JPS6349345A - 連続鋳造炉 - 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、特に電子関連部品のマグネットワイヤーなど
に使用でれる高品質の純銅及び銅合金材を連続的（二熔
解して鋳造するのに好適な連続鋳造炉に関するものであ
る、 「従来の技術」 近年、銅を主体とする銅線は、電子機器用電線、マグネ
ットワイヤー等の需要の増大や、加速度的な軽薄短小化
、高性能要求など（二よシ極ａｓ化が急速ｇ二進んでい
る。

このような細、暖化の傾向の中で、極細線用の素臓には
、連続鋳造圧延法（ＳＣＲプロセス）、ＤＩＰ　　フォ
ーはフグ法などＳ二よる銅荒引臓が使用されているが、
いずれの方法でも、■脱ガス工程がす（、ガス・ポロシ
ティ−等の発生を二よｐ、荒引素材の健全性に乏しい点
、■熱間圧延工程を有する次め、荒引素材に金属不純物
が混入する点などの問題があつ九。

そこで、本出願人は、このような銅及び銅合金−を真窒
脱ガス熔解し鋳造する鋳造炉を提案し念（特願昭５８−
２１１８３９号参照）。

第３図は、本出願人の提案による鋳造炉を示す図である
。この図Ｃ二足ＴｆＡ造炉ａは、冥９チャンバーｂに排
気管Ｃと送気管ｄとを連結すると共に、内部（：熔解鋳
造ルツボｅを投置し、この熔解鋳造ルツボ・の上方ζ二
、長手方向を上下方向に向け、−１部を真空チャンバー
ｂの外部に開放させ７ｔ［造モールドｆを上下に移動自
在（：配置したものである。そして、この鋳造炉ａは、
排気管Ｃよ）突気を排気して真をチャンバーｂ内を真ｇ
ＩＣ二し九後に、熔解鋳造ルツボｅ（：よって、鋼及び
銅合金素材を熔解し、次Ｃ二送気ｙａより不活性ガスを
真空チャンバーｂ内５二導入して熔解鋳造ルツボθ内の
溶湯を鋳造モールドでの上方Ｃ二押しや）、これを凝固
させながらピンチローラ−ｇで上方に抜き出して連続的
に鋳造材を得るようＣ：構成されている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記ｎ造炉ａＣあってμ、熔解鋳造ルツボｅ
内の溶湯が鋳造でれてな（なると、新次に鋼及び鋼合金
素材を装填して、これを熔解しなければなら々い、ま危
、この鋳造Ｐａにおいては、熔解鋳造ルツボＧで素材の
熔解、真空脱ガス、鋳造を順次行なうよう１；している
、このため、素材を熔解鋳造ルツボｅｌ二装填している
間、及び熔解、真９脱ガスを実施している間は＠造を行
なうこと６寺ができず、生産効率が悪いという問題があ
った。

本発明は、前記事情（二鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、素材の装填、熔解、脱ガス、鋳造を
連続的に行なうことができ、生産性の向上を図ることが
できる連続鋳造炉を提供することＣ：ある、 「問題点を解決するための手段」 前記目的を達成する友めに、本発明は、原料素材を装入
する原料素材装入室と、該原料素材装入室に連通され、
かつ送気及び排気手段を有する鋳造気密室と、一端が前
記鋳造気密室Ｃ二開口した鋳造ノズルと、前記原料素材
装入室内ｌ二供給され危原料素材を熔解する几めの熔解
手段と、熔湯中のガスを脱気するための脱ガス手段とを
備え次ものである。

「作用」 本発明の運！５！鋳造炉（二あっては、原料素材装入室
内に装入され九原料素材を熔解手段によって熔解すると
共イ：、脱ガス手段によって熔湯中のガスを脱気し、か
つ鋳造気密室内の圧力を送気及び排気手段Ｃ：よって制
御して、鋳造ノズルＣ二よって鋳造気密室内の溶湯を引
き出して鋳造する、「実施例り 以下、２３１図と第２図に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明の第１実施例の連続鋳造炉を示す図であ
る。この連続鋳造炉は、原料素材を装入する原料素材装
入室ｌと、該原料素材装入室ｌに連通され、かつ送気及
び排気手段２，３を有する鋳造気密室４と、一端が鋳造
気密室４内に開口した鋳造ノズル５と、原料素材装入室
１内Ｃ二供給された原料素材を熔解するための熔解手段
６と、熔湯中のガスを脱気するための脱ガス手段７とを
主体として構成されている。

前記原料素材装入室ｌは、原料となる純銅、銅合金素材
を連続的、あるいは断続的Ｃ；装入する次めのものであ
って、その上部には、銅カソード〔あるいは銅合金素材
〕８を搬入するコンベア９と、純ＱＡ　８！　＋＠　１
０　’）供給するためのピンチａ−ラ−１１とが配置さ
れると共に、その下部には、側方より内部に貫通する供
給ノズル１２と、不活性ガス（Ａｒ　）あるいは還元雰
囲気ガス（Ｃｏ　＋　Ｎ２’）の供給配管１３と、前記
ガスの供給をコントロールする供給バルブ１４とからな
る脱ガス手段７が設けられている。そして、この原料素
材装入室１はその底部（；おいて、前記鋳造気密室４Ｃ
ユ連通てれていると共Ｃ二、前記両室１．４の連通底部
Ｃ：前記熔解手段６が設けら４ている。

この熔解手段６は、低周波溝里誘導熔解法により、交流
の電ｉｓ導作用（二よって起電力を誘起し、発生したジ
ュール熱によって金属を７Ｘｌｓ熔解するものであり、
−次側低周波コイル１５と、二次回路溝１６を有してい
る、なお、１７は二次回路溝１６の残湯を抜き取るため
のプラグである。ま九、前記低周波誘導加熱Ｃ二よる熔
解だけでなく、高周波誘導７１Ｄ熱、あるいはエレマ抵
抗加熱等の方法を採用してもよい。

ま次、前記原料床材装入室ｌの高ざは、原料素材の投入
、あるいは鋳造気密室４内の圧力変動（昇圧）によって
溶湯が原料素材装入室１からあふれないように、鋳造気
密室４の高さに比べて充分に高く設定でれており、かつ
鋳造気密室４の横断面積に、鋳造気密室４内の圧力変化
（二よる溶湯レベルの変動を小さく抑制する九めに、原
料素材装入室１の横断面積に比べて充分（二大き（設定
されている。でらＣ：、前記両室１．４及び熔解手段６
の二次回路溝１６は、それぞれ、シェル１８及び耐火物
１９によって気密状態Ｃ：保持でれておシ、かつ原料素
材装入室１の上端ｆ：は、炉蓋２０が配置されている。

前記鋳造気密室４には、上部側面１ｍ、送気バルブ２１
及び送気配管２２を有する送気手段２と。

排気パルプ２３及び排気配管２４を有する排気手段３と
が設けられてお夕、鋳造気密室４内部を不活性ガス（Ａ
ｒ）あるいは還元雰囲気ガスＣＣＯ＋Ｎ２）Ｃ：てＯ〜
ｌ像／ｍ　まで加圧できると共（：、所定の圧力に！！
！整して保持できるようになっている。ま次、前記鋳造
気密室４の上部には鋳造ノズル５が設けられている。そ
して、この鋳造ノズル５は、ｖＪ造気気密室４内溶湯か
ら１班状の鋼材もしくは銅合金材を上方向に鋳造する念
めのもので筒状に形成でれておジ、この内部に溶湯を通
すことＣ：よって、その断面形状と同一断面形状の森林
を鋳造するようになっている。さらに、鋳造ノズル５の
外周には、筒状の水冷ジャケット２５が前記鋳造気密室
４の上部のシェル１８及び耐火物１９を貫通して設けら
れている。この水冷ジャケツト２５は％鋳造ノズル５内
の溶湯を冷却し迅速に凝固させるためのもので銅で形成
されており、かつ筒状中空部を冷却水が循環するよう１
ニなっている。

そして、水冷ジャケット２５は、前記鋳造ノズル５とと
もに前記鋳造気密室４を気密状態に維持しながら上下に
移動自在に設けられている。

ま次、前記鋳造ノズル５の上方Ｃ：は、ピンチローラ−
２６が、前記鋳造ノズル５及び水冷ジャケット２５とと
も（二上下Ｃ二移動可能Ｃ二設けられている。このピン
チローラ−２６は、前記鋳造ノズル５内の鋳造ロット（
機材）を上方に引き上げるためのものである。一方、前
記水冷ジャケット２５の下端には、前記鋳造気密室４内
のう面位置を検出する湯面センサー２７が下方ｌ二向っ
て突設でれている。ざらに、前記ピンチローラ−２６で
引き上げられ次線材２８は、コイラー２９によシコイル
状に巻取られるようになっている。そして、このコイラ
ー２９の前段？二に、鋳造ノズル５の上下動による俵材
速にの変化を吸収し、かつコイラー２９の巻取シ張力を
安定さぜる九めのダンサ−３０が設置でれている。

なお、場合【；よっては、原料素材装入室ｌと鋳造気密
室４との間に、セラばツク裂の溶湯フィルター３１を設
は念シ、あるいは、原料素材装入室１の耐火物１９内ｆ
：ヒーターを設は交り、ま之は、原料素材装入室１の上
方からガス（Ａｒ、ＣＯ。

Ｎ２）供給用の石英管を挿入し九構成としてもよい。

？ＸＣ二、上記のようＣ；構成された連成鋳造炉を用い
て、銅もしくは銅合金からなる嶽状の鋳造材を連続的に
鋳造する場合Ｃ二ついて説明する。

この運！５！鋳造炉（二あっては、熔解手段６として低
周波誘導熔解法を使用する九め、熔解開始に先立って、
あらかじめ、外部から溶湯を二次回路溝１６ζ二満九丁
か、あるいは、炉体毀作の段階で、熔解原料で製造され
ｔ固体リングを二次回路溝１６内に挿入する。次いで、
−天測低周波コイル１５に交流通電することによ）逼＄
鋳導起電力を誘起し、二次回路＃１６内原料、もしくは
溶湯Ｃ：ジュール熱を発生させて、原料が溶解可能な温
度まで昇温させ、溶湯を湯面位置り。まで満を丁。

続いて、原料素材装入室１上端の、中央が開口している
Ｐ蓋２０上部よシ、純＠種嶽１０をピンチロー７−１１
を介して、ま之は、鋼カソード（あるいは鋼合金素材）
８をコンベア９を介して原料素材装入室ｌ内に装入する
。この時、原料素材装入室ｌ及び鋳造気密室４の内部ｅ
ゴ、不活性ガス、あるいは還元雰囲気ガスを脱ガス手段
７及び送気手段２、排気手段３を用いて不活性ガス雰囲
気あるいは還元ガス雰囲気で膚たし、大気圧としておく
わ そして、装入はｆＬｆｃ原料素材８．１０は、熔湯面り
。（＝達するとともに熔解し溶湯となる。従って、原料
素材８．１０を連続的に装入することＣ二よって、原料
素材装入室１と鋳造気密室４を底部よジ溶湯が溝たし始
める。この場合、画室１．４とも大気圧に保持されてい
るから、湯面は同レベルを保ちなから徐々Ｃ二上昇し、
湯面位置Ｌ１　に達する。この時点で、供給ノズル１２
は湯面Ｌ１　より下方となるが、不活性ガスあるいは還
元ガスを加圧送気しているため、ガスが気泡状態になり
、熔潟中に吹込まれ、上方に向かって浮き上がってい（
。ここで、原料素材装入室ｌと鋳造気′ＩＭ呈４との間
は、底部のみ開口している熔＠ぜき３２で仕切られてい
るから、原料素材装入室ｌ内に吹込まれたガスは、鋳造
気密室４側Ｃ：流れることがない。

この状態（二おいて、鋳造ノズル５は、熔うの湯面Ｌ１
　に対して、下部を溶湯内に浸漬することになるが、水
冷ジャケット２５の下端１：付設された湯面センサー２
７により湯面Ｌ１の位置を検知し、図示していない上下
動装＠によって、鋳造ノズル５の下端が湯面り、　ｌ二
対して一定性てとなるように水冷ジャケット２５全体を
上下動させる、このように、場面センサー２７によって
鋳造ノズル５の湯面Ｌ１に対する位置コントロールを連
続して行なう。

次いで、水冷ジャケット２５の上端開口部から鋳造ノズ
ル５の内径に見合つ次径のα線を押入する。そして、鋳
造気苦室４内に、送気手段２を用いて、不活性ガス、あ
るいは還元雰囲気ガスを導入して、鋳造気密室４内を大
気圧より加圧して一定の圧力で保つ（例えば、ゲージ圧
でｌ　ｋｇ　／　ｃｙｎ　２以下）。

これにより、鋳造気密室４円の湯面位置は％　Ｌ。

よシ徐々１：下降し％湯面位ＭＬ２１＝なると共に、原
料素材装入室１内の湯面位置はＬｌ　より徐々Ｃ二上昇
し、湯面位置Ｌ３となる、この場合、両室１゜４内の湯
面り、Ｌｌ　のレベル差は、原料素材装入室１内の大気
圧と鋳造線′８！室４内の加圧状態との差圧Ｃ二より決
定され、例えば、鋳造気密室４同を肌５に５Ｈ／ｃｍ　
　（ゲージ圧）、原料素材装入室１内を大気圧とし、溶
湯比重を８．３とした場合、前記レベル差は約６００ｒ
−ｘ＋！：々る。一方、鋳造ノズル５は、前記湯面セン
サー２７が湯面のＬｌからＬ２への下降を検知するとと
Ｃ：より、湯面位置Ｌ２に対して一定性さＣ：なるよう
に下降してその深はを維持する。

ざらに、鋳造気密室４内が上述し比ように一定圧力で加
圧されろと、室内の溶湯は鋳造ノズル５内に押し上げら
れ、水冷ジャケット２５の上部より挿入された種線に接
触する。この状態で、種線を上方に連続的ないし間欠的
に引き上げると、溶量は種線の上昇に伴って鋳造ノズル
５内を上昇する。そして、この０湯は水冷ジャケット２
５によって冷却され、ｌｊ造ノズル５の内径に見合つ之
外径を有する銅あるいは鋼合金からなる丸線（異形線）
２８となって、水冷ジャケット２５の上宿から引き出は
れる。次いで、引き出された線材２８は、ダンサ−３０
を介してコイラー２９によジ、安定し之状態でかつ円滑
ｆニコイル状ζ二巻取られ、長尺の醍材が得られる。そ
して、得られた虫材は、後工程で伸側あるいは圧延加工
され、目的とする形状、寸法Ｃ二なされる。

また、線材２８が引き出されるにつれて、鋳造気密室４
内の溶湯量が減少するが、原料素材装入室１内Ｃ二原料
素材を順次投入して、減少した溶湯ｉを補うことにより
、前記ｊＢサレベルＬ、Ｌ３を一定（二ｍ持する。

このようにして、原料素材装入室ｌに投入された原料素
材８．１０は、熔解手段６によって熔解でれつつ、原料
素材装入室ｌ下部よシ熔易中に吹込壕れ九不活性ガス、
あるいは還元雰囲気ガスＣ二よ）、熔湯中Ｃ二含まれガ
スボａシティ−の原因となる不純ガスを浮上させるとと
で脱ガヌされ、さら（二鋳造気密室４内に貯湯式れ、該
鋳造気密室４内で加圧され、鋳造ノズル５によって上方
向に引き出てれて鋳造て詐ることが可能となつ九。

従って、本笑施例によれば、原料素材の熔解を大気圧下
で行なうことができ、その結果、原料素材の形状（二か
かわらず、連続的にかつ容品に原料素材の装填及び熔解
を行なうことができ、原料素材製入室１内にて素材熔解
ととも１：連続的ｆ：脱ガスを行なうことができる、ま
之、Ｕｘ料素材装入室ｌの溶湯の深さを充分とれるため
、吹込まれた不活性ガス、あるいは還元雰囲気ガスと溶
湯との接触、あるいは反応が進み、脱ガスを充分１２行
なうことができる。

さらに、鋳造気密室４においては、鋳造ノズル５Ｃ二よ
って、脱気さ几た溶湯から連続的に所望の断面形状の線
材を辿造することができる。ま九、鋳造気密室４内の溶
湯静圧を一定に維持することができ、不活性ガス、ある
いは還元雰囲気ガスで加圧して重力方向とは逆方向（：
溶湯を押上げるため、溶湯が固化するとき加圧てれた状
態となシ、鋳造材の健全性が太き（向上すると共に、均
質な鋳造材を得ることができる。

なお、上記実施例１；おいては、鋳造ノズル５を４セッ
ト設けているが、これに限られることなく、ｇ造ノズル
５を１セツト、あるいは複数セット設けてもよく、生産
量（二応じて加減丁ればよい。

また、第２図は本発明の第２ｇ８施例を示す図であり、
この第２実施倒においては、原１＋素材装入室４０が、
円柱状の鋳造気ど室４１の中央部Ｃユ、上方から内部に
貫通して連結てれ、かつ原料素材装入室４０の周囲に、
等間隔に複数のツ１通ノズル５、水冷ジャケット２５等
の鋳造ユニットが２諺されると共ｆ二、原料素材装入室
４０及び鋳造気密室４１の周囲に、エレマ抵抗７ＪＯ熱
、あるいは高周波誘導力ロ熱等の加熱手段４２が配設で
れている一方、原料素材装入室４０内に、不活性ガス、
あるいは還元雰囲気ガスを吹込むための石英管４３が挿
入てれている。なお、その他の構成は、前記第１実施例
と同様なので同符号を付けて説明を省略する。

そして、前記のように構成された第２夷朔例の連続ｖ３
造炉にあっても、前記第１実施例と同様の効果を奏する
。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、原料素材を装入
する原料素材装入室と、該原料素材装入室に連通て九、
かつ、送気及び排気手段を有する鋳造気密室と％−４が
前記鋳造気密室に開口した鋳造ノズルと、前記原料素材
装入室内Ｃ：供給された原料素材を熔解する九めの熔解
手段と、熔湯中のガスを８ａ気する九めの脱ガス手段と
を備えたものであるから、原料素材装入室内（二装入さ
れた原料素材を熔解手段（＝よって熔解すると共に、脱
ガス手段（二よっで熔湯中のガスを脱気し、かつ鋳造気
密室内の圧力を送気及び排気手段に二よって制μｓして
、鋳造ノズルＣ二よって鋳造気密室内の溶装を引き出し
て鋳造すること（二よシ、原料素材の装填、熔解、脱ガ
ス、鋳造の各プロセスをコンパクトにかつ連続的に行な
９ことができ、従って設備コストを低減させることがで
きると共に、工程及び鋳造時間の短縮化を図ることがで
きる。ま九、健全性が高く安定した高品質の鋳造材を連
続的に生産することができ、従って、鋳造材の生産コス
トを低減することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ｉＩ本発明の第り央−ψｊを示す概略４放図。 第２スは本発明の第２実施例を示す概略構成図、第３図
は従来の鋳造炉を示す概略ＷＩｔ成図である。 ｌ・・・・・・原料素材装入室 ２・・・・・・送気手段 ３・・・・・・排気手段 ４・・・・・・鋳造気密室 ５・・・・・・鋳造ノズル ６・・・・・・熔解手段 ７・・・・・・脱ガス手段 ８・・・・・・銅カンート°（銅合金素材）１０・・・
・・・純鋼棟庫 ４０・・・・・・原料素材装入室 ４１・・・・・・的造気密室 ４２・・・・・・加熱手段 ４３・・・・・・石英管。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原料素材を装入する原料素材装入室と、該原料素材装入
   室に連通され、かつ送気及び排気手段を有する鋳造気密
   室と、一端が前記鋳造気密室内に開口した鋳造ノズルと
   、前記原料素材装入室内に供給された原料素材を熔解す
   るための熔解手段と、熔湯中のガスを脱気するための脱
   ガス手段とを備え、原料素材の熔解、脱気、鋳造が連続
   的に行なわれるように構成したことを特徴とする連続鋳
   造炉。