(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅鋳塊を第１熱間圧延機および第２熱間圧延機で段階的に圧延加工し、冷却ゾーンで所要温度に冷却した後にフィードローラでコイラに送って収束させるまでの、直径８ｍｍの銅荒引線の製造方法であって、
前記段階的な圧延加工で直径９ｍｍの銅荒引線を前記第２熱間圧延機から送り出す工程と、前記直径９ｍｍの銅荒引線を前記冷却ゾーンに通して冷却する冷却工程と、冷却した前記直径９ｍｍの銅荒引線を冷間圧延機へ送り該冷間圧延機によって前記直径８ｍｍの銅荒引線に圧延加工する工程と、を含むことを特徴とする銅荒引線の製造方法。
【請求項２】
直径８ｍｍまたは直径１０ｍｍの銅荒引線に圧延加工できる既存設備を前記第２熱間圧延機として用いることを特徴とする請求項１に記載の銅荒引線の製造方法。
【請求項３】
前記冷却ゾーンにおいて、前記第２熱間圧延機で圧延加工して送り出された前記直径９ｍｍの温度を銅荒引線を４０〜６０℃の範囲まで冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の銅荒引線の製造方法。
【請求項４】
銅鋳塊を第１熱間圧延機および第２熱間圧延機で段階的に圧延加工し、冷却ゾーンで所要温度に冷却した後にフィードローラでコイラに送って収束させるまでの、直径８ｍｍの銅荒引線の製造装置であって、
直径９ｍｍの銅荒引線を前記冷却ゾーンに送り出す熱間圧延機を前記第２熱間圧延機として備え、前記冷却ゾーンの下流側には前記直径９ｍｍの銅荒引線を前記直径８ｍｍの銅荒引線に圧延加工する冷間圧延機を配置してなっていることを特徴とする銅荒引線の製造装置。
【請求項５】
前記フィードローラが、前記冷間圧延機の上流側入口に配置されて前記直径９ｍｍの銅荒引線を前記冷間圧延機に引っ張り込むための、直径９ｍｍ用のものと、前記冷間圧延機の下流側出口に配置されて該冷間圧延機で圧延加工された前記直径８ｍｍの銅荒引線を引っ張り出して前記コイラに送るための、直径８ｍｍ用のものと、からなっていることを特徴とする請求項４に記載の銅荒引線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架空配電線などに使用される電気用硬銅線の素線となる銅荒引線を製造する方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅荒引線を線引きして伸線加工した電気用硬銅線を架空配電線などとして用いる場合、一般には外径８ｍｍの銅荒引線を伸線加工して電気用硬銅線の素線を製造するのが主流となっている。
【０００３】
図３は、銅荒引線の製造ライン例を概略的に示すレイアウト図である。鋳造機１からたとえば２０００〜７０００ｍｍ２の鋳塊サイズのものを鋳出ししてコンベアライン２上の第１熱間圧延機３に送り、ここでたとえば約７００ｍｍ２程度のサイズに圧延加工する。続いて、同ライン上の第２熱間圧延機４に送って圧延加工することにより直径８ｍｍサイズの銅荒引線６を出し、冷却ゾーン５で冷却した後にフィードローラであるピンチロール７Ａ，７Ｂで引っ張り込んでコイラ８に送って収束する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この図３に示す従来の銅荒引線の製造方法および装置は解決するべき次の数々の問題点がある。
【０００５】
１つは、根本的な問題点として、素線径３．２ｍｍ以上の電気用硬銅線を得ようとする場合、図４の特性グラフに示すように、先述の製造ラインの第２熱間圧延機４で圧延加工した直径８ｍｍの銅荒引線６を伸線加工すると加工硬化が少なく、結果、図中の破線曲線で示すＪＩＳ規格を満足する引張強さ（ＭＰａ）を下回ってしまうことである（図４中の符号Ａ点）。
【０００６】
また１つは上記問題点に関連して、ＪＩＳ規格を満足する引張強さを得ようとする場合、第２熱間圧延機４において直径１０ｍｍサイズの銅荒引線６に圧延し、それに大きな伸線加工力を加えることでＪＩＳ規格を満足する引張強さの素線径３．２ｍｍ以上の電気用硬銅線を製造する方策が採られることもある。
【０００７】
しかしながら、その場合直径１０ｍｍを圧延加工するのに直径８ｍｍの圧延加工の場合と同機種の第２熱間圧延機４が利用される。そのため、第２熱間圧延機４を主として他のライン設備に以下の交換作業が必要となる。すなわち、
１．第２熱間圧延機４における最終２段のスタンドを取り外し、ガイドパイプを取り付けてセットするための部品交換作業、
２．第２熱間圧延機４から出た銅荒引線６をコイラ８に送り込むためのピンチロール７Ａ，７Ｂを、直径８ｍｍ仕様のものから直径１０ｍｍ仕様のものに取り替えるピンチロール交換作業、
３．コイラ８における銅荒引線６の巻取速度を、直径８ｍｍの対応速度から直径１０ｍｍの対応速度に変更する速度調整作業、
等々である。
【０００８】
また一方、得られた直径１０ｍｍサイズの銅荒引線６を伸線加工して電気用硬銅線の素線を製造するのであるが、その伸線工程にあっても以下の交換作業が必要となる。すなわち、
１．銅荒引線直径８ｍｍから直径１０ｍｍへのサイズ変更によって、対応する線引ダイスに取り替える大幅なダイス交換作業、
２．一般には、直径１０ｍｍサイズの銅荒引線６を用いる頻度は少なく、それだけの需要のために専用の線引伸線機を設備しておくには維持管理費面などで不経済であることから、サプライ設備でもって銅荒引線６を入れ替えする作業、
等々である。
【０００９】
以上から明らかなように、銅荒引線を直径８ｍｍのものから直径１０ｍｍのサイズに変更するだけでも、甚大な労力、そして作業工数や設備費などを必要とするため、それらが製品コストに反映することになる。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、電気用硬銅線の素線製造に用いられる銅荒引線にあって引張強さを満足し、大規模な設備変更もなく結果的に大幅なコスト低減が可能となる銅荒引線の製造方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる請求項１に記載の銅荒引線の製造方法は、銅鋳塊を第１熱間圧延機１２および第２熱間圧延機１３で段階的に圧延加工し、冷却ゾーン１４で所要温度に冷却した後にフィードローラでコイラ１７に送って収束させるまでの、直径８ｍｍの銅荒引線１６の製造方法であって、前記段階的な圧延加工で直径９ｍｍの銅荒引線１５を前記第２熱間圧延機１３から送り出す工程と、前記直径９ｍｍの銅荒引線１５を前記冷却ゾーン１４に通して冷却する冷却工程と、冷却した前記直径９ｍｍの銅荒引線１５を冷間圧延機２０へ送り該冷間圧延機２０によって前記直径８ｍｍの銅荒引線１６に圧延加工する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
以上から、第２熱間圧延機１３において直径９ｍｍに圧延加工した銅荒引線１５をさらに第二段階として冷間圧延機２０で直径８ｍｍの銅荒引線１６に圧延加工するので、得られた同じ直径８ｍｍの銅荒引線でも従来品と比べて引張強さ（ＭＰａ）が大幅にアップし、線引工程で伸線加工して電気用硬銅線などの素線を製造する場合、従来品のような加工硬化が抑えられる。
【００１３】
また、請求項２に記載の銅荒引線の製造方法は、直径８ｍｍまたは直径１０ｍｍの銅荒引線に圧延加工できる既存設備を前記第２熱間圧延機１３として用いることを特徴とする。
【００１４】
以上から、直径９ｍｍの銅荒引線１５に圧延加工するのに既存設備の第２熱間圧延機１３をそのまま利用することで、改造や部品交換などの作業労力を省ける。
【００１５】
また、請求項３に記載の銅荒引線の製造方法は、前記冷却ゾーン１４において、前記第２熱間圧延機１３で圧延加工して送り出された前記直径９ｍｍの温度を銅荒引線１５を４０〜６０℃の範囲まで冷却することを特徴とする。
【００１６】
以上から、直径９ｍｍに圧延加工された銅荒引線１５を好適温度にまで冷却管理することにより、次工程の冷間圧延機２０における第二段階の圧延加工が有効に行われる。すなわち、直径９ｍｍの銅荒引線１５の温度が高すぎて、たとえば１００℃といった場合、冷間圧延機２０で圧延加工して得る直径８ｍｍの銅荒引線１６において引張強さを満足するものが得難くなる。
【００１７】
一方、本発明にかかる請求項４に記載の銅荒引線の製造装置は、銅鋳塊を第１熱間圧延機１２および第２熱間圧延機１３で段階的に圧延加工し、冷却ゾーン１４で所要温度に冷却した後にフィードローラでコイラ１７に送って収束させるまでの、直径８ｍｍの銅荒引線１６の製造装置であって、直径９ｍｍの銅荒引線１５を前記冷却ゾーン１４に送り出す熱間圧延機を前記第２熱間圧延機１３として備え、前記冷却ゾーン１４の下流側には前記直径９ｍｍの銅荒引線１５を前記直径８ｍｍの銅荒引線１６に圧延加工する冷間圧延機を配置してなっていることを特徴とする。
【００１８】
以上の構成、すなわち直径９ｍｍの銅荒引線１５を冷却ゾーン１４に送り出す第２熱間圧延機１３を備え、また、冷却ゾーン１４の下流側に冷間圧延機２０を配置したことにより、荒引線の直径を９ｍｍから８ｍｍに圧延加工する段階において所要の引張強さのものが得られ、ＪＩＳ規格値を満足する。ここで、第２熱間圧延機１３を既存装置としこれをそのまま利用すれば、部品交換などの作業は不要である。従来設備のように、直径８ｍｍから直径１０ｍｍに径サイズが変更される場合、その径サイズに対応したフィードローラの取り替えなどの作業労力が不要となり、取り替えに伴う治具なども不要である。
【００１９】
また、請求項５に記載の銅荒引線の製造装置は、前記フィードローラが、前記冷間圧延機２０の上流側入口に配置されて前記直径９ｍｍの銅荒引線１５を前記冷間圧延機２０に引っ張り込むための、直径９ｍｍ用のものと、前記冷間圧延機２０の下流側出口に配置されて該冷間圧延機２０で圧延加工された前記直径８ｍｍの銅荒引線１６を引っ張り出して前記コイラ１７に送るための、直径８ｍｍ用のものと、からなっていることを特徴とする。
【００２０】
以上の構成により、冷間圧延機２０の出入口前後に配置したフィードローラは銅荒巻線の直径９ｍｍ用と直径８ｍｍ用に対応して配置されるが、従来のように直径１０ｍｍサイズへの変更に伴って対応するフィードローラに取り替えるなどの作業も必要なく、そのまま使用できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる銅荒引線の製造方法および装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態の製造装置である銅荒引線の製造ラインを示している。鋳造機１０からはたとえば２０００〜７０００ｍｍ２の鋳塊サイズのものが鋳出しされる。鋳造機１０から延出するコンベアライン１１上の上流側に第１熱間圧延機１２が設備され、鋳塊を第一段階としてたとえば約７００ｍｍ２程度のサイズに圧延する。第１熱間圧延機１２の下流には第２熱間圧延機１３が設備され、この第２熱間圧延機１３において第二段階として所要サイズに、本例では後述のように直径９ｍｍサイズに圧延して銅荒引線１５を次の冷却ゾーン１４に送り出すようになっている。ここまでの製造ラインの各設備は図３で示された従来装置と同一のものを利用することができる。
【００２３】
また、冷却ゾーン１４の下流には、本発明の要旨設備である冷間圧延機２０が配置されている。
【００２４】
冷間圧延機２０は、この上流側入口と下流側出口のそれぞれにフィードローラであるピンチロール２１と２２，２３が備わっている。入口側ピンチロール２１は、冷却ゾーン１４を流れてきた銅荒引線１５を巻き込んで冷間圧延機２０に送り込むための設備である。また、出口側ピンチロール２２，２３は冷間圧延機２０で圧延された目標サイズの銅荒引線１６をコイラ２１に送って収束させるための設備である。
【００２５】
つぎに、以上の各設備からなる製造ラインにおいて、目標とする直径８ｍｍサイズでしかも引張強さが従来品よりも大幅に強度アップした銅荒引線１６の製造方法について説明する。
【００２６】
鋳造機１０から第１熱間圧延機１２までの製造工程は図３で示された従来設備の場合と同様であり、次の第２熱間圧延機１３から本発明の製造方法にかかる要旨工程に進行する。
【００２７】
Ａ：直径９φサイズ銅荒引線に圧延する工程
第２熱間圧延機１３において、前工程の第１熱間圧延機１２から送り出されたたとえば約７００ｍｍ２サイズのものを直径サイズ「９ｍｍ」に圧延加工し、銅荒引線１５として出す。
【００２８】
Ｂ：冷却工程
第２熱間圧延機１３で圧延加工して得た直径９ｍｍの銅荒引線１５を冷却ゾーン１４に送り、そこで４０〜６０℃の温度になるまで冷却する。直径９ｍｍに圧延されて第２熱間圧延機１３をでた銅荒引線１５は、その段階で表面が酸化しており、冷却ゾーン１４での冷却で表面酸化膜を還元させて光沢のある荒引線とする。また、直径９ｍｍに圧延加工された銅荒引線１５を好適温度にまで冷却管理することにより、次工程の冷間圧延機２０における第二段階の圧延加工が有効に行われる。すなわち、直径９ｍｍの銅荒引線１５の温度が高すぎて、たとえば１００℃といった場合、冷間圧延機２０で圧延加工して得る直径８ｍｍの銅荒引線１６において引張強さの十分なものを得難くなる。
【００２９】
Ｃ：直径８φサイズ銅荒引線に圧延する工程
冷間圧延機２０では、冷却ゾーン１４から流れてきた直径９ｍｍの銅荒引線１５が上流側ピンチロール２１によって送り込まれ、その直径９ｍｍの銅荒引線１５を冷間圧延加工して直径サイズ「８ｍｍ」に径を細めた目標の直径８ｍｍの銅荒引線１６を得る。
【００３０】
Ｄ：コイラ収束工程
冷間圧延機２０で圧延加工された直径８ｍｍの銅荒引線１６は出口側ピンチロール２２，２３によって引っ張り出され、コイラ１７に収束される。
【００３１】
一方、ここまでの各工程で製造された直径８ｍｍの銅荒引線１６は次工程の線引き伸線工程に送られ、所要の素線サイズによる電気用硬銅線を製造する。
【００３２】
図２は、そのようにして伸線加工して得られた電気用硬銅線の素線サイズと引張強さ（ＭＰａ）との相関による加工硬化について、図中破線で示すＪＩＳ規格値と比較した特性グラフである。
【００３３】
それによると、本実施の形態で製造された直径８ｍｍの銅荒引線１６と、比較例として同サイズの従来品の直径８ｍｍの銅荒引線６（図４参照）とを引張強さで比較すると、本例の直径８ｍｍの銅荒引線１６が２８０〜３２０ＭＰａであるのに対して、従来例の直径８ｍｍの銅荒引線６は２１０〜２５０ＭＰａであった。すなわち、本例の直径８ｍｍの銅荒引線１６では従来例よりも「３０％」強度アップしたものが得られた。
【００３４】
また、図２の特性グラフから理解されるように、本例の直径８ｍｍの銅荒引線１６を線引きして伸線加工した場合、３．２ｍｍφ以上の素線サイズが５ｍｍφであってもＪＩＳ規格値を満足する。また、素線サイズが１．０ｍｍφでは従来品よりも約８％だけアップした引張強さが得られる。細線域では、引張強さを大きくすると脆性がでるが、本例の直径８ｍｍの銅荒引線１６では１．０ｍｍφの引張強さのアップが少なく、脆さがでない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる請求項１に記載の銅荒引線の製造方法は、第２熱間圧延機において直径９ｍｍに圧延加工した銅荒引線をさらに第二段階として冷間圧延機で直径８ｍｍの銅荒引線に圧延加工するので、同じ直径８ｍｍの銅荒引線でも従来品と比べて引張強さが大幅にアップし、線引工程で伸線加工して電気用硬銅線などを製造する場合、従来品のような加工硬化が抑えられる。
【００３６】
また、請求項２に記載の銅荒引線の製造方法は、直径９ｍｍの銅荒引線に圧延加工するのに既存設備の第２熱間圧延機をそのまま利用でき、改造や部品交換などの作業労力を省ける。
【００３７】
また、請求項３に記載の銅荒引線の製造方法は、直径９ｍｍに圧延加工された銅荒引線を好適温度にまで冷却管理することにより、次工程の冷間圧延機における第二段階の圧延加工が有効に行われる。すなわち、直径９ｍｍの銅荒引線の温度が高すぎて、たとえば１００℃といった場合、冷間圧延機で圧延加工して得る直径８ｍｍの銅荒引線１６の引張強さの十分なものが得難くなるが、そうした不都合を好適温度による冷却管理で解消することができる。
【００３８】
一方、本発明にかかる請求項４に記載の銅荒引線の製造装置は、直径９ｍｍの銅荒引線を冷却ゾーンに送り出す第２熱間圧延機を備え、また、冷却ゾーンの下流側に冷間圧延機を配置したことにより、荒引線の直径を９ｍｍから８ｍｍに圧延加工する段階において所要の引張強さのものが得られ、ＪＩＳ規格値を満足する。第２熱間圧延機は既存装置をそのまま利用でき、部品交換などの作業は不要である。従来設備のように、直径８ｍｍから直径１０ｍｍに径サイズが変更される場合、その径サイズに対応したフィードローラの取り替えなどの作業労力が不要となり、取り替えに伴う治具なども不要であり、設備コストの高騰を抑えるのに有効である。
【００３９】
また、請求項５に記載の銅荒引線の製造装置は、冷間圧延機の出入口前後に配置したフィードローラは銅荒巻線の９ｍｍ用と８ｍｍ用に対応して配置されるが、従来のように直径１０ｍｍサイズへの変更に伴って対応するフィードローラに取り替えるといった作業も必要なく、そのまま使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる銅荒引線の製造装置の実施の形態として製造ラインを示すレイアウト側面図である。
【図２】素線サイズと引張強さ（ＭＰａ）との相関による加工硬化特性を示す特性グラフである。
【図３】銅荒引線の製造装置の従来例において製造ラインを示すレイアウト側面図である。
【図４】従来例の素線サイズと引張強さ（ＭＰａ）との相関による加工硬化特性を示す特性グラフである。
【符号の説明】
１０              鋳造機
１１              コンベアライン
１２              第１熱間圧延機
１３              第２熱間圧延機
１４              冷却ゾーン
１５              直径９ｍｍの銅荒引線
１６              直径８ｍｍの銅荒引線
１７              コイラ
２０              冷間圧延機
２１              入口側ピンチロール（フィードローラ）
２２，２３        出口側ピンチロール（フィードローラ）
【図１】
0003651661.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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