JPH01119610A - 金属粉末の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 粉末冶金に使用する金属粉末を液体を噴霧媒として製造
する金属粉末の製造装置に関する。

〔従来の技術〕

金属粉末の製造装置としては、鉱石、酸化物またはミル
スケールを還元し、それを機械的に粉末化する製造装置
と、金属溶湯流に高速の流体を吹きつける金属粉末の製
造装置が主として採用されている。還元法による製造装
置では原料を圧延の副産物であるミルスケールに求めて
いるため不純物が多く、成分調整も困難で、得られた金
属粉末の成分範囲が制限されてしまう、これに対し、溶
湯噴霧法による製造装置では溶湯段階で成分調整が可能
なので、得られる金属粉末の成分範囲が制限されず、大
量生産が可能であり、エネルギー的にも有利である。こ
のため、後者の方法が最近の設備投資の主流となってい
る。

第７図は従来の溶湯噴霧による金属粉末の製造装置の第
１の従来例である。前記製造装置には溶湯ｌを保持し底
部に溶湯の流出口６を有するタンディツシュ２と、その
下方にリング状のスリットノズルもしくはリング状に配
設された複数のノズルである噴霧ノズル３と前記噴霧媒
ノズルの下法に冷却媒１０を満した冷却媒タンクが設け
られ、前記噴霧ノズル３に液体の噴霧媒を供給する加圧
ポンプ４と噴霧媒を保持する噴霧媒タンク５を有してい
る。簡明のため第７図には図示していないが。

タンディツシュ２．噴霧ノズル３はこれらを不活性雰囲
気の中に置くため適宜の気密容器に収められている。

このように構成された金属粉末の製造装置においてはタ
ンディツシュ２の流出口から流出された溶湯は噴霧ノズ
ル３から噴出される噴霧媒８により微粒化されかつ冷却
されて金属粉末となる。

また第８図は金属粉末の製造装置の第２の従来例の要部
を示す図である。第７図と共通のものは共通の番号を付
しである。この従来例では溶湯を保持し底部に溶湯の流
出口６を有するタンディツシュ２と、その下方にリング
状のスリットノズルもしくはリング状に配設された複数
のノズルである噴霧ノズル３が設けられ、前記噴霧ノズ
ルの下方にリング状のスリットノズルである冷却ノズル
９が設けられている。第７図では溶湯及び金属粒子を不
活性雰囲気におくための気密容器、及び気密容器の外側
に置かれる加圧ポンプ、噴霧媒タンクは簡明のため省略
されている。

このように構成された金属粉末の製造装置においてはタ
ンディツシュから流出れた溶湯が微粒となり次いでに金
属粒子は冷却ノズルがら流出される冷却媒１０で冷却さ
れて金属粉末となる。

〔発明の解決すべき問題点〕

しかしながら第１の従来例のようにタンディツシュから
流出される溶湯を噴霧ノズルがらの噴霧媒で微粒化しか
つ冷却するのみでは冷却能力が不充分であり、また第２
の実施例のように噴霧ノズルの他に冷却ノズルを設けた
場合においても冷却媒が分散もしくは飛散して充分な冷
却効果が得られない、したがって微粒化され半溶融状態
となった金属粒子は飛散されて落下する間に表面張力に
より球形となる。

球形の金属粉末を使用してプレス成型した場合は機械的
からみあいが不具合であるので、粉末の形状は球形でな
く表面の凹凸の多い異形物であることが望まれている。

また噴霧媒による冷却能力が充分でなく前記金属粒子が
半溶融状態からの高温状態が長く続くときは金属粒子の
酸化が進行し、得られる金属粉末の酸素濃度が高くなっ
て製品価値を著しく低下させることになる。

本発明は前記問題点を解決し、異形物で酸素濃度の低い
金属粉末を製造できる金属の製造装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明に係
る金属粉末の製造装置は、溶湯を保持し下部に溶湯の流
出口を有するタンディツシュと、前記流出口から流出さ
れる溶湯流に噴霧媒を衝突させ溶湯を微粒化して金属粒
子とする噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの下方にあって
パイプの中をラミナー状に流れて前記パイプの一端から
液状の冷却媒が流出して前記金属粒子が冷却される冷却
手段とを有することを特徴とする。

タンディツシュから流出された溶湯流に噴霧媒が衝突し
て微粒化された金属粒子はｌｋ粒化された直後表面張力
により球形になる前に上記冷却手段の冷却媒によって冷
却される。

こうして微粒化された金属粒子は上記冷却手段によって
冷却されるので、従来例で行われる冷却に比して著しく
冷却効果が向上し酸素濃度の低い異形物の金属粉末が得
られる。

〔実施例〕

本発明の金属粉末の製造装置をまず第１図により説明す
る。特に図示しない気密容器の中に、溶湯１１を保持し
底部に溶湯の流出口１２を有するタンディツシュ１３と
、前記流出口からの溶湯流１８に噴霧媒１５を噴霧する
リング状のスリットノズルもしくはリング状に配設され
た複数の単孔ノズルである噴霧ノズル１４と、前記噴霧
ノズル１４の下方にあって鉛直に設けたパイプの３４の
中を冷却媒３１が上方に向かってラミナー上に流れ前記
パイプ１８の上端から流出する冷却手段３０とを設け、
また前記噴霧媒１５を供給する噴霧媒タンク１６．加圧
ポンプ１７及び前記パイプ３４に冷却媒３１を供給する
冷却媒タンク３２．循環ポンプ３３がもうけられている
。

このように構成された金属粉末の製造装置による製造方
法について説明する。タンデイシュ１３から流出された
溶湯流１８は噴霧ノズルからの噴霧媒と衝突して微粒化
され金属粒子とする。微粒化された直後前記金属粒子は
半溶融状体のまま噴霧媒と共に前記冷却媒に衝突して冷
却され、流下する間に再び冷却される。

こうして前記金属粒子は微粒化された直後９強く冷却さ
れるので１表面張力によって球形となる前に冷却されて
凝固し、異形粉の金属粉末が得られ、また金属粒子の高
温状態は極く短時間であるので酸素濃度の低い金属粉末
となる。

次に第１図に示した実施例にもとづいて実施した具体例
を挙げる。第１表に示した金属粉末の製造条件で金属粉
末を製造したところ第２表に示した性質の金属粉末が得
られた。溶湯の成分は第３表に示す通り工具鋼として一
般に使用される高速度鋼と同様である。

また、第２図は、粉末の粒径゛と凝固組織の２次デンド
ライトアームスベーシングの関係を示す。

この２次デンドライトアームスベーシングは造粒時の粉
の冷却速度と関係があり、２次デンドライトアームスベ
ーシングが短いほど冷却速度が速い。

すなわち微粒化時の冷却能力が高いことを表わす。

第２図に示されている通り１本発明は従来法に比して金
属粉末の２次アームスベーシングが短くなっており９本
発明の金属粉末の製造装置は冷却能力が向上しているこ
とが明らかである。この冷却能力の向上により、金属粉
末の平均粒径が小さくなっていること、比表面積が大き
く金属粉末が異形化されていること、及び金属粉末の酸
素濃度が低くなっていることが第２表に示されている。

第２表　　金属粉末の性質 第３表　溶湯の成分（ｗｔχ） 第３図乃至第６図は本発明におけるそれぞれ別の実施例
を示す図である。これらの図には簡明のため第１図に示
した噴霧媒タンク、噴霧媒の加圧ポンプ、冷却媒タンク
および冷却媒のポンプは図示されていない、また第１図
と共通のものは共通の番号を付しである。

第３図、第４図はパイプ３４が水平におかれているもの
で、前者はパイプ３４が２本、後者はパイプ３４を１本
設けたものである。第５図、第６図は前記パイプ３４を
冷却媒で充されたタンクの中に鉛直に設は前記タンクの
中の冷却媒をパイプ３４の中の上方に向う流れにともな
う随伴流として上記金属粒子の冷却に寄与せしめ冷却媒
の循環量流を低減しようとするもので、多量の冷却媒を
必要とするときに有効である。

（発明効果〕 本発明の金属粉末の製造装置ではタンディツシュからの
溶湯流が噴霧ノズルで微粒化された後。

パイプの一端から流出するラミナー状の冷却媒によって
冷却れるので、金属粒子に対する冷却能力が著しく強化
されているので、得られる金属粉末の形状は異形化され
たプレス成型性のすぐれたものであり、また金属粉末中
に含まれる酸素濃度は著しく低減されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属粉末の製造装置の要部を示す図７
第２図は粉末の粒径と凝固組織の２次デンドライトアー
ムスベーシングとの関係を示すグラフ図、第３図乃至第
６図は本発明の金属粉末の製造装置の要部を夫々側の実
施例について示した図、第７図および第８図は従来の金
属粉末の製造装置を示す図である。 １１・・・溶湯、１２・・・溶湯の流出口。 １３・・・タンディツシュ、１４・・・噴霧ノズル。 １５・・・噴霧媒、１６・・・噴霧媒体タンク。 １７・・・加圧ポンプ、１８・・・溶湯流。 ３０・・・冷却手段、３１・・・冷却媒。 ３２・・・冷却媒タンク、３３・・・循環ポンプ３４・
・・パイプ 特許出願人　　日本鋼管株式会社 第１図 第２図　　　　　　柾うυ、ＩＪｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶湯を保持し下部に溶湯の流出口を有するタンディッシ
   ュと、前記流出口の下方に前記流出口から流出される溶
   湯流に噴霧媒を衝突させ溶湯を微粒化して金属粒子とす
   る噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの下法にあってパイプ
   の中をラミナー状に流れて前記パイプの一端から液状の
   冷却媒が流出して前記金属粒子が冷却される冷却手段と
   を有することを特徴とする金属粉末の製造装置。