JP2020121341A

JP2020121341A - アノード鋳造装置

Info

Publication number: JP2020121341A
Application number: JP2019056605A
Authority: JP
Inventors: 晃也鈴江; Akiya Suzue
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP7207063B2

Abstract

【課題】形成したアノードの表面に「膨れ」が発生するのをより効果的に抑制できるアノード鋳造装置を提供する。【解決手段】連続的にアノードの鋳造を行うアノード鋳造装置１であって、周方向に均等に載置された複数のアノード鋳型１１を有するターンテーブル１０と、該ターンテーブル１０の間欠的な回転運動により該複数のアノード鋳型１１に順次鋳込まれる溶融銅を冷却水で冷却固化する冷却部１２と、該冷却固化により形成されたアノードＡの剥ぎ取りが行われる剥取部１４と、剥ぎ取られた直後のアノード鋳型１１の表面温度を計測する温度計測部１５と、該表面温度に基づいて冷却水の散布を制御する制御部１６とを備え、該制御部１６は、該冷却水の散布の際、該散布対象となるアノード鋳型１１を個別に特定し、この特定したアノード鋳型１１が該温度計側部１５で計測された時の表面温度情報に基づいて該散布を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、アノード鋳型に鋳込んだ溶融銅を冷却により固化させることでアノードの鋳造を行うアノード鋳造装置に関する。

銅の製錬工場においては、原料の銅精鉱に対して溶練工程及び鋳造工程を経てアノードを作製し、このアノードに対して次工程の電解精製工程において更に純度を高めることで、製品としての電気銅に仕上げることが行われている。この電解精製工程では、アノードの品質や形状が安定的な電解操業に大きな影響を及ぼす。すなわち、電解槽内にアノードとカソードとを交互に並べて直流電流を流すことで電気分解を行う電解精製工程では、生産性を高めるためアノード及びカソードをショートしない程度に近接して配置する。そのため、アノードは均一な厚みを有し且つ表面が平滑であることが好ましく、これにより、電解精錬工程において安定的な操業が可能になる。

かかる均一な厚みを有する平滑な表面のアノードを量産するため、複数のアノード鋳型が周方向に均等な間隔をあけて載置された円盤状のターンテーブルからなるアノード鋳造装置が一般的に用いられている。このアノード鋳造装置では、該ターンテーブルを間欠的に回転運動させながら所定の角度位置にきたアノード鋳型に順次溶融銅を鋳込み、その下流側の角度位置において冷却水を散布することで溶融銅の冷却固化を行う。このようにして形成されるアノードは、更に下流側の角度位置に設けられているアノード剥取装置で剥ぎ取られる。

上記のアノード鋳型内で溶融銅を冷却固化させる過程においては、該溶融銅に含まれるＯ_２ガス、ＳＯ_２ガス、水蒸気等の不純物を放出させることが並行して行われる。そのため、鋳込み前の空の状態の時のアノード鋳型の温度が下がり過ぎると、当該アノード鋳型に鋳込まれた溶融銅が急速に冷却してしまい、上記の不純物が十分に抜けきらないことがある。その結果、溶融銅が冷却により固化する際に、アノードの表面に「膨れ」と呼ばれる、平面視の大きさが数ｃｍ〜数十ｃｍ程度、厚みが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の凸部が複数個発生することがあった。

このようなアノードの表面の「膨れ」の発生を防止するため、従来はアノードを剥ぎ取った後のアノード鋳型表面に離型剤を散布した時に発生する蒸気の量でアノード鋳型の表面温度が適切か否かをオペレータが判断し、その結果に基づいてアノード鋳型に散布する冷却水のノズルの開閉を適宜調節することが行われていた。しかしながら、経験が浅いオペレータの場合は、熟練度不足によってアノード鋳型の表面温度を必要以上に下げてしまい、それが原因でアノード表面に「膨れ」を発生させることがあった。このように、オペレータの経験と熟練度に頼った管理では、アノードの表面品質にばらつきが生じやすく、表面品質上の問題のないアノードを安定的に作製するのは困難であった。

こうした状況を改善するため、上記のオペレータの経験と熟練度に頼った管理に代えて、温度計で計測したアノード鋳型の温度に基づいて冷却水の散水量を自動的に制御する技術が提案されている。例えば特許文献１には、冷却固化により形成したアノードを剥ぎ取った直後のアノード鋳型の温度を温度計で計測し、この温度に基づいて溶融銅の冷却過程の最も初期の段階での冷却水の散布量を、ＯＮ／ＯＦＦバルブの開閉時間で調整したり、コントロールバルブの開度で調整したりする技術が開示されている。これにより、アノードが剥ぎ取られた直後のアノード鋳型の温度を１７０〜１８０℃の温度範囲内に収まるように管理できるので、アノード表面の「膨れ」の発生を防止できると記載されている。

特開２０１７−１７０４８５

上記特許文献１に開示される技術を採用することにより、アノード鋳造時の「膨れ」の発生をある程度抑制できると考えられるが、依然としてアノード鋳造時に「膨れ」が発生することがあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、間欠的に回転運動するターンテーブルに設けられた複数のアノード鋳型に順次溶融銅を鋳込んで冷却固化を行うアノード鋳造装置において、形成したアノードの表面に「膨れ」が発生するのをより効果的に抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明者は、上記のアノード鋳造装置を用いたアノード鋳造の際に生じるアノード表面の「膨れ」の発生状況について検討を重ねた結果、アノードが剥ぎ取られた直後のアノード鋳型の表面温度と、アノード表面に「膨れ」を有するアノードの発生数との間の相関関係にばらつきがあることに着目し、アノード鋳型に対する冷却の制御を見直すことによって、「膨れ」の発生をより効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係るアノード鋳造装置は、溶融銅から連続的にアノードの鋳造を行うアノード鋳造装置であって、周方向に均等に載置された複数のアノード鋳型を有する円盤状のターンテーブルと、該ターンテーブルの間欠的な回転運動により該複数のアノード鋳型に鋳込装置から順次鋳込まれる溶融銅を冷却水で冷却固化する冷却部と、前記冷却固化により形成されたアノードの剥ぎ取りが行われる剥取部と、前記剥ぎ取られた直後のアノード鋳型の表面温度を計測する温度計測部と、前記表面温度に基づいて前記冷却水の散布を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記冷却水の散布の際、該散布対象となるアノード鋳型を個別に特定し、この特定したアノード鋳型が前記温度計側部で計測された時の表面温度情報に基づいて前記散布を制御することを特徴としている。

本発明によれば、アノードの表面における膨れの発生を効果的に抑制することができる。これにより、そのアノードを用いた電解処理の安定化を図ることができる。

本発明の実施形態のアノード鋳造装置の平面図である。図１のアノード鋳造装置が有する冷却部において、各アノード鋳型に対して行われる散布ノズルを介した冷却水の散布状態を示す斜視図である。図１のアノード鋳造装置が有するアノード鋳型の平面図（ａ）、及びそのＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。図１のアノード鋳造装置で作製されるアノードの模式的な平面図である。剥ぎ取り直後のアノード鋳型の表面温度と「膨れ」の発生数との関係を示すグラフである。

１．アノード鋳造装置
以下、本発明のアノード鋳造装置の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、本発明の実施形態に係るアノード鋳造装置１は、前工程の溶錬工程で生成された溶融銅からなる溶湯から連続的に銅電解用アノードの鋳造を行う鋳造装置であって、周方向に均等に載置された１８個のアノード鋳型１１Ａ〜１１Ｒを有するターンテーブル１０と、該１８個のアノード鋳型１１Ａ〜１１Ｒに鋳込まれた溶融銅を冷却水で冷却固化する冷却部１２と、該冷却部１２での冷却固化により形成されたアノードのアノード鋳型からの剥ぎ取りが行われる剥取部１４と、該剥取部１４でアノードが剥ぎ取られた直後のアノード鋳型の表面温度を計測する温度計測部１５と、該計測したアノード鋳型の表面温度に基づいて該冷却水の散布を制御する制御部１６とを備えている。このターンテーブル１０の間欠的な回転運動により、これら１８個のアノード鋳型１１Ａ〜１１Ｒが順次所定の角度位置に来た時に、それらの各々に鋳込装置２によって一定量の溶融銅が鋳込まれる。

このアノード鋳造装置１の制御部１６は、上記冷却部１２におけるアノード鋳型への冷却水の散布の際、該散布対象となるアノード鋳型を個別に特定する。そして、この特定したアノード鋳型が上記温度計測部１５で計測された時の表面温度情報に基づいて、アノード鋳型の表面温度が所定の温度範囲内であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて該冷却水の散布を制御する。

このアノード鋳造装置１には、図１に示すように、アノード鋳型に鋳込まれた溶融銅を加熱するガスバーナーや輻射熱ヒータ等の加熱装置１３が、上記鋳込みが行われる角度位置と上記冷却部１２が設けられる角度位置との間に設けられてもよい。この場合は、該加熱装置１３の制御を上記と同様に制御部１６に組み入れることが好ましい。例えば、加熱装置１３による加熱対象となる溶融銅が鋳込まれているアノード鋳型を個別に特定し、この特定したアノード鋳型が上記温度計測部１５で計測された時の表面温度情報に基づいて、アノード鋳型の表面温度が所定の温度範囲であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて加熱装置１３による加熱を制御することができる。

これにより、個々のアノード鋳型の表面温度に基づいて冷却水の散布の有無や散布量を制御したり、加熱量を制御したりすることが可能になるので、より高い精度でアノード鋳型の表面温度を制御することができる。よって、アノード表面の「膨れ」の発生をより効果的に抑制しつつ、アノード鋳型の焼付きを抑制することが可能になる。このアノード鋳造装置１を構成する各要素及びアノード鋳型の温度制御について以下詳細に説明する。なお、下記の説明においては、アノード鋳型１１Ａ〜１１Ｒのうちの任意のアノード鋳型を示すときはその符号を１１とする。

１．アノード鋳造装置の構成要素
（１）ターンテーブル
ターンテーブル１０は、図示しない駆動機構によって例えば図１に白矢印で示すように時計回りに間欠的に回転運動する円盤により構成されており、その円周方向に沿って１８個のアノード鋳型１１Ａ〜１１Ｒが周方向に均等な間隔をあけて載置されている。なお、図１のターンテーブル１０では、上記したようにアノード鋳型の数が１８個の場合が例示されているが、アノード鋳型の数はこれに限定されるものではない。また、間欠的な回転運動とは、連続的な回転運動ではなく、所定の角度位置において１つのアノード鋳型に鋳込装置から一定量の溶融銅を鋳込むための例えば１２〜１３秒程度の回転停止と、該鋳込みが完了した後に隣接するアノード鋳型を該所定の角度位置に移動させるための例えば１２〜１３秒程度の回転運動とが繰り返されることをいう。

すなわち、あるタイミングでのターンテーブル１０を示す図１のように、紙面上側が０°で時計回り１周を３６０°として角度位置を示す場合、角度範囲３００°〜３２０°に位置する角度位置（１）に存在しているアノード鋳型１１Ａに、鋳込装置２から溶湯としての溶融銅が鋳込まれる。この鋳込装置２は、自溶炉及び転炉によって生成される粗銅を精製炉で精製処理することで得られる溶融銅（溶融粗銅）を一定量ずつ計量する計量樋２１と、該溶融銅を該計量樋２１に供給する流し樋及び溜桶２２とからなり、これにより、各アノード鋳型に一定量の溶融銅が順次鋳込まれる。

（２）冷却部
角度範囲０°〜１２０°を占める角度位置（４）〜（９）に位置する冷却部１２は、冷却水の散布が行われる部分であり、図１に示すタイミングのターンテーブル１０ではアノード鋳型１１Ｄ〜１１Ｉがこの冷却部１２に存在している。この冷却部１２では、上流側の角度位置（４）から下流側の角度位置（９）までの各々の角度位置において、溶融銅が鋳込まれたアノード鋳型に対して冷却水の散布による該溶融銅への間接的及び／又は直接的な冷却が行われる。これにより、これらアノード鋳型１１Ｄ〜１１Ｉ内に鋳込まれている溶融銅が冷却され、次第に固化していく。

具体的には、角度位置（４）〜（９）の各々において、例えばＯＮ／ＯＦＦバルブを備えた冷却ノズルを介して各アノード鋳型１１の下方及び上方から冷却水が散布される。すなわち、図２に示すように、アノード鋳型１１の下方には第１散布ノズル１２Ａがその放水口を真上に向けて設けられており、該アノード鋳型１１の裏面（凹部が形成されている側の面とは反対側の面）に冷却水を散布するようになっている。一方、アノード鋳型１１の上方には、第２散布ノズル１２Ｂがその放水口を真下に向けて設けられており、アノード鋳型１１に鋳込まれた状態で冷却固化している途中段階、あるいは既に固化したアノードの表面に冷却水を散布するようになっている。

上記のように、ターンテーブル１０の冷却部１２では、角度位置（４）〜（９）の各々に第１散布ノズル１２Ａ及び第２散布ノズル１２Ｂが設けられているので、これら第１及び第２散布ノズル１２Ａ、１２Ｂの各々に対してそのＯＮ／ＯＦＦバルブの開閉時間を、ターンテーブル１０の１回の停止時間と、その後の１回の移動時間との合計時間である例えば２４〜２６秒を１サイクルとして、各サイクルごとに別々に調整することができる。また、コントロールバルブの場合は、上記各サイクルごとに開度を別々に調整することができる。これにより、後述するように制御部１６により特定されるアノード鋳型１１ごとの表面温度情報に基づく判定結果に応じて、ターンテーブル１０の角度位置（４）〜（９）にそれぞれ位置する複数のアノード鋳型１１の各々に対して個別に冷却水の散布を制御することができる。

（３）剥取部
角度範囲１２０°〜１８０°を占める角度位置（１０）〜（１２）に位置する剥取部１４は、上記冷却部１２を通過する間に冷却固化することで形成されたアノードをアノード鋳型１１から剥ぎ取る部分である。具体的には、上記冷却部１２における冷却処理により形成されたアノードを有するアノード鋳型は、ターンテーブル１０の間欠的な回転運動により角度範囲１２０°〜１４０°に位置する角度位置（１０）に来た時、剥取部１４のピン押上機１４ａが作動し、図３に示すようにアノード鋳型１１の底部に設けられているピン貫通孔Ｈからピン１１ａを突出させ、冷却固化したアノードＡを押し上げる。

これにより、アノードＡがアノード鋳型１１の底面に鋳付くのを防ぐことができる。続いて、ターンテーブル１０の間欠的な回転運動によりアノード鋳型１１が角度範囲１６０°〜１８０°に位置する角度位置（１２）に来た時、再度図示しないピン押上機によりピン１１ａを介してアノードＡを押し上げると共に、剥取装置１４ｂにより、このアノード鋳型１１から押し上げられたアノードＡを剥ぎ取る。なお、アノードＡは図４の正面図に模式的に示すように、略矩形の胴体部Ａ１と、その上側両隅部からそれぞれ左右に突出するショルダー部Ａ２とからなる形状を有しており、剥取装置１４ｂによる剥ぎ取りではこれら両ショルダー部Ａ２を引っ掛けて剥ぎ取られる。

（４）温度計測部
角度範囲１８０°〜２００°の角度位置（１３）に位置する温度計測部１５は、上記剥取部１４でアノードＡが剥ぎ取られた直後のアノード鋳型１１の表面温度を計測する部分である。具体的には、図１に示すように、角度位置（１２）の剥取装置１４ｂによってアノードＡが剥ぎ取られたアノード鋳型１１はターンテーブル１０の回転により角度範囲１８０°〜２００°に位置する角度位置（１３）に来た時、この角度位置（１３）に設けられている温度計によってアノード鋳型１１の表面温度が計測される。

このように、温度計測部１５で温度測定が行われる角度位置と、剥取装置１４ｂでアノードＡの剥ぎ取りを行う角度位置とは互いに隣接していることが好ましい。その理由は、アノードＡが剥ぎ取られた直後のアノード鋳型１１は、直前までアノードＡが接触していたものであるため、そのアノード鋳型１１の表面温度は、アノード表面の「膨れ」発生の有無に対して、より大きな影響を及ぼす温度であるからである。なお、アノードＡが剥ぎ取られた直後ではなく、例えば角度位置（１４）以降の次回の溶融銅の鋳込みのために離型剤等を散布した後の表面温度では、上記の「膨れ」発生との間に強い相関関係が認められないので、この表面温度に基づいてアノード鋳型の表面温度が所定の温度範囲内であるか否かを判定するのは好ましくない。

（５）その他の構成要素
本発明の実施形態のアノード鋳造装置１は、更に加熱装置１３と離型剤散布部１７とが設けられている。加熱装置１３の種類には特に限定はないが、ガスバーナーを採用するのが好ましい。加熱装置１３は図１の角度範囲３４０°〜３６０°に位置する角度位置（３）に設けられており、前述した冷却部１２において溶融銅の冷却を行う前に、該溶融銅の表面を１１００〜１５００℃程度に加熱するものである。

上記加熱装置１３は、加熱時間を調整したり加熱量を調整したりするための調整手段を有しているのが好ましい。例えば、加熱装置１３としてガスバーナーを採用する場合は、この調整手段としてＯＮ／ＯＦＦバルブを設けることで、その開閉時間を、ターンテーブル１０の１回の停止時間と、その後の１回の移動時間との合計時間である例えば２４〜２６秒の範囲内で個別に調整することができる。あるいは、調整手段としてコントロールバルブを設ける場合は、その開度を個別に調整することができる。これにより、後述するように制御部１６により特定されるアノード鋳型１１ごとの表面温度情報に基づく判定結果に応じて、ターンテーブル１０の角度位置（３）に位置するアノード鋳型１１に鋳込まれた溶融銅に対して加熱装置１３による加熱を個別に制御することができる。

一方、離型剤散布部１７は、図１の角度範囲２００°〜２２０°に位置する角度位置（１４）に設けられており、アノードＡが剥ぎ取られた後の空のアノード鋳型１１の凹部内に離散剤を散布するものである。これにより、鋳込まれた溶融銅が冷却固化して形成したアノードＡが、アノード鋳型１１の表面に焼付くのを抑えることができる。

（６）制御部
前述したターンテーブル１０は、エンコーダを備えたサーボモータによって間欠的な回転運動が制御されており、制御部１６には、このサーボモータの制御系１０ａからの信号が入力される。これにより、制御部１６は任意のアノード鋳型１１がある時点においてターンテーブル１０のどの角度位置に存在しているか記憶することができ、また、当該ある時点を起点としてターンテーブル１０が間欠的に何回回転運動したかも記憶することができる。

これにより、ある時点においていずれかの角度位置に存在している任意のアノード鋳型１１に対して、上記ある時点を起点としてターンテーブル１０が複数回の間欠的な回転運動を行った時にどの角度位置に存在することになるかを、上記ある時点における角度位置に関する情報と、上記ある時点を起点とするターンテーブル１０の間欠的な回転運動の回数に関する情報とから特定することができる。

例えば、ある時刻ｔ_ｏにおいてターンテーブル１０が図１の状態にある場合、制御部１６はこの時刻ｔ_ｏにおいて例えばアノード鋳型１１Ｍが角度位置（１３）に存在していることを記憶することができるので、制御部１６は当該アノード鋳型１１Ｍがこの時刻ｔ_ｏを起点とする１回の間欠的な回転運動（すなわち、角度２０°の回転運動）で角度位置（１４）に存在し、２回の間欠的な回転運動で角度位置（１５）に存在し、以降同様にｎ回の回転運動で角度位置（１３＋ｎ）に存在すること（但し１３＋ｎの値が１８を超えれば１８で除算した余りの値を採用する）を特定することができる。制御部１６は他のアノード鋳型１１Ａ〜１１Ｌ、１１Ｎ〜１１Ｒの各々についても、同様にｎ回の回転運動後に存在する角度位置について特定することができる。

制御部１６には、更に温度計測部１５からの信号が入力される。制御部１６は、温度計測部１５からの信号を受信すると、アノード鋳型１１の表面温度が所定の温度範囲内、例えば１９０℃〜２４０℃の範囲内であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、冷却部１２の角度位置（４）〜（９）の各々における第１及び第２散布ノズル１２Ａ、１２ＢのＯＮ／ＯＦＦバルブの開閉時間を調整し、冷却水の散布を制御する。

制御部１６は、更にアノード鋳型１１に鋳込まれた溶融銅の加熱に対する制御を行うことができる。例えば、上記の判定結果に基づいて、角度位置（３）に設けた加熱装置１３のＯＮ／ＯＦＦバルブ１３ａの開閉時間を調整することで加熱装置１３による加熱を制御する。その際、冷却水の散布対象となるアノード鋳型１１の履歴と、加熱対象となる溶融銅が鋳込まれたアノード鋳型１１の履歴とを上記の方法で特定できるので、該散布対象のアノード鋳型１１と、該加熱対象のアノード鋳型１１とが温度計測部１５において計測された時の表面温度情報に基づく判定結果に応じて個別に制御を行うことができる。なお、上記の所定の温度範囲は１９０℃〜２４０℃に限定されるものではなく、適宜設定することができる。

例えば、図１の角度位置（４）において冷却水の散布を行う場合、制御部１６は、そこに存在しているアノード鋳型１１Ｄが、温度測定が行われる角度位置（１３）から回転運度を９回行ったものであることと、該９回の回転運動前の角度位置（１３）で測定した表面温度情報に基づく判定結果とを関連付けて記憶している。そして、図１の角度位置（３）においてアノード鋳型に鋳込まれた溶融銅に対する加熱を行う場合、制御部１６は、そこに存在しているアノード鋳型１１Ｃが、温度測定が行われる角度位置（１３）から回転運度を８回行ったものであることと、該８回の回転運動前の角度位置（１３）で測定した表面温度情報に基づく判定結果とを関連付けて記憶している。よって、より精度の高い制御を行うことができる。

２．アノード鋳造装置を用いた鋳造方法
上記のアノード鋳造装置１における冷却部１２では、鋳込み時の溶融銅の温度から温度が段階的に低下して冷却固化が完了する。この場合、該冷却部１２ではアノード鋳型１１の温度も段階的に低下する。よって、後述する「膨れ」の発生を抑えるため、アノード鋳型１１の角度位置（１３）での表面温度を所定の閾値以上に維持することが行われる。

一方、「膨れ」の発生を抑制するために、アノード鋳型の表面温度を上げすぎてしまうと、アノード鋳型に焼付きが生じることがあった。アノード鋳型に焼付きが生じると、鋳込まれたアノードがアノード鋳型から分離困難となる程度に鋳付くので、アノード剥取装置でアノードを剥ぎ取るのが困難になり、手作業で強制的にアノード鋳型からアノードを分離させる必要が生じ、アノード鋳型装置の運転が中断してしまう。そこで、アノード鋳型１１の角度位置（１３）での表面温度を所定の温度範囲に維持することが行われる。これらの要件を満たすべく、冷却部１２の角度位置（４）〜（９）の各々において、第１及び第２散布ノズル１２Ａ、１２Ｂにぞれぞれ設けたＯＮ／ＯＦＦバルブの開閉時間が調整される。

その際、最も上流側の角度位置（４）から最も下流側の角度位置（９）に向かうに従って冷却水の散布量が多くなるように調整するのが望ましい。例えば、冷却部１２の角度位置（４）〜（９）のうち、最も上流側から１又は数個のアノード鋳型１１には冷却水の散布を行わず、それより下流側のアノード鋳型１１にのみ冷却水を散布するようにしてもよい。その理由は、アノード表面の凝固が完了する前の初期の段階で冷却水が多く散布されると、溶融状態にあるアノード内部から発生するガスが十分に抜気されずに凝固してしまう恐れがあるからである。更に、アノードの表面が冷却水と接触する箇所で局所的に水蒸気爆発が発生し、アノードの表面品質が悪化してしまう恐れがあるからである。

本発明の実施形態のアノード鋳造方法においては、温度計測部１５にて計測されたアノード鋳型１１の表面温度情報に基づいて、所定の温度範囲内であるか否かを判定し、この判定結果に応じて冷却部１２における冷却水の散布を制御する。例えば、アノード鋳型１１の表面温度が所定の設定温度未満であるか否かを判断し、設定温度未満の場合には「低温鋳型」、設定温度以上の場合には「高温鋳型」と判定し、それぞれの判定結果に応じて冷却部１２における冷却水の散布を制御する方法を一具体例として挙げることができる。このとき、上記の所定の設定温度は１９０℃であることが好ましい。その理由は、剥ぎ取り直後のアノード鋳型１１の表面温度と「膨れ」の発生数との関係を示す図５のグラフから分かるように、該剥ぎ取り直後のアノード鋳型１１の表面温度が１９０℃以上であれば、アノード表面に「膨れ」のあるアノードが発生しなくなるからである。なお、温度計側部１５で計測したアノード鋳型１１の表面温度が高くなりすぎることによりアノード鋳型１１に焼付きが生じる恐れがあるときは、上記の冷却部１２での冷却水の散布に加えて、ガスバーナー等の加熱装置１３での加熱を停止するように調整することにより、アノード鋳型１１の表面温度を良好に低下させることができる。

あるいは、他の具体例として、アノード鋳型１１の表面温度が所定の温度範囲内であるか否かを判定し、該表面温度が該所定の温度範囲内の場合は「適温鋳型」、その下限値未満の場合は「低温鋳型」、その上限値を超える場合は「高温鋳型」と判定し、それぞれの判定結果に応じて冷却部１２における冷却水の散布を制御する方法を挙げることができる。

上記の他の具体例の場合は、上記の所定の温度範囲を１９０℃以上２４０℃以下とすることが好ましい。その理由は、剥ぎ取り直後のアノード鋳型１１の表面温度と「膨れ」の発生数との関係を示す図５のグラフから分かるように、該剥ぎ取り直後のアノード鋳型１１の表面温度が１９０℃以上であれば、アノード表面に「膨れ」のあるアノードが発生しなくなり、また、下記表１から分かるように、該剥ぎ取り直後のアノード鋳型１１の表面温度が２４０℃以下であれば、アノード鋳型の焼付きが発生しなくなるからである。

上記の他の具体例では、制御部１６による制御に、アノード鋳型１１に鋳込まれた溶融銅に対する加熱装置１３による加熱制御を組み入れるのが好ましい。アノード鋳型１１の表面温度は、直に接する溶融銅からの伝熱の影響を受けるため、加熱装置１３による溶融銅への加熱の度合いに応じて変化する。すなわち、前述したように、角度位置（３）に設置した加熱装置１３のＯＮ／ＯＦＦバルブ１３ａに対して、上記「低温鋳型」、「適温鋳型」又は「高温鋳型」のいずれかの判定結果に応じてその開閉時間を制御することで、間接的にアノード鋳型の表面温度を調整することができる。

このように、離型剤散布前のアノード鋳型の表面温度と、アノード表面に「膨れ」のあるアノードの発生量との間にばらつきが生じる従来のアノード鋳型方法に対して、本発明の実施形態のアノード鋳造装置を用いた鋳造方法は、アノード鋳型を個別に特定して温度制御を行うものであるため、アノード鋳型の焼付きの発生や該「膨れ」の発生をより確実に抑制することが可能になる。以上、本発明のアノード鋳造装置及び、このアノード鋳造装置を用いたアノード鋳造方法について実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更例や代替例を含むものである。

［実施例１］
図１に示すようなアノード鋳造装置１を用いて溶融銅から連続的にアノードの鋳造を行った。以下、図１に示すタイミングにおいて角度位置（１３）に位置するアノード鋳型１１Ｍを一例としてとりあげて具体的に説明する。先ず温度計測部１５において、アノードＡが剥ぎ取られた直後の表面温度が計測され、この表面温度に関する情報が制御部１６に出力される。制御部１６では、このアノード鋳型１１Ｍの表面温度に関する情報が入力されると、この表面温度情報と共に、アノード鋳型１１Ｍのターンテーブル１０上の角度位置に関する位置情報として、角度位置（１３）から０回のターンテーブル１０の回転運動の位置にあることを記憶する。

次に、制御部１６は、この計測されたアノード鋳型１１Ｍの表面温度が１９０℃未満の「低温鋳型」であるか、又は１９０℃以上の「高温鋳型」であるかを判定し、この判定結果に関する情報を、上記の表面温度情報及び位置情報に関連させて記憶する。次に、角度位置（１３）から１回のターンテーブル１０の回転運動によりアノード鋳型１１Ｍが角度位置（１４）の離型剤散布部１７に到達すると、アノード鋳型１１Ｍに離型剤が散布される。

次に、角度位置（１３）から６回のターンテーブル１０の回転運動により、アノード鋳型１１Ｍが角度位置（１）に到達すると、鋳込装置２から溶融銅の鋳込みが行われる。更に、角度位置（１３）から９〜１４回のターンテーブル１０の回転運動により、アノード鋳型１１Ｍが冷却部１２の角度位置（４）〜（９）に順次到達したとき、それらの各々の角度位置において、制御部１６はアノード鋳型１１Ｍの角度位置に関する情報として、温度計測部１５を起点としてターンテーブル１０が回転運動をそれぞれ９〜１４回したものであることと、これら９〜１４回の回転運動前の表面温度情報に関する判定結果とを読込む。

そして、この読込まれた判定結果が「低温鋳型」の場合には、角度位置（４）〜（７）においては、第１散布ノズル１２Ａ及び第２散布ノズル１２Ｂの両方のＯＮ／ＯＦＦバルブが閉じるように制御し、角度位置（８）〜（９）においては第１散布ノズル１２ＡのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が５秒、第２散布ノズル１２ＢのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が８秒となるように制御する。

一方、この読込まれた判定結果が「高温鋳型」の場合には、角度位置（４）〜（６）においては、第１散布ノズル１２Ａ及び第２散布ノズル１２Ｂの両方のＯＮ／ＯＦＦバルブが閉じるように制御し、角度位置（７）〜（９）においては第１散布ノズル１２ＡのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が２５秒、第２散布ノズル１２ＢのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が１２秒となるように制御する。上記の方法で精製炉の１バッチ分の溶融銅から連続的にアノードを鋳造した結果、「膨れ」のあるアノードの発生数はゼロであった。

［実施例２］
上記したように、アノード鋳型の表面温度を１９０℃を閾値として「低温鋳型」又は「高温鋳型」のいずれかに判別し、その判別結果に基づいて冷却部１２を制御する上記実施例１のアノード鋳造装置１とは異なり、この実施例２のアノード鋳造装置１は、アノード鋳型の表面温度を「低温鋳型」、「適温鋳型」又は「高温鋳型」のいずれかに判別し、その判別結果に基づいて冷却部１２及び加熱装置１３を制御するものである。

具体的には、この実施例２の制御部１６は、温度計測部１５において計測されたアノード鋳型１１Ｍの表面温度が１９０℃未満の「低温鋳型」であるか、又は１９０℃以上２４０℃以下の「適温鋳型」であるか、２４０℃を超える「高温鋳型」であるかを判定し、この判定結果に関する情報を、上記の表面温度情報及び位置情報に関連させて記憶する。次に、角度位置（１３）から１回のターンテーブル１０の回転運動によりアノード鋳型１１Ｍが角度位置（１４）の離型剤散布部１７に到達すると、アノード鋳型１１Ｍに離型剤が散布される。

次に、角度位置（１３）から６回のターンテーブル１０の回転運動により、アノード鋳型１１Ｍが角度位置（１）に到達すると、鋳込装置２から溶融銅の鋳込みが行われる。更に、角度位置（１３）から８回のターンテーブル１０の回転運動により、アノード鋳型１１Ｍが加熱部１３の角度位置（３）に到達したとき、その角度位置において、制御部１６はアノード鋳型１１Ｍの角度位置に関する情報として、温度計測部１５を起点としてターンテーブル１０が回転運動を８回したものであることと、８回の回転運動前の表面温度情報に関する判定結果とを読込む。

そして、この読込まれた判定結果が「低温鋳型」の場合には、加熱装置１３のＯＮ／ＯＦＦバルブ１３ａの開口時間を２５秒となるように制御し「適温鋳型」の場合には、加熱装置１３のＯＮ／ＯＦＦバルブ１３ａの開口時間を１５秒となるように制御し、「高温鋳型」の場合には、加熱装置１３のＯＮ／ＯＦＦバルブ１３ａの開口時間を５秒となるように制御する。

次に、アノード鋳型１１Ｍが冷却部１２の角度位置（４）〜（９）に順次到達したとき、それらの各々の角度位置において、制御部１６はアノード鋳型１１Ｍの角度位置に関する情報として、温度計測部１５を起点としてターンテーブル１０が回転運動をそれぞれ９〜１４回したものであることと、これら９〜１４回の回転運動前の表面温度情報に関する判定結果とを読込む。

一方、この読込まれた判定結果が「適温鋳型」の場合には、角度位置（４）〜（６）においては、第１散布ノズル１２Ａ及び第２散布ノズル１２Ｂの両方のＯＮ／ＯＦＦバルブが閉じるように制御し、角度位置（７）〜（９）においては第１散布ノズル１２ＡのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が２０秒、第２散布ノズル１２ＢのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が１２秒となるように制御する。

更に、この読込まれた判定結果が「高温鋳型」の場合には、角度位置（４）〜（５）においては、第１散布ノズル１２Ａ及び第２散布ノズル１２Ｂの両方のＯＮ／ＯＦＦバルブが閉じるように制御し、角度位置（６）〜（９）においては第１散布ノズル１２ＡのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が２５秒、第２散布ノズル１２ＢのＯＮ／ＯＦＦバルブの開口時間が１２秒となるように制御する。上記の方法で精製炉の１バッチ分の溶融銅から連続的にアノードを鋳造した結果、アノード鋳型の焼付きの発生数と、「膨れ」のあるアノードの発生数はゼロであった。

１アノード鋳造装置
２鋳込装置
１０ターンテーブル
１１、１１Ａ〜１１Ｒアノード鋳型
１２冷却部
１３加熱装置
１３ａＯＮ／ＯＦＦバルブ
１４剥取部
１５温度計側部
１６制御部
１７離型剤散布部
Ａアノード
Ａ１胴体部
Ａ２ショルダー部

Claims

溶融銅から連続的にアノードの鋳造を行うアノード鋳造装置であって、周方向に均等に載置された複数のアノード鋳型を有する円盤状のターンテーブルと、該ターンテーブルの間欠的な回転運動により該複数のアノード鋳型に鋳込装置から順次鋳込まれる溶融銅を冷却水で冷却固化する冷却部と、前記冷却固化により形成されたアノードの剥ぎ取りが行われる剥取部と、前記剥ぎ取られた直後のアノード鋳型の表面温度を計測する温度計測部と、前記表面温度に基づいて前記冷却水の散布を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記冷却水の散布の際、該散布対象となるアノード鋳型を個別に特定し、この特定したアノード鋳型が前記温度計側部で計測された時の表面温度情報に基づいて前記散布を制御することを特徴とするアノード鋳造装置。
前記アノード鋳型の特定が、該アノード鋳型が前記温度計測部を起点として前記冷却部に至るまでの前記ターンテーブルの回転運動の回数に関する情報から行われることを特徴とする、請求項１に記載のアノード鋳造装置。
前記冷却水の散布の制御が、該冷却水の散布ノズルに設けたＯＮ／ＯＦＦバルブの開閉による制御であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のアノード鋳型装置。
前記ＯＮ／ＯＦＦバルブの開閉の制御が、前記表面温度が所定の設定温度未満であるか否かに応じて行うことを特徴とする、請求項３に記載のアノード鋳造装置。
前記冷却水の散布の制御が、前記冷却部の上流側から下流側に向かうに従って冷却水の散布量が多くなるように制御されることを特徴とする、請求項４に記載のアノード鋳造装置。
前記所定の設定温度が１９０℃であることを特徴とする、請求項５に記載のアノード鋳造装置。
前記アノード鋳型に鋳込まれた溶融銅を加熱する加熱装置が更に設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアノード鋳造装置。
前記制御部は、前記表面温度に基づいて前記加熱装置による前記溶融銅の加熱を制御することを特徴とする、請求項７に記載のアノード鋳造装置。
前記制御部は、前記加熱の際、該加熱対象となる前記溶融銅が鋳込まれているアノード鋳型を個別に特定し、この特定したアノード鋳型が前記温度計側部で計測された時の表面温度情報に基づいて前記加熱を制御することを特徴とする、請求項８に記載のアノード鋳造装置。