JP5068794B2 - 金属鋳造装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属鋳造装置に関する。

金属の鋳造工程において、ターンテーブル上に載置された鋳型に金属溶湯を順次注入し、鋳型内で固化した鋳造物の底面をピンで押し上げることによって鋳型から鋳造物を剥ぎ取る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−２７３５６６号公報

特許文献１の技術において、鋳型を押さえ部材で押さえつつ鋳造物を予備的に押し上げて、再度鋳型内に鋳造物を戻すことがある。この押し上げの際に鋳造物が鋳型内に戻らなかった場合にターンテーブルが回転すると、押さえ部材と鋳造物とが接触してしまうことがある。この場合、金属鋳造装置を停止する必要が生じるため、非効率である。

本発明は、上記課題に鑑み、鋳型の押さえ部材と鋳造物との接触を抑制することができる金属鋳造装置を提供することを目的とする。

本発明に係る金属鋳造装置は、ターンテーブル上面に形成された鋳型と、鋳型に形成された鋳造物を下から押し上げる押上部材と、押上部材によって鋳造物を押し上げる際に鋳型を押さえる押さえ部材を駆動する駆動部と、を備え、押さえ部材は、駆動部によって支持される支持点とターンテーブルの回転中心とを結ぶ直線を挟んで複数に分岐して前記鋳型を押さえることを特徴とするものである。本発明に係る金属鋳造装置においては、鋳造物が鋳型に戻らなかった場合においても、押さえ部材と鋳造物との接触を抑制することができる。

押さえ部材は、鋳型に形成される鋳造物がターンテーブルの回転に伴って形成する軌跡を回避して鋳型を押さえてもよい。この場合、押さえ部材と鋳造物との接触をより抑制することができる。

押さえ部材は、駆動部によって支持される支持点とターンテーブルの回転中心とを結ぶ直線を挟んで互いに対称となるように分岐していてもよい。この場合、安定して鋳型を押さえることができる。

上記金属鋳造装置は、押上部材の上下動を支持する支持部材を備え、支持部材は、押上部材の上下動方向に沿って複数箇所で押上部材を支持してもよい。この場合、押上部材の上下動が安定する。それにより、鋳造物が鋳型に再セットされやすくなる。その結果、鋳造物と押さえ部材との接触を抑制することができる。押上部材は、押上棒と、押上棒の下に配置された中子と、を含み、支持部材は、中子の複数箇所を支持してもよい。

本発明によれば、鋳型の押さえ部材と鋳造物との接触を抑制することができる金属鋳造装置を提供することができる。

実施の形態に係る金属鋳造装置の全体構成を説明するための模式図である。 予備剥部の詳細を説明するための模式図である。 押さえ部材の効果について説明するための図である。 銅アノードの他の形状について説明するための図である。 中子および支持部材について説明するための図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態に係る金属鋳造装置１００の全体構成を説明するための模式図である。図１に示すように、金属鋳造装置１００の一例として、銅アノード回転鋳造機について説明する。金属鋳造装置１００は、溜鍋１０、２つの計量鍋２０ａ，２０ｂ、ターンテーブル３０、予備剥部４０、および、回収部５０を備える。

溜鍋１０は、銅の精製炉から流れ出た銅湯を一時的に溜め、水平固定軸を軸として傾転する。溜鍋１０が計量鍋２０ａ側に傾転することによって、溜鍋１０の計量鍋２０ａ側の注ぎ口から計量鍋２０ａに規定量の銅湯が流し込まれる。同様に、溜鍋１０が計量鍋２０ｂ側に傾転することによって、溜鍋１０の計量鍋２０ｂ側の注ぎ口から計量鍋２０ｂに規定量の銅湯が流し込まれる。

ターンテーブル３０は、外周近傍において、外周方向に沿って複数の鋳型３１が順に配置されている。鋳型３１は、電解精製に用いられる銅アノード型に形成された凹部である。各鋳型３１は、ターンテーブル３０の回転に伴って、順次、計量鍋２０ａ，２０ｂ下に移動する。計量鍋２０ａ，２０ｂは、溜鍋１０から規定量の銅湯が流し込まれた場合に、ターンテーブル３０の互いに隣合う２つの鋳型に該規定量の銅湯を流し込む。計量鍋２０ａ，２０ｂから２つの鋳型３１に銅湯が流し込まれる周期と、２つの鋳型３１が計量鍋２０ａ，２０ｂ下に移動する周期とが等しく設定されている。それにより、ターンテーブル３０の回転に伴って、各鋳型３１に銅湯が流し込まれる。鋳型３１に流し込まれた銅湯は、冷却されて銅アノード３２となる。

予備剥部４０は、例えば、ターンテーブル３０の溜鍋１０と反対側の外周部に備わっている。予備剥部４０は、銅アノード３２を下から少量押し上げることによって、銅アノード３２を鋳型３１から予備的に剥がす装置である。予備剥部４０によって剥がされた銅アノード３２は、鋳型３１に再セットされる。予備剥部４０の詳細は、後述する。

回収部５０は、例えば、ターンテーブル３０の外周部における予備剥部４０と溜鍋１０との間に備わっている。回収部５０は、銅アノード３２を回収して、後工程へと搬送する。なお、予備剥部４０によって銅アノード３２が予備的に剥がされていることから、鋳型３１からの銅アノード３２の回収は容易である。

図２は、予備剥部４０の詳細を説明するための模式図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、予備剥部４０の模式的側面図である。図２（ｃ）は、予備剥部４０の模式的斜視図である。図２（ｄ）は、予備剥部４０の模式的上面図である。

図２（ａ）に示すように、予備剥部４０は、駆動部４１、押さえ部材４２、油圧シリンダ４３、中子４４、および、押上棒４５を備える。駆動部４１は、押さえ部材４２および油圧シリンダ４３の上下動を制御する装置である。中子４４は、油圧シリンダ４３の上下動に合わせて押上棒４５を上下動させる部材である。押上棒４５は、銅アノード３２を下から押し上げるための棒部材である。

続いて、予備剥部４０が銅アノード３２を予備的に剥がす際の動作について説明する。まず、ターンテーブル３０は、いずれかの銅アノード３２が予備剥部４０の下に移動した後に、回転を停止する。次に、図２（ｂ）に示すように、駆動部４１は、押さえ部材４２を下降させる。それにより、押さえ部材４２から鋳型３１に押圧力が印加される。その結果、鋳型３１が固定される。次に、駆動部４１は、油圧を上昇させて油圧シリンダ４３を上昇させる。油圧シリンダ４３の上昇に伴って中子４４が上昇し、押上棒４５が銅アノード３２を少量押し上げる。その結果、鋳型３１から銅アノード３２が剥がれる。なお、押さえ部材４２の下降と油圧シリンダ４３の上昇とは、連動して同時に行われてもよい。

次いで、駆動部４１は、油圧を低下させて油圧シリンダ４３を下降させる。油圧シリンダ４３の下降に伴って中子４４が下降し、押上棒４５が下降するとともに、銅アノード３２が鋳型３１内に戻って再セットされる。以上の動作によって、銅アノード３２が鋳型３１から予備的に剥がされる。なお、駆動部４１は、銅アノード３２が予備的に剥がされた後に、押さえ部材４２を上昇させる。その後、ターンテーブル３０は回転を再開する。

次に、図２（ｃ）および図２（ｄ）を参照しつつ、押さえ部材４２の詳細について説明する。図２（ｃ）および図２（ｄ）に示すように、押さえ部材４２は、二股に分かれて鋳型３１を押さえる形状を有している。この構成により、銅アノード３２が鋳型３１に戻らなかった場合においても、押さえ部材４２と銅アノード３２との接触を抑制することができる。

続いて、図３を参照しつつ、押さえ部材４２の効果について説明する。図３（ａ）は、比較例に係る押さえ部材４２ａについて説明するための模式図である。図３（ａ）に示すように、押さえ部材４２ａは、二股に分かれておらず、一本の棒状部材からなる。押さえ部材４２ａは、ターンテーブル３０の回転中心と押さえ部材４２ａが駆動部４１によって支持される支持点とを結ぶ直線上において鋳型３１を押さえる。

ここで、何らかの原因で銅アノード３２が鋳型３１内に戻らない場合について説明する。例えば、押上棒４５の押上方向が鉛直方向からずれた場合等に、銅アノード３２が鋳型３１からずれることがある。この場合、銅アノード３２は、鋳型３１内に戻らずに、浮いた状態となる。この状態でターンテーブル３０が回転を再開すると、押さえ部材４２ａが上昇して鋳型３１から離れていたとしても、銅アノード３２と押さえ部材４２ａとが接触するおそれがある。

具体的に、ターンテーブル３０の回転に伴って銅アノード３２が描く軌跡上に押さえ部材４２ａが配置されていると、銅アノード３２と押さえ部材４２ａとが接触する。接触することにより、銅アノード３２が位置ずれを生じ、回収部５０において銅アノード３２を回収できなくなる。その結果、ターンテーブル３０を停止する必要が生じる。図３（ａ）においては、ターンテーブル３０の回転中心と銅アノード３２の押さえ部材４２ａ側の角とを結ぶ回転半径が描く軌跡上に押さえ部材４２ａが配置されていると、銅アノード３２と押さえ部材４２ａとが接触し、銅アノード３２が鋳型３１の位置からさらにずれることになる

一方、図３（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る押さえ部材４２は、ターンテーブル３０の回転中心と押さえ部材４２が駆動部４１によって支持される支持点とを結ぶ直線を挟んで、ターンテーブル３０を含む水平面上で複数股に分岐して鋳型３１を押さえる。この構成においては、銅アノード３２が浮いていても、銅アノード３２と押さえ部材４２との接触が抑制される。銅アノード３２が描く軌跡は、押さえ部材４２の支持点とターンテーブル３０の回転中心との直線上において押さえ部材４２の支持点に最も近づくからである。その結果、銅アノード３２は、鋳型３１に再セットされていなくても、回収部５０によって回収することができる。

具体的に、押さえ部材４２が、銅アノード３２が描く軌跡を回避して配置されていれば、銅アノード３２が浮いていても銅アノード３２と押さえ部材４２との接触が回避される。図３（ｂ）においては、押さえ部材４２が、ターンテーブル３０の回転中心と銅アノード３２の押さえ部材４２ａ側の角とを結ぶ回転半径が描く軌跡を回避して配置されていれば、銅アノード３２と押さえ部材４２との接触が回避される。それにより、ターンテーブル３０の回転停止等を回避することができる。その結果、鋳造効率低下が抑制される。なお、押さえ部材４２は、ターンテーブル３０の回転中心と押さえ部材４２が駆動部４１によって支持される支持点とを結ぶ直線に対して互いに対称となるように分岐することが好ましい。鋳型３１を安定的に支持することができるからである。

なお、押さえ部材４２の形状は、二股に限られない。押さえ部材４２は、ターンテーブル３０の回転中心と押さえ部材４２が駆動部４１によって支持される支持点とを結ぶ直線を挟んで、ターンテーブル３０を含む水平面上で複数股に分岐していればよい。また、銅アノード３２は、種々の形状を有していてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、電解精製に供される銅アノード３２ａは、電装に装入され電気分解される。その為、銅アノード３２ａは、電源のプラス端子に接続するための端子部を有している。具体的には、銅アノード３２ａは、電解精製時に電装に装入して電気分解を行う為の、プラス端子の役割をもつ端子３３ａ，３３ｂを有している。

図４（ｂ）に示すように端子３３ａ，３３ｂがターンテーブル３０の回転中心と反対側に配置される場合、銅アノード３２ａにおいてターンテーブル３０の回転中心との距離が最も大きいのは端子３３ａ，３３ｂである。したがって、図４（ｂ）の場合には、押さえ部材４２は、ターンテーブル３０の回転中心と端子３３ａ，３３ｂとを結ぶ回転半径が描く軌跡を回避して配置される。それにより、銅アノード３２が浮いていても、銅アノード３２と押さえ部材４２との接触が回避される。このように、銅アノードがどのような形状を有していても、予備剥部４０で浮き上がりを生じても、ターンテーブルの回転に伴って銅アノードが描く軌跡を回避して押さえ部材を配置することによって、押さえ部材と銅アノードとの接触を回避することができる。

図５に示すように、中子４４は、支持部材４６によって支持されている。中子４４は、略円柱状の部材である。支持部材４６は、中子４４の上下動方向に沿って複数箇所で中子４４を支持する。具体的には、支持部材４６は、複数箇所で中子４４の外周を摺動可能に支持する。このように、中子４４を上下動方向に沿って複数箇所で支持することによって、中子４４の上下動が安定する。それにより、押上棒４５の上下動が安定する。その結果、銅アノード３２が予備的に剥がれた後に、鋳型３１に再セットされやすくなる。以上のことから、銅アノード３２と押さえ部材４２との接触を抑制することができる。

なお、上記実施の形態においては鋳造の対象金属を銅としたが、他の金属であってもよい。

１０ 溜鍋
２０ 計量鍋
３０ ターンテーブル
３１ 鋳型
３２ 銅アノード
４０ 予備剥部
４１ 駆動部
４２ 押さえ部材
４３ 油圧シリンダ
４４ 中子
４５ 押上棒
５０ 回収部
１００ 金属鋳造装置

Claims (5)

1. ターンテーブル上面に形成された鋳型と、
   前記鋳型に形成された鋳造物を下から押し上げる押上部材と、
   前記押上部材によって前記鋳造物が押し上げられる際に前記鋳型を押さえる押さえ部材を駆動する駆動部と、を備え、
   前記押さえ部材は、前記駆動部によって支持される支持点と前記ターンテーブルの回転中心とを結ぶ直線を挟んで複数に分岐して前記鋳型を押さえることを特徴とする金属鋳造装置。
2. 前記押さえ部材は、前記鋳型に形成される鋳造物が前記ターンテーブルの回転に伴って形成する軌跡を回避して前記鋳型を押さえることを特徴とする請求項１記載の金属鋳造装置。
3. 前記押さえ部材は、前記駆動部によって支持される支持点と前記ターンテーブルの回転中心とを結ぶ直線を挟んで互いに対称となるように分岐していることを特徴とする請求項１または２記載の金属鋳造装置。
4. 前記押上部材の上下動を支持する支持部材を備え、
   前記支持部材は、前記押上部材の上下動方向に沿って複数箇所で前記押上部材を支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属鋳造装置
5. 前記押上部材は、押上棒と、前記押上棒の下に配置された中子と、を含み、
   前記支持部材は、前記中子の複数箇所を支持することを特徴とする請求項４記載の金属鋳造装置。

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