(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｎを含む銅合金の溶湯中の比抵抗、溶湯温度および溶存酸素濃度を連続的に測定し、下記式（１）の関係から溶融Ｓｎ金属の濃度を算出し、その結果に基づき該銅合金の溶湯中の溶融Ｓｎ濃度を補正することを特徴とする連続鋳造中の溶融金属の成分調製方法。
【数１】
0005224363.tif 000009
【請求項２】
Ｓｎを含む銅合金の溶湯中の比抵抗、溶湯温度および溶存酸素濃度を連続的に測定する手段と、下記式（１）の関係から溶融Ｓｎ金属の濃度を算出する手段と、その演算結果に基づき該銅合金の溶湯中の溶融Ｓｎ濃度を補正する手段を有することを特徴とする連続鋳造中の溶融金属の成分調製装置。
【数２】
0005224363.tif 000010
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金材を連続鋳造で製造する際に、溶融金属の成分の調製を行う方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅合金を鋳造するにあたって、最も一般的な方法（Ａ）として、以下の工程が知られている。まず、溶解炉（電気炉、ガス炉）に銅原料、スクラップ及び添加元素もしくはそれを含有する母合金固体を投入し、溶解を行う。その後炉内の材料が全て溶解後、炉内から分析用サンプルを採取して化学分析もしくは機器分析によって成分を確認し成分調整を行う。所定の成分を確認後に鋳造を施す。
【０００３】
その他のケースとして、純銅溶湯移送中に合金元素を添加する方式がある。その中で、固体を添加する方式（Ｂ）として、例えば次のものを挙げることができる。
ａ．銅合金線のＳＣＲやＣｏｎｔｉｒｏｄ鋳造法で、溶解炉と鋳造機の間で添加元素を投入することで所定の合金組成にして鋳造する（例えば、特許文献１参照）。
ｂ．銅び銅合金を鋳造する鋳造ラインの最後部に、合金元素を添加配合する配合樋と添加配合ルツボが設けられ、ルツボの内部の溶湯を間接加熱する連続鋳造装置（例えば、特許文献２参照）。
ｃ．溶解炉により金属を溶解し樋移送し、鋳型にて鋳造する方法において、前記樋に加熱溶湯貯留部を設け、溶湯貯留部内の溶湯に粒状の合金元素を連続的に落下添加する合金の連続鋳造方法（例えば、特許文献３参照）。
ｄ．無酸素銅の溶銅が供給される加熱炉を有し、該加熱炉には、合金元素を添加できる第１の添加手段が備えられるとともに、加熱炉の下流側に溶銅が通過する樋を介してタンディシュが配備され、樋とタンディシュとのいずれか一方に、第２の添加手段が備えられた銅合金の連続製造装置（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
更に、連続鋳造中の溶湯移送工程において溶融金属を直接添加する方法（Ｃ）として、例えば次に示されるものが知られている
ｅ．合金元素を半溶融または溶融状態にして連続鋳造のタンディッシュ直上で溶融金属内に加元素を滴下して化学成分調整し、均質溶湯を作成する（例えば、特許文献５参照）。
ｆ．溶銅をタンディッシュ内に収容すると共に、タンディッシュ内の溶銅中に、Ｎｉ−Ｐ化合物の形態にて添加し、連続鋳造する高導電性銅合金の製造方法（例えば、特許文献６参照）。
ｇ．添加合金成分から成る線材をアーク放電により連続的に溶融または半溶融し、基本合金成分の流動する溶湯に添加する、合金の連続鋳造方法（例えば、特許文献７参照）。
また、連続鋳造時の成分調整方法として、連続鋳造圧延で製造された荒引線の電気抵抗を連続的に測定し、その結果をフィードバックする方法（Ｄ）が知られている。それは、溶融金属に連続的に添加元素を供給し、導電用合金を連続的に鋳造圧延する方法で、圧延後の荒引線の該測定値により上記合金元素添加量を連続的に制御する（例えば、特許文献８参照）。
【０００５】
ところで、溶融金属の比抵抗は既に知られている。例えば、日本機械学会編集「金属データー・ブック」には純金属の比抵抗値が示されており、その値は室温での比抵抗よりも大きな値である（下記表１参照）。
【０００６】
【表１】
0005224363.tif 000002
【０００７】
更に、ＳｎとＩｎの混合比率によって比抵抗が連続的に変化することが報告されているが（非特許文献１）、この関係を用いて成分制御を行う記載は見当たらない。
この溶融金属の電気特性に着目したものとして溶融金属（特にアルミ合金）中の介在物を検出する方法（Ｅ）が示されている（例えば、特許文献９）。これは、電流経路の断面積減少分をモニターする手法で、電流経路内を介在物粒子が通過する際の電気信号の変化を検出するものであり、電気経路内の溶融金属の組成的変化に伴う抵抗値の変化を検出するものではない。
この他に電気的特性を連続鋳造に適応したものとして、複層材製造法（Ｆ）がある（例えば特許文献１０）。これは、表層部と内層部の化学成分の異なる複層金属材を溶融金属から連続的に製造するもので、鋳型内金属の電気抵抗を測定して２種の金属の境界を推定し、境界位置が目標値と一致するように２種の金属の単位時間当たり供給量を制御する。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５５−１２８３５３号公報
【特許文献２】特開平６−６３７１０号公報
【特許文献３】特開平１０−１９３０５９号公報
【特許文献４】特開２００６−３４１２６８号公報
【特許文献５】特開昭５９−１６９６５４号公報
【特許文献６】特開平８−３００１１９号公報
【特許文献７】特開２００２−８６２５１号公報
【特許文献８】特開昭５８−６５５５４号公報
【特許文献９】特開昭５９−１７１８３４号公報
【特許文献１０】特開平０５−２７７６４１号公報
【非特許文献１】喜多、森田、 松本『日本金属学会講演概要』Ｖｏｌ.８６、ｐ. １６６ (１９８０)「溶融Ｉｎ−Ｓｎ系合金の電気抵抗測定」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
方法（Ａ）のように溶解炉で電気銅、他純金属及びそれらの母合金並びに転回屑（成分が判明している製造工程内で発生するスリッター屑や先後端の端末屑）を溶解する方式では、少量多品種を製造する際に前材質からの汚染を回避する為に複数回の炉洗いが必要となるが、これは、大きなエネルギー・ロスとなり、非効率である。
この炉洗いを回避するために、方法（Ｂ）（Ｃ）が提案された。これらの方式では、品種変更時の炉洗いが不要であり、容易に少量多品種の生産に対応できる。しかし、添加後の成分を制御するすべが無く、得られた鋳塊の成分を分析することで成分保証するだけであった。これらの方法（Ｂ）（Ｃ）において、例えば搬送途中で添加成分材が引っ掛かるなどの停滞が生じた場合には大量の成分不良が発生することも多々有った。
【００１０】
この点を改善するために、方法（Ｄ）が提案されているが、添加位置から測定位置までの物理的な距離があることから、材料が移動するのに時間が必要であり、そのために時差が生じる。そのために、タイムリーなフィードバック制御は出来なかった。また、方法（Ｄ）のような連続鋳造圧延方式では、圧延温度に依存する。例えば圧延温度が低い場合には、固溶形合金の場合には材料に加工歪が蓄積され導電率が低くなることがあり、析出型合金の場合に圧延温度が低いと析出が進み、逆に導電率が高くなる。その為に、前述の方法（Ｂ）（Ｃ）と同様に、圧延上がり温度によっては自動制御が成立せず、大量の成分不良が発生した。
溶融金属の電気的特性については広く知られており、溶融金属の構造等の検討や、介在物測定に利用されている。特に、この特性を利用して工業化されているのは方法（Ｅ）の介在物検出方法が挙げられるが、品質保証的なものであり、製造パラメーターとしては利用されていない。その他の方式としては、方法（Ｆ）などがあるが、特殊な事例のみである。
【００１１】
多品種少量生産を行う折の品種変更時の切り替えロス（炉洗い）を最少化するために、連続鋳造時に添加元素の主成分金属若しくは母合金の添加が有効である。しかし、その添加時の制御方式は多々あるが、その添加した合金の成分については出来栄え管理となっているし、全長保証はできない。そこで、本発明は、連続鋳造で銅合金を製造する際に、全長に渡って安定した合金成分組成を有する鋳塊を製造することを目的とする。また、連続的に品種変更を行う際にも、添加量の調整を図ることで、切り替えロスの軽減を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題に鑑み検討し、合金を連続的に製造する工程において、銅及び銅合金溶湯の比抵抗を測定し、比抵抗と成分組成の関係を用いる知見を得、これに基づき本発明に至った。
すなわち本発明は、
（１）Ｓｎを含む銅合金の溶湯中の比抵抗、溶湯温度および溶存酸素濃度を連続的に測定し、下記式（１）の関係から溶融Ｓｎ金属の濃度を算出し、その結果に基づき該銅合金の溶湯中の溶融Ｓｎ濃度を補正することを特徴とする連続鋳造中の溶融金属の成分調製方法、および、
【数１】
0005224363.tif 000003
（２）Ｓｎを含む銅合金の溶湯中の比抵抗、溶湯温度および溶存酸素濃度を連続的に測定する手段と、下記式（１）の関係から溶融Ｓｎ金属の濃度を算出する手段と、その演算結果に基づき該銅合金の溶湯中の溶融Ｓｎ濃度を補正する手段を有することを特徴とする連続鋳造中の溶融金属の成分調製装置、
【数２】
0005224363.tif 000004
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、連続鋳造機（縦型連続鋳造、ベルト＆ホイール、双ベルト連続鋳造など）でコルソン合金等の銅合金を製造する際に、全長に渡って極めて安定な成分組成を有する鋳塊を製造することができる。
また、連続的に目標成分の変更を行っても、合金成分の添加量の調整を図ることで、切り替えロス（炉洗い）の軽減を図ることができ、品種変更が容易である。
さらに、大型炉でバッチ溶解する場合や横型連続鋳造機で製造する場合においても、例えばＺｒのように酸素との親和力の強い元素を有する場合には経時的に徐々に酸化により減少していくが、本発明を適応して経時的なロスを把握しながら、Ｚｒの微量添加（例えばワイヤフィーダ方式）を調整できることで、同様な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の溶融金属の成分調製方法およびその装置の実施の形態の種々の例について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
まず、本発明の実施形態の前提について説明する。銅及び希薄銅合金をベルト＆ホイール式または双ベルト式の移動鋳型を用いて、連続鋳造圧延する際の鋳型内面にはアセチレンガスを不完全燃焼下で発生させた煤を繰り返し吹き付け奪熱量の安定化及び鋳型への焼付けを防止しておおよそ８００℃以上の高温鋳塊を鋳造し、熱間圧延機にて連続圧延を行っている。ここで、析出強化型の銅合金の連続鋳造圧延においても溶体化状態を維持する上で、鋳塊温度を高くすることが極めて重要である。鋳塊温度が低い場合には誘導加熱装置を用いて熱間圧延機の前または途中で昇温を試みている。このことは、本発明者らが特願２００７−１４６２２６号等で既に提案済みである。
【００１５】
図１及び図２は本発明が適用される溶解工程及び連続鋳造圧延工程の一例を示すもので、ベルト＆ホイール式移動鋳型を用いた連続鋳造装置の一例の概略図である（後続する熱間圧延機、焼入れ装置等は図示せず）。図１及び図２に示すように、シャフト炉１において原料銅を１０９０〜１１５０℃で溶解させ、純銅溶湯をシャフト炉１から保持炉２へ出湯させた後、保持炉２内において１１００〜１２００℃で滞留させながら保持炉２内の溶銅を、合流部(混合槽)４へ出湯させる。保持炉２と合流部４との間に脱酸・脱水素ユニット３を設けるのが好ましい。
その後、合流部４にて、傾動式の添加元素用溶解炉１０（図１）又は加圧式の添加元素用溶解炉１１（図２）から出湯した合金元素成分を含む高濃度融体を純銅溶湯に添加して、所定の合金組成となるように調整する。なお、添加元素用溶解炉は１基で所定量の合金を製造することができるが、より好ましくは２基以上設置し交互に出湯することで大量の合金を製造することができる。
【００１６】
合流部４からの合金溶湯は、フィルター５付きの樋６を通って鋳造ポット７内に連続的に移送され、そのポットの合金溶湯を不活性ガス又は還元性ガスでシールされた状態で回転移動鋳型であるベルト＆ホイール鋳造機９へ鋳造スパウト８から注湯し、凝固させる。この凝固した鋳塊の温度をできるだけ低下させない状態（好ましくは９００℃以上、この鋳塊の温度の上限値には特に制限はないが、通常９５０℃以下である。）で、連続熱間圧延機（図示せず）で所定の銅合金材を製造することができる。この銅合金材は、線材に限らず、条材、板材等の任意の形状とすることもできる。
なお、上記脱酸処理は周知の方法、例えば赤熱化した木炭と溶湯を接触させる方法で行う。この方法では、溶湯中の酸素は粒状木炭と反応して、炭酸ガスとなり、溶湯中を浮上し、放出される方法で行う。脱水素処理は周知の方法、例えば溶湯を非酸化ガス、不活性ガス又は還元ガスと接触させて行うことができる。脱水素は、脱酸処理後に行っても、脱酸処理と同時に行ってもよい。
【００１７】
縦型連続鋳造機並びにＳＣＲ等のベルト＆ホイール式及びＣｏｎｔｉｒｏｄなど双ベルト式の移動鋳型を有する連続鋳造機の鋳造能力と同等な溶解能力を持つ溶解炉を備えることで中断することなく長時間の連続鋳造が可能となる。例えば、ＳＣＲでは専ら１５〜５０トン／時の鋳造能力を有しており、これと同等な電気溶解炉を有することは大変大きな設備投資が必要である。また、全てを電気で溶解する場合には溶解原単位も悪く、加工費増大やＣＯ２排出増大などのデメリットが発生する。そのために、銅合金の溶銅を得る上で、屑リサイクル分を除く銅分相当分をガス炉（反射炉、シャフト炉）で溶解することで溶解原単位の改善を図ることができる。
【００１８】
また、添加元素については、専用の電気溶解炉である添加元素用溶解炉にて溶解を行い、高濃度融体を得る。高濃度融体を製造する際には、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｓｎ等の添加元素又それを含有する母合金を同時に溶解炉に添加する。約１１００℃以上に加熱すると急激な混合熱が生成し、局所的に１６００℃以上にもなる。この熱を隣接するＳｉ等にも伝播して熱膨張により表面酸化膜が破壊されて容易に溶解が進んでいく。このことから、Ｓｉの還元処理などが不要となり安価なＳｉが使用できる。また、この混合熱が連鎖的に周辺のＮｉやＳｉの溶解に利用されることで大幅な省エネルギーで溶解が可能となる。
完全に溶解後に高濃度融体を出湯し、純銅溶湯とブレンドすることで合金溶湯の製作を行うことができる。
【００１９】
この高濃度融体を添加元素用溶解炉から出湯する際において、その出湯量の制御の精度向上のために、(１)その下流の合流部（混合槽）までに三角堰又は四角堰のような堰を設けた計測樋を設置し、その堰を乗り越えて融体が流れていくようにし、樋内を通過する溶湯量を利用する、(２)その高濃度融体と純銅溶湯とが合流する合流部において、機械攪拌又は気泡攪拌により攪拌動力を与えて均一化し、高濃度融体と純銅溶湯が均一に混合した合金溶湯の比抵抗値を合金溶湯の構成元素の成分組成の代用特性として利用する。この一方または両方の値を用いて高濃度融体の出湯量制御へのフィードバックとする。
【００２０】
出湯している計測樋１２中の溶湯量はどのような手段で求めても良いが、例えば図３に示すようなロードセル又は図４に示すような液面レベル計での計測値に基づいて知ることができる。この溶湯量から日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ００９４の８に該当する方法等によって溶湯通過量を算出する。傾動式添加元素用溶解炉の傾動角度とそこからの出湯量の関係はこれまでの操業実績から、予め把握することができる。また、加圧式添加元素用溶解炉への加圧ガス注入量とそこからの出湯量の関係はテスト操業により、予め把握することができる。
また、合金溶湯の電気抵抗については、事前に各種の成分比率に調整された高濃度融体を純銅溶湯に添加し、比抵抗を求めることで、合金溶湯の比抵抗値で銅合金の成分組成の把握ができる。合金溶湯はＮｉ、ＣｏやＳｉを含有することから、これらの成分組成と比抵抗値との関係は直線性が強いからである。
【００２１】
図３に示すように、制御機構を介して計測樋１２に付設したロードセルと傾動式の添加元素用溶解炉１０の傾動角度変更機構と接続し、フィードバック制御によりロードセルで得られる値で傾動角度（θ）を変更し、添加元素用溶解炉からの出湯量を制御する。あるいは、前記と同様に、図４に示すように、制御機構を介して計測樋１２に付設した液面レベル計と加圧式の添加元素用溶解炉１１の加圧ガス注入量変更機構と接続し、フィードバック制御により液面レベル計で得られる値でガス注入量を変更し、添加元素用溶解炉からの出湯量を制御することもできる。なお、構造物が増える為に、好ましくは無いが添加元素用溶解炉から出湯された高濃度融体をトリベ等に溜め、ニードル・バルブやスライディング・ゲートなどで流量制御を施すことも問題ない。
【００２２】
また、図３、図４に示すように、制御機構を介して合流部（混合層）に付設した比抵抗を測定する手段として電気抵抗検出用の測定器１３と傾動式の添加元素用溶解炉１０の傾動角度変更機構又は加圧式の添加元素用溶解炉１１の加圧ガス注入量変更機構と接続し、フィードバック制御により抵抗値で傾動角度（θ）又はガス注入量を変更し、高濃度溶解炉からの出湯量を制御することもできる。
なお、電気抵抗検出用の測定器１３を合流部（混合層）４に付設するのに代えて、図５、図６に示すように合金溶湯の流動する樋６に付設して、同様に抵抗値をフィードバックし、添加元素用溶解炉からの出湯量を制御しても良い。
さらに、計測樋１２中の溶湯量に基づくフィードバック制御と電気抵抗値に基づくフィードバック制御とを併用して高濃度溶解炉からの出湯量を制御することもできる。
【００２３】
フィードバック制御機構は、傾動式の添加元素用溶解炉１０の傾動サイクル時間内に計測樋１２で測定される重量若しくは体積から通過重量を測定・積算する。この重量が所定重量と乖離する場合には、次回の炉傾動量を増加若しくは減少すべく炉の傾動装置の稼動量を変更する。なお、ここで炉の傾動を制御するための関係式は、炉傾動角度と高濃度融体の出湯量の関係を予め数学的に算出して求めておく。次に、傾動サイクル時間の２倍以上の期間に測定器１３で検出された電気抵抗から成分を算出したものを平均化し、その値が目標値と乖離する場合には、次回の炉傾動量を増加若しくは減少すべく炉の傾動装置の稼動量を変更する。
【００２４】
銅合金製造の銅溶湯移送経路で、合金成分となる固体若しくは液体元素またはその母合金を添加し、合金を連続的に製造する工程において、純銅溶湯および合金溶湯の比抵抗を連続的に測定する手段を設け測定する。そして、予め把握している各成分の比抵抗と成分量との関係を用いてその合金溶湯中の成分組成を簡単な演算器で算出する。なお、純銅溶湯の比抵抗値は、例えばブランクテスト（対照試験）に用いるものである。この結果に基づいて、添加元素の添加量、添加元素の種類または銅溶湯量を先に述べたような制御手段で変更し、合金組成を補正し、所定の合金組成とするフィードバック制御を行うものである。
【００２５】
また、溶湯中に分散する介在物（特に酸化物）で、特にこの介在物が導電性を有する（例えばＳｎＯ２など）場合において、酸化物量によっても比抵抗が変化することが図７に示すように我々の実験から確認された。そのために、比抵抗測定を行う部位で溶湯中の温度および／または酸素濃度を例えば、熱電対やジルコニアを用いた濃淡電池形ジルコニア式酸素分析計で同時に測定し、その温度および／または溶存酸素量と比抵抗結果から溶湯中の成分量を算出することで、更に測定精度の向上を図ることができる。そのために、例えばＳｎ含有タフピッチ銅においては補正式（１）からＳｎ濃度の算出ができ、本発明においては、この補正式（１）によって、銅合金の溶湯中の溶融Ｓｎ濃度を補正する。なお、各合金元素によって式（１）は変化する。
【００２６】
【数１】
0005224363.tif 000005
【００２７】
更に、室温ベースでの銅合金の導電率の特性管理が必要な場合には、式（１）から得られたＳｎ濃度並びに酸素濃度から一般的に式（２）より推定することができる。
【００２８】
【数２】
0005224363.tif 000006
【００２９】
縦型連続鋳造機やＳＣＲ、Ｃｏｎｔｉｒｏｄなどの移動鋳型を有する連続鋳造機にて銅合金を生産する際に、電気抵抗測定器を用いて合金溶湯や純銅溶湯の比抵抗を連続的に測定し、その結果に基づいて合金成分の種類、組成の制御を行うことで全長にわたって成分の安定した鋳塊を製造する。また、この環境下で多品種少量の鋳塊を連続的に製造する際に、同様にセンサーを用いて所定成分に到達した部位を明確に把握できることから、過剰な不良切断等を無くすことが出来るために、この品種切替えロス（炉洗いを含む）を最少化できる。
具体的には、溶融金属の移送工程中に添加金属の主成分である単体金属（Ｓｎ、Ｃｒ、Ｚｎなど）や母合金（１５％Ｓｉ−Ｃｕ、５０％Ｍｇ−Ｃｕ、５０％Ｔｉ−Ｃｕなど）を固体（冷材若しくは加熱材）若しくは液体で添加した下流側の小さな湯溜りに測定器を設置し、その合金溶湯の比抵抗の測定を行う。測定原理としては四端子法が最も簡便で尚且つ精度良く測定ができるが、渦電流方式などの他の検出方法でもなんら問題は無い。
【００３０】
その代表的な測定器およびその設置概略を図５および図６に例示す。
図５では、測定器１３のうち検出部１３ａの構造が一端閉となっている円筒状のものである。この場合、検出部１３ａ内に絶えず新しい溶融金属が入る必要があるため、検出部１３ａ内において加圧（検出部１３ａ内の液面下降）・排気（検出部１３ａ内の液面上昇）を繰り返すようにして、検出部１３ａ内の溶融金属の入れ替えを可能にしている。なお、図５の構成では、溶融金属の静水圧によって減圧することなく検出部１３ａ内に新しい溶融金属が流入することで、構造的には簡便なものとなっている。
図６では、溶融金属の流れの経路自体（たとえば樋６の一部）を測定器１３にしたもので、この場合には加圧機構も不要となる。なお、図６の１４は、測定器１３の構造物であり、アルミナのように絶縁性に優れる耐火材であるが、必ずしも焼成品（アルミナ管・石英管等）である必要はない。
また、主成分の一部が酸化、炭化等により介在物を生成するものがあるが、これらの介在物は一般的には絶縁体であるが、一部のものは導電体であるものがある。例えば酸素を１００〜５００ｐｐｍ含有するＳｎ入り銅合金の場合には、多くのＳｎがＳｎＯ２を形成していることは周知の事実であるが、このＳｎＯ２の融点が１１２６℃であることから、この温度以下であれば固体酸化物を形成し、この温度以上であれば液体酸化物を形成する。銅の比抵抗の温度係数以上のこの酸化物の形態並びにその含有量が比抵抗に大きく影響する（図７参照）ことから、比抵抗を測定する際に温度及び酸素含有を同時に測定し、これらの結果をも考慮して式（１）から溶銅成分を測定する。また、荒引線等の性能はこれらの結果をも考慮して式（２）から算出するものである。
【００３１】
なお、溶湯の比抵抗を測定するに当たって、測定器と添加元素の添加部位が著しく近接する場合には、(１)２種類の溶湯を混合し測定される比抵抗値が溶湯全体の値を表すことと、（２）例えばコルソン合金の場合は、酸素との親和力の強いＳｉなどが純銅溶湯中の酸素と結合して酸化膜を形成するが、これを破壊することを目的として攪拌し成分の均一化が必要となる。
このために、ガスバブリングを行なうが、３０Ｗ/ｍ３以上の攪拌エネルギーが必要であり、より好ましくは１００Ｗ/ｍ３以上が良く、多くても４００Ｗ/ｍ３程度までである。ここで言うガスバブリングによる攪拌エネルギー（ε：Ｗ/ｍ３）は、「森、佐野ら、『鉄と鋼』、Ｖｏｌ．６７(１９８１)Ｐ．６７２−６９５」にて報告されている下記の式（３）から算出した。
【００３２】
【数３】
0005224363.tif 000007
【００３３】
また、機械攪拌では、２０Ｗ／ｍ３以上の攪拌エネルギーεが必要であり、より好ましくは１００Ｗ／ｍ３以上が良く、多くても４００Ｗ/ｍ３程度までである。ここでの攪拌エネルギーは下記の式（４）から算出した。
【００３４】
【数４】
0005224363.tif 000008
【００３５】
攪拌エネルギーと得られる鋳塊のＮｉ分析値の偏差との関係を図８に示した。
【００３６】
また、溶湯中の電気抵抗は直流電流またはパルス電流を用いた図５、図６に示すような４端子法で測定することが望ましいが、渦電流を用いても良い。ここで電流の経路断面は、アルミニウムとは異なり高温であり電流印加用端子並びに電圧測定用端子及びその絶縁物などの設置を考慮すると直径８ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは直径１１ｍｍ以上の円であると安定して長時間測定することが可能となる。この経路断面の直径の上限値には特に制限はないが、通常２０ｍｍ以下である。また、ＮｉやＳｉが含有されていることから、これらの成分と電気抵抗とは直線性が強く、十分に電気抵抗値からＮｉやＳｉ等の添加量にフィードバックできることが判明した。
【００３７】
この発明によりシャフト炉で純銅溶銅を溶解し、その溶銅の移送工程において連続的若しくは間歇的に高濃度の添加成分含有融体（Ｓｎ入り銅の場合はＳｎを含有、コルソン合金の場合はＮｉ、Ｓｉ等を含有）を添加することで、大量に安価に簡便にＳｎ入り銅合金溶湯やコルソン合金溶湯を安定的に製造することができる。また、Ｓｉなどの使用原料についても大きな制限を設ける必要が無く安価な原料の使用が可能で、混合熱で溶解原単位を低減でき、溶銅移送工程における炉洗い等が極めて少なくて済み、品種変更などが容易であることから、低コストで所定の成分組成を有する銅合金を安定的に供給できる。また、溶解設備の小型化などの設備投資も少なくて済むようになる。
【実施例】
【００３８】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。この実施例では、説明を簡略化するためにＳｎ入り銅（Ｓｎ入りタフピッチ銅）を製造する図１の連続鋳造圧延装置について図５に示す測定器１３を用いた例について説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
２０トン／時の鋳造能力を有するＳＣＲで０．７％Ｓｎ入りタフピッチ銅（酸素濃度２００ｐｐｍ）を製造した。Ｓｎは直径１ｍｍのショットを３０秒間隔で溶銅移送樋６に添加した。Ｓｎ添加位置から下流にあるポットに、上部から内径φ１６ｍｍのアルミナ管を用いた測定器１３の検出部１３ａを浸漬させ、５秒間隔で検出部１３ａ内に窒素ガスによる加圧及び排気（大気圧に戻す）を繰り返すことで、検出部１３ａ内の合金溶湯の入替えを行った。
この実施例では連続鋳造中のポット内に測定器を浸漬させて測定を行う。
具体的には、４端子法で測定された電圧値を用いて比抵抗を求め、式（１）から演算器を用いてＳｎ成分量を算出した。
次に、目標値との乖離がある場合に、その乖離が徐々に変化する場合は溶銅流入量が変化したためであり、それを補正することを目的にＳｎショットの投入量を自動的に変化させた。
また、目標値との乖離がある場合で、その乖離が急激な場合はＳｎショット添加装置に設備トラブルが発生したためであり、設備異常警報を発令する。若しくは、予備ラインからＳｎショットの添加を自動的に実施する。
特開昭５９−１７１８３４公報に記載のように測定器のアルミナ管径が最大直径φ５ｍｍでは吸引（大気圧以下の減圧）が必要となり、測定器の構成、保守が複雑になるが、この実施例の測定器１３は加圧のみで済むことから簡便な取り扱いができた。
【００３９】
この測定結果を図９に示す。この測定器１３を用いその結果に基づき成分調製を制御すると合金溶湯中のＳｎ含有濃度は、自動制御実施前では平均：０．６９９％、標準偏差：０．０３２％であったが、自動制御実施後では平均：０．７００％、標準偏差：０．０１０％と著しく成分変動が減少した。
【００４０】
なお、測定器内部の検出端の距離や断面積などの製作上のバラツキから、測定から得られる比抵抗にバラツキが生じる場合がある。その際には、以下のように補正を行うことが好ましい。
ａ．初めに合金製造前の純銅での値を測定し、その値を既知の純銅の値になるように補正を行う。
ｂ．溶銅から分析用サンプルを採取し、蛍光Ｘ線分析装置等で成分分析を実施し、その値を既知の検量値から逆算することにより補正を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明が適用される溶解工程及び連続鋳造圧延工程の一例を示す概略図である。
【図２】本発明が適用される溶解工程及び連続鋳造圧延工程の他の例を示す概略図である。
【図３】傾動式の添加元素用溶解炉からの出湯量を制御する方法を示す説明図である。
【図４】加圧式の添加元素用溶解炉からの出湯量を制御する方法を示す説明図である。
【図５】溶湯中に設置した比抵抗を検出する測定器の一例の概略図である。
【図６】溶湯中に設置した比抵抗を検出する測定器の他の例の概略図である。
【図７】溶湯中の酸素含有量と比抵抗の関係を示すグラフである。
【図８】攪拌エネルギーと得られる鋳塊のＮｉ分析値の偏差の関係を示すグラフである。
【図９】実施例における鋳造時間とＳｎ濃度の変動を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  シャフト炉
２  保持炉
３  脱酸・脱水素ユニット
４  合流部（混合槽）
５  フィルター
６  樋
７  鋳造ポット
８  鋳造スパウト
９  ベルト＆ホイール式移動鋳型
１０  傾動式の添加元素用溶解炉
１１  加圧式の添加元素用溶解炉
１２  計測樋
１３  測定器
１３ａ  検出部
１４  耐火材（アルミナ管）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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