(57)【要約】【課題】銅製錬操業での銅電解用アノード鋳造工程において、鋳造工程、電解工程の安定化を可能とする形状の良好なアノードを鋳造するための、銅電解用アノード鋳型を提供する。【解決手段】鋳込み面（１１）に、鋳型（５）の歪み防止用の筋状凸部（１２）を複数設けた銅電解用アノード鋳型において、鋳込み面（１１）の外縁部に筋状凸部（１２）のない６０〜８０ｍｍ幅の平坦部分（１３）を設けた。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳込み面（１１）に、鋳型（５）の歪み防止用の筋状凸部（１２）を複数設けた銅電解用アノード鋳型において、鋳込み面（１１）の外縁部に筋状凸部（１２）のない６０〜８０ｍｍ幅の平坦部分（１３）を設けたことを特徴とする銅電解用アノード鋳型。
【請求項２】
アノード（１）の下端角部分に相当する鋳込み面（１１）の下部角部分に、筋状凸部（１２）のない１１０〜１３０ｍｍ四方の平坦部分（１４）を設けたことを特徴とする請求項１記載の銅電解用アノード鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅製錬操業での銅電解用アノード鋳造工程において、鋳造工程、電解工程の安定化を可能とする形状の良好なアノードを鋳造するための、銅電解用アノード鋳型の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅製錬操業での銅電解用アノード鋳造工程において鋳造される銅品位およそ９８％のアノードは、次工程の電解工程で銅品位およそ９９．９９％の電気銅に仕上げられて製品とされるが、鋳造工程で生産されたアノードの形状が電解工程の操業の安定性に大きな影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
電解工程を安定的に操業するために求められるアノードの形状は、厚みが均一であること、表面が平滑であること、アノード外縁部に鋳張りや膨らみがないこと等であるが、これは以下に示す理由による。
【０００４】
図１および図２は、電解槽に装入されたアノードとカソードを示す模式図である。図１に示すように、電解工程において、ほぼ方形状のアノード１とカソード２は図示しない電解槽中に交互に装入され、電解製錬が行われる。アノード１から溶け出した銅はカソード２上に電着し、その後、電解製錬の終了したカソード２は電解槽から引き上げられ、洗浄され、所定の枚数に結束され、製品として保管される。尚、製品形状や電解槽サイズにも関連するが、アノード１及びカソード２のサイズは、１０００ｍｍ〜１４００ｍｍ程度の方形に収まるサイズであるのが一般的である。
【０００５】
電解製錬中のアノード１とカソード２との理想的な位置関係は、図２に示すように電解槽中に垂直に吊り下げられた状態で、極間距離３と称するアノード１とカソード２との間の距離が、向かい合うアノード１とカソード２のどの部分においても等しく調整されることである。なぜならば、アノード１とカソード２とが上述の理想的な位置関係を保てば、局部的な電気抵抗の低下やショートを防止できるため、電解工程の安定的な操業が可能となるからである。
【０００６】
そこで、極間距離３を等しくするために、前記のように、アノード１の厚みが均一であり、その表面が平滑であり、かつアノード１の外縁部に鋳張りや膨らみがない形状に鋳造する必要がある。
【０００７】
図３は、アノード鋳造設備を示す概略図である。アノード鋳造工程で用いられるアノード鋳造設備は、鋳型搬送設備であるターンテーブル４上に、銅製の鋳型５を複数個載置して、所定の回転方向６にターンテーブル４を回転させながら鋳型５を連続的に搬送し、樋７から熔融銅を鋳型５に鋳込み、熔融銅を冷却装置８で固化させてアノード１を鋳造し、その後アノード１を剥取機９で剥ぎ取るように構成されている。
【０００８】
アノード１を鋳型５から剥ぎ取った後、鋳型５には掃除作業が施されて、粉状、フレーク状の鋳屑、酸化銅、粘土などの鋳造残渣が除去され、離型剤塗布装置１０によって離型剤としての粘土水を塗布され、充分に水分を蒸発させてから、樋７に戻って新たな溶融銅が鋳込まれる。なお、簡略化のために図３では鋳型個数を６個としたが、通常、鋳型個数は１８個程度で実施される。
【０００９】
上に掲げた、求められるアノードの形状のうち、表面が平滑であること、アノード外縁部に鋳張りや膨らみがないことについては、好ましくない形状のアノードが鋳造されたとしても、アノード鋳造工程後に比較的軽度の研削加工等によって形状修正をすることが可能であり、その他にも、例えば特許文献１には、アノード鋳型の頭頂部にステンレス板を設けることにより、鋳張りの発生を抑制する方法が公開されている。また、例えば特許文献２には、アノード表面温度分布を測定することにより、膨れの発生を抑制する方法が公開されており、特許文献３には、アノードを充分に冷却することにより、腰折れと称するアノードの曲がりの発生を抑制する方法が公開されている。
【００１０】
一方、求められるアノードの形状のうち、厚みが均一であることに着目すると、その阻害原因の一つとして、熱による鋳型の歪みが知られている。
【００１１】
すなわち、アノード鋳造工程において、アノード鋳型には使用回数を重ねるたびに熱による歪みが生じ、その歪みが鋳込み面に表れると、厚みが均一のアノードを生産することが難しくなる。
【００１２】
この歪みの発生を防止するために、例えば特許文献４にはアノード鋳型の鋳込み面に格子状に筋状凸部を設けることで歪みの進行速度を抑える技術が公開されている。
【００１３】
図４は、鋳込み面１１に格子状の筋状凸部１２を設けた従来の銅電解用アノード鋳型の概略的な斜視図、図５は、従来の銅電解用アノード鋳型の鋳込み面の形状を示す概略的な平面図である。このように鋳込み面１１に格子状の筋状凸部１２を設けることで、アノード鋳型の歪みを大幅に低減できるが、この技術によると、アノード鋳型の鋳込み面１１に格子状の筋状凸部１２があるために相対的に凹部となる部分、特にほぼ方形状の鋳込み面１１の外縁部及び下部角部に堆積した鋳造残渣の掃除が困難となり、アノード鋳型に鋳造残渣が残存してしまうことがあった。
【００１４】
このため、離型剤である粘土水を鋳込み面にかけた際に、外縁部、角部の鋳造残渣中に水分が滲みこみ、これが乾燥しきらずに残ってしまい、鋳込み時にこの残った水分が突発的に蒸発し、沸きあがって、アノードの外縁部、角部に膨れや鋳張りを生じることが多かった。
【００１５】
このようなトラブルを防止するためには、鋳造残渣を充分に除去する必要があるが、この除去作業には鋳型１個につき２０分程度の作業時間が必要で、ターンテーブル回転速度の律速となっており、作業効率が悪くコスト的に不利であった。このため、鋳造残渣を除去する掃除の作業時間を短縮させることができる形状を持つ銅電解用アノード鋳型が要請されていた。
【特許文献１】実開平０５−５２６２号公報
【特許文献２】特開平０９−１６４４６８号公報
【特許文献３】特開平０６−７９４３８号公報
【特許文献４】特開２００３−２１１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、このような状況を解決するためになされたものであり、鋳型の歪み防止用の筋状凸部を有する銅電解用アノード鋳型におけるアノード外縁部、角部の膨らみや鋳張り等の問題点に関し、その原因となっている鋳造残渣を容易に除去することができる銅電解用アノード鋳型を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、上記課題を解決するために、アノード鋳型の鋳込み面の一部を平坦にすることで、鋳造残渣除去が容易になることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明によれば、鋳型の歪み防止用の筋状凸部を有し、かつ鋳造残渣除去が容易な銅電解用アノード鋳型が提供される。
【００１８】
具体的には、鋳込み面（１１）に、鋳型（５）の歪み防止用の筋状凸部（１２）を複数設けた銅電解用アノード鋳型において、鋳込み面（１１）の外縁部に筋状凸部（１２）のない６０〜８０ｍｍ幅の平坦部分（１３）を設けた。
【００１９】
また、前記銅電解用アノード鋳型において、アノード（１）の下端角部分に相当する鋳込み面（１１）の下部角部分に、筋状凸部（１２）のない１１０〜１３０ｍｍ四方の平坦部分（１４）を設けた。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の銅電解用アノード鋳型を用いれば、鋳造残渣除去が容易となるので掃除の作業時間が短縮され、アノードの外縁部、角部形状の良好なアノードを低コストで鋳造することができる。しかも、鋳型の歪み防止用の筋状凸部により、熱による鋳込み面の歪みを防止できる。これにより、次工程である電解工程の安定化を図ることができるので、その工業的価値は極めて大きい。
【００２１】
すなわち、鋳込み面（１１）に、鋳型（５）の歪み防止用の筋状凸部（１２）を複数設けた銅電解用アノード鋳型において、鋳込み面（１１）の外縁部に筋状凸部（１２）のない６０〜８０ｍｍ幅の平坦部分（１３）を設けたから、筋状凸部（１２）の間の凹部に鋳造残渣が入り込んで堆積することがなくなり、鋳造残渣の掃除が容易となる。これにより、鋳造残渣を残らず除去できるから、鋳造残渣に離型用粘土水の水分が滲みこみ、その水分が蒸発しきらずに残ってしまうことがなくなり、鋳込み時に水分が突発的に蒸発し、沸きあがって、アノードの外縁部、角部に膨れや鋳張りを生じさせるトラブルを防止できる。
【００２２】
また、アノード（１）の下端角部分に相当する鋳込み面（１１）の下部角部分に、筋状凸部（１２）のない１１０〜１３０ｍｍ四方の平坦部分（１４）を設けたから、筋状凸部１２の間の凹部に鋳造残渣が入り込んで堆積することがなくなり、特に掃除具が入りづらく、清掃の困難な鋳込み面（１１）の下部角部分において、鋳造残渣の掃除が容易となる。これにより、鋳造残渣に離型用粘土水の水分が滲みこみ、その水分が蒸発しきらずに残ってしまうことがなくなり、鋳込み時に水分が突発的に蒸発し、沸きあがって、アノードの外縁部、角部に膨れや鋳張りを生じさせるトラブルを防止できる。また、前記平坦部には、筋状凸部（１２）による凹凸がなく清掃しやすいので、鋳込み面（１１）全面から集めた鋳造残渣をこの部分に集めて、鋳造残渣を残さず除去することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、鋳型の歪み防止用の筋状凸部を有する銅電解用アノード鋳型において、従来鋳造残渣の掃除作業が困難であった鋳込み面の外縁部分及び下部角部分（アノードの下端角部分に相当）の形状を平坦にしたため、鋳造残渣の掃除作業時間が短縮され、効率よくアノードを製造することができる。これにより、鋳造残渣を原因とする該外縁部分及び下部角部分におけるアノードの膨らみや鋳張りの発生も抑制できるので、次工程である電解工程においても安定的な操業を実現することができる。
【００２４】
以下、本発明の銅電解用アノード鋳型を詳細に説明する。図６は、本発明の銅電解用アノード鋳型の概略的な斜視図、図７は、本発明の銅電解用アノード鋳型の鋳込み面の形状を示す概略的な平面図である。
【００２５】
図６において、鋳型５は銅製の鋳物であり、ほぼ方形状の銅電解用アノードに平滑な面を形成するように、平滑な鋳込み面１１を備えている。鋳込み面１１には、鋳型５の熱歪み防止用の高さ３〜１０ｍｍの筋状凸部１２が格子状に形成されている。鋳込み面１１のほぼ中央には、鋳造された銅電解用アノードを鋳型５から剥がすための図示しない押し上げ棒が通る孔１５が形成されている。この孔１５は、鋳込み時には粘土等により塞がれる。
【００２６】
図７に示すとおり、本発明の銅電解用アノード鋳型においては、従来鋳込み面１１の全面にあった筋状凸部１２の一部を取り除いている。すなわち、鋳型５の鋳込み面１１の外縁部において、６０〜８０ｍｍ幅で平坦部１３を設けている。また、アノード１の下端角部分に相当する鋳込み面１１の下部角部分において、１１０〜１３０ｍｍ四方の平坦部１４を設けている。
【００２７】
なお、鋳込み面１１の平坦部分１３が６０ｍｍ幅より狭くなると掃除作業の効率が悪く、８０ｍｍ幅より広くなるとアノードの鋳型５の歪みが発生しやすくなるため、平坦部分１３は、６０〜８０ｍｍとするのが好ましい。また、鋳込み面１１の下部角部分の平坦部分１４が１１０ｍｍ四方より狭くなると掃除作業の効率が悪く、１３０ｍｍ四方より広くなるとアノード鋳型の歪みが発生しやすくなるため、鋳込み面１１の下部角部分の平坦部分１４は１１０〜１３０ｍｍ四方とするのが好ましい。
【実施例１】
【００２８】
表１は、本発明の銅電解用アノード鋳型で実操業した際の作業時間等を示す表である。
【００２９】
【表１】
2009072823.tif 000003
【００３０】
表１から、掃除作業時間は従来の２０分程度から１／４に短縮され、アノード形状も良好であり、鋳型歪の頻度も従来と同等であることがわかる。すなわち、本発明により、熱歪み防止用の筋状凸部１２の効果を減殺することなく、掃除作業時間の短縮を図ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の銅電解用アノード鋳型は、該鋳型の鋳込み面形状に係るものであり、銅製錬と同様に鋳型を利用して、電解精製用アノードを製造する場合には、好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】電解槽に装入されたアノードとカソードを示す模式図である。
【図２】電解槽に装入されたアノードとカソードを示す模式図である。
【図３】アノード鋳造設備を示す概略図である。
【図４】従来の銅電解用アノード鋳型の概略的な斜視図である。
【図５】従来の銅電解用アノード鋳型の鋳込み面の形状を示す概略的な平面図である。
【図６】本発明の銅電解用アノード鋳型の概略的な斜視図である。
【図７】本発明の銅電解用アノード鋳型の鋳込み面の形状を示す概略的な平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  アノード
２  カソード
３  極間距離
４  ターンテーブル
５  鋳型
６  回転方向
７  樋
８  冷却装置
９  剥取機
１０  離型剤塗布装置
１１  鋳込み面
１２  筋状凸部
１３  （外縁部の）平坦部分
１４  （下部角部の）平坦部分
１５  孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009072823.tif 000006
【図４】
2009072823.tif 000007
【図５】
2009072823.tif 000008
【図６】
2009072823.tif 000009
【図７】
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