(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳込み面の実質的な全面に、高さ３〜１０ｍｍの凹凸を設けたことを特徴とする電解用アノード鋳込み用鋳型。
【請求項２】
前記凹凸が、碁盤目状であることを特徴とする請求項１に記載の電解用アノード鋳込み用鋳型。
【請求項３】
電解用アノードを鋳込むために使用する鋳型の鋳込み面の実質的な全面に、高さ３〜１０ｍｍの突起を配設することを特徴とするアノード鋳込み方法。
【請求項４】
前記突起が、碁盤目状であることを特徴とする請求項３に記載のアノード鋳込み方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅製錬操業での銅電解用アノードの鋳込み方法に関し、特に、鋳型歪みによる電解工程での電気銅の形状悪化を防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅製錬工程で産出された粗銅が、次工程の電解精製工程で、純度の高い電気銅に仕上げられて製品となる。粗銅は、電解精製工程で使用するために、電解用アノードの形状に鋳込まれるが、電解用アノードの形状が、電解精製工程に大きな影響を及ぼすことが知られている。安定した銅製錬操業のためには、電解用アノードの形状における厚みが均一であることが重要である。
【０００３】
電解用アノードは、鋳型に溶融粗銅を鋳込むことで鋳造され、該鋳型は、母型を用いた型に溶融粗銅を鋳込むことで鋳造される。
【０００４】
図４に、従来の電解用アノードの平面図を示す。従来の電解用アノードは、平滑な面を備えた厚みのある平板に、電解槽に吊すため、かつ電解用の配線を接続するための２つの耳を備える。
【０００５】
図５に、従来の鋳型の平面図およびＶ−Ｖ断面図を示す。従来の鋳型は、電解用アノードに平滑な面が形成されるように、平滑な鋳込み面を備え、該鋳込み面に押上げ棒のための孔を備える。
【０００６】
図６に、従来の母型の平面図を示す。従来の母型は、鋳型の平滑な鋳込み面が形成されるように、平滑な鋳込み面を備え、鋳型に押上げ棒のための孔が形成されるように、突起を備える。
【０００７】
図７に、電解用アノードの鋳造設備を示す。従来の電解用アノードの鋳造設備は、複数の鋳型をターンテーブルの上に、円形に載置し、ターンテーブルが一周する間に、一つの鋳型につき、電解用アノードを一つ鋳造する。
【０００８】
先ず、溶融粗銅鋳込み位置で、計量樋から鋳型に溶融粗銅が鋳込まれる。この時、押上げ棒は孔を封じるように固定される。
【０００９】
次に、冷却フード内で、冷却設備によって、上下から冷却水が散布されることにより、冷却される。
【００１０】
電解用アノードが冷却固化された位置で、上下動可能な押上げ棒を下方から押し上げ、電解用アノードが鋳型から離される。押し上げられた電解用アノードは、耳が上方に位置し、該耳を、図示しない剥ぎ取り機が引っ掛けて、持ち上げられて、そのまま冷却槽に挿入される。鋳型の方は、次の鋳造に備えて、離型剤散布設備によって、離型剤タンクより供給される粘土水が散布される。
【００１１】
この電解用アノードの鋳造設備では、鋳型の表面温度が、溶融粗銅の鋳込まれた時の温度の１１００〜１１５０℃から、電解用アノードを剥ぎ取った後に離型剤散布を行った時の温度の１５０〜２００℃まで、変動する。鋳型の歪みは、鋳造を繰り返すことにより、徐々に大きくなる。大きくなった鋳型の歪みにより、電解用アノードの形状の上下歪み差が大きくなり、さらに、電解工程において電気銅の上下の厚み差が大きくなるという品質上の問題となる。鋳型の歪みが生じる機構については、明らかとなっていないが、これまでの調査および試験により、鋳型の歪み速度が、鋳型温度、鋳込み面の形状および鋳型の冷却方法に依存することが分かっている。
【００１２】
なお、所定の回数の鋳込みを繰り返すことによって生じる鋳型の歪みの大きさを、鋳型の歪み速度と称している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に対して、鋳型の歪み速度を低減し、電解用アノードの形状における厚みを均一として、電解工程で得られる電気銅の仕様を安定させることが可能なアノード鋳込み方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電解用アノード鋳込み用鋳型は、鋳込み面の実質的な全面に、高さ３〜１０ｍｍの凹凸を設ける。前記凹凸が、碁盤目状であることが望ましい。
【００１５】
本発明のアノード鋳込み方法では、電解用アノードを鋳込むために使用する鋳型の鋳込み面に、高さ３〜１０ｍｍの突起を配設する。前記突起が、碁盤目状であることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、前記問題に関して、種々検討した結果、鋳型の鋳込み面に特徴を持たせることで、鋳型の歪み速度を低減させることが可能であることを見出した。すなわち、鋳込み面の形状については、同じ冷却条件において、鋳込み面の状態が平滑な鋳型により電解用アノードを鋳造した場合と、小クラックの入った鋳型により電解用アノードを鋳造した場合との比較を行った結果、鋳込み面に小クラックの入った鋳型により電解用アノードを鋳造した方が、鋳型の歪み速度が小さいことが明らかとなった。
【００１７】
さらに、調査結果より、鋳込み面が平滑な鋳型より、細かい凹凸のある鋳型の方が、鋳型の歪み速度が遅いことが明らかになった。特に歪み速度の遅い鋳型の鋳込み面を観察すると、鋳込み面の凹凸は、深さ３〜１０ｍｍ、３０〜１００ｍｍ画であった。そこで、母型で鋳型の鋳込み部にあたる部分に、幅５０ｍｍ画、深さ７ｍｍの碁盤目状の溝を入れ、該溝により、鋳型に突起を備えて、電解用アノードの鋳造を行い、鋳型の歪み速度について検討した。このような試行を繰り返した後に、本発明を完成するに至った。凹凸が３ｍｍより低いと、鋳型の歪み速度が小さくならず、１０ｍｍより高いと、鋳型へのアノードの焼き付きを生じた。また、区画の大きさが３０ｍｍより小さいと、鋳型へのアノードの焼き付きが生じ、１００ｍｍより大きいと、鋳型歪み速度が大きいという問題を生じた。
【００１８】
従って、本発明のアノード鋳込み方法では、電解用アノードを鋳込むために使用する鋳型の鋳込み面に、突起が配設されるように、該鋳型を鋳込むために使用する母型の一部に、溝を設ける。前記溝が、碁盤目状であることが望ましい。
【００１９】
本発明を図面に従って詳細に説明する。
【００２０】
図１に、本発明による電解用アノードの平面図の一実施例を示す。図２に、本発明による鋳型の一実施例の平面図およびII-II断面図を示す。図３に、本発明による母型の一実施例の平面図を示す。電解用アノードの鋳造設備は、従来と同様であり、図７に示す。
【００２１】
本発明のアノード鋳込み方法では、電解用アノードを鋳込むために使用する鋳型の鋳込み面に、突起が配設されるように、該鋳型を鋳込むために使用する母型のほぼ全面に、幅５０ｍｍ画、深さ７ｍｍの碁盤目状の溝を設けた。これにより、鋳型の鋳込み面のほぼ全面に碁盤目状の突起が形成された。このように、鋳型の鋳込み面に突起を設けた以外は、従来と同様にして、図７に示すようにターンテーブルにより電解用アノードを製造した。
【００２２】
鋳造時間は、精製炉の鋳湯開始から鋳湯終了まで約５時間である。また、一つの鋳型から約３５枚の電解用アノードを鋳造した。該アノードの表面には、母型の碁盤目状の溝が転写されていた。
【００２３】
鋳型の歪みを調べるため、鋳造開始前に対する２０回の鋳造終了後、すなわち２０枚の電解用アノードを鋳造した後の鋳型の歪みについて、測定した。
【００２４】
鋳型の歪みは、図８に示した２つの対角線Ａ、Ｂの伸縮を歪みとして測定し、２つの値の平均を求めた。歪みの測定は、対角線上に直線定規を当てて、一番低い所までの距離を測定して行った。
【００２５】
従来の鋳型の歪みは約８〜１０ｍｍであるのに対し、本発明による鋳型では３〜５ｍｍと大幅に低減した。
【００２６】
さらに、図９に示した４箇所の電解用アノードの厚みを測定し、上部２箇所の内の大きい方の厚みから、下部２箇所の内の大きい方の厚みを引いて、電解用アノードの上下の厚みの差とした。厚みの測定は、厚み測定器を用いて行った。
【００２７】
従来の電解用アノードの上下の厚みの差は約５〜７ｍｍであるのに対し、本発明による電解用アノードでは１〜３ｍｍと大幅に低減した。
【００２８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明により、鋳型の歪み速度を低減し、電解用アノードの形状における厚みを均一として、電解工程で得られる電気銅の仕様を安定させることが可能なアノード鋳込み方法を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による電解用アノードの一実施例を示す平面図である。
【図２】  本発明による鋳型の一実施例を示す平面図およびII-II断面図である。
【図３】  本発明による母型の一実施例を示す平面図である。
【図４】  従来の電解用アノードの一例を示す平面図である。
【図５】  従来の鋳型の一例を示す平面図およびＶ-Ｖ断面図である。
【図６】  従来の母型の一例を示す平面図である。
【図７】  電解用アノードの鋳造設備を示す平面図である。
【図８】  鋳型の歪みを測定する部分を説明するための平面図である。
【図９】  電解用アノードの厚みを測定する部分を説明するための平面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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