JPH04173906A - アトマイズノズル装置 - 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】 （従来の技術） 球形の金属粉末を工業的に安価に大量に製造する方法と
してガスアトマイズ法がある。この方法は、第９図に示
すように、ノズル装置の本体３０の下面に、上下方向に
貫通形成された流下孔４０を中心として同心円上に配置
された複数の噴射ノズル３１から噴射されたガスジェッ
ト３２の一群によって、第１０図のように逆円錐形のガ
スカーテン３４を形成し、溶融金属流３５を前記ガスカ
ーテンの交差部３７に流下して粒滴化し、アトマイズチ
ャンバ内に落下させつつ冷却、凝固させ、金属粉末を得
る方法である。尚、第９図中、３８は保気室、３９は高
圧のアトマイズガスの供給管、θはガスジェット　（ガ
スカーテン）の交差角である。

前記ガスカーテン３４を形成するガスジェット３２は、
第９図に示すように、噴射距離が長くなると、ジェット
の中心部Ａと外周部Ｂとでは流速に差が生じ、中心部Ａ
が外周部Ｂに対して速くなる。このため、ガスジェット
３２の衝突により、ガス流の一部が溶融金属流３５の側
に拡散する現象が生じる。

かかる現象により、第１１図に示すように、ガス流が装
置本体３０の流下孔４０側へ上昇するため、溶滴の一部
がガスと共に舞い上がり、ノズル本体３０の流下孔４０
下部に付着してプロッケージ４１を発生させる。このプ
ロフケージ４１は、アトマイズ時間の経過と共に成長し
、操業の安定性を害し、ひいては流下孔４０を閉塞する
。この傾向は、微粉末を得るため、供給ガス圧を高くす
る程、著しくなる。

そこで、ガスジェットの衝突によりガス流の上昇が生じ
ないようにするため、噴射ノズルとして吐出口がスリッ
トのものを用い、しかも保気室に接線方向（回倒では紙
面に垂直方向）から高圧ガスを供給し、保気室内に高圧
ガスの旋回流を形成しつつ、ノズルのスリットから面状
の旋回ガスジェットを噴射することが行われている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、旋回ガスジェットによってガスカーテン
を形成すると、ガスカーテンの交差部中心すなわち旋回
ガスジェットの渦流の中心に空洞が発生する。従って、
ガスカーテンの交差部中心に流下した溶融金属流は、粉
化力の弱い空洞に落下することになるため、生成した粉
末の粒度は粗くなる。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、プロッケ
ージが発生しに＜＜、微粉末が容易に得られるガスアト
マイズ法に使用されるアトマイズノズル装置を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためになされた本発明のアトマイズ
ノズル装置は、溶融金属流を鉛直下方に流下させるため
の流下孔が上下方向に貫通して形成された装置本体の下
面に流下孔を中心として複数の噴射ノズルが配置され、
各噴射ノズルから噴射されたガスジェットによって逆円
錐状のガスカーテンを形成するため各噴射ノズルの中心
線が傾め下方に設定されたアトマイズノズル装置におい
て、 各噴射ノズルの中心線が溶融金属流中心線に対して水平
方向にほぼ等角度で等方向にずれて設定されていること
を発明の構成とする。この際、各ノズルの中心線が互い
に接近した位置における内接円の直径りが溶融金属流の
直径ｄに対して、Ｄ／ｄ＝１〜３　となるように各ノズ
ルの中心線を設定するのがよい。

（作　　用） 各噴射ノズルから噴射されたガスジェットの中心部分は
、速度分布で最高速となっているが、他のいずれのガス
ジェットの中心部分とも直接衝突しないため、流下孔に
向う上昇ガス流が生じにくい、一方、ガスジェットの中
心部分が互いに接近してできる内接円内は、各ガスジェ
ットの中心部分近傍の比較的高速のガス流が斜め下方に
流下しつつ閉塞状態となっている。このため、逆円錐状
ガスカーテンの見かけの交差部中心に流下した溶融金属
流は、微細に粉化され、しかも上昇ガス流の抑制によっ
てプロッケージも生じにくい。また、見かけの交差角を
大きくとることができるため、ガスジェットの吐出長さ
を短くすることができ、ガス流速の高い所を利用するこ
とができる。

この際、各ノズルの中心線（すなわち、ガスジェットの
中心線）が互いに接近した位置における内接円の直径り
を溶融金属流の直径ｄに対して、Ｄ／ｄ＝１〜３となる
ように各ノズルの中心線を設定するのがよい。Ｄ／ｄが
１未満では上昇ガス流が生じ易くなり、操業が不安定に
なり易い。−方、３を越えると内接円内のガス流速が低
下し、ひいては粉化エネルギーが低下し粗粉が生じ易（
なるからである。

（実施例） 第１図は実施例に係るアトマイズノズル装置を示してお
り、装置本体１の中心部に上下方向に貫通する流下孔２
が開設されており、その内部には保気室３が形成されて
いる。その底部には、第２図に示すように、高速のガス
ジエ・７トを噴射するためノズル孔５が噴出方向に拡径
した噴射ノズル４の複数個が流下孔２の中心線を中心と
する同心円上に等間隔で取り付けられている。該噴射ノ
ズル４のノズル孔５は保気室３に連通しており、６は保
気室３に高圧のアトマイズガスを供給するための供給管
である。

前記噴射ノズル４は、第３図および第４図に示すように
、ノズル中心線が流下孔（溶融金属流）の中心線を中心
とした直径りの円周に接するように斜め下方に指向して
取り付けられており、各噴射ノズル４の中心線は流下孔
中心線に対して水平方向にほぼａの角度で等方向にずれ
ている。同図において、７はノズル孔５の出口部を示し
ており、θは流下孔中心線に対するガスカーテンのみか
けの交差角を示す。

尚、噴射ノズルとしては、第２図のノズルチップに限ら
ず、第９図のように本体の底壁に直接ノズル孔を開設し
たものでもよい。

第５図および第６図は、噴射ノズルの他の設置例を示す
ノズル中心線の平面図であり、両者ともノズル中心線が
互いに接近した位置における内接円が二重に形成された
ものである。第５図は内側円および外側円に接するノズ
ル中心線の水平方向の傾きａ、ｂが同方向のもの、第６
図は内側円と外側円に接するノズル中心線の傾きａ、ｂ
が逆方向のものを示す。

アトマイズノズル装置に高圧のアトマイズガスを供給す
ると、各噴射ノズル４からガスジェットがノズル中心線
に沿って噴射され、ガスジェットの中心部が直径りの円
周上で交差する。該円内にはガスジェット中心近傍の高
速ガス流が斜め下方へ通過している。アトマイズ装置の
上方には溶融金属を貯えたタンデイツシュが設けられて
おり、その底部の溶融ノズルより流出した溶融金属流８
が流下孔２の中心線に沿って流下し、ガスジェットが互
いに最接近して形成された交差内部で粉化される。

次に具体的実施例を掲げる。

（実施例Ａ） 第１図〜第４図に示した構造のノズル装置を用いてＤ／
ｄを種々設定してガスアトマイズを実施した。ノズル条
件、アトマイズ条件は下記の通りである。

溶融金属の種類：　鋳鉄 溶融金属流径ｄ：　　５ｍφ 溶融金属流量　：　　１４ｋｉｒ／分 噴射ガスの種類：Ａｒガス 噴射ガス圧力　：　　５０ｋｇ／ｃｄ ノズルチップ数＝１２個 ・　　ノズル出口部と溶融金属流との距Ｍ　：　２００
みかけの交差角：２５゜ アトマイズの結果を第７図に示す。同図より、Ｄ／ｄが
１〜３の範囲で平均粒径が下げ止まっており、プロ７ケ
ージが生じることなく、平均粒径３０μｍ程度の微粉が
安定して得られた。これに対し、Ｄ／ｄが１未満では上
昇ガス流が生じ、操業が不安定となった。一方、３を越
えると交差内部での粉化エネルギーが不足し、粗粉とな
った。

（実施例Ｂ） 実施例Ａと同様のノズル装置（但し、Ｄ／ｄ＝２．０）
を用いて、みかけの交差角を種々設定して、実施例Ａと
同条件でガスアトマイズを実施した。

比較のため、噴射ノズルの吐出口がスリットで旋回ガス
ジェットを形成する従来のノズル装置を用いて同様の条
件でガスアトマイズを実施した。尚、従来例においても
溶融金属流とスリット出口部との距離は２０ｎとした。

アトマイズの結果を第８図に示す。同図より、みかけの
交差角の大きさに拘らず、実施例の方が微粉が得られ、
特にθが２０°以上では従来例に対し１７２〜１７３程
度の平均粒径が得られた。尚、実操業ではθは２０°〜
３０゛程度で行われるため、本発明の微粉化効果は著し
いものといえる。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明のアトマイズノズル装置は、
噴射ノズルの中心線が溶融金属流中心線に対して水平方
向にほぼ等角度で等方向にずれて設定されているので、
ガスジェットの中心部同士の衝突が回避され、上昇ガス
流の発生が抑止されるため、プロフヶ−ジの生成を抑制
しつつ安定状態で微粉を製造することができる。特に、
ノズル中心線が互いに接近した位置における内接円の直
径りを溶融金属流の直径ｄに対してＤ／ｄ＝１〜３とな
るように噴射ノズルの指向方向を設定したとき、微粉化
効果が著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のアトマイズノズル装置の断面図、第２
図は噴射ノズルの断面図、第３図はノズル中心線の交差
状態を示す側面図、第４図は同平面図、第５図および第
６図はノズル中心線の他の交差状態を示す平面図、第７
図は実施例に係るＤ／ｄと平均粒径との関係を示すグラ
フ図、第８図は実施例および従来例に係るみかけの交差
角と平均粒径との関係を示すグラフ図、第９図は従来の
アトマイズノズル装置の断面図、第１０図は従来の逆円
錐状ガスカーテンの交差状態を示す説明図、第１１図は
従来のガスアトマイズ操業状態を示す説明図である。 １・・・装置本体、２・・・流下孔、４・・・噴射ノズ
ル、８・・・溶融金属流。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代理人　弁
　理　士　　安　１）敏　雄第９図 第１０図　　　　　　第１１図 第７図 第８図 杆カゝりの丈Ａ′ｉ！Ｊθ（度） 第１図 第３図　　　　　　第４図 第５図　　　　　第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融金属流を鉛直下方に流下させるための流下孔
   が上下方向に貫通して形成された装置本体の下面に流下
   孔を中心として複数の噴射ノズルが配置され、各噴射ノ
   ズルから噴射されたガスジェットによって逆円錐状のガ
   スカーテンを形成するため各噴射ノズルの中心線が傾め
   下方に設定されたアトマイズノズル装置において、各噴
   射ノズルの中心線が溶融金属流中心線に対して水平方向
   にほぼ等角度で等方向にずれて設定されていることを特
   徴とするアトマイズノズル装置。
2. （２）各ノズルの中心線が互いに接近した位置における
   内接円の直径Ｄが溶融金属流の直径ｄに対して、Ｄ／ｄ
   ＝１〜３となるように各ノズルの中心線が設定されてい
   る請求項（１）に記載したアトマイズノズル装置。