(57)【要約】【課題】表面性状に優れる合金鋳造材を製造できる合金鋳造材の製造方法を提供する。【解決手段】溶解保持炉に保持される所定の組成の合金から構成される合金溶湯に、前記所定の組成となるように固体原料を連続的に供給しながら前記所定の組成の合金鋳造材を連続的に製造する工程を備え、前記溶解保持炉内の湯面における１分間当たりの最大変動量が基準湯面高さの１０％以内となるように、前記固体原料の供給速度と鋳造速度とを制御する合金鋳造材の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解保持炉に保持される所定の組成の合金から構成される合金溶湯に、前記所定の組成となるように固体原料を連続的に供給しながら前記所定の組成の合金鋳造材を連続的に製造する工程を備え、
前記溶解保持炉内の湯面における１分間当たりの最大変動量が基準湯面高さの１０％以内となるように、前記固体原料の供給速度と鋳造速度とを制御する合金鋳造材の製造方法。
【請求項２】
前記固体原料として、前記所定の組成の合金における母相金属となる母相原料と、添加元素となる添加原料とを準備して、それぞれを独立して供給する請求項１に記載の合金鋳造材の製造方法。
【請求項３】
前記所定の組成の合金は、銅合金である請求項１又は請求項２に記載の合金鋳造材の製造方法。
【請求項４】
前記固体原料は、線材、粒状材、及び板材から選択される１種以上である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の合金鋳造材の製造方法。
【請求項５】
前記固体原料を前記溶解保持炉の前記湯面側で溶解するように供給し、
前記溶解保持炉の底部側に設けられた鋳型から水平方向に出湯して、前記合金鋳造材を連続的に製造する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の合金鋳造材の製造方法。
【請求項６】
前記溶解保持炉の上側に設けられた鋳型から前記合金溶湯を上方に引き出して、前記合金鋳造材を連続的に鋳造し、
前記固体原料は、前記溶解保持炉内における前記鋳型近傍の領域とは仕切られた領域に供給する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の合金鋳造材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金鋳造材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、銅合金線などの合金線が電線の導体などに利用されている（例えば、特許文献１，２）。特許文献１，２は、連続鋳造材を素材とし、押出や圧延、伸線などの塑性加工を施すことで、所定の線径の銅合金線を製造することを開示する。連続鋳造法として、特許文献１では、合金溶湯を水平方向に引き出して鋳造線材を製造する横型連続鋳造法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０２１１３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８４１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鋳造欠陥を低減して、表面性状に優れる合金鋳造材を工業的に量産できることが望まれる。
電線の導体などに利用する銅合金線では、特許文献１，２に記載されるように、線径が０．１ｍｍ（１００μｍ）以下といった超極細線が要望されている。このような超極細線を工業的に量産するためには、最終線径に至るまでに行う塑性加工中に素材が断線し難いことが望まれる。
【０００５】
ここで、上述の横型連続鋳造法では、代表的には、原料を溶解して溶湯を作製する溶解炉と、溶解炉からの溶湯を保持し、外周面の底部側に鋳型が設けられた保持炉とを備える鋳造装置が利用される。鋳造線材の製造に伴って保持炉内の溶湯は減少する。そのため、鋳造線材の製造量が所定量になったら、溶解炉から保持炉に所定量の注湯を行うことで、連続鋳造を継続できる。注湯量は、保持炉に残存する溶湯の湯面高さが予め設定した基準湯面高さを満たすように設定する。本発明者らは、このような連続鋳造において溶解炉から保持炉への注湯量を比較的多くして鋳造線材を作製して、上述のような超極細線の素材とすることを検討した。注湯量を例えば保持炉の保持可能量の半量から１／３程度の量とすれば、注湯量が多いため注湯回数を低減でき、作業性に優れる。しかし、このような大量の注湯を間欠的に行って得られた鋳造線材を超極細線の素材とすると、最終線径に至るまでの塑性加工中に断線が生じ易いとの知見を得た。また、素材とした鋳造線材は、ブローホールや表面疵などの鋳造欠陥があり、表面性状に劣る部分を局所的に有するとの知見を得た。
【０００６】
そこで、表面性状に優れる合金鋳造材を製造できる合金鋳造材の製造方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る合金鋳造材の製造方法は、
溶解保持炉に保持される所定の組成の合金から構成される合金溶湯に、前記所定の組成となるように固体原料を連続的に供給しながら前記所定の組成の合金鋳造材を連続的に製造する工程を備え、
前記溶解保持炉内の湯面における１分間当たりの最大変動量が基準湯面高さの１０％以内となるように、前記固体原料の供給速度と鋳造速度とを制御する。
【発明の効果】
【０００８】
上記の合金鋳造材の製造方法は、表面性状に優れる合金鋳造材を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の合金鋳造材の製造方法の実施に利用する鋳造装置の一例を示す模式説明図である。
【図２】実施形態の合金鋳造材の製造方法の実施に利用する鋳造装置の別の例を示す模式説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、上述の塑性加工中に断線が生じ易い鋳造材について、線表面に鋳造欠陥が有る部分は、上述の注湯時期及びその近傍で製造された部分に多いとの知見を得た。また、注湯時期及びその近傍では、注湯時に酸素などの雰囲気ガスを巻き込んで鋳造材中に含有ガス量が多くなったり、異物を含んだりし易いとの知見を得た。このことから、上記鋳造欠陥が局所的に生じ易い原因の一つとして、以下のように考えられる。溶解炉から保持炉に大量の注湯を間欠的に行うと、溶湯を導入する際の勢いによって、巻き込んだガスや追加する溶湯自体が保持炉の鋳型近くにまで到達する可能性がある。この場合、上記ガスや追加する溶湯の含有によって不適切な温度となった溶湯や、上記ガスを巻き込んだままの溶湯が局所的、かつ一時的に生じて鋳型から出されて、ブローホールや、湯温変動に起因して生成された異物などを含有する鋳造材が得られ易いと考えられる。上記異物としては、上記ガス、溶湯中の不可避不純物、保持炉の内壁の構成材料などが反応してできた生成物（例、酸化物）などが挙げられる。内壁の構成材料を含む異物は、上述のように大量の注湯によって保持炉内の湯面が大きく変動し、内壁の一部では溶湯との接触状態と非接触状態とを繰り返すことで上記内壁が損傷して生成されると考えられる。以上のことから、連続鋳造に際し、上記鋳造欠陥の発生を低減するには、間欠的に大量の注湯を行うのではなく、保持炉内での大きな湯面変動や大きな湯温変動が生じないように原料を供給することが好ましいとの知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づくものである。
【００１１】
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の一態様に係る合金鋳造材の製造方法は、
溶解保持炉に保持される所定の組成の合金から構成される合金溶湯に、前記所定の組成となるように固体原料を連続的に供給しながら前記所定の組成の合金鋳造材を連続的に製造する工程を備え、
前記溶解保持炉内の湯面における１分間当たりの最大変動量が基準湯面高さの１０％以内となるように、前記固体原料の供給速度と鋳造速度とを制御する。
【００１２】
「連続的に供給する」とは、固体原料の供給が途切れる時間を実質的に含まないように供給する常時供給形態の他、間欠的な供給を高頻度に行う頻繁供給形態を含む。頻繁供給形態では、上述の湯面における１分間当たりの最大変動量（以下、湯面変動幅と呼ぶことがある）が上述の特定の範囲を満たすという条件の下で、固体原料の供給が途切れる時間が非常に短くなるように、例えば１分未満となるように供給する。
「基準湯面高さ」は、溶解保持炉の保持可能量、実際に保持しておく予定量、合金鋳造材の製造量などに応じて設定する値である。
【００１３】
上記の合金鋳造材の製造方法は、原料の溶解及び溶湯の保持が可能な溶解保持炉を用いて、この炉内に保持する合金溶湯に固体原料を供給する。そして、固体原料を炉内で溶解して新しい合金溶湯を作製追加しながら、同じ炉内から連続的に出湯して、合金鋳造材を連続的に製造する。固体原料の供給では、上述の大量の注湯に起因するガスの巻き込み・湯温変動・湯面変動が実質的に生じない。また、上記の合金鋳造材の製造方法では、湯面変動幅が特定の範囲を満たすように固体原料の供給速度と鋳造速度とを制御するため、固体原料の供給に伴う湯面変動や湯温変動を十分に小さくできる、好ましくは実質的に無くすことができる。例えば、後述する溶解保持炉の底部側に鋳型を有する場合でも、鋳型近くの湯温変動を小さくできる。従って、上記の合金鋳造材の製造方法は、鋳造欠陥を低減でき、表面性状に優れる合金鋳造材を製造できる。また、上記の合金鋳造材の製造方法は、上記表面性状に優れる合金鋳造材を連続的に製造可能であり、工業的量産に適する。更に、上記の合金鋳造材の製造方法によって得られた合金鋳造材を例えば極細線の素材にすると伸線途中で断線し難く、上記の合金鋳造材の製造方法は、極細線などといった塑性加工材の工業的量産性の向上に寄与する。
【００１４】
（２）上記の合金鋳造材の製造方法の一例として、
前記固体原料として、前記所定の組成の合金における母相金属となる母相原料と、添加元素となる添加原料とを準備して、それぞれを独立して供給する形態が挙げられる。
【００１５】
上記形態は、固体原料を母相原料と添加原料とに独立させており、固体原料を所定の組成の合金材とする場合に比較して、固体原料の準備が容易である。また、母相原料の供給速度と添加原料の供給速度とを独立して制御可能であり、所定の組成を満たすように供給速度を調整し易い。
【００１６】
（３）上記の合金鋳造材の製造方法の一例として、
前記所定の組成の合金は、銅合金である形態が挙げられる。
【００１７】
上記形態は、超極細の銅合金線の素材などに適した合金鋳造材を製造できる。
【００１８】
（４）上記の合金鋳造材の製造方法の一例として、
前記固体原料は、線材、粒状材、及び板材から選択される１種以上である形態が挙げられる。
【００１９】
上記形態において固体原料を線材や板材とする場合、コイル状に巻き取った線材や板材の繰出速度などを調整することで供給速度を容易にかつ精度よく調整できる。線材や板材を利用すれば、上述の常時供給形態を行える。上記形態において固体原料を粒状材とする場合、市販の粉粒体供給装置などを利用することで供給速度を容易にかつ精度よく調整できる。粒状材を利用する場合には、後述するように頻繁供給形態が利用し易い。
【００２０】
（５）上記の合金鋳造材の製造方法の一例として、
前記固体原料を前記溶解保持炉の前記湯面側で溶解するように供給し、
前記溶解保持炉の底部側に設けられた鋳型から水平方向に出湯して、前記合金鋳造材を連続的に製造する形態が挙げられる。
【００２１】
上記形態は、上述の横型連続鋳造法を利用する形態といえる。上記形態は、固体原料が溶解した直後であり、組成や湯温などが不安定な可能性がある過渡溶湯が生じても、この過渡溶湯の存在領域を湯面側、つまり溶解保持炉の底部側に設けられた鋳型から十分に離れた位置にできる。そのため、鋳型近くの合金溶湯には、固体原料に起因する湯温変動が生じ難い、好ましくは実質的に生じない。従って、上記形態は、表面性状に優れる合金鋳造材を生産性よく製造できる。
【００２２】
（６）上記の合金鋳造材の製造方法の一例として、
前記溶解保持炉の上側に設けられた鋳型から前記合金溶湯を上方に引き出して、前記合金鋳造材を連続的に鋳造し、
前記固体原料は、前記溶解保持炉内における前記鋳型近傍の領域とは仕切られた領域に供給する形態が挙げられる。
【００２３】
上記形態は、上引き型連続鋳造法を利用する形態といえる。この形態では、鋳型が湯面側にあるといえ、鋳造に直接利用される合金溶湯が湯面側に位置することになる。そのため、固体原料を湯面に向かって供給して湯面側で溶解する構成では、上述の組成や湯温などが不安定な恐れがある過渡溶湯が生じた場合、過渡溶湯も鋳型近傍の領域に存在することになる。しかし、上記形態では、上記鋳型近傍の領域とは仕切られた領域を固体原料の供給領域とするため、鋳型近くの合金溶湯には、上記固体原料の供給領域近くに存在し得る過渡溶湯に起因する湯温変動が生じ難い、好ましくは実質的に生じない。従って、上記形態は、表面性状に優れる合金鋳造材を生産性よく製造できる。
【００２４】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図１，図２を適宜参照して、本発明の実施形態の形態を具体的に説明する。図１，図２では、説明の便宜上、過渡溶湯１３と鋳型近くの合金溶湯１５とを二点鎖線で仮想的に示すが、実際には明確な境界はない。
［実施形態１］
（製造方法の概要）
実施形態の合金鋳造材の製造方法は、溶解保持炉３に保持される所定の組成の合金から構成される合金溶湯１０を溶解保持炉３内から出湯して、所定の組成の合金鋳造材１を連続的に製造する工程を備える。実施形態１の合金鋳造材の製造方法は、所定の組成となるように固体原料１００を連続的に供給しながら連続鋳造することを特徴の一つとする。特に、溶解保持炉３内の湯面１０ｆができるだけ変動しないように、また、出湯口（図１，図２では鋳型４）近くに存在して鋳造に直接利用される合金溶湯１０（図１，図２では鋳型４近くの合金溶湯１５）の温度ができるだけ変動しないように固体原料１００の供給量と合金鋳造材１の製造量とを調整する。定量的には、溶解保持炉３内の湯面における１分間当たりの最大変動量が基準湯面高さＨ０の１０％以内となるように、固体原料１００の供給速度と合金鋳造材１の製造速度とを制御する。この制御によって、固体原料１００から作製する合金溶湯の製造量と、合金溶湯１０から作製する合金鋳造材１の製造量とをできるだけ等しくすることを目指す。
【００２５】
（製造方法を実施する設備の概要）
実施形態の合金鋳造材の製造方法を実施するには、例えば、図１，図２に示す鋳造装置２Ａ，２Ｂを利用できる。鋳造装置２Ａ，２Ｂはいずれも、出湯部を備える溶解保持炉３と、製造される合金鋳造材１を所定の方向に引き出す又は送り出すピンチロール５と、固体原料１００を溶解保持炉３に連続的に供給可能な供給装置（ここでは二つの供給装置６，７Ａ、又は供給装置６，７Ｂ）と、固体原料１００の供給速度と合金鋳造材１の製造速度とを制御する制御装置８とを備える。鋳造装置２Ａ，２Ｂでは、溶解保持炉３の出湯部に鋳型４が取り付けられている。鋳造装置２Ａ，２Ｂでは、供給装置６，７Ａ又は供給装置６，７Ｂによって固体原料１００の供給速度が調整され、ピンチロール５の回転速度によって合金鋳造材１を引き出す速度（鋳造速度に相当）が調整される。制御装置８は、供給速度と鋳造速度とが同期するように、供給装置６，７Ａ又は供給装置６，７Ｂと、ピンチロール５とを制御する。その他の詳細な構成は後述する。
【００２６】
（固体原料）
＜組成＞
固体原料１００の組成は、製造予定である合金鋳造材１の構成合金に応じて選択するとよい。具体的な合金として、Ｃｕを母相金属とする銅合金（添加元素を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物）、Ａｌを母相金属とするアルミニウム合金（添加元素を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物）などが挙げられる。
【００２７】
銅合金の添加元素は、Ａｇ，Ｓｎ，Ｚｎなどから選択される１種以上の元素が挙げられる。具体的な銅合金として、Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金などの二元合金などが挙げられる。添加元素の含有量は、質量％で、Ａｇは０．０５％以上１５％以下、Ｓｎは０．０５％以上１％以下、Ｚｎは１％以上４０％以下などが挙げられる。銅合金とする場合、電線の導体に用いられる銅合金線、特に線径１００μｍ以下といった超極細線の素材に適した合金鋳造材１を製造できる。
【００２８】
＜形状＞
固体原料１００は、湯面変動幅が特定の範囲を満たすように連続的な供給が可能な適宜な形状のものが利用できる。例えば、線材、粒状材、及び板材から選択される１種以上が挙げられる。線材、粒状材、板材であれば、後述する適宜な供給装置（図１では供給装置６，７Ａ）を用いることで供給速度を容易にかつ精度よく調整できる。種々の大きさ（線径、粒径、板厚や板幅）のものや種々の形状の線材や粒状材を利用でき、大きさや形状などを考慮して供給速度を調整することで、作製する合金溶湯の製造量と、合金鋳造材１の製造量とを等しくし易い。線材の一例として、線径５ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度の丸線が挙げられる。粒状材の一例として、平均粒径が０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の球状粒が挙げられる。市販の線材、粒状材、板材を利用できる。線材のみ、又は粒状材のみ、又は板材のみ、又は線材と粒状材との組み合せといった形状が異なる複数のものを利用できる。
【００２９】
線材や板材は、コイル状に巻き取ったコイル材とし、コイル材を巻き戻して繰り出し可能な供給装置、例えば図１，図２に示すような繰出ロール６２，７２を備える供給装置６，７Ｂを利用すれば、実質的に途切れることなく供給可能な常時供給形態とすることができる。図１，図２では固体原料１００の一例として、コイル材（後述の母相原料１６０，添加原料１７２）を例示する。線材や板材の一端は、図１，図２に示すように合金溶湯１０に浸漬させることで、確実に溶解できる。
【００３０】
粒状材を利用する場合、例えば、粒状材を貯留する貯留槽（例、ホッパーなど、図示せず）と、貯留槽からの所定量の粒状材を湯面１０ｆに向かって導入する筒状のガイド部７４と、貯留槽からの粒状材をガイド部７４に搬送する搬送装置（例、市販の振動フィーダー装置など、図示せず）とを備える供給装置７Ａを利用して、連続的な供給を行うことが挙げられる。ここで、粒状材を常時投入すると、粒状材の大きさにもよるが、各粒の溶解時間が比較的短いために、合金溶湯１０における粒状材の供給領域近傍の成分、代表的には溶解直後で組成や湯温などが不安定な可能性がある過渡溶湯１３の成分と、鋳型４近くの合金溶湯１５の成分との間に大きな差が生じて、所定の組成の合金鋳造材１を安定して製造できない恐れがある。湯面変動幅が特定の範囲を満たすという条件のもと、１回の供給量をある程度大きくして高頻度に供給すれば、上述の成分の差を低減し易く、実用的であると考えられる。そこで、粒状材を利用する場合には、供給装置７Ａが所定の間隔で所定量の粒状材を溶解保持炉３に供給するように制御装置８を構成するとよい。こうすることで、間欠的な供給を高頻度に行う頻繁供給形態とすることができる。湯面変動幅が特定の範囲を満たす条件のもと、貯留槽の開閉時期、搬送装置による搬送速度などを調整して、１分間当たりの粒状材の投入量（ｋｇ／分）を設定するとよい。ガイド部７４の開口端７４ｏは、図１に示すように湯面１０ｆ近くに位置するように合金溶湯１０に浸漬させることで、投入した粒状材が湯面１０ｆを波立たせることが無く、湯面１０ｆの変動を抑制できる上に、投入した粒状材が鋳型４近くの合金溶湯１５に達することを防止し易い。
【００３１】
＜組成に応じた形態＞
固体原料１００は、所定の組成の合金における母相金属となる母相原料１６０と、添加元素となる添加原料１７０又は１７２とがそれぞれ独立した独立形態とすることができる。独立形態では、母相金属や添加元素から構成される市販の線材、粒状材、板材などを利用できる。そのため、固体原料１００として所定の組成の合金材を利用する単独形態に比較して、独立形態では、固体原料１００を容易に準備できる。また、母相原料１６０や添加原料１７０又は１７２として高純度のものを利用し易く、上記単独形態に比較して、不純物に起因する鋳造欠陥の発生を低減できると期待される。一例として、銅合金の合金鋳造材１を製造する場合、母相原料１６０として、酸素濃度が質量割合で１０ｐｐｍ以下といった無酸素銅から構成されるものを利用できる。更に、独立形態は、母相原料１６０と添加原料１７０又は１７２とをそれぞれ独立して供給できるため、原料の形状、大きさなどに応じて供給速度の制御も行い易い。母相原料１６０と添加原料１７０とで形状や大きさを異ならせることも、等しくすることも容易にできる。図１では、母相原料１６０がコイル線材であり、添加原料１７０が粒状材であり、両者の形状が異なる場合を例示する。図２では、母相原料１６０，添加原料１７２がいずれもコイル線材であり、両者の形状が等しい場合を例示する。独立形態では、母相原料１６０と、添加原料１７０又は１７２との合計数に応じた供給装置を用いる。
【００３２】
固体原料１００は、所定の組成の合金から構成される線材、粒状材、板材などとする単独形態とすることができる。単独形態では供給装置を一つにできる。
【００３３】
＜湯面変動幅＞
基準湯面高さＨ０は、溶解保持炉３の底面３ｄから、溶解保持炉３内の湯面１０ｆまでの高さであり、溶解保持炉３の保持可能量、実際に保持しておく予定量、合金鋳造材１の製造量などに応じて適宜設定することができる。例えば、基準湯面高さＨ０は、溶解保持炉３の内部空間の高さＨ３（図１，図２では底面３ｄから開口縁までの距離）の７０％以上８０％以下程度などとすることができる。
【００３４】
連続鋳造の開始前において、基準湯面高さＨ０を満たすように溶解保持炉３に、予め設定した予定量の合金溶湯１０を保持しておく。このときの合金溶湯１０は、所定の組成となるように原料を用意して、溶解保持炉３で溶解することで作製できる。溶解保持炉３に予定量の合金溶湯１０が満たされた状態で、固体原料１００を連続的に供給できるように供給装置６，７Ａ，７Ｂ等に配置して、連続鋳造を開始する。溶解保持炉３内の合金溶湯１０は、合金鋳造材１の製造に伴って減少し、原料の供給に伴って増加する。この増減に伴って溶解保持炉３内の実際の湯面高さＨ１０は変動する。この変動に起因して鋳造欠陥が生じることを低減するために、実施形態の合金鋳造材の製造方法は、湯面１０ｆにおける１分間当たりの最大変動量（最大変動高さ）が基準湯面高さＨ０の１０％以内となるように、供給速度と鋳造速度とを調整する。つまり、実際の湯面高さＨ１０が、基準湯面高さＨ０の０．９倍の高さＨｉ以上、基準湯面高さＨ０の１．１倍の高さＨｓ以下となるように、供給速度と鋳造速度とを調整する。鋳造装置２Ａ，２Ｂを利用する場合には、制御装置８は、固体原料１００の供給速度として、供給装置６に備える繰出ロール６２の回転速度（母相原料１６０の供給速度）と、供給装置７Ａに備える貯留槽の開閉時期及び搬送装置の搬送速度など（添加原料１７０の供給速度）又は供給装置７Ｂに備える繰出ロール７２の回転速度（添加原料１７２の供給速度）とを制御する。かつ制御装置８は、鋳造速度として、ピンチロール５の回転速度（鋳造速度）を制御する。
【００３５】
湯面変動量は可及的に小さいことが望まれる。そのため、湯面１０ｆにおける１分間当たりの最大変動量を基準湯面高さＨ０の８％以内、更に５％以内、１％以内、０％とすることが好ましい。上記最大変動量を０％とするとは、湯面高さＨ１０が実質的に変動せず、常時、基準湯面高さＨ０となるように供給速度及び製造量を制御することに相当する。
【００３６】
（鋳造装置）
図１，図２に示す鋳造装置２Ａ，２Ｂは、溶解保持炉３の底部側に鋳型４が設けられて、鋳型４から水平方向に出湯して、合金鋳造材１を連続的に製造する横型連続鋳造装置を示す。図１，図２では、筒状の炉本体の外周面における底部側領域に外周面から外方に突出し、端面に鋳型４が取り付けられる筒状の出湯部を備えた断面Ｌ字状の溶解保持炉３を例示するが、溶解保持炉３の形状は適宜変更できる。また、図１，図２では、溶解保持炉３の上部が開放された状態を示すが、固体原料１００の供給孔を有する蓋部（図示せず）を設けることができる。溶解保持炉３及び蓋部、鋳型４、ピンチロール５、供給装置６，７Ａ，７Ｂ、制御装置８などは、公知の装置や市販品などを利用できる。
【００３７】
横型連続鋳造装置では、固体原料１００を溶解保持炉３の湯面１０ｆ側で溶解するように供給すれば、鋳型４近くの合金溶湯１５に、固体原料１００の供給や過渡溶湯１３に起因する湯温変動などが生じ難く、好ましくは実質的に生じない。固体原料１００の供給領域を湯面１０ｆ側とすると、溶解直後に生じ得る過渡溶湯１３の存在領域を鋳型４から離れた湯面１０ｆ側とすることができ、鋳型４側に設けられて鋳造に直接利用される合金溶湯１０の存在領域と過渡溶湯１３の存在領域とを十分に離隔できるからである。固体原料１００は、溶解保持炉３の上方から湯面１０ｆに向かって供給するとよい。特に、母相原料１６０や図２の添加原料１７２であるコイル線材の一端、図１の添加原料１７０を合金溶湯１０に導くガイド部７４の開口端７４ｏは、合金溶湯１０に浸漬し、湯面１０ｆ近くに位置するように、固体原料１００を配置することが好ましい。
【００３８】
その他の鋳造装置として、例えば、溶解保持炉の上側に鋳型が設けられて、この鋳型から合金溶湯を上方に引き出して、合金鋳造材を連続的に鋳造する上引き型連続鋳造装置（図示せず）などを利用できる。上引き型連続鋳造装置では、代表的には、溶解保持炉の開口部を覆う蓋部に鋳型が設けられる。蓋部に固体原料の供給孔を設けるなどして、溶解保持炉の上方から湯面に向かって固体原料を供給して溶解すれば、固体原料の溶解直後に生じ得る過渡溶湯の存在領域と、鋳造に直接利用される合金溶湯の存在領域とがいずれも湯面側に位置する。このままでは鋳造に直接利用される合金溶湯に、上記過渡溶湯に起因する湯温変動などが生じ易くなる。そこで、上引き型連続鋳造装置を利用する場合には、溶解保持炉内に仕切り部（図示せず）を設けて、湯面近傍の領域を過渡溶湯の存在領域と鋳造に直接利用される鋳型近くの合金溶湯の存在領域とに仕切る。そして、溶解保持炉内における鋳型近傍の領域とは仕切られた上記過渡溶湯の存在領域に固体原料を供給することが好ましい。仕切り部は板材などとし、蓋部や溶解保持炉の内壁などによって支持することが挙げられる。仕切り部の下端が溶解保持炉の底面から基準湯面高さの１／２以下、更に１／３以下程度の位置に達するように仕切り部の長さを調整することが好ましい。また、仕切り部の形状を上記鋳型近くの合金溶湯の存在領域を囲むことが可能な形状としたり、仕切り部の幅を溶解保持炉内を分断するほどに十分に広幅としたりすることが好ましい。こうすることで、固体原料を連続的に供給しても、鋳型近くの合金溶湯に過渡溶湯に起因する湯温変動などが生じ難く、好ましくは実質的に生じない。
【００３９】
＜その他の条件＞
鋳造時の雰囲気は、大気雰囲気、ＣＯといった還元ガスを含む還元性雰囲気、アルゴンや窒素といった不活性ガスからなる不活性雰囲気などが挙げられる。大気雰囲気とすると、雰囲気制御が不要である。還元性雰囲気や不活性雰囲気とすると、合金溶湯１０の酸素含有量を効果的に低減できる。銅合金などの合金溶湯１０とする場合は、湯面１０ｆを還元性のカバリング剤で覆うことができる。こうすることで、大気雰囲気であっても合金溶湯１０の酸素含有量を効果的に低減できる。雰囲気制御や還元剤の利用などによって、酸素含有量の増大に起因する鋳造欠陥をより低減し易い。カバリング剤として木炭片や木炭粉などを用いれば、木炭片間などにできる隙間から固体原料１００を供給できる。
【００４０】
（用途）
実施形態の合金鋳造材の製造方法は、長尺な線材、板材などの合金鋳造材の製造に利用できる。得られた合金鋳造材１は、伸線加工や圧延加工などの塑性加工、熱処理などを適宜施して、所定の形状、大きさの線材や板材などとして、各種の導体、接点材などの素材に利用できる。
【００４１】
（合金鋳造材）
実施形態の合金鋳造材の製造方法によって、所定の組成の合金鋳造材１を製造できる。合金鋳造材１は、代表的には線材又は板材が挙げられる。線材の大きさ（線径や断面積など）や形状、板材の大きさ（板厚や板幅など）は、適宜選択できる。線材の一例として、横断面形状が円形であり、直径が８ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度の丸線、横断面形状が矩形状であり、断面積が１０ｍｍ２以上５００ｍｍ２以下程度の角線などが挙げられる。所望の形状、大きさとなるように、出湯口の形状、大きさ（ここでは鋳型４の形状、大きさ、その他自由鋳造法では形状規定部材の形状、大きさ）を調整するとよい。
【００４２】
例えば、所定の組成の銅合金となる固体原料１００を利用すれば、合金鋳造材１として銅合金鋳造材が得られる。銅合金鋳造材は、電線の導体などに利用される銅合金線の素材に利用できる。特に、この銅合金鋳造材は、鋳造欠陥が少なく表面性状に優れるため、例えば、線径が０．１ｍｍ以下、更に０．０５ｍｍ以下、０．０３ｍｍ以下といった超極細の銅合金線の素材に好適に利用できる。
【００４３】
［試験例１］
銅合金の溶湯と横型連続鋳造装置とを用いて連続鋳造を行って、銅合金の鋳造材を作製した。得られた鋳造材に伸線加工を施して銅合金線（伸線材）を作製した。得られた鋳造材、伸線材の表面性状、及び伸線性を調べた。
【００４４】
（Ｎｏ．１−１，１−２：注湯無し）
試料Ｎｏ．１−１，Ｎｏ．１−２の鋳造材は、上述の図１に示す溶解保持炉３及び鋳型４、供給装置６，７Ａ、制御装置８を備える鋳造装置２Ａを用いて、以下のようにして作製した。
固体原料１００として、純銅線（直径８ｍｍ以上１２．５ｍｍ以下）と純銀粒（平均粒径１ｍｍ以上５ｍｍ以下）とを用意した。連続鋳造の開始前、表１に示す組成の銅合金から構成される溶湯を用意して溶解保持炉３に保持した。この溶湯は、基準湯面高さＨ０を満たす量（ここでは７００ｋｇ）となるように用意した。この溶解保持炉３内の溶湯に、表１に示す組成となるように、供給装置６によって純銅線（母相原料１６０）を連続的に供給すると共に、供給装置７Ａによって純銀粒（添加原料１７０）を連続的に供給する。
【００４５】
この試験では、溶解保持炉３内の湯面１０ｆにおける１分当たりの最大変動量（ｍｍ／分）が基準湯面高さＨ０（ｍｍ）に実質的に等しくなるように、供給装置６，７Ａ及びピンチロール５の駆動条件を調整した。そして、実際の湯面高さＨ１０が、常時、基準湯面高さＨ０と等しくなるように、固体原料の供給速度（１分間当たりの純銅線の繰出長さ、１分間当たりの純銀粒の投入量）と、銅合金の鋳造材の鋳造速度（１分間当たりの製造長さ）とを制御した。この試験では、線径２２ｍｍの鋳造材（丸線）を製造した。鋳造材の製造量は１０００ｋｇとした。
【００４６】
（Ｎｏ．１−１０１，１−１０２：注湯有り）
試料Ｎｏ．１−１０１，１−１０２の鋳造材は、以下のように作製した。
原料に電気銅及び純銀粒を用意して、表１に示す組成となるように調整して溶解炉で溶解し、表１に示す組成の銅合金の溶湯を作製した。作製した銅合金の溶湯を溶解炉から保持炉に移送して保持した。この試験では、保持炉における初期保持量を７００ｋｇとし、鋳造材の製造量が２５０ｋｇに達したら２５０ｋｇの注湯を行うことを繰り返し行って、線径２２ｍｍの鋳造材（丸線）を製造した。注湯用の溶湯は、溶解炉で別途作製した。鋳造材の製造量は１０００ｋｇとした。
【００４７】
作製した鋳造材の表面性状を確認したところ、試料Ｎｏ．１−１，Ｎｏ．１−２の鋳造材は目視確認可能な鋳造欠陥が無かった。
【００４８】
作製した鋳造材に伸線加工を施して、線径２８μｍの伸線材を作製し、表面性状を調べた。伸線材の表面性状は、市販の渦流探傷器によって検出された探傷数（カウント）によって評価した。探傷数はキズの最大径が１００μｍ以上か否かで大小に分けてそれぞれ調べた。また、線径２８μｍの伸線材の製造時に発生した断線数を調べ、伸線材の製造量（ここでは１０００ｋｇ）を断線数（回）で除した値を伸線性（ｋｇ／回）として評価した。評価結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2018015767.tif 000003
【００５０】
表１に示すように、連続鋳造時に間欠的に大量の注湯を行わず、固体原料を連続的に供給すると共に、湯面高さができるだけ変動しないように供給速度と鋳造速度とを制御した試料Ｎｏ．１−１，Ｎｏ．１−２は、上述のように表面に鋳造欠陥が少なく、この試験では実質的に無く、表面性状に優れて高品質な鋳造材を製造できることがわかる。また、この鋳造材を素材として塑性加工を施すと、表面性状に優れる塑性加工材が得られることが分かる。ここでは、線径２８μｍという超極細の伸線材であって、表面欠陥が非常に少なく（探傷カウントが少なく）、又は実質的に無いものが得られている。この超極細の伸線材の製造に当たり、断線も非常に少ないことが分かる。ここでは、伸線性が２ｋｇ／回以上であり、大量の注湯を行った試料Ｎｏ．１−１０１，Ｎｏ．１−１０２の伸線性の８倍程度以上、更に１０倍程度以上となっている。
【００５１】
上記の試験から、合金の連続鋳造に際して、固体原料を連続的に供給すると共に、湯面における１分間当たりの最大変動量ができるだけ小さくなるように、供給速度と鋳造速度とを制御することで、表面性状に優れる合金鋳造材が得られることが示された。また、この合金鋳造材は、線径１００μｍ以下、更には５０μｍ以下といった超極細の線材の素材に好適に利用できることが示された。更に、上記の試験から、上述の特定の制御を行うことで、Ａｇといった添加元素が少ない場合（ここでは０．６質量％）から多い場合（ここでは２質量％）でも、断線し難く、表面性状に優れる伸線材などの塑性加工材の素材に適した合金鋳造材（ここではＣｕ−Ａｇ合金といった銅合金線）が得られることが示された。
【００５２】
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、試験例１において、銅銀合金の成分（Ａｇ量）を変更したり、銅合金以外の合金に変更したりすることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  合金鋳造材
１０  合金溶湯  １０ｆ  湯面  １３  過渡溶湯  １５  鋳型近くの合金溶湯
２Ａ，２Ｂ  鋳造装置
３  溶解保持炉  ３ｄ  底面  ４  鋳型  ５  ピンチロール
１００  固体原料  １６０  母相原料  １７０，１７２  添加原料
６，７Ａ，７Ｂ  供給装置  ６２，７２  繰出ロール
７４  ガイド部  ７４ｏ  開口端  ８  制御装置
【図１】
2018015767.tif 000004
【図２】
2018015767.tif 000005