JP2022056745A - 銅線の製造方法および銅荒引線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶銅の注湯状態を観察することで銅線の品質管理を行うことが可能な銅線の製造方法を実現する。【解決手段】（ａ）鋳型に注湯ノズル１から溶銅９を注いで鋳造バーを鋳造する工程、（ｂ）鋳造バーを圧延して銅荒引線を形成する工程、（ｃ）銅荒引線を伸線して銅線を形成する工程、を有し、前記（ａ）工程において、注湯ノズルから鋳型へ溶銅９を注ぎ込む注湯部を撮像することにより、前記注湯部の画像２９を取得し、画像２９を用いて、注湯ノズル１から鋳型へ注がれる溶銅９の注湯状態を観察することにより、所定時間内における銅粒９ａの数の変化率、または所定時間内における画像２９の輝度の変化率を算出し、算出された前記変化率を用いて銅線の品質を判定する、銅線の製造方法を用いる。【選択図】図４

Description

本発明は、銅線の製造方法および銅荒引線の製造方法に関するものである。

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外周面に設けられた溝とベルトとの間に設けられた空間内に流したあと、溶銅を冷却することによって銅材から成る鋳造バーを鋳造する方法が知られている。その後の工程で鋳造バーを圧延・清浄化処理することで銅荒引線（銅線材）を製造し、さらに銅荒引線を伸線することで、銅線を製造することができる。

特許文献１（特開２００１－１１１２号公報）には、銅線材の製造方法として、溶銅の注湯の際に飛散する銅粒が酸化することを防ぐため、注湯部近傍に不活性ガスを供給することが記載されている。

特開２００１－１１１２号公報

溶銅を鋳造リングの溝内に注湯する箇所である注湯部では、溶銅が撥ねて銅粒が飛散する湯撥ねという現象が生じる。この湯撥ねの発生状態を観察することにより、鋳造後の銅荒引線の伸線工程において、銅荒引線を伸線して得られる銅線の断線を予見するなど、銅線の品質管理を行うことが可能であるとされている。しかし、注湯部近傍は高温かつ非常に明るいため、溶銅の注湯状態（例えば、湯撥ねの発生状態など）を作業者の目視で観察し、銅線の品質管理を行うことは困難である。

本発明の目的は、溶銅の注湯状態を観察することで銅線の品質管理を行うことが可能な銅線の製造方法を実現することにある。

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。

一実施の形態である銅線の製造方法は、（ａ）鋳型に注湯ノズルから溶銅を注いで鋳造バーを鋳造する工程、（ｂ）前記鋳造バーを圧延して銅荒引線を形成する工程、（ｃ）前記銅荒引線を伸線して銅線を形成する工程、を含み、前記（ａ）工程において、前記注湯ノズルから前記鋳型へ前記溶銅を注ぎ込む注湯部を撮像することにより、前記注湯部の画像を取得し、前記画像を用いて前記注湯ノズルから前記鋳型へ注がれる前記溶銅の注湯状態を観察することにより、所定時間内における銅粒の数の変化率、または前記所定時間内における前記画像の輝度の変化率を算出し、算出された前記変化率を用いて前記銅線の品質を判定するものである。

本願において開示される一実施の形態によれば、溶銅の注湯状態を観察することで銅線の品質管理を行うことが可能な銅線の製造方法を実現することができる。

実施の形態で用いる銅荒引線製造装置の概略図である。 図１のタンディッシュ近傍を示す断面図である。 実施の形態で用いる銅荒引線製造装置を示すブロック図である。 図１の注湯ノズルおよび鋳造リングを含む注湯部近傍を撮像した画像例である。 実施の形態である銅線の製造方法の一部を示すフローである。 実施の形態の変形例で用いる銅荒引線製造装置を構成する注湯ノズルおよび鋳造リングを含む注湯部近傍を撮像した画像例である。 実施の形態の変形例で用いる銅荒引線製造装置を構成する注湯ノズルおよび鋳造リングを含む注湯部近傍を撮像した画像例である。 実施の形態の変形例で用いる銅荒引線製造装置を構成する注湯ノズルおよび鋳造リングを含む注湯部近傍を撮像した画像例である。

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。

本実施の形態の銅線製造装置は、鋳造リングに溶銅が注がれる箇所である注湯部をカメラで撮像し、これにより得られた画像を用いての銅線の品質管理および品質向上を実現するものである。以下では、注湯により発生する湯撥ねの数を計測し、その変化量（変化率）のしきい値から注湯条件の変更の要否を判断する、銅線の製造方法について説明する。

＜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５を用いて、本実施の形態の銅線の製造方法において用いる銅荒引線製造装置の構造、および、銅荒引線の製造方法について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る銅荒引線製造装置４は、銅荒引線（銅線材）を連続鋳造圧延して製造するための、所謂連続鋳造圧延装置である。銅荒引線製造装置４は、例えば、溶解炉１０と、上樋１１と、保持炉１３と、金属元素添加装置１４と、下樋１２と、タンディッシュ２と、注湯ノズル（スパウト）１と、連続鋳造機１５と、熱間圧延装置１６と、巻取機（コイラー）１７とを有している。ここでは、溶銅を鋳造部（連続鋳造機１５）まで移送するために用いられる容器（函体）、つまり、上樋１１、保持炉１３、下樋１２およびタンディッシュ２をまとめて流路と呼ぶ。

溶解炉１０は、銅原料を加熱して溶融し、溶銅９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９が連続的に生成される。銅原料としては、例えば、タフピッチ銅または無酸素銅などの純銅を用いることができる。溶銅９の温度は、銅の融点以上であり、例えば１０８６℃以上１２００℃以下であり、具体的には、例えば１１００℃である。

上樋（移送樋）１１は、溶解炉１０の下流側に設けられ、溶解炉１０と保持炉１３との間を連結し、溶解炉１０で生成された溶銅９を下流側の保持炉１３に移送するものである。

保持炉１３は、上樋１１の下流側に設けられ、上樋１１から移送される溶銅９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１３は、溶銅９を所定の温度に保持したまま、所定量の溶銅９を下樋（構造体適用樋）１２に移送するものである。

下樋１２は、保持炉１３の下流側に設けられ、保持炉１３から移送される溶銅９を下流側のタンディッシュ２に移送するものである。上樋１１および下樋１２は、溶融金属流路函体とも呼ばれる。

流路である下樋１２の途中の接続部（添加物添加箇所）１Ａには、金属元素添加装置（添加部）１４が接続されている。金属元素添加装置１４は、保持炉１３から下樋１２に移送された溶銅９に、所定の金属元素（活性元素、第１金属元素、添加元素）を連続的に添加するものである。すなわち、接続部１Ａ以降の下流の溶銅９は、添加元素を含む。溶銅９に添加される金属元素としては、例えば、チタン（Ｔｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）が挙げられる。金属元素添加装置１４は、下樋１２に接続される態様に限定されず、例えば保持炉１３またはタンディッシュ２に接続される態様であってもよい。

タンディッシュ２は、下樋１２の下流側に設けられ、下樋１２から移送される溶銅９を一時的に貯留し、連続鋳造機（鋳造部）１５に対して所定量の溶銅９を連続的に供給するものである。

タンディッシュ２の下流側には、貯留する溶銅９を流出させるための注湯ノズル（スパウト）１が接続されている。タンディッシュ２に貯留する溶銅９は、注湯ノズル１を介して、連続鋳造機１５へと供給（注湯）される。すなわち、鋳造部である連続鋳造機１５は流路の下流側に位置し、溶銅９はタンディッシュ２内の溶銅９は、注湯ノズル１内を通って連続鋳造機１５へ流出する。

連続鋳造機１５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（鋳造輪）３と、ベルト（鋳造ベルト、鋳造バンド）１９とを有している。円盤状の鋳造リング３は、外周に溝３ａを有している。図１では、溝３ａの底面を破線で示している。鋳造リング３は銅線材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。鋳造リング３は、図１においては時計回りに回転する。円盤状の鋳造リング３の内側には、鋳造リング３を保持する円柱状の保持部２０が配置されている。鋳造リング３は保持部２０に固定されており、保持部２０と共に回転する。

また、ベルト１９は、複数のローラ５によって支持され、鋳造リング３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３の当該溝とベルト１９との間の空間に、タンディッシュ２から流出される溶銅９が注入される。言い換えれば、溶銅９は流路から鋳造部に流し込まれる。つまり、タンディッシュ２および注湯ノズル１は、鋳造リング３の溝内に溶銅９を供給する供給部６である。また、鋳造リング３およびベルト１９は、例えば冷却水により冷却されている。これにより、溶銅９が冷却・固化（凝固）されて、棒状の鋳造バー（鋳造材）７が連続的に鋳造される。

熱間圧延装置（圧延機）１６は、連続鋳造機１５の下流側（鋳造バー排出側）に設けられ、連続鋳造機１５から移送される鋳造バー７を連続的に圧延するものである。鋳造バー７が熱間圧延装置１６によって圧延されて形成された圧延材を、熱間圧延装置１６と巻取機１７との間において表面清浄化処理することで、銅荒引線（銅線材）８が成形加工される。

巻取機（コイラー）１７は、熱間圧延装置１６の下流側（圧延材排出側）に設けられ、熱間圧延装置１６から表面清浄化処理装置を経て移送される銅荒引線８を巻き取るものである。

その後、図示はしないが、伸線機を用いて、銅荒引線８を伸線し、これにより銅線を形成する。伸線は、例えば伸線ダイスを用い、銅荒引線８を絞ることで、より細く、所望の断面形状を有する銅線を形成する。以上により、銅線を形成することができる。

続いて、図２を用いて、タンディッシュ２の具体的な構造について説明する。図２は、図１のタンディッシュ２を拡大して示す断面図である。

図２に示すように、溶銅９の受け皿であるタンディッシュ２は、底部を構成する金属板と側壁を構成する複数（例えば４枚）の金属板とから成る容器（函体）である。図２ではタンディッシュ２の上部は開放されているが、実際にはタンディッシュ２の上部を覆う蓋が設置される。タンディッシュ２の底面の一部には、例えば筒状の注湯ノズル１が接続されている。注湯ノズル１の直上のタンディッシュ２内には、流量調整ピン１８が配置されている。

流量調整ピン１８の下端、つまり、注湯ノズル１の上端の開口部と対向する先端部は下方に向かって先細りになっている。流量調整ピン１８は、例えばステンレスから成る。流量調整ピン１８の下端と注湯ノズル１の当該開口部との距離を調整して、溶銅９が通過できる実質的な開口面積を変化させることで、溶銅９の流量を調整することができる。流量調整ピン１８の下端と注湯ノズル１の当該開口部との距離は、鋳造リング３（図１参照）の回転速度と連動して変化する。例えば、鋳造リング３の回転速度が比較的遅い場合、当該距離は縮まり、これにより注湯ノズル１からの溶銅の流量は低下する。反対に、鋳造リング３の回転速度が比較的早い場合、当該距離は広がり、これにより注湯ノズル１からの溶銅の流量は増大する。

銅荒引線製造装置４（図１参照）により銅荒引線を連続的に製造するとき、タンディッシュ２内には溶銅９が流入している。具体的には、下樋１２（図１参照）の供給口からタンディッシュ２内に溶銅９が流入し、注湯ノズル１から溶銅９が鋳造リング３（図１参照）側に流出する。このため、銅荒引線製造装置４の動作中、タンディッシュ２内には常に一定量の溶銅９が存在する。

なお、図示していないが、タンディッシュ２の内側の面、つまり、タンディッシュ２内の側面（内壁）および底面の一部または全部は、耐火物から成る構造体（耐火物層）により覆われている。

次に、本実施の形態で用いる銅荒引線製造装置の他の構成について、図３に示すブロック図を用いて説明する。

本実施の形態の銅荒引線製造装置は、カメラ（撮像部）３０を有している。カメラ３０は、例えば、鋳造リング３の横から注湯部を撮像するか、または鋳造リング３の斜め上から注湯部を撮像することが可能な位置に配置される。カメラ３０は、図４に示すように、注湯ノズル１から鋳造リング３の溝３ａ内へ溶銅９を注ぎ込む箇所である注湯部を撮像する装置である。カメラ３０は、制御部３１に接続されており、制御部３１は記憶部３２に接続されている。また、制御部３１は、表示部３３および操作部３４に接続されている。制御部３１は、カメラ３０および表示部３３の制御、並びに、記憶部３２の記憶の書き換え、読出しを行う装置である。また、記憶部は、本実施の形態の銅線の製造方法における溶銅の注入状態の判断基準となるしきい値などを記憶する装置である。また、表示部は、例えばカメラ３０を用いて撮像された画像、および、溶銅の注入状態を数値化（定量化）した値を表示するディスプレイである。操作部は、例えば、表示部３３の表示、カメラ３０の動作、記憶部３２に記憶された情報の書換えなどを作業者が行うための操作用装置である。

次に、図４を用いて、カメラ３０が撮像する箇所について説明する。図４は、注湯ノズル１先端近傍および鋳造リング３を含む注湯部近傍をカメラ３０により撮像した画像例である。

図４に示すように、カメラ３０（図３参照）により撮像された画像２９は、注湯ノズル１、鋳造リング３、ロール５およびベルト１９を含み、溝３ａとベルト１９との間に注がれる溶銅９と、溶銅９の周囲とを撮像したものである。画像２９は、例えば鋳造リング３およびロール５の横（鋳造リング３およびロール５のそれぞれの回転軸方向、図１に示すＹ方向）から注湯部を撮像したものである。ここでは、注湯ノズル１から溝３ａとベルト１９との間に注がれる溶銅９と、溶銅９の周囲とを含む領域を注湯部と呼ぶ。なお、図４には破線で溝３ａの底面を示しているが、実際には溝３ａは画像２９に映らない。また、溶銅９および注湯ノズル１の先端などが非常に明るい光を放っているため、鋳造リング３、ロール５およびベルト１９は画像２９において黒い影のように映る。

銅荒引線製造装置４を稼働させて溶銅９の注湯を行った場合、注湯部では溶銅９が撥ねることが考えられる。この場合、図４に示すように、注湯ノズル１から放出された溶銅９の周囲には、湯撥ね（スプラッシュ）である銅粒９ａが飛散する。このようにして発生した銅粒９ａは、溝３ａの表面またはベルト１９の表面に付着し、または、直接溶銅９内に戻るなどして、溶銅９の内部に入る。このようにして撥ねた銅粒９ａが凝固すると、溶銅９内で酸化銅となる場合がある。酸化銅は銅より硬く、伸び難いため、銅粒９ａを多く含む銅荒引線８を伸線しようとすると、伸線して得られた銅線内に空洞が生じ、これにより銅線の断線が起きる虞がある。また、伸線時に断線が生じなくとも、伸線された銅線を捻回した際に銅線に割れが生じ得る。

このように、湯撥ねの発生状態を観察することは、銅線製造において重要な管理項目であるが、注湯部近傍は高温かつ非常に明るいため、注湯部を作業者の目視で観察することは困難である。また、作業者が湯撥ねにより生じる銅粒９ａの数を数える場合、銅粒９ａの数の多寡の判断は観測者の感覚で判断され、一定の判断基準を保つことが困難である。

これに対し、本実施の形態では、カメラ３０を用いることで、これにより注湯部における管理項目である湯撥ねの状態（注湯状態）を観測可能とするものである。以下では、図５を用いて本実施の形態の銅線の製造方法を説明する。図５は、本実施の形態の銅線の製造方法の一部を示すフローである。

図５に示すように、本実施の形態の銅線の製造方法では、まず溶銅９を銅荒引線製造装置４に供給することで、注湯ノズル１から鋳造リング３への注湯を開始する（ステップＳ１）。

続いて、カメラ３０を用いて、注湯部の撮像を行う（ステップＳ２）。この撮像は、一定時間の間隔を空けて複数回行う静止画像の撮像であってもよく、動画である映像撮影であってもよい。すなわち、本願でいう画像は、静止画像および映像の両方を含む。静止画像を撮像する場合は、例えば、１分に１回撮像を行うことで、複数の静止画像を得る。各静止画像は、ハイスピード撮影（例えば１／１００００秒）により取得する。このようにして一定間隔で静止画像を撮像することで、湯撥ねの傾向が定量的になり、容易に記録することができる。

続いて、制御部３１は、ステップＳ２により得られた画像から、銅粒９ａの数を計測する（ステップＳ３）。注湯部は非常に明るいが、上記ようにハイスピード撮影を行い、さらにカメラ３０の撮像条件または制御部３１における画像処理により画像の輝度を低下させることにより、銅粒９ａを確認可能な画像を得ることができる。図４では、例えば一点鎖線で示した範囲１Ｂ内の銅粒９ａの数を計測する。ただし、銅粒９ａの数を計測する範囲はこれに限らず、例えば図４の注湯ノズル１および溶銅９の左側を含む範囲でもよい。また、撮像する角度は、図４に示す角度とは異なる角度であってもよく、カメラ３０の台数を増やし、複数の角度から撮像を行い、同時に撮像された複数の画像から銅粒９ａの数を計測してもよい。ここでは、銅粒９ａの数を計測する場合について説明するが、その他の方法として、例えば制御部３１により画像を二値化処理した上で、画像の輝度を測定してもよい。

続いて、制御部３１は、所定の時間内における銅粒９ａの数の変化率（変化量）を算出する（ステップＳ４）。すなわち、静止画像を撮像した場合は、複数の静止画像を比較することで、時間当たりの銅粒９ａの数の変化率を算出する。また、静止画像ではなく映像から時間当たりの銅粒９ａの数の変化率を算出してもよい。ステップＳ３で画像の輝度を測定した場合は、所定の時間内における画像の輝度の変化率を算出する。

続いて、制御部３１は、記憶部３２に記憶されているしきい値と比較して、銅粒９ａの数の変化率がしきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ３で画像の輝度を測定した場合は、ステップＳ４で算出した画像の輝度の変化率が、しきい値以下であるか否かを判断する。

ここで、当該変化率がしきい値を超えている場合は、湯撥ねにより生じる銅粒９ａが許容範囲より多いため、製造する銅線が伸線時に断線する可能性が高い。したがって、作業者は溶銅を鋳型へ注湯するときの注湯条件を、上述した変化率がしきい値以下となるように変更する（ステップＳ６）。なお、注湯条件の変更は、作業者に限らず制御部が自動的に行ってもよい。

注湯条件を変更する例としては、注湯ノズル１の位置または角度などを変更し、これにより溶銅９が鋳型内に落ちる箇所を調整して、湯撥ねが起き難いようにする方法がある。注湯ノズル１の位置の調整方法としては、溶銅９の進行方向に近い水平方向である前後（図１のＸ方向）、左右（図１のＹ方向）、または、上下（図１のＺ方向）において注湯ノズル１を移動させる方法がある。また、注湯条件を変更する例としては、注湯リング３の回転速度を低下させ、これにより流量調整ピン１８を注湯ノズル１に近づけさせ、注湯ノズル１から放出される溶銅９の流量を低下させる方法がある。また、注湯条件を変更する例としては、注湯ノズル１の形状を変化させる方法がある。注湯条件を変更する際の優先順序として、例えば最初に、注湯ノズル１の位置または角度などを変更し、これにより溶銅９が鋳型内に落ちる箇所を調整する。次に、注湯リング３の回転速度を低下させる。次に、注湯ノズル１の交換を行う。このような注湯条件の変更により、湯撥ねの状態（注湯状態）が変化し、上述した変化率をしきい値以下とすることができる。

上記のようにして注湯条件を変更した後は、再度ステップＳ１から銅線の製造を開始する。特に、注湯ノズル１を交換する場合は、鋳造作業を一旦停止させ、注湯開始（ステップＳ１）から銅線の製造を行う必要がある。

ステップＳ５において当該変化率がしきい値以下であった場合には、鋳造リング３により溶銅９を冷却して形成された鋳造バーを圧延し、銅荒引線を得る（ステップＳ７）。

続いて、銅荒引線を、例えば伸線ダイスなどを用いて伸線し、これにより銅線を得る（ステップＳ８）。ここでは、伸線した銅線を捻回してもよい。

続いて、作業者は伸線による銅線の断線または捻回による銅線の割れが生じているか否かを判断する（ステップＳ９）。断線または捻回割れが生じた場合には、記憶部３２に記憶されているしきい値を変更（書き換え）する（ステップＳ１０）。具体的には、しきい値を下げる変更を行う。しきい値の変更は、制御部３１により自動的に行われてもよく、作業者が操作部７を操作して行ってもよい。しきい値を変更した後は、再度ステップＳ１から銅線の製造を開始する。

ステップＳ９において銅線の断線が生じていない場合には、製造された銅線は、所望の品質を有するものとして使用することが可能である。以上により、本実施の形態の銅線が完成する。

ステップＳ９において銅線の断線が生じていない場合には、記憶部３２に記憶されているしきい値を高める変更（書き換え）を行ってもよい。このようなしきい値の変更は、制御部３１により自動的に行われてもよく、作業者が操作部７を操作して行ってもよい。

ステップＳ５では、銅線が所望の品質を有するか否かを判断する。すなわち、ステップＳ５において当該変化率がしきい値を超えていた場合に製造された銅線は、所望の品質を有するものではないと考えられる。したがって、当該所望の品質に比べて低い品質を有する銅線として使用することができる。

＜本実施の形態の効果＞
上述したように、注湯状態を作業者が直接観察して湯撥ねの多寡を判断することは困難である。これに対し、本実施の形態では、カメラ３０を用いて注湯部を撮像することで、注湯状態を定量的に測定し、注湯状態が適切であるか否か容易に判断できる。

また、湯撥ねの管理を行わない場合、銅線が所望の品質を満たしていないことは、注湯後の伸線工程で発覚する。これに対し、本実施の形態では、伸線前の注湯工程時に銅線の品質を検知することができるため、銅線の製造コストを低減でき、製造する銅線の品質を適切に判断できる。また、伸線工程（捻回工程）で断線などが起きない場合であっても、銅線が所望の信頼性を有していないことを知ることができる。

また、本実施の形態の銅線の製造方法を用いることで、所望の品質を有する銅線を製造することができる。また、ステップ５において所望の品質を満たさない銅線を製造していることが判明した場合には、製造した銅線を、他の品質を満たす銅線（例えば下位グレードの銅線）として使用すべきものであると判別できる。

また、図５に示す工程を繰り返し行うことで、ステップＳ５において注湯状態を判断するしきい値を最適化することができる。すなわち、記憶部３２および制御部３１は、過去の断線発生などから最適なしきい値を学習し、データの蓄積により注湯条件が最適化される。

なお、ここでは銅線の製造方法について説明したが、伸線による銅線の製造工程を含まない、銅荒引線の製造方法にも本実施の形態を適用可能である。つまり、カメラ３０を用いて注湯部を撮像し、これにより注湯状態が適切であるか否かを判断することで、所望の品質を有する銅荒引線を製造することができる。すなわち、湯撥ねの発生を抑え、酸化銅の含有量を抑えた銅荒引線を製造するための品質管理が容易となる。

＜変形例＞
ここまで、注湯状態を観察する方法として、図１～図５を用いて湯撥ねの発生量を観察することについて説明したが、製造する銅線の品質を管理するためのその他の項目としては、下記のように注湯幅、注湯角度、および、湯表面の凹凸の有無が挙げられる。以下では、上記のように湯撥ねの発生量を観察することに加えて、注湯幅、注湯角度、および、湯表面の凹凸の有無を観察して銅線の品質管理を行う方法を、図６～図８を用いて説明する。

図６に示すように、カメラ３０を用いれば、注湯状態の変化率として、注湯幅１Ｃの変化率を測定することができる。注湯幅１Ｃは、注湯ノズル１から放出される溶銅９の進行方向（延在方向）に対して直行する方向（短手方向）における溶銅９の幅である。注湯を続けていると、徐々に流量調整ピン１８と注湯ノズル１との間に詰まりが生じることが考えられる。このような場合は注湯ノズル１を交換することで、製造される銅線の品質を判断・管理することができる。

また、図７に示すように、カメラ３０を用いれば、注湯状態の変化率として、注湯角度θの変化率を測定することができる。注湯角度θは、例えば注湯ノズル１から放出される溶銅９の側面（湯表面）である稜線１Ｄと、画像２９における所定の線（例えば水平な線）とのなす角度である。このような角度θの変化率を検知することで、製造される銅線の品質を判断できる。

また、図８に示すように、カメラ３０を用いれば、注湯状態の変化率として、注湯の湯表面の凹凸の有無を測定することができる。湯表面は、画像２９において、例えば注湯ノズル１から放出される溶銅９の側面である稜線１Ｅとして表される。ここでは、稜線１Ｅからの乖離ピーク部（凹凸）の数または大きさを検知する。図８には、稜線１Ｅから突出する凸部９ｂが２つ示されている。このように、湯表面の凹凸の数の変化率を検知することで、製造される銅線の品質を判断できる。

図６～図８を用いて説明した銅線の品質管理の方法のうち、図７を用いて説明した管理方法を用いた場合には、図６および図８を用いて説明した管理方法のそれぞれに比べて、銅線の品質が安定する。また、図６～図８を用いて説明した銅線の品質管理の方法のうち、最も優先して行われる管理方法は、図７を用いて説明した管理方法である。具体的には、上記品質管理の方法は、図７、図６および図８の順に優先して行われる。

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。

１ 注湯ノズル
２ タンディッシュ
３ 鋳造リング
３ａ 溝
４ 銅荒引線製造装置
５ ロール
７ 鋳造バー
８ 銅荒引線
９ 溶銅
９ａ 銅粒
１８ 流量調整ピン
１９ ベルト
３０ カメラ
３１ 制御部
３２ 記憶部
３３ 表示部
３４ 操作部

Claims (9)

1. （ａ）鋳型に注湯ノズルから溶銅を注いで鋳造バーを鋳造する工程、
   （ｂ）前記鋳造バーを圧延して銅荒引線を形成する工程、
   （ｃ）前記銅荒引線を伸線して銅線を形成する工程、
   を含み、
   前記（ａ）工程において、
   前記注湯ノズルから前記鋳型へ前記溶銅を注ぎ込む注湯部を撮像することにより、前記注湯部の画像を取得し、
   前記画像を用いて前記注湯ノズルから前記鋳型へ注がれる前記溶銅の注湯状態を観察することにより、所定時間内における銅粒の数の変化率、または前記所定時間内における前記画像の輝度の変化率を算出し、
   算出された前記変化率を用いて前記銅線の品質を判定する、銅線の製造方法。
2. 請求項１に記載の銅線の製造方法において、
   前記注湯部を撮像する撮像部は、制御部に接続され、
   前記制御部は、記憶部に接続されており、
   前記（ｃ）工程で伸線した前記銅線が断線した場合に、前記記憶部に記憶されている前記変化率のしきい値をより低く書き換え、前記（ｃ）工程で伸線した前記銅線が断線しない場合に、前記記憶部に記憶されている前記変化率の前記しきい値をより高く書き換える、銅線の製造方法。
3. 請求項１に記載の銅線の製造方法において、
   前記注湯部を撮像する撮像部は、制御部に接続され、
   前記制御部は、記憶部に接続されており、
   前記制御部は、前記溶銅の注湯状態として、前記画像に映る湯撥ねによる銅粒の数を計測し、前記変化率として前記所定時間内における前記銅粒の数の変化率を算出し、
   前記銅粒の数の変化率が前記記憶部に記憶されているしきい値を超える場合に、作業者または前記制御部は、前記溶銅を前記鋳型へ注湯するときの注湯条件を、前記変化率が前記しきい値以下となるように変更する、銅線の製造方法。
4. 請求項１に記載の銅線の製造方法において、
   前記変化率がしきい値を超える場合に、前記溶銅を前記鋳型へ注湯するときの注湯条件を、前記変化率が前記しきい値以下となるように変更する、銅線の製造方法。
5. 請求項１に記載の銅線の製造方法において、
   前記変化率がしきい値を超える場合に、前記注湯ノズルの位置、角度、または、前記注湯ノズルから前記鋳型へ注がれる前記溶銅の時間当たりの量を変更する、銅線の製造方法。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の銅線の製造方法において、
   前記画像は、前記所定時間内に複数回撮影することで得られた複数の静止画である、銅線の製造方法。
7. 請求項１～５のいずれか１項に記載の銅線の製造方法において、
   前記画像は、映像である、銅線の製造方法。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の銅線の製造方法において、
   前記鋳型は、回転軸を中心に回転する鋳造リングである、銅線の製造方法。
9. （ａ）鋳型に注湯ノズルから溶銅を注いで鋳造バーを鋳造する工程、
   （ｂ）前記鋳造バーを圧延して銅荒引線を形成する工程、
   を含み、
   前記（ａ）工程において、
   前記注湯ノズルから前記鋳型へ前記溶銅を注ぎ込む注湯部を撮像することにより、前記注湯部の画像を取得し、
   前記画像を用いて前記注湯ノズルから前記鋳型へ注がれる前記溶銅の注湯状態を観察することにより、所定時間内における銅粒の数の変化率、または前記所定時間内における前記画像の輝度の変化率を算出する、銅荒引線の製造方法。

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