[发明专利]连续铸造中熔融金属的成分调节方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及在通过连续铸造来制造铜合金材料时，用来进行熔融金属的成分调节的方法及其装置。

背景技术

作为在铸造铜合金时最为普遍的方法(A)，已知包括下述步骤。首先，将铜原料、碎屑(scrap)及添加元素或含有添加元素的母合金固体投入到熔解炉(电炉、燃气炉)中进行熔解。然后，待炉内材料全部熔解后，从炉内采集分析用样本，通过化学分析或仪器分析来确认成分，并进行成分调整。在确认指定成分后，实施铸造。

作为其它情况，有在纯铜熔融液运送中添加合金元素的方式。其中，作为添加固体的方式(B)，可列举例如下述方法。

a.以铜合金线的SCR、Contirod铸造法，在熔解炉与铸造机之间投入添加元素，由此获得指定合金组成并进行铸造(例如，参见专利文献1)。

b.在用以铸造铜及铜合金的铸造生产线的最后部分，设置用以添加混合合金元素的混合槽(樋)和添加混合坩埚，并对坩埚内部的熔融液进行间接加热的连续铸造装置(例如，参见专利文献2)。

c.在利用熔解炉熔解金属并以槽运送、然后在铸模内进行铸造的方法中，在所述槽内设置加热熔融液贮存部，从而将粒状合金元素连续地滴加到熔融液贮存部内的熔融液中的合金连续铸造方法(例如，参见专利文献3)。

d.同时具备下述第1添加装置和下述第2添加装置的铜合金连续制造装置，其中，所述第1添加装置具有用以供应无氧铜的熔融铜的加热炉，并能够向该加热炉中添加合金元素；在加热炉的下游侧介由用来使熔融铜通过的槽配备有中间流槽(tundish)，而所述第2添加装置被设置在槽与中间流槽中的任一者中(例如，参见专利文献4)。

此外，作为在连续铸造时运送熔融液的步骤中直接添加熔融金属的方法(C)，已知有如下所述的方法。

e.使合金元素达到半熔融或熔融状态后，在连续铸造的中间流槽的正上方，将添加元素滴加到熔融金属内，进行化学成分调整，从而制成均匀熔融液(例如，参见专利文献5)。

f.将熔融铜收纳到中间流槽内，同时以Ni-P化合物的形态添加到中间流槽内的熔融铜中，并进行连续铸造的高导电性铜合金的制造方法(例如，参见专利文献6)。

g.利用电弧放电对由添加合金成分构成的线材进行连续的熔融或半熔融，再将其添加到流动的基本合金成分的熔融液中的合金连续铸造方法(例如，参见专利文献7)。

此外，作为连续铸造时的成分调整方法，已知有对以连续铸造轧制所制得的粗拉线(rough drawn wire)的电阻进行连续测定，并将其结果加以反馈的方法(D)。该方法采用了将添加元素连续供应至熔融金属、并对导电用合金进行连续铸造轧制的方法，根据轧制后的粗拉线的该测量值对上述合金元素添加量进行连续控制(例如，参见专利文献8)。

需要指出的是，熔融金属的电阻率为已知。例如，在日本机械学会编集的《金属资料手册》中给出了纯金属的电阻率值，其值大于室温下的电阻率(参见表1)。

[表1]

(表1)电阻率的比较

电阻率的单位：μΩcm

另外，虽然已有通过调整Sn与In的混合比例来连续地改变电阻率的报道(非专利文献1)，但是还没有利用该关系来进行成分控制的记载。

作为针对该熔融金属的电特性的报道，已有检测熔融金属(特别是铝合金)中的夹杂物的方法(E)(例如，专利文献9)。该方法是一种通过监测电流通道的截面积减少量来检测夹杂物粒子通过电流信道内时的电信号变化的方法，而并非检测伴随电流通道内熔融金属的组成变化的电阻值变化。

作为其它的有关适于连续铸造的电特性的报道，包括多层材料制造法(F)(例如，专利文献10)。该方法由熔融金属来连续地制造表层部与内层部的化学成分不同的多层金属材料，并测定铸模内金属的电阻，由此来推测2种金属的边界，并控制2种金属的每单位时间供应量，以使边界位置与目标值一致。

专利文献1：日本特开昭55-128353号公报

专利文献2：日本特开平6-63710号公报

专利文献3：日本特开平10-193059号公报

专利文献4：日本特开2006-341268号公报

专利文献5：日本特开昭59-169654号公报

专利文献6：日本特开平8-300119号公报

专利文献7：日本特开2002-86251号公报

专利丈献8：日本特开昭58-65554号公报

专利文献9：日本特开昭59-171834号公报

专利文献10：日本特开平05-277641号公报