JPH0270025A - 高純度銅の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、導電特性が優れた軟質な高純度銅を帯溶融精
製法により精製する高純度銅の製造装置に関する。

［従来の技術］ 帯溶融精製法は、金属又は半導体の精製法としてよく知
られた方法であり、溶融物質が凝固する際に生じる不純
物元素の偏析を利用して精製する。

例えば、金属の棒状体をその長手方向に移動させつつ、
加熱帯域を通過させ、これにより、金属の棒状体に幅の
狭い溶融帯を作製する。そして、この溶融帯を相対的に
棒状体の長手方向に移動させることを繰り返すことによ
って、金属の棒状体中の不純物をその一端部に集めて、
金属を精製する。

この帯溶融精製法は、近年、銅の高純度化にも利用され
る傾向にある。

而して、帯溶融精製法は上記方法で行われることから、
不純物の分離効果を高めるために、■溶融帯の幅をでき
るだけ狭くすること、■溶融帯域の温度をできるだけ高
くし、十分に攪拌される均一な溶融帯にすることが要求
される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、銅は、その熱伝導性が優れているために
、溶融帯の温度を高くすると、溶融帯域が広がり易いと
いう難点がある。

このために、高周波加熱による銅の帯溶融精製法におい
ては、その加熱コイル幅を可能なかぎり狭くする等の対
策がとられている。

しかしながら、これらの対策が施された場合においても
、 ■溶融帯域を所望の狭い幅に規制すると、攪拌効果上十
分な溶融帯温度を得にくく、 ■溶融帯温度を充分に高くすると、溶融帯域を所望の狭
い幅に制御できないという銅特有の問題点を解決するこ
とはできなかった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
攪拌効果上十分に高い溶融帯温度を確保すると共に、溶
融帯域を狭い幅に規制することかてき、このような相反
する条件を満足して銅の純度を著しく高めることができ
る高純度銅の製造装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る高純度銅の製造装置においては、高周波誘
導加熱手段による加熱帯内に、１対の黒鉛製リングか被
精製銅を取り囲み、加熱手段と被精製銅との間に介在し
て配設されている。この黒鉛製リングは夫々前記加熱帯
の幅の１／２未満の幅を有し、相互間に適長間隔をおい
て配置されている。

［作用］ 上述の如く構成された本発明装置においては、加熱手段
からの高周波誘導加熱帯内に１対の黒鉛製リングが介在
して配設されている。このため、加熱手段から被精製銅
材に印加される高周波電力が、黒鉛製リング間の間隙部
分に集中して印加される。従って、被精製銅材に形成さ
れる溶融帯の幅は所望の極めて狭いものになる。

このため、溶融帯において十分な攪拌効果及び均一化効
果が得られるような十分高い温度に溶融帯を加熱しても
、溶融帯の幅を所望の狭いもにすることができる。従っ
て、本発明によれば、銅材における不純物の精製分離効
果を著しく高めることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照して
具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例に係る製造装置を示す断面図で
ある。石英管１の内部にはボート支持具７が配設されて
おり、このボート支持具７上には黒鉛ボート２か石英管
］の長手方向に移動可能に載置されている。また、黒鉛
ボート２の一端部には牽引棒９が固定されており、この
牽引棒９を操作することにより黒鉛ボート２を石英管１
の長手方向に移動させるようになっている。この黒鉛ボ
ー１−２内には被精製材の銅棒３が装入される。

また、石英管１の一開放端側には、導管１０の先端部か
配設されており、この導管１０は真空排気装置又は不活
性カス供給装Ｗ（図示せず）に接続されている。これに
より、石英管］の内部が真空又は不活性カスの雰囲気に
置換される。

石英管］の略中夫の外側には、高周波誘導加熱コイル４
が石英管１を取り囲むようにして石英管１と同軸的に配
設されている。このコイル４は適宜の高周波電源（図示
せず）に接続されていて、この高周波電源からコイル４
に高周波電力が印加されると、コイル４に囲まれた部分
の銅棒３が加熱される。

そして、この高周波誘導加熱コイル４による加熱帯５（
図中、破線にて示す）内に介在して、１対の黒鉛製リン
グ８が石英管１内に配設されている。この黒鉛製リング
８はその外周面が石英管１の内周面に密着し、黒鉛ボー
ト２を取り囲むようにして配設されている。黒鉛製リン
グ８はコイル４による加熱帯の幅の１／２未満の幅を有
し、相互間に適長間隔をおいて設置されている。

上述の如く構成された製造装置においては、黒鉛製ボー
ト２内に精製しようとする銅棒３を装入し、導管１０を
介して石英管１内を真空又は不活性ガス雰囲気下にする
。そして、コイル４に高周波電力を印加すると、このコ
イル４による加熱帯５内において、黒鉛製リング８間の
間隙を中心とする銅棒３の領域に溶融帯６が形成される
。

このように、加熱帯５の幅の１．７２未満の幅を有する
１対の黒鉛製リング８を加熱帯５内に配設することによ
り、加熱帯５による銅棒３の加熱領域が１対の黒鉛製リ
ング８に挟まれた領域に絞り込まれ、この領域に集束し
て加熱エネルギが印加される。従って、銅棒３には急峻
な温度勾配が形成され、極めて狭い範囲に溶融帯６が形
成される。

この溶融帯６が形成された後、牽引棒９を介して黒鉛ホ
ー１−２を石英管１−の長手方向に移動させることによ
り、溶融帯６を銅棒３の長手方向に相対的に移動させる
。これにより、銅棒３の端末部に不純物か寄せ集められ
る。

而して、銅棒３に急峻な温度勾配を与え、狭い溶融帯６
を形成するためには、黒鉛製リング８を加熱帯５内に設
けることが必要である。黒鉛製リング８か加熱帯５の外
側にはみ出ると、溶融帯６が広がり易くなり、所望の不
純物分離効果が得られないからである。

また、黒鉛製リング８の幅を加熱帯５の幅の１／２未満
に限定するのは、黒鉛製リング８の幅が加熱帯５の幅の
１／２を超えると、黒鉛製リング８が加熱帯５からはみ
出した場合と同様に溶融帯６が広がってしまい、不純物
分離効果が低下するためである。

次に、上述の実施例装置を利用して、銅棒を帯溶融精製
した結果について説明する。

この銅棒は直径が２０龍、長さが３００　ａｍであり、
残留抵抗比（ＲＲＲ）が３００乃至４００である。

帯溶融精製条件は以下のとおりである。

発振周波数　　：　　３００ＫＨｚ 出力　　　　　・　８ＫＷ 加熱帯幅　　　；　２０開 溶融帯移動速度；　ｏ、５ｍｕ／分 雰囲気　　　　；　Ａｒガス 溶融帯通過回数；　５回 黒鉛製リング幅；　７市 ２本の黒鉛製リング間の間隔；５＋＋＋＋ｎ得られた溶
融帯の幅は２０ｍｍであり、従来に比して極めて狭い溶
融帯が得られた。

また、銅棒の精製された部分の残留抵抗比ＲＲＲを測定
したところ、４０００乃至５０００と極めて大きな値が
得られ、不純物分離効果が高いことがわかる。

一方、比較のために、上記実施例と同一の加熱条件では
あるが、黒鉛製　ンクを設置しないで従来と同様にして
、帯溶融精製を行ったところ、溶融帯幅は３５ｍｍと広
く、銅棒精製部のＲＲＲは８００乃至１２００であった
。

また、上述の装置を使用し、上記実施例と同一の加熱条
件ではあるが、黒鉛製リングの幅を１０ｍｍと加熱帯幅
の１度１／２の長さにして帯溶融精製したところ、溶融
帯幅は加熱帯幅より広く３０ｍｍであり、銅棒精製部の
ＲＲＲは１０００乃至１５００てあった。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、溶湯帯を均一に
攪拌するために必要な溶融帯温度を得ることができると
共に、そのような力１熱条件でも溶融帯の幅を狭くする
ことができ、不純物の分離効果が極めて高い。従って、
本発明により、高純度の精製鋼を製造することがてきる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置を示す断面図である。 １−石英管、２；黒鉛ボート、３；銅棒、４；高周波誘
導加熱コイル、５；加熱帯、６；溶融帯、８；黒鉛製リ
ング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高周波加熱により銅を帯溶融精製する高純度銅の
   製造装置において、被精製銅材の一部を高周波誘導加熱
   する加熱手段と、この加熱手段による加熱帯の幅の１／
   ２未満の幅を有しこの加熱手段と被精製銅材との間にて
   前記加熱帯内に相互に適長間隔をおいて配設された１対
   の黒鉛製リングとを有し、この１対の黒鉛製リング間に
   位置する領域を中心として前記被精製銅の溶融帯が形成
   されることを特徴とする高純度銅の製造装置。