JP2838190B2 - 金属炉からの溶融金属の出湯方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属炉からの溶融金
属の出湯方法に関するものであり、さらに詳しく述べる
ならば、銅の精製炉から出湯樋を用いて溶銅をアノード
バーその他の形状に鋳造する際に出湯を円滑に行う方法
に関するものである。本発明は、転炉、電気炉、平炉、
反射炉、精製炉などの金属炉から鉄、銑鉄、金、銀、白
金、銅、亜鉛などの溶融金属を出湯する方法について適
用される。以下、主に銅を精製炉から出湯する方法につ
いて説明する。

【０００２】精製炉で精製された銅は出湯樋によりアノ
ードバーなどに鋳造されるかあるいは一旦取鍋に出湯さ
れた後にアノードバーに鋳造される。この出湯の際に使
用される出湯樋は長さが１０ｍ未満であり、シリカ・ア
ルミナ系などのキャスタブル耐火物のライニングを外側
から鉄皮で支える構造となっている。

【０００３】精製銅は通常約１２００℃程度の温度で出
湯され、適度な角度で傾斜配置された出湯樋を流されそ
して鋳型に注湯されるが、最初の出湯時には出湯樋の温
度が十分に上昇していないので、銅が耐火物ライニング
表面に鋳付き、これが厚くなるために出湯樋の流路を狭
めることとなる。すると、出湯中の精製銅の温度低下が
大きくなり、生産性が低下するのみならず、アノードバ
ーの形状や単重量にも悪影響を招く。

【０００４】したがって従来は鋳付が多くなったときに
鉄棒などで出湯樋の表面に成長した銅層を突き崩して流
路面積を拡大することが行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この作
業は精製炉に近い場所で行われ、また出湯後の余熱が出
湯樋に残っているために高熱の劣悪環境での作業となる
他に、銅層と一緒にキャスタブル耐火物までも剥離もし
くは破壊することもあるので出湯樋の寿命を短くすると
いう問題があった。また、出湯樋を外部加熱により鋳付
が起こらない温度に加熱すると上記の鋳付は防止するこ
とができるがエネルギーの面で問題がある。銅以外の金
属についても出湯樋がある程度長くかつ冷え易い場合は
同様に鋳付きの問題が起こることが予想される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した出湯
に伴う問題を解消する出湯方法を提供するものであっ
て、金属炉から溶融金属を出湯樋を介して出湯する方法
において、前記出湯樋の耐火物内張りに係止された高融
点材料からなるストッパーにより前記溶融金属の湯溜り
部を作り、その後前記を鋳付いた金属層を前記ストッパ
ー近傍で溶融するとともに前記ストッパーの係止を解
き、かつ溶融金属を出湯樋から出湯することを特徴とす
る金属炉からの溶融金属の出湯方法に関する。以下、本
発明をより詳しく説明する。

【０００７】本発明における出湯樋の構造は特に限定は
されないが、鋳付きが起こり易い条件で使用されるも
の、特に長さが０．５ｍ以上、傾斜角度が５°以上であ
ることが好ましい。樋の上部は開放されていてもあるい
は、異物混入防止などのカバーで覆われていてもよい
が、流路全体を溶融金属が流れる管構造のものには本発
明は適用されない。

【０００８】本発明が最も特徴とするストッパーは銅及
び亜鉛を出湯する場合は、これらより高融点であれば如
何なる材料からなってもよいが、鉄が最も使用し易い材
料である。また、鉄及び銑鉄の出湯のストッパーとして
は、セラミック等が、金及び白金の出湯のストッパーと
しては、金、白金より高融点金属又はセラミック等が、
それぞれ好ましい。再び銅の例について述べると、スト
ッパーは出湯樋に鋳付いた銅層で係止させる。具体的に
は、この鋳付銅層は表面にかなりの凹凸があるので流路
より若干直径が小さい鉄球などを出湯樋に載せると、転
がり落ちないで凸部で止まっている。すなわち、凸部が
鉄球を留め置いているが凸部が後述のように消失すると
鉄球は出湯樋に沿って転がり落ちる。同様に鉄球の表面
に多数の突起を形成すると、突起が鋳付銅層の凹部に入
り込んで係止される。

【０００９】上述のようにストッパーを係止した出湯樋
に溶銅を流すと溶銅のほとんどの部分は一旦ストッパー
で堰き止められて湯溜りを作るので、溶銅のスムースな
流れは止まるが、この溶銅が押し湯のような熱源となっ
て、これと直接接触する銅層を溶融しまた鉄球を加熱し
てこれと接触する銅層も溶融する。また溶融に至らない
までも銅層は軟化するので鉄球により変形されて突起が
平坦化される。このようにして、ストッパーを係止して
いた銅層の凸部が消失すると、ストッパーはその位置に
止まることができないので溶銅の流れと一緒に押し流さ
れる。したがって、溶銅の湯溜り状態も解消され正常な
湯流れが回復される。

【００１０】本発明においてストッパーは球が好まし
い。また例えば球は１個使用することで十分であるが、
数個使用して互いに係止されるようにしてもよい。以
下、１個の球の例について説明する。球の直径は出湯樋
の幅の約７０〜９０％程に設定することが好ましい。

【００１１】球は出湯樋の１か所で十分であるが、設置
箇所が複数であってもかまわない。１個の球を使用する
場合は、最も溶銅の流路が狭まっている位置にて鋳付銅
層を溶解し、次に必要により２番目に流路が狭い位置に
つき鋳付きを解消するように本方法を繰り返してもよ
い。以下、図面を参照し本発明の実施例を銅の精製炉に
ついて説明する。

【００１２】図１は出湯樋の断面図、図２は銅精製工場
の概略側面図である。出湯樋１は全体の長さが８ｍ，幅
４００ｍｍ、高さ３５０ｍｍの寸法を有し、傾斜角度が
約１０°で３６０トン精製炉１０とアノードバーの鋳造
機１２の間に設置された。図２に示すように、精製炉の
１０内の溶銅１２は炉が下方に傾動することによって、
一旦昇降可能な中間受槽１３に受けられ、次に出湯樋１
に注湯される。続いて溶銅は車輪１４にて作業床面を走
行可能な鋳造機１２の鋳型１５に鋳造される。図１に示
すように、出湯樋１は鉄皮１ａにＵ字形溝を形成してそ
の内面にキャスタブル耐火物２を厚さが１００ｍｍ程度
に内張りしている。その内側に形成される溶銅の流路の
深さは２６０ｍｍ，開放部の最大幅は１８０ｍｍであ
る。

【００１３】上記の出湯樋１を使用して精製炉からの８
０トン出湯（出湯温度−１２００℃）したところ、図１
に３として示される銅層３がキャスタブル耐火物２の表
面に厚さが８０ｍｍ程度に鋳付いた。出湯樋両側面の銅
層３間の最小間隔ｄは約４０ｍｍであった。直径が９０
ｍｍの鉄球４を銅層３の突出部（上記間隔ｄで突出して
いる部分）に保持させて、出湯樋１の先端側に転がり落
ちないようにした。この状態で溶銅（Ｃｕ−９９．３
％，Ｏ−０．１５％）を流して図３に示すように鉄球４
で溶銅５を堰き止めたところ１〜２分後には図４に示す
ように突出部３ａが溶融され、鉄球４は鋳造機側に落下
したのでこれを回収して、その後再使用した。鋳造され
た銅は上記の組成であり鉄の混入は認められなかった。
その後、２８０トンの溶銅の出湯処理をなんら鋳付の問
題を起こさずに行うことができた。本発明法を行わない
場合はキャスタブル耐火物の寿命は１．５カ月であった
が、本方法を行ったところ寿命は３〜４カ月に延長され
た。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は極めて簡
単な手段で溶融金属出湯樋の流路閉塞を解消することが
できる。また本発明は、生産性の向上、鋳造物の品質向
上、危険作業の解消などの利点を生み出すために、金属
製練業において非常に有意義である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法において使用される鉄球を配置した出
湯樋の断面図である。

【図２】銅の精練炉、出湯樋及び鋳造機の配置を示す図
である。

【図３】本発明法において鉄球で溶銅の湯溜りが形成さ
れている状態の説明図である。

【図４】本発明法において鋳付銅層が溶解された状態の
説明図である。

【符号の説明】

１ 出湯樋 ２ キャスタブル耐火物 ３ 鋳付銅層 ４ 鉄球

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭57−44168（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−33978（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−75644（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−78707（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F27D 3/00 - 3/18 B22D 35/00 C21C 5/46

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属炉から溶融金属を出湯樋を介して出
   湯する方法において、前記出湯樋の耐火物内張りに係止
   された高融点材料からなるストッパーにより前記溶融金
   属の湯溜り部を作り、その後前記鋳付いた金属層を前記
   ストッパー近傍で溶融するとともに前記ストッパーの係
   止を解き、かつ溶融金属を出湯樋から出湯することを特
   徴とする金属炉からの溶融金属の出湯方法。
2. 【請求項２】 前記ストッパーは１個の球であることを
   特徴とする請求項１記載の金属炉からの溶融金属の出湯
   方法。
3. 【請求項３】 前記ストッパーの直径を前記出湯樋の両
   側面に鋳付いた金属層の最小間隔より約５〜１５％大き
   くすることを特徴とする請求項１または２記載の金属炉
   からの溶融金属の出湯方法。
4. 【請求項４】 前記金属が銅または亜鉛である請求項１
   から３までのいずれか１項記載の金属炉からの溶融金属
   の出湯方法。
5. 【請求項５】 前記高融点材料は鉄であることを特徴と
   する請求項４記載の金属炉からの溶融金属の出湯方法。