JP7494990B2

JP7494990B2 - Method for manufacturing copper alloy material and alloying element additive material

Info

Publication number: JP7494990B2
Application number: JP2023117196A
Authority: JP
Inventors: 啓輔藤戸; 隆之辻; 昌平秦
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Filing date: 2023-07-19
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2040-03-23

Description

本発明は、合金元素添加材、銅合金材製造装置および銅合金材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an alloying element additive material, a copper alloy material manufacturing apparatus, and a copper alloy material manufacturing method.

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回転移動式鋳型に流し、凝固した銅材を圧延する方法が知られている。銅材の熱伝導性、電気伝導性、耐食性、耐摩耗性または耐熱性などの特性を変化させる目的で、銅材に銅以外の合金元素を添加して銅合金を製造する場合がある。 One known method for manufacturing copper wire is to pour molten copper material (molten copper) into a rotating mold with a horizontal axis of rotation, and roll the solidified copper material. In some cases, alloy elements other than copper are added to the copper material to produce a copper alloy in order to change the properties of the copper material, such as thermal conductivity, electrical conductivity, corrosion resistance, wear resistance, or heat resistance.

特許文献１（特開２０１６－１９９７９８号公報）には、チタンを含み断面が円形の芯材の全周を、銅を含む被覆材で覆うことで、合金元素添加材の酸化を防ぐことが記載されている。 Patent document 1 (JP Patent Publication 2016-199798 A) describes how oxidation of alloying element additives can be prevented by covering the entire circumference of a core material that contains titanium and has a circular cross section with a coating material that contains copper.

特許文献２（特開２００２－８６２５１号公報）には、添加合金成分の線材をアーク放電により溶融させ、溶銅に融滴添加することが記載されている。 Patent document 2 (JP Patent Publication 2002-86251) describes melting wire containing added alloy components by arc discharge and adding the molten alloy components as droplets to molten copper.

特開２０１６－１９９７９８号公報JP 2016-199798 A 特開２００２－８６２５１号公報JP 2002-86251 A

添加する元素（合金元素）は、酸化し易いことが考えられ、合金元素添加材の表面が酸化していると、合金元素が銅に溶融しない虞がある。よって、合金元素の酸化を防ぐ方法として、以下の方法が考えられる。 The added elements (alloying elements) are thought to be easily oxidized, and if the surface of the alloying element added material is oxidized, there is a risk that the alloying elements will not dissolve in the copper. Therefore, the following methods can be considered as a method to prevent the oxidation of the alloying elements.

合金元素よりも融点が低い母合金を予め作成し、これを溶銅に添加する方法がある。しかし、母合金は加工が困難であり、長時間連続操業には不向きである。 One method is to prepare a master alloy with a lower melting point than the alloying elements in advance and add this to the molten copper. However, master alloys are difficult to process and are not suitable for long-term continuous operation.

また、特許文献１のように、合金元素から成る芯材の全周を、合金元素よりも融点が低い他の元素から成る被覆材で覆うことが考えられる。しかし、連続操業を実現する観点から、合金元素添加材は線状であることが望ましいが、このような被覆材および芯材を長尺化することは困難であり、線状化のための加工コストが大きいという問題もある。 As in Patent Document 1, it is also possible to cover the entire circumference of a core material made of alloying elements with a coating material made of other elements that have a lower melting point than the alloying elements. However, from the perspective of realizing continuous operation, it is desirable for the alloying element additive material to be linear, but it is difficult to elongate such coating material and core material, and there is also the problem of high processing costs for linearization.

また、不活性雰囲気で合金元素を溶銅に添加することも考えられる。しかし、開放系である連続鋳造装置に対し、不活性雰囲気を制御することは困難であり、合金元素が酸化する可能性を十分に低減することができない。 It is also possible to add alloying elements to molten copper in an inert atmosphere. However, it is difficult to control the inert atmosphere in a continuous casting machine, which is an open system, and it is not possible to sufficiently reduce the possibility of the alloying elements being oxidized.

本発明の目的は、合金元素の酸化を防ぎ、かつ、製造コストの低い合金元素添加材と、当該合金元素添加材を用いた銅合金材の製造方法とを提供することにある。 The object of the present invention is to provide an alloying element additive material that prevents oxidation of alloying elements and has low manufacturing costs, and a manufacturing method for a copper alloy material using the alloying element additive material.

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 the representative embodiments disclosed in this application is as follows:

一実施の形態である合金元素添加材は、マグネシウム、アルミニウムまたはセリウムから成る金属線と、銅から成る金属材と、を備え、金属材は、金属線の長手方向における一方の先端部に接して固定されているものである。 One embodiment of the alloying element additive material comprises a metal wire made of magnesium, aluminum, or cerium, and a metal material made of copper, the metal material being fixed in contact with one end of the metal wire in the longitudinal direction.

本願において開示される一実施の形態によれば、金属線の酸化を防ぎ、かつ、製造コストの低い合金元素添加材と、当該合金元素添加材を用いた銅合金材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 an alloying element additive that prevents oxidation of metal wires and has low manufacturing costs, and a method for manufacturing a copper alloy material using the alloying element additive.

実施の形態である合金元素添加材を使用する銅線製造装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a copper wire manufacturing apparatus using an alloy element additive according to an embodiment of the present invention. 実施の形態である合金元素添加材を使用する銅線製造装置を構成する保持炉を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a holding furnace constituting a copper wire manufacturing apparatus using an alloy element additive according to an embodiment of the present invention. 本実施の形態の合金元素添加材の先端部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a tip portion of the alloy element addition material of the present embodiment. 本実施の形態の合金元素添加材の先端部を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a tip portion of an alloy element addition material according to the present embodiment. FIG. 本発明の実施の形態の変形例１である合金元素添加材の先端部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a tip portion of an alloy element addition material according to a first modified example of an embodiment of the present invention. 実施の形態の変形例１である合金元素添加材の先端部を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a tip portion of an alloy element addition material according to a first modified example of an embodiment. 実施の形態の変形例２である合金元素添加材の先端部を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a tip portion of an alloy element addition material which is a modified example 2 of the embodiment. 実施の形態の変形例２である合金元素添加材の先端部を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a tip portion of an alloy element addition material which is a modified example 2 of the embodiment. 比較例である合金元素添加材の先端部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a tip portion of an alloy element added material which is a comparative example.

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。 The following describes the embodiments in detail with reference to the drawings. In all the drawings used to explain the embodiments, the same reference numerals are used for components having the same functions, and repeated explanations will be omitted. In addition, in the following embodiments, explanations of the same or similar parts will not be repeated as a general rule unless particularly necessary.

以下の実施の形態では、例としてリング鋳型とベルトとで構成される回転移動式鋳型を備えた銅線製造装置を用いて説明を行うが、本願の合金元素添加材は、そのような銅線製造装置とは異なる銅合金材製造装置に適用することが可能である。本願では、合金元素を添加する対象である溶銅を構成する銅を、母材と呼ぶ場合がある。 In the following embodiment, an example will be described using a copper wire manufacturing device equipped with a rotating and movable mold consisting of a ring mold and a belt, but the alloying element additive of the present application can be applied to copper alloy material manufacturing devices other than such copper wire manufacturing devices. In the present application, the copper that constitutes the molten copper to which the alloying elements are added may be referred to as the base material.

（実施の形態）
本実施の形態の合金元素添加材は、マグネシウム、アルミニウムまたはセリウムから成る金属線の先端を含む先端部に、銅から成る金属材が固定されており、この金属線と金属材との接触部分を金属線の溶融の起点として利用するものである。 (Embodiment)
The alloy element additive material of this embodiment has a metal wire made of magnesium, aluminum or cerium, and a metal material made of copper is fixed to the tip, including the tip, of the metal wire, and the contact portion between the metal wire and the metal material is utilized as the starting point for melting the metal wire.

＜合金元素添加材、銅合金材製造装置の構造および銅合金材の製造方法＞
以下に、図１～図４を用いて、本実施の形態の合金元素添加材、銅合金材製造装置の構造および銅合金材の製造方法について説明する。 <Alloying element additives, structure of copper alloy manufacturing apparatus, and method of manufacturing copper alloy>
Hereinafter, the alloying element additive material, the structure of the copper alloy material manufacturing apparatus, and the method for manufacturing the copper alloy material according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

図１は、本実施の形態の合金元素添加材を使用する銅線製造装置の概略図である。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、銅合金材製造装置と圧延装置とにより構成されている。具体的には、銅線製造装置１０は、溶解炉２１０と、上樋２２０と、保持炉２３０と、添加材供給部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。 Figure 1 is a schematic diagram of a copper wire manufacturing apparatus using the alloying element additive of this embodiment. As shown in Figure 1, the copper wire manufacturing apparatus 10 according to this embodiment is a so-called continuous casting and rolling apparatus for continuously casting and rolling copper wire (copper rough wire), and is composed of a copper alloy material manufacturing apparatus and a rolling apparatus. Specifically, the copper wire manufacturing apparatus 10 has a melting furnace 210, an upper trough 220, a holding furnace 230, an additive supply section 240, a lower trough 260, a tundish 300, a molten metal pouring nozzle 320, a continuous casting machine 500, a hot rolling apparatus 620, and a winding machine (coiler) 640.

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、無酸素銅またはタフピッチ銅などを用いることができる。 The melting furnace 210 heats and melts the copper raw material to produce molten copper 110, and has, for example, a furnace body and a burner provided at the bottom of the furnace body. The copper raw material is fed into the furnace body and heated by the burner, thereby continuously producing molten copper 110. For example, oxygen-free copper or tough pitch copper can be used as the copper material.

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 upper trough 220 is provided downstream of the melting furnace 210, connects the melting furnace 210 and the holding furnace 230, and transports the molten copper 110 produced in the melting furnace 210 to the downstream holding furnace 230.

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、合金元素からなる添加材を溶銅１１０へ供給する（添加する）ための添加材供給部２４０が接続されている。添加材供給部２４０は、保持炉２３０内の溶銅１１０に、所定の合金元素を連続的に供給するものである。溶銅１１０に添加される合金元素としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、セリウム（Ｃｅ）などが挙げられる。つまり、好ましくは、これらのうちの少なくとも１つから成る合金元素が、溶銅１１０に添加される。 The holding furnace 230 is provided downstream of the upper trough 220, and heats the molten copper 110 transferred from the upper trough 220 to a predetermined temperature and temporarily stores it. The holding furnace 230 transfers a predetermined amount of the molten copper 110 to the lower trough 260 while maintaining the molten copper 110 at a predetermined temperature. The holding furnace 230 is connected to an additive supply unit 240 for supplying (adding) additives made of alloy elements to the molten copper 110. The additive supply unit 240 continuously supplies a predetermined alloy element to the molten copper 110 in the holding furnace 230. Examples of the alloy elements added to the molten copper 110 include magnesium (Mg), aluminum (Al), and cerium (Ce). In other words, preferably, an alloy element made of at least one of these is added to the molten copper 110.

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、添加材供給部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 lower trough 260 is provided downstream of the holding furnace 230 and transports the molten copper 110 transferred from the holding furnace 230 to the downstream tundish 300. The additive supply unit 240 is not limited to being connected to the holding furnace 230, and may be connected to the lower trough 260 or the tundish 300, for example.

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 downstream of the lower trough 260, temporarily stores the molten copper 110 transferred from the lower trough 260, and continuously supplies a predetermined amount of molten copper 110 to the continuous casting machine 500. In this way, the molten copper 110 is prepared to be supplied to the continuous casting machine 500.

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 pouring nozzle 320 is connected to the downstream side of the tundish 300 to allow the stored molten copper 110 to flow out. The pouring nozzle 320 is made of a refractory material such as silicon oxide, silicon carbide, or silicon nitride. The molten copper 110 stored in the tundish 300 is supplied to the continuous casting machine 500 via the pouring nozzle 320.

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、リング鋳型１と、ベルト３とを有している。円筒状のリング鋳型１は、外周に溝を有している。リング鋳型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。
円筒状のリング鋳型１の内側には、リング鋳型１を保持する円柱状の保持部５が配置されている。リング鋳型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、リング鋳型１は円柱状または円盤状であってもよい。 The continuous casting machine 500 is a device for performing so-called belt wheel type continuous casting, and includes, for example, a ring mold 1 and a belt 3. The cylindrical ring mold 1 has a groove on the outer periphery. The ring mold 1 rotates in the copper wire manufacturing process, and its rotation axis is along a horizontal plane.
A columnar holder 5 for holding the ring mold 1 is disposed inside the cylindrical ring mold 1. The ring mold 1 is fixed to the holder 5 and rotates together with the holder 5. The ring mold 1 may be columnar or disk-shaped.

また、ベルト３は、リング鋳型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。リング鋳型１の溝とベルト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、リング鋳型１の溝内に溶銅１１０を供給する供給部３３０である。また、リング鋳型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。 The belt 3 is configured to move around while contacting a portion of the outer circumferential surface of the ring mold 1. Molten copper 110 flowing out from the tundish 300 is poured into the space between the groove of the ring mold 1 and the belt 3. In other words, the tundish 300 and the pouring nozzle 320 are a supply section 330 that supplies the molten copper 110 into the groove of the ring mold 1. The ring mold 1 and the belt 3 are cooled, for example, by cooling water. As a result, the molten copper 110 is cooled and solidified (coagulated), and a rod-shaped cast bar (casting material) 120 is continuously cast.

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をリング鋳型１の溝内から引き出し、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 hot rolling device 620 is provided downstream of the continuous casting machine 500 (on the cast bar discharge side) and continuously rolls the cast bar 120 transferred from the continuous casting machine 500. That is, the hot rolling device 620 is used to pull the cast bar 120 out of the groove of the ring mold 1 and transfer it outside the continuous casting machine 500. The cast bar 120 is rolled by the hot rolling device 620 to form a rolled material, which is then subjected to a surface cleaning process between the hot rolling device 620 and the winder 640 to form the copper wire (copper rough wire, strand) 130.

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 winder (coiler) 640 is provided downstream of the hot rolling device 620 (the copper alloy material discharge side) and winds up the copper wire 130 that is transferred from the hot rolling device 620 through the surface cleaning treatment device. Through the above process, the copper wire (copper rough wire) 130 can be formed.

溶銅１１０を流す流路である樋２５０（図２参照）と、当該流路において合金元素添加材を溶銅１１０に添加する添加部と、添加部の下流に位置し、溶銅１１０を凝固させる鋳造部とは、銅合金材製造装置を構成している。 The copper alloy material manufacturing device is made up of a trough 250 (see FIG. 2) which is a flow path for the molten copper 110, an addition section in which alloy element additives are added to the molten copper 110 in the flow path, and a casting section located downstream of the addition section which solidifies the molten copper 110.

続いて、図２を用いて、合金元素が溶銅１１０に添加される箇所の具体的な構造について説明する。図２は、図１に示す保持炉２３０を拡大して示す断面図である。図２に示す領域では、溶銅１１０中に合金元素添加材８が添加される、添加部である。 Next, the specific structure of the portion where the alloying element is added to the molten copper 110 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the holding furnace 230 shown in FIG. 1. The region shown in FIG. 2 is the addition portion where the alloying element additive 8 is added to the molten copper 110.

図２に示すように、保持炉２３０は、溶銅１１０の流路である樋２５０を有している。樋２５０は、図１に示す上樋２２０と下樋２６０との間に連続的に接続された流路である。樋２５０の上部を塞ぐように、耐熱板２が設けられている。耐熱板２は、例えばＳｉＣ（炭化ケイ素）ボードである。連続鋳造機の動作時において、樋２５０内には溶銅１１０が、図２の左側から右側に向かって流れる。図示はしていないが耐熱板２の下面にはヒータが取り付けられており、当該ヒータにより、樋２５０内の溶銅１１０に対し加熱を行う。 2, the holding furnace 230 has a gutter 250 which is a flow path for the molten copper 110. The gutter 250 is a flow path that is continuously connected between the upper gutter 220 and the lower gutter 260 shown in FIG. 1. A heat-resistant plate 2 is provided to cover the upper part of the gutter 250. The heat-resistant plate 2 is, for example, a SiC (silicon carbide) board. When the continuous casting machine is in operation, the molten copper 110 flows in the gutter 250 from the left side to the right side in FIG. 2. Although not shown, a heater is attached to the underside of the heat-resistant plate 2, and the molten copper 110 in the gutter 250 is heated by the heater.

耐熱板２の上面には、樋２５０および耐熱板２のそれぞれの上方に位置する合金元素添加材導入管６が接続されている。合金元素添加材導入管６は、例えば、耐熱板２を貫通しており、合金元素添加材導入管６の内部と、樋２５０および耐熱板２により囲まれた空間とは、互いに接続されている。合金元素添加材導入管６は、合金元素添加材８を溶銅１１０中に押し込むための導入路である。合金元素添加材導入管６の両端部のうち、耐熱板２に接続された端部と反対側の端部は、図１に示す添加材供給部２４０に接続されている。添加材供給部２４０からは、ワイヤ状（線状）の合金元素添加材８が溶銅１１０中に送られる。これにより、合金元素添加材８が溶銅１１０中で溶融することで、合金元素添加材８を構成する合金元素が、溶銅１１０に添加される。 The alloying element additive introduction pipe 6 located above the gutter 250 and the heat-resistant plate 2 is connected to the upper surface of the heat-resistant plate 2. The alloying element additive introduction pipe 6, for example, penetrates the heat-resistant plate 2, and the inside of the alloying element additive introduction pipe 6 and the space surrounded by the gutter 250 and the heat-resistant plate 2 are connected to each other. The alloying element additive introduction pipe 6 is an introduction path for pushing the alloying element additive 8 into the molten copper 110. Of both ends of the alloying element additive introduction pipe 6, the end opposite to the end connected to the heat-resistant plate 2 is connected to the additive supply unit 240 shown in FIG. 1. From the additive supply unit 240, the wire-shaped (linear) alloying element additive 8 is sent into the molten copper 110. As a result, the alloying element additive 8 melts in the molten copper 110, and the alloy elements constituting the alloying element additive 8 are added to the molten copper 110.

合金元素添加材８が溶銅１１０中に浸漬する箇所において、樋２５０は下方に膨らんだ領域を有しており、当該領域には溶銅１１０が一時的に溜まる。当該領域において、耐熱板２の上面側から溶銅１１０の途中深さまで達するノズル（図示しない）の下端（先端）からは、溶銅１１０内に不活性ガス（例えばアルゴン（Ａｒ）ガス）が供給される。また、樋２５０および耐熱板２により囲まれた空間であって、溶銅１１０上の空間には、他の流路からも不活性ガス（例えばアルゴン（Ａｒ）ガス）が供給される。すなわち、例えば、合金元素添加材導入管６を介して、当該空間に合金元素添加材８とともに不活性ガスが
供給される。 At the location where the alloying element additive 8 is immersed in the molten copper 110, the gutter 250 has a region that bulges downward, and the molten copper 110 temporarily accumulates in the region. In the region, an inert gas (e.g., argon (Ar) gas) is supplied into the molten copper 110 from the lower end (tip) of a nozzle (not shown) that reaches from the upper surface side of the heat-resistant plate 2 to a depth partway into the molten copper 110. In addition, an inert gas (e.g., argon (Ar) gas) is also supplied from another flow path to the space surrounded by the gutter 250 and the heat-resistant plate 2 and above the molten copper 110. That is, for example, an inert gas is supplied to the space together with the alloying element additive 8 via the alloying element additive introduction pipe 6.

当該不活性ガスは、合金元素添加材８を構成する合金元素が酸化し、これにより生成された酸化被膜に起因して、合金元素が溶銅１１０内で溶融せずに残ることを防ぐために、樋２５０内に供給されるものである。このように、添加部では、不活性ガスを含む雰囲気において、合金元素添加材８を溶銅１１０に添加する。 The inert gas is supplied into the trough 250 to prevent the alloying elements constituting the alloying element additive material 8 from oxidizing and remaining unmelted in the molten copper 110 due to the oxide film that is produced as a result. In this way, in the addition section, the alloying element additive material 8 is added to the molten copper 110 in an atmosphere that contains an inert gas.

次に、合金元素添加材８の詳細な構造について、図３および図４を用いて説明する。図３は、本実施の形態の合金元素添加材の先端部を示す斜視図である。図４は、本実施の形態の合金元素添加材の先端部を示す断面図である。ここでは、ワイヤ状の物体の先端およびその先端面と、当該先端の近傍の部分と含む箇所を先端部と呼ぶ。 Next, the detailed structure of the alloying element additive material 8 will be described with reference to Figures 3 and 4. Figure 3 is a perspective view showing the tip of the alloying element additive material of this embodiment. Figure 4 is a cross-sectional view showing the tip of the alloying element additive material of this embodiment. Here, the tip refers to the part including the tip of the wire-shaped object, its tip surface, and the part near the tip.

図３および図４に示すように、合金元素添加材８は、溶銅１１０に添加する合金元素から成る合金元素ワイヤ（金属線）９と、合金元素ワイヤ９の先端部に固定された金属材（被覆材、接続材、密着材）１１ａとにより構成されている。 As shown in Figures 3 and 4, the alloy element additive material 8 is composed of an alloy element wire (metal wire) 9 made of alloy elements to be added to the molten copper 110, and a metal material (coating material, connecting material, adhesive material) 11a fixed to the tip of the alloy element wire 9.

合金元素ワイヤ９は、母材である銅よりも酸化物を生成する標準生成自由エネルギーが小さい性質を有する金属（第１金属）から成る。合金元素ワイヤ９を構成する金属、つまり、溶銅１１０に添加する合金元素は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、セリウム（Ｃｅ）などである。合金元素ワイヤ９は、例えば、これらの金属のうちの少なくとも１つから成る。すなわち、第１金属は、上述した合金元素のうちの１種以上を含む合金から成る。 The alloying element wire 9 is made of a metal (first metal) that has a property of having a smaller standard free energy of formation for oxide formation than the base material copper. The metal that constitutes the alloying element wire 9, that is, the alloying element added to the molten copper 110, is, for example, magnesium (Mg), aluminum (Al), cerium (Ce), etc. The alloying element wire 9 is made of, for example, at least one of these metals. In other words, the first metal is made of an alloy that contains one or more of the above-mentioned alloying elements.

合金元素ワイヤ９は、断面形状が円形である線状の線材である。延在する線状の合金元素ワイヤ９は、合金元素ワイヤ９の長手方向に並ぶ第１部分１Ａと第２部分２Ａとを有し、第１部分１Ａは、合金元素ワイヤ９の長手方向における一方の先端およびその先端面を含む先端部である。第２部分２Ａは、一方の先端部（第１部分１Ａ）以外の部分であって、合金元素ワイヤ９の大部分を占める延在部分である。 The alloy element wire 9 is a linear wire having a circular cross-sectional shape. The extending linear alloy element wire 9 has a first portion 1A and a second portion 2A aligned in the longitudinal direction of the alloy element wire 9, and the first portion 1A is a tip portion including one end in the longitudinal direction of the alloy element wire 9 and its tip surface. The second portion 2A is a portion other than the one end portion (first portion 1A) and is an extending portion that occupies most of the alloy element wire 9.

第１部分１Ａは、外形が円筒状などから成る形状を有し、かつその内部に第１部分１Ａを嵌入する穴を有する金属材１１ａによって被覆されている。金属材１１ａの穴は、その直径が第１部分１Ａの径方向における直径よりも大きい。第１部分１Ａは、金属材１１ａの穴の内部に嵌入された状態にされることにより、第１部分１Ａが金属材１１ａに被覆された状態となる。なお、第１部分１Ａは、合金元素ワイヤ９のうち、合金元素ワイヤ９の一方の先端から１０ｃｍ以内の範囲の部分である。言い換えれば、第１部分１Ａの全体は、合金元素ワイヤ９の一方の先端から１０ｃｍ以内に位置する。合金元素ワイヤ９の一方の先端から１０ｃｍ以内の範囲よりも大きい範囲を金属材１１ａによって被覆しようとすると、合金元素添加材８の製造に要するコストが増大する。このため、金属材１１ａを合金元素ワイヤ９に接続させる領域である第１部分１Ａは、合金元素ワイヤ９の先端から１０ｃｍ以内の範囲であることが望ましい。したがって、第２部分２Ａは、金属材１１ａに接しておらず、金属材１１ａから露出している。 The first portion 1A is covered by a metal material 11a having a cylindrical shape or the like and having a hole into which the first portion 1A is fitted. The diameter of the hole in the metal material 11a is larger than the diameter in the radial direction of the first portion 1A. The first portion 1A is fitted into the hole in the metal material 11a, so that the first portion 1A is covered by the metal material 11a. The first portion 1A is a portion of the alloy element wire 9 within a range of 10 cm from one end of the alloy element wire 9. In other words, the entire first portion 1A is located within 10 cm from one end of the alloy element wire 9. If an attempt is made to cover a range larger than the range within 10 cm from one end of the alloy element wire 9 with the metal material 11a, the cost required for manufacturing the alloy element additive material 8 will increase. For this reason, it is desirable that the first portion 1A, which is the region in which the metal material 11a is connected to the alloy element wire 9, is within a range of 10 cm from the end of the alloy element wire 9. Therefore, the second portion 2A is not in contact with the metal material 11a and is exposed from the metal material 11a.

金属材１１ａは、合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａの少なくとも一部に対して密着している。本願でいう密着とは、２つの物体が、相互間に別の部材または気体の層などを介すことなく、互いに直接接していることを指す。具体的には、金属材１１ａは、第１部分１Ａにおける合金元素ワイヤ９の外周面を被覆しており、金属材１１ａの外部から工具などを用いて圧着される。これにより、金属材１１ａは、合金元素ワイヤ９の一方の先端を含む第１部分１Ａに直接接しており、直接接した部分において、金属材１１ａが第１部分１Ａに対して固定されている。すなわち、金属材１１ａは、合金元素ワイヤ９の第１部分１
Ａを被覆した状態で第１部分１Ａの少なくとも一部に密着しており、密着した部分において、金属材１１ａが第１部分１Ａに対して固定されている。 The metal material 11a is in close contact with at least a portion of the first portion 1A of the alloy element wire 9. In this application, close contact refers to two objects being in direct contact with each other without another member or a gas layer between them. Specifically, the metal material 11a covers the outer peripheral surface of the alloy element wire 9 in the first portion 1A, and is crimped from the outside of the metal material 11a using a tool or the like. As a result, the metal material 11a is in direct contact with the first portion 1A including one tip of the alloy element wire 9, and the metal material 11a is fixed to the first portion 1A at the direct contact portion. In other words, the metal material 11a is in contact with the first portion 1A of the alloy element wire 9.
The metal material 11a is in close contact with at least a portion of the first portion 1A while covering the first portion 1A, and the metal material 11a is fixed to the first portion 1A at the close contact portion.

金属材１１ａが合金元素ワイヤ９に圧着された箇所では、金属材１１ａを介して外部から圧力が加えられたことにより、合金元素ワイヤ９が変形している。金属材１１ａが合金元素ワイヤ９に圧着された箇所以外では、第１部分１Ａであっても、金属材１１ａと合金元素ワイヤ９とが互いに離間していることが考えられる。 At the location where the metal material 11a is crimped to the alloy element wire 9, the alloy element wire 9 is deformed due to pressure being applied from the outside through the metal material 11a. At locations other than where the metal material 11a is crimped to the alloy element wire 9, it is considered that the metal material 11a and the alloy element wire 9 are separated from each other even in the first portion 1A.

金属材１１ａは、母材と同じ無酸素銅やタフピッチ銅で構成される銅から成る。 The metal material 11a is made of copper, which is composed of the same oxygen-free copper and tough pitch copper as the base material.

ここでは、合金元素ワイヤ９の先端を含む第１部分１Ａは、金属材１１ａにより、第１部分１Ａにおける合金元素ワイヤ９の外周面と連続的に覆われている。合金元素ワイヤ９の先端部に酸化膜が生成され、合金元素ワイヤ９が溶銅１１０中に溶融しなくなる可能性を低減する観点で、合金元素ワイヤ９の先端部は、金属材１１ａにより覆われていることが望ましい。 Here, the first portion 1A including the tip of the alloy element wire 9 is covered by the metal material 11a continuously with the outer peripheral surface of the alloy element wire 9 in the first portion 1A. From the viewpoint of reducing the possibility that an oxide film is generated at the tip of the alloy element wire 9 and the alloy element wire 9 does not melt in the molten copper 110, it is desirable that the tip of the alloy element wire 9 is covered by the metal material 11a.

すなわち、金属材１１ａは、第１部分１Ａの径方向の外周面のみでなく、第１部分１Ａの長手方向の先端面も覆っている。ここでは、第１部分１Ａの外周面および先端面は、金属材１１ａにより連続的に覆われている。このように、金属材１１ａの一部は、第１部分１Ａの長手方向の先端面よりも外側に設けられている。 That is, the metal material 11a covers not only the radial outer peripheral surface of the first portion 1A, but also the longitudinal tip surface of the first portion 1A. Here, the outer peripheral surface and tip surface of the first portion 1A are continuously covered by the metal material 11a. In this way, a portion of the metal material 11a is provided outside the longitudinal tip surface of the first portion 1A.

図３に示す合金元素添加材８を、図２に示す溶銅（母材）１１０中に浸漬すると、金属材１１ａが溶融するとともに、金属材１１ａが接する合金元素ワイヤの表面が起点となって、合金元素ワイヤ９が溶銅１１０中に溶融していく。これは、母材よりも融点が高い合金元素を添加する場合であっても、合金元素ワイヤ９の表面のうち、合金元素と母材とが密着している面は、母材の融点以下の温度で溶融が開始するためである。 When the alloying element additive material 8 shown in FIG. 3 is immersed in the molten copper (base material) 110 shown in FIG. 2, the metal material 11a melts, and the alloying element wire 9 melts into the molten copper 110, starting from the surface of the alloying element wire that is in contact with the metal material 11a. This is because even when an alloying element with a higher melting point than the base material is added, the surface of the alloying element wire 9 where the alloying element and the base material are in close contact begins to melt at a temperature below the melting point of the base material.

その後は、合金元素添加材８を溶銅１１０中に送り続けることで、金属材１１ａが無くても、溶銅１１０中への合金元素添加材８（合金元素ワイヤ９）の溶融が続く。すなわち、合金元素添加材８に溶融の起点が存在すれば、溶融は進行し続ける。このようにして、流れる溶銅１１０に対して合金元素を添加し続けることができる。 After that, by continuing to send the alloying element additive material 8 into the molten copper 110, the alloying element additive material 8 (alloying element wire 9) continues to melt into the molten copper 110 even in the absence of the metal material 11a. In other words, if there is a starting point of melting in the alloying element additive material 8, the melting will continue to progress. In this way, alloying elements can continue to be added to the flowing molten copper 110.

図４では、合金元素ワイヤ９の先端面は金属材１１ａと離間している。ただし、合金元素添加材８を溶銅１１０中に送り込む際には、合金元素ワイヤ９の部分のうち、当該先端面が最初に溶銅１１０に接するため、合金元素ワイヤ９を効率よく溶融させる観点から、合金元素ワイヤ９の先端面は金属材１１ａに接していることが好ましい。 In FIG. 4, the tip surface of the alloying element wire 9 is separated from the metal material 11a. However, when the alloying element additive material 8 is fed into the molten copper 110, the tip surface of the alloying element wire 9 is the first part of the alloying element wire 9 to come into contact with the molten copper 110. Therefore, from the viewpoint of efficiently melting the alloying element wire 9, it is preferable that the tip surface of the alloying element wire 9 comes into contact with the metal material 11a.

また、ここでは合金元素ワイヤ９の断面形状が円形である場合について説明したが、当該断面形状は、円形以外の形状（例えば多角形など）であってもよい。 In addition, although the cross-sectional shape of the alloy element wire 9 has been described here as being circular, the cross-sectional shape may be other than circular (e.g., polygonal, etc.).

＜本実施の形態の効果＞
銅合金材を製造する際に、溶銅に添加する合金元素は、銅よりも酸化し易いことが考えられる。特に、樋内の流路を流れる溶銅の上方は非常に温度が高いため、そのような環境では、合金元素添加材の表面に酸化膜が生成され易くなる。合金元素添加材の表面が酸化していると、合金元素添加材を溶銅内に供給しても、合金元素が銅に溶融せずに残る問題がある。 <Effects of this embodiment>
When manufacturing a copper alloy material, it is considered that the alloying elements added to the molten copper are more easily oxidized than copper. In particular, since the temperature is very high above the molten copper flowing through the flow path in the trough, in such an environment, an oxide film is easily formed on the surface of the alloying element additive. If the surface of the alloying element additive is oxidized, there is a problem that even if the alloying element additive is supplied into the molten copper, the alloying element remains without being dissolved in the copper.

合金元素の酸化を防ぐ方法としては、合金元素よりも融点が低い母合金を予め用意し、これを溶銅に添加する方法がある。母合金は脆く、引き延ばすような加工が困難であるため、合金元素添加材の供給方法としては、例えば、母合金から成るブロックを崩して溶銅に投入し続けることが考えられる。しかし、銅中の合金元素濃度が変動することのないよう、溶銅に添加する合金元素添加材の単位時間当たりの供給量は精密に管理する必要がある。そのため、母合金を用いる場合、上記ブロックを崩して得た破材の質量を測った上で、溶銅に連続的に一定量供給する必要があるが、このような方法で銅中の合金元素濃度の
変動を防ぐことは困難である。したがって、母合金を用いた場合、均一に合金元素添加材を供給することは困難であり、長時間連続操業には不向きである。 As a method for preventing the oxidation of the alloying elements, there is a method of preparing a mother alloy having a melting point lower than that of the alloying elements and adding this to the molten copper. Since the mother alloy is brittle and difficult to process by stretching, for example, a method for supplying the alloying element additive may be to break a block of the mother alloy and continuously add it to the molten copper. However, in order to prevent the alloying element concentration in the copper from fluctuating, it is necessary to precisely control the supply amount of the alloying element additive per unit time added to the molten copper. Therefore, when the mother alloy is used, it is necessary to measure the mass of the broken material obtained by breaking the block and continuously supply a constant amount to the molten copper, but it is difficult to prevent the alloying element concentration in the copper from fluctuating by such a method. Therefore, when the mother alloy is used, it is difficult to supply the alloying element additive uniformly, and it is not suitable for long-term continuous operation.

そこで、比較例として図９に示すように、芯材である合金元素ワイヤ９の全周を、合金元素よりも融点が低い他の元素（例えば母材と同じ銅）から成る金属材（被覆材）１１ｄで覆うことが考えられる。すなわち、比較例では、第１部分１Ａのみでなく、第２部分２Ａの合金元素ワイヤ９の外周も、金属材１１ｄにより覆われている。連続操業を実現する観点から、合金元素添加材は線状であることが望ましい。すなわち、線状の合金元素添加材であれば、上述したように母合金を崩した破材を用いる場合に比べ、ブロックを崩す工程および合金元素添加材を測定し続ける工程が必要なく、溶銅中に連続的に添加する合金元素添加材の量を容易に制御できる。ただし、図９に示すような金属材１１ｄに覆われた芯材を長尺化するためには、大きな加工コストを要する。 Therefore, as shown in FIG. 9 as a comparative example, it is possible to cover the entire circumference of the alloy element wire 9, which is the core material, with a metal material (coating material) 11d made of another element (for example, the same copper as the base material) having a lower melting point than the alloy element. That is, in the comparative example, not only the first part 1A but also the outer circumference of the alloy element wire 9 of the second part 2A is covered with the metal material 11d. From the viewpoint of realizing continuous operation, it is desirable that the alloy element additive material is linear. That is, if the alloy element additive material is linear, the process of breaking the block and the process of continuously measuring the alloy element additive material are not required compared to the case where the broken material obtained by breaking the mother alloy is used as described above, and the amount of the alloy element additive material to be continuously added to the molten copper can be easily controlled. However, in order to elongate the core material covered with the metal material 11d as shown in FIG. 9, a large processing cost is required.

また、不活性雰囲気で合金元素を溶銅に添加することも考えられる。しかし、開放系である連続鋳造装置において、極端に酸素濃度が低い不活性雰囲気を維持することは困難であり、合金元素が酸化する可能性を十分に低減することができない。 It is also possible to add alloying elements to molten copper in an inert atmosphere. However, it is difficult to maintain an inert atmosphere with an extremely low oxygen concentration in an open continuous casting device, and the possibility of oxidation of the alloying elements cannot be sufficiently reduced.

これに対し、本発明者らによる調査の結果、合金元素ワイヤは、先端の一部が溶銅内で溶け始めれば、溶銅内に送られることで、その溶融箇所を起点として順に溶融していくことが判明した。そこで、本発明者らは、合金元素ワイヤの先端に、銅を密着させることで、溶融の起点を設け、これにより、酸化による合金元素添加材の残留を防ぎ、かつ、製造コストの低い合金元素添加材を実現できることを見出した。 In response to this, the inventors' investigations revealed that when a portion of the tip of the alloying element wire begins to melt in the molten copper, it is sent into the molten copper and melts in sequence from that melting point. The inventors therefore found that by adhering copper to the tip of the alloying element wire, a melting starting point is established, which prevents the alloying element additive from remaining due to oxidation and allows the realization of an alloying element additive with low manufacturing costs.

図３および図４に示すように、本実施の形態の合金元素添加材８は、合金元素ワイヤ９の先端部を金属材１１ａにより覆い、金属材１１ａを合金元素ワイヤ９に対してかしめることで、金属材１１ａを合金元素ワイヤ９に圧着している。すなわち、金属材１１ａは、合金元素ワイヤ９の先端部の外周面の少なくとも一部に対してかしめられている。これにより、金属材１１ａは合金元素ワイヤ９の先端を含む先端部に固定された状態となる。したがって、金属材１１ａが接する合金元素ワイヤの先端部は、合金元素の酸化膜が生成されることを防ぐことができる。金属材１１ａを合金元素ワイヤ９に対してかしめる場合は、工具を用いて金属材１１ａおよび合金元素ワイヤ９に対し２方向から圧力を加えることが考えられる。なお、使用する工具によっては、例えば合金元素ワイヤ９の外周の６方向から圧力を加えてかしめることも可能である。 3 and 4, the alloying element additive material 8 of this embodiment covers the tip of the alloying element wire 9 with the metal material 11a, and crimps the metal material 11a to the alloying element wire 9. That is, the metal material 11a is crimped to at least a part of the outer peripheral surface of the tip of the alloying element wire 9. As a result, the metal material 11a is fixed to the tip including the tip of the alloying element wire 9. Therefore, the tip of the alloying element wire in contact with the metal material 11a can prevent the generation of an oxide film of the alloying element. When crimping the metal material 11a to the alloying element wire 9, it is considered to apply pressure from two directions to the metal material 11a and the alloying element wire 9 using a tool. Note that, depending on the tool used, it is also possible to crimp the alloying element wire 9 by applying pressure from six directions around the circumference.

また、図９に示す比較例の合金元素添加材は、合金元素ワイヤ９の長手方向の先端面が金属材１１ｄから露出している。このため、比較例では、合金元素添加材を溶銅に浸漬する際、合金元素ワイヤ９の先端面が酸化し、合金元素ワイヤ９が溶融し難くなる虞がある。これに対し、図４に示すように、本実施の形態の金属材１１ａの一部は、第１部分１Ａの長手方向の先端面よりも外側に設けられている。具体的には、金属材１１ａが先端部に直接接して固定されており、金属材１１ａが合金元素ワイヤ９の先端面を被覆するように、その先端部を被覆している。これにより、図４に示す合金元素添加材８は、当該先端面の酸化を防ぐことができる。 In addition, in the alloy element additive material of the comparative example shown in FIG. 9, the tip surface of the alloy element wire 9 in the longitudinal direction is exposed from the metal material 11d. Therefore, in the comparative example, when the alloy element additive material is immersed in molten copper, the tip surface of the alloy element wire 9 may oxidize, making it difficult for the alloy element wire 9 to melt. In contrast, as shown in FIG. 4, a part of the metal material 11a in this embodiment is provided outside the tip surface in the longitudinal direction of the first portion 1A. Specifically, the metal material 11a is fixed in direct contact with the tip portion, and the tip portion is covered so that the metal material 11a covers the tip surface of the alloy element wire 9. As a result, the alloy element additive material 8 shown in FIG. 4 can prevent oxidation of the tip surface.

合金元素添加材８を溶銅（母材）１１０中に浸漬すると、金属材１１ａが溶融するとともに、金属材１１ａが接する合金元素ワイヤの表面が起点となって、合金元素ワイヤ９が溶銅１１０中に溶融していく。その後は、金属材１１ａが無くても溶銅１１０中への合金元素添加材８（合金元素ワイヤ９）の溶融が続く。 When the alloying element additive material 8 is immersed in the molten copper (base material) 110, the metal material 11a melts, and the alloying element wire 9 melts into the molten copper 110, starting from the surface of the alloying element wire that is in contact with the metal material 11a. After that, the alloying element additive material 8 (alloying element wire 9) continues to melt into the molten copper 110 even without the metal material 11a.

よって、合金元素ワイヤ９の先端部（第１部分１Ａ）に金属材１１ａを固定させることで、合金元素の酸化に起因する、合金元素添加材の溶融不良を防ぐことができる。 Therefore, by fixing the metal material 11a to the tip (first portion 1A) of the alloy element wire 9, poor melting of the alloy element additive material caused by oxidation of the alloy element can be prevented.

また、合金元素添加材を使用する直前に合金元素ワイヤの先端部に金属材を取り付ける加工を行うことで、合金元素添加材を用意することができる。すなわち、予め金属材が接続された合金元素ワイヤを用意する必要がなく、銅合金材製造の現場における操業前の簡易な加工により合金元素添加材を形成することができる。また、図９に示す比較例のように、合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａおよび第２部分２Ａを含む全周を金属材１１ｄで覆う場合に比べて、非常に低いコストで合金元素添加材を用意することができる。 Also, the alloy element additive can be prepared by attaching a metal material to the tip of the alloy element wire just before using the alloy element additive. In other words, there is no need to prepare an alloy element wire to which a metal material is connected in advance, and the alloy element additive can be formed by simple processing prior to operation at the copper alloy material manufacturing site. Also, compared to the comparative example shown in Figure 9, in which the entire circumference of the alloy element wire 9, including the first portion 1A and the second portion 2A, is covered with metal material 11d, the alloy element additive can be prepared at a very low cost.

したがって、合金元素添加材を製造するための大規模な装置および工程は不要であり、短時間かつ低コストで合金元素添加材を用意することができる。また、合金元素ワイヤの先端部に金属材を取り付けるだけでよいので、合金元素ワイヤの一部を破棄することなどによるロスを低減することができ、これにより合金元素添加材および銅合金材のそれぞれの製造コストを低減することができる。 Therefore, large-scale equipment and processes are not required to manufacture the alloying element additive material, and the alloying element additive material can be prepared in a short time and at low cost. In addition, since it is only necessary to attach a metal material to the tip of the alloying element wire, losses due to discarding part of the alloying element wire can be reduced, and this makes it possible to reduce the manufacturing costs of both the alloying element additive material and the copper alloy material.

＜変形例１＞
図５および図６に示すように、合金元素ワイヤ９は、金属材１１ｂのねじ穴にねじ込まれていてもよい。図５は、本変形例の合金元素添加材の先端部を示す斜視図である。図６は、本変形例の合金元素添加材の先端部を示す断面図である。 <Modification 1>
As shown in Fig. 5 and Fig. 6, the alloying element wire 9 may be screwed into a screw hole in the metal material 11b. Fig. 5 is a perspective view showing a tip of the alloying element additive material of this modification. Fig. 6 is a cross-sectional view showing a tip of the alloying element additive material of this modification.

ここで、合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａを覆う金属材１１ｂが合金元素ワイヤ９に密着している点は、図３および図４に示す構成と同様である。ただし、金属材１１ｂは、内側に凹凸が形成された穴（凹部、孔部）を有しており、合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａは、その穴に嵌入（螺合）されている。 Here, the metal material 11b covering the first portion 1A of the alloy element wire 9 is in close contact with the alloy element wire 9, which is the same as the configuration shown in Figures 3 and 4. However, the metal material 11b has a hole (recess, hole) with an uneven surface on the inside, and the first portion 1A of the alloy element wire 9 is fitted (screwed) into the hole.

例えば、金属材１１ｂに形成された穴の内側の表面であって、第１部分１Ａの径方向における表面には、螺旋状のねじ山およびねじ溝が形成されている。合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａが当該穴に嵌入（螺合）される前の時点では、当該穴の最小の直径、つまり、ねじ山の頂点により構成される円の、第１部分１Ａの径方向における直径は、第１部分１Ａの短手方向の直径よりも小さい。このため、第１部分１Ａが当該穴にねじ込む際には、第１部分１Ａまたは金属材１１ｂのねじ山のいずれか一方または両方が変形する。これにより、第１部分１Ａと金属材１１ｂとは、互いに密着し、固定される。 For example, a helical thread and a screw groove are formed on the inner surface of the hole formed in the metal material 11b, that is, on the radial surface of the first portion 1A. Before the first portion 1A of the alloy element wire 9 is fitted (screwed) into the hole, the minimum diameter of the hole, that is, the radial diameter of the circle formed by the apexes of the threads of the first portion 1A, is smaller than the short-side diameter of the first portion 1A. Therefore, when the first portion 1A is screwed into the hole, either the threads of the first portion 1A or the threads of the metal material 11b or both are deformed. As a result, the first portion 1A and the metal material 11b are in close contact with each other and fixed.

本変形例では、図１～図４を用いて説明した実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、金属材１１ｂが溶銅１１０内で溶融することで、合金元素ワイヤ９と金属材１１ｂとの接触箇所が起点となって合金元素ワイヤ９が溶融していく。これにより、酸化による合金元素添加材の残留を防ぎ、かつ、製造コストの低い合金元素添加材８を実現できる。 In this modified example, the same effect as the embodiment described with reference to Figures 1 to 4 can be obtained. That is, as the metal material 11b melts in the molten copper 110, the alloy element wire 9 melts from the contact point between the alloy element wire 9 and the metal material 11b. This prevents the alloy element additive material from remaining due to oxidation, and realizes an alloy element additive material 8 with low manufacturing costs.

また、本変形例の合金元素添加材８は、ねじ穴を有する金属材１１ｂに合金元素ワイヤ９の先端部をねじ込むことで構成されているため、工具を使用せず人の手で簡便に作成することができる。 In addition, the alloying element additive material 8 of this modified example is constructed by screwing the tip of the alloying element wire 9 into the metal material 11b having a screw hole, so it can be easily created by hand without using tools.

図６では、合金元素ワイヤ９の先端面は金属材１１ｂと離間している。ただし、合金元素ワイヤ９を効率よく溶融させる観点から、合金元素ワイヤ９の先端面は金属材１１ｂに接していることが好ましい。 In FIG. 6, the tip surface of the alloy element wire 9 is separated from the metal material 11b. However, from the viewpoint of efficiently melting the alloy element wire 9, it is preferable that the tip surface of the alloy element wire 9 is in contact with the metal material 11b.

＜変形例２＞
図７および図８に示すように、合金元素添加材８は、合金元素ワイヤ９の先端に、くさび状の金属材１１ｃを打ち込むことで構成されていてもよい。図７は、本変形例の合金元素添加材の先端部を示す斜視図である。図８は、本変形例の合金元素添加材の先端部を示す断面図である。 <Modification 2>
As shown in Figures 7 and 8, the alloying element additional material 8 may be formed by driving a wedge-shaped metal material 11c into the tip of the alloying element wire 9. Figure 7 is a perspective view showing the tip of the alloying element additional material of this modification. Figure 8 is a cross-sectional view showing the tip of the alloying element additional material of this modification.

ここで、合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａが、金属材１１ｃに密着している点は、図３～図６に示す構成と同様である。ただし、金属材１１ｃは、合金元素ワイヤ９の先端部の外周面を被覆しておらず、例えば合金元素ワイヤ９の延在方向において、合金元素ワイヤ９の先端部の先端面から合金元素ワイヤ９内に打ち込まれた状態で、合金元素ワイヤ９の先端部に対し固定されている。 The first portion 1A of the alloy element wire 9 is in close contact with the metal material 11c, as in the configurations shown in Figures 3 to 6. However, the metal material 11c does not cover the outer peripheral surface of the tip of the alloy element wire 9, and is fixed to the tip of the alloy element wire 9, for example, by being driven into the alloy element wire 9 from the tip surface of the tip of the alloy element wire 9 in the extension direction of the alloy element wire 9.

言い換えれば、合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａは、その先端が金属材１１ｃによって２方向に裂けている。つまり、合金元素ワイヤ９の第１部分１Ａは、第３部分３Ａ、第４部分４Ａ、第５部分５Ａから成り、第４部分４Ａと第５部分５Ａとは、第３部分３Ａに接続されており、互いに離間する第４部分４Ａと第５部分５Ａとの間において、合金元素ワイヤ９に金属材１１ｃが密着している。 In other words, the tip of the first portion 1A of the alloy element wire 9 is split in two directions by the metal material 11c. In other words, the first portion 1A of the alloy element wire 9 is composed of the third portion 3A, the fourth portion 4A, and the fifth portion 5A, and the fourth portion 4A and the fifth portion 5A are connected to the third portion 3A, and the metal material 11c is in close contact with the alloy element wire 9 between the fourth portion 4A and the fifth portion 5A, which are spaced apart from each other.

本変形例の合金元素添加材８は、線状の合金元素ワイヤ９の先端面に、鋭利な端部を有するくさび状の金属材１１ｃの当該端部を打ち込むことで形成することができる。この打ち込みの力により合金元素ワイヤ９の先端が２方向に裂け、金属材１１ｃは合金元素ワイヤ９の先端部に圧着される。よって、第１部分１Ａと金属材１１ｃとは、互いに密着し、固定される。 The alloy element additive material 8 of this modified example can be formed by driving a wedge-shaped metal material 11c having a sharp end into the tip surface of the linear alloy element wire 9. The force of this driving splits the tip of the alloy element wire 9 in two directions, and the metal material 11c is crimped to the tip of the alloy element wire 9. Thus, the first portion 1A and the metal material 11c are in close contact with each other and fixed.

本変形例では、図１～図４を用いて説明した実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、金属材１１ｃが溶銅１１０内で溶融することで、合金元素ワイヤ９と金属材１１ｃとの接触箇所が起点となって合金元素ワイヤ９が溶融していく。これにより、酸化による合金元素添加材の残留を防ぎ、かつ、製造コストの低い合金元素添加材８を実現できる。 In this modified example, the same effect as the embodiment described with reference to Figures 1 to 4 can be obtained. That is, as the metal material 11c melts in the molten copper 110, the alloy element wire 9 melts from the contact point between the alloy element wire 9 and the metal material 11c. This prevents the alloy element additive material from remaining due to oxidation, and realizes an alloy element additive material 8 with low manufacturing costs.

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。 The invention made by the inventors has been specifically described above based on the embodiments, but it goes without saying that the invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.

１リング鋳型
２耐熱板
３ベルト
５保持部
６合金元素添加材導入管
８合金元素添加材
９合金元素ワイヤ（金属線）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ金属材
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

Reference Signs List 1 Ring mold 2 Heat-resistant plate 3 Belt 5 Holding part 6 Alloying element additive introduction pipe 8 Alloying element additive 9 Alloying element wire (metal wire)
11a, 11b, 11c, 11d Metal material 110 Molten copper 120 Casting bar 130 Copper wire 300 Tundish 320 Pouring nozzle 330 Supply unit 500 Continuous casting machine 620 Hot rolling device

Claims

An alloying element additive for addition to molten copper, comprising:
a metal wire made of magnesium, aluminum or cerium;
A metal material made of copper;
Equipped with
The metal material is fixed in contact with one end portion of the metal wire in the longitudinal direction.
Alloying element addition material.

In the alloy element added material according to claim 1,
The metallic material is secured to the tip by crimping.

In the alloy element-added material according to claim 1 or 2,
The tip portion is covered with the metal material,
The metal material is crimped to at least a portion of the outer circumferential surface of the tip portion.

In the alloy element added material according to any one of claims 1 to 3,
The metal material has a hole.
The tip is fitted within the hole.

In the alloy element-added material according to claim 1 or 2,
The metal material is an alloying element additive material that is fixed to the tip portion in a state where it is driven into the tip surface of the metal wire.

(a) providing molten copper;
(b) after the step (a), flowing the molten copper into a flow path;
(c) after the step (b), adding an alloying element additive to the molten copper in the flow passage;
(d) after the step (c), solidifying the molten copper;
having
The alloying element additive is
a metal wire made of magnesium, aluminum or cerium;
A metal material made of copper;
Equipped with
The metal material is fixed in contact with one end portion of the metal wire in the longitudinal direction.
A manufacturing method of copper alloy material.

The method for producing a copper alloy material according to claim 6,
In the step (c), the alloy element additive is added to the molten copper in an atmosphere containing an inert gas.

The method for producing a copper alloy material according to claim 6 or 7,
The method for manufacturing a copper alloy material, wherein the metal material is fixed to the tip portion by crimping.

The method for producing a copper alloy material according to any one of claims 6 to 8,
The tip portion is covered with the metal material, and the metal material is crimped to at least a portion of an outer circumferential surface of the tip portion.

The method for producing a copper alloy material according to any one of claims 6 to 9,
The metal material has a hole.
The tip portion is fitted into the hole.

The method for producing a copper alloy material according to any one of claims 6 to 8,
The method for manufacturing a copper alloy material, wherein the metal material is fixed to the tip portion in a state where it is driven into a tip surface of the metal wire.