【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は、寸法の一様な金属電解精製用可溶
性陽極板（金属アノード）の製造方法に関する。
銅、鉛などの非鉄金属は、可溶性陽極板（以下
アノードという）を用いた電解精製によつて高純
度化される。この電解精製においては、生産能力
向上と低コスト化のためにアノードは可及的に小
さいピツチで吊下げて配置されるように設計され
ており、アノードの形状精度が悪いと吊下状態に
おいて隣接のアノードと接触して短絡などの事故
を生ずることになる。アノードは、一般に第１図
のような形状に鋳造されるが、上記の理由によ
り、曲り、厚み不均一、鋳張りなどの形状不良の
ないこと以外に、垂直懸垂性が厳しく要求され
る。殊に、アノードの耳（通電及び吊下げのため
のラグフに、鋳張りなどがなくその形状寸法が設
計どおり正確一様であることは、アノードの運
搬、搬入、引上げなどのマテリアルハンドリング
をスムーズに行なうためにも、通電ラグの導体と
の接触不良あるいは前述の様な電解槽内での短絡
をおこすことなく、各電極への均一な電流分布を
確保するためにも、極めて重要なことである。
ところで、従来から溶融金属を鋳型へ注入して
アノードを鋳造するに先立ち、鋳型とアノードと
の溶着を防止する目的で離型剤を鋳型に対し、注
湯地点を中心に散布することが行われている。前
述のとおり、アノードの耳はきわめて大切な部分
であるが、従来鋳張りが発達しやすく、鋳張りを
包含した耳部の厚みがアノード規格値を越えるも
のがたまに見られ、耳の切削加工、プレス加工に
よる形状矯正などの対策を必要とする場合が多か
つた。尚、鋳型の耳部の広さを大きく設計すれ
ば、湯流れがよくなり形状不良が生じにくいこと
はもとより分つているが、鋳返率を増大するので
採用し難い。
そこで本発明者らは、第１図に示されるアノー
ド形状のままで耳の形状精度の良好なアノードを
鋳造する方法を求め、観察と実験を重ねながら研
究した結果、下記の事実を見出し、その結果とし
て本発明をなすことができた。
アノードの耳は、注湯地点から離れており、か
つ形状が細い。アノードに鋳造される粗金属は少
量の酸素その他の不純物を含んでいるので、精金
属を鋳造する場合に比べて湯の流れは劣る。した
がつて、鋳型の注湯地点に流下して耳部にどつと
流れこんだ湯の余剰分が戻りきらずに凝固してし
まつたり、湯の余剰分が戻つても最初に過剰に湯
が流れ込んだ際に高いレベルで耳部の鋳型側壁に
付着した湯がそのまま鋳張りになるという現象
が、前記アノードの耳の鋳張り発生の主因である
ことを見出した。
また、従来のような鋳型の注湯地点を中心にフ
ライアツシユスラリーあるいは珪石粉スラリーな
どの離型剤を散布するだけの離型剤散布方法で
は、鋳型耳部には離型剤がほとんど付着していな
いことが分つた。すなわち従来からの方法で散布
されている離型剤は、注湯地点における溶着の防
止には役立つているが、耳部への湯流れ改善には
全く役立つていないことが分つた。
そこで本発明者らは、注湯地点とは別個に耳部
に離型剤を散布してみた。その結果、耳部におけ
る湯流れを水幅に起善することを見出し、特に離
型剤として溶湯による濡れ性の悪い離型剤、たと
えば黒鉛系離型剤あるいは骨灰の水性スラリーを
耳部に別個散布した場合には、前記のアノード耳
の鋳張りトラブルを事実上解消できることを確認
し、この方法をアノード鋳造システムに組み込ん
だ。
すなわち本発明は、特許請求の範囲に記載され
るように、金属電解精製のための可溶性陽極板を
平注ぎ法によつて鋳造する金属アノード鋳造方法
において、鋳型への溶融金属注湯に先立ち、鋳型
の耳部のみに被鋳造溶融金属に対してぬれ性の悪
い離型剤を施しておくことも特徴とする金属アノ
ード鋳造方法である。
平注ぎ法とは、ほぼ水平に置かれた鋳型に湯を
注ぐ鋳造法の総称で、アノード鋳造法としては最
もよく使用されるのはターンテーブルを用いたウ
オルカー式鋳造機による方法であるが、それ以外
にも、直線式鋳造機、更には定置された鋳型に対
して湯を注ぐいわゆる置き注ぎ法も包含する。ま
た、耳部への離型剤散布は注湯に先立ち行われ、
離型剤の水性スラリーを散布する場合には、一例
として第２図のような装置で散布されるが、注湯
前に乾燥が完了するタイミングで行うことが必要
で、自然乾燥では不足な場合には加熱などによる
強制乾燥を行うことが望ましい。離型剤が溶融金
属による濡れ性が良い場合には、湯面の動揺によ
つて鋳型側壁の上部まで湯が付着しやすい。した
がつて本発明では、溶融金属による濡れ性の悪い
離型剤、例えば黒鉛系離型剤あるいは骨灰を使用
する。尚、骨灰は他のカルシウム系薬剤と同様、
電解液環流用配管中のスケール発生原因となるの
で、一般には忌避されるが、本発明の場合は、骨
灰が電解液に浸漬されるアノード部分に付着しな
いようにすることができるため、スケールトラブ
ルは回避できる。
離型剤は、水性スラリーの形で散布されるのが
最も普通であるが、早期乾燥のために揮発性溶剤
を単独あるいは混合媒体として用いることもでき
る。また、離型剤はスラリー散布以外の方法、す
なわち塗装、吹きつけ、溶射、カロライジングな
どの方法で適用してもよい。
次に、第２図に一例として示す離型剤散布装置
の構成及び作用を簡単に説明する。
この離型剤散布装置１は、離型剤Ｒを収容する
タンク２と、該タンク２中の離型剤Ｒを撹拌する
撹拌用エアーの供給ノズル３と、上記タンク２に
供給パイプ４を介して接続され、左右鋳型耳部
Ｅ，Ｅに離型剤Ｒを散布する左右のスプレーガン
５，５と、を有しており、このスプレーガン５，
５を図示しない電磁弁によりオンオフ操作して鋳
型耳部Ｅ，Ｅに適宜離型剤Ｒを散布できるように
なつている。
以下に、銅アノード鋳造の場合に本発明を適用
した際の実施例を示す。
精製粗銅約300トンをウオルカー二連式鋳造機
によつて80トン／時の速度で長さ1010mm、幅914
mmの本体寸法のアノードを鋳造する際に、本発明
による鋳型耳部への離型剤散布を施した。耳部散
布用離型剤としては骨灰を水でパルプ濃度10〜20
％のスラリーにしたものあるいは黒鉛粉末水性ス
ラリーを用い、注湯部への離型剤散布と同時、直
前あるいは直後に第２図に示すような装置で鋳型
耳部への離型剤別個散布を行なつた。耳部への離
型剤散布量はアノード１枚あたり５〜10グラムで
あつた。
以上のように鋳型耳部への離型剤別個散布を行
なつた鋳型を用いて鋳造されたアノードと、従来
方法で離型剤散布を施した鋳型を用いて鋳造され
たアノードにおける耳部の鋳張り厚みについて、
第１表に比較表示する。
The present invention relates to a method for manufacturing a soluble anode plate (metal anode) for electrolytic refining of metals having uniform dimensions. Nonferrous metals such as copper and lead are highly purified by electrolytic refining using a soluble anode plate (hereinafter referred to as an anode). In this electrolytic refining process, in order to improve production capacity and reduce costs, the anodes are designed to be suspended with as small a pitch as possible. This may cause an accident such as a short circuit due to contact with the anode. The anode is generally cast in the shape shown in FIG. 1, but for the reasons mentioned above, in addition to the absence of shape defects such as bending, nonuniform thickness, and casting, vertical suspension properties are strictly required. In particular, the anode ears (lugs for energizing and hanging) are not cast and have exactly the same shape and dimensions as designed, which facilitates material handling such as transporting, loading, and lifting the anode. This is extremely important in order to ensure uniform current distribution to each electrode without poor contact of the current-carrying lug with the conductor or short circuits in the electrolytic cell as described above. By the way, before pouring molten metal into a mold and casting an anode, it has been a practice to spray a mold release agent onto the mold mainly at the pouring point in order to prevent welding between the mold and the anode. As mentioned above, the anode selvage is an extremely important part, but in the past, casting tends to develop, and the thickness of the selvage including the casting exceeds the anode standard value. In many cases, it was necessary to take measures such as shape correction by cutting or press working.It should be noted that if the ears of the mold were designed to be large, the flow of the mold would be better and shape defects would be less likely to occur. However, it is difficult to adopt because it increases the castback rate. Therefore, the present inventors sought a method of casting an anode with good ear shape accuracy while keeping the anode shape shown in Figure 1, and observed As a result of research and repeated experiments, we discovered the following facts, and as a result, we were able to create the present invention.The anode ear is far from the pouring point and has a thin shape. Crude metal contains small amounts of oxygen and other impurities, so the flow of the hot metal is poorer than when casting fine metal.Therefore, the hot water flows down to the pouring point of the mold and pours into the ear. The excess hot water may not return completely and solidify, or even if the excess hot water is returned, the high level of hot water that adhered to the side walls of the mold at the ear when the excessive hot water initially flowed may remain as it is. It was discovered that this phenomenon is the main cause of the formation of the anode selvage.In addition, it is possible to apply a mold release agent such as fly ash slurry or silica powder slurry to the pouring point of the mold as in the conventional method. It was found that when using the mold release agent dispersion method, which involves simply spraying the mold release agent, almost no mold release agent adhered to the mold ears. However, it was found that it did not help at all to improve the flow of hot water to the ears. Therefore, the present inventors sprayed a mold release agent on the ears separately from the pouring point. As a result, we found that the flow of hot water at the ear can be improved by changing the width of the water, and in particular, as a mold release agent, we used a mold release agent that has poor wettability with molten metal, such as a graphite mold release agent or an aqueous slurry of bone ash. It was confirmed that the above-mentioned anode selvedge casting trouble could be virtually eliminated if the anode selvedge was sprayed separately in the anode casting system, and this method was incorporated into an anode casting system. That is, as described in the claims, the present invention provides a metal anode casting method for casting a soluble anode plate for metal electrolytic refining by a flat pouring method, in which, prior to pouring molten metal into a mold, This metal anode casting method is characterized in that a mold release agent having poor wettability with respect to the molten metal to be cast is applied only to the ears of the mold. The flat pouring method is a general term for a casting method in which hot water is poured into a mold placed almost horizontally.The most commonly used anode casting method is a method using a Walker type casting machine using a turntable. In addition to this, it also includes a linear casting machine and a so-called pouring method in which hot water is poured into a stationary mold. In addition, the mold release agent is sprayed on the ears prior to pouring.
When spraying an aqueous slurry of a mold release agent, it is done using a device like the one shown in Figure 2. However, it is necessary to do this at the timing when drying is completed before pouring, and if natural drying is insufficient. It is desirable to perform forced drying by heating, etc. When the mold release agent has good wettability with the molten metal, the molten metal tends to adhere to the upper part of the side walls of the mold due to the fluctuation of the molten metal surface. Therefore, in the present invention, a mold release agent having poor wettability with molten metal, such as a graphite mold release agent or bone ash, is used. In addition, bone ash, like other calcium-based drugs,
This is generally avoided because it causes scale to occur in the electrolyte circulation piping, but in the case of the present invention, it is possible to prevent bone ash from adhering to the anode part that is immersed in the electrolyte, thereby eliminating scale problems. can be avoided. The mold release agent is most commonly applied in the form of an aqueous slurry, but volatile solvents can also be used alone or in admixture for early drying. Furthermore, the mold release agent may be applied by a method other than slurry spraying, such as painting, spraying, thermal spraying, colorizing, or the like. Next, the structure and operation of the mold release agent spraying device shown as an example in FIG. 2 will be briefly explained. This mold release agent dispersing device 1 includes a tank 2 containing a mold release agent R, a stirring air supply nozzle 3 for stirring the mold release agent R in the tank 2, and a supply pipe 4 connected to the tank 2. It has left and right spray guns 5, 5 which are connected to each other and spray a mold release agent R to the left and right mold ears E, E, and these spray guns 5,
5 is turned on and off by a solenoid valve (not shown), so that the mold release agent R can be appropriately sprayed onto the mold ears E, E. An example in which the present invention is applied to copper anode casting will be shown below. Approximately 300 tons of refined blister copper is cast at a speed of 80 tons/hour using a Walker double caster with a length of 1010 mm and a width of 914 mm.
When casting an anode with a body size of mm, the mold ear according to the present invention was sprayed with a mold release agent. As a mold release agent for ear spraying, mix bone ash with water to a pulp density of 10 to 20.
% slurry or graphite powder aqueous slurry, and at the same time, immediately before or immediately after spraying the mold release agent to the pouring part, separate spraying of the mold release agent to the mold ear part using a device as shown in Figure 2. I did it. The amount of release agent sprayed on the ears was 5 to 10 grams per anode. As described above, the anodes were cast using a mold in which release agent was separately sprayed on the mold ears, and the anodes were cast using a mold in which release agent was sprayed using the conventional method. Regarding casting thickness,
A comparison is shown in Table 1.
【表】
表から判るように、本発明の方法では、従来の
方法に比べて短耳及び長耳のいずれにおいても発
生した鋳張厚みの絶対値が極めて小さくなつてい
る。すなわちこの結果から判るように、本発明の
方法により、アノードの耳の鋳張りの発生防止が
可能であることが確認された。
以上説明したように本発明に係る金属アノード
鋳造方法によれば、鋳型への金属注湯に先立ち、
鋳型の耳部のみに被鋳造溶融金属に対してぬれ性
の悪い離型剤を散布しておくので、耳部における
湯流れが良好になると共に、鋳造されたアノード
の耳の鋳張りを極力少なくしてアノードの耳の形
状精度を向上させることができ、したがつて、吊
上げ運搬をスムーズにかつ確実にでき、通電不良
アノードの減少、アノード垂直懸垂性の改善、電
解槽内での両極短絡の減少及び鋳返率の減少など
図れる効果がある。
また、従来稀に存在していた耳の離型不良によ
る曲り発生、あるいは湯流れが極端に悪い場合に
生じる耳の薄すぎるアノードの発生に対する減少
効果もある。
またさらに本発明によれば、離型剤は鋳型の耳
部のみに散布され、この耳部は、次工程の電解工
程において電解液の上方において懸架されて電解
液中に浸漬されない部分であるから、従来の離型
剤の全面散布方法のように離型剤によつて電解液
が汚染される虞れがなく、またアノードの本体中
に離型剤が混入するということがないから得られ
るアノードの純度も向上する。すなわち、本発明
において使用するぬれ性の悪い離型剤としては、
例えば骨灰を使用するが、この骨灰は他のカルシ
ウム系薬剤と同様、電解液の浄液において、電解
液環流用配管中のスケール発生原因となるので、
一般には忌避されるが、本発明の場合は、骨灰は
耳部のみに散布されて、電解液に浸漬されるアノ
ード部分に付着しないようにすることができるた
め、極めて簡単な上記散布手法によりスケールト
ラブルが回避できる。
さらに、本発明の方法によれば、鋳型の表層の
適当に離型層を形成する従来の方法のように、鋳
型自体を加工する必要がなく、既存の鋳型をその
まま使用することが出来る効果がある。[Table] As can be seen from the table, in the method of the present invention, the absolute value of the casting thickness generated in both short and long ears is extremely small compared to the conventional method. In other words, as can be seen from the results, it was confirmed that the method of the present invention can prevent the occurrence of casting on the anode selvage. As explained above, according to the metal anode casting method according to the present invention, prior to pouring metal into the mold,
Since a mold release agent with poor wettability for the molten metal to be cast is sprayed only on the ears of the mold, the flow of the molten metal in the ears is improved, and the casting of the ears of the cast anode is minimized. This improves the shape accuracy of the anode ears, making it possible to lift and transport smoothly and reliably, reducing the number of anodes with poor conduction, improving vertical suspension of the anode, and preventing short circuits between the poles in the electrolytic cell. It has the effect of reducing the amount of steel and casting back. It also has the effect of reducing the occurrence of bending due to defective mold release of the selvedge, which has rarely existed in the past, or the occurrence of an anode whose selvage is too thin, which occurs when the flow of hot water is extremely poor. Furthermore, according to the present invention, the mold release agent is sprayed only on the ears of the mold, and these ears are parts that are suspended above the electrolyte and are not immersed in the electrolyte in the next electrolytic process. Unlike the conventional method of spraying a mold release agent over the entire surface, there is no risk of contamination of the electrolyte with the mold release agent, and there is no possibility that the mold release agent will be mixed into the anode body. The purity of the product also improves. That is, the mold release agent with poor wettability used in the present invention is as follows:
For example, bone ash is used, but like other calcium-based drugs, this bone ash can cause scale formation in the electrolyte circulation piping during electrolyte purification.
Although it is generally avoided, in the case of the present invention, bone ash is scattered only on the ears and can be prevented from adhering to the anode part that is immersed in the electrolyte. Trouble can be avoided. Further, according to the method of the present invention, there is no need to process the mold itself, unlike the conventional method of forming a release layer on the surface of the mold, and the existing mold can be used as is. be.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、アノードを示す平面図、第２図は、
離型剤散布装置による離型剤散布状態を示す説明
図である。
１…離型剤散布装置、５，５…スプレーガン、
６，６…エアパイプ、Ｒ…離型剤、Ｅ，Ｅ…鋳型
耳部。
FIG. 1 is a plan view showing the anode, and FIG. 2 is a plan view showing the anode.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a release agent dispersion state by a release agent spraying device. 1... Release agent spraying device, 5, 5... Spray gun,
6, 6... Air pipe, R... Mold release agent, E, E... Mold ear.