JP2009045647A - 鋳造鋳型の水平調整冶具 - Google Patents

Abstract

【課題】アノードの厚みを均一にするために、アノード鋳造機における鋳型の水平性を安定的に維持する鋳造鋳型の水平調整冶具を提供する。
【解決手段】鋳造鋳型の水平調整冶具（１７）を、アノード鋳造機の下部構造物に固定される架台（１１）と、架台（１１）上に載置され、上向きのピン（１８）を備える固定ピンスタンド（１３）と、該ピン（１８）が通る孔（２０）を有し、孔（２０）にピン（１８）を挿入した状態で固定ピンスタンド（１３）上に積層される高さ調整用のライナー鉄板（１４）と、該ピン（１８）が通る孔（２１）を有し、孔（２１）にピン（１８）を挿入した状態でライナー鉄板（１４）上に載置されるとともに、上面に鋳型（５）が載置される載置面（２２）を備え、前記架台（１１）にはめ込み可能な形状を有し、前記架台（１１）にはめ込んで取り付けられるライナー固定台（１５）とから構成する。
【選択図】図５

Description

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、電解工程の安定化を可能とする良好な形状のアノードを得るための、鋳造鋳型の水平調整冶具に関する。

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。

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。

図１と図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、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。

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のどの面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。

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。

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。

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ついては、好ましくない形状のアノードが鋳造されてしまったとき、アノードの全面に渡って比較的重度の研削加工等による形状修正が必要になるので、効率的にもコスト的にも修正することが困難になる。従って、アノード鋳造工程において、厚みが均一な形状のアノードを鋳造することは、電解工程を安定的に操業するために大変重要である。

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。尚、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。

アノード鋳造工程において、厚みが均一のアノードを製造するためには、鋳型を水平に保って、湯面から鋳込み面までの深さを鋳型のどの位置でも同じにする必要があり、従来、鋳型の水平調整には水平調整冶具が用いられている。

図４は、従来の鋳造鋳型の水平調整冶具１２を用いて鋳型５を水平に調整した状態を示す概略図である。図４において、鋳型５はターンテーブル本体１０上に固定された架台１１にセットされており、鋳型５の底部と、図中右方の架台１１との間に鉄板状の水平調整冶具１２を挟み込んで鋳型５の水平調整をし、鋳型５を水平に保持することで、厚みが均一な形状のアノード１を製造している。

ところが、ターンテーブル４上での回転移動や、アノード１を剥ぎ取る際に鋳型５が振動し、水平調整冶具１２がずれたり、外れたりして、水平性が失われる場合があり、これを迅速に修正でき、鋳型５が水平に調整された状態を安定的に維持できる調整冶具が求められていた。
実開平０５−５２６２号公報 特開平９０−１６４４６８号公報 特開平０６−７９４３８号公報

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、アノードの厚みを均一にするために、アノード鋳造機における鋳型の水平性を安定的に維持する、鋳造鋳型の水平調整冶具を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、アノード鋳造機における鋳型の水平調整冶具の構造を、鋳型が振動等してもずれない構造とすることによって、鋳型の水平性を安定的に維持できることを見出し、本発明を完成した。

具体的には、鋳造鋳型の水平調整冶具（１７）を、アノード鋳造機の下部構造物に固定される架台（１１）と、架台（１１）上に載置され、上向きのピン（１８）を備える固定ピンスタンド（１３）と、該ピン（１８）が通る孔（２０）を有し、孔（２０）にピン（１８）を挿入した状態で固定ピンスタンド（１３）上に積層される高さ調整用のライナー鉄板（１４）と、該ピン（１８）が通る孔（２１）を有し、孔（２１）にピン（１８）を挿入した状態でライナー鉄板（１４）上に載置されるとともに、上面に鋳型（５）が載置される載置面（２２）を備え、前記架台（１１）にはめ込み可能な形状を有し、前記架台（１１）にはめ込んで取り付けられるライナー固定台（１５）と、から構成している。

本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具（１７）を用いれば、鋳型（５）の水平性を安定に維持することが可能となり、厚みが均一なアノードを安定的に製造することができ、これにより、次工程である電解工程を安定して操業することができるので、その工業的価値は極めて大きい。

すなわち、アノード鋳造機の下部構造物に固定される架台（１１）上に上向きのピン（１８）を備えた固定ピンスタンド（１３）を載置し、前記固定ピンスタンド（１３）上に前記ピン（１８）が通る孔（２０）を有する高さ調整用のライナー鉄板（１４）を積層し、前記ライナー鉄板（１４）上に前記ピン（１８）が通る孔（２１）を有するライナー固定台（１５）を載置し、前記ライナー固定台（１５）は、上面に鋳型（５）が載置される載置面（２２）と、前記架台（１１）にはめ込んで架台（１１）に固定される形状を有するものとして鋳造鋳型の水平調整冶具（１７）を構成したから、ライナー鉄板（１４）は固定ピンスタンド（１３）により係止され、ライナー鉄板（１４）と固定ピンスタンド（１３）はライナー固定台（１５）により係止され、ライナー固定台（１５）は架台（１１）に嵌め込まれて架台（１１）に固定され、しかもこれらの部材は鋳型（５）の自重で下方に押さえつけられているため、ターンテーブル上での回転移動やアノードを剥ぎ取る際に鋳型（５）が振動しても、鋳造鋳型の水平調整冶具（１７）がずれたり、外れたりすることがなく、鋳型（５）を安定的に水平に保持することができる。

また、鋳造鋳型の水平調整冶具（１７）の高さを、高さ調整用のライナー鉄板（１４）の厚さや枚数を変更することによって容易に調整できるようにしたから、鋳型（５）を容易に水平とすることができる。また、水平性の再調整が必要な場合にも、ライナー鉄板（１４）の厚みや枚数を変更することによって適切に容易に再調整をすることができる。

以下、本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具１７を詳細に説明する。図５は、本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具１７の斜視図であり、図６（ａ）は、鋳造鋳型の水平調整冶具１７を組み立てる様子を模式的に示す側面図であり、図６（ｂ）は、鋳造鋳型の水平調整冶具１７を組み立てた後の様子を模式的に示す側面図である。

本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具１７は、鋳型の四隅の一箇所または複数箇所において、鋳型５と、鋳型５を支持する架台１１との間に設置される。架台１１は、アノード鋳造機の下部構造物であるターンテーブルの本体１０上に固定されており、鋳型５の幅方向に延在している。架台１１上には、幅が架台１１の幅以下の板状の固定ピンスタンド１３が置かれている。固定ピンスタンド１３は、その中央部に後述のライナー鉄板１４とライナー固定台１５とを固定するために、固定ピンを通す方向１６すなわち上向き方向のピン１８を有している。

固定ピンスタンド１３上には、幅が架台１１の幅以下の板状の部材でピン１８を通す孔２０を有するライナー鉄板１４が、孔２０にピン１８を通した状態でセットされる。このライナー鉄板１４は、同一の厚さまたは異なる厚さのものが複数枚用意されており、適宜組み合わせて所望の厚みとして固定ピンスタンド１３上に重ねてセットされる。なお、固定ピンスタンド１３のピン１８の長さは、ライナー鉄板１４を重ねてセットした状態でもライナー鉄板１４の孔２０から先端が十分に突き出るような長さに設定されている。

ライナー鉄板１４上には、架台１１に嵌まり合う一対の脚１９が形成された下向き開口のコの字型の形状を有するライナー固定台１５がセットされる。ライナー固定台１５は、その天面部にピン１８を通す孔２１を有しており、孔２１に固定ピンスタンド１３のピン１８を通した状態でライナー鉄板１４上にセットされる。さらに、この状態においてライナー固定台１５は、一対の脚１９によって架台１１に嵌め込まれ、架台１１に固定された状態となっている。ライナー固定台１５の脚１９の長さは、重ねられたライナー鉄板１４上にライナー固定台１５を載置したときに、架台１１に十分に嵌まり合う長さに設定される。また、ライナー固定台１５の天面部には鋳型５が載置される載置面２２が形成されており、この載置面２２に鋳型５が載置される。

なお、実操業において鋳型５の水平性を実現するためには、図示しない鋳込み面上に水平器をおいて、ライナー鉄板１４の厚さや枚数を調整し、必要に応じて本発明の水平調整冶具を１箇所だけでなく、複数箇所で使用して調整すればよい。

図７は、本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具１７を用いて鋳型５を水平に調整した状態を示す概略図である。図７において、本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具１７は、ライナー固定台１５の脚１９によって、ターンテーブル１０本体に固定された架台１１にはめ込まれ、固定されている。このとき、鋳造鋳型の水平調整冶具１７を構成するライナー鉄板１４と、固定ピンスタンド１３は、ピン１８によってライナー固定台１５に係止され、さらにこれらの部材は、鋳型５の自重により架台１１の上面に押さえつけられている。このため、ターンテーブル４上での回転移動やアノード１を剥ぎ取る際に鋳型５が振動しても、鋳造鋳型の水平調整冶具１７がずれたり、架台１１から外れたりすることがないため、鋳型５を安定的に水平に保持することができる。

また、水平性の再調整が必要な場合にも、ライナー鉄板１４の厚みや枚数を変更することによって鋳造鋳型の水平調整冶具１７の高さを変更し、適切に容易に水平性の再調整をすることができる。

以上、詳細に説明したとおり、本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具１７を使用すれば、鋳型５を安定的に水平に保持することが可能となり、安定的に厚みが均一なアノードを製造することができ、次工程である電解工程を安定的に操業することができる。

本発明は、重量物の水平調整冶具として、広く適用できる。

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。 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。 アノード鋳造設備を示す概略図である。 従来の鋳造鋳型の水平調整冶具を用いて鋳型を水平に調整した状態を示す概略図である。 本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具の斜視図である 本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具の組み立てを模式的に示す図である。 本発明の鋳造鋳型の水平調整冶具を用いて鋳型を水平に調整した状態を示す概略図である。

符号の説明

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 ターンテーブル本体
１１ 架台
１２ 水平調整冶具
１３ 固定ピンスタンド
１４ ライナー鉄板
１５ ライナー固定台
１６ 固定ピンを通す方向
１７ 鋳造鋳型の水平調整冶具
１８ ピン
１９ 脚
２０ 孔
２１ 孔
２２ 載置面

Claims (1)

1. アノード鋳造機の下部構造物に固定される架台（１１）と、
   架台（１１）上に載置され、上向きのピン（１８）を備える固定ピンスタンド（１３）と、
   該ピン（１８）が通る孔（２０）を有し、孔（２０）にピン（１８）を挿入した状態で固定ピンスタンド（１３）上に積層される高さ調整用のライナー鉄板（１４）と、
   該ピン（１８）が通る孔（２１）を有し、孔（２１）にピン（１８）を挿入した状態でライナー鉄板（１４）上に載置されるとともに、上面に鋳型（５）が載置される載置面（２２）を備え、前記架台（１１）にはめ込み可能な形状を有し、前記架台（１１）にはめ込んで取り付けられるライナー固定台（１５）とから構成されていることを特徴とする鋳造鋳型の水平調整冶具（１７）。

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