(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯溜部に貯えられた所定量の溶湯を計量し、傾倒させることによってモールドに注湯するためのアノード鋳造用計量鍋において、
前記湯溜部に貯えられた溶湯を前記モールドに流し込むための注湯口の下流側に前方かつ斜め下方向に突出する湯切板を備え、
前記湯切板は、少なくとも当該アノード鋳造用計量鍋の先端を持ち上げる姿勢を含む鋳造操業中における当該アノード鋳造用計量鍋がとり得るいかなる姿勢状態においてもその先端部が常に水平よりも下を向くような角度で突出されていることを特徴とするアノード鋳造用計量鍋。
【請求項２】
請求項１に記載のアノード鋳造用計量鍋において、
前記湯切板は、先端に行くほどその幅が広くなるように形成されていることを特徴とするアノード鋳造用計量鍋。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアノード鋳造用計量鍋において、
前記湯切板は、先端に行くほどその厚みが小さくなるように形成され、その最先端部における厚みは１０〜３０ｍｍであることを特徴とするアノード鋳造用計量鍋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アノード鋳造用計量鍋に関し、さらに詳しくは、銅等の有価金属を溶融させた溶湯を所定量計量してモールドに供給することによってアノードの鋳造を行うためのアノード鋳造計量鍋に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式の銅精錬においては、粗銅を精製炉においてそれぞれ酸化、還元することによって得られた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。アノードの鋳造は一般に以下のような手順で行われる。すなわち、２基の精製炉によって精製された溶湯をそれぞれ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投入し、図８に示すような回転テーブル１上に並べられた１〜２０の番号で示すモールド３内に一定重量（約３５０ｋｇ）ずつ順番に注入する。
【０００３】
モールド３に流し込まれた溶湯は、回転テーブル１の回転によって水冷ゾーン５を通過する間に冷却されて固形化し、「アノード板」としてモールド３から剥ぎ取られ、電解精製工程に送られる。そして、アノードが剥ぎ取られた後のモールド３には離型材が塗布された後、元の位置に戻って再び溶湯が注入される。このようにして精製炉内の溶湯がなくなるまでアノードの鋳造処理が繰り返し行われる。
【０００４】
このような鋳造工程において使用される従来の計量鍋１００は、図５に示すように、概略として、全体的に平面長方形形状をなし、予め設定された所定量の溶湯を貯留可能な深さを備えた湯溜部１１０と、湯溜部１１０に隣接した注湯部１１３を有して構成され、図５における注湯部１１３の左側端部は湯溜部１１０に貯えられた溶湯をモールド３に流し込むための注湯口１１３ａとなっている。また、注湯部１１３の底面は注湯口１１３ａ側に向かってその深さが次第に浅くなるように形成されている。
【０００５】
一方、計量鍋１００の両側壁部１１０ａ、１１０ａの前後には、計量鍋１００を吊下するための図示しない棒部材の先端に設けられたフックが係止される支持部１２３、１２５がそれぞれ突設されている。さらに、支持部１２３、１２５の間に位置する計量鍋１００の両側壁部１１０ａには図示しない棒部材の高さ位置を変化させることによって計量鍋１００を傾倒させるための支点となる鍋支持シャフト１２１が配設されている。また、計量鍋１００の両側壁部１１０ａに設けられた支持シャフト１２１同士を結ぶ位置には湯溜部１１０に投入された溶湯の表面に浮遊する銅酸化物等からなる異物がモールド３に注入されるのを防止するための垢止め部材１１５が設けられている。
【０００６】
上述したような従来の計量鍋１００に、図示しない溜鍋から溶湯を投入すると図示しないロードセルによってその重量が計量され、予め定められた所定の重量に達したら鍋支持シャフト１２１を支点として計量鍋１１０が前方に傾倒され、モールド３に溶湯が注入されるようになっている。このようなアノード鋳造設備及び計量鍋については、例えば、特開平７−１００６３１号公報（特許文献１）、特開平９−２５３８３３号公報（特許文献２）、特開平１１−２４５１２３号公報（特許文献３）等に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１００６３１号公報
【特許文献２】特開平９−２５３８３３号公報
【特許文献３】特開平１１−２４５１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述したような銅鋳造設備における従来のアノード鋳造用計量鍋は、先端に耐火物を使用することが多く、先端の形状は先の尖った形状にすることが多かった。例えば、従来は、図６に示すように、注湯口１１３ａの下部を斜めにカットした形状の計量鍋１００が使用されていた。そのため、図７に示すように、注湯口１１３ａの下側に溶湯が付着し易かった。付着した溶湯は冷えて固まり、溶湯の投入が進むにつれて次第に成長しいわゆる「鋳付」と呼ばれる塊となる（図７参照）。鋳付３００は、鋳造量制御に異常を生じさせると共に、成長した鋳付３００がモールド３内に落下してアノード表面にコブを生じさせる等、不良アノードを発生させる要因となっていた。そのため、計量鍋１００に付着した鋳付３００はその都度除去する必要があった。
【０００９】
また、アノードの鋳造速度を上げようとする場合には、モールドへの注湯速度を上げる必要があるが、注湯速度のスピードアップ化は以下の問題を生じさせる。
（１）モールドにおける溶湯の流速が上がることから、アノードの形状が悪化し、特に額縁（縁の突起）を高くさせ、アノードの形状品質が悪化してしまう。
（２）モールドへの溶湯の力学的及び熱力学的衝撃が増加するので、その結果モールド表面の亀裂又は窪みの発生が加速し、モールドの寿命が短くなる。
（３）注湯口部分における鋳付の成長が加速し、それを専用治具で取り除くための作業が増加する。
【００１０】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決し、アノード形状、特に額縁を減少させると共に、モールドの寿命を延長させ、計量鍋先端の注湯口の鋳付きを抑制することが可能なアノード鋳造用計量鍋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】
【００１１】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、湯溜部に貯えられた所定量の溶湯を計量し、傾倒させることによってモールドに注湯するためのアノード鋳造用計量鍋において、湯溜部に貯えられた溶湯をモールドに流し込むための注湯口の下流側に前方かつ斜め下方向に突出する湯切板を備え、湯切板は、少なくともアノード鋳造用計量鍋の先端を持ち上げる姿勢を含む鋳造操業中におけるアノード鋳造用計量鍋がとり得るいかなる姿勢状態においてもその先端部が常に水平よりも下を向くような角度で突出されていることを特徴とする。
計量鍋の先端を前方かつ斜め下方に向け形成したくちばし状の湯切板を突出するようにして設ける。これにより、溶湯の注湯高さがこれまでより下がるので、溶湯の位置エネルギーが減少し、モールド表面での溶銅の落下速度が減少する。また、鋳造操業中における計量鍋のいかなる姿勢位置（角度状態）によらず先端下面が常に水平より下方を向いているので溶湯の湯切れが良くなり、溶湯の雫が下面を伝って内側方向に戻ることが無くなる。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のアノード鋳造用計量鍋において、湯切板は、先端に行くほどその幅が広くなるように形成されていることを特徴とする。
湯切板の先端の幅をテーパー状に広げることによって溶湯の流速を下げる。それによりモールド内での溶湯の運動エネルギーが減少する。
【００１４】
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１又は２に記載のアノード鋳造用計量鍋において、湯切板は、先端に行くほどその厚みが小さくなるように形成され、その最先端部における厚みは１０〜３０ｍｍであることを特徴とする。
湯切板の先端部の厚みを１０〜３０ｍｍとすることによって計量鍋先端の注湯口の鋳付きを効果的に抑制する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るアノード鋳造用計量鍋によれば、湯溜部に貯えられた溶湯をモールド型に流し込む注湯口の下側に前方かつ斜め下方向に突出する湯切板を設けることとしたので溶湯の注湯時におけるモールドまでの高さが従来より低くなり、溶湯の位置エネルギーが減少してモールド表面での溶銅の落下速度が減少する。そのためモールド表面での溶湯の圧力が減少するのでこれまでよりモールドの寿命を長く維持することができるという効果がある。また、溶湯の注湯高さが下がることによってアノードの形状品質が安定化すると共に、計量鍋先端の注湯口の鋳付きを効果的に抑制するという効果がある。さらに、溶湯の注湯高さが下がることによって、モールドに鋳湯する際のスプラッシュ量を減少させるという効果もある。
【００１６】
また、本発明に係るアノード鋳造用計量鍋によれば、鋳造操業中における計量鍋のいかなる姿勢位置（角度状態）によらず先端下面が常に水平より下方を向いていることから、溶湯の湯切れが良くなり、溶湯の雫が下面を伝って内側方向に戻ることが無くなるので鋳付の成長を抑制することができるという効果がある。
【００１７】
さらに、本発明に係るアノード鋳造用計量鍋によれば、先端の幅を広げることにより溶湯の流速が下がり、モールド内での溶湯の運動エネルギーが減少するのでこれまでよりモールドの寿命を長く維持す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】
【００１８】
以下、本発明に係るアノード鋳造用計量鍋の好ましい一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係るアノード鋳造用計量鍋の一実施形態における斜視図、図２は図１に示したアノード鋳造用計量鍋の平面図、図３は図１に示したアノード鋳造用計量鍋の側面図である。
【００１９】
図示されたアノード鋳造用計量鍋１０は、全体的な形状はほぼ従来のものと同様であり、図示されているように、概略として、全体的に平面長方形形状をなし、所定量の溶湯を貯留可能な深さを備えた湯溜部１１と、湯溜部１１に隣接した注湯部１３を有して構成され、図２における注湯部１３の左側端部は湯溜部１１に貯えられた溶湯をモールド３に流し込むための注湯口１３ａとなっている。また、注湯部１３の底面は注湯口１３ａ側に向かってその深さが次第に浅くなるように形成されている。
【００２０】
計量鍋１０の両側壁部１０ａ、１０ａの前後には、計量鍋１０を吊下するための図示しない棒部材の先端に設けられたフックが係止される支持部２３、２５がそれぞれ突設されている。さらに、支持部２３、２５の間に位置する計量鍋１０の両側壁部１０ａには図示しない棒部材の高さ位置を変化させることによって計量鍋１０を傾倒させるための支点となる鍋支持シャフト２１が配設されている。また、計量鍋１０の両側壁部１０ａに設けられた支持シャフト２１同士を結ぶ位置には湯溜部１１に投入された溶湯の表面に浮遊する銅酸化物等からなる異物がモールド３に注入されるのを防止するための垢止め部材１５が設けられている。そして、注湯部１３の先端部である注湯口１３ａの下側には、前方かつ斜め下方向に突出する湯切板３０が設けられている。
【００２１】
湯切板３０は、いわゆるくちばし状をなし、アノード鋳造用計量鍋１０の先端に前方かつ斜め下方に向けて形成されている。また、湯切板３０は、先端に行くほどその幅が広くなるように形成されている。即ち、図４（ａ）に示すように、注湯口１３ａ下部における幅サイズｈよりも最先端部における幅サイズＨの方が幅広に拡開したテーパー状とされている。このようにしたのは、湯の流速を遅くすると共に、飛び跳ねを防止し、モールド３へ緩やかに注湯できるようにするためである。
また、湯切板３０は、例えば、耐火物を成形して製造され、外部に配置する鉄皮とキャスター等により接続して製造される。先端部を望ましい形状に形成するためである。
【００２２】
湯切板３０の突出角度は、少なくとも鋳造操業中にアノード鋳造用計量鍋１０がとり得るいかなる姿勢状態においてもその先端部が常に水平よりも下を向くような角度で突出されている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、鋳造操業中にアノード鋳造用計量鍋１０の先端側を持ち上げるような姿勢となった場合でも湯切板３０の向きは水平方向を示す破線Ｘに対して下向きになるように形成されている。湯切板３０の先端部が常に水平より下方を向いているので溶湯の湯切れが良くなり、溶湯の雫が下面を伝って内側方向に戻ることが防止される。
【００２３】
湯切板３０は、さらに先端に行くほどその厚みが小さくなるように形成されており、その最先端部における厚みは１０〜３０ｍｍとされている。これにより、注湯口１３ａの鋳付きを効果的に抑制することができる。
最先端部における厚みは、より好ましくは、１５〜２５ｍｍである。２５ｍｍより厚いと鋳付が生じやすく、１５ｍｍより薄いと先端部のレンガが損傷するからである。
湯切板３０は、アノード鋳造用計量鍋１０と一体に形成されている。
【実施例】
【００２４】
上述のアノード鋳造用計量鍋１０を用いて実際に銅アノードの鋳造を行った。その結果を表１に示す。
【表１】
0004522375.tif 000002
【００２５】
表１に示されているように、上述のアノード鋳造用計量鍋１０を用いて実際に銅アノードの鋳造を行ったところアノード不良率が従来の２．４７％から１．３６％と１.１１％減少し、その減少率は約５５％であった。
また、溶湯のモールドへの鋳込み回数が従来の２,２００回から６,８００回となり、モールドの寿命が約３倍に延長された。
さらに、アノード鋳造用計量鍋１０の先端の鋳付成長が遅くなり、鋳付取り作業頻度が従来の８回から２回へと１／４に減少した。
以上のように、本発明に係るアノード鋳造用計量鍋の有効性が実証された。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るアノード鋳造用計量鍋の一実施形態における斜視図である。
【図２】図１に示したアノード鋳造用計量鍋の平面図である。
【図３】図１に示したアノード鋳造用計量鍋の側面図である。
【図４】（ａ）湯切板の概要を示す斜視図、（ｂ）は先端を上側に傾けた状態のアノード鋳造用計量鍋の側面図である。
【図５】従来のアノード鋳造用計量鍋の平面図である。
【図６】図５に示した従来のアノード鋳造用計量鍋の側面図である。
【図７】従来のアノード鋳造用計量鍋の鋳付の様子を示す側面図である。
【図８】アノード鋳造設備の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      回転テーブル
３      モールド
５      水冷ゾーン
１０      アノード鋳造用計量鍋
１０ａ      壁部
１１      湯溜部
１３      注湯部
１３ａ      注湯口
１５      垢止め部材
２１      鍋支持シャフト
２３      支持部
２５      支持部
３０      湯切板
【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】
0004522375.tif 000007
【図６】
0004522375.tif 000008
【図７】
0004522375.tif 000009
【図８】
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