JPH05271720A - ガスアトマイズ開始方法及びガスアトマイズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスアトマイズにおいて、溶湯中に相当量含
まれる不純物を除去するためにチャンバ内で捨湯するこ
とでその量を確保することを前提とし、その場合に、捨
湯作業からガスアトマイズの開始へと新たな問題を生じ
ることのないスムーズな移行を可能ならしめること。 【構成】 ガスアトマイズ装置1 は、チャンバ内へ挿入
されるロッド21の下端に設けた水平腕23の先端に取り付
けたエアシリンダ25により上下動され、かつモータ27に
よって回転される円筒状の溶湯収容容器31が着脱可能に
取り付けられている。アトマイズの開始に当たっては、
取鍋3 からタンディッシュ5 に注いだ溶湯の初期に落下
する所定量を溶湯収容容器31に収容し、下降位置へ移動
してから高圧ガスを噴霧開始し、その後水平腕23を外へ
振って溶湯収容容器31をタンディッシュ5 から溶湯が落
下してくる位置から退避位置へと移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるガスアトマイ
ズによって微粉化された金属又は合金の粉末を製造する
に当たって、ガスアトマイズを開始する方法及び当該方
法の実施に特に適した捨湯機能付のガスアトマイズ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属又は合金の微粉末を製造する
方法として、図５（Ａ）に示すように、取鍋又は誘導炉
１０１からタンディッシュ１０３へと溶湯を移し替え、
このタンディッシュ１０３の下方に配設したチャンバ１
０５の上部に設けたガスノズル１０７から所定角度で噴
霧する高圧ガスの交点に溶湯を落下させ、高圧ガスにて
これを吹き飛ばすことで微粉化をするガスアトマイズ装
置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この様な従
来の装置によって製造された金属微粉末中には、溶湯中
の酸化物などの不純物が含まれることがあり、高純度の
金属微粉末を製造することができない場合があった。こ
うした不純物は、取鍋又は誘導炉１０１内の溶湯上部表
面に浮いているため、過流巻き込み等により、タンディ
ッシュ１０３から落下される初期の溶湯中に多く含まれ
る。

【０００４】これに対し、本発明者らは、図５（Ｂ）に
示す様に、タンディッシュ１０３とガスノズル１０７と
の間にトレイ１０９を挿入して最初の溶湯を捨てる方法
を発明したが、タンディッシュ１０３とガスノズル１０
７との間隔は狭いため、わずかな量の溶湯しか捨てるこ
とができず、不純物の混入を解決するには不十分であっ
た。

【０００５】そこで、こうした溶湯中に相当量含まれる
不純物を除去するためにチャンバ内で溶湯を除去可能と
して捨湯の量を確保することを目的とし、その場合に、
捨湯作業からガスアトマイズの開始へと新たな問題を生
じることのないスムーズな移行を可能ならしめるガスア
トマイズ開始方法及びこの方法の実施に特に適したガス
アトマイズ装置を提供することを目的として本発明を完
成した。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するためになされた本発明のアトマイズ開始方法は、
請求項１に記載した様に、チャンバの上部に設けたガス
ノズルから噴霧される高圧ガスの交差位置に金属又は合
金の溶湯を落下させ、該高圧ガスにて溶湯を微粉化する
ことでチャンバ内にて金属又は合金の粉末を製造し、該
粉末を下部の回収容器に回収するガスアトマイズの開始
方法において、前記溶湯のチャンバ内への落下口の下方
に収容容器を配置して溶湯を所定量受けさせると共に、
該収容容器を当該落下口の下方から退避させる前に、前
記ガスノズルからの高圧ガスの噴霧を開始し、その後収
容容器を落下口下方から退避させることでガスアトマイ
ズを開始することを特徴とする。

【０００７】このアトマイズ開始方法によれば、溶湯落
下口の下方で収容容器により溶湯の一部を受けると共
に、収容容器を落下口の下方から退避させる前に、ガス
ノズルからの高圧ガスの噴霧を開始するから、その後収
容容器を落下口下方から退避させても溶湯自体がチャン
バ内に堆積してその後に製造される微粉末の回収を不能
にするということがない。また、この際、チャンバ内は
相当の広さを有しているから、収容容器としてかなりの
大きさのものを使用することができ、相当量の溶湯を捨
湯することができる。

【０００８】この様な本発明のガスアトマイズ開始方法
の実施に当たっては、以下の様なガスアトマイズ装置が
特に適している。即ち、請求項２に記載したように、チ
ャンバの上部に設けたガスノズルから噴霧される高圧ガ
スの交差位置に金属又は合金の溶湯を落下させ、該高圧
ガスにて溶湯を微粉化することでチャンバ内にて金属又
は合金の粉末を製造し、該粉末を下部の回収容器に回収
するガスアトマイズ装置において、上部に開口を有し、
所定量の溶湯を収容可能な溶湯収容容器と、該溶湯収容
容器を、前記チャンバ内への溶湯の落下口の下方の溶湯
受取位置と、該落下口の下方から退避した退避位置との
間で移動させる収容容器移動手段とを備えたことを特徴
とするガスアトマイズ装置が特に適している。

【０００９】このガスアトマイズ装置によれば、収容容
器移動手段によって、チャンバ内の溶湯落下口の下方の
溶湯受取位置と、ここから退避した退避位置との間で溶
湯収容容器を移動させることができるから、必要に応じ
て収容容器を溶湯の溶湯受取位置へ配置して溶湯を受け
取らせると共に、この溶湯を受け取った収容容器を退避
位置へ移動させることで溶湯の一部をチャンバ内で取り
出す捨湯機能を備えることができる。従って、収容容器
移動手段による溶湯収容容器の退避を開始する前にガス
噴霧を開始しておけば、上述した本発明方法を的確・簡
単に実現することができる。

【００１０】このガスアトマイズ装置において、前記溶
湯収容容器が、内部に溶湯を収容した状態で前記ガスノ
ズルからの高圧ガス噴霧がなされても、収容した溶湯が
跳ね上がって上部から飛散するのを防止する飛散防止部
材を備えることとしておけば、高圧ガスの噴霧圧によ
り、収容した溶湯が飛び出して結局不純物として製品中
に混入してしまったり、高く跳ね上がってガスノズルの
噴霧口を塞いだりするといった他の弊害が生じるのを的
確に防止することができる。

【００１１】この場合、前記飛散防止部材を、ガスノズ
ルから噴霧される高圧ガスが収容容器内の溶湯面に直接
当たらないように高圧ガスの容器内での流入方向を規制
する方向制御部材で構成すれば、高圧ガスが溶湯に直接
当たることがなく、高圧ガスによって上へ吹き上げられ
ることがなくなる。この結果、不純物が製品中に混入し
たり、ガスノズルの吐出口を塞いで噴霧不良・不能とい
った状態をひき起こすことがない。

【００１２】なお、前記飛散防止部材が、さらに、前記
方向制御部材の上方に設けられた多数の小孔の明いた孔
明きプレート部材をも備えている場合には、落下する溶
湯が収容容器内へ受け取られるのは妨害することなく、
万一高圧ガスで吹き上げられても容器から飛び出さず、
さらに高圧ガスの侵入の規制としても作用することで、
上述した不純物の混入防止や噴霧不良・不能状態の発生
防止に一層優れたものとして作用する。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を一層明らかにするために、実
施例を以下に説明する。実施例としてのガスアトマイズ
装置１は、図１に示す様に、取鍋又は誘導炉３からタン
ディッシュ５へと溶湯を移し替え、このタンディッシュ
５の下部中心に設けた落下口７から、下方に配設したチ
ャンバ９の上部に設けたガスノズル１１が所定角度で噴
霧する高圧ガスの交点に溶湯を落下させ、高圧ガスにて
これを吹き飛ばすことで微粉化してチャンバ下部の回収
容器１３内へ粉末として回収する装置である。

【００１４】また、チャンバ９の肩の部分からチャンバ
内へと挿入されるロッド２１と、このロッド２１の下端
に設けた水平腕２３と、この水平腕２３の先端に設けた
エアシリンダ２５と、ロッド２１を回転させるモータ２
７とが配設されている。そして、このエアシリンダ２５
のシリンダロッド２９の先端には、後述する特殊な内部
構造をした円筒状の溶湯収容容器３１が着脱可能に取り
付けられている。また、チャンバ９の肩部の端には、モ
ータ２７によって水平腕２３を外方に振るようにロッド
２１が回転されたときにエアシリンダ２５の真上となる
位置に、蓋３３付の開口部３５が設けられている。この
開口部３５は、ガスアトマイズ実行中は蓋３３にて閉じ
られている。なお、水平腕２３の長さは、図示の様に、
内側に振られたときにタンディッシュ５の落下口７の真
下に溶湯収容容器３１を配置できる長さに設計されてい
る。

【００１５】このガスアトマイズ装置１におけるアトマ
イズの開始方法を説明する。まず図示実線の様に、溶湯
収容容器３１がタンディッシュ５の落下口７の真下に位
置するように水平腕２３を回動させ、かつエアシリンダ
２５のシリンダロッド２９を伸長させる。この状態で取
鍋又は誘導炉３からタンディッシュ５に注いだ溶湯を落
下させ、所定量を溶湯収容容器３１に収容させる。この
とき、ガスノズル１１からの高圧ガス噴霧は停止してい
る。

【００１６】溶湯収容容器２３に所定量の溶湯を収容し
たら、シリンダロッド２９を収縮させて図示点線の様に
高圧ガスが噴霧されたときの交差位置よりも下方に溶湯
収容容器３１を下降させる。そして、いよいよガスノズ
ル１１から高圧ガスを噴霧開始する。このとき、タンデ
ィッシュ５からの溶湯の落下は続行されているから、ガ
スアトマイズが開始されることになる。

【００１７】こうしてガスアトマイズが開始されたら、
モータ２７を駆動して水平腕２３を外へ振り、溶湯収容
容器３１をタンディッシュ５から溶湯が落下してくる位
置から退避位置へと移動させる。この結果、アトマイズ
によって形成された微粉末が下部の回収容器１３内へと
回収されるようになる。

【００１８】こうしてタンディッシュ５から初期に落下
する不純物を含んだ溶湯を溶湯収容容器３１に収容し、
これらが微粉末とならないようにすることができる。ま
た、この不純物を含有する溶湯の収容からガスアトマイ
ズへの移行に当たって、高圧ガス噴霧の開始後に溶湯収
容容器３１を退避させる手順としたから、溶湯がそのま
ま回収容器１３へ落下して回収口周辺に付着し、これを
閉塞してしまうということがない。

【００１９】この様にしてガスアトマイズを開始し、そ
の後これが完了したら、蓋３３を開いてシリンダロッド
２９を伸長させ、不純物を含む溶湯を収容した溶湯収容
容器３１を取り出して廃棄し、新たな溶湯収容容器に交
換して１サイクルを完了する。即ち、これによって捨湯
が完了するのである。

【００２０】この様に、本実施例のガスアトマイズ装置
１を用いて、上述した手順でガスアトマイズを開始する
こととすれば、不純物を含有しない純度の高い微粉末を
良好に製造することができるようになる。なお、かかる
作用・効果を奏する理由の一つには、溶湯収容容器３１
を用いてチャンバ内で不純物含有溶湯を受け取ることが
できるため、相当量の不純物が溶湯に含まれていても十
分に除去可能になったことが大きく貢献している。

【００２１】ここまでの実施例で、本発明の目的は十分
に達成できるのであるが、収容容器が十分に深くなかっ
たり、ガス圧がきわめて高い場合などにおいて、単純な
筒状の収容容器を用いている場合には、図２に示す様
に、ガスアトマイズへの移行の際に溶湯収容容器３１内
へ噴霧される高圧ガスの影響で内部の溶湯が容器外へ飛
び出してガスノズル１１に付着等するおそれが残されて
いる。このため、さらに万全を期するにはこの新しい問
題をも解決する必要がある。

【００２２】そこで、本実施例では、とくに溶湯収容容
器３１を以下に説明する様な特徴的な構成とすることと
している。溶湯収容容器３１は、図３に示す様に、円筒
部４１と、円筒部４１の内面に上端から所定距離下げて
取り付けられた中心開口４３付の庇部材４５と、この庇
部材４５から所定距離下方に位置するように円筒部４１
の内面に取り付けられた中心開口４７と多数の小孔４９
とを備えるパンチングメタル製の孔明きプレート５１
と、円筒部４１の底面から立設された２枚の支持板５
３，５３の上端に固定された四角錘状のコーン５５とか
ら構成されている。

【００２３】この様な構成を採用した結果、図示点線の
位置で溶湯を受けた後に高圧ガスの交差位置の下方でガ
スノズル１１からの高圧ガス噴霧が開始された際に、庇
部材４５の中心開口４３から容器内に吹き込まれる高圧
ガスは図示実線の矢印の様に横へ反射され、溶湯面に上
から直接当たらない。従って、収容容器３１内の溶湯を
上へ吹き上げるということがない。また、一部上へ吹き
上げられることがあったとしても、孔明きプレート５１
によって阻止され、さらに庇部材４５によっても阻止さ
れているので、容器外にまで飛び出すことはない。従っ
て、『収容容器３１内の溶湯が飛び上がってガスノズル
１１に付着し、ガス噴霧を不良・不能としてしまう』と
いった新たな不具合は一切発生しない。

【００２４】また、ごくわずかに微粉末となった溶湯が
吹き上がったり、ガスアトマイズ開始直後の不揃いの微
粉末が発生したりするおそれはあるが、庇部材４５を円
筒部４１より所定距離下げて取り付けることで粉末貯留
部６０を形成しているので、これらはこの貯留部６０に
保持され、製品中に混入するのを防止することもできて
いる。

【００２５】以上説明した様に、本実施例のガスアトマ
イズ装置１によれば、溶湯収容容器３１を、上述の様に
ガスノズル１１から噴霧される高圧ガスが収容容器３１
内の溶湯面に直接当たらないように高圧ガスの容器３１
内での流入方向を規制する方向制御部材たるコーン５５
を備える構成にしたので、ガスノズルの閉塞等による噴
霧不良・噴霧不能といった新たな問題を発生することが
ない。

【００２６】特に、本実施例では、これに加えて孔明き
プレート５１をも備えたことから一層効果的であり、そ
の上、庇部材４５をも備え、かつ粉末貯留部６０をも備
える構成としたから万全であるということができる。こ
れらの溶湯収容容器３１に関する万全の構成を採用した
ことは、さらに、溶湯収容容器を必要以上に深さの大き
なものとすることを要さず、装置の小型化といった点で
も顕著な作用・効果を奏することができる。

【００２７】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
は上述した実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実現することが
できることはいうまでもない。例えば、実施例ではコー
ン５５に加えて，孔明きプレート５１及び庇部材４５を
備えたが、コーン５５だけでも十分に効果を発揮する
し、孔明きプレート５１だけでもかなりの効果を発揮す
るし、庇部材４５を設けるだけでもある程度の効果を発
揮するなど、何等かの飛散防止部材を設けさえすれば、
新たな問題の解決には事足りるのである。

【００２８】また、設備的に制約がなければ十分な深さ
の収容容器を用いることで、これら飛散防止部材をわざ
わざ設けなくても、収容容器内の溶湯の飛散防止効果を
発揮することもでき、本発明のもともとの目的である不
純物の含有量の少ない金属・合金の微粉末を製造するに
は十分な効果を発揮するという点で、収容容器に格別の
工夫がなされていなくても本発明の要旨を逸脱するわけ
ではない。ノズルへの溶湯の付着の問題は、本発明の請
求項３以下の要旨や上述した実施例のごとき構成に限ら
ず、適宜装置の全体の構成との関係でいかように設計変
更しようとも請求項１，２に示した発明の要旨を逸脱し
ないことを付言する。

【００２９】例えば、図４に示す様に、中央下がりの庇
部材７１を有する溶湯収容容器３１を用いても、ガス圧
がそれほど高くなかったり、溶湯収容容器の深さをある
程度とれるのであれば大きな問題はないのである。ま
た、コーン５５に限らず水平な板部材を互い違いに組み
合わせて、「溶湯が落下するのは許すが、溶湯表面に高
圧ガスが上から直接当たるのは阻止する」といった構成
の方向制御部材を備えてもよく、形状を限定するもので
はない。

【００３０】加えて、ガスアトマイズ装置の大きな構成
においても、溶湯収容容器の移動手段は実施例の構成に
限らず、水平に直線運動する腕にエアシリンダ等を介し
て溶湯収容容器を固定する構成としたり、溶湯収容容器
自体を上下に移動させることなく高さ方向は固定として
も構わず、その他種々の変形が可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のガスアトマ
イズ開始方法によれば、溶湯中に相当量含まれる不純物
を捨湯作業によって除去することができ、この捨湯作業
からガスアトマイズの開始へと移行する際にチャンバの
底部に溶湯を付着させてしまうこともなく、高純度の金
属又は合金の微粉末を歩留まりよく製造することができ
る。

【００３２】また、本発明のガスアトマイズ装置によれ
ば、かかる有益なるガスアトマイズ開始方法を的確・簡
単に実現することができる。加えて、請求項３以下に記
載した飛散防止部材をも備えるガスアトマイズ装置によ
れば、さらに、装置全体の大きさなどに起因して、高圧
ガス噴霧開始時に収容容器から溶湯が飛び出してガスノ
ズルの噴霧口を塞いだりするといった他の弊害が生じる
のをも的確に防止することができるという効果を奏す
る。

【００３３】この場合、請求項４記載の様に、方向制御
部材で飛散防止部材を構成すれば、一層効果が確実であ
り、これに加えて請求項５記載の様に孔明きプレートを
も備えればさらに万全となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のガスアトマイズ装置の概略構造を示
す断面図である。

【図２】 実施例のガスアトマイズ装置においてさらに
望ましい改良を施すべき理由を示す説明図である。

【図３】 実施例の装置の溶湯収容容器の構造及び作用
を示す説明図である。

【図４】 変形例としての溶湯収容容器の構造及び作用
を示す説明図である。

【図５】 従来の問題点を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・ガスアトマイズ装置、３・・・取鍋又は誘導
炉、５・・・タンディッシュ、７・・・落下口、９・・
・チャンバ、１１・・・ガスノズル、１３・・・回収容
器、２１・・・ロッド、２３・・・水平腕、２３・・・
溶湯収容容器、２５・・・エアシリンダ、２７・・・モ
ータ、２９・・・シリンダロッド、３１・・・溶湯収容
容器、３３・・・蓋、３５・・・開口部、４１・・・円
筒部、４３・・・中心開口、４５，７１・・・庇部材、
４７・・・中心開口、４９・・・小孔、５１・・・孔明
きプレート、５３・・・支持板、５５・・・コーン、６
０・・・粉末貯留部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバの上部に設けたガスノズルから
   噴霧される高圧ガスの交差位置に金属又は合金の溶湯を
   落下させ、該高圧ガスにて溶湯を微粉化することでチャ
   ンバ内にて金属又は合金の粉末を製造し、該粉末を下部
   の回収容器に回収するガスアトマイズの開始方法におい
   て、 前記溶湯のチャンバ内への落下口の下方に収容容器を配
   置して溶湯を所定量受けさせると共に、該収容容器を当
   該落下口の下方から退避させる前に、前記ガスノズルか
   らの高圧ガスの噴霧を開始し、その後収容容器を落下口
   下方から退避させることでガスアトマイズを開始するこ
   とを特徴とするガスアトマイズ開始方法。
2. 【請求項２】 チャンバの上部に設けたガスノズルから
   噴霧される高圧ガスの交差位置に金属又は合金の溶湯を
   落下させ、該高圧ガスにて溶湯を微粉化することでチャ
   ンバ内にて金属又は合金の粉末を製造し、該粉末を下部
   の回収容器に回収するガスアトマイズ装置において、 上部に開口を有し、所定量の溶湯を収容可能な溶湯収容
   容器と、 該溶湯収容容器を、前記チャンバ内への溶湯の落下口の
   下方の溶湯受取位置と、該落下口の下方から退避した退
   避位置との間で移動させる収容容器移動手段とを備えた
   ことを特徴とするガスアトマイズ装置。
3. 【請求項３】 前記溶湯収容容器が、内部に溶湯を収容
   した状態で前記ガスノズルからの高圧ガス噴霧がなされ
   ても、収容した溶湯が跳ね上がって上部から飛散するの
   を防止する飛散防止部材を備えることを特徴とする請求
   項２記載のガスアトマイズ装置。
4. 【請求項４】 前記飛散防止部材を、ガスノズルから噴
   霧される高圧ガスが収容容器内の溶湯面に直接当たらな
   いように高圧ガスの容器内での流入方向を規制する方向
   制御部材で構成したことを特徴とする請求項３記載のガ
   スアトマイズ装置。
5. 【請求項５】 前記飛散防止部材が、さらに、前記方向
   制御部材の上方に設けられた多数の小孔の明いた孔明き
   プレート部材をも備えていることを特徴とする請求項４
   記載のガスアトマイズ装置。