицы могут быть получены путем измельчения по меньшей мере части дисперсного материала в шаровой мельнице. Количество ультратонкодисперсных частиц для получения партии N может быть скорректировано в зависимости от дозировки связующего вещества, определенной для партии N. В качестве альтернативы, способ может содержать отслеживание общего изменения в дозировке связующего вещества и обновления количества ультратонкодисперсных частиц для получения необожженных электродов, когда общее изменение достигает заданного уровня. Например, заданный уровень может быть установлен равным 0,4%, 0,5%, 0,6% или любому другому значению, при котором изменение в отношении между ультратонкодисперсными частицами и связующим веществом может повлиять на свойства получаемого электрода. Корректировка количества ультратонкодисперсных частиц может быть обеспечена путем загрузки шаровой мельницы заданным количеством дисперсного материала, необходимым для получения желаемого количества ультратонкодисперсных частиц.

[0038] Обращаясь к фигурам 7-9, теперь будет описана система для регулировки дозировки связующего вещества, объединяемого с дисперсным материалом для получения электрода. На фигуре 7 проиллюстрирована система 702 регулировки дозы, функционально соединенная с устройством 704 съемки изображений и оборудованием 706 по производству электродов. Следует отметить, что устройство съемки изображений может быть расположено стратегически так, чтобы получать четкое изображение, несмотря на дым, производимый при обработке сырого электрода. Устройство 704 съемки изображений может быть предусмотрено отдельно от системы 702 регулировки дозы или встроено в нее. Например, система 702 регулировки дозы может быть объединена (интегрирована) с устройством 704 съемки изображений либо в виде загруженного программного приложения, встроенного программного приложения, либо или их сочетания. Устройство 704 съемки изображений может представлять собой любой прибор, пригодный для записи изображений, которые могут быть сохранены непосредственно, переданы в другое место, или то и другое. Эти изображения могут представлять собой неподвижные фотографии или движущиеся изображения, такие как видеоролики или фильмы. Аналогично, система 702 регулировки дозы может быть объединена (интегрирована) с оборудованием 706 по производству электродов в виде загруженного программного приложения, встроенного программного приложения или сочетания того и другого. Оборудование 706 по производству электродов может содержать любые из аппаратов или машин, обычно используемых для получения электродов, такие как мельницы, питатели, обжиговые печи, конвейерные ленты и т.д.

[0039] Различные типы соединений 708 могут быть предусмотрены для обеспечения возможности сообщения системы 702 регулировки дозы с устройством 704 съемки изображений. Например, соединения 708 могут содержать проводную технологию, такую как электрические провода или кабели, и/или оптические волокна. Соединения 708 также могут быть беспроводными, такими как радиочастотные (РЧ), инфракрасные, Wi-Fi, Bluetooth и другие. Поэтому соединения 708 могут содержать сеть, такую как Интернет, телефонная коммутируемая сеть общего пользования (Public Switch Telephone Network, PSTN), сотовая сеть или другие, известные специалистам в данной области техники. Связь по сети может происходить при использовании любых известных протоколов обмена данными, которые позволяют устройствам в компьютерной сети обмениваться информацией. Примерами протоколов являются следующие: IP (Internet Protocol, межсетевой протокол Интернет), UDP (User Datagram Protocol, протокол дейтаграмм пользователя), TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической конфигурации сетевого узла), HTTP (Hypertext Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста), FTP (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов), Telnet (Telnet Remote Protocol, протокол связи), SSH (Secure Shell Remote Protocol, удаленный протокол безопасной оболочки).

[0040] Система 702 регулировки дозы может быть доступна удаленно с любого из множества устройств 710 по соединениям 708. Устройства 710 могут содержать любое устройство, такое как персональный компьютер, планшет, смартфон и т.п., которое выполнено с возможностью установления связи через соединения 708. В некоторых вариантах воплощения сама система 702 регулировки дозы может быть обеспечена непосредственно на одном из устройств 710, либо в виде загруженного программного приложения, встроенного программного приложения, либо их сочетания. Аналогично, устройство 704 съемки изображений может быть объединено (интегрировано) с одним из устройств 710. В некоторых вариантах воплощения и устройство 704 съемки изображений, и система 702 регулировки дозы предусмотрены непосредственно на одном из устройств 710, либо в виде загруженного программного приложения, встроенного программного приложения, либо их сочетания.

[0041] Одна или более баз 712 данных могут быть встроены непосредственно в систему 702 регулировки дозы или любое из устройств 710, или могут быть предусмотрены отдельно от них (как проиллюстрировано). В случае удаленного доступа к базам 712 данных, доступ может быть осуществлен через соединения 708, принимающие форму сети любого типа, как указано выше. Описанные здесь различные базы 712 данных могут быть предусмотрены в виде совокупностей данных или информации, организованной для быстрого поиска и извлечения компьютером. Базы 712 данных могут быть структурированы для облегчения хранения, извлечения, модификации и удаления данных, в сочетании с различными операциями обработки данных. Базы 712 данных могут иметь любую организацию данных на носителе данных, таком как один или более серверов. Иллюстративно, базы 712 данных имеют сохраненные в них любые из принятых изображений, протоколов дозировки, значений SBD, значений LG, изменений дозировки, уровней дозировки, общих изменений в уровнях дозировки и количества ультратонкодисперсных частиц для данной партии.

[0042] Как показано на фигуре 8, система 702 регулирования дозировки иллюстративно содержит один или более сервер(ов) 800. Например, может быть использована последовательность серверов, соответствующих web-серверу, серверу приложений и серверу базы данных. Все эти сервера представлены сервером 800 на фигуре 8. Сервер 800 может быть доступен пользователю, такому как технический специалист или оператор, с использованием одного из устройств 710, либо непосредственно на системе 702 через графический пользовательский интерфейс. Сервер 800 может содержать, среди прочих вещей, множество приложений 806a, … 806n, работающих на процессоре 804, связанном с памятью 802. Следует понимать, что хотя представленные здесь приложения 806a, … 806n проиллюстрированы и описаны в виде отдельных объектов, они могут быть объединены или разделены различными способами.

[0043] Память 802, доступная процессору 804, может принимать и сохранять данные. Память 802 может представлять собой основную память, такую как высокоскоростное оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или вспомогательный блок хранения, такой как жесткий диск, гибкий диск или запоминающее устройство на магнитной ленте. Память 802 может представлять собой любой другой тип памяти, такой как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или оптические запоминающие устройства, такие как видеодиск и компакт-диск. Процессор 804 может иметь доступ к памяти 802 для извлечения данных. Процессор 804 может представлять собой любое устройство, которое может выполнять операции с данными. Примерами являются центральный процессор (ЦП), входной интерфейсный процессор, микропроцессор и сетевой процессор. Приложения 806a, … 806n связаны с процессором 804 и предназначены для выполнения различных задач. Выходной сигнал может быть передан на устройство 704 съемки изображений, оборудование 706 по производству электродов и/или устройства 710.

[0044] Фигура 9 представляет собой примерный вариант воплощения приложения 806a, функционирующего на процессоре 804. Приложение 806a иллюстративно содержит модуль 902 первого показателя, модуль 904 второго показателя, модуль 906 сравнения и модуль 908 установки дозы. Модуль 902 первого показателя принимает в качестве входного сигнала параметры с необожженного электрода, необходимые для определения первого показателя, такие как масса необожженного электрода из партии N, дозировка связующего вещества для партии N и плотность сырого электрода. Эти параметры могут быть приняты от оборудования 706 по производству электродов, одного из устройств 710, или введены вручную пользователем. Входные данные могут содержать сами параметры или команды на их извлечения из хранилища, такого как память 802 или базы 712 данных.

[0045] Модуль 904 второго показателя принимает в качестве входного сигнала параметры, необходимые для определения второго показателя, а именно полутоновое изображение поверхности электродов из партии N. Модуль 904 второго показателя иллюстративно принимает входной сигнал от устройства 704 съемки изображений, одного из устройств 710, или введенный вручную пользователем. Входной сигнал может содержать полутоновое изображение или команды на извлечение/прием изображения. Например, изображение может быть сохранено в памяти 802 или в базах 712 данных, и на модуль 904 второго показателя подают входной сигнал на извлечение изображения. В качестве альтернативы, входной сигнал пользователя может отдавать команду модулю 904 второго показателя на получение изображения с использованием устройства 704 съемки изображений. В некоторых вариантах воплощения модуль 904 второго показателя может быть выполнен с возможностью автоматического получения изображения с использованием устройства 704 съемки изображений, преобразования этого изображения в полутоновое, если полученное изображение представляет собой цветное изображение, и обработки изображения для получения определенного уровня серого.

[0046] Модуль 902 первого показателя и модуль 904 второго показателя могут быть выполнены с возможностью подачи соответственно первого и второго показателей на модуль 906 сравнения. Модуль 906 сравнения может быть выполнен с возможностью сравнения показателей партии N с показателями партии N-1 для того, чтобы определять одно из повышения, понижения или отсутствия изменений в любом из показателей. Модуль 906 сравнения может быть выполнен с возможностью подачи выявленных изменений показателей от партии N-1 к партии N на модуль 908 установки дозы. Модуль 908 установки дозы может быть выполнен с возможностью определения дозировки связующего вещества для партии N+1 как функции изменения первого показателя, изменения второго показателя и изменения дозировки между партией N-1 и партией N. В некоторых вариантах воплощения модуль 908 установки дозы выполнен с возможностью доступа к сохраненному протоколу дозировки, например, в памяти 802 или в базах 712 данных, и извлечения подходящей дозировки из протокола дозировки. Эту дозировку затем выводят из приложения 806a. В качестве альтернативы, модуль 908 установки дозы представляет собой основанную на правилах систему, такую как машина логического вывода или семантический механизм рассуждений, для применения комплекса ранее сохраненных правил к полученному входному сигналу в соответствии с протоколом дозировки для того, чтобы определить подходящую дозировку для партии N+1.

[0047] В некоторых вариантах воплощения модуль 906 сравнения выполнен с возможностью осуществления статистической проверки для сравнения показателей, такой как t-критерий Стьюдента. В некоторых вариантах воплощения модуль 908 установки дозы выполнен с возможностью изменения дозировки связующего вещества, либо ее повышения, либо ее понижения для партии N+1 на постоянную и заданную величину, такую как 0,2%. В этом варианте воплощения каждое изменение дозировки составляет ±0,2%. В качестве альтернативы, изменения дозировки могут происходить с переменными приращениями. В некоторых вариантах воплощения предусмотрен модуль 910 ультратонкодисперсных частиц, который выполнен с возможностью определения нового количества дисперсного материала, необходимого для получения ультратонкодисперсных частиц в соответствии с заданным отношением ультратонкодисперсных частиц к связующему веществу, как функции новой дозировки связующего вещества, устанавливаемой модулем 908 установки дозы. Модуль 910 ультратонкодисперсных частиц может быть выполнен с возможностью корректировки получения ультратонкодисперсных частиц для каждой партии N. В качестве альтернативы, модуль 910 ультратонкодисперсных частиц может быть выполнен с возможностью отслеживания общего изменения в дозировке связующего вещества и обновления параметров для получения ультратонкодисперсных частиц, когда общее изменение достигает заданного уровня. Также могут быть предусмотрены и другие варианты конфигураций выполнения модуля 902 первого показателя, модуля 904 второго показателя, модуля 906 сравнения и модуля 908 установки дозы, и проиллюстрированный пример приведен просто в иллюстративных целях.

[0048] Вышеприведенное описание предназначено быть лишь примерным, и специалистам в соответствующих областях техники будет понятно, что в описанных вариантах воплощения могут быть проделаны изменения без отступления от объема раскрытого изобретения. Например, блоки и/или операции в описанных здесь блок-схемах и на чертежах приведены лишь для примера. У этих блоков и/или операций могут существовать различные варианты без отступления от сведений настоящего раскрытия. Например, блоки могут выполняться в различном порядке, или же блоки могут быть добавлены, удалены или модифицированы. Хотя блоки проиллюстрированы на блок-схемах в виде групп отдельных компонентов, сообщающихся друг с другом через различные соединения для передачи сигналов данных, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что данные варианты воплощения обеспечены за счет сочетания компонентов аппаратного и программного обеспечения, с некоторыми компонентами, воплощенными в виде данной функции или операции аппаратной или программной системы, и многие проиллюстрированные каналы передачи данных воплощены в виде связи для передачи данных в компьютерном приложении или в операционной системе. Таким образом, проиллюстрированная структура предназначена для достижения эффективности изучения данного варианта воплощения. Настоящее раскрытие может быть воплощено в других конкретных формах без отступления от сущности изобретения согласно формуле изобретения. Также, специалист в соответствующих областях техники должен учитывать, что хотя системы, способы и машиночитаемые носители, раскрытые и показанные здесь, могут содержать конкретное число элементов/компонентов, эти системы, способы и машиночитаемые носители могут быть модифицированы так, чтобы они включали в себя больше или меньше таких элементов/компонентов. Настоящее раскрытие также предназначено для покрытия и охвата всех подходящих изменений в технологии. Модификации, которые подпадают под объем настоящего изобретения, будут ясны специалистам в данной области техники в свете обзора этого раскрытия, и предполагается, что такие модификации попадают в объем прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к способу и системе для определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом с получением электрода. Способ включает получение от необожженного электрода партии N двух показателей, а именно, смоделированную плотность в обожженном состоянии и характеристику изображения. Эти показатели и данные партии N и N-1 используют для определения дозировки связующего вещества для партии N+1. Обеспечивается повышение качества обожженного анода. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом при получении электрода, включающий:

определение первого показателя для партии N необожженных электродов путем вычисления спроектированной плотности в обожженном состоянии по параметрам необожженного электрода партии N;

определение второго показателя для партии N путем определения характеристики изображения из изображения поверхности необожженного электрода партии N;

сравнение первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 для определения изменения первого показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений;

сравнение второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 для определения изменения второго показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; и

определение дозировки связующего вещества для партии N+1 как функции изменения первого показателя, изменения второго показателя и соответствующей одному из повышения, понижения и отсутствия изменений разницы в дозировке между партией N и партией N-1.

2. Способ по п. 1, в котором определение характеристики изображения из изображения поверхности содержит определение уровня серого по полутоновому изображению.

3. Способ по п.1 или 2, в котором сравнение первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 и сравнение второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 включает использование критерия проверки статистической гипотезы, в котором критериальная статистика следует t-распределению.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором необожженные электроды представляют собой сырые аноды, связующее вещество содержит смолу, а дисперсный материал содержит прокаленный кокс.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором соответствующая одному из повышения и понижения разница в дозировке включает изменение на примерно 0,2% связующего вещества.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором определение дозировки связующего вещества для партии N+1 включает следование первому протоколу дозировки, когда разница в дозировке между партией N и партией N-1 заключается в повышении дозировки, и следование второму протоколу дозировки, когда разница в дозировке между партией N и партией N-1 заключается в понижении дозировки.

7. Способ по п. 6, в котором первый протокол дозировки содержит повышение дозировки связующего вещества для партии N+1, если по меньшей мере один из первого показателя и второго показателя демонстрирует повышение от партии N-1 к партии N.

8. Способ по п.6 или 7, в котором второй протокол дозировки содержит повышение дозировки связующего вещества для партии N+1, если второй показатель демонстрирует повышение от партии N-1 к партии N, или повышение дозировки связующего вещества для партии N+1, если первый показатель демонстрирует понижение от партии N-1 к партии N, а второй показатель не демонстрирует изменений.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором дисперсный материал содержит ультратонкодисперсные частицы, и при этом партию N необожженных электродов получают с заданным отношением ультратонкодисперсных частиц к связующему веществу.

10. Способ по п. 9, который дополнительно включает определение количества ультратонкодисперсных частиц для партии N+1 с учетом заданного отношения с дозировкой связующего вещества для партии N+1.

11. Способ по п. 9 или 10, который дополнительно включает отслеживание общего изменения в дозировке связующего вещества и обновление количества ультратонкодисперсных частиц для получения необожженных электродов, когда общее изменение достигает заданного уровня.

12. Способ по любому из пп. 1-11, который дополнительно включает

получение исходной партии необожженных электродов при исходной дозировке связующего вещества, нахождение первого показателя и второго показателя для исходной партии и установление дозировки связующего вещества для партии N на большее и меньшее значение, чем исходная дозировка, при этом исходная партия соответствует партии N-1 при N=1.

13. Способ по любому из пп. 1-12, который дополнительно включает повторение способа для N = от 1 до Z, где Z представляет собой заданное целое число, соответствующее общему числу последовательно получаемых партий электродов.

14. Способ по любому из пп. 1-13, который дополнительно включает получение электрода из партии N с заданной дозировкой связующего вещества и получение электрода из партии N+1 с определяемой дозировкой связующего вещества для партии N+1.

15. Система для определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом при получении электрода, содержащая:

память,

процессор и

по меньшей мере одно приложение, сохраненное в памяти и исполняемое процессором для:

определения первого показателя для партии N необожженных электродов путем вычисления спроектированной плотности в обожженном состоянии по параметрам необожженного электрода партии N;

определения второго показателя для партии N путем определения характеристики изображения из изображения поверхности необожженного электрода партии N;

сравнения первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 для определения изменения первого показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений;

сравнения второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 для определения изменения второго показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; и

определения дозировки связующего вещества для партии N+1 как функции изменения первого показателя, изменения второго показателя и соответствующей одному из повышения, понижения и отсутствия изменений разницы в дозировке между партией N и партией N-1.

16. Система по п.15, которая выполнена с возможностью определения характеристики изображения из изображения поверхности посредством определения уровня серого из полутонового изображения.

17. Система по п.15 или 16, которая выполнена с возможностью сравнения первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 и сравнения второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 посредством использования критерия проверки статистической гипотезы, в котором критериальная статистика следует t-распределению.

18. Система по любому из пп.15-17, в которой необожженные электроды представляют собой сырые аноды, связующее вещество содержит смолу, а дисперсный материал содержит прокаленный кокс.

19. Система по любому из пп.15-18, в которой соответствующая одному из повышения и понижения разница в дозировке содержит изменение на примерно 0,2% связующего вещества.

20. Система по любому из пп.15-19, которая выполнена с возможностью определения дозировки связующего вещества для партии N+1 путем следования первому протоколу дозировки, когда разница в дозировке между партией N и партией N-1 заключается в повышении дозировки, и следования второму протоколу дозировки, когда разница в дозировке между партией N и партией N-1 заключается в понижении дозировки.

21. Система по п.20, в которой первый протокол дозировки включает повышение дозировки связующего вещества для партии N+1, если по меньшей мере один из первого показателя и второго показателя демонстрирует повышение от партии N-1 к партии N.

22. Система по п.20 или 21, в которой второй протокол дозировки включает повышение дозировки связующего вещества для партии N+1, если второй показатель демонстрирует повышение от партии N-1 к партии N, или повышение дозировки связующего вещества для партии N+1, если первый показатель демонстрирует понижение от партии N-1 к партии N, а второй показатель не демонстрирует изменений.

23. Система по любому из пп. 15-22, в которой дисперсный материал содержит ультратонкодисперсные частицы, и при этом партия N необожженных электродов получена с заданным отношением ультратонкодисперсных частиц к связующему веществу.

24. Система по п. 23, в которой упомянутое по меньшей мере одно приложение дополнительно предназначено для определения количества ультратонкодисперсных частиц для партии N+1 с учетом заданного соотношения с дозировкой связующего вещества для партии N+1.

25. Система по п.23 или 24, в которой упомянутое по меньшей мере одно приложение дополнительно предназначено для отслеживания общего изменения в дозировке связующего вещества и обновления количества ультратонкодисперсных частиц для получения необожженных электродов, когда общее изменение достигает заданного уровня.

26. Система по любому из пп. 15-25, в которой упомянутое по меньшей мере одно приложение дополнительно предназначено для:

отправки управляющего сигнала на получение исходной партии необожженных электродов при исходной дозировке связующего вещества,

нахождения первого показателя и второго показателя для исходной партии и

установления дозировки связующего вещества для партии N на большее или меньшее значение, чем исходная дозировка, при этом исходная партия соответствует партии N-1 при N=1.

27. Система по любому из пп. 15-26, в которой упомянутое по меньшей мере одно приложение дополнительно предназначено для повторения способа для N = от 1 до Z, где Z представляет собой заданное целое число, соответствующее общему числу последовательно получаемых партий электродов.

28. Система по любому из пп. 15-27, в которой упомянутое по меньшей мере одно приложение дополнительно предназначено для:

отправки управляющего сигнала на получение электрода партии N с заданной дозировкой связующего вещества и

отправки управляющего сигнала на получение электрода партии N+1 с определяемой дозировкой связующего вещества для партии N+1.

29. Машиночитаемый носитель с сохраненным на нем программным кодом, исполняемым процессором для определения дозировки связующего вещества для объединения с дисперсным материалом при получении электрода, причем программный код исполняется для:

определения первого показателя для партии N необожженных электродов путем вычисления спроектированной плотности в обожженном состоянии по параметрам необожженного электрода партии N;

определения второго показателя для партии N путем определения характеристики изображения из изображения поверхности необожженного электрода партии N;

сравнения первого показателя для партии N с первым показателем партии N-1 для определения изменения первого показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений;

сравнения второго показателя для партии N со вторым показателем партии N-1 для определения изменения второго показателя, соответствующего одному из повышения, понижения и отсутствия изменений; и

определения дозировки связующего вещества для партии N+1 как функции изменения первого показателя, изменения второго показателя и соответствующей одному из повышения, понижения и отсутствия изменений разницы в дозировке между партией N и партией N-1.