JP2006341268A - 銅合金の連続製造装置及び銅合金の連続製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 合金濃度の高い合金や難溶解性元素を含有する合金であっても、安定して溶解して鋳造することができる銅合金の連続製造装置及び連続製造方法を提供する。
【解決手段】 無酸素銅供給手段２により無酸素銅の溶銅が供給される加熱炉３を有し、加熱炉３には、銅合金の合金元素を含有する添加材を添加できる第１の添加手段７が備えられるとともに、加熱炉３の下流側に溶銅が通過する樋６を介してタンディシュ４が配備され、樋６とタンディシュ４とのいずれか一方には、第２の添加手段８が備えられたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、銅合金の連続製造装置及び連続製造方法に関する。

従来、銅合金の製造では、溶解炉内に銅原料と合金元素を含有する添加材とを装入して溶解し、成分調整を行った上で鋳造を行なうバッチ式の溶解炉が採用されていた。しかしながら、バッチ式の溶解炉では、溶解炉からの出湯が終了した段階で、銅原料と添加材とを再度溶解炉内に装入して溶解する必要があるので、銅合金溶湯を連続して出湯できず、生産性が低いといった問題があった。

また、バッチ式の溶解炉では、合金の種類を変更するたびに、溶解炉内を洗浄する、いわゆる炉洗いを行なわなければならない。この炉洗いには多くの溶湯が必要であり、製品以外の用途で銅を溶解することになり、溶解に要するエネルギーが無駄となるとともに、炉洗い作業中に製品を製出できず、生産性がさらに悪くなり、その製造コストが大きくなるといった問題があった。さらに、炉洗いが不十分である場合には、直前に溶解した合金元素が銅合金中に混入し、銅合金の品質が劣化するといった問題があった。

そこで、連続的に銅合金の溶湯を製造する装置として、銅合金溶湯を一時保持して外部に排出するタンディシュの上流側に樋を設け、この樋に合金元素を含有する添加材を添加できる添加手段が設けられた銅合金溶湯の製造装置（特許文献１）や、タンディシュと樋の間に加熱炉を設けた銅合金溶湯の製造装置（特許文献２）が提案されている。これらの銅合金溶湯の製造装置においては、溶銅が移送される樋に合金元素として純金属の固体を添加し、加熱炉が設けられたものでは、合金元素が添加された溶湯を加熱してさらに溶解を促進し、タンディシュで合金成分を均一化するといったものである。
特開昭６３−６２８２９号公報 特開昭６３−６２８３０号公報

上記の銅合金溶湯の製造装置においては、合金元素の添加手段の下流側に加熱炉が設けられており、合金元素が添加される樋の中の溶銅温度を高くできず、合金元素が添加されても溶解しにくい状況であり、合金元素が未溶解のまま加熱炉内に流れ込んでいってしまうといった問題があった。また、この状態で加熱炉にて溶銅温度を上昇させても、加熱炉内での溶銅の流動は小さく、合金元素が溶銅と十分接触できず、溶解が促進されないといった問題があった。

また、上記の銅合金溶湯の製造装置では、樋の中を流れる溶銅中に合金元素を添加するものであるが、合金元素が溶銅に対して難溶解性元素、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒなどである場合には、樋の中で溶解しきれず、未溶解元素が樋の下流側に配置された加熱炉やタンディシュに混入してしまう虞があった。
タンディシュに未溶解元素が混入した場合には、タンディシュ内での溶湯の滞留時間は短いため、未溶解元素はタンディシュ内でも溶解されず、鋳型内に未溶解元素が流れ込んでしまうといった問題があった。

一方、未溶解元素が、加熱炉に混入した場合には、加熱炉内で溶湯が加熱されることにより未溶解元素の溶解が促進されるが、この未溶解元素が溶銅の比重より小さい元素、例えば、Ｔｉ、Ａｌなどである場合には、加熱炉内の溶湯の表面に未溶解元素が浮いてしまい、溶解が促進されないといった問題があった。また、長時間の操業により加熱炉内の溶銅の表面に合金元素が多量に堆積してしまった場合には、操業を一時中断して堆積物を除去する必要があり、生産性が著しく阻害されるといった問題があった。

また、加熱炉が合金元素の添加手段の下流側に設けられているので、合金元素として加熱炉を構成する耐火材を汚染する元素が含まれている場合には、添加手段を介して添加された合金元素により、加熱炉の耐火材が汚染されてしまうといった問題があった。加熱炉の耐火材が汚染された場合には、上述したバッチ式溶解炉と同様に、炉洗いを行う必要が生じ、炉洗い作業に労力と時間が掛かり、生産性が悪くなるといった問題があった。さらに、耐火物の汚染により、加熱炉の寿命が短くなるといった問題があった。

また、上記の銅合金溶湯の製造装置においては、合金濃度が高く多量の合金元素を添加する場合には、樋を流れる溶銅に対する合金元素の量が大きくなり、溶銅中に合金元素を添加できず溶解できなくなるといった問題があった。また、合金元素が多量に添加されることにより、溶銅の温度が急激に低下して溶銅が凝固してしまい、操業不能になるといった問題があった。したがって、合金濃度が高い銅合金、例えば、Ｆｅを２％以上含有する合金やＮｉを２％以上含有する合金などの連続鋳造には対応できないものであった。

さらに、この銅合金溶湯の製造装置に供給される溶銅が酸素を比較的多く含有する場合には、活性な合金元素、例えばＭｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚｎ等が添加されると、これらの活性な元素が溶銅中の酸素と反応して酸化物を生成してしまう。この酸化物の生成により、合金元素の添加歩留が低下し、添加材の使用量が増加するので、その製造コストが高くなるといった問題があった。また、酸化物がタンディシュ内に混入した場合には、酸化物が鋳塊内に流れこみ、鋳塊不良が発生するといった問題があった。また、酸化物は比重が軽いために、加熱炉及びタンディシュ内の溶湯の表面に堆積し、操業を阻害するといった問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、合金濃度の高い合金や難溶解性元素を含有する合金であっても、安定して溶解して鋳造することができる銅合金の連続製造装置及び連続製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、無酸素銅供給手段により無酸素銅の溶銅が供給される加熱炉を有し、該加熱炉には、銅合金の合金元素を含有する添加材を添加できる第１の添加手段が備えられるとともに、前記加熱炉の下流側に前記溶銅が通過する樋を介してタンディシュが配備され、前記樋と前記タンディシュとのいずれか一方には、第２の添加手段が備えられたことを特徴とする。

上記の銅合金溶湯の連続製造方法では、第２の添加手段の上流側に加熱炉が設けられており、加熱炉で溶銅の温度を十分に上昇させた後に高温の溶銅が樋又はタンディシュへ供給され、第２の添加手段を介して添加材を添加することにより、樋又はタンディシュ内を流れる高温の溶湯中に添加材が添加される。また、加熱炉に第１の添加手段が設けられていることにより、加熱炉内に貯留された溶銅中に、第１の添加手段を介して添加材が添加される。さらに、無酸素銅の溶銅に添加材が添加されるので、添加材が活性な元素、例えば、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚｎ等の場合でも、溶銅中の酸素とこれらの元素との反応が防止される。

また、前記溶銅が通過する前記樋と前記タンディシュと前記加熱炉とが、非酸化性雰囲気によってシールされていることにより、無酸素銅供給手段によって供給される無酸素銅の溶銅の酸化が防止される。

また、前記第１の添加手段には、溶銅に対して難溶解性の合金元素を含有する添加材が添加されるとともに、前記第２の添加手段には、溶銅に対して易溶解性の合金元素を含有する添加材が添加されることにより、難溶解性の合金元素を含有する添加材が加熱炉内の溶銅に添加され、易溶解性の合金元素を含有する添加材が樋又はタンディシュ内の溶銅に添加される。

また、前記第２の添加手段には、前記加熱炉を構成する耐火材を汚染する元素を含有する添加材が添加されることにより、加熱炉内に加熱炉を構成する耐火材を汚染する元素を含有する添加材が混入することが防止される。

本発明によれば、加熱炉によって加熱された高温の溶銅が流れる樋又はタンディシュに添加材を添加できるので、溶銅と添加材とを確実に接触させることができ、添加材の添加歩留を向上させることができ、安定して銅合金の溶湯を製造することができる。

また、添加材が活性な元素の場合でも、溶銅中の酸素とこれらの元素との反応が防止されるので、その添加歩留が向上し、添加材の使用量が低減され、製造コストを低減することができる。また、これらの元素の酸化物の発生を防止できるので、酸化物の鋳塊への混入を防止できるとともに、加熱炉及びタンディシュ内の溶湯表面への酸化物の堆積を防止できる。したがって、酸化物を除去するために操業を停止することなく、長時間安定して操業することができ、その生産性を向上させることができる。

また、添加材が、溶銅に対して難溶解性元素、つまり、銅との２元状態において液相線の温度が低下しない元素、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒなどである場合でも、加熱炉に備えられた第１の添加手段に添加材を添加することにより、加熱炉において溶銅温度を上昇させて溶解を促進させるとともに、加熱炉からタンディシュへ移送される間にも添加材の溶解が促進され、添加材を確実に溶解することができる。したがって、未溶解の添加材が銅合金中に混入することを防止することができ、高品質の銅合金を得ることができる。

また、添加材が、加熱炉を構成する耐火材を汚染する元素、つまり、耐火材と反応しやすい活性元素、例えばＭｇ、Ｃｒ、Ｚｎ等の元素である場合でも、加熱炉の下流側に設けられた第２の添加手段で添加することにより、加熱炉が添加材によって汚染されることがなく、加熱炉を溶銅の合金が変更されるたびに炉洗いする必要がない。したがって、炉洗いに掛かる労力と時間を節減でき、生産性を向上させることができるとともに、加熱炉の寿命を向上させることができる。

また、合金濃度の高い合金であって、その添加材の添加量が多量である場合でも、容量が大きく大量の溶銅を保持する加熱炉内に添加されるので、添加材を確実に溶銅内に添加することができるとともに、添加材の大量添加による溶銅の急激な温度低下を防止でき、溶銅が凝固してしまうといったトラブルを防止することができる。また、加熱炉がタンディシュの上流側に設けられているので、加熱炉からタンディシュへ移送される間に添加材の溶解が促進され、添加材を確実に溶解することができる。したがって、合金濃度の高い合金、例えば、Ｆｅを２％以上含有する合金やＮｉを２％以上含有する合金等であっても安定して銅合金を連続製造することができる。

また、添加材が、溶銅の比重（約７．９）よりも小さい比重を有するもの、例えば、Ｔｉ、Ａｌ等の元素である場合には、樋またはタンディシュに備えられた第２の添加手段で添加することにより、溶銅が流れているところに添加することができるので、比重差によって添加材が浮上分離することなく、添加材と溶銅とが十分に接触され、添加材を確実に溶解することができる。よって、添加材の添加歩留を向上させることができ、添加材の使用量が低減され、製造コストを低減することができるとともに、安定して銅合金の溶湯を製造することができる。

このように、本発明の銅合金の連続製造方法では、添加される添加材の溶銅との溶解性、比重、酸化性、添加量などを勘案して、第１の添加手段と第２の添加手段とを使い分けることにより、安定して銅合金を連続製造することができる。

本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明する。図１に第１の実施形態である銅合金の製造装置の概略を示す。
銅合金の製造装置１は、最上流部に配置された無酸素銅供給手段２と、その下流に配置された加熱炉３と、加熱炉３の下流に配置されたタンディシュ４と、無酸素供給手段２から加熱炉３までをつなぐ溶湯供給路５と、加熱炉３とタンディシュ４とをつなぐ樋６と、加熱炉３に備えられた第１の添加手段７と、タンディシュ４に備えられた第２の添加手段８とで構成されている。

無酸素銅供給手段２は、銅原料を溶解するシャフト炉２１と、シャフト炉２１で溶解されて得られた溶銅を一時保持する保持炉２２と、溶銅中の酸素及び水素を除去する脱ガス処理装置２４と、これらをつなぐ溶湯供給路５ａ、５ｂ、５ｃとで構成されている。

シャフト炉２１は、円筒形の炉本体を有し、炉本体の下部には、円周方向に複数のバーナー（図示略）が上下方向に多段状に設けられている。このシャフト炉２１では、炉内が還元性雰囲気になるようにガスバーナーの燃焼が行なわれる。ここで、炉内を還元性の雰囲気にするためには、例えば、ガスバーナーで燃焼される天然ガスと空気との混合ガスにおいて、その燃料比（天然ガスの比率）を高めることで得ることができる。より具体的には、ＣＯ濃度を通常の０．５％から５％とし、酸素濃度を通常の１００ｐｐｍから１０ｐｐｍとする。

シャフト炉２１の炉本体の上部の装入口２１ａから銅原料、例えば電気銅などを装入し、ガスバーナーの燃焼により銅原料を溶解し、シャフト炉下部の出湯口２１ｂから溶銅が出湯される。ここで、銅原料の装入状況やガスバーナーの燃焼状況により出湯口２１ｂから出湯される溶銅の量は大きく変動してしまう。そこで、シャフト炉２１の下流側には保持炉２２が配置されている。

保持炉２２は、シャフト炉２１から出湯された溶銅を一時保持し、保持炉２２の下流側への溶銅の供給量を一定に制御する機能を有する。この保持炉２２には、加熱手段、例えばガスバーナーが備えられており、保持した溶銅が温度低下するのを防止することができる。この保持炉２２の炉内は非酸化性雰囲気とされており、この保持炉２２の炉内は、前記ガスバーナーの燃料比を高めることによって還元性雰囲気にすることができる。

脱ガス処理装置２４は、その内部で溶銅が攪拌されるように攪拌手段、例えば不活性ガスによるバブリング等を行うことにより、溶銅から酸素ガス及び水素ガスが除去される。
溶湯供給路５ａ、５ｂ、５ｃは、溶銅が酸化されるのを防止するために、その内部を非酸化性雰囲気としている。この非酸化性雰囲気は、例えば、窒素と一酸化炭素の混合ガスやアルゴン等の不活性ガスを溶湯供給路内に吹き込むことにより形成される。

加熱炉３は、その外形が略円筒状とされ、その内部に貯留槽３１が設けられ、貯留部３１に貯留された溶銅を高温、例えば１４００℃まで加熱できる加熱手段として高周波誘導コイルが設けられている。加熱炉３内は、非酸化性雰囲気とされ、例えば、窒素と一酸化炭素の混合ガスやアルゴン等の不活性ガスで充満されている。ここで、排出口３２と樋６とが非酸化性雰囲気によってシールされた状態で接続されており、非酸化性雰囲気を保持したままで加熱炉３から樋６へ溶銅の排出が行なわれる。

この加熱炉３の上部には、合金元素を含有する添加材を添加できる第１の添加手段７が設けられており、この第１の添加手段７の装入口７aから添加材を連続的にまたは間欠的に装入すると、加熱炉３内に開口された開口部７bより、加熱炉３内の貯留部３１に貯留された溶銅中に添加材が添加される。ここで、貯留部３１に貯留された溶銅は、高周波誘導コイルによって加熱される。

加熱炉３の下流側には、タンディシュ４が配置され、加熱炉３とタンディシュ４とは、樋６とで接続されている。
タンディシュ４は溶銅を１ｔ程度保持するものであり、タンディシュ４の内部の溶銅は、一定以上の流速で流れている。このタンディシュ４の上部には第２の添加手段８が設けられており、この第２の添加手段８の装入口８aから添加材を連続的にまたは間欠的に装入すると、タンディシュ４内に開口された開口部８bより、タンディシュ４内を流れる溶銅中に添加材が添加される。
また、タンディシュ４の底面側には、溶湯排出口４ａが設けられ、この溶湯排出口４ａにノズル４１が接続され、ノズル４１の下方には黒鉛鋳型４２が配置されている。

上記の銅合金の連続製造装置１では、シャフト炉２１で銅原料が溶解され、保持炉２２で加熱炉３への溶銅供給量が調節され、脱ガス処理装置２４により溶銅中の酸素と水素が除去されて、加熱炉３へ無酸素銅の溶銅が供給される。加熱炉３の貯留部３１に貯留された溶銅が加熱されるとともに、第１の添加手段７より合金元素を含有する添加材が溶銅中に添加され、添加材が溶解し、さらに、溶銅は樋６を通じてタンディシュ４に供給され、第２の添加手段８によりさらに添加材が溶銅中に添加されて、銅合金溶湯が連続的に製造される。タンディシュ４内の銅合金溶湯は、溶湯排出口４ａに接続されたノズル４１を介して黒鉛鋳型４２内に供給され、黒鉛鋳型４２で冷却されることにより、銅合金鋳塊が得られる。

上記の銅合金の連続製造装置１では、第２の添加手段８が設けられたタンディシュ４の上流側に加熱炉３が配置されているので、タンディシュ４に供給される溶銅の温度を高く、例えば１２２０℃以上とすることにより、第２の添加手段８から添加される添加材の溶解を促進させることができ、添加材を確実に溶解して、成分値が安定した銅合金溶湯を連続的に製造することができる。また、添加材の添加歩留が良いので、添加材の使用量を低減でき、銅合金の製造コストを低減することができる。

また、無酸素銅供給手段２により酸素量が１０ｐｐｍ以下の無酸素銅の溶銅が加熱炉３及びタンディシュ４に供給され、無酸素銅の溶銅に添加材を添加できるので、添加材が活性な元素であるＭｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚｎ等であっても、溶銅中の酸素との反応を防止でき、その添加歩留を向上させることが出来るとともに、これらの元素の酸化物の発生を防止できる。したがって、酸化物が溶銅に混入することを防止でき、高品質の銅合金溶銅を供給できるとともに、酸化物の堆積による加熱炉３、タンディシュ４のトラブルを防止できる。さらに、添加材の添加歩留が良いので、添加材の使用量を低減でき、銅合金の製造コストを低減することができる。

また、加熱炉３に第１の添加手段７が設けられているので、溶銅に溶解しにくい難溶解性元素をこの第１の添加手段７で加熱炉３内に添加することにより、加熱炉３内の溶銅温度を、例えば１３５０℃といった極めて高温に上昇させ、難溶解性元素を確実に溶解することができる。よって、難溶解性元素の未溶解物が発生せず、高品質の銅合金を供給できる。また、添加歩留が向上するので、銅合金の製造コストを低減することができる。

また、溶銅が流れているタンディシュ４に第２の添加手段８が設けられているので、溶銅に対して比重の軽い元素を第２の添加手段８で添加することにより、比重の軽い元素が浮上分離することなく、これらの元素を確実に溶解することができる。よって、比重の軽い元素であっても、確実に溶解でき、成分値が安定した銅合金を製造することができるとともに、添加歩留が良いので銅合金の製造コストを低減することができる。

また、第２の添加手段８が加熱炉３の下流側に設けられているので、加熱炉３を構成する耐火材を汚染する元素をこの第２の添加手段８によって添加することにより、加熱炉３の耐火材が汚染されることを防止でき、加熱炉３の炉洗いが不要となり、生産性が向上するとともに、加熱炉３の寿命を向上することができる。

また、貯留部３１を有する加熱炉３に第１の添加手段７が設けられているので、合金濃度の高い合金であってその添加材の添加量が多量であるには、この第１の添加手段７によって添加することにより、添加材を溶銅中に確実に添加でき、安定して溶解することができる。また加熱炉３によって貯留部３１に貯留された溶銅の温度を上昇できるので、多量の添加材が溶銅中に添加されても、溶銅の急激な温度低下による凝固を防止することができる。

また、溶湯供給路５と加熱炉３と樋６とタンディシュ４とが非酸化性雰囲気でシールされているので、これらを通過する無酸素銅の溶銅中への酸素の混入を防止でき、溶銅中の酸素と添加材との反応を確実に防止でき、酸化物の発生に起因するトラブルや銅合金の品質劣化を防止できる。

さらに、無酸素銅供給手段２を、シャフト炉２１と保持炉２２と脱ガス処理装置２４とで構成しており、エネルギー効率の良いシャフト炉２１で銅原料を溶解できるので、銅原料の溶解にともなうエネルギー消費量を大きく低減することができる。また、溶解を中断する場合には、シャフト炉２１のガスバーナーを停止できるので、無駄なエネルギー消費を抑えることができ、溶銅の製造コストを大幅に低減することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２に第２の実施形態である銅合金の製造装置の概略を示す。
第２の実施形態においては、無酸素銅供給手段２が低周波誘導炉５１で構成され、第２の添加手段８が樋６の上部に設けられたものであり、その他の部分は第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。

上記の銅合金の製造装置においては、無酸素銅供給手段２が低周波誘導炉５１で構成されているので、銅原料の溶解、溶湯供給量の調整、脱酸素処理および脱水素処理を低周波誘導炉５１で行なうことができ、別途、保持炉２２や脱ガス処理装置２４を設けることなく、無酸素銅の溶銅を供給することができる。
また、第２の添加手段８が樋６に設けられているので、樋６に流れる溶銅の流速はタンディシュ4内の溶銅の流速に比べて大きくなっており、第２の添加手段８で添加された添加材が確実に溶銅中に添加され、添加材の溶解を確実に行なうことができる。

なお、上記の実施の形態においては、脱ガス処理装置２４を別途独立して設けたもので説明したが、例えば溶湯供給炉５や樋６に堰を設けて溶湯を攪拌して脱ガス処理を行っても良い。この場合には、堰を脱酸素効果のあるカーボンで構成することにより、脱酸素効果を向上させることができる。
また、保持炉２２をガス炉として説明したが、低周波誘導炉などの電気炉であっても良い。
また、得られた銅合金溶湯を冷却・凝固させる方法として黒鉛鋳型４２を用いて説明したが、黒鉛鋳型４２を使用するものに限定されるものではなく、例えばベルトキャスター方式の連続鋳造機の鋳型内に銅合金溶湯を注入して、連続鋳造・圧延を行なっても良い。

以下に、上記の第１の実施形態である銅合金の製造装置を用いてＣ１９４合金の溶湯を連続的に製造した結果を述べる。
ここで製造されるＣ１９４合金は、溶銅に対して難溶解性元素であるＦｅを２ｗｔ％以上含有する合金であり、その目標組成は、Ｆｅが２．５ｗｔ％、Ｚｎが０．１５ｗｔ％、Ｐが０．０７５％とした。

添加材として、Ｆｅ、Ｚｎは金属Ｆｅ、金属Ｚｎを使用した。また、Ｐについては、Ｐを１５ｗｔ％含有する銅母合金（１５％Ｐ母合金）を使用した。よって、これらの添加材の添加量の比率は、Ｆｅ：Ｚｎ：１５％Ｐ＝５００：３：１０となり、金属Ｆｅを大量に添加する必要がある。
ここで金属Ｆｅは溶銅に対して難溶解性元素であり、その融点は１５３５℃、比重が７．８７程度である。一方、金属Ｚｎは、融点が約４１９℃、比重が７．１３程度である。また、Ｐについては、１５％Ｐ母合金とされているので、溶銅への溶解は非常に容易である。

そこで、難溶解性元素であり、比重が溶銅と同程度である金属Ｆｅは第１の添加手段７により加熱炉３内の溶銅に連続的に添加し、比重が軽く融点の低い金属Ｚｎ及び易溶解性の１５％Ｐ母合金は第２の添加手段８によりタンディシュ４内の溶銅に連続的に添加した。加熱炉３内の溶銅は１３５０℃まで加熱し、金属Ｆｅの溶解を促進した。
このように金属Ｆｅ、金属Ｚｎ、１５％Ｐ母合金を添加して、連続的にＣ１９４溶湯を
製造し、鋳型４２内に供給して鋳塊を製出した。
この操業実験の結果、略目標値と一致する銅合金を得ることができた。また、得られた鋳塊の断面検査を行ったが、鋳塊内部から未溶解の金属ＦｅやＺｎの酸化物などは確認されなかった。したがって、本発明によれば、Ｃ１９４の溶銅を安定して連続製造することができることが確認された。

次に、上記の第１の実施形態である銅合金の製造装置を用いてコルソン合金の溶湯を連続的に製造した結果を述べる。
製造するコルソン合金の目標組成は、Ｎｉが２．４ｗｔ％、Ｓｉが０．６ｗｔ％、Ｃｒが０．３％とした。ここで、Ｎｉは溶銅に対して難溶解性元素であり、その融点は１４５５℃、比重が８．９である。Ｓｉは酸化しやすい活性元素であり、その融点は１４１０℃、比重は２．３３である。Ｃｒは酸化しやすい活性元素であるとともに、耐火材を汚染する元素であり、その融点は１８５７℃で、比重が７．１９である。

添加材として、金属Ｎｉ、金属Ｓｉ、金属Ｃｒを使用した。これらの添加材の添加量の比率は、Ｎｉ：Ｓｉ：Ｃｒ＝８：２：１とされ、難溶解性元素である金属Ｎｉが最も多く添加されることになる。
そこで、難溶解性元素であり、比重が溶銅より大きい金属Ｎｉは第１の添加手段７により加熱炉３内の溶銅に連続的に添加し、比重が溶銅に比べて非常に小さい金属Ｓｉ及び耐火材を汚染する元素である金属Ｃｒは第２の添加手段８によりタンディシュ４内の溶銅に連続的に添加した。ここで、加熱炉３内の溶銅は１３５０℃まで加熱し、金属Ｎｉの溶解を促進した。

このようにして金属Ｎｉ、金属Ｓｉ、金属Ｃｒを添加して、連続的にコルソン合金の溶湯を製造し、鋳型４２内に供給して鋳塊を製出した。
この操業実験の結果、略目標値と一致する銅合金を得ることができた。また、得られた鋳塊の断面検査を行ったが、鋳塊内部から未溶解の金属Ｎｉや金属Ｃｒ、Ｓｉの酸化物、Ｃｒの酸化物などは確認されなかった。したがって、本発明によれば、コルソン合金の溶銅を安定して連続製造することができることが確認された。

本発明の第１の実施形態である銅合金の連続製造装置の説明図である。 本発明の第２の実施形態である銅合金の連続製造装置の説明図である。

符号の説明

２ 無酸素銅供給手段
３ 加熱炉
４ タンディシュ
６ 樋
７ 第１の添加手段
８ 第２の添加手段
２１ シャフト炉
２２ 保持炉
２４ 脱ガス処理装置（脱ガス処理手段）

Claims (4)

1. 無酸素銅供給手段により無酸素銅の溶銅が供給される加熱炉を有し、該加熱炉には、銅合金の合金元素を含有する添加材を添加できる第１の添加手段が備えられるとともに、
   前記加熱炉の下流側に前記溶銅が通過する樋を介してタンディシュが配備され、前記樋と前記タンディシュとのいずれか一方には、第２の添加手段が備えられたことを特徴とする銅合金の連続製造装置。
2. 請求項１に記載の銅合金の連続製造装置であって、
   前記溶銅が通過する前記樋と前記タンディシュと前記加熱炉とが、非酸化性雰囲気によってシールされていることを特徴とする銅合金の連続製造装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の銅合金の連続製造装置により銅合金を連続製造する方法であって、
   前記第１の添加手段には、溶銅に対して難溶解性の合金元素を含有する添加材が添加されるとともに、前記第２の添加手段には、溶銅に対して易溶解性の合金元素を含有する添加材が添加されることを特徴とする銅合金の連続製造方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の銅合金の連続製造装置により銅合金を連続製造する方法であって、
   前記第２の添加手段には、前記加熱炉を構成する耐火材を汚染する元素を含有する添加材が添加されることを特徴とする銅合金の連続製造方法。

Images