(57)【要約】【課題】流量調整ピンの先端部付近に介在物が付着することを安定的に抑制することができる金属線の製造方法及び金属線の製造装置を提供する。【解決手段】金属の溶湯を連続的に鋳造して金属線を製造する金属線の製造方法であって、金属の溶湯をタンディッシュに貯留する工程と、タンディッシュに接続されるノズルを介して、タンディッシュから溶湯を流出させる工程と、を有し、溶湯を流出させる工程では、ノズル側に突出する先端部と、先端部の突出した側と反対側に接続される芯部と、芯部の外周を囲むように設けられる筒状部と、を有する流量調整ピンにより、タンディッシュからノズルを介して溶湯を流出させるときの流量を調整するとともに、芯部に接続される振動発生機により、芯部を介して、流量調整ピンの先端部を振動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の溶湯を連続的に鋳造して金属線を製造する金属線の製造方法であって、
前記金属の溶湯をタンディッシュに貯留する工程と、
前記タンディッシュに接続されるノズルを介して、前記タンディッシュから前記溶湯を流出させる工程と、
を有し、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記ノズル側に突出する先端部と、前記先端部の突出した側と反対側に接続される芯部と、前記芯部の外周を囲むように設けられる筒状部と、を有する流量調整ピンにより、前記タンディッシュから前記ノズルを介して前記溶湯を流出させるときの流量を調整するとともに、
前記芯部に接続される振動発生機により、前記芯部を介して、前記流量調整ピンの前記先端部を振動させる金属線の製造方法。
【請求項２】
前記溶湯を流出させる工程では、
前記振動発生機からの振動の腹を前記先端部に位置させる請求項１に記載の金属線の製造方法。
【請求項３】
前記先端部は、耐火物からなる請求項１又は２に記載の金属線の製造方法。
【請求項４】
前記筒状部は、前記振動発生機が前記芯部に接続される接続部から前記先端部までの間に蛇腹部を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属線の製造方法。
【請求項５】
金属の溶湯を連続的に鋳造して金属線を製造する金属線の製造装置であって、
前記金属の溶湯を貯留するタンディッシュと、
前記タンディッシュに接続され、前記タンディッシュから前記溶湯を流出させるためのノズルと、
前記ノズル側に突出する先端部、前記先端部の突出した側と反対側に接続される芯部、および前記芯部の外周を囲むように設けられる筒状部を有し、前記タンディッシュから前記ノズルを介して前記溶湯を流出させるときの流量を調整するよう構成される流量調整ピンと、
前記芯部に接続され、前記芯部を介して、前記流量調整ピンの前記先端部を振動させる振動発生機と、
を備える金属線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属線の製造方法及び金属線の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属線を製造する方法として、例えば、連続鋳造圧延法が知られている。この方法では、まず、溶解炉において、金属を溶融させて金属の溶湯を生成する。次に、金属の溶湯をタンディッシュに移送し、タンディッシュ内の溶湯をノズルから連続鋳造機に流出させる。このとき、溶湯の流量を流量調整ピンによって調整する。次に、連続鋳造機により、金属の溶湯を冷却・固化することで鋳造材（鋳造バー）を形成する。その後、鋳造材を圧延することで金属線を製造する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５５２０４３号
【特許文献２】特開平１−１１３１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、溶湯の流量を流量調整ピンによって調整しながら、タンディッシュから連続鋳造機に溶湯を流出させる際、流量調整ピンの先端部付近に溶湯の流れが集中し、金属の溶湯に含まれる介在物が流量調整ピンの先端部付近に付着することがあった。流量調整ピンの先端部付近に介在物が付着した場合、金属の溶湯の流路が狭くなり、溶湯の流量を調整し難くなる可能性があった。さらには、長時間の連続鋳造を操業することが困難となる可能性があった。
【０００５】
なお、溶鋼を連続鋳造する場合において、上記流量調整ピンに相当するストッパの先端部に対して超音波を伝達させ、流量調整ピンの先端部を振動させることで、流量調整ピンの先端部付近に介在物が付着することを抑制する方法が開示されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の方法では、ストッパの外側（後端側）から超音波を伝達させていたため、ストッパの先端部を安定して振動させることが困難となっていた。その結果、ストッパの先端部付近に介在物が付着することを十分に抑制することができない可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、流量調整ピンの先端部付近に介在物が付着することを安定的に抑制することができる金属線の製造方法及び金属線の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
金属の溶湯を連続的に鋳造して金属線を製造する金属線の製造方法であって、
前記金属の溶湯をタンディッシュに貯留する工程と、
前記タンディッシュに接続されるノズルを介して、前記タンディッシュから前記溶湯を流出させる工程と、
を有し、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記ノズル側に突出する先端部と、前記先端部の突出した側と反対側に接続される芯部と、前記芯部の外周を囲むように設けられる筒状部と、を有する流量調整ピンにより、前記タンディッシュから前記ノズルを介して前記溶湯を流出させるときの流量を調整するとともに、
前記芯部に接続される振動発生機により、前記芯部を介して、前記流量調整ピンの前記先端部を振動させる金属線の製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
金属の溶湯を連続的に鋳造して金属線を製造する金属線の製造装置であって、
前記金属の溶湯を貯留するタンディッシュと、
前記タンディッシュに接続され、前記タンディッシュから前記溶湯を流出させるためのノズルと、
前記ノズル側に突出する先端部、前記先端部の突出した側と反対側に接続される芯部、および前記芯部の外周を囲むように設けられる筒状部を有し、前記タンディッシュから前記ノズルを介して前記溶湯を流出させるときの流量を調整するよう構成される流量調整ピンと、
前記芯部に接続され、前記芯部を介して、前記流量調整ピンの前記先端部を振動させる振動発生機と、
を備える金属線の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、流量調整ピンの先端部付近に介在物が付着することを安定的に抑制することができる金属線の製造方法及び金属線の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属線の製造装置を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）は、タンディッシュを拡大した概略断面図であり、（ｂ）は、流量調整ピンを拡大した概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る金属線の製造方法のフローを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の変形例に係る流量調整ピンを拡大した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜本発明の一実施形態＞
（１）金属線の製造装置
本発明の一実施形態にかかる金属線の製造装置について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る金属線の製造装置を示す概略構成図である。
【００１３】
なお、以下において、「金属線」とは、荒引線や荒引線を伸線加工して得られたものを含む総称として用いられる。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る金属線の製造装置１０は、金属線を連続鋳造圧延するための、いわゆる連続鋳造圧延装置（ＳＣＲ：Ｓｏｕｔｈｗｉｒｅ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｒｏｄｓｙｓｔｅｍ）として構成され、例えば、溶解炉２１０と、上樋２２０と、保持炉２３０と、添加手段２４０と、下樋２６０と、タンディッシュ３００と、連続鋳造機５００と、連続圧延装置６２０と、コイラー６４０と、を有している。
【００１５】
溶解炉２１０は、金属の母材を加熱して溶融させ、金属の溶湯１１０を生成するよう構成され、例えば、炉本体（不図示）と、炉本体の下部に設けられるバーナー（不図示）と、を有している。金属の母材が炉本体に投入され、バーナーで加熱されることで、金属の溶湯１１０が連続的に生成される。投入される母材としての金属は、例えば、電気銅（Ｃｕ）等である。
【００１６】
上樋２２０は、溶解炉２１０の下流側に設けられ、溶解炉２１０と保持炉２３０との間を連結し、溶解炉２１０で生成された金属の溶湯１１０を下流側の保持炉２３０に移送するよう構成されている。
【００１７】
保持炉２３０は、上樋２２０の下流側に設けられ、上樋２２０から移送される金属の溶湯１１０を所定の温度で加熱して（一時的に）貯留するよう構成されている。また、保持炉２３０は、溶湯１１０を所定の温度に保持したまま、所定量の溶湯１１０を下樋２６０に移送するよう構成されている。
【００１８】
保持炉２３０には、添加手段２４０が設けられている。添加手段２４０は、保持炉２３０内の金属の溶湯１１０に対して、所定の合金成分を連続的に添加するよう構成されている。添加される合金成分は、例えば、チタン（Ｔｉ）等である。
【００１９】
下樋２６０は、保持炉２３０の下流側に設けられ、保持炉２３０から移送される金属の溶湯１１０を下流側のタンディッシュ３００に移送するよう構成されている。
【００２０】
タンディッシュ３００は、下樋２６０の下流側に設けられ、下樋２６０から移送される金属の溶湯１１０を（一時的に）貯留し、連続鋳造機５００に対して所定量の金属の溶湯１１０を連続的に供給するよう構成されている。タンディッシュ３００における溶湯１１０の流量調整機構については、詳細を後述する。
【００２１】
連続鋳造機５００は、いわゆるベルトホイール式の連続鋳造を行うよう構成され、例えば、ホイール（またはリング）５１０と、ベルト５２０と、を有している。円筒状のホイール５１０は、外周に溝部を有している。また、ベルト５２０は、ホイール５１０の外周面の一部に接触しながら周回移動するよう構成されている。ホイール５１０の溝部とベルト５２０との間に形成される空間に、タンディッシュ３００から流出される金属の溶湯１１０が注入される。また、ホイール５１０およびベルト５２０は、例えば冷却水により冷却されている。これにより、金属の溶湯１１０が冷却・固化（凝固）されて、棒状の鋳造材１２０が連続的に鋳造される。
【００２２】
連続圧延装置６２０は、連続鋳造機５００の下流側（鋳造材排出側）に設けられ、連続鋳造機５００から移送される鋳造材１２０を連続的に圧延するよう構成されている。鋳造材１２０が圧延されることで、所定の外径を有する荒引線としての金属線１３０が成形加工される。
【００２３】
コイラー６４０は、連続圧延装置６２０の下流側（金属線排出側）に設けられ、連続圧延装置６２０から移送される金属線１３０を巻き取るよう構成されている。
【００２４】
（流量調整機構）
次に、図２を用い、タンディッシュ３００における溶湯１１０の流量調整機構について説明する。図２（ａ）は、タンディッシュを拡大した概略断面図であり、図２（ｂ）は、流量調整ピンを拡大した概略断面図である。なお、図２（ｂ）では、流量調整ピンの軸方向の長さを短縮して記載している。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、タンディッシュ３００は、上述のように、（一時的に）金属の溶湯１１０を貯留するよう構成されている。タンディッシュ３００の底部には、ノズル（浸漬ノズル、または鋳造ノズル）３２０が接続されている。金属の溶湯１１０は、タンディッシュ３００からノズル３２０を介して連続鋳造機５００に流出する。
【００２６】
なお、ノズル３２０は、例えば、上記した連続鋳造機５００のホイール５１０の外周の接線方向に沿うように、鉛直方向に対して傾斜して設けられている。これにより、ホイール５１０の鉛直上側の外周に対して、金属の溶湯１１０を滑らかに流し込むことができ、金属の溶湯１１０がホイール５１０の外周を周回する距離を長くすることができる。その結果、金属の溶湯１１０を固化する時間を十分に確保することが可能となる。
【００２７】
一方、タンディッシュ３００の上部には、蓋部３４０が設けられている。タンディッシュ３００が蓋部３４０によって塞がれていることにより、タンディッシュ３００内の金属の溶湯１１０が大気中の酸素に触れることが抑制されている。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、タンディッシュ３００内には、蓋部３４０の開口からノズル３２０に向けて、流量調整ピン４００が挿入されている。流量調整ピン４００は、タンディッシュ３００からノズル３２０を介して連続鋳造機５００に金属の溶湯１１０を流出させるときの流量を調整するよう構成されている。
【００２９】
流量調整ピン４００には、流量調整ピン４００を昇降させる昇降機構（位置調整機構）３８０が設けられている。昇降機構３８０は、例えば、ラックアンドピニオン方式として構成されている。具体的には、流量調整ピン４００の側面には、歯切りされた棒であるラック（不図示）が設けられ、一方で、昇降機構３８０には、ピニオン（歯車）が設けられている。流量調整ピン４００のラックと、昇降機構３８０のピニオンとは、互いに歯合している。したがって、流量調整ピン４００は、昇降機構３８０の稼動時のみ移動できるように、昇降機構３８０に固定（拘束）されている。
【００３０】
このように、昇降機構３８０は、ピニオンを回転させることで、流量調整ピン４００をノズル３２０の方向に移動（昇降）させるように構成されている。これにより、昇降機構３８０は、先端部４２０とノズル３２０との間の流路を開閉することで、金属の溶湯１１０の流量を調整できるようになっている。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、流量調整ピン４００は、例えば、先端部４２０と、芯部４４０と、筒状部４６０と、後端部４８０と、を有している。なお、流量調整ピン４００において、ノズル３２０側を「先端」側とし、蓋部３４０側を「後端」側としている。
【００３２】
先端部４２０は、ノズル３２０側に突出することで、ノズル３２０との間に流路を形成するよう構成されている。例えば、先端部４２０は、円錐状に構成され、先端部４２０の頂点は、ノズル３２０側に向けられている。
【００３３】
先端部４２０は、例えば、耐火物からなっている。具体的には、先端部４２０を構成する耐火物としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックが挙げられる。これにより、先端部４２０の溶損を抑制することができる。
【００３４】
芯部４４０は、流量調整ピン４００の中心軸として構成されており、先端部４２０の突出した側と反対側（非突出側）に接続され、後述するように先端部４２０に振動を伝達する媒体となっている。芯部４４０は、先端部４２０からノズル３２０と反対の方向に向かって、蓋部３４０の上側まで延在している。なお、芯部４４０は、例えば、中空部の無い棒状体であることが好ましい。
【００３５】
筒状部４６０は、芯部４４０の外周を囲むように設けられている。筒状部４６０は、例えば、円筒状である。また、筒状部４６０は、芯部４４０から径方向に離間して設けられ、芯部４４０と非接触となっている。また、筒状部４６０は、芯部４４０と同様に、先端部４２０からノズル３２０と反対の方向に向かって、蓋部３４０の上側まで延在している。
【００３６】
後端部４８０は、筒状部４６０を挟んで先端部４２０と反対側に設けられ、筒状部４６０の後端部４８０側に固定されている。
【００３７】
なお、芯部４４０、筒状部４６０、および後端部４８０は、金属の溶湯１１０に溶融しにくい金属からなっている。具体的には、溶湯１１０がＣｕを含む場合、芯部４４０、筒状部４６０、および後端部４８０は、例えば、ステンレスからなっている。
【００３８】
ここで、例えば、先端部４２０と筒状部４６０とは、互いにネジ締結により固定されている。具体的には、先端部４２０の突出した側と反対側には、雌ネジ４２０ａが設けられている。一方、筒状部４６０の先端部４２０側には、雄ネジ４６０ａが設けられている。これにより、先端部４２０の雌ネジ４２０ａと、筒状部４６０の雄ネジ４６０ａとは、互いに螺合している。このように、先端部４２０と筒状部４６０とが互いにネジ締結されていることにより、筒状部４６０の内部に金属の溶湯１１０が浸入しないようになっている。
【００３９】
また、例えば、筒状部４６０と後端部４８０とは、互いにネジ締結により固定されている。具体的には、筒状部４６０の後端部４８０側には、雄ネジ４６０ｂが設けられている。一方、後端部４８０の先端部４２０側には、雌ネジ４８０ａが設けられている。これにより、筒状部４６０の雄ネジ４６０ｂと、後端部４８０の雌ネジ４８０ａとは、互いに螺合している。
【００４０】
また、芯部４４０は、筒状部４６０内に挿入された状態で、先端部４２０と後端部４８０との間に挟持されている。具体的には、例えば、先端部４２０の突出した側と反対側の中心には、凹部４２０ｂが設けられている。芯部４４０は、先端部４２０の凹部４２０ｂに挿入され、先端部４２０に接続されている（直接接触している）。一方、後端部４８０の先端部４２０側の中心には、凹部４８０ｂが設けられている。芯部４４０は、後端部４８０の凹部４８０ｂに挿入され、後端部４８０に接続されている（直接接触している）。上述のように、先端部４２０および後端部４８０がそれぞれ筒状部４６０に対してネジ締結されていることにより、芯部４４０は、筒状部４６０内に挿入された状態で、先端部４２０の凹部４２０ｂと後端部４８０の凹部４８０ｂとの間で挟持されるようになっている。
【００４１】
（振動発生機）
ここで、本実施形態では、例えば、電気銅を溶解させたＣｕの溶湯１１０（溶銅）には、Ｔｉを添加する前において、所定量の酸素（Ｏ）、および所定量の硫黄（Ｓ）が含まれている。上述のように保持炉２３０においてＣｕの溶湯にＴｉを添加することで、Ｃｕの溶湯１１０中では添加したＴｉとＯまたはＳとが結合し、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＳ、ＴｉＯＳ等のＴｉ化合物が生成されうる。
【００４２】
このとき、タンディッシュ３００内では、例えば、流量調整ピン４００の先端部４２０とノズル３２０との間の流路に、Ｃｕの溶湯１１０の流れが集中している。このため、Ｃｕの溶湯１１０に含まれるＴｉ化合物が、流量調整ピン４００の先端部４２０付近に介在物（凝集物）として付着する可能性がある。
【００４３】
そこで、本実施形態では、流量調整ピン４００を振動させて介在物の付着を抑制するため、流量調整ピン４００には、振動発生機３６０が接続されている。振動発生機３６０は、例えば、いわゆるコンクリートバイブレータと同等に構成され、モータ部３６２と、伝達部３６４と、振動部３６６と、を有している。
【００４４】
モータ部３６２は、電力によって回転力を発生させる駆動源として構成されている。伝達部３６４は、回転軸（不図示）を有しており、回転軸の一端はモータ部３６２に接続され、他端は振動部３６６に接続されている。これにより、伝達部３６４は、モータ部３６２の回転力を振動部３６６に伝達するように構成されている。なお、回転軸は可撓性を有しており、伝達部３６４は屈曲可能に構成されている。また、振動部３６６は、重量が径方向に偏って配置された偏心振子（不図示）を有している。振動部３６６は、モータ部３６２による回転力によって偏心振子を回転させることで、振動するようになっている。
【００４５】
振動発生機３６０と流量調整ピン４００との具体的な接続態様としては、例えば、流量調整ピン４００の筒状部４６０には、タンディッシュ３００の上端よりも上側の位置（例えば蓋部３４０よりも上側の位置）に、開口４６０ｃが設けられている。なお、筒状部４６０の開口４６０ｃ内には、金属の溶湯１１０が入り込まないようになっている。振動発生機３６０の振動部３６６の先端は、筒状部４６０の開口４６０ｃを通して、芯部４４０の接続部４４０ａに接続されている。このような構成により、振動発生機３６０は、芯部４４０を介して、流量調整ピン４００の先端部４２０に振動を伝達可能になっている。振動発生機３６０により、芯部４４０を介して流量調整ピン４００の先端部４２０を振動させることで、流量調整ピン４００の先端部４２０付近に、例えばＴｉ化合物などの介在物が付着することを抑制することができる。
【００４６】
振動発生機３６０によって芯部４４０を介して先端部４２０を振動させる方向は、特定の方向に限定されず、例えば、流量調整ピン４００の軸方向、流量調整ピン４００の軸方向に垂直な方向（径方向）、または流量調整ピン４００の軸方向に対して傾斜した方向のいずれかであればよい。なお、振動発生機３６０の振動部３６６を芯部４４０に接続する方向を調整すれば、先端部４２０の振動方向を調整することができる。
【００４７】
また、振動発生機３６０からの振動が定在波を形成する場合、振動発生機３６０からの振動の腹（振幅が最大の部分）は、流量調整ピン４００の先端部４２０に位置することが好ましい。具体的には、例えば、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａを振動の腹とし、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａから先端部４２０までの長さＬ１をＮλ／２とする（ただし、振動発生機３６０の振動の波長をλ、Ｎを自然数とする）ことで、振動発生機３６０からの振動の腹を、流量調整ピン４００の先端部４２０に位置させる。これにより、流量調整ピン４００の先端部４２０を効率よく振動させることができ、金属の溶湯１１０の介在物が先端部４２０付近に付着することを効果的に抑制することができる。
【００４８】
一方で、振動発生機３６０からの振動が定在波を形成する場合、振動発生機３６０からの振動の節（振幅が０の部分）は、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａと後端部４８０との間、または後端部４８０に位置することが好ましい。具体的には、例えば、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａを振動の腹とし、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａから後端部４８０までの長さＬ２をλ／４以上λ／２未満とすることで、振動発生機３６０からの振動の節を、接続部４４０ａと後端部４８０との間、または後端部４８０に位置させる。これにより、後端部４８０付近を振動させ難くすることができ、後端部４８０と筒状部４６０とのネジ締結が緩むことを抑制することができる。
【００４９】
振動発生機３６０から発生させる振動の周波数は、可聴音波領域であってもよいし、超音波領域であってもよい。具体的には、振動発生機３６０から発生させる振動の周波数は、例えば、１００Ｈｚ以上１０ＭＨｚ以下である。なお、振動発生器３６０は、振動の周波数を調整可能に構成されていてもよい。
【００５０】
（２）金属線の製造方法
次に、図３を用い、本実施形態にかかる金属線の製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係る金属線の製造方法のフローを示す図である。なお、ステップをＳと略している。
【００５１】
以下のＳ１１０〜Ｓ１６０の工程は、個々に不連続に行われるのではなく、一連の工程として連続的に行われる。
【００５２】
（Ｓ１１０：溶融工程）
まず、溶解炉２１０の炉本体に、金属の母材を投入する。例えば、１１００℃以上１３２０℃以下に加熱された溶解炉２１０に、金属の母材として、電気銅を投入する。そして、バーナーで炉本体を加熱する。これにより、Ｃｕの溶湯１１０を連続的に生成する。
【００５３】
（Ｓ１２０：添加工程）
次に、溶解炉２１０で生成されたＣｕの溶湯１１０を、上樋２２０を介して、所定温度に保持された保持炉２３０に移送させる。また、添加手段２４０により、保持炉２３０内のＣｕの溶湯１１０に対して、所定の合金成分を連続的に添加する。例えば、合金成分として、５ｍａｓｓｐｐｍ以上５５ｍａｓｓｐｐｍ以下のＴｉを添加する。このとき、還元ガス（例えばＣＯ）の雰囲気下で、Ｃｕ溶湯中のＯの含有量およびＳの含有量を制御する。具体的には、例えば、Ｃｕの溶湯１１０中のＯの含有量を２ｍａｓｓｐｐｍ以上３０ｍａｓｓｐｐｍ以下とし、Ｃｕの溶湯１１０中のＳの含有量を３ｍａｓｓｐｐｍ以上１２ｍａｓｓｐｐｍ以下とする。
【００５４】
（Ｓ１３０：タンディッシュ貯留工程）
次に、Ｃｕの溶湯１１０を、保持炉２３０から下樋２６０を介してタンディッシュ３００に移送させる。これにより、タンディッシュ３００に、Ｃｕの溶湯１１０を（一時的に）貯留させる。このとき、Ｃｕの溶湯１１０中では添加したＴｉとＯまたはＳとが結合し、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＳ、ＴｉＯＳ等のＴｉ化合物が生成されうる。
【００５５】
（Ｓ１４０：溶湯流出工程）
次に、タンディッシュ３００からノズル３２０を介して連続鋳造機５００に、Ｃｕの溶湯１１０を流出させる。このとき、昇降機構３８０により、流量調整ピン４００をノズル３２０に沿った方向に移動（昇降）させ、先端部４２０とノズル３２０との間の流路を開閉することで、Ｃｕの溶湯１１０の流量を調整する。
【００５６】
また、このとき、振動発生機３６０により、流量調整ピン４００の芯部４４０を介して先端部４２０を振動させる。これにより、流量調整ピン４００の先端部４２０を安定して振動させることができる。その結果、Ｃｕの溶湯１１０中の介在物（例えば上述のＴｉ化合物）が先端部４２０付近に付着することを安定的に抑制することができる。
【００５７】
また、このとき、振動発生機３６０が振動の周波数を調整可能に構成されている場合、振動発生機３６０から発生させる振動の周波数を調整することで、振動の定在波を形成し、振動の腹（振幅が最大の部分）を流量調整ピン４００の先端部４２０に位置させる。これにより、流量調整ピン４００の先端部４２０を効率よく振動させることができ、Ｃｕの溶湯１１０中の介在物が先端部４２０付近に付着することを効果的に抑制することができる。
【００５８】
また、振動発生機３６０が振動の周波数を調整可能に構成されている場合、振動発生機３６０から発生される振動の周波数を調整することで、振動の定在波を形成し、振動の節（振幅が０の部分）を、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａと後端部４８０との間、または後端部４８０に位置させる。これにより、後端部４８０付近を振動させ難くすることができ、後端部４８０と筒状部４６０とのネジ締結が緩むことを抑制することができる。
【００５９】
このように連続的に行われる溶湯流出工程Ｓ１４０の間、振動発生機３６０により、先端部４２０を継続して振動させる。
【００６０】
（Ｓ１５０：連続鋳造工程）
次に、タンディッシュ３００からノズル３２０を介して流出させたＣｕの溶湯１１０を、連続鋳造機５００におけるホイール５１０の溝部とベルト５２０との間に形成される空間に注入する。そして、ベルト５２０を、ホイール５１０の外周面の一部と接触させながら周回移動させる。このとき、ホイール５１０およびベルト５２０を冷却水に冷却する。これにより、Ｃｕの溶湯１１０を冷却・固化し、棒状の鋳造材１２０を連続的に鋳造する。
【００６１】
（Ｓ１６０：連続圧延工程）
次に、連続圧延装置６２０により、連続鋳造機５００から移送される鋳造材１２０を５５０℃以上８８０℃以下の温度で連続的に圧延する。これにより、所定の外径を有する荒引線としての金属線１３０を成形加工する。そして、コイラー６４０により、連続圧延装置６２０から移送される金属線１３０を巻き取る。なお、荒引線としての金属線１３０をさらに熱間圧延または冷間圧延し、外径を細くした細線としての金属線１３０を形成してもよい。
【００６２】
以上により、銅合金線としての金属線１３０が製造される。
【００６３】
本実施形態では、Ｃｕの母材中にＴｉを添加したことにより、ＴｉがＣｕ母材中に含まれるＯやＳなどの不純物と結合し、Ｔｉ化合物として析出する。言い換えれば、Ｃｕの母材中のＯやＳなどの不純物がＴｉによって捕集される。これにより、Ｃｕの母材中の不純物を減少させて、Ｃｕの母材の純度を向上させることができる。その結果、軟化性、伸び特性、導電率等を向上させた銅合金線としての金属線１３０を製造することが可能となる。
【００６４】
（３）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００６５】
（ａ）溶湯流出工程Ｓ１４０において、タンディッシュ３００からノズル３２０を介して連続鋳造機５００に金属の溶湯１１０を流出させる際に、振動発生機３６０により、流量調整ピン４００の先端部４２０を振動させる。このとき、流量調整ピン４００の外側は、昇降機構３８０に固定（拘束）されているため、振動させ難くなっている。これに対して、流量調整ピン４００の内側の芯部４４０は、昇降機構３８０に連結固定されていないため、比較的振動させ易くなっている。そこで、本実施形態では、振動発生機３６０により、流量調整ピン４００の芯部４４０を介して、流量調整ピン４００の先端部４２０に振動を伝達させる。これにより、流量調整ピン４００の先端部４２０を安定して振動させることができ、流量調整ピン４００の先端部４２０付近に介在物が付着することを安定的に抑制することができる。その結果、長時間の連続鋳造を容易に操業することが可能となる。
【００６６】
（ｂ）流量調整ピン４００では、芯部４４０の外周を囲むように筒状部４６０が設けられている。芯部４４０は、金属の溶湯１１０に直接接しないよう、筒状部４６０に保護されている。振動発生機３６０は、金属の溶湯１１０に直接接していない芯部４４０を介して、振動発生機３６０からの振動を先端部４２０に伝達させるようになっている。これにより、振動が先端部４２０まで伝達する間に、金属の溶湯１１０によって振動が減衰することを抑制することができる。その結果、流量調整ピン４００の先端部４２０を安定的に振動させることができ、流量調整ピン４００の先端部４２０付近に介在物が付着することを安定的に抑制することができる。
【００６７】
（ｃ）振動発生機３６０からの振動が定在波を形成する場合、流量調整ピン４００の長さ（振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａから先端部４２０までの長さＬ１）を調整するか、或いは、振動発生機３６０から発生される振動の周波数を調整することで、振動の腹（振幅が最大の部分）を流量調整ピン４００の先端部４２０に位置させる。これにより、流量調整ピン４００の先端部４２０を効率よく振動させることができる。その結果、金属の溶湯１１０の介在物が先端部４２０付近に付着することを効果的に抑制することができる。
【００６８】
（ｄ）振動発生機３６０からの振動が定在波を形成する場合、流量調整ピン４００の長さ（振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａから後端部４８０までの長さＬ２）を調整するか、或いは、振動発生機３６０から発生される振動の周波数を調整することで、振動の節（振幅が０の部分）を、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａと後端部４８０との間、または後端部４８０に位置させる。これにより、後端部４８０付近を振動させ難くすることができ、後端部４８０と筒状部４６０とのネジ締結が緩むことを抑制することができる。
【００６９】
（ｅ）先端部４２０は、耐火物からなっている。仮に先端部が耐火物でない金属からなっている場合、振動発生機から伝達される振動によって先端部が振動することによって、先端部の外周面が金属の溶湯内に溶損する可能性がある。これに対して、先端部４２０が耐火物からなっていることにより、振動発生機３６０から伝達される振動によって先端部４２０が振動したとしても、先端部４２０の外周面が金属の溶湯１１０内に溶損することを抑制することができる。
【００７０】
（ｆ）本実施形態では、例えば、母材としてＣｕの溶湯１１０を生成し、Ｃｕの溶湯１１０にＴｉを添加する。この場合、ＴｉＯ等のＴｉ化合物が生成されうる。このようなＴｉ化合物は、特に、流量調整ピン４００の先端部４２０付近に付着（析出または凝集）し易い。そこで、流量調整ピン４００の芯部４４０を介して、流量調整ピン４００の先端部４２０に振動を伝達させることで、チタン化合物が先端部４２０付近に付着することを確実に抑制することができる。その結果、Ｔｉを添加したＣｕからなる鋳造材１２０を長時間に亘って連続的に鋳造することが可能となる。
【００７１】
＜本実施形態の変形例＞
次に、本実施形態の変形例について説明する。以下の変形例では、本実施形態と異なる要素についてのみ説明し、本実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、その説明を省略する。
【００７２】
上述の実施形態では、流量調整ピン４００の筒状部４６０が直線状に構成されている場合について説明したが、流量調整ピンの筒状部として、以下のような変形例を適用してもよい。
【００７３】
図４は、本変形例に係る流量調整ピンを拡大した概略断面図である。
図４に示すように、変形例の流量調整ピン４０２における筒状部４６２は、振動発生機３６０が芯部４４０に接続される接続部４４０ａから先端部４２０までの間に、蛇腹部４７２を有している。蛇腹部４７２では、直径が太い部分と直径が細い部分とが軸方向に交互に配置されている。これにより、筒状部４６２の後端部４８０側の剛性よりも、蛇腹部４７２が設けられた筒状部４６２の先端部４２０側の剛性が低くなっている。また、蛇腹部４７２は、流量調整ピン４００の軸方向に伸縮可能となっている。
【００７４】
変形例によれば、振動発生機３６０から芯部４４０を介して先端部４２０に振動が伝達されたとき、筒状部４６２の蛇腹部４７２が流量調整ピン４００の軸方向に伸縮することで、先端部４２０を効果的に振動させることができる。その結果、流量調整ピン４００の先端部４２０付近に介在物が付着することを、さらに安定的に抑制することができる。
【００７５】
（本発明の他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７６】
上述の実施形態では、銅合金線を製造する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、アルミ合金線を製造する場合に、上述の実施形態を適用してもよい。
【００７７】
上述の実施形態では、銅の溶湯１１０にＴｉを添加し、Ｔｉ化合物の介在物の付着を抑制するために流量調整ピン４００の先端部４２０を振動させる場合について説明したが、銅の溶湯にアルミニウム（Ａｌ）またはマグネシウム（Ｍｇ）等を添加する場合に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、またはマグネシア（ＭｇＯ）等の介在物の付着を抑制するために流量調整ピンの先端部を振動させてもよい。
【００７８】
上述の実施形態では、保持炉２３０に設けられた添加手段２４０により銅溶湯にＴｉを添加する場合について説明したが、保持炉以外の部分で銅溶湯にＴｉを添加してもよい。例えば、溶解炉、上樋、下樋、またはタンディッシュにおいて、銅溶湯にＴｉを添加してもよい。
【００７９】
上述の実施形態では、流量調整ピン４００において、先端部４２０と、芯部４４０と、筒状部４６０と、後端部４８０と、がそれぞれ別体として設けられている場合について説明したが、先端部、芯部、筒状部、および後端部のうち、隣接する二つの部材が一体として固定されていてもよい。
【００８０】
上述の実施形態では、筒状部４６０が円筒状である場合について説明したが、筒状部は多角筒状であってもよい。
【００８１】
上述の実施形態では、振動発生機３６０がいわゆるコンクリートバイブレータと同等に構成されている場合について説明したが、振動発生機における振動発生原理は、これに限られない。振動発生機は、例えば、圧電素子を有し、圧電素子に所定の高周波電圧を印加することで、超音波を発生させるように構成されていてもよい。
【００８２】
上述の実施形態では、連続鋳造圧延法により金属線を製造する場合について説明したが、圧延工程を行うことなく、連続鋳造法により鋳造材または鋼片を製造する場合に、流量調整ピンに相当するストッパの先端部を、上述の実施形態のように振動させても良い。
【００８３】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００８４】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
金属の溶湯を連続的に鋳造して金属線を製造する金属線の製造方法であって、
前記金属の溶湯をタンディッシュに貯留する工程と、
前記タンディッシュに接続されるノズルを介して、前記タンディッシュから前記溶湯を流出させる工程と、
を有し、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記ノズル側に突出する先端部と、前記先端部の突出した側と反対側に接続される芯部と、前記芯部の外周を囲むように設けられる筒状部と、を有する流量調整ピンにより、前記タンディッシュから前記ノズルを介して前記溶湯を流出させるときの流量を調整するとともに、
前記芯部に接続される振動発生機により、前記芯部を介して、前記流量調整ピンの前記先端部を振動させる金属線の製造方法が提供される。
【００８５】
（付記２）
付記１に記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記先端部を振動させることで、前記溶湯中の介在物が前記先端部付近に付着することを抑制する。
【００８６】
（付記３）
付記１又は２に記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記金属の溶湯に直接接していない前記芯部を介して、前記振動発生機からの振動を前記先端部に伝達させることで、振動が前記金属の溶湯によって減衰することを抑制する。
【００８７】
（付記４）
付記１〜３のいずれかに記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記芯部と前記筒状部とを互いに非接触とする。
【００８８】
（付記５）
付記１〜４のいずれかに記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記振動発生機からの振動の腹を前記先端部に位置させる。
【００８９】
（付記６）
付記１〜５のいずれかに記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記流量調整ピンは、
前記筒状部を挟んで前記先端部と反対側に設けられ、前記先端部とともに前記芯部を挟持する後端部を有し、
前記溶湯を流出させる工程では、
前記振動発生機からの振動の節を、前記振動発生機が接続される部分と前記後端部との間、または前記後端部に位置させる。
【００９０】
（付記７）
付記１〜６のいずれかに記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記先端部は、耐火物からなる。
【００９１】
（付記８）
付記１〜７のいずれかに記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記筒状部は、前記振動発生機が前記芯部に接続される接続部から前記先端部までの間に蛇腹部を有する。
【００９２】
（付記９）
付記１〜８のいずれかに記載の金属線の製造方法であって、好ましくは、
前記金属の溶湯は、銅およびチタンを含み、
前記溶湯を流出させる工程では、
チタン化合物を含む介在物が前記先端部付近に付着することを抑制する。
【００９３】
（付記１０）
本発明の他の態様によれば、
金属の溶湯を連続的に鋳造して金属線を製造する金属線の製造装置であって、
前記金属の溶湯を貯留するタンディッシュと、
前記タンディッシュに接続され、前記タンディッシュから前記溶湯を流出させるためのノズルと、
前記ノズル側に突出する先端部、前記先端部の突出した側と反対側に接続される芯部、および前記芯部の外周を囲むように設けられる筒状部を有し、前記タンディッシュから前記ノズルを介して前記溶湯を流出させるときの流量を調整するよう構成される流量調整ピンと、
前記芯部に接続され、前記芯部を介して、前記流量調整ピンの前記先端部を振動させる振動発生機と、
を備える金属線の製造装置が提供される。
【符号の説明】
【００９４】
１０  金属線の製造装置
１１０  溶湯
１２０  鋳造材
１３０  金属線
２１０  溶解炉
２２０  上樋
２３０  保持炉
２４０  添加手段
２６０  下樋
３００  タンディッシュ
３２０  ノズル
３４０  蓋部
３６０  振動発生機
３６２  モータ部
３６４  伝達部
３６６  振動部
３８０  昇降機構
４００，４０２  流量調整ピン
４２０  先端部
４４０  芯部
４６０，４６２    筒状部
４７２  蛇腹部
４８０  後端部
５００  連続鋳造機
５１０  ホイール
５２０  ベルト
６２０  連続圧延装置
６４０  コイラー
【図１】
2017087222.tif 000003
【図２】
2017087222.tif 000004
【図３】
2017087222.tif 000005
【図４】
2017087222.tif 000006