JPH05288478A - 水冷式銅樋の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来よりも長い寿命を有し、安全面の信頼性
が向上した水冷式銅樋の製造方法の提供を目的とする。 【構成】 時効性銅合金、リン脱酸銅または無酸素銅を
鋳造して得たブロック状銅塊を圧延して圧延比が２以上
の圧延板を得、該圧延板の表面を平滑になるように切削
加工し、次いで所定の大きさに切断して母材とし、該母
材を樋の形状に曲げ、その後深穴加工により冷却水導通
孔を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、銅製錬やニッケル製錬
で使用される高温熔体状のカワ、白カワ及びカラミの流
送用樋に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高温熔体状のカワや白カワや
カラミを流送する樋の材質として、炭素自体や、炭素に
アルミナや珪酸質の耐火物をコーティングしたものが用
いられていた。

【０００３】しかし、このような材質のものは熔体のい
つき（固着）が生じ易く、その除去のために多大の労力
が必要とされ、かつ除去時に樋が損傷されるという問題
があり、樋の寿命は２週間程度と極めて短いものと成ら
ざるをえなかった。

【０００４】近時、材質として電気銅あるいはさお銅の
ような銅を用い、構造をジャケット方式とする樋が開発
され、使用されている。この樋の冷却手段は、銅製の冷
却用導管を鋳型内に設置し、該鋳型に熔銅を流し込み作
成するか、あるいは鋳型により成型した銅製の樋に冷却
水導通用の孔を穿つことにより作成している。

【０００５】しかし、前者の方法で作成された樋では、
冷却用導管と母材との密着性が悪いので、この部分に断
熱層を形成し易く、冷却効率が低くて寿命の短いものと
成らざるをえない。また、後者の方法で作成された樋
は、鋳造時に生じる内部欠陥により水漏れを起こすこと
があり、水蒸気爆発等の危険があり、安全面の信頼性か
ら十分なものとなっていない。

【０００６】なお、鋳造時の欠陥を防止する目的として
連続鋳造、または半連続鋳造で樋を得て、該樋に孔を穿
つ方法が提案されている（特開昭５１−８０６１５）。
しかし、この方法でも内部欠陥は完全に防止できず、水
漏れを完全に防ぐことはできない。そればかりか、この
ような連続鋳造品は中心部の組織が荒くなり易く、使用
中に粒界割れを起こすことがあり、このような場合には
水漏れは避けられなくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来よりも
長い寿命を有し、安全面の信頼性が向上した水冷式銅樋
の製造方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の方法では、時効性銅合金、リン脱酸銅また
は無酸素銅を鋳造して得たブロック状銅塊を圧延して圧
延比が２以上の圧延板を得、該圧延板の表面を平滑にな
るように切削加工し、次いで所定の大きさに切断して母
材とし、該母材を樋の形状に曲げ、その後深穴加工によ
り冷却水導通孔を設ける。

【０００９】

【作用】本発明において、鋳造によりブロック状銅塊を
得るのは、母材として使用しうるような十分な厚さで緻
密な組織を確保するためである。

【００１０】鋳造により得た銅塊は、内部に欠陥が多
く、緻密な組織のものとなっていないので、これを圧延
により除去する。

【００１１】すなわち、本発明では、該ブロック状銅塊
を圧延比（元の厚さ／圧延後の厚さ）が２以上になるよ
うに圧延するが、これは、内部の欠陥を除去することを
完全ならしめるためであり、この結果、緻密な組織を有
する厚い銅板が得られる。

【００１２】樋の表面を流れる高温熔体が樋に固着しな
いようにするためには、該樋の表面は可能なかぎり平滑
であることが望まれる。このため、圧延後の銅板の表面
を切削加工する。その後、曲げ加工して冷却水導通孔を
設ける。

【００１３】本発明の方法で樋を作成する場合、鋳造時
の欠陥の抑制と高温流送物による粒界割れを防止するた
めには、時効性銅合金、リン脱酸銅または無酸素銅が好
ましく、タフピッチ銅は好ましくない。その理由は、解
明されていないが、タフピッチ銅には不純物やガス成分
が多いからと思われる。

【００１４】時効性銅合金は、弱時効性のものも含む
が、例えばＦｅ：０．１％、Ｐ：０．０３％、Ｓｎ：
０．０３％で残部が銅のものが好ましい。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例について述べる ［実施例１］リン脱酸銅を半連続鋳造法で製造して得た
厚さ１９０ｍｍ、幅１２００ｍｍ、長さ１５００ｍｍの
銅塊を圧延比２．３７で熱間圧延し、厚さ８０ｍｍの銅
板を得た。

【００１６】この銅板の表面を切削加工し、厚さ７５ｍ
ｍの平滑な銅板を得、幅１２００ｍｍ、長さ１０００ｍ
ｍの大きさに切断して母材を得た。

【００１７】次に、この母材をＵ字型に曲げ、幅３００
ｍｍ、最大深さ３００ｍｍで湾曲部がＲ１５０ｍｍとな
る樋を作成した。この樋に直径２０ｍｍの冷却水導通孔
を６本開けた。このようにして得た樋を図１〜図２に示
す。図１は、この樋１の正面図で、図２は側面図であ
り、冷却水導通孔２を点線で示してある。

【００１８】この樋の内部欠陥の有無をレントゲン撮影
により調べたが、内部検陥は検出されなかった。

【００１９】［実施例２］実施例１で得た樋に給排水用
アダプターを取り付けたものを７ケ作成し、これらを直
列に連結して１本の樋とした。この樋に、導通孔１本あ
たり２ｔ／Ｈの割合で３１℃の水を供給した状態で、自
熔炉内のカワをこの樋を介してレードルに１．０ｔ／Ｈ
の割合で抜き出した。

【００２０】抜き出し開始後３５分で抜き出しを停止し
た。その約１０分後に人手による固着物の除去が可能と
なるまで温度が低下したため、樋に固着したカワを人手
により除去した。固着物は１分間で簡単に除去できた。

【００２１】なお、この固体状のカワの厚さは５〜１０
ｍｍ程度であり、全重量は４９ｋｇであった。

【００２２】［実施例３］Ｆｅ：０．１％、Ｐ：０．０
３％、Ｓｎ：０．０３％で残部が銅の時効性銅合金を用
いては、実施例１と同様にして樋を作成し、直径２０ｍ
ｍの冷却水導通孔を６本開けた。

【００２３】この樋の内部欠陥の有無をレントゲン撮影
により調べたが、内部検陥は検出されなかった。さら
に、実施例２と同様にして樋を形成し、これを用いて自
熔炉内のカワをレードルに抜き出した。そして、樋に固
着したカワを人手により除去したが固着物は簡単に除去
できた。

【００２４】［比較例１］厚さ１００ｍｍの電極用カー
ボンブロックを幅４００ｍｍ、最大深さ５００ｍｍの鉄
製Ｕ字型部材の内面に並べて、目地が発生しないように
空積みして作成した樋を用いてカワの抜き出し割合を
１．０ｔ／Ｈとした以外は実施例２と同様にして試験を
行った。

【００２５】人手により固着したカワを除去可能となる
までカワの温度が低下するのに３０分かかった。この固
着したカワを除去するのに１５分を要し、固着したカワ
の全重量は８６０ｋｇであった。

【００２６】［比較例２］圧延工程無しに、半連続鋳造
法だけで、厚さ１９０ｍｍ、幅１２００ｍｍ、長さ１５
００ｍｍのリン脱酸銅の銅塊を得た。この銅塊の表面を
切削加工し、厚さ１８０ｍｍの銅板を得、幅５００ｍ
ｍ、長さ７５０ｍｍの大きさに切断して母材を得た。

【００２７】次にこの母材３枚を重ね、厚さ５４０ｍｍ
の母材を得た。この母材を厚さ方向に切削加工し、Ｕ字
型の樋を削りだした。

【００２８】この樋の内面を調べたところ、幅５ｍｍ、
長さ２２ｍｍの鋳造欠陥を発見した。そのため、この樋
をレントゲン検査した。その結果、空孔と思われる欠陥
が多数発見でき、樋として使用できないものであること
がわかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、銅の鋳造塊を圧延することにより樋に使用しうる
十分な厚さで母材を得ると共に、鋳造時に発生した欠陥
が完全に除去される。従って、この母材より得た樋の熱
伝導性も高く、かつ漏水も防止できる。さらに、この樋
の寿命は従来のものと比較して極めて長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により作成した樋の１例を示した
正面図である。

【図２】図１の樋の側面図である。

【符号の説明】

１ 母材 ２ 冷却水導通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時効性銅合金、リン脱酸銅または無酸素
   銅を鋳造して得たブロック状銅解塊を圧延して圧延比が
   ２以上の圧延板を得て、該圧延板の表面を平滑になるよ
   うに切削加工し、次いで所定の大きさに切断して母材と
   し、該母材を樋の形状に曲げ、その後深穴加工により冷
   却水導通孔を設けることを特徴とする水冷式銅樋の製造
   方法。