(57)【要約】【課題】鋳型の歪みの進行を遅延できるアノード鋳造設備の操業方法を提供する。【解決手段】アノード用の鋳型３０と、支持部２４から注湯口２３ａまでの長さの異なる複数の計量樋２０を備えるアノード鋳造設備１の操業方法であって、複数の計量樋２０を所定時間間隔で交換する。長さの異なる複数の計量樋２０を所定時間間隔で交換することにより鋳型３０への溶湯の落下位置が所定時間間隔で変わるので、溶湯の荷重による凹みが分散し、鋳型３０の歪みの進行を遅延できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード用の鋳型を備えるアノード鋳造設備の操業方法であって、
前記鋳型への溶湯の落下位置を所定時間間隔で変更する
ことを特徴とするアノード鋳造設備の操業方法。
【請求項２】
前記アノード鋳造設備は、前記鋳型へ溶湯を注湯する計量樋を備え、
前記鋳型に対する前記計量樋の注湯口の位置を所定時間間隔で変更する
ことを特徴とする請求項１記載のアノード鋳造設備の操業方法。
【請求項３】
前記アノード鋳造設備は、支持部から注湯口までの長さの異なる複数の計量樋を備え、
前記複数の計量樋を所定時間間隔で交換する
ことを特徴とする請求項２記載のアノード鋳造設備の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アノード鋳造設備の操業方法に関する。さらに詳しくは、電解精製に用いられるアノードを鋳造するアノード鋳造設備の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅精錬炉で精製された精製粗銅は、アノード鋳造設備で銅アノードに鋳造され、電解精製工程おいてさらに精製されて高純度の電気銅として得られる。
電解精製工程においては、アノード形状が操業に大きな影響をおよぼすことが知られている。例えば、アノードの厚みが不均一であったり、外縁部に鋳張りがあったりすると、電解槽内でアノードとカソードの短絡が生じ、生産効率が悪くなる。
【０００３】
一般的なアノード鋳造設備は、複数の鋳型が設けられたターンテーブルを備えており、精錬炉で精製された溶湯を計量樋で一定重量ずつ鋳型に鋳込むことによりアノードを鋳造している（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかるに、従来のアノード鋳造設備では、鋳型は、計量樋からの溶湯が落下する位置に荷重がかかりその位置に凹みが生ずる。そして、鋳造を繰り返すとその位置を中心に歪みが進行する。歪みが進行した鋳型で鋳造したアノードは厚みが不均一であるため、電解精製工程の生産効率を悪化させる要因となる。また、歪みが生じた鋳型は交換する必要があるが、鋳型は重量物であるため作業負荷が高い。
そのため、鋳型の歪みの進行を遅延させることにより、アノード形状を改善し、鋳型交換作業の頻度を低下させることが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１-６２７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、鋳型の歪みの進行を遅延できるアノード鋳造設備の操業方法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】
【０００７】
第１発明のアノード鋳造設備の操業方法は、アノード用の鋳型を備えるアノード鋳造設備の操業方法であって、前記鋳型への溶湯の落下位置を所定時間間隔で変更することを特徴とする。
第２発明のアノード鋳造設備の操業方法は、第１発明において、前記アノード鋳造設備は、前記鋳型へ溶湯を注湯する計量樋を備え、前記鋳型に対する前記計量樋の注湯口の位置を所定時間間隔で変更することを特徴とする。
第３発明のアノード鋳造設備の操業方法は、第２発明において、前記アノード鋳造設備は、支持部から注湯口までの長さの異なる複数の計量樋を備え、前記複数の計量樋を所定時間間隔で交換することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、鋳型への溶湯の落下位置が所定時間間隔で変わるので、溶湯の荷重による凹みが分散し、鋳型の歪みの進行を遅延できる。
第２発明によれば、鋳型に対する計量樋の注湯口の位置を所定時間間隔で変更することにより鋳型への溶湯の落下位置が所定時間間隔で変わるので、溶湯の荷重による凹みが分散し、鋳型の歪みの進行を遅延できる。
第３発明によれば、長さの異なる複数の計量樋を所定時間間隔で交換することにより鋳型への溶湯の落下位置が所定時間間隔で変わるので、溶湯の荷重による凹みが分散し、鋳型の歪みの進行を遅延できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）計量樋および鋳型の平面図であり、（ｂ）長さの異なる計量樋に交換した場合の計量樋および鋳型の平面図である。
【図２】（ａ）計量樋および鋳型の縦断面図であり、（ｂ）長さの異なる計量樋に交換した場合の計量樋および鋳型の縦断面図である。
【図３】アノード鋳造設備の平面図である。
【図４】鋳型の（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）図におけるb-b線矢視断面図である。
【図５】計量樋の（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）図におけるb-b線矢視断面図である。
【図６】実施例および比較例のアノード鋳造枚数に対する鋳型の歪のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、電解精製に用いられるアノードを鋳造するアノード鋳造設備について説明する。なお、本発明に係るアノード鋳造設備の操業方法は、銅やニッケルなど、電解精製が行われる種々の金属のアノードを鋳造するアノード鋳造設備に適用できる。
【００１１】
図３に示すように、アノード鋳造設備１は、主に溜樋１０と、計量樋２０と、複数の鋳型３０が円周方向に並べられて設けられたターンテーブル４０とから構成されている。
図示しない精錬炉で精製された溶湯は、樋５０を流れて溜樋１０に一時的に貯留された後、計量機能を備えた計量樋２０に注湯される。そして、溶湯は計量樋２０から鋳型３０に順番に一定重量ずつ鋳込まれる。溶湯が鋳込まれた鋳型３０はターンテーブル４０が矢印方向に回転することにより運ばれていく。
【００１２】
鋳型３０へ鋳込まれた溶湯は、冷却水が散布される水冷ゾーン４１を通過する間に冷却されて固形化する。そして、溶湯が固化して形成されたアノードは、押上装置４２が配置された剥ぎ取り位置まで運ばれる。剥ぎ取り位置において鋳型３０から剥ぎ取られたアノードは電解精製工程に送られる。
一方、アノードが剥ぎ取られた後の鋳型３０は、表面に離型剤が塗布され再び元の位置に戻り、再度に溶湯が鋳込まれるというサイクルを繰り返す。
【００１３】
図４に示すように、鋳型３０は、上面にアノード形状の凹部３１が形成された平板である。また、凹部３１には、昇降可能な押上ピン３２が設けられている。この押上ピン３２を、ターンテーブル４０に設けられた押上装置４２で押し上げることにより、凹部３１内で固化したアノードを剥ぎ取ることができる。
この鋳型３０はターンテーブル４０に載置されており、鋳型３０の歪が進行した場合などには、鋳型３０を交換できるようになっている。
【００１４】
図５に示すように、計量樋２０は、平面視略長方形であり、所定量の溶湯を貯留可能な深さを有する湯溜部２１と、湯溜部２１に接続された注湯部２２とから構成されている。また、注湯部２２の先端には湯切板２３が取り付けられている。この湯切板２３の先端が溶湯を鋳型３０に注湯するための注湯口２３ａとなっている。
【００１５】
計量樋２０の両側壁の略中央には一対のトラニオン２４、２４が設けられている。計量樋２０はトラニオン２４を軸として図示しないロードセルに軸支されている。
溜樋１０から計量樋２０に溶湯が注湯されると、ロードセルによってその重量が計量される。そして、予め定められた所定の重量に達したらトラニオン２４を支点として計量樋２０が傾倒され、所定重量の溶湯を鋳型３０へ注湯する。
なお、トラニオン２４が特許請求の範囲に記載の支持部に相当する。
【００１６】
注湯口２３ａの下側には溶湯が付着しやすく、付着した溶湯は冷えて固まり、注湯を繰り返すにつれて次第に成長して鋳付と呼ばれる塊となる。鋳付が付着していると、溶湯の計量に誤差が生じたり、鋳付が鋳型３０へ落下してアノード表面にコブを生じさせたりするなどの不具合が生じる。そのため、計量樋２０は所定時間間隔で交換される。そして、アノード鋳造設備１から取り外された計量樋２０は、湯切板２３が取り外され、鋳付が除去された新たな湯切板２３が取り付けられ、つぎの交換に備えられる。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係るアノード鋳造設備１は、複数の計量樋２０が備えられており、所定時間間隔で交換して使用されるようになっている。この複数の計量樋２０には、長さの異なる湯切板２３が取り付けられており、トラニオン２４から注湯口２３ａまでの長さが異なっている。例えば、湯切板２３の長さを5cm刻みで延長した４種類の計量樋２０が備えられている。
【００１８】
つぎに、本実施形態に係るアノード鋳造設備の操業方法について説明する。
本実施形態においても基本的には一般的なアノード鋳造設備の操業方法と同様の操業を行う。すなわち、計量樋２０で計量した一定重量の溶湯を鋳型３０に注湯し、アノードを鋳造する。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、歪みのない新たな鋳型３０に溶湯を注湯すると、鋳型３０は、計量樋２０からの溶湯が落下する位置ａに荷重がかかりその位置ａを中心に凹みが生ずる。ここで、溶湯が落下する位置ａは計量樋２０の注湯口２３ａの位置とほぼ等しくなる。
【００２０】
従来の操業方法では、計量樋２０の注湯口２３ａの位置が常に一定であるため、鋳造を繰り返すと、鋳型３０はその位置ａを中心に凹み深さが増していく。このようにして、鋳型３０の歪みが進行する（凹凸の高低差が大きくなる）。
【００２１】
そこで、本実施形態では、長さの異なる複数の計量樋２０を所定時間間隔で交換しながら鋳造を行う。ここで、計量樋２０の交換タイミングは、計量樋２０の鋳付を除去するための交換など、従来の交換と同様のタイミングで行えば良い。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、長さの異なる計量樋２０に交換すれば、トラニオン２４の位置は一定であるから、鋳型３０に対する計量樋２０の注湯口２３ａの位置が変わり、鋳型３０への溶湯の落下位置ｂが変わる。そうすると、鋳型３０は、元の落下位置ａからずれた落下位置ｂを中心に凹みが生ずる。
また、さらに別の長さの計量樋２０に交換すれば、鋳型３０への溶湯の落下位置がさらに変わり、鋳型３０はその位置を中心に凹みが生じる。
【００２３】
このように操業すれば、鋳型３０への溶湯の落下位置が所定時間間隔で変わるので、溶湯の荷重による凹みが分散し、特定位置における凹み深さの増加を抑制できる。言い換えれば、鋳型３０が凹む範囲は広くなるが、特定位置における凹みは浅くなる。そのため、鋳型３０の歪みの進行（凹凸の高低差の増加）を遅延できる。
【００２４】
鋳型３０の歪みの進行を遅延させることにより、鋳型３０の寿命を延長することができる。その結果、鋳造されるアノードの形状が改善し電解精製工程の生産効率が向上する。また、鋳型交換作業の頻度を低下させることができるので、作業負荷を軽減できる。
【００２５】
（その他の実施形態）
計量樋２０は、湯溜部２１の先端に湯切板２３が取り付けられたものに限られず、湯切板２３が取り付けられないものでもよい。湯切板２３が取り付けられない場合には、湯溜部２１の先端が注湯口となる。
【００２６】
また、上記実施形態では、長さの異なる湯切板２３が取り付けられた計量樋２０を用いたが、湯溜部２１の長さが異なる計量樋２０を用いてもよい。ただし、湯切板２３の長さを変えたほうが、既存の計量樋２０を利用できるので好ましい。
【００２７】
さらに、長さの異なる計量樋２０を交換する以外に、計量樋２０と鋳型３０との位置関係を相対的に変えることにより鋳型３０への溶湯の落下位置を変えてもよい。
【実施例】
【００２８】
つぎに、実施例について説明する。
実施例として上記実施形態に係る方法で銅アノードを鋳造するアノード鋳造設備を操業した。5cm刻みで長さの異なる４種類の計量樋２０を用い、３回/日の頻度で交換を行った。
また、比較例として、同じ長さの計量樋２０を用いる以外は実施例と同様の操業を行った。
【００２９】
実施例と比較例において、ある特定の鋳型３０の歪を所定時間間隔で測定した。ここで、鋳型３０の歪は、鋳型３０の凹部３１に４ヶ所の測定点を選び、それぞれの測定点において凹み深さを測定し、それらの平均値とした。
その結果、図６に示すグラフが得られた。
【００３０】
図６に示すように、実施例においては、アノードの鋳造を繰返しても歪みは4〜5mm程度であり、あまり増加傾向が見られなかった。それに対して、比較例においては、実施例よりも歪みが大きく、アノードの鋳造を繰り返すに従い歪みが増大していく傾向が見られた。
これより、本発明を適用することにより、鋳型の歪みの進行を遅延できることが確認された。
【００３１】
なお、実施例においても比較例においても、アノード鋳造枚数が0枚付近における歪みが4〜5mm程度ある。これは、鋳型３０は１回目の鋳造時に大きく4〜5mm歪み、その後の鋳造により少しずつ歪むからである。
【符号の説明】
【００３２】
１      アノード鋳造設備
１０    溜樋
２０    計量樋
２１    湯溜部
２２    注湯部
２３    湯切板
２３ａ  注湯口
２４    トラニオン
３０    鋳型
３１    凹部
３２    押上ピン
４０    ターンテーブル
４１    水冷ゾーン
４２    押上装置
【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】
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