JP2877742B2 - 急冷凝固金属粉末の製造方法及び製造装置 - Google Patents
急冷凝固金属粉末の製造方法及び製造装置Info
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Description
属溶湯を高速移動する冷却液層中に供給することによ
り、溶湯を急冷凝固させて金属粉末を製造する急冷凝固
金属粉末の製造方法及び製造装置に関する。
れる構造の装置があり、101 はコップ状の有底回転ドラ
ムで、上面に開口部102 が備えられている。回転ドラム
101 の底部103 中心下面側にはモータ等の駆動装置によ
って回転駆動される回転駆動軸104 が連結されており、
回転駆動軸104 の回転に伴って回転ドラム101 は上下方
向の軸心回りに回転駆動される。また回転ドラム101 内
には冷却液としての冷却水105 が収容されている。
側には噴射ノズル107 が開孔形成されており、上端部の
投入口108 には密閉用の蓋体109 が着脱自在に装着され
ている。また蓋体109 には噴射ルツボ106 内に連通する
連通路110 が形成されており、アルゴンガス等の加圧圧
媒が噴射ルツボ106 内に供給できるよう構成されてい
る。
加熱装置としての高周波加熱コイルで、噴射ルツボ106
の上下方向略全長に亘って設置されている。そして、回
転ドラム101 を回転させれば、回転遠心力により内周面
側に水105が層状に張り付き保持される。一方、噴射ル
ツボ106 内には、高周波加熱コイル111 の作動により溶
解されて所定温度に加熱された金属溶湯112 が収容さ
れ、加圧圧媒による内圧上昇によって金属溶湯112 は噴
射ノズル孔107 を通じて噴出飛散され、前記高速移動す
る水105 の層の内周面側に衝突させることにより溶湯粒
子が急速冷却され、凝固し、ここに金属粉末が得られる
方法が採用されていた。
法によれば、回転ドラム101 の水105 内に噴出されて冷
却凝固した金属粉末が所定量に達すれば、一旦、回転ド
ラム101 の回転を停止して、製造された金属粉末を回転
ドラム101 内より取出す必要がある、所謂バッチ方式で
あるため、連続して金属粉末を製造することができず、
生産性が悪い欠点があった。
5 が回転され、回転ドラム101 の内周面側に回転遠心力
によって水105 が層状に張り付き保持される方法であ
り、従って回転ドラム101 の内周面側に形成された高速
移動する水105 の層は、図4に示される如く、溶湯粒子
ないし、半凝固粒子が遠心力によりドラム内面に達する
と水105 の厚さ方向に対して相対的に静止状と考えられ
る水105 中内に金属溶湯112 が供給された状態と同等と
なり、溶湯粒子113 の周囲に発生する蒸気が離脱され難
く、冷却効率が悪い欠点があった。
れるため、この部分の水温が部分的に上昇し、冷却速度
がばらつく原因にもなっている。
効率のよい、しかも連続して急冷凝固金属粉末の製造が
可能な製造方法及びその製造装置を提供することを目的
とする。
に、本発明は次の技術的手段を講じた。 すなわち、本発
明の方法は、冷却容器1 に形成された冷却液層12中に金
属溶湯18を供給し、急冷凝固させて金属粉末を得る急冷
凝固金属粉末の製造方法において、前記冷却容器1 の容
器内周面の周方向に沿って冷却液6 を連続的に噴出させ
ることにより、当該冷却液6 の旋回流よりなる中心側が
空洞とされた冷却液槽12を前記冷却容器1 の内周面に形
成し、 この旋回流よりなる冷却液層12に向かって前記金
属溶湯18を噴射ノズル孔16から直に供給することによ
り、当該金属溶湯18を急冷凝固させて金属粉末を得るこ
とを特徴とする。
装置は、容器内周面の周方向に沿って冷却液6 を噴出さ
せる冷却液供給手段10を有する冷却容器1 と、 前記冷却
液供給手段10に冷却液6 を連続的に供給することによ
り、当該冷却液 6 の旋回流よりなる中心側が空洞とされ
た冷却液層12を前記冷却容器1 の内周面に形成させる旋
回流発生手段11と、 前記旋回流よりなる冷却液層12に向
かって金属溶湯18を噴射ノズル孔16から直に供給する溶
湯供給手段14と、を備えたものである。
に沿って冷却液6 を連続的に噴出させることにより、中
心側が空洞になった状態で冷却容器1 の内周面を旋回し
ながら流下する冷却液層12を形成し、この冷却液層12に
向かって噴射ノズル孔16から直に金属溶湯18を順次供給
するようにしている。
6 を連続的に供給するだけで同容器1 内に冷却液層12を
形成でき、従来のように底部が閉塞された冷却容器1 そ
のものを回転させる必要がないので、急冷凝固金属粉末
を連続して製造できるようになるとともに、装置のコン
パクト化が図れる。
の流速は旋回中心に向かうに従って高速となる傾斜速度
分布となっているため、冷却液層12中に浸入した溶湯粒
子に回転運動が付与され、かつ、溶湯粒子ないし半凝固
粒子が冷却容器1の内面に到達しても水と一緒に移動す
ることになる。このため、粒子の周囲に発生する蒸気が
同粒子から良好に離脱し、溶湯粒子の冷却速度が向上す
る。
造装置について説明すると、図1において、1 は冷却容
器で、上部に内周面が下方向に漸次径小とされた漏斗部
2を有し、漏斗部2 下端には下方向に漸次径大とされた
拡径部3 が延設状に備えられ、漏斗部2 の上端は中心に
適宜大きさの導入孔4 を有する蓋部5 で閉塞状とされて
いる。
た状態で、冷却容器1 は固定状に設置されている。また
冷却容器1 下端は、適宜、冷却液としての冷却水6 が収
容されるタンク7 に接続状とされている。8 は拡径部3
の下部に着脱自在もしくは固定状に装着されたメッシュ
部材で、冷却水6 を下方に通過可能として拡径部3 下部
を上下方向に仕切ると共に、一側方に傾斜状に配設さ
れ、傾斜方向下端側の拡径部3 周壁には急冷凝固された
金属粉末の案内口9 が適宜形成されている。
しくは若干中心向きに傾斜( 例えば接線方向に対し、θ
=0 〜20°程度) する冷却液導入路10が設けられてお
り、高圧ポンプ11の吐出口と冷却液導入路10とが配管接
続されている。また高圧ポンプ11の吸込口は前記タンク
7 内の冷却水6 を吸引すべく配管接続されている。そし
て高圧ポンプ11の作動により、タンク7 内の冷却水6 を
吸引して漏斗部2の上端部外周側より噴出供給し、旋回
流を形成する。この冷却水6 の旋回による遠心力作用
で、漏斗部2 の内周面に沿って、中心側が空洞とされた
層状の旋回冷却液層12を形成しながら流下し、ここに冷
却液供給機構を構成する。流下した冷却水6 はメッシュ
部材8 を通過してタンク7 内に戻される。
途中に冷却水を冷却するための冷却器を適宜介在する方
式としてもよい。14は金属溶湯供給機構としての噴射ル
ツボで、有底円筒状に形成された黒鉛や窒化珪素等の耐
火物よりなり、上部には従来同様、蓋体や加圧圧媒供給
部が設けられている。また噴射ルツボ14の底部15には噴
射ノズル孔16が形成されている。17は噴射ルツボ14の外
周に設けられた加熱装置としての高周波加熱コイルであ
る。
射ルツボ14内に収容されたアルミ合金等の金属塊を溶解
して所定温度に加熱されたアルミ合金等の金属溶湯18と
し、不活性ガス等の加圧圧媒による内圧上昇によって金
属溶湯18は噴射ノズル孔16より噴出飛散され、導入孔4
を通じて、漏斗部2 内周面側に張り付き状に形成された
旋回冷却液層12の内周面側より該冷却液層12中に供給さ
れる。
末を製造する方法について説明する。まず、高圧ポンプ
11を作動させ、冷却容器1 の漏斗部2 内周面に高速移動
しながら流下する旋回冷却液層12を形成する。次に、噴
射ルツボ14内の所定温度とされた金属溶湯18を噴出飛散
させ、旋回冷却液層12の内周面側より該冷却液層12中に
供給する。
子が急速冷却され、凝固し、ここに金属粉末が得られ
る。そして金属粉末は冷却水6 と共に流下し、冷却容器
1 下部のメッシュ部材8 で受け止められて、メッシュ部
材8 の傾斜方向下方側に移動され案内口9 より排出案内
されて、適宜回収される。
てタンク7 内に戻され、循環使用される。以上の製造方
法によれば、金属溶湯18を連続状に供給すれば、連続し
て急冷凝固金属粉末を順次製造することが可能となり、
生産性が向上する。また、固定状に設置された冷却容器
1 の漏斗部2 上端部外周側より、冷却水6を噴出供給し
て高速移動する旋回冷却液層12を形成する方法であるた
め、ポテンシャルフローの原理によって流速は旋回中心
からの距離に反比例し、図2に示される如く、旋回冷却
液層12の厚さ方向の速度V1, V2, V3, V4……は旋回中心
側がより高速となる所謂傾斜速度分布となり、この傾斜
速度分布の流れの旋回冷却液層12中にその内周面側より
溶湯粒子19が供給された状態となる。
異なるため、溶湯粒子19は回転運動を付与されるととも
に冷却容器内面に溶湯粒子ないし、半凝固粒子が達して
も水と同様に移動するため、溶湯粒子19の周囲に発生す
る蒸気は溶湯粒子19の回転により良好に離脱し、ここに
溶湯粒子19の冷却速度が向上し、熱伝達率がより大きく
なり冷却効率の向上が図れ、冷却能の高い高品質の急冷
凝固金属粉末が得られる。
に設置し、冷却水6 を噴出供給して旋回冷却液層12を形
成する方式であり、従来の如く、回転ドラム101 内に冷
却水を収容し、回転ドラム101 自体を回転させて冷却液
層を形成する方式と比較して、装置自体をコンパクトに
構成できる利点がある。尚、上記実施例において、噴射
ルツボ14より金属溶湯18を噴出飛散させる構造を示して
いるが、ルツボ下端の孔部より金属溶湯18を旋回冷却液
層12中に落下させる重力落下方式としてもよい。また漏
斗部2 の軸心を傾斜状に設置したものを示しているが、
前記軸心を上下方向として設置し、金属溶湯18を傾斜方
向から噴出飛散させる方式としてもよい。さらに高圧ポ
ンプ11の吐出量や吐出圧、漏斗部2 の形状、大きさ等は
適宜決定すればよい。
1.0 m3 /min 吐出圧20kg/cm3 程度のものを使用し、
漏斗部2 の内周面の半径はr=(C/√y)+γ
0 (C,γ0 は定数、y は下方向に大) として形成し、
漏斗部2 上端部直径を約300mm 、高さを約200mm 、下端
部直径を約104mm とし、冷却液導入路10の内径を約30mm
とし、旋回冷却液層12の内周面直径が約60mmとなるよう
漏斗部2 の上端部外周側より流速12m/sec で冷却水6
を噴出供給すれば、旋回冷却液層12の内周面側における
表面流速は約60m/sec となり、この表面での遠心加速
度αは
れ、従来の回転ドラム101 方式では、500 〜600G程度で
あったことと比較すると、より大きな遠心加速度αが得
られ、溶湯粒子19は急速に旋回冷却液層12中に浸透し、
急冷却されることが理解できる。そして溶湯落下方式で
アルミ合金の金属粉末を製造すれば、例えば落下溶湯径
がφ3mmの場合7.5 kg/min 、φ4mmの場合16kg/min
程度処理できる。
ば、静止した冷却容器1 内に冷却液6を連続的に供給す
るだけで同容器1 内に冷却液層12を形成できるので、急
冷凝固金属粉末を連続して製造することができる。 ま
た、旋回している冷却液層12に向かって噴射ノズル孔16
から直に金属溶湯18を供給するので、溶湯粒子の周囲に
発生する蒸気が同粒子から離脱しやすく、しかも、金属
溶湯18は常に冷却容器1 に対して流れている新鮮な冷却
液6 に供給されることになるので、金属溶湯18の冷却効
率を向上することができる。
えて、冷却容器1 そのものを回転させる必要がないの
で、装置のコンパクト化が図れるという利点がある。
全体概略説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 冷却容器(1) に形成された冷却液層(12)
中に金属溶湯(18)を供給し、急冷凝固させて金属粉末を
得る急冷凝固金属粉末の製造方法において、前記冷却容器(1) の容器内周面の周方向に沿って冷却液
(6) を連続的に噴出させることにより、当該冷却液(6)
の旋回流よりなる中心側が空洞とされた冷却液槽(12)を
前記冷却容器(1) の内周面に形成し、 この旋回流よりなる冷却液層(12)に向かって前記金属溶
湯(18)を噴射ノズル孔(16)から直に供給することによ
り、当該 金属溶湯(18)を急冷凝固させて金属粉末を得る
ことを特徴とする急冷凝固金属粉末の製造方法。 - 【請求項2】 容器内周面の周方向に沿って冷却液(6)
を噴出させる冷却液供給手段(10)を有する冷却容器(1)
と、 前記冷却液供給手段(10)に冷却液(6) を連続的に供給す
ることにより、当該冷却液(6) の旋回流よりなる中心側
が空洞とされた冷却液層(12)を前記冷却容器(1) の内周
面に形成させる旋回流発生手段(11)と、 前記旋回流よりなる冷却液層(12)に向かって金属溶湯
(18) を噴射ノズル孔(16)から直に供給する溶湯供給手
段(14)と、 を備えている 急冷固金属粉末の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27921595A JP2877742B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 急冷凝固金属粉末の製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27921595A JP2877742B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 急冷凝固金属粉末の製造方法及び製造装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7073290A Division JPH0832924B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 急冷凝固金属粉末の製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08209208A JPH08209208A (ja) | 1996-08-13 |
JP2877742B2 true JP2877742B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=17608038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27921595A Expired - Lifetime JP2877742B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 急冷凝固金属粉末の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2877742B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023008436A (ja) * | 2021-07-06 | 2023-01-19 | 株式会社トーキン | 合金粉末の製造方法 |
JP2023008442A (ja) * | 2021-07-06 | 2023-01-19 | 株式会社トーキン | 合金粉末製造装置 |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP27921595A patent/JP2877742B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08209208A (ja) | 1996-08-13 |
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