JP2774711B2 - Method and apparatus for producing metal powder - Google Patents
Method and apparatus for producing metal powderInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を旋回移動す
る冷却液層中に供給して金属粉末を製造する方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing metal powder by feeding molten metal into a swirling cooling liquid layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】急冷凝固金属粉末は、結晶粒が微細で合
金元素も過飽和に含有させることができるので、例えば
アルミニウムやその合金の急冷凝固粉末によって形成さ
れた押出材は、溶製材では具備することのない優れた材
質特性を有し、機械部品等の素材として注目されてい
る。2. Description of the Related Art A rapidly solidified metal powder has a fine crystal grain and can contain an alloy element in a supersaturated state. For example, an extruded material formed by a rapidly solidified powder of aluminum or an alloy thereof is provided as a molten material. It has excellent material properties without any problems and has attracted attention as a material for machine parts and the like.
【０００３】前記急冷凝固金属粉末の好適な製造方法と
して、回転ドラム法がある。この方法は、図６に示すよ
うに、回転する冷却ドラム61の内周面に冷却液層62を遠
心力の作用で形成し、該冷却液層62に溶融金属を噴出
し、微細に分断して急冷凝固した金属粉末を得る方法で
ある。同図において、63は溶融金属供給容器としてのる
つぼであり、その外周面には加熱用の高周波コイル64が
装着され、その下部側壁にはノズル65が開設されてい
る。前記るつぼ63内の溶融金属66は、該るつぼ63に不活
性ガス67を加圧注入することによって前記ノズル65から
噴出される。そして、冷却ドラム61内の金属粉末は、一
定量溜まると、冷却ドラム61の回転を止め、冷却液と共
に回収され、脱液後、乾燥される。かかる金属粉末の製
造方法は特公平１−49769 号公報に開示されている。[0003] As a preferred method of producing the rapidly solidified metal powder, there is a rotary drum method. In this method, as shown in FIG. 6, a cooling liquid layer 62 is formed on the inner peripheral surface of a rotating cooling drum 61 by the action of centrifugal force, and a molten metal is ejected to the cooling liquid layer 62 to be finely divided. This is a method of obtaining a rapidly solidified metal powder. In the figure, reference numeral 63 denotes a crucible as a molten metal supply container, a high-frequency coil 64 for heating is mounted on the outer peripheral surface thereof, and a nozzle 65 is opened on a lower side wall thereof. The molten metal 66 in the crucible 63 is ejected from the nozzle 65 by injecting an inert gas 67 into the crucible 63 under pressure. Then, when a certain amount of the metal powder in the cooling drum 61 accumulates, the rotation of the cooling drum 61 is stopped, the metal powder is collected together with the cooling liquid, drained, and dried. A method for producing such a metal powder is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-49769.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転ド
ラム法では、いわゆるバッチ式操業となり、生産性が劣
る。そのうえ、粉末回収時に溶融金属の噴出を止めなけ
ればならないため、ノズル65に孔詰りが生じ易いという
問題がある。また、冷却温度を一定にするためには、冷
却液層62の液面に給排用管の管口をセットし、冷却液を
供給、排出して温度制御しなければならないが、温度制
御が困難で、液面の乱れも激しく、粉末粒度や品質にば
らつきが生じ易いという問題がある。However, the rotary drum method is a so-called batch operation, and the productivity is poor. In addition, since the ejection of the molten metal must be stopped at the time of powder recovery, there is a problem that the nozzle 65 is easily clogged with holes. In order to keep the cooling temperature constant, it is necessary to set the inlet and outlet of the supply / drain pipe on the liquid surface of the cooling liquid layer 62 and supply and discharge the cooling liquid to control the temperature. However, there is a problem that it is difficult, the level of the liquid level is severe, and the particle size and quality of the powder tend to vary.
【０００５】更に、微粉末を得るためには、冷却液層62
の流速を大きく、またノズル65からの溶融金属66の噴出
量を少なくすればよいが、前者は冷却ドラム61の回転数
に限度があるため限度があり、又後者もノズル65の孔詰
り防止の点からノズル孔の大きさが制限されるため限度
があり、微粉末が得難いという問題がある。本発明はか
かる問題点に鑑みなされたもので、品質一定の金属粉末
を連続的に製造することができ、しかも微粉末について
も容易に製造することができる金属粉末の製造方法およ
びその装置を提供することを目的とする。Further, in order to obtain fine powder, a cooling liquid layer 62 is required.
It is only necessary to increase the flow rate of the molten metal 66 and to reduce the amount of the molten metal 66 ejected from the nozzle 65.However, the former has a limit because the number of rotations of the cooling drum 61 is limited, and the latter also prevents the nozzle 65 from clogging. From the point of view, the size of the nozzle hole is limited, so there is a limit, and there is a problem that it is difficult to obtain fine powder. The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method and an apparatus for manufacturing a metal powder capable of continuously manufacturing a metal powder having a constant quality and easily manufacturing a fine powder. The purpose is to do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の金属粉末製造方
法は、冷却用筒体の内周面に沿って冷却液を噴出供給し
て筒体内周面に沿って旋回しながら筒体の冷却液排出部
側へと軸方向に移動する冷却液層を形成すると共に、こ
の冷却液層を層厚調節手段によって所要厚さに形成し、
該所要厚さに形成された冷却液層の内側の空間部に溶融
金属を供給し、該溶融金属に冷却液層に指向する液体ジ
ェットを吹き付けて分断すると共に分断された溶融金属
を冷却液層に供給して冷却液層によって再分断し、冷却
凝固させる。According to the metal powder manufacturing method of the present invention, a cooling liquid is jetted and supplied along the inner peripheral surface of a cooling cylinder, and the cooling of the cylinder is performed while rotating along the inner peripheral surface of the cylinder. Liquid discharge section
To form a cooling liquid layer to be moved to the side in the axial direction, this
The cooling liquid layer is formed to a required thickness by a layer thickness adjusting means,
A molten metal is supplied to a space inside the cooling liquid layer formed to the required thickness , and a liquid jet directed toward the cooling liquid layer is sprayed on the molten metal to separate the molten metal, and the separated molten metal is cooled. And then re-divided by the cooling liquid layer to cool and solidify.
【０００７】また、本発明の金属粉末製造装置は、内周
面に沿って冷却液を噴出供給するための冷却液噴出管が
設けられた冷却用筒体と、前記冷却液噴出管より噴出さ
れた冷却液が前記筒体の内周面に沿って旋回しながら筒
体の冷却液排出部側へと軸方向に移動するように形成さ
れた冷却液層を所要厚さに形成するための層厚調節手段
と、この所要厚さに形成された冷却液層の内側の空間部
に溶融金属を供給するための供給容器と、該溶融金属を
分断すると共に分断された溶融金属を冷却液層に供給す
るための液体ジェットを噴出するジェットノズルと、前
記冷却液噴出管に冷却液を供給するための冷却液供給手
段とを備えている。Further, in the metal powder production apparatus of the present invention, a cooling cylinder provided with a cooling liquid ejection pipe for ejecting and supplying a cooling liquid along an inner peripheral surface, and a cooling liquid ejection pipe ejected from the cooling liquid ejection pipe. The cooling fluid swirls along the inner peripheral surface of the cylinder
Layer thickness adjusting means for forming a cooling liquid layer formed so as to move in the axial direction toward the cooling liquid discharge portion side of the body to a required thickness
And a supply container for supplying molten metal to a space inside the coolant layer formed to the required thickness , and a supply container for dividing the molten metal and supplying the separated molten metal to the coolant layer. And a coolant supply means for supplying coolant to the coolant ejection pipe.
【０００８】[0008]
【作用】冷却用筒体の内周面に沿って冷却液噴出管から
噴出供給された冷却液は、筒体の内周面に沿って旋回し
ながら筒体の一端開口に向って移動する。この際、旋回
時の遠心力及び層厚調節手段の作用で所要厚さの、ほぼ
一定内径の冷却液層が筒体内周面に形成される。この冷
却液層は常に新たに供給される冷却液によって形成され
るために一定の温度が容易に維持される。また、温度制
御のために冷却液層の内表面より冷却液を供給、排出す
る必要がないため、冷却液層は乱れが生じにくく、安定
状態が維持される。The cooling liquid jetted and supplied from the cooling liquid jet pipe along the inner peripheral surface of the cooling cylinder moves toward the one end opening of the cylinder while rotating along the inner peripheral surface of the cylinder. At this time, a centrifugal force at the time of turning and the action of the layer thickness adjusting means form a coolant layer having a required thickness and a substantially constant inner diameter on the peripheral surface of the cylinder. Since this cooling liquid layer is always formed by a newly supplied cooling liquid, a constant temperature is easily maintained. Further, since it is not necessary to supply and discharge the cooling liquid from the inner surface of the cooling liquid layer for controlling the temperature, the cooling liquid layer is less likely to be disturbed and a stable state is maintained.
【０００９】前記冷却液層の内側の空間部に溶融金属供
給容器から噴出供給された溶融金属は、ジェットノズル
から冷却液層に指向して噴出された液体ジェットが吹き
付けられて、分断される。一次分断された溶融金属は、
冷却液層に向って飛散し、冷却液層内に注入供給され、
冷却液層の旋回流によって再分断される。従って、液体
ジェットの流速、流量を制御することにより、一次分断
された溶滴の大きさを容易に調整することができ、冷却
液層による再分断と相まって、所期の急冷凝固微粉末を
容易に得ることができる。しかも、冷却液層の温度、表
面状態が均一で安定なため、粉末の品質も安定する。The molten metal jetted and supplied from the molten metal supply container into the space inside the cooling liquid layer is divided by being sprayed with the liquid jet jetted from the jet nozzle toward the cooling liquid layer. Molten metal that has been primarily divided is
Scattered toward the coolant layer, injected into the coolant layer,
It is re-divided by the swirling flow of the cooling liquid layer. Therefore, by controlling the flow rate and flow rate of the liquid jet, the size of the droplets that have been firstly separated can be easily adjusted, and in combination with the re-separation by the cooling liquid layer, the desired rapidly solidified fine powder can be easily formed. Can be obtained. In addition, since the temperature and surface state of the cooling liquid layer are uniform and stable, the quality of the powder is also stable.
【００１０】冷却液層は連続的に形成されるため、溶融
金属を連続的に供給し、液体ジェットを連続的に吹き付
けて分断し、冷却液層に供給することによって、粉末の
連続生産が可能となる。そして、冷却液層内で凝固した
金属粉末は、冷却液と共に筒体の一端開口より連続的に
排出され、均質な金属粉末が連続的に生産される。[0010] Since the cooling liquid layer is formed continuously, continuous production of powder is possible by continuously supplying the molten metal, continuously spraying and breaking the liquid jet, and supplying the molten liquid to the cooling liquid layer. Becomes Then, the metal powder solidified in the cooling liquid layer is continuously discharged together with the cooling liquid from one end opening of the cylindrical body, and a uniform metal powder is continuously produced.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は実施例に係る金属粉末製造装置を示し
ており、内周面に冷却液層9 を形成するための冷却用筒
体1 と、冷却液層9 の内側の空間部23に溶融金属25を流
下供給するための供給容器であるるつぼ15と、前記筒体
1 に冷却液を供給するための手段であるポンプ7 と、流
下した細流状の溶融金属25を溶滴に分断すると共に冷却
液層9 に供給するための液体ジェット26を噴出するジェ
ットノズル24とを備えている。FIG. 1 shows an apparatus for producing metal powder according to an embodiment, in which a cooling cylinder 1 for forming a cooling liquid layer 9 on the inner peripheral surface and a space 23 inside the cooling liquid layer 9 are shown. A crucible 15, which is a supply container for supplying molten metal 25 downflow to the cylindrical body,
A pump 7 as a means for supplying a cooling liquid to the cooling liquid layer 1 and a jet nozzle 24 for dividing a flowing down molten metal 25 into droplets and jetting a liquid jet 26 for supplying the cooling liquid layer 9. It has.
【００１２】前記筒体1 は円筒形状であり、筒体軸心が
鉛直方向に設置されており、その上端開口は蓋体2 によ
り閉塞され、該蓋体2 の中心部には溶融金属を筒体1 の
内部に供給するための開口部3 が形成されている。ま
た、筒体1 の上部には、冷却液噴出管4 が周方向等間隔
に複数個形成され、この噴出管4 の吐出口5 は筒体1 内
周面に沿って接線方向から冷却液を噴出供給できるよう
に開口されている。前記噴出管4 の管軸方向は、筒体軸
心に直交する平面に対して０〜20°程度斜め下方に設定
されている。そして、噴出管4 は、ポンプ7 を介してタ
ンク8 に配管接続されており、タンク8 内の冷却液をポ
ンプ7 によって吸い揚げて噴出管4 から筒体1 内周面側
に噴出供給することにより筒体1 の内周面に、該内周面
に沿って旋回しながら流下する冷却液層9 が形成され
る。タンク8 には、図示省略の補給用の冷却液供給管が
設けられ、またタンク8 内や循環流路の途中に冷却器を
適宜介在させてもよい。冷却液としては一般に水が使用
されるが、油が使用される場合もある。尚、水を用いる
場合、水中の溶存酸素を除去したものを使用するのが望
ましい。酸素の除去処理装置は市販されており、入手容
易である。The cylindrical body 1 has a cylindrical shape, the axial center of the cylindrical body is installed in a vertical direction, the upper end opening is closed by a lid 2, and a molten metal is placed in the center of the lid 2. An opening 3 for supplying the inside of the body 1 is formed. A plurality of coolant jet pipes 4 are formed in the upper part of the cylinder 1 at equal intervals in the circumferential direction, and the discharge port 5 of the jet pipe 4 supplies the coolant from the tangential direction along the inner peripheral surface of the cylinder 1. It is open so that it can be spouted. The pipe axis direction of the jet pipe 4 is set obliquely downward by about 0 to 20 ° with respect to a plane perpendicular to the cylinder axis. The jet pipe 4 is connected to a tank 8 via a pump 7 so that the coolant in the tank 8 can be sucked up by the pump 7 and jetted and supplied from the jet pipe 4 to the inner peripheral surface of the cylinder 1. Thereby, a cooling liquid layer 9 that flows down while rotating along the inner peripheral surface is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical body 1. The tank 8 is provided with a supply coolant supply pipe (not shown), and a cooler may be appropriately provided in the tank 8 or in the middle of the circulation flow path. Water is generally used as the cooling liquid, but oil may be used in some cases. When water is used, it is desirable to use water from which dissolved oxygen has been removed. Oxygen removal treatment equipment is commercially available and easily available.
【００１３】筒体1 の内周面下部には、冷却液層9 の層
厚調整用リング（層厚調節手段）10がボルトによって着
脱、交換自在に取付けられ、このリング10によって冷却
液の流下速度が抑えられて略一定内径の冷却液層9 が容
易に形成される。筒体1 の下端開口には円筒状の液切り
用網体（冷却液排出部）11が連設され、この網体11の下
側には漏斗状の粉末回収容器12が取付けられている。前
記網体11の周囲には該網体11を覆うように冷却液回収カ
バー13が設けられ、この回収カバー13の底部に形成され
た排水口14が配管を介してタンク8 に接続されている。A ring (layer thickness adjusting means) 10 for adjusting the thickness of the coolant layer 9 is attached to the lower part of the inner peripheral surface of the cylindrical body 1 by bolts so as to be detachable and replaceable, and the ring 10 allows the coolant to flow down. The speed is suppressed, and the cooling liquid layer 9 having a substantially constant inner diameter is easily formed. A cylindrical liquid drain net (cooling liquid discharge portion) 11 is continuously provided at the lower end opening of the cylindrical body 1, and a funnel-shaped powder collecting container 12 is attached below the net 11. A coolant recovery cover 13 is provided around the net 11 so as to cover the net 11, and a drain port 14 formed at the bottom of the recovery cover 13 is connected to the tank 8 via a pipe. .
【００１４】筒体1 の上方には溶融金属供給容器である
るつぼ15が配置されており、このるつぼ15は黒鉛や窒化
珪素等の耐火物で形成され、有底円筒状のるつぼ本体16
と、該るつぼ本体16の上端開口を閉塞する蓋体17とを備
えて成る。るつぼ本体16の外周には加熱用の誘導コイル
18が設けられ、るつぼ本体16の底部19には、上下方向に
貫通状のノズル孔20が形成され、該ノズル孔20は蓋体2
の開口部3 に向いている。また、るつぼ15の蓋体17に
は、ＡｒやＮ2 等の不活性ガスの圧媒や圧送された溶融
金属を注入するための注入孔21が形成され、該注入孔21
から不活性ガスを加圧注入することにより、るつぼ15内
の溶融金属22がノズル孔20から開口部3 を介して冷却液
層9 内側の空間部23に噴出される。A crucible 15, which is a molten metal supply container, is disposed above the cylindrical body 1. The crucible 15 is made of a refractory material such as graphite or silicon nitride, and has a bottomed cylindrical crucible body 16.
And a lid 17 for closing the upper end opening of the crucible body 16. An induction coil for heating is provided on the outer periphery of the crucible body 16.
In the bottom portion 19 of the crucible body 16, a vertically penetrating nozzle hole 20 is formed, and the nozzle hole 20 is
Facing the opening 3. The lid 17 of the crucible 15 is formed with an injection hole 21 for injecting a pressure medium of an inert gas such as Ar or N 2 or a molten metal that has been fed.
The molten metal 22 in the crucible 15 is ejected from the nozzle hole 20 to the space 23 inside the cooling liquid layer 9 through the opening 3 by pressurizing and injecting an inert gas from the crucible 15.
【００１５】前記冷却液層9 の内側の空間部23には、
水、油等の液体のジェットを噴出させるジェットノズル
24が筒体1 の蓋体2 の開口部3 を介して挿入され、この
ノズル24の噴出口は、冷却液層9 及びるつぼ15のノズル
孔20から噴出される細流状の溶融金属25に指向されてい
る。尚、ジェットを形成する液体は冷却液層9 を形成す
る冷却液と同じものが好ましいが、必ずしもこれに限る
ものではない。The space 23 inside the cooling liquid layer 9 includes:
Jet nozzle for jetting liquid jets such as water and oil
The nozzle 24 is inserted through the opening 3 of the lid 2 of the cylindrical body 1, and the ejection port of the nozzle 24 is directed to the molten liquid 25 in the form of a stream flowing through the coolant layer 9 and the nozzle hole 20 of the crucible 15. Have been. The liquid forming the jet is preferably the same as the liquid forming the cooling liquid layer 9, but is not necessarily limited thereto.
【００１６】前記冷却液噴出管4 の吐出口5 は冷却用筒
体1 の上部側面に開口しているが、該噴出管4 と層厚調
整用リング10までの距離が長い場合、冷却液の流下速度
の増大により、冷却液層9 の層厚が中央部で凹状になり
易いので、吐出口5 は筒体1の上端と層厚調整用リング1
0の上面との中央位置から前記リング10の上面までの間
に開口させるのがよい。かかる位置に開口しても、吐出
口5 より上方は、遠心力の作用により冷却液が押し上げ
られ、下方とほぼ同様の一定厚さの冷却液層が形成され
る。The discharge port 5 of the cooling liquid jet pipe 4 is opened at the upper side surface of the cooling cylinder 1. When the distance between the jet pipe 4 and the layer thickness adjusting ring 10 is long, the cooling liquid is discharged. Since the thickness of the cooling liquid layer 9 tends to be concave at the center due to an increase in the flow rate, the discharge port 5 is connected to the upper end of the cylinder 1 and the ring 1
It is preferable that the opening be provided between the center of the ring 10 and the upper surface of the ring 10. Even if it is opened at such a position, the cooling liquid is pushed up above the discharge port 5 by the action of centrifugal force, so that a cooling liquid layer having a constant thickness almost the same as the lower part is formed.
【００１７】前記構成において、金属粉末を製造するに
は、先ず、ポンプ7 を作動させて、筒体1 内周面に冷却
液層9 を形成し、次に、るつぼ15内の溶融金属22をノズ
ル孔20から下方に噴出する。このとき、ジェットノズル
24から液体のジェットを高速で噴出させておく。るつぼ
15から噴出された溶融金属25にジェットノズル24から噴
出されたジェット26が吹き付けられ、該溶融金属25が分
断されると共に分断された溶滴が冷却液層9 に向けて飛
散される。この飛散された溶滴は、旋回しながら流下す
る冷却液層9 内に注入され、これによって再分断される
と共に急冷凝固されて金属粉末が製造される。そして、
冷却液層9 中の金属粉末は、冷却液と共に旋回しながら
層厚調整用リング10を越えて流下し、筒体1 の下端開口
より液切り用網体11に入る。ここで、冷却液は遠心力の
作用で網体11から放射状に外方へ飛散し、一次的に脱液
された液分の少ない金属粉末が得られる。この一次脱液
された金属粉末は粉末回収容器12に入り、ここから排出
されて、遠心分離機等の脱液装置により脱液され、乾燥
装置により乾燥される。また、網体11から飛散された冷
却液は回収カバー13を介してタンク8 に戻されて循環使
用される。尚、液体ジェットはガスジェットに比べて冷
却能が大きいが、分断作用も大きいため吐出量はガスに
比べて少なくて済み、一次分断される溶滴の温度低下は
それほど問題にならない。In the above configuration, in order to produce the metal powder, first, the pump 7 is operated to form the cooling liquid layer 9 on the inner peripheral surface of the cylinder 1, and then the molten metal 22 in the crucible 15 is formed. It is ejected downward from the nozzle hole 20. At this time, the jet nozzle
A jet of liquid is jetted at a high speed from 24. Crucible
A jet 26 jetted from a jet nozzle 24 is sprayed on the molten metal 25 jetted from 15, and the molten metal 25 is divided, and the divided droplets are scattered toward the cooling liquid layer 9. The scattered droplets are injected into the cooling liquid layer 9 flowing down while turning, and are thereby re-divided and rapidly solidified to produce metal powder. And
The metal powder in the cooling liquid layer 9 flows down through the layer thickness adjusting ring 10 while rotating together with the cooling liquid, and enters the draining net 11 from the lower end opening of the cylinder 1. Here, the cooling liquid is scattered radially outward from the mesh body 11 by the action of the centrifugal force, and a metal powder with a small amount of liquid that has been temporarily removed is obtained. The primary-dewatered metal powder enters the powder recovery container 12, is discharged therefrom, is de-liquidized by a de-watering device such as a centrifuge, and is dried by a drying device. The coolant scattered from the net 11 is returned to the tank 8 via the recovery cover 13 and is circulated. In addition, the liquid jet has a higher cooling capacity than the gas jet, but also has a large dividing action, so that the ejection amount is smaller than that of the gas, and the temperature drop of the primary divided droplet does not cause much problem.
【００１８】図２は金属粉末製造装置の他の実施例を示
しており、前記実施例の製造装置と同部材は同符号で示
している。該実施例では、冷却用筒体1 の内周面に、冷
却液噴出管4 の吐出口5 が上下方向に複数段開口してい
る。冷却液噴出管4 の段数、間隔は、筒体内径、冷却液
の吐出量、噴出圧力、下側の層厚調整用リング10の設定
距離等により異なるが、ほぼ一定内径の冷却液層9 が得
られるように適宜の段数を略等間隔に設ければよい。こ
の実施例では、層厚調整用リング10の上部に冷却液噴出
管4 が複数段設けられているので、前記リング10の上部
で冷却液の流下速度の増大による冷却液層9の層厚の減
少を防止することができ、筒体1 の内周面にほぼ一定内
径、一定旋回流速の冷却液層9 を長い範囲で容易に形成
することができ、冷却域を長範囲に設けることができ
る。尚、図２に示すように、冷却液噴出管4 の隣接する
段間に、各々層厚調整用リング10A を設けてもよい。こ
れによって、冷却液層9 の層厚、流速をより一層安定さ
せることができる。また、冷却液噴出管4 を一段とし、
層厚調整用リングを複数段設けるだけでも、冷却液層9
の層厚の減少を防止する効果がある。FIG. 2 shows another embodiment of the apparatus for producing metal powder, and the same members as those of the apparatus of the above embodiment are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a plurality of discharge ports 5 of a cooling liquid ejection pipe 4 are vertically opened on the inner peripheral surface of the cooling cylinder 1. The number and intervals of the cooling liquid ejection pipes 4 vary depending on the inner diameter of the cylinder, the discharge amount of the cooling liquid, the ejection pressure, the set distance of the lower layer thickness adjusting ring 10, and the like. An appropriate number of stages may be provided at substantially equal intervals so as to be obtained. In this embodiment, since the cooling liquid jet pipe 4 is provided in a plurality of stages above the layer thickness adjusting ring 10, the layer thickness of the cooling liquid layer 9 due to an increase in the flow rate of the cooling liquid above the ring 10 is increased. The cooling layer 9 having a substantially constant inner diameter and a constant swirling flow velocity can be easily formed on the inner peripheral surface of the cylindrical body 1 in a long range, and the cooling region can be provided in a long range. . Incidentally, as shown in FIG. 2, a layer thickness adjusting ring 10A may be provided between adjacent stages of the cooling liquid ejection pipe 4. Thereby, the layer thickness and the flow velocity of the cooling liquid layer 9 can be further stabilized. In addition, the cooling liquid ejection pipe 4 is one stage,
Even if multiple layers of layer thickness adjustment rings are provided, the cooling liquid layer 9
Has the effect of preventing the layer thickness from decreasing.
【００１９】また、図２の実施例では、網体11の内周面
に流下緩衝用のフランジ28がボルト等によって着脱自在
に付設されている。該フランジ28により、冷却液の流下
スピードが遅くなり、より長時間の脱液が可能になると
共に、流下エネルギーを周方向の回転エネルギーとして
有効利用することによって遠心脱液を効果的に行うこと
ができる。Further, in the embodiment of FIG. 2, a flange 28 for buffering the flow-down is provided on the inner peripheral surface of the net 11 so as to be detachable by bolts or the like. By the flange 28, the flow speed of the cooling liquid is slowed down, and the liquid can be removed for a longer time, and the centrifugal liquid removal can be effectively performed by effectively utilizing the flowing energy as the rotational energy in the circumferential direction. it can.
【００２０】図３は金属粉末製造装置の第三の実施例を
示しており、該実施例では、冷却用筒体1 は筒体軸心が
傾斜して配置されており、その内周面に形成された冷却
液層9 の内側の空間部23において液体ジェット26がＶ形
に交差するように２本のジェットノズル24,24 が設けら
れている。前記ジェットノズル24,24 のノズル開口はス
リット形であり、ジェット26も一定の幅を有する膜状と
なっており、その交差状態における断面が図のようにＶ
形となっている。そして、Ｖ形ジェットの交差域に溶融
金属25がるつぼ15のノズル孔20から流下し、一次的に分
断されている。かかるＶ形ジェットによれば、一次分断
効果に優れ、また溶融金属25の流下位置が少々ずれても
一次分断された溶滴を交差域から冷却液層9 の内周面の
特定範囲に飛散させて注入することができる。尚、線状
ジェットを噴出するジェットノズルを逆円錐形状に複数
個配置し、逆円錐形状の線状ジェットの集合体を形成
し、その交差域に溶融金属を供給するようにしても同様
の効果を得ることができる。FIG. 3 shows a third embodiment of the apparatus for producing metal powder. In this embodiment, the cooling cylinder 1 is arranged so that the axis of the cylinder is inclined. Two jet nozzles 24, 24 are provided so that the liquid jet 26 intersects the V shape in the space 23 inside the formed cooling liquid layer 9. The nozzle openings of the jet nozzles 24, 24 are slit-shaped, and the jet 26 is also in the form of a film having a constant width.
It has a shape. Then, the molten metal 25 flows down from the nozzle hole 20 of the crucible 15 into the intersection area of the V-shaped jet, and is temporarily separated. According to such a V-shaped jet, the primary dividing effect is excellent, and even if the flowing position of the molten metal 25 slightly shifts, the primary divided droplet is scattered from the intersection area to a specific area on the inner peripheral surface of the cooling liquid layer 9. Can be injected. A similar effect can be obtained by arranging a plurality of jet nozzles for ejecting linear jets in an inverted conical shape, forming an aggregate of inverted conical linear jets, and supplying molten metal to the intersection area. Can be obtained.
【００２１】なお、前記各実施例では、冷却用筒体とし
て円筒状のものを示したが、これに限らず、例えば内周
面が上方に向けてラッパ状に拡開した回転放物面で形成
された漏斗形状（層厚調節手段）や切頭逆円錐形状（層
厚調節手段）としてもよい。この場合、層厚調整用リン
グを取付けなくても、一定内径の冷却液層を形成するこ
とができる。また、冷却用筒体は、図例では、その筒体
軸心が鉛直ないし斜め方向となるように配置したものを
示したが、これに限るものではなく、冷却水の噴出速度
が十分で筒体内周面に遠心力の作用で冷却液層9 が形成
される限り、筒体軸心の方向は問わない。In each of the above embodiments, the cylindrical cooling member is shown as a cylindrical one. However, the present invention is not limited to this. For example, a rotating paraboloid whose inner peripheral surface is opened in a trumpet shape upward. Formed funnel shape (layer thickness adjusting means) or truncated inverted cone shape (layer
(Thickness adjusting means) . In this case, the thickness adjustment phosphor
A cooling liquid layer having a constant inner diameter can be formed without attaching a plug . Further, in the illustrated example, the cooling cylinder is arranged such that the axis of the cylinder is vertical or oblique. However, the present invention is not limited to this. As long as the cooling liquid layer 9 is formed on the peripheral surface of the body by the action of centrifugal force, the direction of the axis of the cylindrical body does not matter.
【００２２】また、図例では、層厚調整用リング10は断
面方形状であるが、これに限らず、例えばリング上面の
外周縁から下面の内周縁にかけて漸次縮径する流線形曲
面で形成してもよい。また、るつぼ15内の溶融金属22
は、圧媒を作用させて加圧することによりノズル孔20か
ら噴出したが、圧媒を作用させることなく、溶融金属22
自体に作用する重力（自重) によりるつぼ15内の下部の
溶融金属22を加圧状態とし、ノズル孔20から噴出（流
出) するようにしてもよい。In the illustrated example, the layer thickness adjusting ring 10 has a rectangular cross section. However, the present invention is not limited to this. For example, the ring 10 may be formed as a streamline curved surface whose diameter gradually decreases from the outer peripheral edge of the upper surface of the ring to the inner peripheral edge of the lower surface. You may. In addition, the molten metal 22 in the crucible 15
Was ejected from the nozzle hole 20 by applying pressure by applying a pressure medium, but the molten metal 22
The lower portion of the molten metal 22 in the crucible 15 may be pressurized by gravity (self-weight) acting on itself, and may be ejected (outflow) from the nozzle hole 20.
【００２３】また本発明は、Ａｌ合金やＭｇ合金等の軽
量金属粉末の製造に限らず、鉄やその合金等の金属粉末
の製造に適用できることは勿論である。以上説明した金
属粉末製造装置を備え、溶融金属の供給から金属粉末の
製造、脱液、乾燥を一貫して行うための金属粉末連続生
産設備の一例の全体構成図を図４および図５に示す。本
例によると、連続注湯装置31から圧送された溶融金属
は、既述の金属粉末製造装置32、連続脱液機33および連
続乾燥装置34を経て、製品金属粉末とされる。The present invention is not limited to the production of lightweight metal powders such as Al alloys and Mg alloys, but can of course be applied to the production of metal powders such as iron and its alloys. FIGS. 4 and 5 show an overall configuration diagram of an example of a continuous metal powder production facility that includes the metal powder production apparatus described above and that performs production, dewatering, and drying of a metal powder from supply of a molten metal. . According to this example, the molten metal pumped from the continuous pouring device 31 passes through the above-described metal powder producing device 32, the continuous dewatering device 33, and the continuous drying device 34, and is turned into product metal powder.
【００２４】前記連続注湯装置31は、耐火性断熱材で形
成された本体容器36を備え、該容器36には蓋体37により
密閉自在とされた金属溶湯供給口38が開設され、不活性
ガス等の圧媒供給管39、容器内の溶融金属43の排出管40
が設けられており、底部には誘導加熱用コイル41を有す
る凹部42が設けられている。該コイル41によって、容器
36内の溶融金属43は温度制御が行われ、圧媒供給管39よ
り注入されるアルゴンガス等の不活性ガスにより排出管
40を介して金属粉末製造装置32のるつぼ15へ圧送され
る。排出管40は、断熱層の形成やインダクションヒータ
等の適宜の保温手段により保温される。The continuous pouring apparatus 31 includes a main body container 36 made of a fire-resistant heat insulating material. The container 36 is provided with a metal melt supply port 38 which can be sealed by a lid 37 and is inactive. Pressure medium supply pipe 39 for gas etc., discharge pipe 40 for molten metal 43 in vessel
And a concave portion 42 having an induction heating coil 41 is provided at the bottom. By the coil 41, the container
The temperature of the molten metal 43 in the 36 is controlled, and the molten metal 43 is discharged by an inert gas such as argon gas injected from the pressure medium supply pipe 39.
It is pressure-fed to the crucible 15 of the metal powder production device 32 via 40. The discharge pipe 40 is kept warm by an appropriate heat keeping means such as formation of a heat insulating layer and an induction heater.
【００２５】前記金属粉末製造装置32によって製造され
た金属粉末は、液切り用網体11によって一次脱液された
後の残留冷却液と共に粉末回収容器12を介して連続脱液
機33に供給され、遠心力の作用で脱液される。連続脱液
機33は、上方に拡径した回転ドラム45を備え、該ドラム
45の中間部周壁は多数の細孔を有するスクリーンプレー
トで形成され、内周面には脱水後の粉末を上方へ送り出
すための凸状リブ46が多数形成されている。回転ドラム
45の外周面側には冷却液回収カバー47が設けられてお
り、脱液された冷却液は、その底部よりタンク8 に回収
される。また、回転ドラム45の上部には金属粉末回収カ
バー48が設けられ、排出シュート49が付設されている。The metal powder produced by the metal powder producing apparatus 32 is supplied to the continuous dewatering machine 33 via the powder recovery container 12 together with the residual cooling liquid after the primary dewatering by the liquid drainage net 11. , Liquid is removed by the action of centrifugal force. The continuous liquid removing machine 33 includes a rotating drum 45 having a diameter increased upward.
The peripheral wall of the intermediate portion 45 is formed of a screen plate having a large number of pores, and a large number of convex ribs 46 for sending out the dewatered powder upward are formed on the inner peripheral surface. Rotating drum
A cooling liquid recovery cover 47 is provided on the outer peripheral surface side of 45, and the drained cooling liquid is recovered in the tank 8 from the bottom thereof. A metal powder collecting cover 48 is provided above the rotating drum 45, and a discharge chute 49 is provided.
【００２６】連続脱液機33の排出シュート49より排出さ
れた湿潤金属粉末は引き続いて連続乾燥装置34に供給さ
れる。連続乾燥装置34は、多数の細孔を有する流動床51
を有する乾燥容器52と、該容器52の上部より湿潤原料を
供給するためのロータリーフィーダーを有する供給装置
53と、容器52の下部より熱風を供給するための熱風発生
装置54と、容器52上部より排出した排風より微粉を捕収
するためのサイクロン55とを備えており、容器52の上部
および下部側壁には排出管56が付設されている。The wet metal powder discharged from the discharge chute 49 of the continuous liquid remover 33 is subsequently supplied to the continuous drying device 34. The continuous drying device 34 includes a fluidized bed 51 having a large number of pores.
And a supply device having a rotary feeder for supplying a wet raw material from the upper portion of the container 52
53, a hot air generator 54 for supplying hot air from the lower part of the container 52, and a cyclone 55 for collecting fine powder from the exhaust air discharged from the upper part of the container 52, and the upper and lower parts of the container 52 A discharge pipe 56 is provided on the side wall.
【００２７】乾燥容器52内では流動層57が形成されてお
り、湿潤金属粉末は、流動層57中で熱風と激しく混合さ
れ、熱交換され、速やかに乾燥されて、通常オーバーフ
ローにより排出管56を介して外部に取り出される。尚、
本発明を実施するに際しては、連続注湯装置、連続脱液
機、連続乾燥装置は既述のものに限らず、市場に供給さ
れている適宜のものを使用することができる。In the drying vessel 52, a fluidized bed 57 is formed, and the wet metal powder is mixed vigorously with hot air in the fluidized bed 57, heat-exchanged, and dried quickly. Taken out to the outside. still,
In carrying out the present invention, the continuous pouring device, the continuous dewatering device, and the continuous drying device are not limited to those described above, and appropriate devices supplied to the market can be used.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、冷却用筒体の内周面に
沿って冷却液を噴出供給して、筒体内周面に沿って旋回
しながら移動する冷却液層を形成するので、冷却液層の
温度を容易に一定に保持することができ、液面の乱れも
生じにくい。そして、この冷却液層中に溶融金属を供給
するので、溶融金属の連続供給が可能となり、品質一定
の急冷凝固粉末を連続的に製造することができ、バッチ
処理の際に問題となる溶融金属噴出用ノズルの孔詰りの
おそれもない。According to the present invention, the cooling liquid is ejected and supplied along the inner peripheral surface of the cooling cylinder to form a cooling liquid layer which moves while rotating along the inner peripheral surface of the cylinder. The temperature of the cooling liquid layer can be easily kept constant, and the liquid level is hardly disturbed. Then, since the molten metal is supplied into the cooling liquid layer, continuous supply of the molten metal becomes possible, and it is possible to continuously produce rapidly solidified powder of constant quality, which is a problem during batch processing. There is no risk of clogging of the ejection nozzle.
【００２９】また、溶融金属を冷却液層に供給するに際
して、冷却液層の内側の空間部に溶融金属を供給し、こ
れに冷却液層に指向する液体ジェットを吹き付けて一次
分断し、分断された溶融金属を冷却液層に飛散供給して
二次分断するので、冷却速度が大きい微粉末を容易に製
造することができる。一方、高品質の金属粉末を得るに
は、冷却液層に供給した溶融金属を急速に冷却しなけれ
ばならないが、それには安定した所要厚さの冷却液層を
形成する必要がある。すなわち、冷却液は筒体の内面に
沿って周方向に移動し、冷却液層に入った溶融金属の粒
子は遠心力を受けて筒体の径方向外方へと移動する。こ
の冷却液と溶融金属の粒子との運動方向の違いにより、
冷却液中で溶融金属の粒子の冷却を阻害する粒子表面の
蒸気膜が剥離し、熱伝達率がより大きくなって、冷却効
率の向上が図れることとなり、冷却液の冷却効果を最大
限に利用できるのであるが、この作用効果を奏するため
には、安定した所要厚さの冷却液層が必要とされるので
ある。また、生産性をも考慮して冷却効率の向上を図る
には、溶融金属の供給に対して充分な液量の冷却液を確
保する必要もあり、この観点からも所要厚さの冷却液層
が必要とされる。 When the molten metal is supplied to the cooling liquid layer, the molten metal is supplied to a space inside the cooling liquid layer, and a liquid jet directed toward the cooling liquid layer is sprayed on the molten metal to firstly separate the molten metal. Since the melted metal is scattered and supplied to the cooling liquid layer to be secondarily divided, fine powder having a high cooling rate can be easily produced. Meanwhile, to obtain high quality metal powder
Must rapidly cool the molten metal supplied to the coolant layer.
It must have a stable coolant layer of the required thickness.
Need to be formed. That is, the cooling liquid is applied to the inner surface of the cylinder.
Molten metal particles moving in the circumferential direction along the
The child moves radially outward of the cylindrical body under the centrifugal force. This
Due to the difference in the direction of movement between the cooling liquid and the molten metal particles,
The surface of the particles that inhibits cooling of the molten metal particles in the coolant
The vapor film peels off, increasing the heat transfer coefficient,
Efficiency can be improved, and the cooling effect of the coolant is maximized.
It can be used only for
Requires a stable coolant layer of the required thickness
is there. Also, improve cooling efficiency in consideration of productivity.
Supply a sufficient amount of coolant to supply molten metal.
It is necessary to maintain the cooling liquid layer of the required thickness from this viewpoint.
Is required.
【００３０】本発明では、特に、層厚調節手段により、
安定した所要厚さの冷却液層を確保 することができの
で、冷却液層に供給した溶融金属を大きな冷却速度で急
冷凝固させることができ、これにより高品質の金属粉末
を得ることができるという効果を奏する。 In the present invention, in particular, the layer thickness adjusting means
It is possible to secure a stable cooling liquid layer of the required thickness .
The molten metal supplied to the cooling liquid layer at a high cooling rate.
It can be cold solidified, which allows high quality metal powder
Is obtained.
【図１】実施例に係る金属粉末製造装置の要部断面全体
配置図である。FIG. 1 is an overall layout view of a main section of a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment.
【図２】他の実施例に係る同装置の要部断面全体配置図
である。FIG. 2 is an overall layout view of a main part of the device according to another embodiment.
【図３】第三の実施例に係る同装置の要部断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view of a main part of the device according to a third embodiment.
【図４】連続注湯装置の断面説明図である。FIG. 4 is a sectional explanatory view of a continuous pouring apparatus.
【図５】金属粉末連続生産設備の全体配置図である。FIG. 5 is an overall layout view of a continuous metal powder production facility.
【図６】従来の金属粉末製造装置の要部断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a main part of a conventional metal powder manufacturing apparatus.
１ 冷却用筒体 ４ 冷却液噴出管 ７ ポンプ（冷却液供給手段) ９ 冷却液層 15 るつぼ（供給容器) 23 空間部 24 ジェットノズル 25 溶融金属 26 液体ジェット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling cylinder 4 Coolant ejection pipe 7 Pump (coolant supply means) 9 Coolant layer 15 Crucible (supply container) 23 Space 24 Jet nozzle 25 Molten metal 26 Liquid jet
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−82702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−41707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−156205（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−39368（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−39364（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 9/10 B22F 9/08Continuation of front page (56) References JP-A-55-82702 (JP, A) JP-A-61-41707 (JP, A) JP-A-62-156205 (JP, A) JP-B-61-39368 (JP, A) , B2) JP-B 61-39364 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B22F 9/10 B22F 9/08
Claims (2)
出供給して筒体内周面に沿って旋回しながら筒体の冷却
液排出部側へと軸方向に移動する冷却液層を形成すると
共に、この冷却液層を層厚調節手段によって所要厚さに
形成し、該所要厚さに形成された冷却液層の内側の空間
部に溶融金属を供給し、該溶融金属に冷却液層に指向す
る液体ジェットを吹き付けて分断すると共に分断された
溶融金属を冷却液層に供給して冷却液層によって再分断
し、冷却凝固させることを特徴とする金属粉末製造方
法。A cooling liquid is ejected and supplied along an inner peripheral surface of a cooling cylinder to cool the cylinder while rotating along a peripheral surface of the cylinder.
Formed into the liquid discharge side cooling liquid layer moving axially Then
In both cases, this cooling liquid layer is adjusted to the required thickness by the layer thickness adjusting means.
Forming, supplying a molten metal to the space inside the cooling liquid layer formed to the required thickness , spraying a liquid jet directed toward the cooling liquid layer on the molten metal, and separating the molten metal. A method for producing a metal powder, comprising supplying to a cooling liquid layer, re-dividing by the cooling liquid layer, and cooling and solidifying.
めの冷却液噴出管が設けられた冷却用筒体と、前記冷却
液噴出管より噴出された冷却液が前記筒体の内周面に沿
って旋回しながら筒体の冷却液排出部側へと軸方向に移
動するように形成された冷却液層を所要厚さに形成する
ための層厚調節手段と、この所要厚さに形成された冷却
液層の内側の空間部に溶融金属を供給するための供給容
器と、該溶融金属を分断すると共に分断された溶融金属
を冷却液層に供給するための液体ジェットを噴出するジ
ェットノズルと、前記冷却液噴出管に冷却液を供給する
ための冷却液供給手段とを備えていることを特徴とする
金属粉末製造装置。2. A cooling cylinder provided with a cooling liquid ejection pipe for ejecting and supplying a cooling liquid along an inner peripheral surface, and a cooling liquid ejected from the cooling liquid ejection pipe is provided inside the cylinder. A cooling liquid layer formed to move in the axial direction toward the cooling liquid discharge portion side of the cylinder while rotating along the peripheral surface is formed to a required thickness.
Thickness control means for supplying a molten metal to a space inside the cooling liquid layer formed to the required thickness, and a liquid container for dividing the molten metal and cooling the divided molten metal. An apparatus for producing metal powder, comprising: a jet nozzle for jetting a liquid jet for supplying a liquid layer; and a coolant supply means for supplying a coolant to the coolant ejection pipe.
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