JPH0463204A - 金属溶湯粉化装置 - 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】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） 本発明は、金属溶湯から金属粉末を製造するのに利用さ
れる金属溶湯粉化装置に関するものである。 （従来の技術） 従来、金属溶湯から金属粉末を製造するに際しては、金
属溶湯容器より流出する金属溶湯に高速流体を吹き付け
て前記金属溶湯を前記高速流体の剪断力によって粉化す
る水噴霧法、ガス噴霧法や、金属溶湯容器より流出する
金属溶湯を高速回転体により受けて前記金属溶湯を前記
高速回転体の遠心力によって粉化する遠心噴霧法が主と
して採用されている。 これらの方法では、素材となる金属をあらかじめ溶解し
て金属溶湯としておき、この金属溶湯を高速流体の剪断
力や高速回転体の遠心力などを利用した粉化手段によっ
て粉化することにより、粉末として得るようにしていた
。 この場合、製造された粉末の平均粒径は、金属溶湯の粉
化手段への単位時間当りの供給量と正の相関関係を有し
、金属溶湯の供給量が多くなれば、粉末の平均粒径は大
きくなり、反対に供給量が少なくなれば、粉末の平均粒
径は小さくなる。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の金属溶湯粉化装置では
、金属溶湯容器に収容した金属溶湯をそのまま粉化手段
に供給するようにしていたため、金属溶湯容器内の金属
溶湯量が多い注湯初期の段階では、金属溶湯の流出速度
が大きくなって単位時間当りの流出量（供給量）が多く
なることから、平均粒径の大きな粉末が製造される傾向
となり、金属溶湯容器内の金属溶湯量が減少するにつれ
て金属溶湯の流出速度は小さくなり、金属溶湯容器内の
金属溶湯量が少なくなった注湯末期の段階では、金属溶
湯の流出速度が小さくなって単位時間当りの流出量（供
給量）が少なくなることから、平均粒径の小さな粉末が
製造される傾向となって、製造された粉末の粒度分布が
広がったものになりやすいという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされたも
ので、金属粉末の製造初期の段階から製造末期の段階ま
でにおいて製造される粉末の平均粒径がほぼ一定となる
ようにし、この結果、粉末の粒度分布をせまくすること
が可能である金属溶湯粉化装置を提供することを目的と
している。

【発明の構成】

帽ｌを解決するための手段） 本発明は、金属溶湯容器より流出する金属溶湯を高速流
体の剪断力や高速回転体の遠心力などを利用した粉化手
段により粉化して粉末とする金属溶湯粉化装置において
、前記金属溶湯容器と前記粉化手段との間に、前記金属
溶湯容器より流出する金属溶湯をいったん受けたあと前
記粉化手段に前記金属溶湯を流出させる中間容器を設け
た構成としたことを特徴としており、実施態様において
は、前記中間容器に当該中間容器の内部にある金属溶湯
の湯面高さを検出する湯面高さ検出手段を設けた構成と
し、同じ〈実施態様においては、前記金属溶湯容器に当
該金属溶湯容器からの金属溶湯の流出量を制御する注湯
用ストッパを設け、前記中間容器に設けた湯面高さ検出
手段により検出した湯面高さの高低に対応して前記注湯
用ストッパによる金属溶湯の流出量を制御して前記中間
容器内にある金属溶湯の湯面高さを一定にする注湯用ス
トッパ制御手段を設けた構成としたことを特徴としてお
り、上記した金属溶湯粉化装置の構成を前述した従来の
課題を解決するための手段としている。 本発明に係わる金属溶湯粉化装置において、金属溶湯容
器の構成はとくに限定されず、他の精錬炉等から単純に
金属溶湯を受けるものであってもよく、また、金属原料
を溶解するための加熱手段をそなえたものであってもよ
く、同様に金属溶湯温度を一定に保持するための加熱手
段をそなえたものであってもよい、そして、加熱手段と
しては誘導加熱用コイルなどを用いることが可能である
が、とくに限定はされない。 また、金属溶湯においてもとくに限定されないものであ
り、粉末冶金用の粉末や溶射用の粉末など、各種の粉末
に対応した化学成分組成等の金属溶湯が用いられる。 さらに、金属溶湯の粉化手段においても、とくに限定さ
れず、高速流体として冷却能の大きい水等の液体を用い
てこの液体による大きな冷却能と剪断力を利用して比較
的角のある急冷凝固された粉末を製造する水アトマイズ
法や、高速流体として冷却能の小さいアルゴン等のガス
を用いてこのガスによる小さな冷却能と剪断力を利用し
て比較的丸い粉末を製造するガスアトマイズ法などが適
用され、あるいは、高速回転する円盤上に金属溶湯を流
下させて前記円盤による遠心力で粉化させるようにする
遠心噴霧法などが適用されるが、と〈に限定はされない
。 さらにまた、本発明においては、前記金属溶湯容器と前
記粉化手段との間に、前記金属溶湯容器より流出する金
属溶湯をいったん受けたあと前記粉化手段に前記金属溶
湯を流出させる中間容器を設けているが、この中間容器
の構成についてもとくに限定されず、いわゆるタンデイ
シュ的なものであってもよく、必要に応じて保温用の誘
導加熱用コイルをそなえたものであってもよい。 そして、この中間容器には、当該中間容器内にある金属
溶湯の湯面高さを検出する湯面高さ検出手段を設けて、
中間容器内の湯面高さを検出できるようにすることもよ
いが、この場合の湯面高さ検出手段においてもとくに限
定はされず、電極式のものや、渦電流式のものなど、各
種の方式のものから適宜選定することが可能である。 さらにまた、金属溶湯容器には当該金属溶湯容器からの
金属溶湯の流出量を制御する注湯用ストッパを設けるこ
ともよいが、この場合の注湯用ストッパの構成において
もとくに限定はされず、上下昇降方式のものや左右スラ
イド方式のものなど、適宜の方式を採用することができ
る。 そして、前記中間容器に設けた湯面高さ検出手段により
検出した湯面高さの高低に対応して前記注湯用スト−／
パによる金属溶湯の流出量を制御することによって中間
容器内の金属溶湯高さを一定に制御する注湯用ストッパ
制御手段を設けることによって、粉化手段に向けて流出
する金属溶湯の流出速度が一定したものとなるので、粉
末の製造を開始する注湯初期と粉末の製造を終了する注
湯末期とで粉末の平均粒径が一定したものとなって粉末
の粒度分布は狡いものとすることができるようになる。 （発明の作用） 本発明に係わる金属溶湯粉化装置では、金属溶湯容器と
粉化手段との間に中間容器を設ける構成としているので
、注湯初期と注湯末期とにおける金属溶湯容器内での金
属溶湯の湯面高さの変化に比べて、中間容器内での金属
溶湯の湯面高さの変化は著しく小さなものとなるので、
金属溶湯の供給量の変化も小さなものとなり、粉末の平
均粒径が比較的そろったものになって粉末の粒度分布は
せまいものとなり、中間容器内における金属溶湯の湯面
高さを一定に制御するより積極的な手段を採用すること
によって、粉末の平均粒径はより一層そろったものにな
って粉末の粒度分布はより一層せまいものとなる。 （実施例） 第１図はこの発明に係わる金属溶湯粉化装置の一実施例
を示すものであって、この金属溶湯粉化装置１は、その
全体が金属溶湯供給チャンバー２ａと粉化チャンバー２
ｂとをそなえたチャンバー２によって取り囲まれている
。 そして、溶湯供給チャンバー２（２ａ）内には金属溶湯
容器３が設置してあり、この金属溶湯容器３の外側には
誘導加熱用コイル４が設けであると共に、この金属溶湯
容器３の内部にはこの金属溶湯容器３の底部に設けた溶
湯流出口３ａからの金属溶湯１０の流出量を制御する注
湯用ス）　−／パ５が設けてあり、この注湯用ストッパ
５は圧力シリンダ６のピストンロッド６ａに連結されて
昇降制御されるようになっている。 また、金属溶湯容器３の下方には、この金属溶湯容器３
の溶湯流出口３ａから流出する金属溶湯１０を受ける中
間容器８が設置してあり、この中間容器８の外側には誘
導加熱用コイル９が設けであると共に、この中間容器８
の内側には二つの導通センサ１１，１２が設けてあり、
これらの導通センサ１１，１２はリード線１１ａ、１２
ａを介して検出器１３に接続してあって、これら導通セ
ンサ１１，１２および検出器１３によって湯面高さ検出
手段が構成されるようになっている。 また、前記検出器１３の出力によってリード線１５ａ、
１５ｂを介して前記圧力シリンダ６のソレノイドを通電
制御して駆動させる駆動器１５が設けてあり、この駆動
器１５と前記圧力シリンダ６によって注湯用ストッパ制
御手段が構成されるようになっている。 さらに、前記中間容器８の底部に設けた溶湯流出口８ａ
の下方でかつ粉化チャンバー２（２ｂ）の内部には、高
速回転体の遠心力を利用した粉化手段である高速回転円
盤１７が設けてあり、この粉化チャンバー２（２ｂ）の
下部にはバルブ１８および粉末回収口１９が設けてあっ
て、金属粉末２０の回収が行えるようになっている。 このような構成の金属溶湯粉化装置１を用いて金属粉末
２０を製造するに際しては、この実施例において金属溶
湯１０として６３重量％５ｎ−３７重量％ｐｂ合金を用
いた。 そして、金属溶湯容器３内に前記５ｎ−Ｐｂ合金を入れ
て誘導加熱用コイル４で誘導加熱することにより前記５
ｎ−Ｐｂ合金の金属溶湯１０を得た。 次いで、駆動器１５からの制御信号により圧力シリンダ
６のピストンロッド６ａを上昇させ、これと共に注湯用
ストッパ５を上昇させて溶湯流出口３ａを開くことによ
り、金属溶湯１０を中間容器８内に移した。なお、この
実施例においては、溶湯流出口３ａの開口径を５．０ｍ
ｍφとした。 また、中間容器８の底部に、開口径が２．５ｍｍφの溶
湯流出口８ａを備えた第１実施例と、開口径が３．５ｍ
ｍφの溶湯流出口８ａを備えた第２実施例とについて各
々実施した。 この第１実施例および第２実施例において、各々溶湯流
出口８ａから流出した金属溶湯１０は、直径７０ｍｍφ
９回転数３０．００Ｏｒｐｍで高速回転する高速回転円
ｆｉｌｔ上に流下することにより遠心力を受けて粉化す
るので、金属粉末２０として回収した。 このとき、金属溶湯容器３に設けた溶湯流出口３ａの開
口径の方が中間容器８に設けた溶湯流出口８ａの開口径
よりもかなり大きいことから、中間容器８内では金属溶
湯１０の高さが次第に上昇してくるが、金属溶湯１０が
二つの導通センサ１１．１２に接触するとこれが検出器
１３により検出され、駆動器１５により圧力シリンダ６
を駆動させてそのピストンロッド６ａを降下させること
により注湯用ストッパ５を降下させ、溶湯流出口３ａを
閉塞するので、金属溶湯容器３から中間容器８への金属
溶湯１０の供給が停止−される。 そして、中間容器８内の金属溶湯１０の湯面高さが二つ
の導通センサ１１，１２から離れる高さになるとこれが
検出器１３により検出されて、駆動器１５により圧力シ
リンダ６を駆動させてそのピストンロッド６を上昇させ
ることにより注湯用ストッパ５を上昇させるので、金属
溶湯容器３から中間容器８への金属溶湯１０の供給が再
開され、これが繰り返されることによって中間容器８内
の金属溶湯１０の湯面高さは二つの導通センサ１１．１
２の下端位置付近でほぼ一足に制御される。 この実施例においては、一方の導通センサ１１の下端が
中間容器８の底部より１０．５ｃｍのところに位置し、
他方の導通センサ１２の下端が中Ｍ容器８の底部より１
０．０ｃｍＩｙ）ところに位置するように設定した。 この結果、中間容器８の溶湯流出口８ａの開口径を２．
５ｍｍφとした第１実施例によって得られた金属粉末２
０の粉度分布は第２図の線■に示すとおりであり、溶湯
流出口８ａの開口径を３゜５ｍｍφとした第２買施例に
よって得られた金属粉末２０の粒度分布は第２図の線■
に示すとおりであった。 また、比較のために、中間容器８を用いず、金属溶湯容
器３の底部に設ける溶湯流出口３ａの開口径を２．５ｍ
ｍφとして高速回転円盤１７上に直接流下することによ
り粉化して得た場合の金属粉末（２０）の粒度分布は第
２図の線層に示すとおりであった。 第２図より明らかなように、本発明実施例による場合に
は、線Ｉ（＄１実施例）および線Ｉ［（＠２実施例）に
示すように、中間容器８に設けた溶湯流出口８ａの開口
径に対応した比較的そろった粉末粒子径が得られるため
、曲線の勾配が大きい、すなわち粉末の粒度分布がせま
いものとなっていた。 これに対し、線厘（比較例）では金属溶湯１０の供給開
始時にはその供給量が多いため粉末粒子径が大きくかつ
供給末期時には金属溶湯１０の供給量が少ないため粉末
の粒子径が小さくなることから、曲線の勾配がややなだ
らかになっていて粉末の粒度分布が広いものとなってい
た。

【発明の効果】

本発明に係わる金属溶湯粉化装置では、金属溶湯容器と
粉化手段との間に、前記金属溶湯容器より流出する金属
溶湯をいったん受けたあと前記粉化手段に前記金属溶湯
を流出させる中間容器を設ける構成としたから、金属溶
湯の注湯初期と注湯末期とにおける金属溶湯容器内での
金属溶湯の湯面高さの変化に比べて、中間容器内での金
属溶湯の湯面高さの変化を小さなものとすることができ
るようになり、したがって、金属溶湯の供給量の変化も
小さなものとすることができるようになるので、粉末の
平均粒径が比較的そろったものになって粉末の粒度分布
がせまいものになり、所望する平均粒径の金属粉末製造
が従来以上に容易かつ効率的なものになるという著しく
優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による金属溶湯粉化装置の断面
説明図、第２図は本発明の実施結果を比較例と共に示す
グラフである。 １・・・金属溶湯粉化装置、３・・・金属溶湯容器、５
・・・注湯用ストッパ、６，１５・・・注湯用ストッパ
制御手段、８・・・中間容器、１０・・・金属溶湯、１
１゜１２．１３・・・湯面高さ検出手段、１７・・・高
速回転円盤（粉化手段）、２０・・・金属粉末。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属溶湯容器より流出する金属溶湯を高速流体の
   剪断力や高速回転体の遠心力などを利用した粉化手段に
   より粉化する金属溶湯粉化装置において、前記金属溶湯
   容器と前記粉化手段との間に、前記金属溶湯容器より流
   出する金属溶湯をいったん受けたあと前記粉化手段に前
   記金属溶湯を流出させる中間容器を設けたことを特徴と
   する金属溶湯粉化装置。
2. （２）中間容器に当該中間容器内にある金属溶湯の湯面
   高さを検出する湯面高さ検出手段を設けた請求項第１項
   に記載の金属溶湯粉化装置。
3. （３）金属溶湯容器に当該金属溶湯容器からの金属溶湯
   の流出量を制御する注湯用ストッパを設け、中間容器に
   設けた湯面高さ検出手段により検出した湯面高さの高低
   に対応して前記注湯用ストッパによる金属溶湯の流出量
   を制御する注湯用ストッパ制御手段を設けた請求項第２
   項に記載の金属溶湯粉化装置。