JP6575423B2

JP6575423B2 - 鋳型、貴金属インゴットの鋳造方法、および鋳型の製造方法

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Publication number: JP6575423B2
Application number: JP2016079365A
Authority: JP
Inventors: 諭松原; 和典谷嵜; 良一松木
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2036-04-12
Also published as: JP2017189787A

Description

本発明は、貴金属インゴットの鋳造に用いる鋳型、貴金属インゴットの鋳造方法、および鋳型の製造方法に関する。

一般に、金、銀、白金族元素などの貴金属を得るため、鋳鉄製鋳型などの金属鋳造用鋳型（以下、単に「鋳型」という）を用いてインゴットを鋳造することが行われている。

鋳造に用いる貴金属の精製方法として、乾式処理の後に電解精製をする方法（以下、電解精製法）が長年にわたり行われていた。近年では、特許文献１のように、環境や安全への配慮、そして燃料や電力の節減のために、溶液から直接的に粉状の貴金属を得る精製方法（以下、湿式精製法）が広まりつつある。

特許５２００５８８号公報

ところが、特許文献１に示す湿式精製法で得た貴金属を用いてインゴットを鋳造すると、インゴットの表面にくぼみが生じやすい。このため、特許文献１に記載の鋳造では、再溶解して鋳造をやり直す手間がかかっていた。

インゴットの表面状態は一般的に平滑で穴あき等の凹凸がなく、純粋な金属色をしているものが良いとされている。このため、品質認証機関等の規定または内部規定により、表面状態が悪いもの、例えば多数のくぼみのあるものは不良とされる。鋳造されたインゴットの表面状態は、金属溶解の条件、注湯方法などの様々な要因により決定される。中でも、鋳型内部に付着させる離型剤の管理が重要である。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、金属を鋳造してインゴットを得る際に、表面がより平滑なインゴットを得る技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る鋳型は、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する貴金属インゴットの鋳造に用いる鋳型であって、水平に前記貴金属インゴットを支える床部と、前記床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含み、前記床部の表面粗さＲ_ｍａｘが１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであり、前記床部の表面上に、炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る貴金属インゴットの鋳造方法は、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する貴金属インゴットの製造方法であって、床部と該床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含む鋳型に、該床部を研削することにより凹凸状の表面を形成する工程と、前記凹凸状の表面上に、炭素系離型剤またはシリコン系離型剤を塗布することにより炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成する工程と、前記炭素系離型薄膜または前記シリコン系離型薄膜上に、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する溶湯を注いだ後、該金属を鋳造して貴金属インゴットを得る工程とを備え、前記凹凸状の表面の表面粗さＲ_ｍａｘが１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであることを特徴とする。

さらに、本発明の一態様に係る鋳型の製造方法は、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する貴金属インゴットの鋳造に用いる鋳型の製造方法であって、水平に前記貴金属インゴットを支える床部と該床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含む鋳型に、該床部を研削することにより凹凸状の表面を形成する工程と、前記凹凸状の表面上に、炭素系離型剤またはシリコン系離型剤を塗布することにより炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成する工程とを備え、前記凹凸状の表面の表面粗さＲ_ｍａｘが１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであることを特徴とする。

本発明によれば、金属を鋳造してインゴットを得る際に、表面が平滑なインゴットを得ることができる。

本発明の実施形態に係る鋳型を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る貴金属インゴットの鋳造方法の概略を示すフロー図である。

本発明者らは、電解精製法を経た鋳造と湿式精製法を経た鋳造を比較検討し、湿式精製法で得られる貴金属が粉状であることに注目した。さらに検討を進め、粉状の貴金属はガスを巻き込みやすく、融解後もガス成分（特に酸素）が溶存しやすく、鋳造時に浮上分離したガスが（凝固後の）くぼみを生じると考えた。ガス対策を研究した結果、離型剤を多量に使用することによって、ガス成分の分離を遅らせたり、ガス成分を貴金属表面から速やかに取り除いたりできることを見出した。続いて、多量の離型剤を鋳型表面上に保つために、鋳型表面を従来よりも粗くするという手段によって、本発明を完成した。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

［１．鋳型］
図１は、本発明の実施形態に係る鋳型を示す斜視図である。本実施形態に係る鋳型１は、図１に示すように、略水平に貴金属インゴットを支える床部１０と、床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部２０とを含む。さらに、床部１０の表面上には、離型薄膜（不図示）が形成されている。

本実施形態に係る鋳型１では、床部１０の表面粗さＲ_ｍａｘが_、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とするものであり、好ましくは１．２ｍｍ〜１．６ｍｍである。本実施形態に係る鋳型１では、床部１０の表面粗さを上記範囲内に制御することにより、貴金属インゴットの表面状態を良好に保ちながらも、高温時における床部１０に形成された離型薄膜の剥離を防止することができる。このように、離型薄膜は、鋳型１と鋳造される金属の固着を防ぐために付着させることが本来の目的であり、さらにインゴットの表面を平滑にする役割も担っている。

表面粗さＲ_ｍａｘが１．０ｍｍ未満である場合には、溶湯を鋳型に流し込む前に離型薄膜が剥離しやすい。このため、表面粗さＲ_ｍａｘは１．０ｍｍ以上であることが望ましい。一方、表面粗さＲ_ｍａｘが２．０ｍｍを超える場合には、得られる貴金属インゴットの表面が荒れてしまう。このため、表面粗さＲ_ｍａｘは２．０ｍｍ以下が望ましい。なお、鋳型１を管理する観点から、床部１０の表面粗さは、床部１０の全面にわたって均一なものとすることが好ましいが、溶湯の液面高さを境に表面粗さを変えたり、離型薄膜が剥離しやすい部分が生じたような場合には、部分的に表面粗さを適宜調整したりすることも可能である。

鋳型１を用いてインゴットを鋳造する際には、その床部１０の表面上に離型剤を塗布することにより離型薄膜を形成することで、凝固した金属の鋳型からの離型性を向上させることが行われている。離型剤を床部１０に塗布することは、鋳型１とインゴットとの固着を防止するために用いられる。しかし、鋳型１の床部１０の表面と離型薄膜との密着強度はあまり強くないので、溶湯を鋳型に流し込んだ際に、流し込まれた溶湯の温度や流れの勢いによって、離型薄膜が鋳型１の床部１０の表面から剥離することがある。このような離型薄膜の剥離を防止するために、床部１０のインゴット側の全表面に凹凸を設けることが行われている。

鋳型内にある溶湯量が少ない間は、溶湯のある部分にのみ溶湯の流れが伝わることから、床部１０の離型薄膜は剥離しやすい。この間、熔体の供給源からの落差は大きいから、強い流れが発生して、床部１０の離型薄膜は特に剥離しやすくなっている。だから、床部１０は外枠部２０よりも、離型薄膜との密着強度を高くし、注湯完了時に十分な厚みの離型薄膜が残存することが望ましい。そこで、床部１０の表面粗さＲ_ｍａｘを外枠部２０の表面粗さＲ_ｍａｘとは差をつけたり、床部１０への離型剤の塗布量を外枠部２０へのそれとは差をつけたりするのがよい。

本実施形態に係る鋳型１では、離型薄膜は、インゴットの離型性が高い薄膜であればよく、例えば炭素系離型薄膜、またはシリコン系離型薄膜が挙げられる。離型薄膜が炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜であれば、溶湯中に含まれていた酸素を吸収して、耐熱鋳鋼鋳型１に流し込まれた溶湯内において酸素ガスが急激に発生するのを抑えることができる。その結果、インゴットの表面に気泡が少なくなり、凝固したインゴットの表面に凹みが少なくなる。炭素系離型薄膜やシリコン系離型薄膜の他にも、酸素と結合できる材質か、あるいは床部１０へ酸素ガスを導く細孔を形成する材質であれば、インゴットの表面に凹みが少なくなると考えられる。

床部１０の表面上に形成される離型薄膜は、２００μｍ〜１５００μｍ程度、好ましくは６００μｍ〜１２００μｍ程度となるように離型剤を塗布することが好ましい。離型薄膜が２００μｍ未満である場合には、離型薄膜が部分的に分解され、酸素を十分に吸収することができず、インゴットの外観不良の原因となる。一方、離型薄膜が１５００μｍを超える場合には、均一な塗膜を形成することが難しくなるばかりでなく、塗布した離型剤がインゴット内に不純物として取り込まれたり、熱分解により生成したガスを起因とする鋳造欠陥の原因になったりする可能性がある。

離型薄膜の厚みが上記範囲であっても、床部１０の表面粗さＲ_ｍａｘを１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ、または１．２ｍｍ〜１．６ｍｍにすることにより、離型薄膜を形成するための離型剤の保持量を実質的に増加させることができ、酸素除去能力が飛躍的に向上する。離型薄膜の厚み（ｍｍ）は、床部１０の表面粗さＲ_ｍａｘ（ｍｍ）に対して、０．５倍〜１．５倍にするのがよく、０．８倍〜１．２倍にするのがさらに好ましい。これによって、床部１０の凹凸形状が貴金属インゴットに直接転写されるのを防ぎ、滑らかな表面を備えた貴金属インゴットを製造することができる。このような離型薄膜の表面粗さＲ_ｍａｘは、０．１ｍｍ〜０．８ｍｍになっており、０．５ｍｍ以下になっているものと考えられる。

また、本実施形態に係る鋳型１の材料としては、特に限定されることなく、一般的な耐熱鋳鉄や耐熱鋳鋼や耐熱合金鋼を用いることができる。鋳型１の材料としては、熱容量が０．４８〜０．５１Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の範囲にあるものを用いることが好ましく、０．４９〜０．５０Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の範囲にあるものを用いることがより好ましい。また、この範囲の熱容量を有する耐熱鋳鋼を使用し、質量が１ｋｇ以上の大型の貴金属インゴット（たとえば、１ｋｇの金インゴットでは、幅１１５ｍｍ〜１２０ｍｍ×横５２ｍｍ〜５５ｍｍ×厚さ８ｍｍ〜１０ｍｍ）を鋳造する場合には、鋳型の厚さを１３ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることが好ましく、１８ｍｍ〜１９ｍｍ程度とすることがより好ましい。鋳型１の材料（例えば、材料の示す熱容量）および厚さとして上記範囲のものを選択することにより、鋳型温度の制御が容易となる。これにより、溶湯の凝固速度を均一に制御することが可能となる。

本実施形態に係る鋳型１は、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する貴金属インゴットを鋳造するのに適用される。さらに、本実施形態に係る鋳型１は、銀を構成する貴金属インゴットを鋳造するのに適用されるのが好ましい。

以上より、本実施形態に係る鋳型１は、略水平に貴金属インゴットを支える床部と、床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含み、床部の表面上に、炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜が形成され、表面粗さＲ_ｍａｘが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とするものである。これにより、この鋳型１では、金属を鋳造してインゴットを得る際に、表面が平滑なインゴットを得ることができる。

［２．貴金属インゴットの鋳造方法］
本実施形態に係る貴金属インゴットの鋳造方法は、図２に示すように、鋳型の床部の表面を凹凸状に形成する工程（以下、「研削工程Ｓ１」という。）と、凹凸状の表面を有する床部の表面上に、離型薄膜を形成する工程（以下、「成膜工程Ｓ２」という。）と、床部の表面に、各金属を構成する溶湯を注いだ後、各金属を鋳造してインゴットを得る工程（以下、「鋳造工程Ｓ３」という。）とを備える。

（研削工程Ｓ１）
研削工程Ｓ１は、略水平に貴金属インゴットを支える床部と床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部と含む鋳型に、アルミナ系研磨剤で研削することにより床部の表面を凹凸状に形成する工程である。

研削工程Ｓ１では、床部の表面に凹凸を設ける方法としては、サンドペーパー、グラインダーなどの公知の手段で荒らす方法があるが、均一な表面粗さを有する面を簡便に得るためには、サンドブラストを施すことが好ましい。この場合、用いるブラスト材（研磨剤）により、表面粗さの調節が可能である。また、研削工程Ｓ１では、すでに貴金属インゴットの鋳造に利用されたことがある鋳型を、ブラスト材により表面粗さを調節することもできる。すでに貴金属インゴットの鋳造に利用されたことがある鋳型を用いることで、鋳型の廃棄処分を要さず、材料費や加工費も節減できる。

研削工程Ｓ１では、鋳型の材料として耐熱鋳鉄、耐熱鋳鋼または耐熱合金鋼を用いる場合は、アルミナ系のブラスト材によってサンドブラストを施すことが好ましい。アルミナ系のブラスト材によって鋳型の床部の表面を削り取り、短時間に精度よく凹凸が得られるからである。アルミナ系のブラスト材の粒径としては、０．８〜３．３ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍのものが適している。なお、本実施形態でいう粒径としては、篩による質量基準の目開き径か、あるいはマイクロトラック（登録商標）による質量基準の中位径を使用することができる。

このように、研削工程Ｓ１では、床部に凹凸状の表面を形成し、この床部の表面粗さを１．０ｍｍ〜２．０ｍｍに調整することができる。

（成膜工程Ｓ２）
成膜工程Ｓ２は、床部の凹凸状の表面上に、炭素系離型剤またはシリコン系離型剤を塗布することにより炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成する工程である。

成膜工程Ｓ２では、離型剤の塗布方法としては、特に限定されることなく、スプレーなどを用いての吹き付け、刷毛を使った塗りつけ、直接の滴下などの公知の手段を用いることができる。

このように、成膜工程Ｓ２では、床部の表面上に炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成することができる。

（鋳造工程Ｓ３）
鋳造工程Ｓ３は、離型薄膜上に、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する溶湯を注いだ後、金属を鋳造して貴金属インゴットを得る工程である。

鋳造工程Ｓ３では、湿式精製法で得た貴金属は粉状であり、融解時にガスを巻き込みやすい。そこで、融解から注湯までの間にこのガスを浮上分離することが望ましい。浮上分離は、溶湯の表面に泡が浮上しなくなるまで行うことが望ましい。浮上分離は、たとえば炉内などで５〜３０分間静置すればよい。５分以上にすることで、小径のガスも湯面まで浮上させることができ、３０分以下にすることで、燃料消費や炉内雰囲気から溶湯側へのガスの混入を抑制できる。粉状の貴金属は熱の通りがよいので、加熱すると全体を一気に融解させることができ、一定時間だけ静置するにも適している。

鋳造工程Ｓ３では、小ロットだけ鋳造する場合は、粉状の貴金属を鋳型に入れてから融解し、ガスを浮上分離させてから凝固させてもよい。

鋳造工程Ｓ３では、鋳型の予熱や溶湯の鋳造は、公知の方法によって容易に行うことができる。なお、鋳造温度や冷却速度は、溶湯である貴金属元素の融点（凝固点）や変態点に基づいて適宜調整すればよい。

鋳造工程Ｓ３では、貴金属インゴットを得た後、床部を改削することにより凹凸状の表面を形成する工程（以下、「改削工程（不図示）」ともいう。）をさらに備えることができる。例えば、鋳型を繰り返し鋳造に使うと、床部の表面が平滑となったりひび割れ等の劣化を生じたりする場合がある。このような場合は、床部の表面の再生を行うことができる。表面を再生する方法としては、上述した床部の表面に凹凸を設ける方法と同様であり、表面粗さＲ_ｍａｘを１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ、好ましくは１．２ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲に改削すればよい。

床部の表面を改削するためにサンドブラストを繰り返し施すと、鋳型の厚さが変わることがあるので、所定の表面粗さに改削された床部の厚さを測定し、床部の厚さが１３〜２０ｍｍ（より好ましくは１８〜１９ｍｍ）でなくなった鋳型を取り除くことが望ましい。

なお、改削工程後、成膜工程Ｓ２により凹凸状の表面上に離型剤を塗布することにより、離型薄膜を形成することができる。

以上より、本実施形態に係る貴金属インゴットの鋳造方法は、略水平に貴金属インゴットを支える床部と床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含む鋳型に、床部を研削することにより凹凸状の表面を形成する工程Ｓ１と、床部の凹凸状の表面上に、炭素系離型剤またはシリコン系離型剤を塗布することにより炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成する工程Ｓ２と、炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜上に、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する溶湯を注いだ後、金属を鋳造して貴金属インゴットを得る工程Ｓ３とを備える。そして、この貴金属インゴットの鋳造方法では、床部の表面粗さＲ_ｍａｘが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とするものである。これにより、金属を鋳造してインゴットを得る際に、表面が平滑なインゴットを得ることができる。

［３．鋳型の製造方法］
本実施の一形態に係る鋳型の製造方法は、鋳型の床部を研削することにより凹凸状の表面を形成する工程と、床部の凹凸状の表面上に、離型薄膜を形成する工程とを備える。なお、本実施形態に係る鋳型の製造方法では、上述した貴金属インゴットの鋳造方法における研削工程Ｓ１および成膜工程Ｓ２の構成については同様であることから、説明の便宜上、同様な構成についてはその説明を割愛する。

以上より、本実施の一形態に係る鋳型の製造方法は、略水平に貴金属インゴットを支える床部と床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含む鋳型に、床部を研削することにより凹凸状の表面を形成する工程と、床部の凹凸状の表面上に、炭素系離型剤またはシリコン系離型剤を塗布することにより炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成する工程とを備える。そして、この鋳型の製造方法では、床部１０の表面粗さＲ_ｍａｘが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とするものである。これにより、金属を鋳造してインゴットを得る際に、表面が平滑なインゴットを得るために用いる鋳型を作製することができる。

以下、実施例および比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例および比較例に限定されるものではない。

まず、本実施形態に係る貴金属インゴットの鋳造方法における研削工程Ｓ１では、銀のインゴットを得るために、サンプル１乃至５に示すように鋳型をそれぞれ製作した。以下、説明する。

（サンプル１）
サンプル１では、熱容量が０．４８Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の耐熱鋳鋼材料を滑らかな枡形に鋳造し、その厚みが１５ｍｍとなるように、耐熱鋳鋼材料の全面をアルミナ系研磨剤で研磨することで鋳型を得た。アルミナ系研磨剤は、目開き１．０ｍｍと目開き３．３ｍｍのふるいで選別することにより得られた、粒径が１．０ｍｍ〜３．３ｍｍのアルミナ粒子を用いた。アルミナ系研磨剤を用いて削り取った鋳型に備わる床部の表面粗さＲ_maxは、１．０〜２．０ｍｍの範囲に収まった。

（サンプル２）
サンプル２では、熱容量が０．５１Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の耐熱鋳鉄材料を滑らかな枡形に鋳造し、その厚みが２０ｍｍとなるように、耐熱鋳鉄材料の全面をアルミナ系研磨剤で研磨することで鋳型を得た。アルミナ系研磨剤は、中位径が２．８ｍｍのアルミナ粒子を用いた。アルミナ系研磨剤を用いて削り取った鋳型に備わる床部の表面粗さＲ_maxは、２．０ｍｍであった。

（サンプル３）
サンプル３では、熱容量が０．５０Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の耐熱鋳鉄材料を滑らかな枡形に鋳造し、その厚みが１３ｍｍとなるように、耐熱鋳鉄材料の全面をアルミナ系研磨剤で研磨することで鋳型を得た。アルミナ系研磨剤は、中位径が１．０ｍｍのアルミナ粒子を用いた。アルミナ系研磨剤を用いて削り取った鋳型に備わる床部の表面粗さＲ_maxは、１．２ｍｍであった。

（サンプル４）
サンプル４では、熱容量が０．４８Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の耐熱鋳鋼材料を滑らかな枡形に鋳造し、その厚みが１５ｍｍとなるように、耐熱鋳鋼材料の全面をアルミナ系研磨剤で研磨することで鋳型を得た。アルミナ系研磨剤は、目開き０．８ｍｍと目開き１．０ｍｍのふるいで選別することにより得られた、粒径が０．８ｍｍ〜１．０ｍｍのアルミナ粒子を用いた。アルミナ系研磨剤を用いて削り取った鋳型に備わる床部の表面粗さＲ_maxは、０．８〜１．０ｍｍの範囲に収まった。

（サンプル５）
サンプル５では、熱容量が０．５１Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の耐熱鋳鉄材料を滑らかな枡形に鋳造し、その厚みが２０ｍｍとなるように、耐熱鋳鉄材料の全面をアルミナ系研磨剤で研磨することで鋳型を得た。アルミナ系研磨剤は、中位径が０．８ｍｍのアルミナ粒子を用いた。アルミナ系研磨剤を用いて削り取った鋳型に備わる床部の表面粗さＲ_maxは、０．９ｍｍであった。

（サンプル６）
サンプル６では、熱容量が０．５０Ｊ・ｍｏｌ^-1・Ｋ^-1の耐熱鋳鉄材料を滑らかな枡形に鋳造し、その厚みが１８ｍｍとなるように、耐熱鋳鉄材料の全面を鉄系研磨剤で研磨することで鋳型を得た。鉄系研磨剤は、中位径が４．０ｍｍの鉄粒子を用いた。鉄系研磨剤を用いて削り取った鋳型に備わる床部の表面粗さＲ_maxは、３．０ｍｍであった。

次に、本実施形態に係る貴金属インゴットの製造方法における成膜工程Ｓ２および鋳造工程Ｓ３では、サンプル１乃至６に示した鋳型を用いて、実施例１乃至１０並びに比較例１乃至４により、銀のインゴットをそれぞれ得た。以下、説明する。

（実施例１）
実施例１では、成膜工程Ｓ２において、サンプル１に示した鋳型に備わる床部の表面上に、炭素系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、銀のインゴットを製造した。実施例１では、成膜工程Ｓ２と鋳造工程Ｓ３との順で繰り返すことにより、質量３０ｋｇの銀のインゴットを製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。ここで、規格合格率とは、合格品と不合格品の個数の和に対する合格品の個数の割合を示す指標である。なお、合格品は、JIS H 2141およびＬＢＭＡのGood Delivery Rulesを確実に満足し、美観を呈し顧客や輸送業者が満足する品である。

（実施例２）
実施例２では、成膜工程Ｓ２において、サンプル２に示した鋳型に備わる床部の表面上に、炭素系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、銀のインゴットを製造した。実施例２では、成膜工程Ｓ２と鋳造工程Ｓ３との順で繰り返し行うことにより、質量３０ｋｇの銀のインゴットを製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。なお、炭素系離型薄膜の厚みを測定したところ、１．５ｍｍであった。

（実施例３）
実施例３では、成膜工程Ｓ２において、サンプル３に示した鋳型に備わる床部の表面上に、炭素系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、銀のインゴットを製造した。実施例３では、成膜工程Ｓ２と鋳造工程Ｓ３との順で繰り返し行うことにより、質量３０ｋｇの銀のインゴットを製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。

（実施例４）
実施例４では、成膜工程Ｓ２において、サンプル１に示した鋳型に備わる床部の表面上に、シリコン系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、銀のインゴットを製造した。実施例４では、成膜工程Ｓ２と鋳造工程Ｓ３との順で繰り返し行うことにより、質量３０ｋｇの銀のインゴットを製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。

（実施例５）
実施例５では、成膜工程Ｓ２において、サンプル２に示した鋳型に備わる床部の表面上に、シリコン系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、銀のインゴットを製造した。実施例５では、成膜工程Ｓ２と鋳造工程Ｓ３との順で繰り返し行うことにより、質量３０ｋｇの銀のインゴットを製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。

（実施例６）
実施例６では、成膜工程Ｓ２において、サンプル３に示した鋳型に備わる床部の表面上に、シリコン系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、質量３０ｋｇの銀のインゴットを繰り返し製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。なお、シリコン系離型薄膜の厚みを測定したところ、０．６ｍｍであった。

（実施例７）
実施例７では、実施例１で示した成膜工程Ｓ２および鋳造工程Ｓ３を繰り返し行うことにより、製造開始から５か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した。その結果、銀のインゴットの規格合格率は徐々に低下し、５か月目には６０％以下となったことを確認した。

次に、実施例７では、この鋳型を、サンプル１に示した研削工程Ｓ１と同様に、厚みが１３ｍｍとなるように再研磨した。実施例７では、成膜工程Ｓ２において、改削した鋳型に備わる床部の表面上に、炭素系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、質量３０ｋｇの銀のインゴットを繰り返し製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。

（実施例８）
実施例８では、実施例５で示した成膜工程Ｓ２および鋳造工程Ｓ３を繰り返し行うことにより、製造開始から５か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した。その結果、銀のインゴットの規格合格率は徐々に低下し、５か月目には６０％以下となったことを確認した。

次に、実施例８では、この鋳型を、サンプル１に示した研削工程Ｓ１と同様に、厚みが１７ｍｍとなるように再研磨した。実施例８では、成膜工程Ｓ２において、改削した鋳型に備わる床部の表面上に、シリコン系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、質量３０ｋｇの銀のインゴットを繰り返し製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は８０％以上であることを確認した。

（実施例９）
実施例９では、成膜工程Ｓ２において、サンプル１に示した鋳型を６個用意し、それぞれに備わる床部の表面上に、炭素系離型剤を塗布して、成膜した。ここで、離型剤の塗布量は、レーザー距離計を用いて調節し、離型薄膜の膜厚（ｍｍ）が床部の表面粗さＲ_max（ｍｍ）の０．８倍〜１．２倍となるようにした。鋳型３個に成膜した離型薄膜の表面粗さＲ_ｍａｘを測定したところ、いずれも、０．１ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に収まった。次に、鋳造工程Ｓ３では、残りの鋳型３個を予熱した後に、それぞれに湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、銀のインゴットを製造した。得られたインゴットはいずれも、合格品であり、表面粗さＲ_ｍａｘは０．５ｍｍ以下であった。

（実施例１０）
実施例１０では、成膜工程Ｓ２において、サンプル１に示した鋳型を６個用意し、それぞれに備わる床部の表面上に、シリコン系離型剤を塗布して、成膜した。ここで、離型剤の塗布量は、レーザー距離計を用いて調節し、離型薄膜の膜厚（ｍｍ）が床部の表面粗さＲ_max（ｍｍ）の０．８倍〜１．２倍となるようにした。鋳型３個に成膜した離型薄膜の表面粗さＲ_ｍａｘを測定したところ、いずれも、０．１ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に収まった。次に、鋳造工程Ｓ３では、残りの鋳型３個を予熱した後に、それぞれに湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、銀のインゴットを製造した。得られたインゴットはいずれも、合格品であり、表面粗さＲ_ｍａｘは０．５ｍｍ以下であった。

（比較例１）
比較例１では、成膜工程Ｓ２において、サンプル４に示した鋳型に備わる床部の表面上に、炭素系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、質量３０ｋｇの銀のインゴットを繰り返し製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は６０％未満であることを確認した。

（比較例２）
比較例２では、成膜工程Ｓ２において、サンプル５に示した鋳型に備わる床部の表面上に、シリコン系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、質量３０ｋｇの銀のインゴットを繰り返し製造した。製造開始から１か月間、銀のインゴットの製造を繰り返した結果、この銀のインゴットの規格合格率は６０％未満であることを確認した。

（比較例３）
比較例３では、成膜工程Ｓ２において、サンプル６に示した鋳型に備わる床部の表面上に、炭素系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、質量３０ｋｇの銀のインゴットを製造した。得られたインゴットは、不合格品であった。離型剤を取り除き、離型剤の塗布量をさまざまに変えて成膜工程Ｓ２を行ったが、銀のインゴットの規格合格率が５０％を超える条件は見出せなかった。

（比較例４）
比較例４では、成膜工程Ｓ２において、サンプル６に示した鋳型に備わる床部の表面上に、シリコン系離型剤を塗布して、成膜した。次に、鋳造工程Ｓ３では、鋳型を予熱した後に、湿式精製法で得た銀を１１００℃〜１１５０℃で溶解して注ぐことによって、質量３０ｋｇの銀のインゴットを製造した。得られたインゴットは、不合格品であった。離型剤を取り除き、離型剤の塗布量をさまざまに変えて成膜工程Ｓ２を行ったが、銀のインゴットの規格合格率が５０％を超える条件は見出せなかった。

（実施例による考察）
実施例１乃至実施例１０では、床部の表面において、表面粗さＲ_ｍａｘが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであり、炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜が形成されていることにより、銀のインゴットの規格合格率が８０％以上であった。

一方、比較例１乃至４では、床部の表面において、表面粗さＲ_ｍａｘが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍではないことにより、銀のインゴットの規格合格率が６０％未満であった。

また、実施例７及び８では、銀のインゴットの製造を長期間繰り返すによる経時劣化をした後に、成膜工程Ｓ２と鋳造工程Ｓ３を行う前に、再度、床部を改削することにより凹凸状の表面を形成する工程をさらに備えることで、銀のインゴットの規格合格率を８０％以上に戻すことができた。これにより、本実施の形態に係る貴金属インゴットの製造では、経時劣化した鋳型を再利用できるということが確認された。

以上より、本実施形態に係る貴金属インゴットの鋳造方法は、有用であることが確認された。

本発明は、貯蔵、運搬、譲渡に適し、すなわち市場流通性の高い貴金属インゴットを製造することができるので、工業的意義が極めて大きい。

１鋳型、１０床部、２０外枠部、Ｓ１研削工程、Ｓ２成膜工程、Ｓ３鋳造工程

Claims

金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する貴金属インゴットの鋳造に用いる鋳型であって、
水平に前記貴金属インゴットを支える床部と、
前記床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含み、
前記床部の表面粗さＲ_ｍａｘが１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであり、
前記床部の表面上に、炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜が形成されていることを特徴とする鋳型。
当該鋳型が、耐熱鋳鋼であり、
前記床部の厚さが、１３ｍｍ〜２０ｍｍであり、
前記耐熱鋳鋼の熱容量が、０．４８〜０．５１Ｊ・ｍｏｌ^−１・Ｋ^−１であることを特徴とする請求項１記載の鋳型。
金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する貴金属インゴットの製造方法であって、
水平に前記貴金属インゴットを支える床部と該床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含む鋳型に、該床部を研削することにより凹凸状の表面を形成する工程と、
前記凹凸状の表面上に、炭素系離型剤またはシリコン系離型剤を塗布することにより炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成する工程と、
前記炭素系離型薄膜または前記シリコン系離型薄膜上に、金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する溶湯を注いだ後、該金属を鋳造して前記貴金属インゴットを得る工程とを備え、
前記凹凸状の表面の表面粗さＲ_ｍａｘが１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであることを特徴とする貴金属インゴットの鋳造方法。
前記貴金属インゴットを得る工程後に、前記床部を改削することにより凹凸状の表面を形成する工程をさらに備えることを特徴する請求項３記載の貴金属インゴットの鋳造方法。
金、銀、白金族元素からなる群から選択される、いずれかの金属を構成する貴金属インゴットの鋳造に用いる鋳型の製造方法であって、
水平に前記貴金属インゴットを支える床部と該床部の表面に描いた閉曲線から上へ突き出すように設けられる外枠部とを含む鋳型に、該床部を研削することにより凹凸状の表面を形成する工程と、
前記凹凸状の表面上に、炭素系離型剤またはシリコン系離型剤を塗布することにより炭素系離型薄膜またはシリコン系離型薄膜を形成する工程とを備え、
前記凹凸状の表面の表面粗さＲ_ｍａｘが１．２ｍｍ〜１．６ｍｍであることを特徴とする鋳型の製造方法。