JP3235237B2 - シャフト炉を用いたｐ含有低酸素銅の製法 - Google Patents
シャフト炉を用いたｐ含有低酸素銅の製法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＰ含有低酸素銅の製法に
関し、詳細には、シャフト炉→保持炉（酸化処理）→移
湯樋による連続移送→鋳造を含めた一連の工程でＰ含有
低酸素銅を製造する方法に関するものである。
関し、詳細には、シャフト炉→保持炉（酸化処理）→移
湯樋による連続移送→鋳造を含めた一連の工程でＰ含有
低酸素銅を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】銅系製品はその組成により純銅系と銅合
金系に大別されており、純銅系はＪＩＳ規格により酸素
含有量で次の３種に分類される。 無酸素銅：酸素量１０ｐｐｍ以下 Ｐ脱酸銅：酸素量２０〜５０ｐｐｍ タフピッチ銅：酸素量２５０〜３５０ｐｐｍ
金系に大別されており、純銅系はＪＩＳ規格により酸素
含有量で次の３種に分類される。 無酸素銅：酸素量１０ｐｐｍ以下 Ｐ脱酸銅：酸素量２０〜５０ｐｐｍ タフピッチ銅：酸素量２５０〜３５０ｐｐｍ
【０００３】このうち無酸素銅は最も高純度であり、熱
伝導度や電気伝導度において最良のものであるが、強度
不足であるため汎用性に問題がある。そこで強度不足の
問題を解消するため、無酸素銅に少量のＰを含有させた
ものが市販されている。即ちＰは、無酸素銅の熱的・電
気的特性をあまり変化させることなく強度を高める作用
を有しているからである。
伝導度や電気伝導度において最良のものであるが、強度
不足であるため汎用性に問題がある。そこで強度不足の
問題を解消するため、無酸素銅に少量のＰを含有させた
ものが市販されている。即ちＰは、無酸素銅の熱的・電
気的特性をあまり変化させることなく強度を高める作用
を有しているからである。
【０００４】Ｐ含有無酸素銅の製法として現在実用化さ
れているのは、真空炉や雰囲気(H2,CO等の還元性ガス）
炉を用いて無酸素銅を溶製し、これに必要量のＰを添加
する方法であり、無酸素銅製造設備が不可欠となる。
れているのは、真空炉や雰囲気(H2,CO等の還元性ガス）
炉を用いて無酸素銅を溶製し、これに必要量のＰを添加
する方法であり、無酸素銅製造設備が不可欠となる。
【０００５】Ｐ含有無酸素銅の他の製法として上記の
Ｐ脱酸銅を使用する方法も考えられるが、Ｐ脱酸銅は以
下に詳述する如く無酸素銅に比べて酸素含有率が高く
（酸素量：２０〜５０ｐｐｍ）、これをＰ含有無酸素銅
として実用可能にするには、酸素量を１０ｐｐｍレベル
以下に低減する必要がある。
Ｐ脱酸銅を使用する方法も考えられるが、Ｐ脱酸銅は以
下に詳述する如く無酸素銅に比べて酸素含有率が高く
（酸素量：２０〜５０ｐｐｍ）、これをＰ含有無酸素銅
として実用可能にするには、酸素量を１０ｐｐｍレベル
以下に低減する必要がある。
【０００６】即ちＰ脱酸銅は、電気銅地金もしくはこれ
を純銅系屑を原料としてシャフト炉を用いて還元性雰囲
気で溶解し、その後必要により保持炉を経て鋳造する際
に、保持炉以降・鋳造前の段階でＰを添加することによ
り脱酸を行なうが、このＰ脱酸処理によって達成し得る
酸素レベルは２０〜４０ｐｐｍで十分とされており、無
酸素銅レベル（酸素量：１０ｐｐｍ以下）までの脱酸は
行なわれていない。通常の無酸素銅製造設備には、極低
酸素レベルまでの脱酸を可能にするため真空炉或はＨ2
やＣＯ等の気体還元炉等の如く脱酸を高度に進めるため
の専用設備が設けられているが、Ｐ脱酸銅製造設備には
この様な専用設備が付設されていないので、Ｐ脱酸銅製
造設備をＰ含有無酸素銅の製造に有効に活用するには、
その製造ライン内でＰ脱酸銅の酸素量を無酸素銅レベル
まで低減する技術を確立しなければならない。
を純銅系屑を原料としてシャフト炉を用いて還元性雰囲
気で溶解し、その後必要により保持炉を経て鋳造する際
に、保持炉以降・鋳造前の段階でＰを添加することによ
り脱酸を行なうが、このＰ脱酸処理によって達成し得る
酸素レベルは２０〜４０ｐｐｍで十分とされており、無
酸素銅レベル（酸素量：１０ｐｐｍ以下）までの脱酸は
行なわれていない。通常の無酸素銅製造設備には、極低
酸素レベルまでの脱酸を可能にするため真空炉或はＨ2
やＣＯ等の気体還元炉等の如く脱酸を高度に進めるため
の専用設備が設けられているが、Ｐ脱酸銅製造設備には
この様な専用設備が付設されていないので、Ｐ脱酸銅製
造設備をＰ含有無酸素銅の製造に有効に活用するには、
その製造ライン内でＰ脱酸銅の酸素量を無酸素銅レベル
まで低減する技術を確立しなければならない。
【０００７】またＰ脱酸銅では、脱酸に用いたＰが１０
〜２０ｐｐｍ程度混入してくるが、Ｐ含有低酸素銅では
約２０ｐｐｍ以上のＰが要求されることもあるので、場
合によってはＰ含有量を積極的に高める方策も考慮しな
ければならない。
〜２０ｐｐｍ程度混入してくるが、Ｐ含有低酸素銅では
約２０ｐｐｍ以上のＰが要求されることもあるので、場
合によってはＰ含有量を積極的に高める方策も考慮しな
ければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、シャ
フト炉を備えた従来のＰ脱酸銅製造設備を活用し、酸素
量１０ｐｐｍ以下、Ｐ含有量１０〜１４０ｐｐｍといっ
たＰ含有低酸素銅を生産性良く製造することのできる技
術を確立しようとするものである。
情に着目してなされたものであって、その目的は、シャ
フト炉を備えた従来のＰ脱酸銅製造設備を活用し、酸素
量１０ｐｐｍ以下、Ｐ含有量１０〜１４０ｐｐｍといっ
たＰ含有低酸素銅を生産性良く製造することのできる技
術を確立しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係るＰ含有低酸素銅の製法とは、電気
銅地金もしくはこれと純銅系屑を原料として、これらを
シャフト炉により還元性雰囲気で溶解し、該溶湯を移湯
樋を通して連続的に鋳型へ供給することとし、該移湯樋
においてＰ含有量を調整すると共に、該溶湯を固体還元
剤で還元し、該溶湯中に不活性ガスを吹込んで溶湯を撹
拌しながら脱酸するところに要旨を有するものである。
このとき、シャフト炉で得た溶湯を保持炉で酸化処理
（精錬）し、水素をはじめとする酸化性不純元素を除去
してから移湯樋へ送り、Ｐ含有量の調整および脱酸処理
を行なえば、一層高品質のＰ含有低酸素銅を得ることが
できる。また上記においては、最終的に得られるＰ含有
酸素銅中のＰ含有量を調整することによって、Ｐ含有に
よる障害を殆ど生じることなくその添加効果（特に高強
度化）を有効に発揮させることができる。
のできた本発明に係るＰ含有低酸素銅の製法とは、電気
銅地金もしくはこれと純銅系屑を原料として、これらを
シャフト炉により還元性雰囲気で溶解し、該溶湯を移湯
樋を通して連続的に鋳型へ供給することとし、該移湯樋
においてＰ含有量を調整すると共に、該溶湯を固体還元
剤で還元し、該溶湯中に不活性ガスを吹込んで溶湯を撹
拌しながら脱酸するところに要旨を有するものである。
このとき、シャフト炉で得た溶湯を保持炉で酸化処理
（精錬）し、水素をはじめとする酸化性不純元素を除去
してから移湯樋へ送り、Ｐ含有量の調整および脱酸処理
を行なえば、一層高品質のＰ含有低酸素銅を得ることが
できる。また上記においては、最終的に得られるＰ含有
酸素銅中のＰ含有量を調整することによって、Ｐ含有に
よる障害を殆ど生じることなくその添加効果（特に高強
度化）を有効に発揮させることができる。
【００１０】
【作用】本発明では、元々不純物含量の少ない電気銅地
金もしくはこれと純銅系屑を原料とし、これをシャフト
炉により還元性雰囲気で溶解した後、通常はこの溶湯を
一旦保持炉へ送り、該保持炉から移湯樋を通して連続的
に鋳型へ供給して鋳造を行なう際に、該移湯樋上でＰ含
有量を調整すると共に、無酸素銅の酸素量レベルまでの
脱酸を連続的に行なってＰ含有低酸素銅が得られる様に
したものであり、これにより、シャフト炉を用いたＰ脱
酸銅製造設備をうまく活用してＰ含有低酸素銅を効率良
く製造することを可能にしたものである。従って本発明
では、移湯樋上で無酸素銅の酸素レベルまで脱酸を行な
うところに最大の特徴があるので、以下この脱酸工程を
主体にして説明を進める。
金もしくはこれと純銅系屑を原料とし、これをシャフト
炉により還元性雰囲気で溶解した後、通常はこの溶湯を
一旦保持炉へ送り、該保持炉から移湯樋を通して連続的
に鋳型へ供給して鋳造を行なう際に、該移湯樋上でＰ含
有量を調整すると共に、無酸素銅の酸素量レベルまでの
脱酸を連続的に行なってＰ含有低酸素銅が得られる様に
したものであり、これにより、シャフト炉を用いたＰ脱
酸銅製造設備をうまく活用してＰ含有低酸素銅を効率良
く製造することを可能にしたものである。従って本発明
では、移湯樋上で無酸素銅の酸素レベルまで脱酸を行な
うところに最大の特徴があるので、以下この脱酸工程を
主体にして説明を進める。
【００１１】前述の如くシャフト炉を用いた従来のＰ脱
酸銅製造工程では、脱酸剤としてＰを添加することによ
り溶湯中の酸素をＰ2 Ｏ5 として除去される。このとき
溶湯中にはＰの一部が混入するので、Ｐは脱酸剤として
作用するだけでなく、強度向上のためのＰ源としても有
効に活用される。ところがこのＰ脱酸法で達成すること
のできる酸素含有量はせいぜい２０〜４０ｐｐｍまでで
あり、無酸素銅に求められる１０ｐｐｍ以下の酸素量を
達成することはできない。
酸銅製造工程では、脱酸剤としてＰを添加することによ
り溶湯中の酸素をＰ2 Ｏ5 として除去される。このとき
溶湯中にはＰの一部が混入するので、Ｐは脱酸剤として
作用するだけでなく、強度向上のためのＰ源としても有
効に活用される。ところがこのＰ脱酸法で達成すること
のできる酸素含有量はせいぜい２０〜４０ｐｐｍまでで
あり、無酸素銅に求められる１０ｐｐｍ以下の酸素量を
達成することはできない。
【００１２】そこで移湯樋を用いた移湯過程で酸素量を
１０ｐｐｍレベル以下に低減することのできる方法を確
立すべく研究を進めた。そして先ず、鉄鋼材よりなる溶
湯の還元法として汎用されている固体還元剤（木炭粉
等）を使用し、これを移湯樋を流れる銅溶湯に添加する
ことによって脱酸する方法を試みた。即ち鉄鋼溶湯に固
体還元剤を添加して該溶湯を撹拌すると、溶湯中の酸素
は下記の反応によってＣＯ2 となった後、更にＣと反応
してＣＯとなり、 Ｏ2 ＋Ｃ→ＣＯ2 ＣＯ2 ＋Ｃ→２ＣＯ↑ 生成したＣＯは順次溶鋼表面で溶鋼熱により燃焼して上
方空間へ放散されていく。即ち溶湯中の酸素は、固体還
元剤との反応によりＣＯ2 からＣＯに変化して順次放散
されていくため、比較的短時間の内に酸素量は急速に低
減する。
１０ｐｐｍレベル以下に低減することのできる方法を確
立すべく研究を進めた。そして先ず、鉄鋼材よりなる溶
湯の還元法として汎用されている固体還元剤（木炭粉
等）を使用し、これを移湯樋を流れる銅溶湯に添加する
ことによって脱酸する方法を試みた。即ち鉄鋼溶湯に固
体還元剤を添加して該溶湯を撹拌すると、溶湯中の酸素
は下記の反応によってＣＯ2 となった後、更にＣと反応
してＣＯとなり、 Ｏ2 ＋Ｃ→ＣＯ2 ＣＯ2 ＋Ｃ→２ＣＯ↑ 生成したＣＯは順次溶鋼表面で溶鋼熱により燃焼して上
方空間へ放散されていく。即ち溶湯中の酸素は、固体還
元剤との反応によりＣＯ2 からＣＯに変化して順次放散
されていくため、比較的短時間の内に酸素量は急速に低
減する。
【００１３】ところが銅溶湯の脱酸状況は、上記鉄鋼溶
湯の脱酸状況とはかなり異なっている。すなわち、銅溶
湯中のガス成分を分圧平衡法により調べた結果による
と、Ｃ＋Ｏ2 →ＣＯ2 への反応は速やかに進行するが、
ＣＯ2 ＋Ｃ→２ＣＯの反応は非常に遅く、銅溶湯中には
多量のＣＯ2 が溶存していることが明らかとなった。こ
れは銅溶湯へのＣＯ2 の溶解度が高いためと思われ、こ
のため固体還元剤を用いた銅溶湯の脱酸は、数千〜数万
ｐｐｍといった高酸素レベルから数百ｐｐｍの酸素量ま
で脱酸処理には有効であるが、それ以上の脱酸に利用す
ることはできず、従って１０ｐｐｍ以下が到達目標酸素
レベルである本発明には適用できない。
湯の脱酸状況とはかなり異なっている。すなわち、銅溶
湯中のガス成分を分圧平衡法により調べた結果による
と、Ｃ＋Ｏ2 →ＣＯ2 への反応は速やかに進行するが、
ＣＯ2 ＋Ｃ→２ＣＯの反応は非常に遅く、銅溶湯中には
多量のＣＯ2 が溶存していることが明らかとなった。こ
れは銅溶湯へのＣＯ2 の溶解度が高いためと思われ、こ
のため固体還元剤を用いた銅溶湯の脱酸は、数千〜数万
ｐｐｍといった高酸素レベルから数百ｐｐｍの酸素量ま
で脱酸処理には有効であるが、それ以上の脱酸に利用す
ることはできず、従って１０ｐｐｍ以下が到達目標酸素
レベルである本発明には適用できない。
【００１４】そこで銅溶湯中に溶存しているＣＯ2 を効
率良く除去して酸素含量を１０ｐｐｍレベル以下にまで
低減させるべく更に研究を進めた結果、銅溶湯内に不活
性ガスを吹込み、この不活性ガス気泡内に溶湯中のＣＯ
2 を拡散移行させてから該ガス気泡と共に溶湯表面に浮
上させる方法を採用すれば、銅溶湯が移湯樋を移送され
る比較的短時間の内に酸素量を１０ｐｐｍ以下に低減し
得ることが分かった。
率良く除去して酸素含量を１０ｐｐｍレベル以下にまで
低減させるべく更に研究を進めた結果、銅溶湯内に不活
性ガスを吹込み、この不活性ガス気泡内に溶湯中のＣＯ
2 を拡散移行させてから該ガス気泡と共に溶湯表面に浮
上させる方法を採用すれば、銅溶湯が移湯樋を移送され
る比較的短時間の内に酸素量を１０ｐｐｍ以下に低減し
得ることが分かった。
【００１５】またこの不活性ガス吹込みは、回転ノズル
を用いて行ない、その回転により溶湯を撹拌して不活性
ガスを樋内の銅溶湯全体に行き渡らせると共に、その回
転によりノズル先端部で吹込みガス気泡を剪断して該気
泡を微細化してやれば、不活性ガス気泡の表面積拡大に
よってＣＯ2 捕捉効果が高められ、脱酸を一層効率良く
進め得ることが分かった。そしてこうした不活性ガス吹
込みノズルの回転による脱酸促進効果は、該吹込みノズ
ルを、先端開口部の周速度が１２０ｍ／分、より好まし
くは３００ｍ／分、更に好ましくは４００ｍ／分以上と
なる様に回転させることによって確実に発揮されること
が確認された。しかもこの様な条件設定の下では、銅溶
湯中に含まれる他のガス成分、例えば水素等も微細な不
活性ガス気泡に拡散捕捉されて効率良く除去されるので
好ましい。
を用いて行ない、その回転により溶湯を撹拌して不活性
ガスを樋内の銅溶湯全体に行き渡らせると共に、その回
転によりノズル先端部で吹込みガス気泡を剪断して該気
泡を微細化してやれば、不活性ガス気泡の表面積拡大に
よってＣＯ2 捕捉効果が高められ、脱酸を一層効率良く
進め得ることが分かった。そしてこうした不活性ガス吹
込みノズルの回転による脱酸促進効果は、該吹込みノズ
ルを、先端開口部の周速度が１２０ｍ／分、より好まし
くは３００ｍ／分、更に好ましくは４００ｍ／分以上と
なる様に回転させることによって確実に発揮されること
が確認された。しかもこの様な条件設定の下では、銅溶
湯中に含まれる他のガス成分、例えば水素等も微細な不
活性ガス気泡に拡散捕捉されて効率良く除去されるので
好ましい。
【００１６】従って本発明で使用する不活性ガス吹込み
ノズルとしては、その回転により吹込みガス気泡が微細
化すると共に、溶湯を撹拌して該微細気泡を溶湯全体に
拡散せしめ得る様な構造のものが好ましく、たとえば図
２（Ａ），（Ｂ）に示す様な先端構造のものが用いられ
る。即ち図２（Ａ）はノズル先端部を下方から見た図、
図２（Ｂ）は先端部の縦断面図であり、ノズル先端を十
字状に形成すると共にその下面側にスリットＳを設け、
その回転により撹拌力が生じると共に、吹込みガスが回
転による剪断力によって分断され微細化される様に構成
されている。
ノズルとしては、その回転により吹込みガス気泡が微細
化すると共に、溶湯を撹拌して該微細気泡を溶湯全体に
拡散せしめ得る様な構造のものが好ましく、たとえば図
２（Ａ），（Ｂ）に示す様な先端構造のものが用いられ
る。即ち図２（Ａ）はノズル先端部を下方から見た図、
図２（Ｂ）は先端部の縦断面図であり、ノズル先端を十
字状に形成すると共にその下面側にスリットＳを設け、
その回転により撹拌力が生じると共に、吹込みガスが回
転による剪断力によって分断され微細化される様に構成
されている。
【００１７】ところで、上記不活性ガス吹込みによる還
元を行なうに当たり、その前工程でＰ脱酸処理を行なっ
ていない場合、あるいは後述する如く保持炉で精錬のた
めの酸化処理を行なった場合の様に、銅溶湯中の酸素含
有量が１０００ｐｐｍを超える多量である場合でも、木
炭等の固体還元剤粉末の添加を併用し、Ｃによる脱酸反
応を平行して行なえばよい。また固体還元剤を併用して
脱酸を行なう場合、固体還元剤粉末を溶湯表面に添加す
る方法のほか、移湯樋内面に固体還元剤を内張りしたり
板状固体還元剤を固定して銅溶湯と接触させる方法等を
採用することもできる。
元を行なうに当たり、その前工程でＰ脱酸処理を行なっ
ていない場合、あるいは後述する如く保持炉で精錬のた
めの酸化処理を行なった場合の様に、銅溶湯中の酸素含
有量が１０００ｐｐｍを超える多量である場合でも、木
炭等の固体還元剤粉末の添加を併用し、Ｃによる脱酸反
応を平行して行なえばよい。また固体還元剤を併用して
脱酸を行なう場合、固体還元剤粉末を溶湯表面に添加す
る方法のほか、移湯樋内面に固体還元剤を内張りしたり
板状固体還元剤を固定して銅溶湯と接触させる方法等を
採用することもできる。
【００１８】またＰ含有量の調整は、不活性ガス吹込み
による上記脱酸の前・後任意の時期に行なうことがで
き、最も簡単なのは目標Ｐ含量に応じた量のＰをＣｕ−
Ｐとして添加する方法である。また不活性ガス吹込み脱
酸の前にＰ脱酸を実施した場合は、原料にもよるが脱酸
に用いるＰの量によっては銅溶湯内に１０ｐｐｍ以下程
度のＰが混入してくる。従って得られるＰ含有低酸素銅
の目標Ｐ含有量がこの値未満であるときは、Ｐ脱酸処理
後のＰ含有量が目標Ｐ量を超えない様にＰ添加量を少な
めに抑えるべきである。このとき、Ｐ脱酸の為のＰ源と
してＣｕ−Ｐを用いることも勿論可能である。またＰ含
有量を更に低減したい場合、移湯樋上で脱Ｐを行なうこ
とはむつかしいので、溶製原料段階で電気銅地金の配合
比率を高めること等によりＰ含有量を抑えることが望ま
れる。
による上記脱酸の前・後任意の時期に行なうことがで
き、最も簡単なのは目標Ｐ含量に応じた量のＰをＣｕ−
Ｐとして添加する方法である。また不活性ガス吹込み脱
酸の前にＰ脱酸を実施した場合は、原料にもよるが脱酸
に用いるＰの量によっては銅溶湯内に１０ｐｐｍ以下程
度のＰが混入してくる。従って得られるＰ含有低酸素銅
の目標Ｐ含有量がこの値未満であるときは、Ｐ脱酸処理
後のＰ含有量が目標Ｐ量を超えない様にＰ添加量を少な
めに抑えるべきである。このとき、Ｐ脱酸の為のＰ源と
してＣｕ−Ｐを用いることも勿論可能である。またＰ含
有量を更に低減したい場合、移湯樋上で脱Ｐを行なうこ
とはむつかしいので、溶製原料段階で電気銅地金の配合
比率を高めること等によりＰ含有量を抑えることが望ま
れる。
【００１９】いずれにしても本発明では、Ｐを積極的に
含有させることによって強度向上を図るところに一つの
目的があり、こうしたＰの含有効果を有効に発揮させる
には、鋳造物としてＰ含有量を１０ｐｐｍ以上とすべき
であるが、多過ぎると脆化の原因になるので、１４０ｐ
ｐｍ以下に抑えるのがよい。
含有させることによって強度向上を図るところに一つの
目的があり、こうしたＰの含有効果を有効に発揮させる
には、鋳造物としてＰ含有量を１０ｐｐｍ以上とすべき
であるが、多過ぎると脆化の原因になるので、１４０ｐ
ｐｍ以下に抑えるのがよい。
【００２０】ところで本発明ではシャフト炉溶解原料と
して元々高純度の電気銅地金や純銅系屑を使用するの
で、移湯樋での上記脱酸に先立って精錬等の処理は特に
不要であるが、原料事情やシャフト炉溶解条件等によっ
ては若干量の不純物元素が混入したり、あるいは水素が
含まれてくることもある。この様な場合は、シャフト炉
で溶解した銅溶湯を一旦保持炉に溜め、この部分で固体
酸化剤（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ等）や気体酸化剤（空気や酸
素等）を用いて精錬し、酸化性不純物や水素を低減する
ことが望まれる。
して元々高純度の電気銅地金や純銅系屑を使用するの
で、移湯樋での上記脱酸に先立って精錬等の処理は特に
不要であるが、原料事情やシャフト炉溶解条件等によっ
ては若干量の不純物元素が混入したり、あるいは水素が
含まれてくることもある。この様な場合は、シャフト炉
で溶解した銅溶湯を一旦保持炉に溜め、この部分で固体
酸化剤（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ等）や気体酸化剤（空気や酸
素等）を用いて精錬し、酸化性不純物や水素を低減する
ことが望まれる。
【００２１】たとえば無酸素銅の水素含有量は１ｐｐｍ
程度未満に抑えることが望まれており、本願発明に係る
Ｐ含有低酸素銅においても水素含有量を１ｐｐｍ程度未
満に低減するのがよい。そして本発明によれば、前述の
如く移湯樋での不活性ガス吹込みによる脱酸工程で、銅
溶湯中の水素も微細化された不活性ガス気泡に拡散捕集
されて同時に除去される。しかし銅溶湯中に多量の水素
が含まれている場合は、移湯樋での処理に先立って保持
炉で上記の精錬（酸化）処理を行なえば、この時点で大
部分の水素が除去されるので、移湯樋での水素除去に要
する時間が短縮され、極低水素量のＰ含有低酸素銅を得
ることができる。この場合、精錬工程で銅溶湯中に多量
の酸素が取り込まれるので、移湯樋での脱酸工程では不
活性ガス吹込みと固体還元剤の添加を併用することが望
まれる。
程度未満に抑えることが望まれており、本願発明に係る
Ｐ含有低酸素銅においても水素含有量を１ｐｐｍ程度未
満に低減するのがよい。そして本発明によれば、前述の
如く移湯樋での不活性ガス吹込みによる脱酸工程で、銅
溶湯中の水素も微細化された不活性ガス気泡に拡散捕集
されて同時に除去される。しかし銅溶湯中に多量の水素
が含まれている場合は、移湯樋での処理に先立って保持
炉で上記の精錬（酸化）処理を行なえば、この時点で大
部分の水素が除去されるので、移湯樋での水素除去に要
する時間が短縮され、極低水素量のＰ含有低酸素銅を得
ることができる。この場合、精錬工程で銅溶湯中に多量
の酸素が取り込まれるので、移湯樋での脱酸工程では不
活性ガス吹込みと固体還元剤の添加を併用することが望
まれる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、シ
ャフト炉溶解設備を有効に活用し、あるいはＰ脱酸銅を
原料として使用し、移湯樋で不活性ガス吹込みによるガ
ス成分の拡散捕捉と固形脱酸剤添加を併用し、且つＰ含
有量を調整することにより、熱的・電気的特性および強
度特性に優れたＰ含有低酸素銅を効率良く製造し得るこ
とになった。
ャフト炉溶解設備を有効に活用し、あるいはＰ脱酸銅を
原料として使用し、移湯樋で不活性ガス吹込みによるガ
ス成分の拡散捕捉と固形脱酸剤添加を併用し、且つＰ含
有量を調整することにより、熱的・電気的特性および強
度特性に優れたＰ含有低酸素銅を効率良く製造し得るこ
とになった。
【００２３】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更して実施することも勿論可能であり、そ
れらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更して実施することも勿論可能であり、そ
れらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２４】図１に略示する装置を使用し、下記実施例
１，２に示す条件でＰ含有低酸素銅の溶製と鋳造を行な
った。図１において１はシャフト炉、２は保持炉、３は
移湯樋、４は連続鋳造装置を示す。
１，２に示す条件でＰ含有低酸素銅の溶製と鋳造を行な
った。図１において１はシャフト炉、２は保持炉、３は
移湯樋、４は連続鋳造装置を示す。
【００２５】シャフト炉１上部から電気銅地金と純銅系
屑（溶製原料）を装入し、シャフト炉１から出湯される
銅溶湯を一旦保持炉２に溜めた後、引き続いて移湯樋３
を経て連続鋳造装置４へ送る。移湯樋３には、図２に示
した様な回転式の不活性ガス吹込みノズル５を浸漬配置
して該ノズル５を回転させながら不活性ガス（Ａｒ）を
微細気泡として吹込むと共に、溶湯を撹拌することによ
って該気泡を溶湯全体に拡散せしめ、また湯面には固体
還元剤（木炭）粉末６を散布する。そして該移湯樋３の
適所で銅溶湯をサンプリングしてＰ含有量を測定し、得
られるＰ含有低酸素銅の目標Ｐ含有量に対して不足分の
ＰをＣｕ−Ｐとして添加することにより、Ｐ含有量を調
整した。
屑（溶製原料）を装入し、シャフト炉１から出湯される
銅溶湯を一旦保持炉２に溜めた後、引き続いて移湯樋３
を経て連続鋳造装置４へ送る。移湯樋３には、図２に示
した様な回転式の不活性ガス吹込みノズル５を浸漬配置
して該ノズル５を回転させながら不活性ガス（Ａｒ）を
微細気泡として吹込むと共に、溶湯を撹拌することによ
って該気泡を溶湯全体に拡散せしめ、また湯面には固体
還元剤（木炭）粉末６を散布する。そして該移湯樋３の
適所で銅溶湯をサンプリングしてＰ含有量を測定し、得
られるＰ含有低酸素銅の目標Ｐ含有量に対して不足分の
ＰをＣｕ−Ｐとして添加することにより、Ｐ含有量を調
整した。
【００２６】実施例１ 下記の条件でＰ含有低酸素銅の溶製と鋳造を行なった。 （溶製原料）：電気銅地金（５０％）＋Ｐ脱酸銅屑（５
０％） （処理条件）： シャフト炉溶解：１５トン／時間、１２５０℃ 保持炉 ：２０トン容量、１２５０℃、ＬＮＧ焚
き 移湯樋 ：加熱源なしで移湯、１５トン／時間 固体還元剤（木炭粉、２０ｋｇ／トン、湯面添加） 不活性ガス吹込み：ノズル半径１０ｃｍφ、回転数６０
０ｒｐｍ（周速度：３７０ｍ／分）、４０Ｎリットル／
分でＡｒ吹込み Ｐ量調整 ：溶湯分析で不足分をＣｕ−Ｐとして添
加 （鋳造）：半連続鋳造、３００ｍｍφビレット、４本取
り 得られた鋳造品の品質は下記の通りであり、Ｐ含有低酸
素銅としての品質を十分に満たすものであった。 （品質） Ｐ：３０ｐｐｍ、Ｏ2 ：０．１ｐｐｍ以下、Ｈ2 ：０．
３ｐｐｍ以下 Ｎ2:０．１ｐｐｍ以下、ＣＯ2:０．１ｐｐｍ以下、Ｃ
Ｏ：０．１ｐｐｍ以下
０％） （処理条件）： シャフト炉溶解：１５トン／時間、１２５０℃ 保持炉 ：２０トン容量、１２５０℃、ＬＮＧ焚
き 移湯樋 ：加熱源なしで移湯、１５トン／時間 固体還元剤（木炭粉、２０ｋｇ／トン、湯面添加） 不活性ガス吹込み：ノズル半径１０ｃｍφ、回転数６０
０ｒｐｍ（周速度：３７０ｍ／分）、４０Ｎリットル／
分でＡｒ吹込み Ｐ量調整 ：溶湯分析で不足分をＣｕ−Ｐとして添
加 （鋳造）：半連続鋳造、３００ｍｍφビレット、４本取
り 得られた鋳造品の品質は下記の通りであり、Ｐ含有低酸
素銅としての品質を十分に満たすものであった。 （品質） Ｐ：３０ｐｐｍ、Ｏ2 ：０．１ｐｐｍ以下、Ｈ2 ：０．
３ｐｐｍ以下 Ｎ2:０．１ｐｐｍ以下、ＣＯ2:０．１ｐｐｍ以下、Ｃ
Ｏ：０．１ｐｐｍ以下
【００２７】実施例２ 下記の条件でＰ含有低酸素銅の溶製と鋳造を行なった。 （溶製原料）：電気銅地金（９０％）＋Ｐ脱酸銅屑（１
０％） （処理条件）： シャフト炉溶解：１５トン／時間、１２５０℃ 保持炉 ：２０トン容量、１２５０℃、ＬＮＧ焚
き 精錬（酸化）処理：空気吹込み又はＣｕＯ添加により、
溶湯中のＯ2 量を５０ｐｐｍから１０００ｐｐｍに増大
し、それにより溶湯中のＨ2 量を２．０ｐｐｍから０．
３ｐｐｍに低減した。 移湯樋 ：加熱源なしで移湯、１５トン／時間 固体還元剤（木炭粉、２０ｋｇ／トン、湯面添加） 不活性ガス吹込み：ノズル半径１０ｃｍφ、回転数６０
０ｒｐｍ（周速度：３７０ｍ／分）、４０Ｎリットル／
分でＡｒ吹込み Ｐ量調整 ：溶湯分析で不足分をＣｕ−Ｐとして添
加 得られた鋳造品の品質は下記の通りであり、Ｐ含有低酸
素銅としての品質を十分に満たすものであった。 （品質） Ｐ：１０ｐｐｍ、Ｏ2 ：０．１ｐｐｍ以下、Ｈ2 ：０．
３ｐｐｍ以下 Ｎ2:０．１ｐｐｍ以下、ＣＯ2:０．１ｐｐｍ以下、Ｃ
Ｏ：０．１ｐｐｍ以下
０％） （処理条件）： シャフト炉溶解：１５トン／時間、１２５０℃ 保持炉 ：２０トン容量、１２５０℃、ＬＮＧ焚
き 精錬（酸化）処理：空気吹込み又はＣｕＯ添加により、
溶湯中のＯ2 量を５０ｐｐｍから１０００ｐｐｍに増大
し、それにより溶湯中のＨ2 量を２．０ｐｐｍから０．
３ｐｐｍに低減した。 移湯樋 ：加熱源なしで移湯、１５トン／時間 固体還元剤（木炭粉、２０ｋｇ／トン、湯面添加） 不活性ガス吹込み：ノズル半径１０ｃｍφ、回転数６０
０ｒｐｍ（周速度：３７０ｍ／分）、４０Ｎリットル／
分でＡｒ吹込み Ｐ量調整 ：溶湯分析で不足分をＣｕ−Ｐとして添
加 得られた鋳造品の品質は下記の通りであり、Ｐ含有低酸
素銅としての品質を十分に満たすものであった。 （品質） Ｐ：１０ｐｐｍ、Ｏ2 ：０．１ｐｐｍ以下、Ｈ2 ：０．
３ｐｐｍ以下 Ｎ2:０．１ｐｐｍ以下、ＣＯ2:０．１ｐｐｍ以下、Ｃ
Ｏ：０．１ｐｐｍ以下
【図１】実施例で用いたＰ含有低酸素銅の製造装置を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】本発明で使用される不活性ガス吹込みノズルの
好ましい例を示す説明図である。
好ましい例を示す説明図である。
１ シャフト炉 ２ 保持炉 ３ 移湯樋 ４ 鋳造装置 ５ 不活性ガス吹込みノズル ６ 固体還元剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 基浩 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (72)発明者 横地 克洋 神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神 戸製鋼所 秦野工場内 (72)発明者 和田 孝憲 神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神 戸製鋼所 秦野工場内 (72)発明者 熊谷 啓一 神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神 戸製鋼所 秦野工場内 (56)参考文献 特開 昭54−81121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−64617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−9116（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 1/00 - 61/00
Claims (4)
- 【請求項１】 電気銅地金もしくはこれと純銅系屑を原
料として、これらをシャフト炉により溶解し、該溶湯を
移湯樋を通して連続的に鋳型へ供給することとし、該移
湯樋においてＰ含有量を調整すると共に、該溶湯を固体
還元剤で還元し、該溶湯中に不活性ガスを吹込んで溶湯
を撹拌しながら脱酸することを特徴とする、シャフト炉
を用いたＰ含有低酸素銅の製法。 - 【請求項２】 シャフト炉で溶解した原料を、保持炉で
酸化処理してから移湯樋へ送る請求項１に記載のＰ含有
低酸素銅の製法。 - 【請求項３】 Ｃｕ−Ｐを添加することによりＰ含有量
を調整する請求項１又は２に記載の製法。 - 【請求項４】 鋳造されるＰ含有低酸素銅中のＰ含有量
を１０〜１４０ｐｐｍとする請求項１〜３に記載の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP538193A JP3235237B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | シャフト炉を用いたｐ含有低酸素銅の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP538193A JP3235237B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | シャフト炉を用いたｐ含有低酸素銅の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212300A JPH06212300A (ja) | 1994-08-02 |
| JP3235237B2 true JP3235237B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=11609594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP538193A Expired - Fee Related JP3235237B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | シャフト炉を用いたｐ含有低酸素銅の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235237B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160132364A (ko) | 2014-03-14 | 2016-11-18 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 구리 주괴, 구리 선재, 및 구리 주괴의 제조 방법 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0987338B1 (de) * | 1998-09-09 | 2003-06-25 | SMS Demag AG | Verfahren zur Herstellung von geschweissten Rohren aus Kupfer |
| CN100349671C (zh) * | 2000-02-24 | 2007-11-21 | 三菱综合材料株式会社 | 生产含磷低氧铜基底材料的方法和生产低氧铜合金线材的方法 |
| EP1127946B1 (en) * | 2000-02-24 | 2005-10-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Installation for producing continuously cast low-oxygen copper ingots |
| JP4593397B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2010-12-08 | 古河電気工業株式会社 | 回転移動鋳型を用いた連続鋳造圧延法による無酸素銅線材の製造方法 |
| JP5038765B2 (ja) * | 2006-12-14 | 2012-10-03 | 日立電線株式会社 | 太陽電池用はんだめっき線及びその製造方法 |
| JP5998758B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2016-09-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 荒引銅線及び巻線、並びに、荒引銅線の製造方法 |
| CN107955883A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-04-24 | 镇江市丹徒区华发五金有限公司 | 一种废铜料再生回收方法 |
| CN114561554A (zh) * | 2021-07-07 | 2022-05-31 | 浙江海亮股份有限公司 | 竖炉-水平连铸铜铸坯工艺 |
| CN113399636A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-09-17 | 浙江海亮股份有限公司 | 七流水平连铸设备 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP538193A patent/JP3235237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160132364A (ko) | 2014-03-14 | 2016-11-18 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 구리 주괴, 구리 선재, 및 구리 주괴의 제조 방법 |
| EP3117932A4 (en) * | 2014-03-14 | 2017-07-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Copper ingot, copper wire rod, and method for producing copper ingot |
| US10646917B2 (en) | 2014-03-14 | 2020-05-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Copper ingot, copper wire material, and method for producing copper ingot |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06212300A (ja) | 1994-08-02 |
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