銅線の製造方法および銅線の製造装置
【課題】 簡単な装置構成で棒状素材の表面に生成した酸化銅皮膜を除去できるとともに、鋳造工程等で発生した酸化銅が棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれた場合であっても、押し込まれた酸化銅を除去して高品質の銅線を製出することができる銅線の製造方法および銅線の製造装置を提供する。
【解決手段】 連続して棒状鋳塊２１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４０、５０によって棒状鋳塊２１を圧延して棒状素材２２を得て棒状素材２２をさらに圧延して銅線２３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３４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３５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することを特徴とする。
【解決手段】 連続して棒状鋳塊２１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４０、５０によって棒状鋳塊２１を圧延して棒状素材２２を得て棒状素材２２をさらに圧延して銅線２３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３４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３５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することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造から圧延までを一貫して行って銅線を連続的に製造する銅線の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記の銅線の製造方法としては、ベルトキャスター式連続鋳造機と連続圧延装置とを用いた製造方法が広く知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
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。
【０００３】
このベルトキャスター式連続鋳造機には連続圧延装置が接続されており、連続的に製出される棒状鋳塊をこの連続圧延装置にて圧延することで所定の外径の銅線を製出することができる。このように、ベルトキャスター式連続鋳造機を用いた銅線の製造方法では、溶解炉からの銅溶湯を連続鋳造および連続圧延することで、銅線を一連の生産ラインで高速に製造することができ、銅線を大量に低コストで生産できるものである。
【０００４】
前記製造方法では、鋳造されたままの高温の棒状鋳塊をそのまま圧延しているので、圧延した棒状素材の表面に酸化銅皮膜が生成しやすく、この酸化銅皮膜が圧延中に棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれるおそれがあった。酸化銅皮膜が押し込まれたままの棒状素材を圧延して得られた銅線は、内部に酸化銅を有しているが外観上判別しにくいものである。この銅線をさらに加工した際には、銅線が断線したり銅線に傷が付いたりしてしまうといったトラブルが発生するおそれがあった。
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。
【０００５】
棒状素材の表面に酸化銅皮膜が発生することを防止するために、特許文献３では、圧延工程を低酸素分圧雰囲気下で行う銅線の製造方法が提案されている。
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。
【特許文献１】特開昭５５−１２６３５３号公報
【特許文献２】特公昭５９−６７３６号公報
【特許文献３】特開２００２−１０３００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献３に記載された銅線の製造方法では、複数の圧延ロールを不活性ガス雰囲気（低酸素分圧雰囲気）に制御した空間内に収容する必要があり、その設備構成が複雑となり銅線の製造装置の製作コストが高くなってしまうといった問題があった。また、空間内の酸素分圧を低く制御する必要があるので、銅線の製造コストが高くなってしまうといった問題があった。
【０００７】
また、圧延工程の前の鋳造工程において形成される棒状鋳塊の酸化銅皮膜や、前記空間の外側で行われる圧延工程で形成される酸化銅皮膜については、発生を抑制することができず、これらの酸化銅皮膜が初期の圧延時に棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれてしまうおそれがあった。棒状素材の内部に押し込まれた酸化銅は、その後の圧延工程を低酸素分圧雰囲気下で行っても除去できないために、銅線内部に残存してしまい、表面傷等のトラブルを発生するおそれがあった。
【０００８】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、簡単な装置構成で棒状素材の表面に生成した酸化銅皮膜を除去できるとともに、鋳造工程等で発生した酸化銅が棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれた場合であっても、押し込まれた酸化銅を除去して高品質の銅線を製出することができる銅線の製造方法および銅線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】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明に係る銅線の製造方法は、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することを特徴とする。
【００１０】
この構成の銅線の製造方法によれば、銅線の表面を成形する仕上圧延工程の前に設けられた圧延研磨工程において、棒状素材表面に形成された酸化銅皮膜を除去できるとともに、棒状素材の表層近傍に押し込まれた酸化銅も除去できる。
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。
【００１１】
また、圧延と研磨とを兼ねた圧延研磨工程を有しているので、別途研磨機構を設けることなく酸化銅を除去でき、設備構成を簡単なものとすることができる。
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。
【００１２】
また、前記圧延研磨工程において使用される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により、圧延ロールで押圧することで棒状素材を圧延できるとともに、ブラスト処理されたロール表面によって棒状素材の表面を研磨できる。
【００１３】
ここで、前記圧延研磨ロールの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が好ましい。ロール表面の算術平均粗さＲａを１．０μｍ以上とすることにより棒状素材を確実に研磨することができるとともに、Ｒａを１０．０μｍ以下とすることにより棒状素材の表面に深い傷が入ってしまうことを防止できる。
【００１４】
さらに、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により、圧延ロールに付着した酸化銅を確実に除去でき、この酸化銅が棒状素材に押し込まれることを防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る銅線の製造装置は、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であることを特徴とする。
【００１６】
この構成の銅線の製造装置によれば、銅線の表面を成形する仕上圧延ロールが配置され、この仕上圧延ロールよりも前段に、圧延と研磨とを兼ねた圧延研磨ロールが配置されているので、棒状素材の表面を研磨して棒状素材の表面に形成された酸化銅皮膜や表面近傍に押し込まれた酸化銅を除去した後に仕上圧延ロールにて圧延して、酸化銅の混入のない高品質の銅線を製出することができる。また、圧延と研磨とを兼ねた圧延研磨ロールが配置されており、別途研磨装置を設ける必要がなく簡単な設備構成で酸化銅を除去することができる。
【００１７】
ここで、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使用することで棒状素材の表面を確実に研磨することができるとともに圧延を行うことができる。
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。
【００１８】
さらに、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高圧噴出機構を設けることにより、圧延油によってロール表面を洗浄してロールに付着した酸化銅を除去でき、ロール表面に付着した酸化銅が棒状素材に押し込まれることを未然に防止して、研磨工程において酸化銅を簡単にかつ確実に除去することができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明によれば、簡単な装置構成で棒状素材の表面に生成した酸化銅皮膜を除去できるとともに、鋳造工程等で発生した酸化銅が棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれた場合であっても、押し込まれた酸化銅を除去して高品質の銅線を製出することができる銅線の製造方法および銅線の製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態に係る銅線の製造装置および製造方法について添付した図面を参照して説明する。図３に本発明の実施形態である銅線の製造装置の概略を示す。
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。
【００２１】
溶解炉Ａとして、本実施形態では、円筒形の炉本体を有するシャフト炉を用いている。炉本体の下部には円周方向に複数のバーナ（図示略）が上下方向に多段状に配備されている。そして、炉本体の上部から原料である電気銅が装入され、前記バーナの燃焼によって溶解され、銅溶湯が連続的につくられる。
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。
【００２２】
タンディシュ１１の銅溶湯の流れ方向終端側には、注湯ノズル１２が配置されており、この注湯ノズル１２を介してタンディシュ１１内の銅溶湯がベルトキャスター式連続鋳造機Ｄへと供給される。
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。
【００２３】
そして、このベルトキャスター式連続鋳造機Ｄは、連続圧延装置Ｅに連結されている。この連続圧延装置Ｅは、ベルトキャスター式連続鋳造機Ｄから製出された棒状鋳塊２１を連続的に圧延して、所定の外径の銅線２３を製出するものである。連続圧延装置Ｅから製出された銅線２３は、洗浄冷却装置１５および探傷器１６を介してコイラーＦに巻き取られる。
【００２４】
洗浄冷却装置１５は、連続圧延装置Ｅから製出された銅線２３をアルコール等の洗浄剤で表面を洗浄するとともに冷却するものである。
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。
【００２５】
次に、連続圧延装置Ｅについて説明する。図１に本実施形態に係る銅線の製造装置１に用いられる連続圧延装置Ｅを示す。
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。
【００２６】
垂直圧延ロール４０として装入口３２側から、第１垂直圧延ロール４１、第２垂直圧延ロール４２、第３垂直圧延ロール４３、第４垂直圧延ロール４４、第５垂直圧延ロール４５の５組が配置されている。また、水平圧延ロール５０として装入口３２側から、第１水平圧延ロール５１、第２水平圧延ロール５２、第３水平圧延ロール５３、第４水平圧延ロール５４、第５水平圧延ロール５５の５組が配置されている。
【００２７】
垂直圧延ロール４０は、各々垂直方向に回転可能に支持されており、図示しない動力源によって図１に示す矢印方向に回転駆動されるものである。この垂直圧延ロール４０は、各々一対をなして棒状鋳塊２１あるいは棒状素材２２を垂直方向に挟持して圧延するものである。また、水平圧延ロール５０は、各々水平方向に回転可能に支持されており、図示しない動力源によって図１に示す矢印方向に回転駆動されるものである。水平圧延ロール５０は、各々が一対をなして棒状鋳塊２１あるいは棒状素材２２を水平方向に挟持して圧延するものである。
【００２８】
このように配置された垂直圧延ロール４０と水平圧延ロール５０のうち、最も製出口３３側に配置された第５垂直圧延ロール４５と第５水平圧延ロール５５とが、銅線２３の表面を成形する仕上圧延ロール３４とされている。仕上圧延ロール３４は、ロール表面３４Ａが、図２に示すように平滑な面とされた平滑ロールで構成されており、銅線２３の表面を滑らかに仕上げることができるものである。なお、この仕上圧延ロール３４の表面３４Ａにショットピーニング加工を施してもよい。ショットピーニングとは、無数の金属球を高速で衝突させてロール表面にミクロ的な凹凸を形成するものである。これにより、表面硬度が増すとともに疲れ強さも増してロールの耐久性が向上するので好ましい。
【００２９】
そして、この仕上圧延ロール３４の装入口３２側に配置された圧延ロールのうちの少なくともひとつは、ロール表面にブラスト処理が施されたブラストロールによって構成された圧延研磨ロール３５とされており、本実施形態では図１に示すように、第３垂直圧延ロール４３と第３水平圧延ロール５３と第４垂直圧延ロール４４と第４水平圧延ロール５４とが圧延研磨ロール３５とされている。ブラスト処理とは、硬質材料で構成された粒状体を高速で衝突させてロール表面にマクロ的な凹凸を形成するものである。
【００３０】
ここで、圧延研磨ロール３５のロール表面３５Ａは、図３に示すように、前記ブラスト処理によって凹凸が生じており、その表面の算術平均粗さＲａは、１．０μｍ≦Ｒａ≦１０．０μｍの範囲内となるように設定されている。なお、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は、３．０μｍ≦Ｒａ≦６．０μｍの範囲内となるように設定されている。
【００３１】
また、第１垂直圧延ロール４１と第１水平圧延ロール５１と第２垂直圧延ロール４２と第２水平圧延ロール５２とは、ロール表面が平滑な平滑ロールで構成されている。なお、これらの圧延ロールの表面にショットピーニング加工を施して、耐久性を向上させたものであってもよい。
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。
【００３２】
つぎに、前述のような構成とされた銅線の製造装置１を用いた銅線の製造方法について説明する。
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。
【００３３】
ベルトキャスター式連続鋳造機Ｄによって連続的に製出される棒状鋳塊２１は、連続圧延装置Ｅに供給される。連続圧延装置Ｅの装入口３２から棒状鋳塊２１が装入され、第１垂直圧延ロール４１と第１水平圧延ロール５１とで初期圧延されて棒状素材２２となる。この棒状素材２２をさらに第２垂直圧延ロール４２、第２水平圧延ロール５２、第３垂直圧延ロール４３、第３水平圧延ロール５３、第４垂直圧延ロール４４、第４水平圧延ロール５４、第５垂直圧延ロール４５、第５水平圧延ロール５５で連続的に圧延して所定の外径を有する銅線２３が製出口３３より製出される。
【００３４】
ここで、ベルトキャスター式連続鋳造機Ｄから高温のまま製出された棒状鋳塊２１を大気下で圧延するために、棒状素材２２の表面には酸化銅皮膜が発生することになる。この酸化銅皮膜は、圧延される際に破砕されて棒状素材２２の表面近傍に押し込まれることがある。また、破砕した酸化銅がロール表面に付着して、圧延中の棒状素材２２に押し込まれる場合がある。このような現象は、棒状素材２２の温度が高い圧延初期段階、つまり第１垂直圧延ロール４１、第１水平圧延ロール５１、第２垂直圧延ロール４２、第２水平圧延ロール５２等で発生し易いものである。
【００３５】
本実施形態では、最も製出口３３側に位置する第５垂直圧延ロール４５および第５水平圧延ロール５５が、銅線２３の表面を成形する仕上圧延ロール３４とされており、この仕上圧延ロール３４よりも装入口３２側の第３垂直圧延ロール４３と第３水平圧延ロール５３と第４垂直圧延ロール４４と第４水平圧延ロール５４とが、ブラストロールで構成された圧延研磨ロール３５とされている。これらの圧延研磨ロール３５の回転速度とこれらロール間を通過する棒状素材２２の通過速度とは、完全には一致しないで相対速度を有することになり、本実施形態では、この相対速度が０．０４ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されている。
【００３６】
このように圧延研磨ロール３５とされた第３垂直圧延ロール４３と第３水平圧延ロール５３と第４垂直圧延ロール４４と第４水平圧延ロール５４の回転速度と棒状素材２２との間の相対速度が０．０４ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されているので、棒状素材２２の表面が圧延研磨ロール３５（ブラストロール）の凹凸のあるロール表面３５Ａと摺動して研磨されることになり、棒状素材２２の表面に発生した酸化銅皮膜または表面近傍に押し込まれた酸化銅を除去することができる。
【００３７】
また、圧延研磨ロール３５（ブラストロール）のロール表面３５Ａとの摺動によって棒状素材２２の表面には研磨傷が付くことになるが、仕上圧延ロール３４での圧延によって表面の傷をなくして滑らかな表面を有する銅線２３を製出できる。
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。
【００３８】
また、本実施形態では、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が設けられており、圧延油を高圧で吹き付けることでロール表面に付着した酸化銅を除去することができ、酸化銅が棒状素材２２に押し込まれることを抑制でき、圧延研磨ロール３５での研磨による酸化銅の除去を確実に行うことができる。
【００３９】
このようにして得られた銅線２３は、洗浄冷却装置１５で洗浄と冷却とが行われ、探傷器１６によって傷を検知され、品質に問題のない銅線２３がコイラーＦに巻き取られ、製品として出荷される。
【００４０】
なお、本実施形態では、垂直圧延ロール４０を５組、水平圧延ロール５０を５組備えた連続圧延装置で説明したが、これに限定されることはない。圧延ロールの数や配置は異なっていてもよく、棒状素材２２の表面を研磨する圧延研磨ロール３５と、研磨された棒状素材２２を圧延して銅線２３の表面を成形する仕上圧延ロール３４とを有するものであればよい。
【００４１】
また、連続圧延装置に垂直圧延ロール４０および水平圧延ロール５０が連続して設けられたもので説明したが、これに限定されることはなく、例えば第２水平圧延ロール５０と第３垂直圧延ロール４０との間に棒状素材２２の張力を調整するための調整機構を設けたものであっても良い。
【００４２】
また、例えば仕上圧延ロール３４を特許文献３に開示されたように低酸素分圧の雰囲気下で圧延することにより、酸化銅を除去された棒状素材２２に酸化銅皮膜が再度発生することを確実に防止でき、さらに高品質の銅線２３を製出することができるので好ましい。
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。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。確認実験は、前述した実施の形態である銅線の製造装置を用いて、圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さＲａを変更し、製出された銅線の探傷結果と酸化銅の残存状態を比較した。圧延研磨ロールの回転速度と棒状素材との間の相対速度を０．０４ｍ／ｓｅｃ以上に設定し、圧延油は、日本クエーカーケミカル株式会社製クエークロール５６０−ＭＴ 、濃度８％のものを使用した。
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。
【００４４】
確認実験結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１に示すように、圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さＲａを１．０μｍから１０．０μｍの範囲内に設定した場合には、酸化銅が除去されて表面に傷のない高品質な銅線を得ることができた。
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。
【００４７】
したがって、本確認実験の条件下においては、圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さＲａを１．０≦Ｒａ≦１０．０の範囲内とすることによって、内部に押し込まれた酸化銅を確実に除去することができるとともに表面に傷のない高品質の銅線を製出することができることが確認された。
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。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態である銅線の製造装置に用いられる連続圧延装置の説明図である。
【図２】図１の連続圧延装置に備えられた仕上圧延ロールの正面図である。
【図３】図１の連続圧延装置に備えられた圧延研磨ロールの正面図である。
【図４】本実施形態である銅線の製造装置を概略的に示した模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 銅線の製造装置
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造から圧延までを一貫して行って銅線を連続的に製造する銅線の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記の銅線の製造方法としては、ベルトキャスター式連続鋳造機と連続圧延装置とを用いた製造方法が広く知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
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。
【０００３】
このベルトキャスター式連続鋳造機には連続圧延装置が接続されており、連続的に製出される棒状鋳塊をこの連続圧延装置にて圧延することで所定の外径の銅線を製出することができる。このように、ベルトキャスター式連続鋳造機を用いた銅線の製造方法では、溶解炉からの銅溶湯を連続鋳造および連続圧延することで、銅線を一連の生産ラインで高速に製造することができ、銅線を大量に低コストで生産できるものである。
【０００４】
前記製造方法では、鋳造されたままの高温の棒状鋳塊をそのまま圧延しているので、圧延した棒状素材の表面に酸化銅皮膜が生成しやすく、この酸化銅皮膜が圧延中に棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれるおそれがあった。酸化銅皮膜が押し込まれたままの棒状素材を圧延して得られた銅線は、内部に酸化銅を有しているが外観上判別しにくいものである。この銅線をさらに加工した際には、銅線が断線したり銅線に傷が付いたりしてしまうといったトラブルが発生するおそれがあった。
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。
【０００５】
棒状素材の表面に酸化銅皮膜が発生することを防止するために、特許文献３では、圧延工程を低酸素分圧雰囲気下で行う銅線の製造方法が提案されている。
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。
【特許文献１】特開昭５５−１２６３５３号公報
【特許文献２】特公昭５９−６７３６号公報
【特許文献３】特開２００２−１０３００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献３に記載された銅線の製造方法では、複数の圧延ロールを不活性ガス雰囲気（低酸素分圧雰囲気）に制御した空間内に収容する必要があり、その設備構成が複雑となり銅線の製造装置の製作コストが高くなってしまうといった問題があった。また、空間内の酸素分圧を低く制御する必要があるので、銅線の製造コストが高くなってしまうといった問題があった。
【０００７】
また、圧延工程の前の鋳造工程において形成される棒状鋳塊の酸化銅皮膜や、前記空間の外側で行われる圧延工程で形成される酸化銅皮膜については、発生を抑制することができず、これらの酸化銅皮膜が初期の圧延時に棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれてしまうおそれがあった。棒状素材の内部に押し込まれた酸化銅は、その後の圧延工程を低酸素分圧雰囲気下で行っても除去できないために、銅線内部に残存してしまい、表面傷等のトラブルを発生するおそれがあった。
【０００８】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、簡単な装置構成で棒状素材の表面に生成した酸化銅皮膜を除去できるとともに、鋳造工程等で発生した酸化銅が棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれた場合であっても、押し込まれた酸化銅を除去して高品質の銅線を製出することができる銅線の製造方法および銅線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】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明に係る銅線の製造方法は、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することを特徴とする。
【００１０】
この構成の銅線の製造方法によれば、銅線の表面を成形する仕上圧延工程の前に設けられた圧延研磨工程において、棒状素材表面に形成された酸化銅皮膜を除去できるとともに、棒状素材の表層近傍に押し込まれた酸化銅も除去できる。
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。
【００１１】
また、圧延と研磨とを兼ねた圧延研磨工程を有しているので、別途研磨機構を設けることなく酸化銅を除去でき、設備構成を簡単なものとすることができる。
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。
【００１２】
また、前記圧延研磨工程において使用される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により、圧延ロールで押圧することで棒状素材を圧延できるとともに、ブラスト処理されたロール表面によって棒状素材の表面を研磨できる。
【００１３】
ここで、前記圧延研磨ロールの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が好ましい。ロール表面の算術平均粗さＲａを１．０μｍ以上とすることにより棒状素材を確実に研磨することができるとともに、Ｒａを１０．０μｍ以下とすることにより棒状素材の表面に深い傷が入ってしまうことを防止できる。
【００１４】
さらに、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により、圧延ロールに付着した酸化銅を確実に除去でき、この酸化銅が棒状素材に押し込まれることを防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る銅線の製造装置は、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であることを特徴とする。
【００１６】
この構成の銅線の製造装置によれば、銅線の表面を成形する仕上圧延ロールが配置され、この仕上圧延ロールよりも前段に、圧延と研磨とを兼ねた圧延研磨ロールが配置されているので、棒状素材の表面を研磨して棒状素材の表面に形成された酸化銅皮膜や表面近傍に押し込まれた酸化銅を除去した後に仕上圧延ロールにて圧延して、酸化銅の混入のない高品質の銅線を製出することができる。また、圧延と研磨とを兼ねた圧延研磨ロールが配置されており、別途研磨装置を設ける必要がなく簡単な設備構成で酸化銅を除去することができる。
【００１７】
ここで、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使用することで棒状素材の表面を確実に研磨することができるとともに圧延を行うことができる。
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。
【００１８】
さらに、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高圧噴出機構を設けることにより、圧延油によってロール表面を洗浄してロールに付着した酸化銅を除去でき、ロール表面に付着した酸化銅が棒状素材に押し込まれることを未然に防止して、研磨工程において酸化銅を簡単にかつ確実に除去することができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明によれば、簡単な装置構成で棒状素材の表面に生成した酸化銅皮膜を除去できるとともに、鋳造工程等で発生した酸化銅が棒状素材の内部（表層近傍）に押し込まれた場合であっても、押し込まれた酸化銅を除去して高品質の銅線を製出することができる銅線の製造方法および銅線の製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態に係る銅線の製造装置および製造方法について添付した図面を参照して説明する。図３に本発明の実施形態である銅線の製造装置の概略を示す。
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。
【００２１】
溶解炉Ａとして、本実施形態では、円筒形の炉本体を有するシャフト炉を用いている。炉本体の下部には円周方向に複数のバーナ（図示略）が上下方向に多段状に配備されている。そして、炉本体の上部から原料である電気銅が装入され、前記バーナの燃焼によって溶解され、銅溶湯が連続的につくられる。
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。
【００２２】
タンディシュ１１の銅溶湯の流れ方向終端側には、注湯ノズル１２が配置されており、この注湯ノズル１２を介してタンディシュ１１内の銅溶湯がベルトキャスター式連続鋳造機Ｄへと供給される。
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。
【００２３】
そして、このベルトキャスター式連続鋳造機Ｄは、連続圧延装置Ｅに連結されている。この連続圧延装置Ｅは、ベルトキャスター式連続鋳造機Ｄから製出された棒状鋳塊２１を連続的に圧延して、所定の外径の銅線２３を製出するものである。連続圧延装置Ｅから製出された銅線２３は、洗浄冷却装置１５および探傷器１６を介してコイラーＦに巻き取られる。
【００２４】
洗浄冷却装置１５は、連続圧延装置Ｅから製出された銅線２３をアルコール等の洗浄剤で表面を洗浄するとともに冷却するものである。
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。
【００２５】
次に、連続圧延装置Ｅについて説明する。図１に本実施形態に係る銅線の製造装置１に用いられる連続圧延装置Ｅを示す。
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。
【００２６】
垂直圧延ロール４０として装入口３２側から、第１垂直圧延ロール４１、第２垂直圧延ロール４２、第３垂直圧延ロール４３、第４垂直圧延ロール４４、第５垂直圧延ロール４５の５組が配置されている。また、水平圧延ロール５０として装入口３２側から、第１水平圧延ロール５１、第２水平圧延ロール５２、第３水平圧延ロール５３、第４水平圧延ロール５４、第５水平圧延ロール５５の５組が配置されている。
【００２７】
垂直圧延ロール４０は、各々垂直方向に回転可能に支持されており、図示しない動力源によって図１に示す矢印方向に回転駆動されるものである。この垂直圧延ロール４０は、各々一対をなして棒状鋳塊２１あるいは棒状素材２２を垂直方向に挟持して圧延するものである。また、水平圧延ロール５０は、各々水平方向に回転可能に支持されており、図示しない動力源によって図１に示す矢印方向に回転駆動されるものである。水平圧延ロール５０は、各々が一対をなして棒状鋳塊２１あるいは棒状素材２２を水平方向に挟持して圧延するものである。
【００２８】
このように配置された垂直圧延ロール４０と水平圧延ロール５０のうち、最も製出口３３側に配置された第５垂直圧延ロール４５と第５水平圧延ロール５５とが、銅線２３の表面を成形する仕上圧延ロール３４とされている。仕上圧延ロール３４は、ロール表面３４Ａが、図２に示すように平滑な面とされた平滑ロールで構成されており、銅線２３の表面を滑らかに仕上げることができるものである。なお、この仕上圧延ロール３４の表面３４Ａにショットピーニング加工を施してもよい。ショットピーニングとは、無数の金属球を高速で衝突させてロール表面にミクロ的な凹凸を形成するものである。これにより、表面硬度が増すとともに疲れ強さも増してロールの耐久性が向上するので好ましい。
【００２９】
そして、この仕上圧延ロール３４の装入口３２側に配置された圧延ロールのうちの少なくともひとつは、ロール表面にブラスト処理が施されたブラストロールによって構成された圧延研磨ロール３５とされており、本実施形態では図１に示すように、第３垂直圧延ロール４３と第３水平圧延ロール５３と第４垂直圧延ロール４４と第４水平圧延ロール５４とが圧延研磨ロール３５とされている。ブラスト処理とは、硬質材料で構成された粒状体を高速で衝突させてロール表面にマクロ的な凹凸を形成するものである。
【００３０】
ここで、圧延研磨ロール３５のロール表面３５Ａは、図３に示すように、前記ブラスト処理によって凹凸が生じており、その表面の算術平均粗さＲａは、１．０μｍ≦Ｒａ≦１０．０μｍの範囲内となるように設定されている。なお、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は、３．０μｍ≦Ｒａ≦６．０μｍの範囲内となるように設定されている。
【００３１】
また、第１垂直圧延ロール４１と第１水平圧延ロール５１と第２垂直圧延ロール４２と第２水平圧延ロール５２とは、ロール表面が平滑な平滑ロールで構成されている。なお、これらの圧延ロールの表面にショットピーニング加工を施して、耐久性を向上させたものであってもよい。
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。
【００３２】
つぎに、前述のような構成とされた銅線の製造装置１を用いた銅線の製造方法について説明する。
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。
【００３３】
ベルトキャスター式連続鋳造機Ｄによって連続的に製出される棒状鋳塊２１は、連続圧延装置Ｅに供給される。連続圧延装置Ｅの装入口３２から棒状鋳塊２１が装入され、第１垂直圧延ロール４１と第１水平圧延ロール５１とで初期圧延されて棒状素材２２となる。この棒状素材２２をさらに第２垂直圧延ロール４２、第２水平圧延ロール５２、第３垂直圧延ロール４３、第３水平圧延ロール５３、第４垂直圧延ロール４４、第４水平圧延ロール５４、第５垂直圧延ロール４５、第５水平圧延ロール５５で連続的に圧延して所定の外径を有する銅線２３が製出口３３より製出される。
【００３４】
ここで、ベルトキャスター式連続鋳造機Ｄから高温のまま製出された棒状鋳塊２１を大気下で圧延するために、棒状素材２２の表面には酸化銅皮膜が発生することになる。この酸化銅皮膜は、圧延される際に破砕されて棒状素材２２の表面近傍に押し込まれることがある。また、破砕した酸化銅がロール表面に付着して、圧延中の棒状素材２２に押し込まれる場合がある。このような現象は、棒状素材２２の温度が高い圧延初期段階、つまり第１垂直圧延ロール４１、第１水平圧延ロール５１、第２垂直圧延ロール４２、第２水平圧延ロール５２等で発生し易いものである。
【００３５】
本実施形態では、最も製出口３３側に位置する第５垂直圧延ロール４５および第５水平圧延ロール５５が、銅線２３の表面を成形する仕上圧延ロール３４とされており、この仕上圧延ロール３４よりも装入口３２側の第３垂直圧延ロール４３と第３水平圧延ロール５３と第４垂直圧延ロール４４と第４水平圧延ロール５４とが、ブラストロールで構成された圧延研磨ロール３５とされている。これらの圧延研磨ロール３５の回転速度とこれらロール間を通過する棒状素材２２の通過速度とは、完全には一致しないで相対速度を有することになり、本実施形態では、この相対速度が０．０４ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されている。
【００３６】
このように圧延研磨ロール３５とされた第３垂直圧延ロール４３と第３水平圧延ロール５３と第４垂直圧延ロール４４と第４水平圧延ロール５４の回転速度と棒状素材２２との間の相対速度が０．０４ｍ／ｓｅｃ以上となるように設定されているので、棒状素材２２の表面が圧延研磨ロール３５（ブラストロール）の凹凸のあるロール表面３５Ａと摺動して研磨されることになり、棒状素材２２の表面に発生した酸化銅皮膜または表面近傍に押し込まれた酸化銅を除去することができる。
【００３７】
また、圧延研磨ロール３５（ブラストロール）のロール表面３５Ａとの摺動によって棒状素材２２の表面には研磨傷が付くことになるが、仕上圧延ロール３４での圧延によって表面の傷をなくして滑らかな表面を有する銅線２３を製出できる。
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。
【００３８】
また、本実施形態では、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が設けられており、圧延油を高圧で吹き付けることでロール表面に付着した酸化銅を除去することができ、酸化銅が棒状素材２２に押し込まれることを抑制でき、圧延研磨ロール３５での研磨による酸化銅の除去を確実に行うことができる。
【００３９】
このようにして得られた銅線２３は、洗浄冷却装置１５で洗浄と冷却とが行われ、探傷器１６によって傷を検知され、品質に問題のない銅線２３がコイラーＦに巻き取られ、製品として出荷される。
【００４０】
なお、本実施形態では、垂直圧延ロール４０を５組、水平圧延ロール５０を５組備えた連続圧延装置で説明したが、これに限定されることはない。圧延ロールの数や配置は異なっていてもよく、棒状素材２２の表面を研磨する圧延研磨ロール３５と、研磨された棒状素材２２を圧延して銅線２３の表面を成形する仕上圧延ロール３４とを有するものであればよい。
【００４１】
また、連続圧延装置に垂直圧延ロール４０および水平圧延ロール５０が連続して設けられたもので説明したが、これに限定されることはなく、例えば第２水平圧延ロール５０と第３垂直圧延ロール４０との間に棒状素材２２の張力を調整するための調整機構を設けたものであっても良い。
【００４２】
また、例えば仕上圧延ロール３４を特許文献３に開示されたように低酸素分圧の雰囲気下で圧延することにより、酸化銅を除去された棒状素材２２に酸化銅皮膜が再度発生することを確実に防止でき、さらに高品質の銅線２３を製出することができるので好ましい。
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。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。確認実験は、前述した実施の形態である銅線の製造装置を用いて、圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さＲａを変更し、製出された銅線の探傷結果と酸化銅の残存状態を比較した。圧延研磨ロールの回転速度と棒状素材との間の相対速度を０．０４ｍ／ｓｅｃ以上に設定し、圧延油は、日本クエーカーケミカル株式会社製クエークロール５６０−ＭＴ 、濃度８％のものを使用した。
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。
【００４４】
確認実験結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１に示すように、圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さＲａを１．０μｍから１０．０μｍの範囲内に設定した場合には、酸化銅が除去されて表面に傷のない高品質な銅線を得ることができた。
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。
【００４７】
したがって、本確認実験の条件下においては、圧延研磨ロールのロール表面の算術平均粗さＲａを１．０≦Ｒａ≦１０．０の範囲内とすることによって、内部に押し込まれた酸化銅を確実に除去することができるとともに表面に傷のない高品質の銅線を製出することができることが確認された。
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。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態である銅線の製造装置に用いられる連続圧延装置の説明図である。
【図２】図１の連続圧延装置に備えられた仕上圧延ロールの正面図である。
【図３】図１の連続圧延装置に備えられた圧延研磨ロールの正面図である。
【図４】本実施形態である銅線の製造装置を概略的に示した模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 銅線の製造装置
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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することを特徴とする銅線の製造方法。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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であることを特徴とする銅線の製造装置。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項１】
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することを特徴とする銅線の製造方法。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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であることを特徴とする銅線の製造装置。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−５０４４０（Ｐ２００７−５０４４０Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３８３５６（Ｐ２００５−２３８３５６）
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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