JP2695423B2 - 銅棒を化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする方法 - Google Patents
銅棒を化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の概要〕 改良された表面平滑性を有すると共に表面酸化物を実
質的に含有しない銅棒を製造する方法が開示され、この
棒は線への延伸または圧延に適する。この方法は、溶融
純銅の浴を形成し、溶融銅を鋳造棒に鋳造し、この棒を
熱圧延のためにコンデイショニングし、棒を熱圧延して
熱圧延棒を形成し、熱圧延棒を冷却すると共に熱圧延棒
を化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする工程から
なる。化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする工程
は、調節された濃度の硫酸と過酸化水素とを含有する溶
液を用いて達成される。溶液と棒との双方を昇温下に維
持しつつ反応時間を調節する。相関するプロセス変数を
調節して実質的に全部の表面酸化物と所望量の銅とを熱
圧延棒の表面から除去する。
質的に含有しない銅棒を製造する方法が開示され、この
棒は線への延伸または圧延に適する。この方法は、溶融
純銅の浴を形成し、溶融銅を鋳造棒に鋳造し、この棒を
熱圧延のためにコンデイショニングし、棒を熱圧延して
熱圧延棒を形成し、熱圧延棒を冷却すると共に熱圧延棒
を化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする工程から
なる。化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする工程
は、調節された濃度の硫酸と過酸化水素とを含有する溶
液を用いて達成される。溶液と棒との双方を昇温下に維
持しつつ反応時間を調節する。相関するプロセス変数を
調節して実質的に全部の表面酸化物と所望量の銅とを熱
圧延棒の表面から除去する。
本発明は、一般に、鋳造銅棒の製造に用いるための化
学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする方法に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、硫酸と過酸化水素との
組合せを用い、時間，温度並びに濃度の条件の調節下に
操作して以後の線延伸または圧延操作に使用するための
連続鋳造銅棒について実質的に表面酸化物を含有しない
改良された表面を提供する方法に関する。
学的にシェービング仕上しかつ酸洗いする方法に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、硫酸と過酸化水素との
組合せを用い、時間，温度並びに濃度の条件の調節下に
操作して以後の線延伸または圧延操作に使用するための
連続鋳造銅棒について実質的に表面酸化物を含有しない
改良された表面を提供する方法に関する。
何年もの間線に延伸するための銅棒は電気精錬銅を静
的または連続的にそれぞれ鋳造線棒または連続鋳造棒に
鋳造することにより製造されている；圧延のための鋳造
棒のコンデイショニング；ホット−リバースミルまたは
マルチプルスタンドホットミル内での鋳造棒の中間寸法
への圧延；マルチプルパス圧延プロセスでの所望の熱圧
延寸法への更なる圧延；熱圧延棒のコイル巻き。鋳造，
コンデイショニング並びに熱圧延操作の結果、酸化物の
スケールが棒の表面に生成する。このスケールは酸化第
一銅（Cu2O）および酸化第二銅（CuO）を包含しよう。
次の延伸または圧延工程を行うに際しスケールを除去す
るために、熱圧延に続いて酸洗い工程を付加する必要が
ある。コイル巻きした棒を適当な溶液中にあらかじめ設
定した時間の間浸すことによりバッチプロセスで酸洗い
を行うこともできるが、コイルからの銅棒のループを連
続コンベヤに載せ順次酸洗い，リンス，被覆用タンクを
通過させる所謂「ドクター・オットー（Dr.Otto）」酸
洗いシステムのような連続酸洗いプロセスを用いること
も可能で、しばしば望ましい。多数の酸洗い溶液が従来
使用されているが、これらには、重クロム酸ナトリウ
ム，過酸化水素並びに硫酸もしくは他の酸またはこれら
の組合せを含有する水溶液が包含される。重クロム酸ナ
トリウムと過酸化水素とは酸化剤であるのに対し、硫酸
および他の酸は還元剤として作用する。重クロム酸ナト
リウムは銅については実用的な酸洗い剤ではない。これ
と反応した銅は容易に回収できず、反応産物が汚染問題
を起すからである。酸洗い水溶液中で硫酸（H2SO4）を
活性剤として使用し、共通に濃度を約20％かつ温度を約
120〜180゜Fとする反応原理は： （１） CuO＋H2SO4→CuSO4（aq.）＋H2O ある制限範囲で次の後続反応も起る： （２） Cu2O＋H2SO4→CuSO4（aq.）＋H2O＋Cu 第２の反応は酸化第一銅（Cu2O）を含み赤色の銅粉末
を生成するが、これは延伸を開始する前に棒から完全に
除去すべきである。しかしながら、この反応についての
経験によれば、硫酸は単独では全部の赤色酸化第一銅を
除去せず、時間が超過すると残留する赤色酸化第一銅の
一部がさらに酸化して黒色酸化第二銅になることが分っ
ている。
的または連続的にそれぞれ鋳造線棒または連続鋳造棒に
鋳造することにより製造されている；圧延のための鋳造
棒のコンデイショニング；ホット−リバースミルまたは
マルチプルスタンドホットミル内での鋳造棒の中間寸法
への圧延；マルチプルパス圧延プロセスでの所望の熱圧
延寸法への更なる圧延；熱圧延棒のコイル巻き。鋳造，
コンデイショニング並びに熱圧延操作の結果、酸化物の
スケールが棒の表面に生成する。このスケールは酸化第
一銅（Cu2O）および酸化第二銅（CuO）を包含しよう。
次の延伸または圧延工程を行うに際しスケールを除去す
るために、熱圧延に続いて酸洗い工程を付加する必要が
ある。コイル巻きした棒を適当な溶液中にあらかじめ設
定した時間の間浸すことによりバッチプロセスで酸洗い
を行うこともできるが、コイルからの銅棒のループを連
続コンベヤに載せ順次酸洗い，リンス，被覆用タンクを
通過させる所謂「ドクター・オットー（Dr.Otto）」酸
洗いシステムのような連続酸洗いプロセスを用いること
も可能で、しばしば望ましい。多数の酸洗い溶液が従来
使用されているが、これらには、重クロム酸ナトリウ
ム，過酸化水素並びに硫酸もしくは他の酸またはこれら
の組合せを含有する水溶液が包含される。重クロム酸ナ
トリウムと過酸化水素とは酸化剤であるのに対し、硫酸
および他の酸は還元剤として作用する。重クロム酸ナト
リウムは銅については実用的な酸洗い剤ではない。これ
と反応した銅は容易に回収できず、反応産物が汚染問題
を起すからである。酸洗い水溶液中で硫酸（H2SO4）を
活性剤として使用し、共通に濃度を約20％かつ温度を約
120〜180゜Fとする反応原理は： （１） CuO＋H2SO4→CuSO4（aq.）＋H2O ある制限範囲で次の後続反応も起る： （２） Cu2O＋H2SO4→CuSO4（aq.）＋H2O＋Cu 第２の反応は酸化第一銅（Cu2O）を含み赤色の銅粉末
を生成するが、これは延伸を開始する前に棒から完全に
除去すべきである。しかしながら、この反応についての
経験によれば、硫酸は単独では全部の赤色酸化第一銅を
除去せず、時間が超過すると残留する赤色酸化第一銅の
一部がさらに酸化して黒色酸化第二銅になることが分っ
ている。
硫酸酸洗いの有効性を改善するため、過酸化水素（H2
O2）が酸洗い水溶液に添加される。過酸化水素は、次の
式により酸化第一銅を酸化第二銅に酸化するのに有効だ
からである： （３） Cu2O＋H2O2→2CuO＋H2O 酸化物被膜が除去された際には過酸化水素は金属銅とも
反応し得るが、以下に示すように、この反応は通常の酸
による酸洗い条件下では起こらない。さらに、過酸化水
素は比較的不安定であり、プロセスが信頼性の高い結果
を与えるためには安定化する必要がある。
O2）が酸洗い水溶液に添加される。過酸化水素は、次の
式により酸化第一銅を酸化第二銅に酸化するのに有効だ
からである： （３） Cu2O＋H2O2→2CuO＋H2O 酸化物被膜が除去された際には過酸化水素は金属銅とも
反応し得るが、以下に示すように、この反応は通常の酸
による酸洗い条件下では起こらない。さらに、過酸化水
素は比較的不安定であり、プロセスが信頼性の高い結果
を与えるためには安定化する必要がある。
酸洗いプロセスに加えて、従来技術により清浄で均質
な表面を与えるために銅棒の機械的シェービング仕上が
実用されている。しかしながら、機械的シェービング仕
上を有効とするには、比較的多量の銅を棒表面から除去
する必要があり、これは銅の損失とプロセス費用とを増
加させる。その結果、機械的にシェービング仕上した棒
は割高な生産物で、限定された範囲でしか商業上許容さ
れない。
な表面を与えるために銅棒の機械的シェービング仕上が
実用されている。しかしながら、機械的シェービング仕
上を有効とするには、比較的多量の銅を棒表面から除去
する必要があり、これは銅の損失とプロセス費用とを増
加させる。その結果、機械的にシェービング仕上した棒
は割高な生産物で、限定された範囲でしか商業上許容さ
れない。
通常の酸洗いプロセスの代替として、銅棒製造業者に
より硫酸冷却法が採用されているが、その方法では、圧
延とコイル巻き工程との間で熱圧延銅棒を硫酸で冷却し
た後その結果生成する赤色銅粉末を除去するために清浄
を行う。このプロセスにおいては、水の機械的効果と銅
と銅酸化物との間の熱膨張係数の差とにより銅基材によ
りの酸化物の機械的分離が補助される。場合により、冷
媒および還元剤たる硫酸をアルコールで置換する。
より硫酸冷却法が採用されているが、その方法では、圧
延とコイル巻き工程との間で熱圧延銅棒を硫酸で冷却し
た後その結果生成する赤色銅粉末を除去するために清浄
を行う。このプロセスにおいては、水の機械的効果と銅
と銅酸化物との間の熱膨張係数の差とにより銅基材によ
りの酸化物の機械的分離が補助される。場合により、冷
媒および還元剤たる硫酸をアルコールで置換する。
従来種々の酸洗い、洗浄並びにコンディショニングプ
ロセスが開発されたにも拘らず、表面酸化物を除去して
線に延伸するための銅棒の改良された表面を提供する経
済的に満足できるプロセスは未だ利用可能となっていな
い。
ロセスが開発されたにも拘らず、表面酸化物を除去して
線に延伸するための銅棒の改良された表面を提供する経
済的に満足できるプロセスは未だ利用可能となっていな
い。
本発明の目的は、改良された化学的シェービング仕上
および酸洗いプロセスであって、特に線に延伸するため
の連続鋳造銅棒に用いるものを提供することである。電
気精錬銅陰極の純度に比し得る純度の精錬銅を溶融した
後連続鋳造するものは溶融前は純粋で比較的清浄である
と認められるが、溶融，鋳造，コンデイショニング並び
に圧延工程中に銅を昇温下で空気に露呈すると、結果的
に金属の表面に酸化第一および第二銅が形成される。圧
延中は、これら酸化物の一部が金属棒の表面に圧延混入
し得る。
および酸洗いプロセスであって、特に線に延伸するため
の連続鋳造銅棒に用いるものを提供することである。電
気精錬銅陰極の純度に比し得る純度の精錬銅を溶融した
後連続鋳造するものは溶融前は純粋で比較的清浄である
と認められるが、溶融，鋳造，コンデイショニング並び
に圧延工程中に銅を昇温下で空気に露呈すると、結果的
に金属の表面に酸化第一および第二銅が形成される。圧
延中は、これら酸化物の一部が金属棒の表面に圧延混入
し得る。
本発明の方法によれば、圧延後の銅棒は、安定化過酸
化水素と硫酸とを調節した割合で含有する化学的シェー
ビング仕上および酸洗い水溶液を通過する。シェービン
グ仕上および酸洗い溶液に侵入する銅棒の温度を約250
〜500゜Fの範囲内に保持し、シェービング仕上および酸
洗い溶液自体は120〜160゜Fの範囲内の温度に保持し、
好適には120〜140゜Fとる。この水溶液の硫酸濃度は180
〜450グラム／リットル遊離酸の範囲に保持し得、好適
には260〜340グラム／リットル遊離酸の範囲とし、それ
に対して過酸化水素濃度は約５〜約50グラム／リットル
で変動し、好適には15〜28グラム／リットルとする。銅
棒はループ形成連続酸洗いについては、酸洗いおよびシ
ェービング仕上溶液中で約２秒乃至２分の範囲の時間の
間、好ましくは45〜90秒保持する。化学的にシェービン
グ仕上しかつ酸洗いする工程をコイル機に前置する冷却
チューブ内で行おうとする際の棒の滞留時間は僅か数秒
乃至２秒の短さであり、棒温度は250〜1200゜Fの範囲の
温度上限に向って増加しよう。よってプロセス変数は相
関し、これを選択すると共に調節して所望量の銅を熱圧
延棒から除去すると同時に、鋳造，コンデイショニング
並びに圧延工程中に棒上に生成した酸化第一および第二
銅を実質的に全部除去する。通常は、除去される銅の厚
さは0.0001〜0.0006インチの範囲内に包含される。本発
明により処理された銅棒は、フレーク，微少痕並びにク
ラック数が最小であると共にスリーダイツイストテスト
実験もしくは類似の機械的テストまたは600倍の光学顕
微鏡観察を行った後も表面酸化物は実質的に全く認めら
れない点を特徴とする。
化水素と硫酸とを調節した割合で含有する化学的シェー
ビング仕上および酸洗い水溶液を通過する。シェービン
グ仕上および酸洗い溶液に侵入する銅棒の温度を約250
〜500゜Fの範囲内に保持し、シェービング仕上および酸
洗い溶液自体は120〜160゜Fの範囲内の温度に保持し、
好適には120〜140゜Fとる。この水溶液の硫酸濃度は180
〜450グラム／リットル遊離酸の範囲に保持し得、好適
には260〜340グラム／リットル遊離酸の範囲とし、それ
に対して過酸化水素濃度は約５〜約50グラム／リットル
で変動し、好適には15〜28グラム／リットルとする。銅
棒はループ形成連続酸洗いについては、酸洗いおよびシ
ェービング仕上溶液中で約２秒乃至２分の範囲の時間の
間、好ましくは45〜90秒保持する。化学的にシェービン
グ仕上しかつ酸洗いする工程をコイル機に前置する冷却
チューブ内で行おうとする際の棒の滞留時間は僅か数秒
乃至２秒の短さであり、棒温度は250〜1200゜Fの範囲の
温度上限に向って増加しよう。よってプロセス変数は相
関し、これを選択すると共に調節して所望量の銅を熱圧
延棒から除去すると同時に、鋳造，コンデイショニング
並びに圧延工程中に棒上に生成した酸化第一および第二
銅を実質的に全部除去する。通常は、除去される銅の厚
さは0.0001〜0.0006インチの範囲内に包含される。本発
明により処理された銅棒は、フレーク，微少痕並びにク
ラック数が最小であると共にスリーダイツイストテスト
実験もしくは類似の機械的テストまたは600倍の光学顕
微鏡観察を行った後も表面酸化物は実質的に全く認めら
れない点を特徴とする。
本発明の目的と利点は以下の詳細な説明および添付図
面によりさらに明らかとなろう。
面によりさらに明らかとなろう。
銅線の製造はよく確立された多工程プロセスである。
通常の原材料は、最終線製品の導電率が十分であること
を確実にするため高度の純度を有する電解精錬陰極物で
ある。
通常の原材料は、最終線製品の導電率が十分であること
を確実にするため高度の純度を有する電解精錬陰極物で
ある。
第１図に示すような、陰極物もしくは他の純度材料を
装填装置12からシャフト炉10もしくは銅を融解し得る他
の融解ユニット内に装填する。炉10からの溶融銅をその
後通常は保持炉14内に移し、鋳造操作のための溶融銅の
連続供給を確保する。保持炉14からの溶融銅を連続鋳造
装置18のタンディシュ（tundish）16内に注入移送す
る。鋳造装置18から出て来る連続鋳造棒は冷却装置20,
ピンチロール22並びに棒調製ステーション26を通過す
る。その後連続鋳造棒を順次、粗圧延ミルスタンド28,
中間スタンド30並びに仕上げミル32に向ける。仕上ミル
32から出て来る熱圧延棒は、通常は、昇温下で行われる
鋳造，コンデイショニング並びに圧延操作の結果として
赤色酸化第一銅（Cu2O）と黒色酸化第二銅（CuO）とか
らなる表面酸化物被膜を有する。その後熱圧延棒は冷却
チューブ34に入り、ここで棒の移動と逆方向に流れる水
で冷却され、コイル機36に送られる。通常は、棒を容易
にコイル化し得る温度でコイル機に配送する。従って、
本発明によれば、コイル化した棒から分離したループを
さらに冷却して化学的にシェービング仕上しかつ酸洗い
する工程に入る温度を250〜550゜Fの範囲内とする棒が
提供される。ループはコンベヤ38により酸洗いシステム
の化学的シェービングおよび酸洗い用タンク40に搬送さ
れ、ゴンベヤ42に乗ってそこを通過する。化学的シェー
ビングおよび酸洗い用タンク40から銅棒の分離ループを
順次搬送し、コンベヤ48により冷リンスタンク44および
熱リンスタンク46を通過させる。熱リンスに続いて銅棒
の分離ループに被覆またはソープタンク50をコンベヤ52
に載せて通過させ収集包装ステーション54に送る。ゴン
ベヤ38,42,48並びに52の速さは同調的とすると共に化学
的シェービング仕上および酸洗い用タンク40内での分離
ループの所望の反応時間が得られるよう調節する。銅棒
の分離ループに化学的シェービング仕上および酸洗い用
タンク40を通過させることから、化学的シェービング仕
上および酸洗い用タンクで反応を受ける棒の長さはタン
ク40の長さの倍数とし得ることが理解されよう。従っ
て、適切な処理量は過剰な長さのタンクを必要としない
連続ベースで得られる。それぞれのタンク40,44,46並び
に50内に熱交換器を設けてそれぞれの溶液の温度を調節
し所望のレベルとする。典型的には、熱リンスタンク46
は150〜160゜Fで操作し、ソープタンク50は170〜176゜F
で操作する。それぞれのタンクに適当なポンプとバルブ
とを設けて溶液のレベルを調節し、使用済の浴溶液の除
去および組成化学物質と溶液構成成分との添加を調節す
る。
装填装置12からシャフト炉10もしくは銅を融解し得る他
の融解ユニット内に装填する。炉10からの溶融銅をその
後通常は保持炉14内に移し、鋳造操作のための溶融銅の
連続供給を確保する。保持炉14からの溶融銅を連続鋳造
装置18のタンディシュ（tundish）16内に注入移送す
る。鋳造装置18から出て来る連続鋳造棒は冷却装置20,
ピンチロール22並びに棒調製ステーション26を通過す
る。その後連続鋳造棒を順次、粗圧延ミルスタンド28,
中間スタンド30並びに仕上げミル32に向ける。仕上ミル
32から出て来る熱圧延棒は、通常は、昇温下で行われる
鋳造，コンデイショニング並びに圧延操作の結果として
赤色酸化第一銅（Cu2O）と黒色酸化第二銅（CuO）とか
らなる表面酸化物被膜を有する。その後熱圧延棒は冷却
チューブ34に入り、ここで棒の移動と逆方向に流れる水
で冷却され、コイル機36に送られる。通常は、棒を容易
にコイル化し得る温度でコイル機に配送する。従って、
本発明によれば、コイル化した棒から分離したループを
さらに冷却して化学的にシェービング仕上しかつ酸洗い
する工程に入る温度を250〜550゜Fの範囲内とする棒が
提供される。ループはコンベヤ38により酸洗いシステム
の化学的シェービングおよび酸洗い用タンク40に搬送さ
れ、ゴンベヤ42に乗ってそこを通過する。化学的シェー
ビングおよび酸洗い用タンク40から銅棒の分離ループを
順次搬送し、コンベヤ48により冷リンスタンク44および
熱リンスタンク46を通過させる。熱リンスに続いて銅棒
の分離ループに被覆またはソープタンク50をコンベヤ52
に載せて通過させ収集包装ステーション54に送る。ゴン
ベヤ38,42,48並びに52の速さは同調的とすると共に化学
的シェービング仕上および酸洗い用タンク40内での分離
ループの所望の反応時間が得られるよう調節する。銅棒
の分離ループに化学的シェービング仕上および酸洗い用
タンク40を通過させることから、化学的シェービング仕
上および酸洗い用タンクで反応を受ける棒の長さはタン
ク40の長さの倍数とし得ることが理解されよう。従っ
て、適切な処理量は過剰な長さのタンクを必要としない
連続ベースで得られる。それぞれのタンク40,44,46並び
に50内に熱交換器を設けてそれぞれの溶液の温度を調節
し所望のレベルとする。典型的には、熱リンスタンク46
は150〜160゜Fで操作し、ソープタンク50は170〜176゜F
で操作する。それぞれのタンクに適当なポンプとバルブ
とを設けて溶液のレベルを調節し、使用済の浴溶液の除
去および組成化学物質と溶液構成成分との添加を調節す
る。
包装ステーション54を出た銅棒の包装コイルをさらに
従来の延伸および焼なまし工程で処理して所望の寸法の
線を製造できることが理解されよう。
従来の延伸および焼なまし工程で処理して所望の寸法の
線を製造できることが理解されよう。
前記したように、ミル32からの熱圧延棒はその表面に
酸化第一および第二銅を有する。圧延操作初期に形成さ
れた酸化物の中には棒の表面に圧延混入するものもあ
る。この酸化物を実質的に除去しないと、これらが以後
の延伸操作を妨害する結果不満足な表面を有する線製品
を得ることになる。通常は、酸洗い工程に続いて冷却を
行うことにより酸化物を除去する。しかしながら、特別
な品質の表面を所望する際は、別の操作として酸洗いし
た銅棒の機械的シェービング仕上を行う。機械的シェー
ビング仕上を再開する際は、典型的な5/16インチ径の棒
については、0.005〜0.008インチの厚さの範囲の表層を
物理的に除去し約８％をスクラップとする必要がある。
機械的シェービングプロセスにより除去される銅の最小
の厚さは、棒の清浄，平滑表面を得るのに通常必要な厚
さの倍数であり、高い信頼性で均質に銅棒表面をそのよ
うにごく僅かな程度除去するのが可能な機械的プロセス
は知られていない。
酸化第一および第二銅を有する。圧延操作初期に形成さ
れた酸化物の中には棒の表面に圧延混入するものもあ
る。この酸化物を実質的に除去しないと、これらが以後
の延伸操作を妨害する結果不満足な表面を有する線製品
を得ることになる。通常は、酸洗い工程に続いて冷却を
行うことにより酸化物を除去する。しかしながら、特別
な品質の表面を所望する際は、別の操作として酸洗いし
た銅棒の機械的シェービング仕上を行う。機械的シェー
ビング仕上を再開する際は、典型的な5/16インチ径の棒
については、0.005〜0.008インチの厚さの範囲の表層を
物理的に除去し約８％をスクラップとする必要がある。
機械的シェービングプロセスにより除去される銅の最小
の厚さは、棒の清浄，平滑表面を得るのに通常必要な厚
さの倍数であり、高い信頼性で均質に銅棒表面をそのよ
うにごく僅かな程度除去するのが可能な機械的プロセス
は知られていない。
本発明によれば、酸洗い操作と結合した化学的シェー
ビング仕上プロセスが提供され、これは実質的に全部の
酸化第一および第二銅を除去するだけでなく、これら酸
化物により棒の機械的処理中に少なくとも一部生成する
表面の欠陥部分をも除去する。本発明のプロセスは化学
的シェービング仕上および酸洗い水溶液を採用し、これ
は例えば、180〜450グラム／リットル遊離酸、好ましく
は260〜240グラム／リットル遊離酸の量の硫酸を含有
し、これに対し５〜約50グラム／リットル、好ましくは
15〜28グラム／リットルで変化する量の過酸化水素を添
加する。酸洗い水溶液は120〜160゜Fの範囲の温度に保
持する。これらの条件下で次の化学反応が起る： （４） 2Cu＋H2O→Cu2O＋H2O （５） Cu2O＋H2O2→2CuO＋H2O （６） CuO＋H2SO4→CuSO4（aq.）＋H2O 過酸化水素は強力な酸化剤であると共に銅を酸化第一銅
（Cu2O）に酸化しさらにこの酸化第一銅を酸化第二銅
（CuO）に酸化することができるのに対し、硫酸は酸化
第二銅を還元して溶解銅にすることができる（ただし、
酸化第一銅の還元には有効ではない）。化学的シェービ
ング仕上および酸洗い溶液の温度を調節すると共に銅棒
の侵入温度を調節し、同時に過酸化水素濃度，硫酸濃度
並びに反応時間を調節することにより、銅酸化物を実質
的に全部低減できると共に棒表面を所望量化学的にシェ
ービングして以後の延伸または圧延操作に適するか清浄
かつ平滑な表面を提供し得る。
ビング仕上プロセスが提供され、これは実質的に全部の
酸化第一および第二銅を除去するだけでなく、これら酸
化物により棒の機械的処理中に少なくとも一部生成する
表面の欠陥部分をも除去する。本発明のプロセスは化学
的シェービング仕上および酸洗い水溶液を採用し、これ
は例えば、180〜450グラム／リットル遊離酸、好ましく
は260〜240グラム／リットル遊離酸の量の硫酸を含有
し、これに対し５〜約50グラム／リットル、好ましくは
15〜28グラム／リットルで変化する量の過酸化水素を添
加する。酸洗い水溶液は120〜160゜Fの範囲の温度に保
持する。これらの条件下で次の化学反応が起る： （４） 2Cu＋H2O→Cu2O＋H2O （５） Cu2O＋H2O2→2CuO＋H2O （６） CuO＋H2SO4→CuSO4（aq.）＋H2O 過酸化水素は強力な酸化剤であると共に銅を酸化第一銅
（Cu2O）に酸化しさらにこの酸化第一銅を酸化第二銅
（CuO）に酸化することができるのに対し、硫酸は酸化
第二銅を還元して溶解銅にすることができる（ただし、
酸化第一銅の還元には有効ではない）。化学的シェービ
ング仕上および酸洗い溶液の温度を調節すると共に銅棒
の侵入温度を調節し、同時に過酸化水素濃度，硫酸濃度
並びに反応時間を調節することにより、銅酸化物を実質
的に全部低減できると共に棒表面を所望量化学的にシェ
ービングして以後の延伸または圧延操作に適するか清浄
かつ平滑な表面を提供し得る。
前記反応（４）および（５）から、銅が最初に第一銅
に次に第二銅に酸化することにより過酸化水素が消費さ
れることが理解されよう。さらに、硫酸反応（６）の結
果、化明的シェービングおよび酸洗い溶液中に金属銅イ
オンが生成することが理解されよう。従って、均質かつ
高精度の反応を維持するためには、酸と過酸化物とのメ
ーキャップおよび銅表面を含有する溶液の液抜きを行う
ことが望ましい。硫酸は、不溶性陽極を用いる液抜き流
からの電気めっき銅によるプロセスで再使用のために液
抜き流から再生し得る。この操作は、便利には、棒製作
操作のために原材料として使用する陰極物を製造する電
気精錬プラント内で行い得る。
に次に第二銅に酸化することにより過酸化水素が消費さ
れることが理解されよう。さらに、硫酸反応（６）の結
果、化明的シェービングおよび酸洗い溶液中に金属銅イ
オンが生成することが理解されよう。従って、均質かつ
高精度の反応を維持するためには、酸と過酸化物とのメ
ーキャップおよび銅表面を含有する溶液の液抜きを行う
ことが望ましい。硫酸は、不溶性陽極を用いる液抜き流
からの電気めっき銅によるプロセスで再使用のために液
抜き流から再生し得る。この操作は、便利には、棒製作
操作のために原材料として使用する陰極物を製造する電
気精錬プラント内で行い得る。
前記概説したプロセス変数は全て互いに相関し、本発
明によって化学的にシェービングしかつ酸洗いした銅棒
を製造するためには、最も経済的に方式で注意深く調節
する必要がある。これらの一定の相関関係を第２〜５図
に示すが、これらは一連の実験測定結果を記載したもの
である。
明によって化学的にシェービングしかつ酸洗いした銅棒
を製造するためには、最も経済的に方式で注意深く調節
する必要がある。これらの一定の相関関係を第２〜５図
に示すが、これらは一連の実験測定結果を記載したもの
である。
第２図は、縦軸が除去された銅の厚さであるグラフで
あるが、これは、0.428インチ径の研磨棒から通常の温
度150゜Fで275グラム／リットル遊離酸の硫酸を含有
し、溶液温度を120゜Fとした浴中で70秒間保持して除去
された銅の厚さである。横軸は、グラム／リットルで示
す溶液中の過酸化水素濃度である。70秒の長さの時間を
選び、我々が所有するプラントに設けた商業的な連続酸
洗い装置で化学的シェービング仕上および酸洗いを行う
実用的な時間の長さとした。この時間制限はバッチ式の
シェービングおよび酸洗い操作には必ずしも適用する必
要はなく、連続シェービングおよび酸洗い付加装置を設
置することにより緩和し得ることが理解されよう。第２
図に、除去された銅の量が過酸化水素に比例することを
示す。しかしながら、第２図の条件は、棒形成プロセス
で採用される通常の棒温度と酸洗い用の典型的な溶液温
度とを包含し、酸化物の除去には有効であるが、例えば
酸化物と共に圧延する結果発生する表面欠陥部分は大部
分除去することはできない。
あるが、これは、0.428インチ径の研磨棒から通常の温
度150゜Fで275グラム／リットル遊離酸の硫酸を含有
し、溶液温度を120゜Fとした浴中で70秒間保持して除去
された銅の厚さである。横軸は、グラム／リットルで示
す溶液中の過酸化水素濃度である。70秒の長さの時間を
選び、我々が所有するプラントに設けた商業的な連続酸
洗い装置で化学的シェービング仕上および酸洗いを行う
実用的な時間の長さとした。この時間制限はバッチ式の
シェービングおよび酸洗い操作には必ずしも適用する必
要はなく、連続シェービングおよび酸洗い付加装置を設
置することにより緩和し得ることが理解されよう。第２
図に、除去された銅の量が過酸化水素に比例することを
示す。しかしながら、第２図の条件は、棒形成プロセス
で採用される通常の棒温度と酸洗い用の典型的な溶液温
度とを包含し、酸化物の除去には有効であるが、例えば
酸化物と共に圧延する結果発生する表面欠陥部分は大部
分除去することはできない。
第３図は第２図に類似するグラフであるが、溶液に侵
入する際の棒温度を275゜Fに増加させると共に溶液温度
を周囲温度（約70〜75゜F）に低下させた点が異なる。
第３図から、銅の除去は過酸化水素濃度と反応時間の双
方に比例することが明らかとなる。第２図と比較すると
侵入棒温度は意義のある変数であることは明らかであ
る。第４図と第５図とは第３図に類似するが、溶液に侵
入する際の棒温度をさらにそれぞれ420゜Fと550゜Fとに
増加させた点が異なる。第４図と第５図も棒の表面から
の銅の除去は過酸化水素濃度，反応時間並びに侵入棒温
度の増加につれて徐々に増加することを示す。化学反応
の一般理論に従い、他の実験を行ったところ、銅の除去
は溶液温度の上昇によっても増強されることが示され
た。
入する際の棒温度を275゜Fに増加させると共に溶液温度
を周囲温度（約70〜75゜F）に低下させた点が異なる。
第３図から、銅の除去は過酸化水素濃度と反応時間の双
方に比例することが明らかとなる。第２図と比較すると
侵入棒温度は意義のある変数であることは明らかであ
る。第４図と第５図とは第３図に類似するが、溶液に侵
入する際の棒温度をさらにそれぞれ420゜Fと550゜Fとに
増加させた点が異なる。第４図と第５図も棒の表面から
の銅の除去は過酸化水素濃度，反応時間並びに侵入棒温
度の増加につれて徐々に増加することを示す。化学反応
の一般理論に従い、他の実験を行ったところ、銅の除去
は溶液温度の上昇によっても増強されることが示され
た。
平滑，清浄な表面を得るために棒の表面から除去すべ
き銅の量は鋳造装置を出た時点からの棒の処理経過に依
存する。これは使用する特定の種類の圧延ミルのみなら
ずこれらミルの操作設定および圧延条件をも包含する。
従って、ローリングミルにより製造される棒の表面の品
質は変動する可能性があり通常は時間と共に低下しよ
う。棒の通常の表面品質は0.0002〜0.0006インチの表面
除去が必要であることを示しているが、棒表面の品質の
多様性により必要な除去量は下0.0001から上は0.001イ
ンチまで変化する。熟練した操作員であれば、満足でき
る棒の品質を得る銅の除去量を最小とするために１つも
しくはそれ以上のプロセス変数を調整し得る。この種の
調整は、１以上のロールミルの設置を調整するより容易
で、しばしばより有効である。たいていの場合、それぞ
れの変数の範囲を制限する実用上の制限が存在する。
き銅の量は鋳造装置を出た時点からの棒の処理経過に依
存する。これは使用する特定の種類の圧延ミルのみなら
ずこれらミルの操作設定および圧延条件をも包含する。
従って、ローリングミルにより製造される棒の表面の品
質は変動する可能性があり通常は時間と共に低下しよ
う。棒の通常の表面品質は0.0002〜0.0006インチの表面
除去が必要であることを示しているが、棒表面の品質の
多様性により必要な除去量は下0.0001から上は0.001イ
ンチまで変化する。熟練した操作員であれば、満足でき
る棒の品質を得る銅の除去量を最小とするために１つも
しくはそれ以上のプロセス変数を調整し得る。この種の
調整は、１以上のロールミルの設置を調整するより容易
で、しばしばより有効である。たいていの場合、それぞ
れの変数の範囲を制限する実用上の制限が存在する。
第２〜５図に示すように、棒温度もしくは溶液温度ま
たはその双方が上昇すると銅除去の速さが増加する。約
500゜F以上では過剰に軟化するため棒を取り扱うのが困
難となり、200゜F以下では化学的シェービング反応速度
が極めて遅くなる。従って、好適な棒温度範囲は約250
゜F〜約500゜Fである。ただし、この範囲よりも上また
は下の温度も他の変数を適切に調整すれば使用し得る。
冷却装置34内の冷却水の流れを低下させることにより棒
温度を上昇させ得る。同様に、シェービングおよび酸洗
い工程中の溶液温度は120゜Fから約160゜Fまで変化し得
る。この際上限は原理的には昇温下では分解し気化し易
い過酸化水素の安定性により決定される。安定化過酸化
水素は幾種からの市販元から市販されており、例えば、
FMCコーポレーション、イー・アイ・デュポン並びイン
テロックス（Interox）があるが、これは約160゜Fまで
安定であり、これにより120〜140゜Fの範囲の溶液温度
で経済的に使用することが可能である。インテロックス
により製造されジー・ヒットフィールド・リチャード
（G.Whitfield Richard）社を介して入手し得る登録商
標GMR Broxide C.の安定化過酸化水素を本発明のプロセ
スに使用し得る。120〜160゜Fの温度における酸洗い溶
液中の溶解した銅の飽和点は55〜69グラム／リットル
で、溶液温度と共に増加する。この点より上では、溶液
温度と共に増加する。この点より上では水和硫酸銅とし
ての結晶化が起り、これが重大な操作上の問題を起す。
従って、溶液温度，棒温度並びに銅の処理量が液抜きす
べき溶液の量に影響を与え、換言すれば、時間当りに除
去される銅の量が液抜き速度を決定する。
たはその双方が上昇すると銅除去の速さが増加する。約
500゜F以上では過剰に軟化するため棒を取り扱うのが困
難となり、200゜F以下では化学的シェービング反応速度
が極めて遅くなる。従って、好適な棒温度範囲は約250
゜F〜約500゜Fである。ただし、この範囲よりも上また
は下の温度も他の変数を適切に調整すれば使用し得る。
冷却装置34内の冷却水の流れを低下させることにより棒
温度を上昇させ得る。同様に、シェービングおよび酸洗
い工程中の溶液温度は120゜Fから約160゜Fまで変化し得
る。この際上限は原理的には昇温下では分解し気化し易
い過酸化水素の安定性により決定される。安定化過酸化
水素は幾種からの市販元から市販されており、例えば、
FMCコーポレーション、イー・アイ・デュポン並びイン
テロックス（Interox）があるが、これは約160゜Fまで
安定であり、これにより120〜140゜Fの範囲の溶液温度
で経済的に使用することが可能である。インテロックス
により製造されジー・ヒットフィールド・リチャード
（G.Whitfield Richard）社を介して入手し得る登録商
標GMR Broxide C.の安定化過酸化水素を本発明のプロセ
スに使用し得る。120〜160゜Fの温度における酸洗い溶
液中の溶解した銅の飽和点は55〜69グラム／リットル
で、溶液温度と共に増加する。この点より上では、溶液
温度と共に増加する。この点より上では水和硫酸銅とし
ての結晶化が起り、これが重大な操作上の問題を起す。
従って、溶液温度，棒温度並びに銅の処理量が液抜きす
べき溶液の量に影響を与え、換言すれば、時間当りに除
去される銅の量が液抜き速度を決定する。
銅の除去は少なくとも約100グラム／リットルまでは
過酸化水素濃度と共に増加するにも拘らず、分解および
気化による過酸化物の損失は溶液温度と溶液濃度の双方
と共に増加する。従って、50グラム／リットルの濃度を
越えるのは実用的ではなく、経済的商業的操作は15〜28
グラム／リットルの範囲の過酸化物濃度で実施し得る。
約10グラム／リットルより低いレベルでは過酸化物の酸
化能力は表面酸化第一銅のスケールを酸化するのに必須
な使用に止まり、化学的シェービングはいくらかは起る
かもしれないがほとんど起らない。
過酸化水素濃度と共に増加するにも拘らず、分解および
気化による過酸化物の損失は溶液温度と溶液濃度の双方
と共に増加する。従って、50グラム／リットルの濃度を
越えるのは実用的ではなく、経済的商業的操作は15〜28
グラム／リットルの範囲の過酸化物濃度で実施し得る。
約10グラム／リットルより低いレベルでは過酸化物の酸
化能力は表面酸化第一銅のスケールを酸化するのに必須
な使用に止まり、化学的シェービングはいくらかは起る
かもしれないがほとんど起らない。
硫酸濃度は従来の酸洗いの範囲、すなわち180〜450グ
ラム／リットル遊離酸、好ましくは260〜340グラム／リ
ットル遊離酸とすべきである。直径0.320インチ、長さ
2.00インチの機械処理した熱圧延棒を用い、過酸化水素
濃度を15グラム／リットルとし硫酸濃度を150〜500グラ
ム／リットル遊離酸の間で変化させた溶液に浸漬して試
験を行った。溶液温度は135゜F、棒温度は400゜F並びに
反応時間は60秒とした。試験棒から化学的にシェービン
グされた銅の厚さを以下の第１表に示す： この範囲の硫酸濃度では酸化第二銅は有効に除去さ
れ、硫酸と酸化第一銅および金属銅との反応性も低いた
め硫酸濃度を増加させても銅棒の表面の品質はほとんど
改良されない。120゜F以下の温度では酸化第二銅を除去
する硫酸の有効性は実質的に低減し、溶液温度について
は比較的低い実用上の限界を与えることとなる。
ラム／リットル遊離酸、好ましくは260〜340グラム／リ
ットル遊離酸とすべきである。直径0.320インチ、長さ
2.00インチの機械処理した熱圧延棒を用い、過酸化水素
濃度を15グラム／リットルとし硫酸濃度を150〜500グラ
ム／リットル遊離酸の間で変化させた溶液に浸漬して試
験を行った。溶液温度は135゜F、棒温度は400゜F並びに
反応時間は60秒とした。試験棒から化学的にシェービン
グされた銅の厚さを以下の第１表に示す： この範囲の硫酸濃度では酸化第二銅は有効に除去さ
れ、硫酸と酸化第一銅および金属銅との反応性も低いた
め硫酸濃度を増加させても銅棒の表面の品質はほとんど
改良されない。120゜F以下の温度では酸化第二銅を除去
する硫酸の有効性は実質的に低減し、溶液温度について
は比較的低い実用上の限界を与えることとなる。
化学的に圧延し酸洗いした棒の表面品質の測定は、ス
リーダイ捩り試験として公知の捩り試験実施または棒の
光学顕微鏡検査を用いることにより実施した。5/16イン
チ（0.312インチ）の棒に適用するスリーダイ捩り試験
は次のようにして行う： 1.0.312インチの棒の15インチサンプルを用い0.289イン
チ、0.258インチ並びに0.229インチのダイ内で連続的に
延伸する。
リーダイ捩り試験として公知の捩り試験実施または棒の
光学顕微鏡検査を用いることにより実施した。5/16イン
チ（0.312インチ）の棒に適用するスリーダイ捩り試験
は次のようにして行う： 1.0.312インチの棒の15インチサンプルを用い0.289イン
チ、0.258インチ並びに0.229インチのダイ内で連続的に
延伸する。
2.洗浄およびトリミングの後従来の捩り装置を用い約20
rpmで40ポンドの張力負荷をかけ各方向に10回サンプル
を捩る。
rpmで40ポンドの張力負荷をかけ各方向に10回サンプル
を捩る。
3.7段（seven power）立体顕微鏡を用い特にフレーク，
微少痕並びにクラックを見て捩った棒検体の表面を評価
する。
微少痕並びにクラックを見て捩った棒検体の表面を評価
する。
この試験の評価方法は必然的にある程度主観的ではあ
るが、経験豊富な操作員であれば観察結果を許容範囲内
の再現性をもって４乃至５以内の異なる等級に分類し得
る。この試験は製造中に高い頻度で日常的に実施するこ
とができ、品質測定としてのみならず１つもしくはそれ
以上のプロセス変数を再調整して化学的シェービング程
度を増加さえるシグナルとしても使用し得る。前記した
スリーダイ捩り試験では、延伸により影響を受けた面積
の低減は約50％であった。この試験を他の棒寸法に適用
するに際しては、約50％の面積の低減を達成し棒の冷却
作業を十分なものとし以後の延伸圧延操作で棒の特性を
発揮させることが重要である。面積の50％低減にはダイ
の数を変えて影響を与え得るが、スリーダイの使用が便
利にある。ここで企図する種類の機械的捩り試験の変形
が、Wire Jounal International1986年６月、57−67頁
に公表された「銅棒の捩りストレス試験：品質と性能の
表示手段（Torsional stress tests for copper rod:in
dicator of quality and performance）」と題するチ
カ、アダムス並びにカヤクによる記事に記載されてい
る。
るが、経験豊富な操作員であれば観察結果を許容範囲内
の再現性をもって４乃至５以内の異なる等級に分類し得
る。この試験は製造中に高い頻度で日常的に実施するこ
とができ、品質測定としてのみならず１つもしくはそれ
以上のプロセス変数を再調整して化学的シェービング程
度を増加さえるシグナルとしても使用し得る。前記した
スリーダイ捩り試験では、延伸により影響を受けた面積
の低減は約50％であった。この試験を他の棒寸法に適用
するに際しては、約50％の面積の低減を達成し棒の冷却
作業を十分なものとし以後の延伸圧延操作で棒の特性を
発揮させることが重要である。面積の50％低減にはダイ
の数を変えて影響を与え得るが、スリーダイの使用が便
利にある。ここで企図する種類の機械的捩り試験の変形
が、Wire Jounal International1986年６月、57−67頁
に公表された「銅棒の捩りストレス試験：品質と性能の
表示手段（Torsional stress tests for copper rod:in
dicator of quality and performance）」と題するチ
カ、アダムス並びにカヤクによる記事に記載されてい
る。
「POPS」試験として知られ銅棒上の酸化物の厚さを測定
できる電気化学的試験が、Wire Journal1977年４月、50
−570頁に公表された「銅線産業における表面酸化物の
役割とその測定（The role of surface oxide and its
mesurement in the copper wire industry）」と題する
ポップスとヘネシによる記事に記載されている。酸化物
の測定に有用ではあるが、POPS試験では表面平滑性を測
定せず、従ってこれは機械的捩り試験の満足できる代替
ではない。
できる電気化学的試験が、Wire Journal1977年４月、50
−570頁に公表された「銅線産業における表面酸化物の
役割とその測定（The role of surface oxide and its
mesurement in the copper wire industry）」と題する
ポップスとヘネシによる記事に記載されている。酸化物
の測定に有用ではあるが、POPS試験では表面平滑性を測
定せず、従ってこれは機械的捩り試験の満足できる代替
ではない。
光学顕微鏡検査も棒表面の品質を測定するのに用い得
る。しかしながら、顕微鏡サンプルを調製するには相当
な時間が必要であるため、この試験は生産調節方法とし
ては適切ではない。顕微鏡検査は、延伸中に銅粉もしく
は微粉末の原因となる小さなクラックおよびキャビティ
を検出するため600倍で行うべきである。
る。しかしながら、顕微鏡サンプルを調製するには相当
な時間が必要であるため、この試験は生産調節方法とし
ては適切ではない。顕微鏡検査は、延伸中に銅粉もしく
は微粉末の原因となる小さなクラックおよびキャビティ
を検出するため600倍で行うべきである。
本発明のプロセスによれば、たとえ鋳造および圧延装
置が至適レベルに調整維持されていなくとも実質的に酸
化物と表面欠陥とを有さない表面を有する熱圧延銅棒を
確実に製造でき、装置の保守シャットダウンのスケジュ
ール間の時間を長くとれることが理解されよう。
置が至適レベルに調整維持されていなくとも実質的に酸
化物と表面欠陥とを有さない表面を有する熱圧延銅棒を
確実に製造でき、装置の保守シャットダウンのスケジュ
ール間の時間を長くとれることが理解されよう。
用いた用語および表現は記載のための用語として使用
したものであって限定するものではなく、この種の用語
および表現を使用する際は示し記載した特徴もしくはそ
の一部分と均等なものを排除することを意図せず、本発
明の範囲内で種々の設計変更が可能であることは勿論で
ある。
したものであって限定するものではなく、この種の用語
および表現を使用する際は示し記載した特徴もしくはそ
の一部分と均等なものを排除することを意図せず、本発
明の範囲内で種々の設計変更が可能であることは勿論で
ある。
第１図は、連続鋳造し化学的シェービング仕上しかつ酸
洗いし線への延伸に適する銅棒のコイルを生産するのに
必要な工程を示す概略フローダイヤグラムである。 第２図は、研磨試験サンプルからの銅の除去を従来の棒
温度150゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の過酸化水素レ
ベルの関数として示すグラフである。 第３図は、研磨試験サンプルからの銅の除去を昇温した
棒温度275゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の過酸化水素
レベルの関数として示すグラフである。 第４図は、研磨試験サンプルからの銅の除去をさらに昇
温した棒温度425゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の過酸
化水素レベルの関数として示すグラフである。 第５図は、研磨試験サンプルからの銅の除去をなおさら
に昇温した棒温度550゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の
過酸化水素レベルの関数として示すグラフである。 10……シャフト炉、12……装填装置 14……保持炉、16……タンディシュ 18……連続鋳造装置、20……冷却装置 22……ピンチロール 26……棒調製ステーション 28……荒圧延ミルスタンド 30……中間スタンド、32……仕上げミル 34……冷却チューブ、36……コイル機 38……コンベヤ 40……化学的シェービングおよび酸洗い用タンク 42……コンベヤ、44……冷リンスタンク 46……熱リンスタンク、48……コンベヤ 50……被覆またはソープタンク 52……コンベヤ 54……収集包装ステーション
洗いし線への延伸に適する銅棒のコイルを生産するのに
必要な工程を示す概略フローダイヤグラムである。 第２図は、研磨試験サンプルからの銅の除去を従来の棒
温度150゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の過酸化水素レ
ベルの関数として示すグラフである。 第３図は、研磨試験サンプルからの銅の除去を昇温した
棒温度275゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の過酸化水素
レベルの関数として示すグラフである。 第４図は、研磨試験サンプルからの銅の除去をさらに昇
温した棒温度425゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の過酸
化水素レベルの関数として示すグラフである。 第５図は、研磨試験サンプルからの銅の除去をなおさら
に昇温した棒温度550゜Fで標準濃度の硫酸を用いる際の
過酸化水素レベルの関数として示すグラフである。 10……シャフト炉、12……装填装置 14……保持炉、16……タンディシュ 18……連続鋳造装置、20……冷却装置 22……ピンチロール 26……棒調製ステーション 28……荒圧延ミルスタンド 30……中間スタンド、32……仕上げミル 34……冷却チューブ、36……コイル機 38……コンベヤ 40……化学的シェービングおよび酸洗い用タンク 42……コンベヤ、44……冷リンスタンク 46……熱リンスタンク、48……コンベヤ 50……被覆またはソープタンク 52……コンベヤ 54……収集包装ステーション
フロントページの続き (72)発明者 レスター ジェイ ワーナー アメリカ合衆国、テキサス州 79912、 エル パソ、2012 ウェスト ウィンド ドライブ 7049番 (72)発明者 ギルバート モンテス アメリカ合衆国、テキサス州 79935、 エル パソ、ジョージ アーチャー 10829番 (72)発明者 ジョン ティー ファラーロ アメリカ合衆国、テキサス州 79935、 エル パソ、ピントレスコ 1417番 (56)参考文献 特公 昭44−19123（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭58−28352（ＪＰ，Ｂ２) 日本金属学会編 「講座・現代の金属 学製錬編 第２巻 非鉄金属精練」 （昭55−10−１） Ｐ．261
Claims (15)
- 【請求項１】銅線を形成するための延伸または圧延の前
にこれに適した銅棒を製造する方法であって、前記銅棒
が改良された表面平滑性を有すると共に表面酸化物を実
質的に含有しないことを特徴とし、前記方法は、電気精
錬銅陰極の純度に相当する純度を有する銅の溶融浴を作
成し、前記溶融浴を鋳造銅棒に鋳造し、前記鋳造銅棒を
熱圧延して熱圧延銅棒を形成し、前記熱圧延銅棒の温度
を250〜1200゜Fの範囲内に調節し、遊離酸として180〜4
50グラム／リットルの範囲内の濃度に調整された硫酸と
５〜50グラム／リットルの範囲内の濃度に調整された濃
度の安定化過酸化水素とを含有する水溶液中を前記熱圧
延銅棒が通過する時間を調節して化学的にシュービング
仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒を生産し、硫酸と安定
化過酸化水素とを含有する前記水溶液の温度を120/約16
0゜Fの間の範囲に調節し、前記圧延銅棒の前記通過時間
を調節して硫酸と安定化過酸化水素とを含有する前記水
溶液中での反応時間を２秒〜２分の範囲とし、所定の長
さの前記化学的シェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧
延銅棒のサンプルを取出し、前記サンプルについて前記
化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒
の表面平滑性を表示する機械的捩り試験を行い、前記熱
圧延銅棒の温度と前記水溶液中での前記過酸化水素の濃
度と前記水溶液中での前記硫酸の濃度と前記熱圧延銅棒
が前記水溶液中を通過する時間と前記水溶液の温度とか
らなる１つもしくはそれ以上のプロセス変数を調節する
工程からなり、これにより前記化学的にシェービング仕
上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒の表面平滑性を改良する
と共に表面酸化物を実質的に除去する銅棒の製造方法。 - 【請求項２】改良された表面平滑性と表面酸化物を実質
的に含有しないことを特徴とする銅線を形成するための
延伸もしくは圧延の前にこれに適した銅棒を製造する方
法であって、電気精錬銅陰極の純度に相当する純度を有
する銅の溶融浴を作成し、前記溶融浴を鋳造銅棒に鋳造
し、前記鋳造銅棒を熱圧延して熱圧延銅棒を形成し、前
記熱圧延銅棒の温度を250〜500゜Fの範囲内に調節し、
前記熱圧延銅棒を複数のループからなるコイルにコイル
巻きし、前記熱圧延銅棒のループを前記コイルから分離
し、遊離酸として180〜450グラム／リットルの範囲内の
濃度の硫酸と５〜50グラム／リットルの範囲内の濃度に
調整された濃度の安定化過酸化水素とを含有する水溶液
中を前記熱圧延銅棒の分離ループが通過する時間を調節
して化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延
銅棒を生産し、硫酸と安定化過酸化水素とを含有する前
記水溶液の温度を120〜約160゜Fの間の範囲に調節し、
前記熱圧延銅棒の分離ループの前記通過時間を調節して
硫酸と安定化過酸化水素とを含有する前記水溶液中での
反応時間を２秒〜２分の範囲とし、所定の長さの前記化
学的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒の
サンプルを取出し、前記サンプルについて前記化学的に
シェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒の表面平
滑性を表示する機械的捩り試験を行い、前記熱圧延銅棒
の温度と前記水溶液中での前記過酸化水素の濃度と前記
水溶液中での前記硫酸の濃度と前記分離ループが前記水
溶液中を通過する時間と前記水溶液の温度とからなる１
つもしくはそれ以上のプロセス変数を調節する工程から
なり、これにより前記化学的にシェービング仕上しかつ
酸洗いした熱圧延銅棒の表面平滑性を改良すると共に表
面酸化物を実質的に除去する銅棒の製造方法。 - 【請求項３】前記銅の溶融浴を銅棒に連続的に鋳造する
請求項２記載の方法。 - 【請求項４】前記水溶液中での前記過酸化水素の濃度を
15〜28グラム／リットルとする請求項２記載の方法。 - 【請求項５】前記水溶液中での前記硫酸の濃度を遊離酸
として260〜340グラム／リットルとする請求項２記載の
方法。 - 【請求項６】前記水溶液の温度を120〜140゜Fの範囲内
とする請求項２記載の方法。 - 【請求項７】前記機械的捩り試験をスリー（three）−
ダイ捩り試験とする請求項２記載の方法。 - 【請求項８】銅線を形成するための延伸または圧延の前
にこれに適した銅棒を製造する方法であって、前記銅棒
が改良された表面平滑性を有すると共に表面酸化物を実
質的に含有しないことを特徴とし、電気精錬銅陰極の純
度に相当する純度を有する銅の溶融浴を作成し、前記溶
融浴を鋳造銅棒に連続的に鋳造し、前記連続鋳造銅棒を
熱圧延して熱圧延銅棒を形成し、前記熱圧延銅棒を複数
のループからなるコイルにコイル巻きし、前記連続鋳造
熱圧延銅棒のループを前記コイルから分離し、前記銅ル
ープの温度を250〜500゜Fの範囲内に調節し、遊離酸と
して260〜340グラム／リットルの範囲の濃度の硫酸と15
〜28グラム／リットルの範囲内に調整された濃度の安定
化過酸化水素とを含有する水溶液中を前記連続鋳造熱圧
延銅ループの分離ループが通過する時間を調節して化学
的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒を生
産し、硫酸と安定化過酸化水素とを含有する前記水溶液
の温度を120〜140゜Fの間の範囲に調節し、前記熱圧延
銅棒の分離ループの前記通過時間を調節して硫酸と安定
化過酸化水素とを含有する前記水溶液中での反応時間を
２秒〜２分の範囲とし、所定の長さの前記化学的にシェ
ービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒のサンプルを
取出し、前記サンプルについて前記化学的シェービング
仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒の表面平滑性を表示す
る機械的捩り試験を行い、前記熱圧延銅棒の温度と前記
水溶液中での前記過酸化水素の濃度と前記水溶液中での
硫酸の濃度と前記分離ループが前記水溶液中を通過する
時間と前記水溶液の温度とからなる１つもしくはそれ以
上のプロセス変数を調節する工程からなり、これにより
前記化学的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延
銅棒の表面平滑性を改良すると共に表面酸化物を実質的
に除去する銅棒の製造方法。 - 【請求項９】請求項１記載の方法により作成する化学的
にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒。 - 【請求項１０】請求項２記載の方法により作成する化学
的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒。 - 【請求項１１】請求項３記載の方法により作成する化学
的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒。 - 【請求項１２】請求項４記載の方法により作成する化学
的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒。 - 【請求項１３】請求項５記載の方法により作成する化学
的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒。 - 【請求項１４】請求項６記載の方法により作成する化学
的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒。 - 【請求項１５】請求項８記載の方法により作成する化学
的にシェービング仕上しかつ酸洗いした熱圧延銅棒。
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