JP4661453B2 - 銅線の製造方法および銅線の製造装置 - Google Patents
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Description
この製造方法に用いられるベルトキャスター式連続鋳造機は、外周面に溝が形成された鋳造輪と、この鋳造輪の外周の一部に接触するように周回移動される無端ベルトとを有しており、シャフト炉などの大型溶解炉から連続的に供給される溶湯を、前記溝と無端ベルトとの間に形成された空間に注入して冷却・凝固せしめ、棒状鋳塊を連続的に鋳造するものである。
また、棒状素材の表面に形成された酸化銅皮膜は、圧延工程において剥離して圧延ロール表面に付着することがある。この圧延ロールに付着した酸化銅が棒状素材に押し込まれて、銅線内に混入してしまうといった問題があった。
この銅線の製造方法では、棒状素材を圧延する工程を窒素ガスなどの不活性ガスが充填された低酸素分圧雰囲気下で圧延を行うものであり、棒状素材の表面に酸化銅皮膜が生成することを防止でき、前述した酸化銅の押し込みによるトラブルを抑制できるものである。
ここで、連続鋳造工程後の連続圧延工程では、棒状素材がロール間を通過する速度と圧延ロールの回転速度とが完全に一致することはなく、一定幅の相対速度を有することになるので、棒状素材の表面と研磨圧延ロールのロール表面とが摺動することにより、棒状素材の表面が研磨されることになる。
また、酸化銅が除去された状態の棒状素材が仕上圧延工程に供給されるので、酸化銅の混入のない銅線を製出することができる。さらに、また、研磨した際に棒状素材の表面に形成される研磨傷を仕上圧延工程でなくすことができ、銅線の表面を滑らかに仕上げることができる。
また、前記圧延研磨ロールの前記ロール表面の算術平均粗さRaを、1.0μm≦Ra≦10.0μmの範囲内とすることで、棒状素材の表面に深い傷をつけることなく確実に研磨することができる。
銅線の製造装置1は、溶解炉Aと、保持炉Bと、鋳造樋Cと、ベルトキャスター式連続鋳造機Dと、連続圧延装置Eと、コイラーFとを有している。
保持炉Bは、溶解炉Aでつくられた銅溶湯を、所定の温度で保持したままで一旦貯留し、一定量の銅溶湯を鋳造樋Cに送るためのものである。
鋳造樋Cは、保持炉Bから送られた銅溶湯を、ベルトキャスター式連続鋳造機Dの上方に配置されたタンディシュ11まで移送するものである。
ベルトキャスター式連続鋳造機Dは、外周面に溝が形成された鋳造輪13と、この鋳造輪13の外周面の一部に接触するように周回移動される無端ベルト14とを有しており、前記溝と無端ベルト14との間に形成された空間に、注湯ノズル12を介して供給された銅溶湯を注入して冷却し、棒状鋳塊21を連続的に鋳造するものである。
また、探傷器16は、洗浄冷却装置15から送られた銅線23の傷を探知するものであり、この探傷器16を通過し、品質に問題のない銅線23は製品として出荷される。
連続圧延装置Eは、図1に示すように、外部カバー31の内部に複数の圧延ロール40、50が縦列に配列されて構成されている。外部カバー31の一端側には棒状鋳塊21を装入する装入口32が形成され、外部カバー31の他端側には銅線23を製出する製出口33が形成されている。この外部カバー31内に、棒状鋳塊21および棒状素材22を垂直方向に圧延する垂直圧延ロール40と、水平方向に圧延する水平圧延ロール50とが交互に配置されている。
また、第1垂直圧延ロール41および第1水平圧延ロール51には、圧延油をロール表面に高圧で吹き付けるためのノズル36が設けられている。
まず、溶解炉Aの炉本体に電気銅などの銅原料を装入し、この銅原料をバーナの燃焼によって溶解して銅溶湯を得る。この銅溶湯は、保持炉Bへ送られて所定の温度に保持されたまま、鋳造樋Cを介してタンディシュ11まで移送される。そして、タンディシュ11から注湯ノズル12を介してベルトキャスター式連続鋳造機Dの鋳造輪13と無端ベルト14との間に形成された空間へ供給され、冷却されて凝固し、棒状鋳塊21として製出される。
ここで、本実施形態では、圧延研磨ロール35のロール表面35Aの算術平均粗さRaが、3.0μm≦Ra≦6.0μmの範囲内となるように設定されているので、棒状素材22の表面に深い傷をつけることなく確実に研磨することができ、仕上圧延ロール34での圧延によって傷のない銅線23を製出することができる。
さらに、ロール表面に対して圧延油を高圧で吹き付けるノズル36を第1垂直圧延ロール41および第1水平圧延ロール51に設けたもので説明したが、これに限定されることはなく、他の圧延ロールにもノズル36を設けてもよい。
ここで、圧延研磨ロールは、ロール表面にブラスト処理されたブラストロールとしており、ブラスト処理に使用するショットとしてアルミナを使用し、このショット径を変更することにより、ロール表面粗さを調整した。
圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さRaが1.0μmよりも小さいのものでは、銅線表面の酸化銅皮膜は除去できたが、銅線の内部に押し込まれた酸化銅が残存していることが確認された。また、この酸化銅を起因とする表面傷が確認された。
また、圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さRaが10.0μmよりも大きいものでは、銅線の表面に研磨痕が起因の傷が確認された。
ただし、本発明はこの範囲内に限定されるものではなく、相対速度条件や圧延油の種類等に応じてロール表面の算術平均粗さRaを調整することが好ましい。
21 棒状鋳塊
22 棒状素材
23 銅線
34 仕上圧延ロール
35 圧延研磨ロール
36 ノズル(噴出機構)
D ベルトキャスター式連続鋳造機(連続鋳造装置)
E 連続圧延装置
Claims (8)
- 連続して棒状鋳塊を製出する連続鋳造工程と、多段に配置された複数の圧延ロールによって前記棒状鋳塊を圧延して棒状素材を得て、該棒状素材をさらに圧延して銅線を製出する連続圧延工程とを有する銅線の製造方法であって、
前記連続圧延工程は、仕上圧延ロールにて前記銅線の表面を成形する仕上圧延工程と、該仕上圧延工程の前に、圧延研磨ロールにて前記棒状素材を圧延しつつ研磨する圧延研磨工程とを有しており、
前記圧延研磨工程においては、前記棒状素材の表面と前記圧延研磨ロールのロール表面とを摺動させることにより、前記棒状素材の表面を研磨することを特徴とする銅線の製造方法。
- 前記圧延研磨ロールとして、ロール表面にブラスト処理が施されたブラストロールを用いることを特徴とする請求項1に記載の銅線の製造方法。
- 前記圧延研磨ロールの前記ロール表面の算術平均粗さRaが、1.0μm≦Ra≦10.0μmの範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の銅線の製造方法。
- 前記圧延研磨工程よりも前に配置されている前記圧延ロールのうち少なくともひとつに対して、圧延油を高圧で吹き付けて前記ロール表面の洗浄を行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の銅線の製造方法。
- 連続して棒状鋳塊を製出する連続鋳造装置と、前記棒状鋳塊を圧延して棒状素材を得て該棒状素材をさらに圧延して前記銅線を製出する連続圧延装置とを有する銅線の製造装置であって、
前記連続圧延装置には複数の圧延ロールが多段に配備されており、複数の前記圧延ロールのうち前記銅線の表面を成形する前記圧延ロールが仕上圧延ロールとされ、該仕上圧延ロールよりも前段に配置された前記圧延ロールのうちの少なくともひとつは、前記棒状素材を圧延しつつ研磨する圧延研磨ロールとされており、
前記仕上圧延ロールは、ロール表面が平滑な平滑ロールとされ、前記連続圧延装置の最終段に配設されていることを特徴とする銅線の製造装置。
- 前記圧延研磨ロールは、前記棒状素材と接触するロール表面にブラスト処理が施されたブラストロールであることを特徴とする請求項5に記載の銅線の製造装置。
- 前記圧延研磨ロールの前記ロール表面の算術平均粗さRaが、1.0μm≦Ra≦10.0μmの範囲内であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の銅線の製造装置。
- 前記連続圧延装置には、前記圧延研磨ロールよりも前段に配置された前記圧延ロールのうち少なくともひとつに対して圧延油を前記ロール表面に高圧で吹き付ける噴出機構が設けられていることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれかに記載の銅線の製造装置。
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