(57)【要約】【課題】亜鉛の含有量が従来の目標管理レベルを越えても実用上十分な特性が維持でき、再利用が可能な電気用アルミニウム、それを利用した電線、及びアルミ線の再利用方法を提供する。【解決手段】Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％より大きく０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物の成分比率からなる電気用アルミニウムを用いて硬アルミ素線５ａ，５ｂとし、１本の円形断面形状の亜鉛めっき鋼線１ａの外周に、同様な亜鉛めっき鋼線１ｂを６本撚り合わせた鋼心部３と、鋼心部３の外周に１０本の円形断面形状の硬アルミ素線５ａを撚り合わせ、さらに硬アルミ素線５ａの外周に１６本の同様な硬アルミ素線５ｂを撚り合わせたアルミ部７とで構成して鋼心アルミ撚線１０とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％より大きく０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物の成分比率からなることを特徴とする電気用アルミニウム。
【請求項２】
亜鉛の成分比率を０．０１質量％以下とするアルミニウム線または０．０１質量％より大きいとするアルミニウム線を回収し、該同じ成分比率および／または異なる成分比率のアルミニウム線を溶解し、鋳造することにより、組成が、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％より大きく０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる成分比率の電気用アルミニウムに再生させることを特徴とするアルミニウム線の再利用方法。
【請求項３】
撤去した送電線の鋼心アルミニウム撚線を構成するアルミニウム線を回収し、該アルミニウム線を溶解し、鋳造することにより、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる成分比率の電気用アルミニウムとなるように組成管理して送電線に利用することを特徴とするアルミニウム線の再利用方法。
【請求項４】
請求項１記載の電気用アルミニウムから成る素線を１本で形成、または複数本撚り合わせて形成した導体であることを特徴とする電線。
【請求項５】
請求項２又は３記載のアルミニウム線の再利用方法により得られたアルミニウム線を１本で形成、または複数本撚り合わせて形成した導体であることを特徴とする電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気用アルミニウム、アルミニウム線（以下アルミ線という）の再利用方法、及び電線に係り、特に、亜鉛（Ｚｎ）の含有量が従来の目標管理レベルを越えても実用上十分な特性が維持できる電気用アルミニウム、アルミ線の再利用方法及び撤去した送電線の鋼心アルミ撚線を構成するアルミ線の再利用方法、及びそれらを利用した電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の架空送電線には主として鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ）が使われている。
図２に、従来の鋼心アルミ撚線の例を示す。
この鋼心アルミ撚線２０は、１本の円形断面形状の亜鉛めっき鋼線１ａの外周に、同様な亜鉛めっき鋼線１ｂを６本撚り合わせた鋼心部３と、鋼心部３の外周に１０本の円形断面形状の硬アルミ素線１５ａを撚り合わせ、さらに硬アルミ素線１５ａの外周に１６本の同様な硬アルミ素線１５ｂを撚り合わせたアルミ部７とで構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
このアルミ部７を構成する硬アルミ素線１５ａ，１５ｂには、アルミ純度が９９．６５％以上と最高レベルのものが必要とされる。
この純度はＪＩＳ（日本工業規格）Ｈ２１１０「電気用アルミニウム地金」に規定されており、これは線引き後の素線が電線の導体としてＪＩＳ Ｃ３１０８「電気用硬アルミニウム線」の規格で要求される導電率及び引張強さ、伸びなどの特性を満足させるためである。
【０００４】
このような鋼心アルミ撚線２０は、送電線の設備改修または撤去等のために、撤去される場合がある。しかし、鋼心アルミ撚線２０は長年月にわたって自然界に曝されているため、風雨、塵埃、大気などの影響を受けてアルミの表面が酸化、腐食または汚れの付着などが進んでいることから、電気用アルミニウムとしての特性を満足することが出来ず、これまでは撤去しても電線用に再利用することが難しく実現されなかった。
【０００５】
一方、アルミの配電線においては絶縁被覆を被っていることから、アルミ線の酸化、腐食、汚れが裸送電線に比べて比較的少ないため、リサイクルが可能であり、既に実用化されている。
【０００６】
しかしながら、アルミの配電線をリサイクルしていると言っても再利用のアルミだけを用いてリサイクルを繰り返すと不純物濃度が回を追うごとに増加し、ＪＩＳ Ｃ３１０８に定めた電気特性や機械特性が低下する。これは、アルミのリサイクル過程において、亜鉛めっき鋼線の亜鉛が剥がれてアルミ撚線に付着したり、長年の使用によりアルミ撚線に亜鉛めっきが付着して不純物としてアルミの中に混入したりしてしまうのが主な原因である。このため、電気用アルミニウムとしての特性が得られるように再利用アルミと新品アルミとの混合比率を規定し、再利用品の混合比率を５０％以下、亜鉛の成分比率を０．０１％以下として運用されてきた（非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−９０７４４号公報
【非特許文献１】フジクラ技報「再生アルミ配電線の開発」第８３号、１９９２年１０月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実際に撤去された送電線の鋼心アルミ撚線からアルミ線を回収し溶解・分析すると、不純物として含まれる亜鉛の含有量が配電線のリサイクル品で設定している前記の目標管理レベルを越えてしまう場合があり、このようなアルミ線は、これまで純度の低いアルミでも使用可能な自動車の部品などに２次加工品用として再利用されるか、場合によっては、廃棄物として処理されていた。
【０００８】
このような純度の低いアルミを利用したとしても、電気用アルミニウムとして使用出来る範囲の特性が得られれば、再度電線用の導体として再生させることが可能であり、新たにボーキサイトからアルミナを取り出し大量の電気を使ってのアルミ精錬・鋳造という膨大なエネルギーの消費に比べて、はるかに小さなエネルギーでアルミ電線の材料が得られることになり、省エネルギーおよび循環リサイクルの観点からも経済的に大きな効果が期待できる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑み、亜鉛の含有量が従来の目標管理レベルを越えても実用上十分な特性が維持でき、再利用が可能な電気用アルミニウム、及びそれを利用した電線を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、電気用アルミニウム地金の特性低下を最小限に抑えて、再度電線用の導体として再生させることができ、再利用が可能なアルミ線の再利用方法を提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、撤去した送電線の鋼心アルミ撚線を構成するアルミ線の再利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成するために調査・研究を重ねた結果、送電線として使用されたアルミ線が以下の特定の成分範囲においてもＪＩＳ Ｃ３１０８の所要特性を満足し、従来のリサイクルアルミにおいて規定されていたＺｎの範囲を超えても再利用可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
即ち、本発明の電気用アルミニウムは、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％より大きく０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物の成分比率からなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のアルミ線の再利用方法は、亜鉛の成分比率を０．０１質量％以下とするアルミニウム線または０．０１質量％より大きいとするアルミニウム線を回収し、該同じ成分比率および／または異なる成分比率のアルミニウム線を溶解し、鋳造することにより、組成が、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％より大きく０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる成分比率の電気用アルミニウムに再生させることを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明のアルミ線の再利用方法は、撤去した送電線の鋼心アルミニウム撚線を構成するアルミニウム線を回収し、該アルミニウム線を溶解し、鋳造することにより、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる成分比率の電気用アルミニウムとなるように組成管理して送電線に利用することを特徴とする。
【００１５】
前記した組成成分比率の電気用アルミニウムから成る素線を１本で形成、または複数本撚り合わせて形成して導体とした電線とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電気用アルミニウムによれば、従来品と比べてＺｎ成分が高くても従来品と同等の引張強さ、伸び、導電率を有し、ＪＩＳＣ３１０８の規格値を満足する特性が得られる。
【００１７】
このため、この電気用アルミニウムを用いた電線は、亜鉛の含有量が従来の目標管理レベルを越えているにも拘わらず、実用上十分な特性を有するものとなり、架空送電線に好適に利用できる。
【００１８】
また、本発明のアルミ線の再利用方法によれば、架空送電線や架空配電線等として使用されていたアルミ線が長年にわたってその使命を果たした後、回収、溶解されて再度送電線等の導体としての機能を発揮できるから、資源の有効活用、エネルギーロスの最小化に寄与し、循環リサイクルを実現できる。更に、新規にアルミ地金を鋳造する場合に比べて、アルミ線のコストダウンが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１に、本実施形態に係る鋼心アルミ撚線の構造を示す。
この鋼心アルミ撚線１０は、１本の円形断面形状の亜鉛めっき鋼線１ａの外周に、同様な亜鉛めっき鋼線１ｂを６本撚り合わせた鋼心部３と、鋼心部３の外周に１０本の円形断面形状の硬アルミ素線５ａを撚り合わせ、さらに硬アルミ素線５ａの外周に１６本の同様な硬アルミ素線５ｂを撚り合わせたアルミ部７とで構成されている。
【００２０】
ここで、硬アルミ素線５ａ，５ｂは、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％より大きく０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物の成分比率からなるものである。
【００２１】
硬アルミ素線５ａ，５ｂにおいて、Ｚｎの上限を０．０５質量％としたのは、導体として６１％以上の導電率を確保し、かつ、導電率の低下を極力最小限に抑制するためである。
Ｚｎの混入による導電率への影響度合いは２．２［％ＩＡＣＳ(International Annealed Copper Standard)／Ｗｔ％］であり、即ち、亜鉛が１％増えると導電率が２．２％悪くなる。従って、Ｚｎが０．０５質量％以下であれば、導電率の低下を０．１％程度以下とすることが可能である。
また、Ｚｎを０．０１質量％より大きくしたのは、前記した６１％以上の導電率を有する従来のアルミ配電線用のリサイクルアルミと同等の導電率を有する導体とするためである。
【００２２】
上記組成範囲内のアルミ材料を用いることにより、後述する実施例からも実証されるように、従来品と比べてＺｎ成分が高くても従来品と同等の引張強さ、伸び、導電率を有し、ＪＩＳ Ｃ３１０８の規格値を満足する特性が得られる。
【００２３】
このため、このアルミ材料による硬アルミ素線５ａ，５ｂを用いた鋼心アルミ撚線１０は、亜鉛の含有量が従来の目標管理レベルを越えているにも拘わらず、実用上十分な特性を有するものとなり、架空送電線に好適に利用できる。
【００２４】
また、この鋼心アルミ撚線１０は、亜鉛の成分比率を０．０１質量％以下とするアルミ線または０．０１質量％より大きいとするアルミ線を回収し、該同じ成分比率および／または異なる成分比率のアルミ線を溶解し、鋳造することにより、組成が、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％より大きく０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる成分比率の電気用アルミニウムに再生させた硬アルミ素線により形成することができる。
【００２５】
更に、この鋼心アルミ撚線１０は、撤去した送電線の鋼心アルミニウム撚線を構成するアルミニウム線を回収し、該アルミニウム線を溶解し、鋳造することにより、Ｓｉ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％以下、Ｃｕ：０．００５質量％以下、Ｍｎ：０．００５質量％以下、ＴｉとＶの合計：０．００５質量％以下、Ｚｎ：０．０５質量％以下の成分を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる成分比率の電気用アルミニウムとなるように組成管理して再生させた硬アルミ素線により形成して、送電線に利用することができる。
ここで、Ｚｎを０．０５質量％以下として０．０１質量％以下を包含するのは、絶縁被覆されたアルミ配電線はリサイクルアルミ材料として実用化させているが、絶縁被覆せず裸導体の鋼心アルミニウム撚線などからなる布設後に撤去されたアルミ送電線についてはまだ実用化されていない。よって、この撤去送電線を、ＪＩＳＣ３１０８の特性を満足するアルミ素線用のリサイクルアルミ材料として再利用し、再び架空送電線に適用できるからである。
【００２６】
よって、新たにボーキサイトからアルミナを取り出し大量の電気を使ってのアルミ精錬・鋳造という膨大なエネルギーの消費に比べて、はるかに小さなエネルギーで硬アルミ素線が得られることになり、省エネルギーおよび循環リサイクルの観点からも経済的に大きな効果が期待できる。
【００２７】
なお、本実施形態では、鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ）１０を例に述べてきたが、硬アルミ素線５ａ，５ｂは耐熱アルミ線など各種の合金とすることができる。また鋼心部３において、亜鉛めっき鋼線１ａ，１ｂの代わりに、亜鉛めっきインバ線、アルミ被覆鋼線、アルミ被覆インバ線等であっても良い。
【００２８】
また、鋼心部３を設けずに、アルミだけの撚線からなる電線とすることもできる。更に、変電所等でアルミ母線として使われるものであってもよい。
【実施例】
【００２９】
表１に示すような組成の成分比率（残部はアルミニウム）を有する従来品及び実施例１，２のアルミ材料を用いて、ホイールとベルトを用いた連続鋳造法の一種であるプロペルチ法により連続鋳造圧延し、外径９．５ｍｍの荒引線を得た。この荒引線の特性を表２に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
【表２】
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【００３２】
更に、従来品及び実施例１，２の該荒引線を各サイズ（４．５ｍｍ、３．８ｍｍ、３．２ｍｍ、２．６ｍｍ）まで線引した後の特性試験結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
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【００３４】
表２、表３の結果によれば、従来品と比べてＺｎ成分が高い実施例１，２のアルミ材料においても従来品と同等の引張強さ、伸び、導電率を有しており、いずれもＪＩＳ Ｃ３１０８の規格値を満足する特性であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態の鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ）の構成を示す断面図である。
【図２】従来の鋼心アルミ撚線の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ａ  亜鉛めっき鋼線
１ｂ  亜鉛めっき鋼線
３  鋼心部
５ａ  硬アルミ素線
５ｂ  硬アルミ素線
７  アルミ部
１０  鋼心アルミ撚線
１５ａ  硬アルミ素線
１５ｂ  硬アルミ素線
２０  鋼心アルミ撚線
【図１】
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【図２】
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