(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造したアルミニウム塊バーによる被圧延材を上流側から下流側に複数段連続する圧延ロールに通して圧延することにより、鋳出し当初の断面積を最終の所要断面積にまで縮減してアルミニウム荒引線を得るアルミニウム線材の製造方法であって、
前記最上流の圧延ロールから数段目までの前段圧延ロール群（Ａ）において前記被圧延材を所定の断面積に圧延した後、後続する後段圧延ロール群（Ｂ）の手前に設けた保温移動域（Ｃ）において、前記被圧延材を所定の保温温度を維持させた状態で圧延を受けずに所定時間だけ前進移動させて不純物を析出させることを特徴とするアルミニウム線材の製造方法。
【請求項２】
前記前段圧延ロール群（Ａ）において前記被圧延材を当初断面積の４５〜５５％にまで圧延した後、前記保温移動域（Ｃ）において、前記被圧延材を４００〜４５０℃の保温温度を維持させた状態で圧延を受けずに１０〜３０秒間だけ前進移動させて不純物を析出させることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム線材の製造方法。
【請求項３】
鋳造したアルミニウム塊バーによる被圧延材を上流側から下流側に複数段連続する圧延ロールに通して圧延することにより、鋳出し当初の断面積を最終の断面積に縮減してアルミニウム荒引線を得るアルミニウム線材の製造装置であって、
前記最上流の圧延ロールから数段目の圧延ロールまでの前段圧延ロール群（Ａ）とこれに後続する後段圧延ロール群（Ｂ）との間に、前記被圧延材を所定の保温温度を維持させた状態で圧延を受けずに所定時間だけ前進移動させて不純物を析出させる保温移動域（Ｃ）を設けたことを特徴とするアルミニウム線材の製造装置。
【請求項４】
前記保温移動域（Ｃ）の距離が３５００〜１３０００ｍｍ、であることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム線材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム線およびその合金線を熱間連続圧延方式で製造する方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム合金線の製造方法として、たとえば特開昭５４−１３２４１７号公報に記載された技術がある。これを図２で概略的に説明するに、鋳造機では、溝型ホイール１およびテンションホイール２間に無端の鉄製ベルト３が捲回され、鉄製ベルト３を押さえホイール４で押さえている。アルミニウムの熔湯は、かかる溝型ホイール１と鉄製ベルト３の間に形成される溝空間５に注ぎ口６から流し込まれ、冷却し、連続的に凝固させてアルミニウム鋳塊であるインゴットバー７を形成する。
【０００３】
鋳造機から鋳出されたインゴットバー７は、その温度を約５００℃に保温された状態で次工程の連続圧延機８に送られる。ここではたとえば最上流側の圧延ロール９から最下流側の圧延ロール１８まで１０段の圧延ロールが連続して配置されている。各圧延ロール間の間隔距離Ｌは０．５ｍ（メートル）程度である。すなわち、第１段目の圧延ロール９に供給されたインゴットバー７は、冷却されつつ、当初の塊断面積から順次圧延されて第１３段目の圧延ロール１８まで流されて、所要の断面積に仕上げられる。
【０００４】
ところで、使用するアルミニウム地金は、ＪＩＳ  Ｈ２１０２規格の規定に基づき、不可避的に鉄，ケイ素およびその他の成分を含有してなっている。特に、電線の心線導体として用いられるアルミニウム線材の場合、とりわけ下位の品種を使用する場合は上記不純物を十分に析出させる必要があり、そうでなくば所要の機械的強度や電気伝導度といった特性を得ることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２に示す従来のアルミニウム合金線の熱間連続圧延方式による製造装置にあっては、不純物を十分に析出処理できないため、予め高純度のアルミニウム地金を材料として使用せざるを得ない。
【０００６】
これまでの慣例として、電線導体用のアルミニウム線材をリサイクルする場合は、しばしばカスケード方式を採用して一段と低い純度のグレード製品に再利用されてきた。すなわち、高品質のリサイクルを困難にしていたり、原料コストの低減を困難なものとしている。
【０００７】
一方、別の問題点として、普通、アルミニウム合金に時効熱処理を加えることにより、十分に合金元素を析出させるという方法を採用してきた点がある。
【０００８】
たとえば、特開昭６４−１１００２号公報に記載のアルミニウム箔地の製造方法にあっては、第１段階の熱間圧延と第２段階の熱間圧延との間に、圧延しない静置時間を設ける試みがなされている。
【０００９】
しかしながら、この場合、静置時間を設けることは、製造の一貫連続性を損ない、また静置に必要な装置や手段を必要とする他、広大なスペースのストックヤードが必要となる。そのため、通常のアルミニウム線材を製造するに際してコスト高を招き、実用的とは言い難い。
【００１０】
以上の各問題点に鑑み、本発明の目的は、従来の熱間連続圧延方式によるアルミニウム線材の製造装置や方法に改良を加え、連続圧延時に導電率を高めるようにすることで、アルミニウム線材の高品質リサイクルが可能となり、結果的に原料コストの低減を実現できるアルミニウム線材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、請求項１に記載のアルミニウム線材の製造方法は、鋳造したアルミニウム塊バーによる被圧延材を上流側から下流側に複数段連続する圧延ロールに通して圧延することにより、鋳出し当初の断面積を最終の所要断面積にまで縮減してアルミニウム荒引線を得るにあたり、前記最上流の圧延ロールから数段目までの前段圧延ロール群（Ａ）において前記被圧延材を所定の断面積に圧延した後、後続する後段圧延ロール群（Ｂ）の手前に設けた保温移動域（Ｃ）において、前記被圧延材を所定の保温温度を維持させた状態で圧延を受けずに所定時間だけ前進移動させて不純物を析出させることを特徴とする。
【００１２】
以上から、保温移動域（Ｃ）において、所定の保温温度に維持させかつ圧延を受けない状態で被圧延材を所定時間だけ移動させることにより、被圧延材に十分な不純物の析出が起こさせて、導電率を向上させる。
【００１３】
また、請求項２に記載のアルミニウム線材の製造方法は、前記前段圧延ロール群（Ａ）において前記被圧延材を当初断面積の４５〜５５％にまで圧延した後、前記保温移動域（Ｃ）において、前記被圧延材を４００〜４５０℃の保温温度を維持させた状態で圧延を受けずに１０〜３０秒間だけ前進移動させて不純物を析出させることを特徴とするものである。
【００１４】
以上から、保温移動域（Ｃ）における保温温度が４５０℃を越えると析出粒子が粗大化しはじめ、４００℃未満の場合は析出が十分に起きない。また、非圧延状態での移動時間を１０〜３０秒間の範囲に設定した理由は、上記４００〜４５０℃の保温範囲にて十分に析出させるのに好適な時間であり、１０秒間を下回ると析出が不十分となり、また３０秒間を越えると粒子の粗大化が始まる。
【００１５】
一方、請求項３に記載のアルミニウム線材の製造装置は、鋳造したアルミニウム塊バーによる被圧延材を上流側から下流側に複数段連続する圧延ロールに通して圧延することにより、鋳出し当初の断面積を最終の断面積に縮減してアルミニウム荒引線を得る装置であって、前記最上流の圧延ロールから数段目の圧延ロールまでの前段圧延ロール群（Ａ）とこれに後続する後段圧延ロール群（Ｂ）との間に、前記被圧延材を所定の保温温度を維持させた状態で圧延を受けずに所定時間だけ前進移動させて不純物を析出させる保温移動域（Ｃ）を設けたことを特徴とする。
【００１６】
以上の構成により、従来は保温域で静置時間を設けて製造の一貫連続性を損なうものであったが、本装置では保温移動域（Ｃ）にて保温しつつ移動させることで生産効率の高い熱間連続圧延方式とすることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載のアルミニウム線材の製造装置は、前記保温移動域（Ｃ）の距離が３５００〜１３０００ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１８】
以上から、具体的に保温移動域（Ｃ）の距離を３５００〜１３０００ｍｍに設定することにより、被圧延材から十分に不純物を析出するに過小過大な距離とならない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、熱間連続圧延方式を基本とする本発明のアルミニウム線材の製造方法および装置について、その実施の形態として電線の心線導体に用いられるアルミニウム線材を製造する方法と装置について説明する。
【００２０】
図１は、本例の製造方法を実施する熱間連続圧延装置のラインを概略的に示すレイアウト図である。鋳造機は、図２でも示されたように、同符号で示せば溝型ホイール１およびテンションホイール２間に無端の鉄製ベルト３が捲回され、鉄製ベルト３を押さえホイール４で押さえている。アルミニウムの熔湯は、かかる溝型ホイール１と鉄製ベルト３の間に形成される溝空間５に注ぎ口６から流し込まれ、冷却し、連続的に凝固させてアルミニウム鋳塊であるインゴットバー７を形成する。
【００２１】
鋳造機から鋳出されたインゴットバー７は、被圧延材としてその温度を約５００℃前後に保温された状態で次工程の連続圧延機２０に送られる。ここではたとえば最上流側の圧延ロール２１から最下流側の圧延ロール３０まで１０段の圧延ロールが連続して配置されている。
【００２２】
ここで、本装置の要旨である点は、第１段と第２段の圧延ロール２１，２２を前段圧延ロール群（Ａ）とし、次の第３段〜第１０段の圧延ロール２３〜３０を後段圧延ロール群（Ｂ）としていることであり、前後両段の圧延ロール群（Ａ），（Ｂ）間を特別な保温移動域（Ｃ）としていることである。
【００２３】
供給された被圧延材のインゴットバー７は、第１段と第２段の圧延ロール２１，２２からなる前段圧延ロール（Ａ）群において、投入当初の断面積の４５〜５５％の断面積となるように圧延される。本例では、圧延前のインゴットバー７の断面積を２０００ｍｍ２  とした場合に、その縮減断面積比に基づいて９００〜１１００ｍｍ２  に圧延する。
【００２４】
そうした断面積比に縮減されたインゴットバー７は、次の保温移動域（Ｃ）にて４００〜４５０℃に保温された状態で１０〜３０秒間だけ前進して流れる。すなわち、インゴットバー７は１０〜３０秒間だけ圧延を受けない「非圧延」状態でその間を移動し、その移動に１０〜３０秒間を要する「距離」に保温移動域（Ｃ）の長さを設定している。本例では、この距離を約３５００〜１３０００ｍｍに設定している。
【００２５】
したがって、保温移動域（Ｃ）において、かかる非圧延状態の移動時間と移動距離を設けることにより、インゴットバー７には十分な析出が起こり、導電率を向上させることができる。
【００２６】
保温移動域（Ｃ）での保温温度を４００〜４５０℃の範囲に設定した理由は、４５０℃を越えると析出粒子が粗大化しはじめ、４００℃未満で下回ると十分な析出が期待できないからである。
【００２７】
また、非圧延状態での移動時間を１０〜３０秒間の範囲に設定した理由は、上記４００〜４５０℃の保温範囲にて十分に析出させるのに好適な時間であり、１０秒間を下回ると析出が不十分となり、また３０秒間を越えると粒子の粗大化が始まるためである。
【００２８】
次に、保温移動域（Ｃ）を通過させたインゴットバー７は、第３段〜第１０段の圧延ロール２３〜３０からなる後段圧延ロール群（Ｂ）において順次圧延を連続させ、最終的に線径９．５ｍｍの「荒引アルミニウム線」を製造する。
【００２９】
・具体例１
鋳造機において、溝型ホイール１および無端ベルト３間に形成される無限軌道上で、約７００℃の熔湯を鋳込んで断面積約２０００ｍｍ２  のアルミニウムインゴットバー７を得る。このインゴットバー７を約５００℃に保温し、前段圧延ロール群（Ａ）の第１段と第２段の圧延ロール２１，２２に供給して圧延を開始した。所要の断面積比に基づいて断面積９００〜１１００ｍｍ２  となるまで圧延した。保温移動域（Ｃ）におけるインゴットバー７の移動時間は２０秒間に設定し、その間の保温温度を４３０℃に維持させた。続いて、第３段〜第１０段の圧延ロール２３〜３０からなる後段圧延ロール群（Ｂ）において順次圧延を連続させ、最終的に線径９．５ｍｍの荒引アルミニウム線を製造した。
【００３０】
・比較例１
ＪＩＳ  Ｈ  ２１０２に規定する１種相当品として、鉄（Ｆｅ）；０．１９％，ケイ素（Ｓｉ）；０．０６％，アルミニウム（Ａｌ）；９９．７％の純アルミニウムを用いて上記具体例と同様な線径９．５ｍｍの荒引アルミニウム線を作成した。
【００３１】
・考察
１）したがって、具体例１と比較例１で得られた両荒引アルミニウム線を比較したところ、具体例１の方が比較例１よりも導電率で０．３％向上したことが認められた。
【００３２】
２）本発明の製造方法で、不純物としてＦｅとＳｉの含有量を次第に増加させたところ、Ｆｅ；０．２２％，Ｓｉ；０．０８％まで含有する荒引アルミニウムの導電率は、従来のＪＩＳ  Ｈ  ２１０２に規定する１種相当品による荒引アルミニウムの導電率と同等であった。
【００３３】
３）ＪＩＳ規定品と同等な導電率のものを製造するために、不純物の添加量を増加させることが可能となるので、リサイクル品のアルミニウムを投入できる利点がある。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のアルミニウム線材の製造方法は、保温移動域（Ｃ）において、所定の保温温度に維持させかつ圧延を受けない状態で被圧延材を所定時間だけ移動させることにより、被圧延材に十分な不純物の析出が起こさせて、導電率を向上させることができ、特に電線の心線導体アルミニウムとしてリサイクル性に優れたものを得ることができる。
【００３５】
また、請求項２に記載のアルミニウム線材の製造方法は、保温移動域（Ｃ）における保温温度を４００〜４５０℃に好適範囲を設定したことで、４５０℃を越えると析出粒子が粗大化しはじめ、４００℃未満の場合は析出が十分に起きないといった不都合を回避できる。また、非圧延状態での移動時間を１０〜３０秒間の範囲に設定したために、上記４００〜４５０℃の保温範囲にて十分に析出させるのに好適な時間であり、１０秒間を下回ると析出が不十分となり、また３０秒間を越えると粒子の粗大化が始まるといった不都合を回避できる。
【００３６】
一方、請求項３に記載のアルミニウム線材の製造装置は、従来は保温域で静置時間を設けて製造の一貫連続性を損なうものであったが、本装置では保温移動域（Ｃ）にて保温しつつ移動させることで生産効率の高い熱間連続圧延方式とすることができる。
【００３７】
また、請求項４に記載のアルミニウム線材の製造装置は、具体的に保温移動域（Ｃ）の距離を３５００〜１３０００ｍｍに設定することにより、被圧延材から十分に不純物を析出するに過小過大とならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるアルミニウム線材の製造装置の実施の形態を示すレイアウト図である。
【図２】従来例のアルミニウム線材の製造装置の実施の形態を示すレイアウト図である。
【符号の説明】
１            溝型ホイール
２            テンションホイール
３            鉄製ベルト
４            押さえホイール
５            熔湯の注入溝空間
６            注ぎ口
７            インゴットバー
２０          連続圧延機
２１〜３０    圧延ロール
（Ａ）          前段圧延ロール群
（Ｂ）          後段圧延ロール群
（Ｃ）          保温移動域
【図１】
0003571963.tif 000002
【図２】
0003571963.tif 000003