JP2006161134A

JP2006161134A - Method of producing metal powder

Info

Publication number: JP2006161134A
Application number: JP2004357511A
Authority: JP
Inventors: Takashi Atsumi; 貴志厚見
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing metal powder by which molten metal of Mn-based alloy can be atomized by reducing damage to refractories due to the molten metal of the Mn-based alloy thereby preventing leakage of the molten metal due to the damage. <P>SOLUTION: The method for producing the metal powder uses a meting furnace of a melting/atomizing integral type provided with a pouring nozzle in the bottom of the melting furnace and set with a stopper for preventing the molten metal from the nozzle during melting, wherein the atomization of the molten metal of the Mn-based alloy is made possible by producing a metal ingot alloyed beforehand, and using the metal ingot to melt the alloy, thereby suppressing the damage to in-furnace refractories. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、Ｍｎ系合金において、溶湯による耐火物の損傷を減少させて、損傷による溶湯の漏れを防止し、アトマイズを可能にした金属粉末の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing metal powder in an Mn-based alloy that reduces damage to a refractory caused by molten metal, prevents leakage of molten metal due to damage, and enables atomization.

従来、二成分系の金属粉末を製造するための溶解法においては、狙い組成に配合した各金属を炉に装入し、溶解及びアトマイズを行っていたが、Ｍｎ系合金では原料金属を単体で溶解すると耐火物を激しく損傷する。図１は、本発明に係る溶解炉での注湯装置の概略図であるが、この図に示すように、金属粉末を製造するためのアトマイズに使用される溶解炉１によって金属は溶解され、この溶解炉１はその底部に設けられた注湯ノズル２と原料溶解中、注湯ノズル２からの湯漏れを防止するためにストッパー３をセットしており、噴霧の際にはこれを上部に引き上げ、ノズルから出湯させている。 Conventionally, in a melting method for producing a binary metal powder, each metal blended in a target composition was charged into a furnace and melted and atomized. When it melts, it will severely damage the refractory. FIG. 1 is a schematic view of a pouring apparatus in a melting furnace according to the present invention. As shown in this figure, the metal is melted by a melting furnace 1 used for atomization for producing metal powder, The melting furnace 1 is provided with a pouring nozzle 2 provided at the bottom thereof and a stopper 3 for preventing leakage of the pouring water from the pouring nozzle 2 during melting of the raw material. The hot water is pulled up and discharged from the nozzle.

前述の通り、原料金属を単体で溶解すると耐火物を激しく損傷するため、注湯ノズルを塞いでいるストッパーのすり合わせ部から湯漏れが起こり、正常なアトマイズができない。このため、耐火物の損傷を低減し、確実にアトマイズを行うための手法を確立する必要に迫られてきている。この対策の一例として、例えば特開平６−２６４１１５号公報（特許文献１）や特開昭４９−９３２５７号公報（特許文献２）に開示されているように、予め合金化された金属インゴットを用いて金属粉末を製造することを可能ならしめた粉末製造設備が提案されている。 As described above, since the refractory is severely damaged when the raw material metal is melted alone, hot water leaks from the joint portion of the stopper blocking the pouring nozzle, and normal atomization cannot be performed. For this reason, there is an urgent need to establish a technique for reducing the damage to the refractory and reliably performing the atomization. As an example of this countermeasure, a metal ingot previously alloyed is used as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-264115 (Patent Document 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 49-93257 (Patent Document 2). Thus, a powder production facility that makes it possible to produce metal powder has been proposed.

特開平６−２６４１１５号公報JP-A-6-264115 特開昭４９−９３２５７号公報JP-A-49-93257

本件が解決しようとする課題は、上記の従来の粉末製造方法の欠点を排除することである。特に、上述した特許文献１および２に、予め合金化された金属インゴットを用いて金属粉末を製造する方法が開示されているが、いずれも溶解・噴霧が分離された装置での製造法であり、しかも、その合金は明記されておらず、Ｍｎ系合金に特定されたものでない。本発明では特に溶解炉の耐火物としてアルミナ系のものを用いた溶解・噴霧一体型の溶解炉により、Ｍｎ系合金について、予め合金化された金属インゴットを使用した金属粉末製造法を提供することである。 The problem to be solved by the present case is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional powder manufacturing method. In particular, Patent Documents 1 and 2 described above disclose a method for producing a metal powder using a metal ingot that has been alloyed in advance, and both are production methods in an apparatus in which dissolution and spraying are separated. In addition, the alloy is not specified and is not specified as a Mn-based alloy. The present invention provides a method for producing metal powder using a metal ingot pre-alloyed with respect to a Mn alloy by using a melting / spray integrated melting furnace that uses alumina as a refractory for the melting furnace. It is.

上述した問題を解消するために発明者らは鋭意開発を進めた結果、狙い組成のインゴットを予め作製し、このインゴットを溶解に用いることで、耐火物の損傷を低減させた金属粉末の製造方法を提供するものである。その発明の要旨とするところは、
（１）溶解炉の底部に注湯ノズルを設け、溶解中はノズルからの湯漏れを防止するためにストッパーがセットされた、溶解・噴霧一体型の溶解炉を用いた金属粉末の製造において、Ｍｎ系合金を、予め合金化された金属インゴットを作製し、該金属インゴットを用いて溶解することにより、炉内耐火物の損傷を抑えることでアトマイズを可能にしたことを特徴とする金属粉末の製造法。
（２）前記（１）に記載の溶解炉の耐火物として、アルミナ系のものを用いて溶解・噴霧を行う金属粉末の製造法である。 As a result of diligent development to solve the above-mentioned problems, the inventors made an ingot of a desired composition in advance, and used this ingot for melting, thereby producing a metal powder manufacturing method that reduces damage to refractories. Is to provide. The gist of the invention is that
(1) In the production of metal powder using a melting / spray-integrated melting furnace in which a pouring nozzle is provided at the bottom of the melting furnace and a stopper is set during melting to prevent leakage of the hot water from the nozzle. A metal powder characterized by making a metal ingot pre-alloyed from a Mn-based alloy and melting it using the metal ingot to enable atomization by suppressing damage to the refractory in the furnace. Manufacturing method.
(2) A method for producing metal powder in which an alumina-based material is used for melting and spraying as the refractory for the melting furnace described in (1).

以上述べたように、本発明による溶解炉の底部に注湯ノズルを設け、溶解中はノズルからの湯漏れを防止するためにストッパーがセットされた、溶解・噴霧一体型の溶解炉を用いた金属粉末の製造において、Ｍｎ系合金を、予め合金化された金属インゴットを作製し、この金属インゴットを使用することで炉内耐火物の損傷を抑え、アトマイズを可能にした金属粉末の製造方法を提供することにある。 As described above, a melting and spraying integrated melting furnace in which a pouring nozzle is provided at the bottom of the melting furnace according to the present invention and a stopper is set during melting to prevent leakage of hot water from the nozzle is used. In the production of metal powder, a metal ingot pre-alloyed with an Mn-based alloy is manufactured, and by using this metal ingot, damage to the refractory in the furnace is suppressed and atomization is possible. It is to provide.

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る溶解炉での注湯装置の概略図である。この図に示すように、金属粉末を製造するためのアトマイズに使用される溶解炉１によって予め狙い組成で作製されたインゴットは溶解され、この溶解炉１はその底部に設けられた注湯ノズル２と原料溶解中、注湯ノズル２からの湯漏れを防止するためにストッパー３をセットしており、噴霧の際にはこれを上部に引き上げ、ノズルから出湯させている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of a pouring device in a melting furnace according to the present invention. As shown in this figure, an ingot prepared with a target composition in advance is melted by a melting furnace 1 used for atomization for producing metal powder, and this melting furnace 1 has a pouring nozzle 2 provided at the bottom thereof. During the melting of the raw material, a stopper 3 is set in order to prevent leakage of hot water from the pouring nozzle 2, and when spraying, this is pulled up and discharged from the nozzle.

同時に、注湯ノズル２の下部に設けたアトマイザー４が駆動され、ガスを下に凸の円錐形状に噴霧して、注湯ノズル２から滴下された溶湯を粉化する。すなわち、従来はインゴットを作製せずに原料金属を溶解炉に装入していたために注湯ノズルとストッパーのすり合わせ部が損傷し、湯漏れして注湯ノズルが閉塞しアトマイズ不可能に陥っていた。これを防ぐために、予めインゴットを作製し、この金属インゴットを溶解に使用することで耐火物の損傷を抑えることが可能となった。 At the same time, the atomizer 4 provided at the lower part of the pouring nozzle 2 is driven to spray the gas into a convex conical shape downward, and the molten metal dropped from the pouring nozzle 2 is pulverized. In other words, conventionally, since the raw metal was charged into the melting furnace without producing an ingot, the joining portion of the pouring nozzle and the stopper was damaged, and the pouring nozzle was closed due to leakage of hot water, making it impossible to atomize. It was. In order to prevent this, it has become possible to suppress damage to the refractory by preparing an ingot in advance and using this metal ingot for melting.

以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
高周波誘導真空溶解炉を用いて金属Ｍｎ及び金属Ｃｒを溶解し、鋳型に流し込んでインゴットを作製した。ただし、配合比はＭｎ：Ｃｒ＝６：４であり、溶解した重量は２０ｋｇであった。作製したインゴットはアルゴンガス雰囲気高周波誘導溶解炉を用いて２０ｋｇ全量を溶解し、ストッパーを上部に引き上げ、溶湯出湯・アトマイズを行った。同様にして金属Ｍｎに対して金属Ｃｕ、金属Ａｌ、金属Ｎｉのそれぞれについても評価を行った。その結果を表１に示す。評価方法としては、アトマイズ終了後のストッパーの断面を観察し、溶湯による損傷の有無を確認・表記した。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
The metal Mn and metal Cr were melted using a high-frequency induction vacuum melting furnace and poured into a mold to produce an ingot. However, the blending ratio was Mn: Cr = 6: 4, and the dissolved weight was 20 kg. The produced ingot was melted in an amount of 20 kg using an argon gas atmosphere high-frequency induction melting furnace, the stopper was pulled up, and molten metal was poured out and atomized. Similarly, metal Cu, metal Al, and metal Ni were evaluated for metal Mn. The results are shown in Table 1. As an evaluation method, a cross section of the stopper after the atomization was observed, and the presence or absence of damage due to the molten metal was confirmed and indicated.

（比較例）
高周波誘導真空溶解炉でインゴットを作製せず、アルゴンガス雰囲気高周波誘導溶解炉を用いて金属Ｍｎ及び金属Ｃｒを溶解した。同様に金属Ｍｎに対して金属Ｃｕ、金属Ａｌ、金属Ｎｉのそれぞれについても評価を行った。その結果を表１に示す。 (Comparative example)
Metal Mn and metal Cr were melted using an argon gas atmosphere high frequency induction melting furnace without producing an ingot in a high frequency induction vacuum melting furnace. Similarly, each of metal Cu, metal Al, and metal Ni was evaluated with respect to metal Mn. The results are shown in Table 1.

表１に示すように、純金属溶解とは従来法としてインゴットを用いずに溶解した場合であり、合金溶解とはインゴットを用いて溶解した場合の、ストッパー断面の損傷の有無を確認・表記したものである。その結果、比較例のＭｎを含まない合金系では純金属溶解、合金溶解共にストッパーの損傷はなかったが、Ｍｎ系合金を従来法で溶解した場合は全てにおいて損傷が確認された。しかし、インゴットを用いた場合では損傷なしであり、本発明が、特にＭｎ系合金の溶解・アトマイズに有効であることが判る。 As shown in Table 1, pure metal melting is a case where the conventional method is melted without using an ingot, and alloy melting is a case where the presence or absence of damage on the stopper cross section when melted using an ingot is confirmed and described. Is. As a result, in the alloy system containing no Mn in the comparative example, there was no damage to the stopper in both pure metal melting and alloy melting, but damage was confirmed in all cases where the Mn alloy was melted by the conventional method. However, when the ingot is used, there is no damage, and it can be seen that the present invention is particularly effective for melting and atomizing Mn-based alloys.

本発明に係る溶解炉での注湯装置の概略図である。It is the schematic of the pouring apparatus in the melting furnace which concerns on this invention.

Explanation of symbols

１溶解炉
２注湯ノズル
３ストッパー
４アトマイザー

特許出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人弁理士椎名彊

1 Melting furnace 2 Pouring nozzle 3 Stopper 4 Atomizer

Patent Applicant Sanyo Special Steel Co., Ltd.
Attorney: Attorney Shiina

Claims

In the production of metal powder using a melting and spraying integrated melting furnace, a pouring nozzle is provided at the bottom of the melting furnace, and a stopper is set to prevent leakage of hot water from the nozzle during melting. A metal powder manufacturing method characterized in that atomization is made possible by preparing a metal ingot previously alloyed and melting it using the metal ingot to suppress damage to the refractory in the furnace.

A method for producing a metal powder comprising melting and spraying using an alumina-based material as the refractory for the melting furnace according to claim 1.