JP2020157328A - Copper wire production device and copper wire production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銅線製造装置および銅線の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a copper wire manufacturing apparatus and a method for manufacturing a copper wire.
銅線の製造方法の１つとして、溶融した銅材（溶銅）を、水平方向を回転軸とする鋳造リングの表面に流し、鋳造リングの表面に熱を奪われて冷却され、これにより凝固した銅材を圧延する方法が知られている。当該鋳造リングの外周の表面は、鋳造リングから銅材を剥離し易くするため、例えば煤などから成る耐火物膜により覆われている。 As one of the methods for manufacturing a copper wire, a molten copper material (molten copper) is poured on the surface of a casting ring whose rotation axis is in the horizontal direction, and the surface of the casting ring is deprived of heat and cooled, thereby solidifying. A method of rolling a copper material is known. The outer peripheral surface of the casting ring is covered with a refractory film made of, for example, soot, in order to facilitate peeling of the copper material from the casting ring.
特許文献１（特開平７−２７５９９８号公報）には、連続鋳造用鋳型の鋳型稼動面上に複数の積層構造を有する耐火物層を形成し、当該耐火物層を構成する層同士の界面を凹凸面とすることが記載されている。 In Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-275998), a refractory layer having a plurality of laminated structures is formed on a mold operating surface of a continuous casting mold, and an interface between the layers constituting the refractory layer is formed. It is described that the surface is uneven.
特許文献２（特開平９−０９４６３４号公報）には、鋳型内平面に凹凸を付与し、凹部の内側にパウダー層を均一に形成することで、溶鋼を均一に冷却することが記載されている。 Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-094634) describes that the molten steel is uniformly cooled by imparting unevenness to the inner plane of the mold and uniformly forming a powder layer inside the concave portion. ..
溶銅を鋳造リングの表面に流し込んだ際には、溶銅内に気泡が入り込み、そのまま溶銅が凝固すると、空隙（ブローホール）が潰れることに起因して発生する欠陥（空隙痕）を含んだ銅線（荒引銅線）が形成される。このような欠陥の存在は、銅線の引張強度、屈曲性および導電率に悪影響を与える。 When the molten copper is poured into the surface of the casting ring, air bubbles enter the molten copper, and if the molten copper solidifies as it is, it contains defects (void marks) generated due to the collapse of voids (blow holes). A copper wire (roughly drawn copper wire) is formed. The presence of such defects adversely affects the tensile strength, flexibility and conductivity of the copper wire.
本発明の目的は、銅線内の空隙に起因する欠陥の発生を抑えることが可能な銅線製造装置および銅線の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a copper wire manufacturing apparatus and a method for manufacturing a copper wire, which can suppress the occurrence of defects caused by voids in the copper wire.
その他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other objectives and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.
本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 A brief overview of typical embodiments disclosed in the present application is as follows.
一実施の形態である銅線製造装置は、鋳造リングと、鋳造リングの外周に沿って環状に形成された第１溝と、第１溝の底面に形成され、鋳造リングの外周に沿って環状に延在する第２溝と、第１溝の側面および底面、並びに、第２溝の側面および底面を覆い、鋳造リングよりも熱伝導率が低い耐火物膜とを備えたものである。 The copper wire manufacturing apparatus according to one embodiment is formed on the casting ring, the first groove formed in an annular shape along the outer circumference of the casting ring, and the bottom surface of the first groove, and is annular along the outer circumference of the casting ring. It is provided with a second groove extending in, a side surface and a bottom surface of the first groove, and a refractory film covering the side surface and the bottom surface of the second groove and having a lower thermal conductivity than a cast ring.
一実施の形態である銅線の製造方法は、鋳造リングの外周に沿って環状に形成された第１溝に溶銅を流し込む工程と、鋳造リングの外周で溶銅が凝固することで形成された鋳造バーを引き出す工程とを有するものである。ここで、鋳造リングは、第１溝の底面に形成され、鋳造リングの外周に沿って環状に延在する第２溝と、第１溝の側面および底面、並びに、第２溝の側面および底面を覆い、鋳造リングよりも熱伝導率が低い耐火物膜とを備えている。 The method for manufacturing a copper wire according to one embodiment is formed by a step of pouring molten copper into a first groove formed in an annular shape along the outer periphery of the casting ring and solidification of the molten copper on the outer periphery of the casting ring. It has a process of pulling out a cast bar. Here, the casting ring is formed on the bottom surface of the first groove, and extends in an annular shape along the outer circumference of the casting ring, the side surface and the bottom surface of the first groove, and the side surface and the bottom surface of the second groove. It is equipped with a refractory film that has a lower thermal conductivity than the cast ring.
本願において開示される一実施の形態によれば、銅線内の空隙の発生を抑えることが可能な銅線製造装置および銅線の製造方法を提供することができる。 According to one embodiment disclosed in the present application, it is possible to provide a copper wire manufacturing apparatus and a method for manufacturing a copper wire capable of suppressing the generation of voids in the copper wire.
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiment, members having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. Further, in the following embodiments, the description of the same or similar parts is not repeated in principle except when it is particularly necessary.
（実施の形態１）
本実施の形態１の銅線製造装置は、外周面に沿って形成された溝を備えた鋳造リングを備え、当該溝を含む当該外周面が耐火物膜により覆われているものである。本実施の形態１の銅線の製造方法は、当該銅線製造装置を用いて銅線を形成するものである。このような溝が形成されていることにより、耐火物膜による鋳造リングの表面における熱伝導率が低下し、溶銅の凝固タイミングを遅らすことができるため、溶銅からガスが抜ける時間を確保することができ、鋳造バーの内部に空隙が発生することを抑え、当該空隙が潰れることに起因して発生する欠陥を低減した銅線を形成することができる。
(Embodiment 1)
The copper wire manufacturing apparatus of the first embodiment includes a casting ring having a groove formed along the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface including the groove is covered with a refractory film. The method for manufacturing a copper wire according to the first embodiment is to form a copper wire by using the copper wire manufacturing apparatus. By forming such a groove, the thermal conductivity on the surface of the cast ring due to the refractory film is lowered, and the solidification timing of the molten copper can be delayed, so that the time for gas to escape from the molten copper is secured. It is possible to suppress the generation of voids inside the casting bar, and it is possible to form a copper wire in which defects generated due to the collapse of the voids are reduced.
＜銅線製造装置の構造および銅線の製造方法＞
以下に、図１〜図３を用いて、本実施の形態の銅線製造装置の構造および銅線の製造方法について説明する。
<Structure of copper wire manufacturing equipment and method of manufacturing copper wire>
Hereinafter, the structure of the copper wire manufacturing apparatus and the method for manufacturing the copper wire of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図１に示すように、本実施の形態に係る銅線製造装置１０は、銅線（銅荒引線）を連続鋳造圧延するための、所謂連続鋳造圧延装置であり、例えば、溶解炉２１０と、上樋２２０と、保持炉２３０と、添加部２４０と、下樋２６０と、タンディッシュ３００と、注湯ノズル３２０と、連続鋳造機５００と、熱間圧延装置６２０と、巻取機（コイラー）６４０とを有している。
As shown in FIG. 1, the copper
溶解炉２１０は、銅原料を加熱して溶融し、溶銅１１０を生成するものであり、例えば、炉本体と、炉本体の下部に設けられるバーナーとを有している。銅原料が炉本体に投入され、バーナーで加熱されることで、溶銅１１０が連続的に生成される。銅材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。
The melting
上樋２２０は、溶解炉２１０の下流側に設けられ、溶解炉２１０と保持炉２３０との間を連結し、溶解炉２１０で生成された溶銅１１０を下流側の保持炉２３０に移送するものである。
The
保持炉２３０は、上樋２２０の下流側に設けられ、上樋２２０から移送される溶銅１１０を所定の温度で加熱して一時的に貯留するものである。また、保持炉２３０は、溶銅１１０を所定の温度に保持したまま、所定量の溶銅１１０を下樋２６０に移送するものである。保持炉２３０には、添加部２４０が接続されている。添加部２４０は、保持炉２３０内の溶銅１１０に、所定の金属元素を連続的に添加するものである。溶銅１１０に添加される金属元素としては、例えば、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）またはマンガン（Ｍｎ）などが挙げられる。つまり、好ましくは、これらの金属元素のうち少なくとも１つが、溶銅１１０に添加される。
The
下樋２６０は、保持炉２３０の下流側に設けられ、保持炉２３０から移送される溶銅１１０を下流側のタンディッシュ３００に移送するものである。なお、添加部２４０は、保持炉２３０に接続される態様に限定されず、例えば下樋２６０またはタンディッシュ３００に接続される態様であってもよい。
The
タンディッシュ３００は、下樋２６０の下流側に設けられ、下樋２６０から移送される溶銅１１０を一時的に貯留し、連続鋳造機５００に対して所定量の溶銅１１０を連続的に供給するものである。このようにして、連続鋳造機５００に対して供給するための溶銅１１０を用意する。
The tundish 300 is provided on the downstream side of the
タンディッシュ３００の下流側には、貯留する溶銅１１０を流出させるための注湯ノズル３２０が接続されている。注湯ノズル３２０は、例えば、ケイ素酸化物、ケイ素炭化物、ケイ素窒化物等の耐火物で形成されている。タンディッシュ３００に溜まった溶銅１１０は、注湯ノズル３２０を介して、連続鋳造機５００へと供給される。
A
連続鋳造機５００は、所謂ベルトホイール式の連続鋳造を行う装置であり、例えば、鋳造リング（鋳造ホイール）１と、ベルト３とを有している。円筒状の鋳造リング１は、外周に溝２（図２参照）を有している。鋳造リング１は銅線の製造工程において回転し、その回転軸は水平面に沿っている。円筒状の鋳造リング１の内側には、鋳造リング１を保持する円柱状の保持部５が配置されている。鋳造リング１は保持部５に固定されており、保持部５と共に回転する。なお、鋳造リング１は円柱状または円盤状であってもよい。
The
また、ベルト３は、鋳造リング１の外周面の一部に接触しながら周回移動するよう構成されている。鋳造リング１の溝２とベルト３との間の空間に、タンディッシュ３００から流出される溶銅１１０が注入される。つまり、タンディッシュ３００および注湯ノズル３２０は、鋳造リング１の溝２内に溶銅１１０を供給する供給部３３０である。また、鋳造リング１およびベルト３は、例えば冷却水により冷却されている。これにより、溶銅１１０が冷却・固化（凝固）されて、棒状の鋳造バー（鋳造材）１２０が連続的に鋳造される。
Further, the
熱間圧延装置６２０は、連続鋳造機５００の下流側（鋳造バー排出側）に設けられ、連続鋳造機５００から移送される鋳造バー１２０を連続的に圧延するものである。すなわち、熱間圧延装置６２０を用いて鋳造バー１２０を鋳造リング１の溝２内から引き出し、連続鋳造機５００外へ移送する。鋳造バー１２０が熱間圧延装置６２０によって圧延されて形成された圧延材を、熱間圧延装置６２０と巻取機６４０との間において表面清浄化処理することで、銅線（銅荒引線、素線）１３０が成形加工される。
The
巻取機（コイラー）６４０は、熱間圧延装置６２０の下流側（銅合金材排出側）に設けられ、熱間圧延装置６２０から表面清浄化処理装置を経て移送される銅線１３０を巻き取るものである。以上の工程により、銅線（銅荒引線）１３０を形成することができる。
The take-up machine (coiler) 640 is provided on the downstream side (copper alloy material discharge side) of the
続いて、図２を用いて、鋳造リングの外周部の具体的な構造について説明する。図２は、鋳造リング１の回転軸（以下、単に回転軸と呼ぶ）に沿う断面図であり、図２には鋳造リング１と、鋳造リング１の外周を覆うベルト３と、保持部５の一部とを示している。鋳造リング１の径方向（以下、単に径方向と呼ぶ）における外側の側面、つまり外周面には、回転軸側に向かって凹んだ溝（凹部）２が形成されている。溝（第１溝）２は、鋳造リング１の外周（周方向）に沿って延在し、回転軸の周囲を囲むように環状に形成されている。回転軸に沿う方向における溝２の幅は、鋳造リング１の外周側から回転軸側に向かって徐々に小さくなっている。つまり、溝２の断面形状は逆向きの台形である。これは、溝２内で凝固した鋳造バー１２０（図１参照）を溝２内から取り出し易くするためである。回転軸に沿う方向における溝２の底面の幅は、例えば１００ｍｍである。
Subsequently, a specific structure of the outer peripheral portion of the casting ring will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the rotation axis of the casting ring 1 (hereinafter, simply referred to as a rotation axis), and FIG. 2 shows the
溝２の回転軸側の底面および溝２の両側の側面のそれぞれは、スートと呼ばれる煤から成る耐火物膜６により連続的に覆われている。また、ベルト３の表面のうち、鋳造リング１側の面は、スートと呼ばれる煤から成る耐火物膜７により覆われている。耐火物膜６、７は、例えばセラミックなどの耐火物により構成されていてもよい。鋳造リング１の外周面には、耐火物膜７を介してベルト３が押し当てられ、鋳造リング１の外周面と耐火物膜７との間には、溝２の内部の空間が存在する。当該空間は、溶銅１１０（図１参照）が注入され、その後凝固する空間である。耐火物膜６、７は、当該空間内で凝固した鋳造バー１２０（図１参照）をベルト３の表面および溝２の表面から剥離し易くするために設けられている。このため、耐火物膜６、７は、溶銅１１０に対し溶融、燃焼しない耐火性が求められる。
Each of the bottom surface of the
溝２の底面には、当該底面の延在方向に沿う溝（第２溝）４が複数並んで形成されている。つまり、溝４は、鋳造リング１の外周に沿って、回転軸の周囲を囲むように環状に形成されており、回転軸に沿う方向において、溝２の底面に複数並んで形成されている。すなわち、溝２、４は、鋳造リング１の周方向に沿って形成されている。言い換えれば、溝４は溝２の底面に沿って回転軸の周囲を囲むように延在している。溝４の深さＬ１は、例えば１ｍｍ以下であり、具体的には、例えば１ｍｍである。回転軸に沿う方向における溝４の幅Ｌ２は、例えば１ｍｍである。回転軸に沿う方向において隣り合う２つの溝４同士の間隔である距離Ｌ３は、例えば１ｍｍである。図２では溝４を３つのみ示しているが、溝４の数は１以上であればどのような数でもよい。
A plurality of grooves (second grooves) 4 along the extending direction of the bottom surface are formed side by side on the bottom surface of the
ここでは、各溝４のそれぞれの側面および底面は耐火物膜６により覆われており、各溝４内には耐火物膜６が完全に埋め込まれている。つまり、溝４の深さ方向において、溝４の直上の耐火物膜６の上面のうち、最も低い面（最下面）は溝２の底面より位置が高い。耐火物膜６、７の膜厚は、例えば１０〜１００μｍであり、具体的には例えば１０μｍであるが、溝４内の耐火物膜６の膜厚は、溝４の外の耐火物膜６の膜厚よりも大きい。言い換えれば、溝４内の耐火物膜６の膜厚は、溝４と隣り合う領域の溝２の表面（底面または側面）を覆う耐火物膜６の膜厚よりも大きい。
Here, the side surface and the bottom surface of each
鋳造リング１は、例えば主に銅（Ｃｕ）から成る。鋳造リング１は、銅にクロム（Ｃｒ）またはジルコニウム（Ｚｒ）などを混ぜたものにより構成されていてもよい。ベルト３と鋳造リング１の外周面との間の空間内（溝２内）に注入された溶銅１１０は、熱伝導率が比較的高い銅を主に含む鋳造リング１に熱を奪われ、これにより冷却されることで、鋳造リング１の周囲を１周する前に凝固する。
The
ここで、耐火物膜６、７を構成する耐火物（例えば煤などのカーボン）は、鋳造リング１の構成部材（例えば銅）よりも熱伝導率が低い。実際には、耐火物膜６、７は空隙を多く含む多孔質膜であるため、煤に比べても熱伝導率が低い。したがって、耐火物膜６が形成されていることにより、溶銅１１０が直接鋳造リング１に接する場合に比べて、溶銅１１０が凝固するまでに要する時間は長くなる。
Here, the refractory material (for example, carbon such as soot) constituting the
図３に、銅線の製造工程中の銅線製造装置を構成する鋳造リング１およびその近傍を示す。図３に示すように、溶銅１１０は鋳造リング１の外周の溝図とベルト３との間に注湯ノズル３２０から注がれる。つまり、図３では、鋳造リング１の断面を示しており、鋳造リング１の面のうち、鋳造リング１と溶銅１１０とが図示していない耐火物膜を介して接している面は、図２に示す溝２の底面である。
FIG. 3 shows a
鋳造リング１は矢印の方向に溶銅１１０および鋳造バー１２０と共に回転している。また、ベルト３も鋳造リング１の外周面と同じ速度で移動している。鋳造リング１の溝内から鋳造バー１２０を取り出した後、鋳造リング１の外周面に付着した耐火物膜６（図２参照）などを取り除くために、洗浄装置２３を用いて鋳造リング１を洗浄する。ここでは、例えば水などを洗浄装置２３から鋳造リング１に吹きかける。このとき、図２に示す溝２の底面および側面を覆う耐火物膜６は除去されるが、溝４内の一部の耐火物膜６は除去されずに残る。同様に、鋳造バー１２０を取り出した後に、ベルト３の表面を洗浄することで、耐火物膜７（図２参照）を除去する。
The
洗浄装置２３を用いた洗浄工程の後、回転する鋳造リング１の外周面に対してバーナー２２を用いて火を吹き付け、これにより例えば煤から成る耐火物膜６を形成する。これにより、図２に示すように、溝２内の表面は耐火物膜６により覆われる。また、ベルト３に対してもバーナー２１を用いて火を吹き付けることで、ベルト３の表面を耐火物膜７により覆う。図４に示すように、洗浄装置２３を用いた鋳造リング１の洗浄工程と、バーナー２２を用いた耐火物膜６の形成工程との間において、溝２の側面および底面は露出しているが、溝４の側面および底面は耐火物膜６により覆われている。少なくとも、溝４の底面は耐火物膜６により覆われている。
After the cleaning step using the
＜本実施の形態の効果＞
図３に示すように、液状の溶銅１１０を鋳造リング１の溝内に流し込んだ際に、溶銅１１０内に気泡１３が入り込む。溶銅１１０は液状であるため、気泡１３の多くは、時間の経過に伴い上方へ浮き上がり、溶銅１１０から排出される。しかし、溶銅１１０は水よりも流動性が低いため気泡１３の排出には時間を要する。したがって、一部の気泡１３が排出される前に溶銅１１０が凝固し始め、これにより気泡１３を内包したまま凝固した鋳造バー１２０が形成される場合がある。溶銅１１０から鋳造リング１への熱伝導率が高い程、溶銅１１０は気泡１３を内包したまま凝固し易い。
<Effect of this embodiment>
As shown in FIG. 3, when the liquid
気泡１３から成る空隙（ブローホール）を多量に内包した鋳造バーが形成されると、その鋳造バーによって形成された銅線の内部に、空隙が潰れることによって発生する欠陥が多数存在することになるため、銅線の引張強度および導電率の低下並びに銅線の屈曲性の悪化などの問題が生じる。ここでいう屈曲性の悪化とは、銅線を曲げた際などに空隙を含む箇所の銅線が過度に折れ曲がること、または、空隙を含む箇所の銅線の屈曲に対する強度の低下を意味する。よって、鋳造リングを用いた銅線製造装置によって製造される銅線については、内部の欠陥を低減するという改善の余地が存在する。 When a casting bar containing a large amount of voids (blow holes) composed of air bubbles 13 is formed, there are many defects generated by the collapse of the voids inside the copper wire formed by the casting bar. Therefore, problems such as a decrease in the tensile strength and conductivity of the copper wire and a deterioration in the flexibility of the copper wire occur. The deterioration of the flexibility referred to here means that the copper wire at the portion including the gap is excessively bent when the copper wire is bent, or the strength against bending of the copper wire at the portion including the gap is lowered. Therefore, there is room for improvement in reducing internal defects in the copper wire manufactured by the copper wire manufacturing apparatus using the cast ring.
そこで、本実施の形態では、図２に示す溝２の底面に溝４を形成している。溝４が形成されていることで、溝４が存在する箇所では耐火物膜６の膜厚が例えば１ｍｍ以上となっている。これにより、熱伝導率が鋳造リング１よりも低い耐火物膜６の膜厚が大きい箇所が存在することにより、溶銅１１０全体鋳造リング１への熱伝導率が低下する。言い換えれば、溝２の側面および底面のうち、溝４が形成されていない第１領域（例えば溝４と隣り合う溝２の底面）と対向する溶銅と、鋳造リング１との間の熱伝導率よりも、溝４の直上の第２領域の溶銅１１０と、鋳造リング１との間の熱伝導率の方が低い。
Therefore, in the present embodiment, the
これにより、溶銅１１０の熱を鋳造リング１は奪うのに要する時間を長くすることができ、溶銅１１０が凝固し始めるタイミングを遅らせることができる。具体的には、図３に示す領域１Ａの範囲内で、溶銅１１０の凝固開始位置を、より鋳造リング１の径方向の中心の直下の位置に近づけることができる。領域１Ａは、鋳造リング１の周方向に沿う範囲のうち、溶銅１１０が、注湯された後から、鋳造リング１の中心（回転軸）の直下の直前に達するまでの領域である。
As a result, the time required for the
バーナー２２を用いた焼き付けにより耐火物膜６の全体の膜厚を大きくすることは困難であるため、ここでは小さい溝４（図２参照）を形成することで、耐火物膜６が厚い箇所を設けている。また、深さ１ｍｍ程の溝４を完全に埋め込む耐火物膜６をバーナー２２を用いた１回の焼き付けで形成することは困難である。そこで、ここでは洗浄装置２３を用いた洗浄工程において溝４内の耐火物膜６を除去せずに残すことで、バーナー２２を用いた焼き付け後において、溝４内を耐火物膜６により充填している。言い換えれば、鋳造リング１の外周の一部では、溝２内の表面が耐火物膜６から露出しており、回転軸を含む面内において当該表面と隣り合う溝４の底面は、耐火物膜６により覆われている。具体的には、例えば当該表面と回転軸方向で隣り合う溝４の底面は耐火物膜６により覆われている。ここでいう溝２の表面は、溝２の側面および底面を含む。
Since it is difficult to increase the overall film thickness of the
溝４内が耐火物膜６により完全に埋め込まれていない場合であっても、溝４内の耐火物膜６の膜厚が、溝４と隣り合う領域の溝２の表面（底面または側面）を覆う耐火物膜６の膜厚よりも大きいことで、上記のような効果を得ることができる。
Even if the inside of the
以上より、本実施の形態１では、気泡１３を排出するための時間をより長く確保することができるため、鋳造バー１２０内に残る空隙を低減することができる。よって、銅線内に空隙に起因する欠陥が残ることを防ぐことができるため、銅線の引張強度および導電率の低下並びに銅線の屈曲性の悪化などを防ぐことができる。したがって、製造する銅線の信頼性を向上させることができる。
From the above, in the first embodiment, since the time for discharging the
＜変形例１＞
図５に示すように、耐火物膜６は溝４内を完全に埋め込んでいなくてもよい。この場合、溝４の側面および底面は、膜厚が例えば１０μｍである耐火物膜６により覆われている。図５では、図２に示す溝２の底面近傍のみを示している。溝４内が耐火物膜６により完全に埋め込まれていないため、回転軸に沿う方向（溝４の短手方向）における溝４の両側の側面のそれぞれを覆う耐火物膜６同士は互いに離間している。このような場合でも、溝２の側面および底面のうち、溝４が形成されていない第１領域（例えば溝４と隣り合う溝２の底面）と対向する溶銅と、鋳造リング１との間の熱伝導率よりも、溝４の直上の第２領域の溶銅と、鋳造リング１との間の熱伝導率の方が低い。
<Modification example 1>
As shown in FIG. 5, the
これは、溝４の外側の溝２の底面に比べ、耐火物膜６が溝４内の側面および底面を覆う面積が大きいためである。このため、平面視、つまり、径方向において鋳造リング１の外周面を見た場合、溝４が形成されている箇所（第２領域）の熱伝導率と、溝４の外の溝２の底面であって、回転軸に沿う方向において溝４と同じ幅の箇所（第１領域）の熱伝導率とを比べると、第２領域の方が、熱伝導率が低い。
This is because the area of the
このように、溝４を形成して耐火物膜６による被覆面積を増大させることで、図１〜図３を用いて説明した銅線製造装置および銅線の製造方法と同様の効果を得ることができる。
By forming the
本変形例では、洗浄装置２３を用いた洗浄工程（図３参照）で溝４内の耐火物膜６を全て除去する。したがって、溝４内の耐火物膜６を残す目的で、洗浄工程における洗浄能力を調整する必要はない。
In this modification, all the
なお、溝４の直上とは、溝４が形成された面（ここでは溝２の底面）に対して垂直な方向における溝４の上方である。ここでいう平面視とは、溝４が形成された面（ここでは溝２の底面）に対して垂直な方向から見た場合を指す。したがって、後述する変形例３で図９および図１０に示すように、溝２の側面に溝４ｄ形成が形成されている場合、溝４ｄの直上とは、溝４ｄが形成された面（溝２の側面）に対して垂直な方向における溝４ｄの上方であり、平面視とは、溝４ｄが形成された面（溝２の側面）に対して垂直な方向から見た場合を指す。
The area directly above the
＜変形例２＞
図６〜図８に示すように、溝４（図２および図５参照）の形状は正方形に限らない。すなわち、図６に示す溝４ａのように逆三角形であってもよく、図７に示す溝４ｂのように逆向きの台形であってもよく、図８に示す溝４ｃのようにＵ字型であってもよい。図６〜図８では、図２に示す溝２の底面近傍のみを示している。ここでは前記変形例１と同様に、溝（第２溝）４ａ〜４ｃのそれぞれの表面を薄い耐火物膜６が覆い、溝４ａ〜４ｃのそれぞれの内部に耐火物膜６が充填されていない場合について図示しているが、図２と同様に、溝４ａ〜４ｃのそれぞれの内部に耐火物膜６が完全に埋め込まれていてもよい。
<
As shown in FIGS. 6 to 8, the shape of the groove 4 (see FIGS. 2 and 5) is not limited to a square. That is, it may be an inverted triangle as in the
すなわち、本変形例の溝４ａ〜４ｃは、上端（開口部）よりも下端（底部、底面）の方が、回転軸に沿う方向（溝４ａ〜４ｃの短手方向）における幅が小さい。このような形状の溝であれば、溝４ａ〜４ｃのそれぞれの内部に耐火物膜６が充填されていない場合において、溶銅の凝固により形成された鋳造バーが溝４ａ〜４ｃに引っ掛かることを防ぐことができる。よって、鋳造バーを鋳造リング１から容易に取り出すことができる。このため、溝４ａ〜４ｃの溝２の底面からの深さは１ｍｍ以下に限られず、１ｍｍより大きくてもよい。
That is, the
＜変形例３＞
図９に示すように、溝２の底面の溝４のみならず、溝２の側面に溝（第２溝）４ｄを形成してもよい。当該側面に形成する溝４ｄの数は１つでも複数でもよい。溝４ｄは、溝４と同様に鋳造リング１の周方向に沿って延在する環状の凹部である。言い換えれば、溝４ｄは溝２の側面に沿って延在している。溝４ｄの形状、幅、深さおよび間隔などは、例えば溝４と同じである。また、図１０に示すように、溝２の底面に小さい溝を設けず、溝２の側面にのみ溝４ｄを設けてもよい。
<Modification example 3>
As shown in FIG. 9, not only the
＜変形例４＞
図１１および図１２に示すように、溝２の底面に形成された溝（第２溝）４ｅは、回転軸に沿う方向に延在し、鋳造リング１の周方向に並んで複数形成されていてもよい。また、溝２の側面に形成された溝４（第２溝）ｆは、回転軸を含む面内で当該側面に沿って延在し、鋳造リング１の周方向に並んで複数形成されていてもよい。つまり、溝４ｅは溝２の底面に沿って延在し、溝４ｆは溝２の側面に沿って延在している。言い換えれば、溝４ｅ、４ｆは、回転軸を含む面内で当該面に沿って延在している。溝４ｅ、４ｆのそれぞれの深さは、例えば１ｍｍ以下である。なお、図１１では耐火物膜の図示を省略している。
<Modification example 4>
As shown in FIGS. 11 and 12, the grooves (second grooves) 4e formed on the bottom surface of the
例えば本変形例の溝４ｆと、図２または図５〜図８に示す溝２の底面の溝４または４ａ〜４ｃとを組み合わせてもよい。また、溝４ｅと、図９に示す溝２の側面の溝４ｄとを組み合わせてもよい。
For example, the
ここで、溝４ｅと溝４ｆとは、溝２の角部（回転軸に沿う方向における溝２の底面の端部）において接し、溝２内の底面と側面との間に亘って連続的な溝として形成されていてもよい。また、溝４ｆの上端は、鋳造リング１の最外周の外周面に接していてもよい。
Here, the
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、溶銅から鋳造リングへの熱伝導率を低下させる手段として、小さい溝を形成し、溶銅と鋳造リングとの間に介在する耐火物膜の厚さまたは面積を増大させることについて説明した。これに対し、鋳造リングを多孔質の材料により構成することで、溶銅から鋳造リングへの熱伝導率を低下させてもよい。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, as a means for reducing the thermal conductivity from the molten copper to the casting ring, a small groove is formed to increase the thickness or area of the refractory film interposed between the molten copper and the casting ring. I explained how to make it. On the other hand, the thermal conductivity from the molten copper to the cast ring may be lowered by forming the cast ring with a porous material.
すなわち、図１３に示すように、内部に孔１２を複数含む多孔質の鋳造リング１１を用いてもよい。鋳造リング１１は、前記実施の形態１と同様に例えば主に銅から成る。鋳造リング１１の外周面の溝２の底面または側面には、一部の孔１２が露出していることが考えられる。溝２の底面または側面に孔１２が接している箇所では、孔１２が溝２の表面に形成された凹部（第２溝）４ｇとなる。ここでは、耐火物膜６が凹部４ｇ内を完全に埋め込んでいるが、図５に示す溝４内と同様に、凹部４ｇ内は耐火物膜６が完全に埋め込んでいなくてもよい。凹部４ｇが形成されている箇所を除き、溝２の側面および底面のそれぞれは平坦であり、前記実施の形態１のような小さい溝は形成されていない。
That is, as shown in FIG. 13, a
溝２の表面に孔１２が接し、凹部４ｇが形成されていなくてもよい。孔１２が鋳造リング１１内に複数形成されていることで、溶銅と鋳造リング１１との間の熱伝導率は、鋳造リング内に孔１２が形成されていない場合に比べて低くなる。これにより、図３に示す気泡１３を排出するための時間をより長く確保することができるため、鋳造バー１２０内に残る空隙を低減することができる。よって、銅線内に空隙が潰れることに起因する欠陥が残ることを防ぐことができるため、銅線の引張強度および導電率の低下並びに銅線の屈曲性の悪化などを防ぐことができる。したがって、製造する銅線の信頼性を向上させることができる。
It is not necessary that the
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 Although the invention made by the present inventors has been specifically described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
１ 鋳造リング
２、４、４ａ〜４ｆ 溝
３ ベルト
５ 保持部
６、７ 耐火物膜
１１０ 溶銅
１２０ 鋳造バー
１３０ 銅線
３００ タンディッシュ
３２０ 注湯ノズル
３３０ 供給部
５００ 連続鋳造機
６２０ 熱間圧延装置
1
Claims (16)
前記鋳造リングの外周面に形成され、前記鋳造リングの前記外周面に沿って環状に形成された第１溝と、
前記第１溝の側面または底面に形成され、前記第１溝の前記側面または前記底面に沿って延在する第２溝と、
前記第１溝の前記側面および前記底面、並びに、前記第２溝の側面および底面を覆い、前記鋳造リングよりも熱伝導率が低い耐火物膜と、
前記第１溝内に溶銅を供給する供給部と、
を有する、銅線製造装置。 A casting ring that rotates around a rotation axis and
A first groove formed on the outer peripheral surface of the casting ring and formed in an annular shape along the outer peripheral surface of the casting ring,
A second groove formed on the side surface or bottom surface of the first groove and extending along the side surface or bottom surface of the first groove.
A refractory film that covers the side surface and the bottom surface of the first groove and the side surface and the bottom surface of the second groove and has a lower thermal conductivity than the cast ring.
A supply unit that supplies molten copper into the first groove,
Copper wire manufacturing equipment.
前記第２溝は、前記鋳造リングの外周に沿って環状に延在している、銅線製造装置。 In the copper wire manufacturing apparatus according to claim 1,
A copper wire manufacturing apparatus in which the second groove extends in an annular shape along the outer circumference of the casting ring.
前記第２溝内の前記耐火物膜の膜厚は、前記第２溝と隣り合う領域の前記第１溝の前記側面または前記底面を覆う前記耐火物膜の膜厚よりも大きい、銅線製造装置。 In the copper wire manufacturing apparatus according to claim 1 or 2.
A copper wire production in which the film thickness of the refractory film in the second groove is larger than the film thickness of the refractory film covering the side surface or the bottom surface of the first groove in the region adjacent to the second groove. apparatus.
前記第１溝の一部の前記側面または前記底面は、前記耐火物膜から露出しており、
前記回転軸を含む第１面内において、前記第１耐火物膜から露出する前記第１溝の前記側面または前記底面と隣り合う前記第２溝の前記底面は、前記第１耐火物膜により覆われている、銅線製造装置。 In the copper wire manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
The side surface or the bottom surface of a part of the first groove is exposed from the refractory film.
In the first surface including the rotating shaft, the side surface of the first groove exposed from the first refractory film or the bottom surface of the second groove adjacent to the bottom surface is covered with the first refractory film. Copper wire manufacturing equipment.
前記第２溝の両側の前記側面のそれぞれを覆う前記耐火物膜同士は、互いに離間している、銅線製造装置。 In the copper wire manufacturing apparatus according to claim 1 or 2.
A copper wire manufacturing apparatus in which the refractory films covering each of the side surfaces on both sides of the second groove are separated from each other.
前記第２溝の短手方向において、前記第２溝の下端の幅は、前記第２溝の上端の幅よりも小さい、銅線製造装置。 In the copper wire manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
A copper wire manufacturing apparatus in which the width of the lower end of the second groove is smaller than the width of the upper end of the second groove in the lateral direction of the second groove.
前記第２溝は、前記回転軸を含む第２面に沿って延在している、銅線製造装置。 In the copper wire manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
A copper wire manufacturing apparatus in which the second groove extends along a second surface including the rotation axis.
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記溶銅を、回転軸を中心に回転する鋳造リングの外周面に形成され、前記鋳造リングの前記外周面に沿って環状に形成された第１溝内に流し込む工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記鋳造リングの外周において前記溶銅が凝固することで形成された鋳造バーを引き出す工程と、
を有し、
前記鋳造リングは、
前記第１溝の側面または底面に形成され、前記第１溝の前記側面または前記底面に沿って延在する第２溝と、
前記第１溝の前記側面および前記底面、並びに、前記第２溝の側面および底面を覆い、前記鋳造リングよりも熱伝導率が低い第１耐火物膜と、
を備えている、銅線の製造方法。 (A) The process of preparing molten copper and
(B) After the step (a), the molten copper is formed on the outer peripheral surface of a casting ring that rotates about a rotation axis, and a first groove formed in an annular shape along the outer peripheral surface of the casting ring. The process of pouring inside and
(C) After the step (b), a step of pulling out a casting bar formed by solidifying the molten copper on the outer periphery of the casting ring, and
Have,
The casting ring
A second groove formed on the side surface or bottom surface of the first groove and extending along the side surface or bottom surface of the first groove.
A first refractory film that covers the side surface and the bottom surface of the first groove and the side surface and the bottom surface of the second groove and has a lower thermal conductivity than the cast ring.
A method of manufacturing copper wire.
前記第２溝は、前記鋳造リングの外周に沿って環状に延在している、銅線の製造方法。 In the method for manufacturing a copper wire according to claim 8,
A method for manufacturing a copper wire, wherein the second groove extends in an annular shape along the outer circumference of the casting ring.
前記第２溝内の前記第１耐火物膜の膜厚は、前記第２溝と隣り合う領域の前記第１溝の前記側面または前記底面を覆う前記第１耐火物膜の膜厚よりも大きい、銅線の製造方法。 In the method for producing a copper wire according to claim 8 or 9,
The film thickness of the first refractory film in the second groove is larger than the film thickness of the first refractory film covering the side surface or the bottom surface of the first groove in the region adjacent to the second groove. , How to manufacture copper wire.
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記第１溝の前記側面および前記底面を覆う前記第１耐火物膜を除去する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記第１溝の前記側面および前記底面のそれぞれの上に第２耐火物膜を形成する工程、
をさらに有し、
前記（ｄ）工程の後、前記（ｅ）工程の前に、前記回転軸を含む第１面内において、前記第１耐火物膜から露出する前記第１溝の前記側面または前記底面と隣り合う前記第２溝の前記底面は、前記第１耐火物膜により覆われている、銅線の製造方法。 In the method for producing a copper wire according to any one of claims 8 to 10.
(D) A step of removing the first refractory film covering the side surface and the bottom surface of the first groove after the step (c).
(E) A step of forming a second refractory film on each of the side surface and the bottom surface of the first groove after the step (d).
Have more
After the step (d) and before the step (e), in the first surface including the rotation axis, adjacent to the side surface or the bottom surface of the first groove exposed from the first refractory film. A method for producing a copper wire, wherein the bottom surface of the second groove is covered with the first refractory film.
前記第２溝の両側の前記側面のそれぞれを覆う前記第１耐火物膜同士は、互いに離間している、銅線の製造方法。 In the method for producing a copper wire according to claim 8 or 9,
A method for producing a copper wire, wherein the first refractory films covering each of the side surfaces on both sides of the second groove are separated from each other.
前記第２溝の短手方向において、前記第２溝の下端の幅は、前記第２溝の上端の幅よりも小さい、銅線の製造方法。 In the method for producing a copper wire according to any one of claims 8 to 12,
A method for manufacturing a copper wire, wherein the width of the lower end of the second groove is smaller than the width of the upper end of the second groove in the lateral direction of the second groove.
前記第２溝は、前記回転軸を含む第２面に沿って延在している、銅線の製造方法。 In the method for producing a copper wire according to any one of claims 8 to 13.
A method for manufacturing a copper wire, wherein the second groove extends along a second surface including the rotation axis.
前記鋳造リングの外周面に形成され、前記鋳造リングの前記外周面に沿って環状に形成された第１溝と、
前記第１溝内に溶銅を供給する供給部と、
を有し、
前記鋳造リングを構成する材料は、多孔質である、銅線製造装置。 A casting ring that rotates around a rotation axis and
A first groove formed on the outer peripheral surface of the casting ring and formed in an annular shape along the outer peripheral surface of the casting ring,
A supply unit that supplies molten copper into the first groove,
Have,
A copper wire manufacturing apparatus in which the material constituting the cast ring is porous.
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記溶銅を、回転軸を中心に回転する鋳造リングの外周面に形成され、前記鋳造リングの前記外周面に沿って環状に形成された第１溝内に流し込む工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記鋳造リングの外周において前記溶銅が凝固することで形成された鋳造バーを引き出す工程と、
を有し、
前記鋳造リングを構成する材料は、多孔質である、銅線の製造方法。 (A) The process of preparing molten copper and
(B) After the step (a), the molten copper is formed on the outer peripheral surface of a casting ring that rotates about a rotation axis, and a first groove formed in an annular shape along the outer peripheral surface of the casting ring. The process of pouring inside and
(C) After the step (b), a step of pulling out a casting bar formed by solidifying the molten copper on the outer periphery of the casting ring, and
Have,
A method for producing a copper wire, wherein the material constituting the cast ring is porous.
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