JP5874598B2 - Anode casting mold and mother mold for producing anode casting mold - Google Patents
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Description
本発明は、銅電解用アノード等を鋳造するためのアノード鋳造用鋳型、及びそれを製造するための母型に関する。 The present invention relates to an anode casting mold for casting a copper electrolysis anode and the like, and a matrix for producing the same.
銅製錬操業において、銅品位を凡そ98%として製造される銅電解用アノードは、電解工程で銅品位凡そ99.99%の電気銅に仕上げられて製品とされる。このような銅電解用アノード10の形状は、図1、図2に示すように、一般的に、幅W0=約1055mm程度、高さH0=約1090mm程度とされる概略矩形状とされるアノード本体11と、アノード本体11より上方及び両側へと突出した垂下用耳部12(12A、12B)とを有する形状とされる。又、垂下用耳部12(12A、12B)の厚さは、T1(T1A、T1B)=30〜45mm程度、アノード本体11の厚さは、T0=35〜50mm程度とされる。
In the copper smelting operation, an anode for copper electrolysis produced with a copper grade of about 98% is finished into copper with a copper grade of about 99.99% in the electrolysis process. As shown in FIGS. 1 and 2, the shape of the
図8は、一般的なアノード鋳造設備50を示す概略図である。このアノード鋳造設備50は、鋳型搬送設備であるターンテーブル51上に、アノード鋳造用鋳型20を複数個載置して、所定の回転方向Rにターンテーブル51を回転させながらアノード鋳造用鋳型20を連続的に搬送し、樋52から熔融銅30をアノード鋳造用鋳型20に鋳込み、熔融銅30を冷却装置53で固化させて銅電解用アノード10を鋳造し、その後、銅電解用アノード10を剥取機54で剥ぎ取るように構成されている。尚、簡略化のために図8ではアノード鋳造用鋳型20の個数を5個としたが、通常、アノード鋳造用鋳型の個数は20個程度で実施される。
FIG. 8 is a schematic view showing a general
ここで、銅電解用アノードの形状は、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。具体的には、銅電解用アノードは、表面が平滑であり、又、その厚みが各部毎に均一であることが求められる。 Here, it is known that the shape of the copper electrolysis anode has a great influence on the stability of the operation of the electrolysis process. Specifically, the anode for copper electrolysis is required to have a smooth surface and a uniform thickness for each part.
しかし、上記設備によって鋳造されるアノードは、ターンテーブルの駆動時や停止時に生じる慣性力による熔融銅の偏り等に起因して、図2における左右の垂下用耳部12Aと12Bの厚さが不均一となってしまう場合があった。一般的には、特に図8におけるターンテーブル51の駆動時に進行方向Rの反対側に熔融銅が偏ることに起因して、進行方向Rの反対側において形成される方の耳部の厚みが所望の厚さを超えて厚くなってしまう場合が多い。
However, in the anode cast by the above equipment, the thickness of the left and right drooping
アノードの形状の不均一に対する一般的対策として、例えば、アノード鋳造用の鋳型について、アノード本体の底部に隣接する部分に熔体が流出することにより形成されるいわゆる鋳張り等の発生を防止するための堰を設けてアノード本体の形状均一性を安定化する鋳型が開示されている(特許文献1参照)。 As a general countermeasure against non-uniformity of the shape of the anode, for example, in order to prevent the occurrence of so-called casting or the like formed by the outflow of the melt to the portion adjacent to the bottom of the anode body of the casting mold for anode casting There is disclosed a mold for providing a weir to stabilize the shape uniformity of the anode body (see Patent Document 1).
又、アノード鋳造用の鋳型の歪みの発生を抑止する手段として、鋳込み面に格子状に筋状凸部を設けたアノード鋳造用の鋳型も開示されている(特許文献2参照)。 Further, as a means for suppressing the occurrence of distortion of the casting mold for anode casting, an casting mold for anode casting in which streaky convex portions are provided in a grid pattern on the casting surface is also disclosed (see Patent Document 2).
又、従来、鋳型から取り出したアノードに対して、プレス加工等による形状矯正も行われているが、プレス加工による形状矯正が行われたアノードの垂下用耳部の厚さをプレス工程内において速やかに高精度で検知し、不適切な厚さをもつアノードを不良品として除去するアノード作製方法も開示されている(特許文献3参照)。 Conventionally, the anode taken out from the mold has been subjected to shape correction by press working or the like, but the thickness of the anode ear for the anode subjected to shape correction by press working is quickly determined in the pressing process. An anode manufacturing method is also disclosed in which an anode having an inappropriate thickness is detected as a defective product with high accuracy (see Patent Document 3).
特許文献1及び2に記載のアノード鋳造用の鋳型によれば、例えば、主にアノード本体についての形状均一性を向上させることはできる。しかし、特に、鋳造方法自体に由来する垂下用耳部の厚さの不均一を、効果的に是正するための手段は、未だ出せていないのが現状であった。 According to the casting mold for anode casting described in Patent Documents 1 and 2, for example, the shape uniformity of the anode main body can be mainly improved. However, in particular, there has not yet been a means for effectively correcting the uneven thickness of the hanging ears resulting from the casting method itself.
そこで、特許文献3に記載の方法では、不適切な厚みの垂下用耳部を有するアノードを不良品として排除する方法が提案されている。しかし、鋳造の段階で垂下用耳部の厚さの均一性を十分に高めて不良品の発生を低減することができれば、より望ましく、そうすることができれば、アノードの生産性を大きく向上させることができる。鋳造時においてアノードの垂下用耳部の厚さの均一性を十分に高めることができる手段が求められていた。 Therefore, in the method described in Patent Document 3, a method has been proposed in which an anode having a drooping ear with an inappropriate thickness is excluded as a defective product. However, it would be more desirable if the thickness uniformity of the drooping ears could be sufficiently increased at the casting stage to reduce the occurrence of defective products, and that would greatly improve the productivity of the anode. Can do. There has been a demand for means capable of sufficiently increasing the uniformity of the thickness of the hanging ear portion of the anode during casting.
本発明は、例えば銅電解用アノード等のノードの製造に用いることによって、アノードの垂下用耳部の厚さの不均一を十分に低減することのできるアノード鋳造用鋳型、及びそのような鋳型を製造するための母型を提供することを目的とする。 The present invention relates to an anode casting mold capable of sufficiently reducing the thickness unevenness of the drooping ear portion of the anode by using it for manufacturing a node such as an anode for copper electrolysis, and such a mold. An object is to provide a matrix for manufacturing.
本発明者らは、アノード鋳造用鋳型において、アノード本体に対応する本体凹部と、垂下用耳部に対応する耳部凹部との間に形成される傾斜面である中間凹部の傾斜角度を、従来よりも大きくすることによって、鋳造されるアノードの垂下用耳部の左右の厚さの不均一を十分に低減することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。 In the casting mold for anode casting, the present inventors have conventionally determined the inclination angle of the intermediate concave portion, which is an inclined surface formed between the main body concave portion corresponding to the anode main body and the ear concave portion corresponding to the hanging ear portion. It has been found that by making it larger than this, it is possible to sufficiently reduce the uneven thickness of the left and right of the hanging drooping ear portion of the anode, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
(1) アノード本体の頂部両側に一対の垂下用耳部を有する電解用アノードを鋳造するための鋳型であって、前記アノード本体に対応する本体凹部と、前記垂下用耳部に対応する耳部凹部と、前記本体凹部と前記耳部凹部との深さの差に応じて、該本体凹部と該耳部凹部との間に形成される傾斜面である中間凹部とを有し、前記中間凹部の傾斜角度が3.0°以上5.2°以下であるアノード鋳造用鋳型。 (1) A mold for casting an anode for electrolysis having a pair of drooping ears on both sides of the top of the anode main body, a main body recess corresponding to the anode main body, and an ear corresponding to the drooping ear The intermediate recess having a recess, and an intermediate recess that is an inclined surface formed between the main body recess and the ear recess according to a difference in depth between the main body recess and the ear recess. An anode casting mold having an inclination angle of 3.0 ° to 5.2 °.
(2) (1)に記載のアノード鋳造用鋳型を製造するための母型であって、前記本体凹部に対応する本体部と、前記耳部凹部に対応する耳部と、前記本体部と前記耳部との厚さの差に応じて、該本体部と該耳部との間に形成される傾斜面である中間部とを有し、前記中間部の傾斜角度が3.0°以上5.2°以下である母型。 (2) A mother die for producing the anode casting mold according to (1), wherein a main body corresponding to the main body recess, an ear corresponding to the ear recess, the main body, and the According to the difference in thickness with the ear portion, the intermediate portion is an intermediate portion that is an inclined surface formed between the main body portion and the ear portion, and the inclination angle of the intermediate portion is 3.0 ° or more and 5 A matrix that is 2 ° or less.
(3) (1)に記載のアノード鋳造用鋳型を用いた鋳造工程を備える銅電解用アノードの製造方法。 (3) A method for producing an anode for copper electrolysis, comprising a casting step using the anode casting mold according to (1).
本発明によれば、例えば、銅電解用アノード等のノードの製造に用いることによって、アノードの垂下用耳部の厚さの不均一を十分に低減することのできるアノード鋳造用鋳型、及びそのようなアノード鋳造用鋳型を製造するための母型を提供することができる。 According to the present invention, for example, an anode casting mold capable of sufficiently reducing non-uniformity of the thickness of the hanging portion of the anode by using it for manufacturing a node such as an anode for copper electrolysis, and the like. It is possible to provide a mother mold for manufacturing a simple mold for casting an anode.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1〜2は、本発明のアノード鋳造用鋳型(以下、単に「鋳型」とも言う)を用いて製造することのできる銅電解アノードを示す図である。図3〜5は発明の実施の形態の鋳型を示す図であり、そのうち、図3は鋳型の斜視図であり、図4は注湯後の鋳型の断面図であり、図5は、鋳型の中間凹部の拡大断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a copper electrolytic anode that can be manufactured using the anode casting mold of the present invention (hereinafter also simply referred to as “mold”). 3 to 5 are diagrams showing a mold according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 3 is a perspective view of the mold, FIG. 4 is a cross-sectional view of the mold after pouring, and FIG. It is an expanded sectional view of an intermediate crevice.
又、図6〜7は発明の実施の形態のアノード鋳造用鋳型を製造するための母型(以下、単に「母型」とも言う)を示す図であり、そのうち、図6は母型の断面図であり、図7は、母型の中間部の拡大断面図である。 FIGS. 6 to 7 are views showing a mother die (hereinafter also simply referred to as “mother die”) for producing the anode casting mold according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of the mother die. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of an intermediate part of the mother die.
<銅電解用アノード>
図1に示す通り、銅電解用アノード10は、銅電解工程において電解液に浸漬されるアノード本体11と、アノード本体11を電解槽に垂下するための一対の垂下用耳部12を有する。
<Anode for copper electrolysis>
As shown in FIG. 1, the
従来のアノードにおいては、鋳造方法に由来する左右の垂下用耳部の厚さの不均一性が、その後のアノードのプレス加工工程でのトラブルや、運搬中の耳折れを招くことが問題となっていた。 In the conventional anode, the uneven thickness of the left and right drooping ears derived from the casting method is problematic in that it causes troubles in the subsequent anode pressing process and ear breakage during transportation. It was.
本発明のアノード鋳造用鋳型20を用いて鋳造される銅電解用アノード10は、垂下用耳部12の厚さの不均一性が十分に低減されていることを特徴とし、上記問題を解決できるものとなっている。
The
<アノード鋳造用鋳型>
図3〜5に示すように、本発明の実施形態であるアノード鋳造用鋳型20は、アノード本体11(図1参照)の形状に対応する本体凹部21と、垂下用耳部12の形状に対応する耳部凹部22が形成されている。そして、耳部凹部22の深さD1と、本体凹部21の深さD2との差に応じて、本体凹部21の端部と耳部凹部22の端部の間を連接して形成される傾斜面である中間凹部23とを有する。
<Anode casting mold>
As shown in FIGS. 3 to 5, the
図5に示す通り、アノード鋳造用鋳型20は、本体凹部21の底面を水平面(0°)としたときの中間凹部23の表面の傾斜角度θ1が3.0°以上5.2°以下であることを特徴とする。又、この傾斜角度θ1は、4.0°以上5.0°以下であることがより好ましい。
As shown in FIG. 5, in the
従来のアノード鋳造用鋳型においては、この傾斜角度θ1については、特段着目されることがなかった。このような従来のアノード鋳造用鋳型においては、アノード鋳造用鋳型20内に中湯された熔融銅30に対して、ターンテーブルの回転による慣性力が働いた場合に、いずれか一方の耳部凹部22への熔融銅30の偏りが誘発される場合があったが、上記の中間凹部23の表面の傾斜角度に対する配慮が何らなされておらず、傾斜角度θ1が小さいため、この偏りを抑制することができなかった。
In the conventional casting mold for anode casting, the inclination angle θ 1 has not been particularly noticed. In such a conventional anode casting mold, when the inertia force due to the rotation of the turntable is applied to the
本発明のアノード鋳造用鋳型20は、図5に示す通り、この傾斜角度θ1を3.0°以上として斜面の勾配を従来品よりも大きくしたものである。これにより、アノード鋳造用鋳型20内に中湯された熔融銅30にターンテーブルの回転による慣性力が働いたときであっても、上記のような一方の耳部凹部22への熔融銅30の偏りを抑制することができる。よって、アノード鋳造用鋳型20を用いて製造される銅電解用アノード10の左右の垂下用耳部12Aと12Bとの間における厚さの不均一性を十分に低減することができる。
The
<アノード鋳造用鋳型を製造するための母型>
図6〜7に示すように、本発明の実施形態である母型40は、アノード鋳造用鋳型20の補完形状の面を持ち、アノード本体11の形状に対応する本体部41と、垂下用耳部12の形状に対応する耳部42を有する。そして、耳部42の厚さT11と、本体部41の厚さT00の差に応じて、本体部41の端部と耳部42の端部の間を連接して形成される傾斜面である中間部43とを有する。
<Matrix for producing casting mold for anode casting>
As shown in FIGS. 6 to 7, the mother die 40 according to the embodiment of the present invention has a complementary surface of the
尚、母型40は、上記の通り、アノード鋳造用鋳型20の補完形状の面を持つものであり、この母型40を型枠44に設置した状態で熔体を流し込み、熔体冷却後に、型枠44及び母型40を取り除くことによりアノード鋳造用鋳型20を製造することができる。
Note that, as described above, the mother die 40 has a complementary surface of the
図7に示す通り、母型40は、本体部41の底面を水平面(0°)としたときの中間部43の表面の傾斜角度θ11が3.0°以上5.2°以下であることを特徴とする。又、この傾斜角度θ11は、4.0°以上5.0°以下であることがより好ましい。傾斜角度θ11を上記範囲とすることによって、アノード鋳造用鋳型20を安定的に上記形状とすることができ、これにより、アノード鋳造用鋳型20を用いて製造される銅電解用アノード10の左右の垂下用耳部12Aと12Bの厚さの不均一性を十分に低減することができる。
As shown in FIG. 7, in the mother die 40, the inclination angle θ 11 of the surface of the
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
(実施例)
図8に示すものと同様の構成を有する鋳造設備において、上記において説明したアノード鋳造用鋳型20を設置して、アノードの製造を行った。尚、鋳型の中間凹部の傾斜角度θ1は、4.5°とした。
(比較例)
比較例については、上記の傾斜角度θ1を2.7°とした他は、実施例と同条件でアノードの製造を行った。
(Example)
In a casting facility having the same configuration as that shown in FIG. 8, the
(Comparative example)
For comparative example, except that the inclination angle theta 1 of the above and 2.7 ° was subjected to production of the anode in Example under the same conditions.
実施例と比較例につき、鋳造されたアノードの左右の垂下用耳部の厚さを測定した。得られた結果を下記表1に示す。尚、進行方向とは、図8中のR方向、すなわちターンテーブル51の回転方向のことを言う。又、アノードは実施例、比較例とも各40個を製造して、それぞれの左右の耳部の厚さを測定した。
For the examples and comparative examples, the thickness of the left and right hanging ears of the cast anode was measured. The obtained results are shown in Table 1 below. The traveling direction refers to the R direction in FIG. 8, that is, the rotation direction of the
表1より、本発明のアノード鋳造用鋳型を用いた実施例において、従来の鋳型を用いた場合と比較して、垂下用耳部の厚さの左右における不均一性と、特に進行方向反対側における厚さのバラツキが大幅に抑制されていることが分る。 From Table 1, in the example using the anode casting mold of the present invention, compared with the case of using the conventional mold, the thickness of the hanging ear portion is uneven in the right and left, particularly on the opposite side in the traveling direction. It can be seen that the variation in the thickness is greatly suppressed.
以上より、本発明によれば、銅電解用アノードの製造において、垂下用耳部の厚さの左右の不均一性やバラツキを十分に低減することのできるアノード鋳造用鋳型、及びそのような鋳型を製造するための母型を提供することができることが分る。 As described above, according to the present invention, an anode casting mold capable of sufficiently reducing non-uniformity and variation in the thickness of the hanging ear in the manufacture of an anode for copper electrolysis, and such a mold It can be seen that a matrix for manufacturing can be provided.
10 銅電解用アノード
11 アノード本体
12 垂下用耳部
20 アノード鋳造用鋳型
21 本体凹部
22 耳部凹部
23 中間凹部
30 熔融銅
40 母型
41 本体部
42 耳部
43 中間部
50 アノード鋳造設備
51 ターンテーブル
52 樋
53 冷却装置
54 剥取機
DESCRIPTION OF
Claims (4)
所定の回転方向に回転可能なターンテーブル上に、熔融銅を鋳込むアノード鋳造用鋳型が複数個載置されていて、
前記アノード鋳造用鋳型は、前記アノード本体に対応する本体凹部と、前記垂下用耳部に対応する耳部凹部と、前記本体凹部と前記耳部凹部との深さの差に応じて、該本体凹部と該耳部凹部との間に形成される傾斜面である中間凹部とを有し、
前記中間凹部の傾斜角度が3.0°以上5.2°以下である、電解用アノードの鋳造設備。 An electrolysis anode casting facility for casting an electrolysis anode having a pair of drooping ears on both sides of the top of the anode body, the thickness of which is smaller than that of the anode body ,
A plurality of anode casting molds for casting molten copper are placed on a turntable rotatable in a predetermined rotation direction,
The anode casting mold includes a body recess corresponding to the anode body, an ear recess corresponding to the hanging ear, and a difference in depth between the body recess and the ear recess. An intermediate recess that is an inclined surface formed between the recess and the ear recess,
A casting facility for an anode for electrolysis , wherein an inclination angle of the intermediate recess is 3.0 ° or more and 5.2 ° or less .
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