JPS62151253A

JPS62151253A - 連続鋳造炉

Info

Publication number: JPS62151253A
Application number: JP29537685A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Mae; 前　義治; Akira Iwai; 亮岩井
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1985-12-25
Filing date: 1985-12-25
Publication date: 1987-07-06
Also published as: JPS6352983B2

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］この発明は、特に時計等に使用されるマグネットワイヤ
ーやＴＣ等に使用されるボンディングワイヤー等の超極
細線素オ、あるいは電子部品のリードフレームなどに使
用される銅および銅合金鋳造材を連続的に鋳造するため
の連続鋳造炉の改良に関するものである。

［従来の技術］近年、電子産業の発達によって、ＩＣ，ＬＳＩ等の電子
部品なとのリードフレームに使用される銅合金は、より
高強度、高精度な乙のが要求されてきている。このよう
な要求を満たずものとして、ジルコニウム（Ｚｒ）、ク
ロム（Ｃｒ）、ヂタン（Ｔ１）などの活性化金属を添加
シー　ｆコ洞合金がＡ５る。

ところで、このような活性化金属を添加した銅合金鋳造
材を鋳造する場合、通常の大気中鋳造法では上記活性金
属の一部が酸化して酸化物となり、この酸化物が鋳造材
中に不純物としてひき込まれ、５らにこの鋳造材を下延
加工すると、圧延加工品にこの不純物に起因するすし状
ｍ識か発生し、リードフレームなとには全く使用し得な
くなる。

そこで本出願人は、上記のような銅合金を非酸化性雰囲
気下で溶解、鋳造できる連続鋳造炉を提案（特開昭６０
−１０６６４８）　した。

第５図は、本出願人の提案による連続鋳造炉を示す図で
ある。この図に示す連続鋳造炉は、真空チャンバー１内
に排気管（排気手段）２と送気管（送気手段）３を設け
るとともに、溶解鋳造炉４を設置し、この溶解鋳造炉４
の上方に、長手方向を上下方向に向けるとともに、一端
部を真空チャンバー１の外部に開放させた鋳造モールド
（ノズル）５を上下に移動自在に配置したしのであって
、排気管２より空気を排気して真空チャンバー３内を真
空にした後、溶解鋳造炉４によって銅合金素材を溶解し
、次に送気管３より不活性ガスを真空チャンバー１内に
導入して溶解鋳造炉４内の溶湯を鋳造モールド５の上方
に押しやり、これを凝固させながら連続的に鋳造材を得
るように構成されている。

なお、図中符号６は、鋳造材を鋳造モールド５の上方に
抜き出すためのピンチローラ−である。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、上記構成の連続鋳造炉では、真空雰囲気下の
溶解鋳造炉によって溶解され１こ洞合金素（オを、溶解
鋳造炉から鋳造モールド内に直接数、）入れる構成であ
るため、洞合金索（４を溶解している間は鋳造を１テう
ことができＷ、このため、生産効率が悪いという問題か
あった。また、一度に溶解鋳造炉の容■の鋳造材しか鋳
造できないので、長尺の鋳造材を−得ろことができず、
このため、後工程において歩留りが悪いという問題があ
った。

［発明の目的］この発明は、上記問題を解決ずろためになされたもので
、非酸化性雰囲気下で銅合金素材の溶解と鋳造を同時に
、かつ連続的に行うことかでき、これによって、生産効
率を向上させることができ、しかも長尺の鋳造材を得る
ことができる連続鋳造炉を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明の連続鋳造炉は、真空チャンバー内に、その真
空チャンバー内部を第１の室と第２の室とに気密的に区
画する仕切りを設置し、第１の室には、排気手段と送気
手段とを接続すると・ともに内部に溶解炉を設置し、第
２の室には、排気手段と送気手段とを接続するとともに
内部に鋳造炉を設置し、さらに一端が鋳造炉に接続され
、他端が第２の室から外部に開放すれたノズルを設け、
上記真空チャンバー内に、上記溶解炉内の溶湯を上記仕
切りを通って上記鋳造炉に送る移動機構を設置した構成
としたらのである。

［実施例］第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す図であ
る。これらの図において符号７は真空チャンバーである
。この真空チャンバ−７は、気密性箱状体であって、そ
の内部には、真空チャンバ−７内部を第１の室８と第２
の室９とに区画する仕切り１０が設置されている。仕切
り１０は、開閉自在に構成されたしのであって、閉じた
ときに、第１の室８と第２の室９とを気密に遮蔽できる
ようになっている。なお、第２の室９の底壁９ａは、第
１の室８の底壁８ａよりら低く設−十られている。

第１の室８には、排気管（排気り段）ＩＩと送気管（送
気手段口２が連結されて：、）る。排気管１１は、弁１
３を介して図示しない真空排気装置に接続されており、
第１の室８内を１　’Ｏ−３〜Ｉ　Ｏ−’ｍｍＨｇの真
空にできるようになっている。また、送気管Ｉ２は、弁
１４を介して図示しない不活性カス供給装置に接続され
ており、第１の室８内をアルゴンガス等の不活性ガス雰
囲気とすることかできるようになっている。

また、この第１の室８内には、溶解炉１５が設置されて
いる。溶解炉１５は、その内張り１６のまわりに配置さ
れた高周波誘導コイル１７によって内部に充填された銅
合金素（オを高周波誘導加熱し、これを溶解できるよう
になっている。そして、この溶解炉１５は、図示しない
移動機構によ−て、図中矢印六方向に移動せしめられろ
とと乙に、矢印Ｂ方向に傾倒せしめられるようにｔＭ構
成、：”ｔでいろ。

一方、第２の室９には、排気管（排気手段）＋８と送気
管（送気手段）１９とが接続されている。排気管１８は
、弁２０を介して第１の室８の排気間１３と同一の真空
排気装置に接続されており、第２の室９内の圧力を減圧
できるようになっている。

また、送気管１９は、弁２１を介して第１の室８の送気
管１２と同一の不活性ガス供給装置に接続されており、
第２の室９内を不活性ガスの雰囲気とすることかできる
ようになっている。

また、第２の室９内には、鋳造炉２２が設置されている
。鋳造炉２２は、その内張り２３のまわりに配置された
電熱線２４によって加熱され、内部に充填された溶湯２
５を高温に保てるようになっている。そして、その溶湯
２５は、仕切り１０を開いた状態て溶解炉１５が図示中
矢印Ａ方向へ移動し、これが矢印Ｂ方向に傾倒すること
により溶解炉１５より鋳造炉２２内へ注入されるように
なっている。この鋳造炉２２の下端部には、一端部を真
空ヂャンハ−７の外部に突出させた溶湯導入管（ノズル
）２６が接続されている。溶湯導入管２６は、その一端
部が開口端を上方へ向けた鉤型に形成されるとともに、
内部に設けられた電熱線２７によって内部の溶湯２５を
高温に保てるようになっている。

そして、溶ｌ易導入管２６の開口端には、鋳造モールド
２８か嵌ｉ′ｊさイｔている。鋳造モールド２８は筒状
をなすもので、その断面形状と同一断面形状の鋳造材か
得ろれるようになっている。また、溶湯導入管２６の開
口端には、水冷ジャケット２９が鋳造モールド２８を囲
むように固定されている。水冷ジャケット２９は、鋳造
モールド２８内の溶湯２５を冷却して迅速に凝固させる
ためらのであって、銅からなる中空筒状をなし、その内
部に冷却水が送入されるようになっている。さらに、こ
の水冷ジャケット２３の上端部には、この上端開口部を
気密に塞ぐキャップ３０が着脱自在に取り付けられてい
る。また、水冷ジャケット２９の上方には、ピンチロー
ラー３１が配置されている。

なお、図中符号３２で示すものは、補助の排気管であっ
て、第１の室８内のアルゴンガスを迅速に排気するため
のものである。

次に、このような構成の連続鋳造炉を用いて銅合金より
なる線状の鋳造材を連続的に鋳造する手順を説明する。

まず、仕切りＩＯを閉めた状態で弁１３を開き、第１の
室８内を所定の真空度にまで真空排気する。

そして、溶解炉１５内で、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒなどの活性
化金属を含む銅合金素材を溶解する。一方、第２の室９
内の空気を排気管１８によって排気するとともに、送気
管１９よりアルゴンガスを第２の室９内に導入し、第２
の室９内の空気をアルゴンガスで置換する。このとき、
水冷ジャケット２９の上端開口部はキャップ３０で塞が
れている。また、鋳造炉２２を電熱線２４によって所定
の温度１こＩＪＩＩ然しておく。

このようにして、溶湯２５が得られたならば、弁１３を
閉じ、弁１４を開いて不活性ガス供給装置からアルゴン
ガスを送気管Ｉ２を経て第１の室８内に導入し、第１の
室８内をアルゴンガスで大気圧（−気圧）に加圧止る。

次に、仕切りＩＯを開さ、溶解炉１５を図中矢印Ａ方向
へ移動さろ。そして、所定の位置において溶解ｉ１５を
矢印Ｂ方向へ傾倒させ、溶解炉１５内の溶湯２５を鋳造
炉２２内に注入する。次に、溶解炉！５を元の位置に戻
し、仕切りＩＯを閉じる。

次に、キャップ３０を水冷ジャケット２９の上端開口部
から取り外し、鋳造モールド２８の上端開口部から鋳造
モールド２８の中空部分の形状に見合った形状の種線を
鋳造モールド２８内に挿入するとともに、第２の室９内
のアルゴンガス圧を大気圧よりも僅かに大きくし、溶湯
２５を鋳造モールド２８内に押し上げ、種線に接触させ
る。

次に、第２の室９内の圧力を漸次増加させ、溶湯２５を
種線とともに鋳造モールド２８内の上方に押し上げ、鋳
造モールド２８内で冷却凝固させつつ、ピンチローラ−
３１によって引き上げる。

この場合において、鋳造の進行とともに鋳造炉２゜２内
の溶湯２５の湯面か下がると、鋳造モールド２８内の溶
湯２５の圧力が下がり、このため鋳造（４３３の内部に
引（１巣か生じろ。そこで、引は巣のｆ６　’ｆＥを防
止するためにアルゴンガスを送気管１９より第２の室９
内に導入して加圧し、溶湯静圧か常に一定となるように
調整する。

一方、このよらにして鋳造を行っている間に、溶解炉１
５において上記と同様の手順て銅合金素材を溶解してお
く。そして、鋳造炉２２内の溶湯２５が所定虫に達した
ら、仕切り１０を開き、第２図に示すように、溶解炉１
５を移動傾倒させて溶解炉！５内の溶湯２５を鋳造炉２
２内に注入する。この際、鋳造炉２２内の溶湯２５の湯
面が短時間のうちに上昇するため、排気管１８より第２
の室９内のアルゴンガスを排出して、第２の室９内の圧
力を下げ、溶湯静圧が上昇することがないようにする。

すなわち、溶湯静圧が増大すると溶湯の凝固条件が変化
し、得られる鋳造材３３が不均質なものとなるからであ
る。

そして、このようにして、連続的に鋳造を行い、鋳造材
３３を連続的に取り出す。

このような連続鋳造炉にあっては、真空中および不活性
ガス雰囲気下で銅合金素材の溶解と鋳造を同時に、かつ
連続的に行うことができるので、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉなど
の活性化金属を含む銅合金を溶解、鋳造してもこれら活
性化金属が酸化されることがないのはもちろんのこと、
生産効率を著しく向」二さ口゛ることかてさろ。しから
、長尺の鋳造ｆ４を得ることかできるため、後工程で任
αの長さに切断することによって一本の鋳造（、十から
多くの（オ科取りを行うことができ、後工程での歩留り
を向」二させることができる。また、鋳造作業時に第２
の室９内の圧力を増減して、溶湯静圧を常に一定にする
ことができるので、溶湯の凝固条件か一定をなり、均質
な鋳造材を得ることかできる。

以下、鋳造例を示して具体的に説明する。

第１図に示した構造の連続鋳造炉を用いて、９９．９９
％の電気銅を原料とする鋳造けを溶解鋳造した。鋳造モ
ールド２日は内径１０ｍｍ、長さ１３０ｍｍの中空黒鉛
製のものを使用し、水冷ジャケット２９は１ストランド
とじＬｏまた、溶解炉１５および鋳造炉２２の容量はと
もに６０００　ｃｍ３とした。そして、鋳造速度は６０
ｃｍ／分とし、時間当たり２５Ｋｇの鋳造材を製造した
。また、溶解炉１５においては、２時間当たり５０Ｋｇ
の銅合金素材を溶解し、鋳造の速度に同調させた。これ
によって、１０時間の連続鋳造によって２５０Ｋｇの鋳
造ｔオを製造することができた。

また、第３図は本発明のさらに他の実施例を示す図であ
って、上記実施例と同一の構成要素には同一の符号を付
しである。

この図に示す連続鋳造炉は、真空チャンバー３４内に、
その真空チャンバー内部を上下に区画する仕切り３５を
設置し、下側の室（第２の室）３６内に内張り３７、電
熱線３８および断熱材３９からなる鋳造炉４０を設けた
ものであって、上側の室（第１の室）４１の内部に設置
された溶解炉４２を矢印Ｂ方向に傾倒することができろ
ように構成され１こ乙のであるうそして、鋳造炉４０の
仕切り３５近傍と、鋳造モールド２８近傍には、それぞ
れ排気管（排気手段）＋８と送気管（送気手段）１９が
接続されており、溶ｌ易２５を溶解炉４２内の溶湯２５
を鋳造炉４０内に注入する際に鋳造炉・１０内のアルゴ
ンガスを排出し、また、鋳造作業の際にアルゴンガス圧
を凋５ｆ−４−ろことにより溶湯静圧を常に一定にする
ことかでさるようになっている。

この図に示した連続鋳造いに１５いても、非酸化性雰囲
気下で銅合金素材を連続的に溶解、鋳造を行うことがで
きるので、生産効率を向上させることができ、また、長
尺の鋳造材を得ることかできる。

なお、上記実施例では、鋳造モールドをその軸線を上下
方向に向けて設け、上方に向って鋳造するように構成さ
れているか、これに限るものではなく、水平方向あるい
は下方に向って鋳造するように構成してもよい。また、
第４図に示すように、鋳造モールドを鋳造炉の上方に上
下方向へ移動自在に設けてもよい。

また、前記２つの実施例では、共に仕切りを開閉自在に
構成しているが、第４図に示すように、真空チャンバ−
７の内部を壁（仕切り）・１３によって気密に区画し、
溶解炉１５の下端部に、一端部が壁１３を貫通してその
開口端が鋳造炉２２の上方に位置する溶湯導入序送管（
移動機（、■）・１４を接続し、この溶ｆ″易移送管４
４の途中に弁４５を介装するとと乙に、溶解炉Ｉ５から
弁４５まての間に電熱線１６を配置し、溶解炉１５．つ
上方７）Ｌ″↓空チャンバー７の壁部に銅合金素材を溶
解炉１５に挿入するためのｆｉ４７を希脱自在に取り付
けた構成としてらよい。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明の連続鋳造炉は、真空チャ
ンバー内に、その真空チャンバー内部を第１の室と第２
の室とに気密的に区画する仕切りを設置し、第１の室に
は、排気手段と送気手段とを接続するとともに内部に溶
解炉を設置し、第２の室には、排気手段と送気手段とを
接続するとともに内部に鋳造炉を設置し、さらに一端が
鋳造炉に接続され、他端が第２の室から外部に開放され
たノズルを設け、上記真空チャンバー内に、上記溶解炉
内の溶湯を上記仕切りを通って上記鋳造炉に送る移動機
構を設置しているので、非酸化性雰囲気で銅合金素材の
溶解と鋳造を同時に、かつ連続的に行うことができ、こ
れによって、生産効率を著しく向上させることができる
。しかも長尺の鋳造けを得ることができるので、後工程
での歩留りを向上させることができ、鋳造材の生産コス
トの低減を図ることかて、３るという効果か得ろ・−ろ
・１　図面の簡？１′！な説明第１図は！−争明の一実へ魚例を示オヌ１てあ−て、連
続鋳造炉を示す側！祈面図、第２図：よ第１図にＪ。

いて溶解炉を傾倒さけた状態を示−」−図、第３図ちよ
び第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示１″図であ
って、連続鋳造炉を示す側断面図、第５図は従来の連続
鋳造炉の一例を示オ側断面図であろっＩ・・・・真空チ
ャンバー２・・・・・排気管（排気手段）、３・・・−送気管（送気手段）、５・・・・・鋳造モールド（ノズル）、７・・・・真空
チャンバー、８・・・・・第１の室、９・・・・・・第２の室、１０
・・・・・仕切り、１１・・・・・排気管（排気手段）
、１２・・・・送気管（送気手段）、１５・・・・・・
溶解炉、２２・・・・・・鋳造炉、２５・・・・・溶湯
、２７　・・・溶湯導入管（ノズル）、３４・・・・・真空チャンバー、３５・・・・・仕切り、３６・・・・・・下側の室（第２の室）、４０・・・鋳
造炉、

Claims

【特許請求の範囲】

真空チャンバー内に、その真空チャンバー内部を第１の
室と第２の室とに気密的に区画する仕切りを設置し、第
１の室には、排気手段と送気手段とを接続するとともに
内部に溶解炉を設置し、第２の室には、排気手段と送気
手段とを接続するとともに内部に鋳造炉を設置し、さら
に一端が鋳造炉に接続され、他端が第２の室から外部に
開放されたノズルを設け、上記真空チャンバー内に、上
記溶解炉内の溶湯を上記仕切りを通って上記鋳造炉に送
る移動機構を設置してなることを特徴とする連続鋳造炉
。