(57)【要約】【課題】  精製炉から樋を介して溜鍋へ注湯する際に湯こぼれがなく、また確実に溶湯を溜鍋へ送り込むことが可能なアノード鋳造設備における注湯機構を提供することを目的とする。【解決手段】  注湯機構１０は、精製炉２の傾転状態をエンコーダ１１によって検出し、検出された検出信号に基づいて精製炉２に貯えられた溶湯を溜鍋６に注湯するための樋３の傾斜角を変更することにより、樋３の湯受部３１を精製炉２の注湯孔２１の近傍に常に位置させるようにしたことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
精製炉の傾転状態をエンコーダによって検出し、検出された検出信号に基づいて前記精製炉に貯えられた溶湯を溜鍋に注湯するための樋の傾斜角を変更することにより、前記樋の湯受部を前記精製炉の注湯孔の近傍に常に位置させるようにしたことを特徴とする注湯機構。
【請求項２】
精製炉の傾転状態を検出するエンコーダと、
前記精製炉に貯えられた溶湯を溜鍋に注湯する樋であって、昇降手段によってその傾斜角度が変更可能とされた樋と、
前記エンコーダによって検出された検出信号に基づいて前記昇降手段の動作を制御する制御装置と、
を備えて構成されたことを特徴とする注湯機構。
【請求項３】
請求項２に記載の注湯機構において、
前記エンコーダは、前記精製炉の側面に配置されたリング状のガースギアと噛合するピニオンギアを介して回転可能に設置され、前記精製炉の傾転動作に伴って回転する当該エンコーダの回転数に基づいて前記精製炉の注湯孔の位置を検知し、それによって前記樋の湯受部を前記注湯孔の近傍に常に位置させるようにしたことを特徴とする注湯機構。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の注湯機構において、
前記昇降手段が油圧シリンダであり、当該油圧シリンダの基端部が揺動可能に設置されると共に、
前記樋は、前記精製炉の傾転動作の際に注湯孔が通る軌道と対応するようにして形成された円弧状のガイドレールに案内されるガイドローラを備え、これにより樋は油圧シリンダによる昇降動作に伴って前後方向にも移動可能とされていることを特徴とする注湯機構。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載の注湯機構において、
前記樋の排出部側は、車輪によって移動可能に床面に支持されていることを特徴とする注湯機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶湯の注湯機構に関し、さらに詳しくは、精製炉に貯えられた溶湯を樋を介して溜鍋へ注湯し、さらに溜鍋から計量鍋を介してモールドに鋳込むアノードの鋳造装置において、溶湯を精製炉から樋へ注湯する際の注湯機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式の銅製錬では、精製炉おいて粗銅を酸化、還元して得られた純度約９９．５％の精製粗銅をさらに電解精製に供するために「アノード」と呼ばれる板状粗銅に鋳造することが行われている。アノードの鋳造は概略として以下のようにして行われる。まず、精製炉で精製された溶湯を樋を介して一旦溜鍋に貯留した後、ロードセルによる計量機能を備えた計量鍋に注湯する。そして、ターンテーブル上に円周方向に沿って複数並べられたモールドに計量鍋から一定重量（約３５０ｋｇ）づつ順番に鋳込んでいく。
【０００３】
モールドに鋳込まれた溶湯は回転しながら水冷部で徐々に水冷されて固化する。固化した溶湯は、アノードとしてモールドから取り出され、電解精製工程に送られる。ここで、冷却工程を経た後のアノードに曲がりや歪み等の異常が認められた場合には、電解精製工程において短絡の原因となったり、電気銅の成長に偏りが生じる等、操業上の問題を生じさせるおそれがある。そのため、そのような不良のアノードは排除装置によって取り除かれるようになっている。
【０００４】
精製炉から溶湯を注湯する注湯方法として特許文献１に示すものがある。特許文献１に開示された注湯方法は、アノードの重量が安定しないことに起因するアノードの厚みのバラツキ、後工程であるハンドリング工程、ミリング工程でのトラブルの原因、さらには電気分解時のショート原因を解消すべくなされたものであり、その原因となるいわゆる「垂れ込み」を防止するため精製炉の傾転速度を自動的に制御して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を目的としている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−６８３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、精製炉から溜鍋へ溶湯を注湯するための従来の注湯機構にあっては、精製炉の傾転と樋の上昇及び下降が連動していなかったことから、溶湯を精製炉から溜鍋へ注湯する際に湯が飛散することがあった。溶湯は高温であり飛散すると危険であることはいうまでもない。また、飛散した溶湯が冷えて固まるとその除去が容易ではないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するために、精製炉から樋を介して溜鍋へ注湯する際に湯こぼれがなく、また確実に溶湯を溜鍋へ送り込むことが可能なアノード鋳造設備における注湯機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、精製炉の傾転状態をエンコーダによって検出し、検出された検出信号に基づいて精製炉に貯えられた溶湯を溜鍋に注湯するための樋の傾斜角を変更することにより、樋の湯受部を精製炉の注湯孔の近傍に常に位置させるようにしたことを特徴とする注湯機構を提供する。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、精製炉の傾転状態を検出するエンコーダと、精製炉に貯えられた溶湯を溜鍋に注湯する樋であって、昇降手段によってその傾斜角度が変更可能とされた樋と、エンコーダによって検出された検出信号に基づいて昇降手段の動作を制御する制御装置とを備えて構成されたことを特徴とする注湯機構を提供する。
【００１０】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の注湯機構において、エンコーダは、精製炉の側面に配置されたリング状のガースギアと噛合するピニオンギアを介して回転可能に設置され、精製炉の傾転動作に伴って回転するエンコーダの回転数に基づいて精製炉の注湯孔の位置を検知し、それによって樋の湯受部を注湯孔の近傍に常に位置させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項２又は３に記載の注湯機構において、昇降手段が油圧シリンダであり、油圧シリンダの基端部が揺動可能に設置されると共に、樋は、精製炉の傾転動作の際に注湯孔が通る軌道と対応するようにして形成された円弧状のガイドレールに案内されるガイドローラを備え、これにより樋は油圧シリンダによる昇降動作に伴って前後方向にも移動可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の注湯機構において、樋の排出部側は、車輪によって移動可能に床面に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る注湯機構によれば、エンコーダによって精製炉の傾転角度を検出し、この精製炉の傾転動作に追随するようにして樋の傾斜角度を変更し、それによって樋の湯受部を常に精製炉の注湯孔に近傍に位置させることで両者間の距離を一定に保つこととしたので注湯の際に湯こぼれを起こす心配がなく、安全且つ確実に注湯することができるという効果を有する。
【００１４】
また、本発明に係る注湯機構によれば、精製炉の傾転動作の際に注湯孔が通る軌道と対応するようにして形成された円弧状のガイドレールに沿って樋を移動するようにしたので、樋からの溜鍋への注湯を一定の位置で行うことができ安全且つ的確に溶湯を溜鍋に注ぎ入れることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明に係る注湯機構について図面を参照しつつ以下詳細に説明する。図１は本発明に係る注湯機構の一実施形態を備えた鋳造設備の正面図、図２はその側面図、図３はその平面図である。図示された鋳造設備１は、主として銅アノードを鋳造する設備であり、概略として、精製炉２と、樋３と、溜鍋６と、計量鍋７と、複数のモールド８を備えて構成されており、精製炉２の溶湯を樋３へ注湯する際の機構として注湯機構１０が設けられている。
【００１６】
精製炉２は、略円筒形状を有する横型傾転タイプの精製炉であり、駆動装置である電動モータ２９によって正逆方向に回転可能なピニオンギヤ５０でバーナ口２５側の周囲にリング状に取付けたガースギヤ２０を回転させ、それによって精製炉２が傾転動作が可能に形成されている。精製炉２の両側にはタイヤガイド２８がそれぞれ設けられておりタイヤ２７によって回転可能に支持されている。精製炉２の上部側には溶湯、例えば、銅精錬における転炉からの粗銅、を装入するための装入口２３が設けられ、装入口２３から略９０°の位置に溶湯を排出するための注湯孔２１が配置されている。注湯孔２１は少なくとも精製炉２内の溶湯を全て排出可能な位置から略９０°に至るまでの間で傾転できるようになっている。精製炉２の一方側の側面部（図１における左側）は加熱用の図示しないバーナが取り付けられバーナ口２５とされ、反対側（図１における右側）の側面部には排ガス口２６が設けられている。
【００１７】
精製炉２の注湯孔２１から溜鍋６に至るまでの間には樋３が配置されており、注湯孔２１から排出される溶湯を溜鍋６へ案内する。尚、樋３の詳細な構成は後述する。樋３を介して注湯された溶湯は、一旦溜鍋６に貯えられ、溜鍋６から計量鍋７へ供給されるようになっている。計量鍋７では一定量（例えば、約３５０ｋｇ又は５００ｋｇ）を図示しないロードセルによって計量し、それをモールド８に流し込むことによりアノードを鋳造している。ターンテーブル９の円周方向に沿って複数のモールド８が連続して配置されており、回転しながら次々とアノードが鋳込まれるようになっている。
【００１８】
さて、図１に示すように、樋３は、溶湯を溜鍋６へ流し込むための断面半円状の長尺の部材であり、その全長にわたって樋受台３５によって保持されている。また、樋３の湯受部３１側近傍部分には昇降手段としての油圧シリンダ４のロッド４１の先端が連結されており、溜鍋６側に位置する排出部３２側の高さ位置は一定としつつそれとは反対側の湯受部３１側の高さ位置を油圧シリンダ４によって変化させることでその傾斜角度を連続的に変更できるようになっている。樋３の傾斜角度はその長さによっても変わるが、本実施形態の場合、略水平位置（約０°）から約３０°の範囲で傾斜可能となっている。尚、油圧シリンダ４の基端部４９側は揺動可能に床面に設置されている。
【００１９】
一方、湯受部３１の近傍の樋受台３５の側面にはガイドローラ３３が取り付けられており、ガイドローラ３３はまた油圧シリンダ４のシャフト先端と連結されている。そして、ガイドローラ３３は精製炉２の傾転動作の際に注湯孔２１が通る軌道と対応するよう形成された円弧状のガイドレール５に案内されるようになっている。これにより、湯受部３１が精製炉２の傾転動作の際に注湯孔２１が通る軌道に追随するようにして昇降する。また、樋受台３５の排出部３２側の側面には車輪３７、３７が取り付けられており、樋３の排出部３２側は車輪３７によって移動可能に床面に支持されている。
【００２０】
以上のような構成により、油圧シリンダ４のロッド４１を伸ばして樋受台３５の湯受部３１側を最下段の位置から上昇させていくと、その動きに連動してガイドローラ３３がガイドレール５の円弧に沿って移動する。ガイドレール５は精製炉２の傾転動作の際に注湯孔２１が通る軌道と対応するようにして円弧状に形成されていると共に排出部３２側は車輪３７によって床面に移動可能に支持されているので、樋受台３５の上昇に伴って溜鍋６側に僅かに移動（前進）する。樋受台３５がさらに上昇すると今度は溜鍋６から離れる方向に移動（後退）する。このとき油圧シリンダ４の基端部４９は揺動可能に床面に取り付けられているので油圧シリンダ４のシャフトの動きが妨げられることはない。また、排出部３２は樋３の上昇又は下降によっても溜鍋６の近傍に位置するようになっている。
【００２１】
一方、このときの動きを湯受部３１側について見てみると、精製炉２の傾転動作に伴う注湯孔２１の位置、すなわち、精製炉２の傾転動作の際の注湯孔２１が通る軌道に沿って樋３の湯受部３１が移動することになる。従って、精製炉２の傾転動作と樋３の上昇下降をリンクさせ、精製炉２の傾転動作に樋３の上昇下降を追随させれば樋３の湯受部３１を精製炉２の注湯孔２１の近傍に常に位置させ、その間隔を一定に保持することができる。
【００２２】
ここで、精製炉２がある姿勢位置にあるとき、そこから精製炉２がどのくらい傾転したのかがわかれば、そのときの精製炉２の姿勢における注湯孔２１の位置の近傍に樋３の湯受部３１を位置させるように油圧シリンダ４を動作させて樋３を上昇乃至下降させることで湯受部３１を注湯孔２１に常に位置させることが可能となる。そこで、本実施形態では、精製炉２の傾転状態を検出するためのエンコーダ１１を設け、このエンコーダ１１の回転数をカウントすることで精製炉２の姿勢位置を検知することとしている。
【００２３】
すなわち。図５−７に示すように、精製炉２のバーナ口２５側の周囲には精製炉２の回転用のリング状のガースギア２０が取り付けられており、このガースギア２０を利用して噛合するようにして第一のピニオンギア１３が配置されている。また、第一のピニオンギア１３はその回転中心に第一のピニオン軸１３ａが挿通されており、第一のピニオン軸１３ａにはさらに第二のピニオンギア１４が取り付けられている。そして、第二のピニオンギア１４と噛合するようにして第三のピニオンギア１５がさらに配置されており、第三のピニオンギア１５には第二のピニオン軸１５ａが挿通され、そして第二のピニオン軸１５ａはエンコーダ１１と連結されている。これらの各種のギア類はサポート台１９によって支持されている。
【００２４】
精製炉２の傾転動作に伴う回転は、第一のピニオンギア１３、第二のピニオンギア１４、そして、第三のピニオンギア１５を介してエンコーダ１１に伝えられ、エンコーダ１１はその回転数をカウントし、その情報を精製炉２の傾転状態を示す電気信号として制御装置１２（図７参照）に送る。制御装置１２は、エンコーダ１１からリアルタイムで送られてくる精製炉２の傾転状態を示す電気信号（検出信号）に基づき油圧シリンダ４の動作を制御するための制御信号をリアルタイムで送出する。尚、本実施形態では精製炉２が７０°傾転した場合にエンコーダ１１が１０回転するように設定されている。
【００２５】
図７に示すように、制御装置１２は、中央制御装置（ＣＰＵ）１２ａ、記憶装置１２ｂなどのいわゆるコンピュータを構成するための各種のデバイス類を備えて構成されており、記憶装置１２ｂにはエンコーダ１１から送られてきた検出信号を解析して油圧シリンダ４を動作させるための制御信号を送出するプログラムが搭載されている。これにより、制御装置１２はエンコーダ１１から送られてくる精製炉２の傾転状態を示す検出信号を解析して精製炉２の姿勢位置を割り出し、そのときの精製炉２の姿勢位置に応じて樋３を上昇又は下降させるように油圧シリンダ４へ制御信号を送る。そして、制御装置１２からの制御信号を受け取った油圧シリンダ４はその制御信号に基づいてロッド４１を伸縮させて樋３を上昇又は下降させ、それによって樋３の湯受部３１を精製炉２の注湯孔２１近傍へ常に位置させるようになっている。
【００２６】
次に、上述した注湯機構１０の動作について説明する。溶湯が貯えられた精製炉２の所定の位置における姿勢位置、例えば、注湯孔２１を最上位置にしたときを基準位置として制御装置１２の記憶装置１２ｂに記憶させる。そして、電動モータ２９を駆動して精製炉２を傾転させる。すると精製炉２の傾転動作に伴いガースギア２０が回転し、第一のピニオンギア１３、第二のピニオンギア１４、第三のピニオンギア１５を介してその回転が増速されてエンコーダ１１に伝達される。エンコーダ１１はガースギア２０の回転方向及び回転数を検出してその検出信号を制御装置１２に送る。エンコーダ１１からの検出信号を受け取った制御装置１２は、その検出信号に基づいて精製炉２の基準位置からの傾転状態を算出し、油圧シリンダ４に対してロッド４１を伸縮させる制御信号を送出する。制御装置１２から制御信号を受け取った油圧シリンダ４はその制御信号に基づいてロッド４１を伸縮させる。油圧シリンダ４のシャフトの先端に取り付けられたガイドローラ３３は円弧状のガイドレール５に沿って移動するので樋３の湯受部３１は精製炉２の注湯孔２１の近傍に常に位置するようにして移動する。従って、湯受部３１と注湯孔２１の距離が一定に保たれることになるので注湯の際の湯こぼれが防止される。また、樋３の上昇及び下降の際には、車輪３７によって樋３は溜鍋６側に前進後退するので、樋３の排出部３２は溜鍋６の近傍に位置することになる。
【００２７】
以上のように、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る注湯機構の一実施形態を備えた鋳造設備の正面図である。
【図２】図１の側面図である
【図３】図１の平面図である。
【図４】ガースギアを示す精製炉の側面図である。
【図５】図４の部分正面図である。
【図６】エンコーダの取り付け状態を示す部分拡大図である。
【図７】エンコーダと制御装置との関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      鋳造設備
２      精製炉
３      樋
４      油圧シリンダ
５      ガイドレール
６      溜鍋
７      計量鍋
８    計量鍋
９      ターンテーブル
１０      注湯機構
１１      エンコーダ
１２      制御装置
１３      第一のピニオンギア
１４      第二のピニオンギア
１５      第三のピニオンギア
２０      ガースギア
２１      注湯孔
２３      装入口
２５      バーナー口
２６      排ガス口
２７      タイヤ
２８      タイヤガイド
２９      電動モータ
３１      湯受部
３２      排出部
３３      ガイドローラ
４１      ロッド
５０      ピニオンギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010064112.tif 000008
【図７】
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