(57)【要約】【課題】銅板や銅棒などの伸銅品や電線などを製造する際に使用される比重：８．９以上を有しガスホールのほとんど認められない高密度の酸素含有銅鋳塊の製造方法を提供する。【解決手段】高純度電気銅または再溶解原料銅を非酸化性雰囲気の電気炉にて溶解することにより酸素含有量：１０ｐｐｍ未満の無酸素銅溶湯を作製し、得られた無酸素銅溶湯を鋳型に導く途中の無酸素銅溶湯に露点：−３０℃以下の酸素ガスまたは酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスを導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付加して銅溶湯に含まれる酸素量を調整したのち鋳造する高密度酸素含有銅鋳塊の製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高純度電気銅または再溶解原料銅を燃焼雰囲気炉にて溶解することにより銅溶湯を作製し、得られた銅溶湯を鋳型に導く途中の銅溶湯に露点：−３０℃以下の酸素ガスまたは酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスを導入することにより銅溶湯に酸素を付加して銅溶湯に含まれる酸素量を調整したのち鋳造することを特徴とする高密度酸素含有銅鋳塊の製造方法。
【請求項２】
高純度電気銅または再溶解原料銅を非酸化性雰囲気の電気炉にて溶解することにより酸素含有量：１０ｐｐｍ未満の無酸素銅溶湯を作製し、得られた無酸素銅溶湯を鋳型に導く途中の無酸素銅溶湯に露点：−３０℃以下の酸素ガスまたは酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスを導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付加して銅溶湯に含まれる酸素量を調整したのち鋳造することを特徴とする高密度酸素含有銅鋳塊の製造方法。
【請求項３】
前記露点：−３０℃以下の酸素含有混合ガスは、露点：−３０℃以下の空気であることを特徴とする請求項１または２記載の高密度酸素含有銅鋳塊の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、銅板や銅棒などの伸銅品や電線などを製造する際に使用される比重：８．９以上を有しガスホールのほとんど認められない酸素を１０〜６００ｐｐｍ含有する高密度の酸素含有銅鋳塊を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、銅は酸素含有量に応じて酸素：１０ｐｐｍ未満含有の無酸素銅、酸素：２０〜５０ｐｐｍ含有のＰ脱酸銅、酸素：２００〜３５０ｐｐｍ含有のタフピッチ銅に大きく分けられている。前記無酸素銅の鋳塊を製造する方法として、銅溶湯を鋳型に導く途中の銅溶湯に一酸化炭素、水素などの還元ガスを吹き込んで酸素を除去し、次いで湯道で水素分圧の低い不活性ガスに曝して残留水素を除去したのち鋳型に鋳込む方法（特許文献１参照）または銅溶湯を鋳型に導く途中の銅溶湯にＣｏなど還元ガスを吹き込みながら撹拌し脱酸する途中で酸素ガスを吹き込んだのち鋳型に鋳込む方法などが知られており（特許文献２参照）、前記Ｐ脱酸銅の鋳塊を製造する方法としてＰ脱酸溶銅に不活性ガスを吹き込んで脱酸したのち鋳型に鋳込む方法が知られており（特許文献３参照）、さらに、前記酸素：２００〜３５０ｐｐｍを含有するタフピッチ銅の鋳塊を製造する方法として、銅溶湯の移送過程を気密に保持するとともに、少なくとも移送過程の最終段階を還元性または不活性ガスによってガスシールし、かつ還元剤を用いて還元処理し、この還元処理は酸素含有量の測定値に基づいて制御され、オーバー還元がなされた場合は空気を入れることによって還元の程度を制御したのち鋳型に鋳込む方法が知られている（特許文献４参照）。
このようにして製造した各種銅の鋳塊は、７００〜９００℃で熱間加工し、表面を面削し、ついで冷間加工したのち３５０〜５００℃の温度範囲内で焼鈍する操作を所定回数繰り返した後、最終的に冷間圧延することにより銅板を製造し、または最終的に冷間引抜き加工することに銅棒または電線を製造している。
【０００３】
【特許文献１】特許第２６８９５４号明細書
【特許文献２】特開平６−１２２９２９号公報
【特許文献３】特開平６−２３２３００号公報
【特許文献４】特公昭５９−６７３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法で作製した酸素含有銅鋳塊は、ガスホールが多く発生し、したがって、従来の銅鋳塊の密度は８．６〜８．８ｇ／ｃｍ３であり、８．８ｇ／ｃｍ３を超えることがなく、この銅鋳塊に含まれるガスホールは圧延などの後工程において二次的な欠陥発生の原因になり、また圧延などの加工を経た後もさまざまな形態で材料に残留する場合があり、例えば、極薄圧延加工材のピンホールや表面傷、荒引き銅線の表面傷などの欠陥の発生原因となる。特に７００〜９００℃で熱間圧延し、表面を面削し、ついで冷間圧延したのち３５０〜５００℃の温度範囲内で焼鈍する操作を繰り返し施して厚さの薄い銅箔を製造すると、銅箔が薄くなるにつれて銅箔にピンポールが発生し始め、厚さが１００μｍより薄くなると、得られた銅箔に発生するピンポールの数が増加し、厚さ：２０μｍ以下の薄い圧延銅箔には多数のピンホールが発生して商品にならないことが多く、したがって、歩留まり良く圧延銅箔を作ることは難しかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、銅鋳塊に含まれるガスホールの発生を極力少なくして銅鋳塊の密度が８．９ｇ／ｃｍ３以上の高密度酸素含有鋳塊を作製すべく研究を行った。その結果、
（イ）高純度電気銅または再溶解原料銅を燃焼雰囲気炉にて溶解することにより酸素含有量の少ない銅溶湯を作製し、得られた銅溶湯を鋳型に導く途中工程で露点：−３０℃以下の酸素ガスまたは酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスを導入することにより銅溶湯に酸素を付加し、この酸素を付加して銅溶湯に含まれる酸素量を１０〜６００ｐｐｍに調整したのち鋳造することにより得られた酸素含有銅鋳塊は、ガスホールの発生が少なくなり、したがって、この酸素含有銅鋳塊の密度は８．９ｇ／ｃｍ３以上になる、
（ロ）高純度電気銅または再溶解原料銅を非酸化性雰囲気の電気炉にて溶解することにより酸素含有量：１０ｐｐｍ未満の無酸素銅溶湯を作製し、得られた無酸素銅溶湯を鋳型に導く途中工程で露点：−３０℃以下の酸素ガスまたは酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスを導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付加して銅溶湯に含まれる酸素量を１０〜６００ｐｐｍに調整したのち鋳造することことにより得られた酸素含有銅鋳塊は、ガスホールの発生が極めて少なくなり、したがって、この酸素含有銅鋳塊の密度は８．９ｇ／ｃｍ３以上になる、
（ハ）前記無酸素銅溶湯を作製し、得られた無酸素銅溶湯を鋳型に導く途中工程で導入する露点：−３０℃以下の酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスは露点：−３０℃以下の空気であっても良い、などの研究結果が得られたのである。
【０００６】
この発明は、かかる研究結果にもとづいてなされたものであって、
（１）高純度電気銅または再溶解原料銅を燃焼雰囲気炉にて溶解することにより銅溶湯を作製し、得られた銅溶湯を鋳型に導く途中の銅溶湯に露点：−３０℃以下の酸素ガスまたは酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスを導入することにより銅溶湯に酸素を付加して銅溶湯に含まれる酸素量を１０〜６００ｐｐｍに調整したのち鋳造する高密度酸素含有銅鋳塊の製造方法、
（２）高純度電気銅または再溶解原料銅を非酸化性雰囲気の電気炉にて溶解することにより酸素含有量：１０ｐｐｍ未満の無酸素銅溶湯を作製し、得られた無酸素銅溶湯を鋳型に導く途中の無酸素銅溶湯銅に露点：−３０℃以下の酸素ガスまたは酸素および不活性ガスからなる酸素含有混合ガスを導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付加して銅溶湯に含まれる酸素量を１０〜６００ｐｐｍに調整したのち鋳造する高密度酸素含有銅鋳塊の製造方法、
（３）前記露点：−３０℃以下の酸素含有混合ガスは、露点：−３０℃以下の空気である前記（１）または（２）記載の高密度酸素含有銅鋳塊の製造方法、に特徴を有するものである。
【０００７】
前記銅溶湯を鋳型に導く途中工程で導入する酸素、酸素と不活性ガスの酸素含有混合ガスまたは空気の露点を−３０℃以下にした理由は、露点が−３０℃より高い露点を有する酸素ガス、酸素と不活性ガスの酸素含有混合ガスまたは空気を導入することにより銅溶湯に酸素を付加しても得られた鋳塊に発生するガスホールの数は減少せず、したがって密度が８．８ｇ／ｃｍ３以下となるからである。酸素、酸素と不活性ガスの酸素含有混合ガスまたは空気の露点の一層好ましい範囲は−４０℃以下である。
【０００８】
前記酸素と不活性ガスの酸素含有混合ガスに含まれる酸素は特に限定されるものではないが１容量％以上であることが好ましい。その理由は酸素：１容量％未満含む酸素と不活性ガスの酸素含有混合ガスであると、低酸素銅溶湯を鋳型に導く工程内で十分に酸化させることができなくなるからである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施例１
原料として高純度電気銅を用意し、これをＣＯガス雰囲気の電気炉で溶解することにより酸素含有量：５ｐｐｍの無酸素銅溶湯を作製した。この無酸素銅溶湯を連続鋳型に導く樋に水分を除去した露点：−３０℃を有し純酸素を導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付与して酸素含有銅溶湯を作製し、この酸素含有銅溶湯をデストリビュータに充填し、連続鋳型に注入して連続鋳造することにより酸素含有銅鋳塊を作製した。得られた酸素含有銅鋳塊の酸素濃度および密度を測定し、その結果を表１に示した。前記酸素含有銅鋳塊の密度は酸素含有銅鋳塊の中心部および表面部の密度の平均値である。
【００１０】
実施例２
実施例１で作製した酸素含有量：５ｐｐｍの無酸素銅溶湯を連続鋳型に導く樋に水分を除去した露点：−３０℃を有し酸素：５０％、アルゴン：５０容量％からなる酸素含有混合ガスを導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付与して酸素含有銅溶湯を作製し、この酸素含有銅溶湯をデストリビュータに充填し、連続鋳型に注入して連続鋳造することにより酸素含有銅鋳塊を作製した。この酸素含有銅鋳塊に含まれる酸素濃度および密度を測定し、その結果を表１に示した。前記酸素含有銅鋳塊の密度は酸素含有銅鋳塊の中心部および表面部の密度の平均値である。
【００１１】
実施例３
実施例１で作製した酸素含有量：５ｐｐｍの無酸素銅溶湯を連続鋳型に導く樋に水分を除去した露点：−３０℃のドライエアーを導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付与して酸素含有銅溶湯を作製し、この酸素含有銅溶湯をデストリビュータに充填し、連続鋳型に注入して連続鋳造することにより酸素含有銅鋳塊を作製した。得られた酸素含有銅鋳塊の酸素濃度および密度を測定し、その結果を表１に示した。前記酸素含有銅鋳塊の密度は酸素含有銅鋳塊の中心部および表面部の密度の平均値である。さらにこの実施例３で作製した鋳塊の中心部の金属顕微鏡による組織写真を図１に示した。
【００１２】
実施例４〜５および比較例１〜２
実施例１で作製した酸素含有量：５ｐｐｍの無酸素銅溶湯を連続鋳型に導く樋に表１に示される露点を有するドライエアーを導入することにより無酸素銅溶湯に酸素を付与して酸素含有銅溶湯を作製し、この酸素含有銅溶湯をデストリビュータに充填し、連続鋳型に注入して連続鋳造することにより酸素含有銅鋳塊を作製した。得られた酸素含有銅鋳塊の酸素濃度および密度を測定し、その結果を表１に示した。表１に示される酸素含有銅鋳塊の密度は酸素含有銅鋳塊の中心部および表面部の密度の平均値である。
【００１３】
従来例１
実施例１で作製した酸素含有量：５ｐｐｍの無酸素銅溶湯を連続鋳造鋳型へ導く樋をガス燃焼雰囲気として酸素濃度の急激な上昇を防ぎ、この銅溶湯をディストリビューターに充填し、ディストリビューターで大気と接触させることで酸素を付与して所定の酸素量とした酸素含有銅溶湯を連続鋳造することにより酸素含銅鋳塊を作製した。得られたを酸素含有銅鋳塊の酸素濃度および密度を測定し、その結果を表１に示した。表１に示される酸素含有銅鋳塊の密度は酸素含有銅鋳塊の中心部および表面部の密度の平均値である。
【００１４】
【表１】
2005059023.tif 000002
【００１５】
表１に示される結果から、この発明の酸素含有銅鋳塊の製造方法である実施例１〜５で得られた酸素含有銅鋳塊に含まれる酸素濃度と従来法の従来例１で得られた酸素含有銅鋳塊に含まれる酸素濃度を比較するとほぼ同じであるにもかかわらず、実施例１〜５で得られた酸素含有銅鋳塊の密度は従来例１で得られた酸素含有銅鋳塊に比べて格段に大きいことがわかる。
しかし、比較例２に見られるように、高密度酸素含有銅鋳塊を製造する際に銅溶湯を酸化するためのドライエアーは、露点が−１９℃であると、酸素含有銅鋳塊に含まれる酸素濃度はほぼ同じであるが、密度がやや低くなり、したがって、この発明で使用する酸素ガス、酸素と不活性ガスの酸素含有混合ガスまたは空気の露点は−３０℃以下でなければならないことがわかる。
【００１６】
また、図１の実施例３で得られた酸素含有銅鋳塊の金属組織写真と図２の従来例１で得られた酸素含有銅鋳塊の金属組織写真とを比較すると、実施例３で得られた酸素含有銅鋳塊に含まれるガスホール（金属組織写真において見られる黒い点がガスホールである）の数が従来例１で得られた酸素含有銅鋳塊に含まれるガスホールの数に比べて格段に少ないことが明らかである。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の方法によると、高密度の酸素含有銅鋳塊を提供することができ、したがって、欠陥のない銅板や銅棒などの伸銅品や電線などを製造することができ、さらにピンホールの少ない銅箔などを製造することができるので、電気・電子産業の発展におおいに貢献しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例３で得られた酸素含有銅鋳塊の金属組織写真である。
【図２】従来例１で得られた酸素含有銅鋳塊の金属組織写真である。
【図１】
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【図２】
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