JPS5914082B2

JPS5914082B2 - 亜鉛ショットの球の製造装置

Info

Publication number: JPS5914082B2
Application number: JP7482481A
Authority: JP
Inventors: 恒男鈴木; 進赤木
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1984-04-03
Also published as: JPS57192204A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、亜鉛ないし亜鉛基合金のショット球の製造装
置に関する。

従来金属のショット球の製造方法としては、溶湯貯め底
部の滴下口から、冷却水中に溶湯を滴下させて凝固させ
る方法がある。

溶湯貯めには、その外部に溶湯加熱手段（電気ヒータ等
）が配され溶湯を加熱する。

従来の装置では、一般に溶湯滴下口は金属製ノズルが一
般に用いられており、その場合、小さな口径のノズルか
らは、滴下困難かあるいは不能であり、そのため大きな
湯滴しか滴下できず、その場合、粒径が粗大化するとと
もに、粒子形状は偏平化したり、尾部を有するもの等と
なって球状のショットは得られず、小径かつ粒度分布の
そろった亜鉛ショット球の製造は困難であった。

一般に亜鉛ショットは、亜鉛メッキの際のメッキ浴中に
投入してＺｎイオンの補給のために用いられるため、粗
大粒では溶解速度が遅く、より小径で扱いの容易な球状
のショットが一般に望まれている。

なお、金属性のノズルでは、耐久性という点でも満足の
いくものは得られなかったが、また亜鉛等の場合、溶融
、加熱の際ドロスが形成され易く、滴下口が閉塞され易
く、さらにショット球の品位が悪化したり、形状の不均
一化が生じ易いという欠点があった。

本発明は、従来法のか〜る欠点を除去し、亜鉛ないし亜
鉛基合金の均一な球状ショットを製造可能な装置を提供
することを目的とする。

即ち、本発明の亜鉛ショット球の製造装置は、溶湯貯め
と仕切り板により区画されかつ底部において連通ずる注
湯部を有し、該溶湯貯めの底部にセラミックノズルを冷
却水水面からの所定間隔をもって配したことを特徴とす
る。

以下、本発明について詳述する。

本発明において、「亜鉛ショット球」とは亜鉛又は亜鉛
基合金特に亜鉛基鉄合金から成る球状ショットを言う。

亜鉛ショット球の製造のための、本発明の装置は、第１
図、第２図に概略図示する通りである。

ノズル受け１は、耐熱性金属又は亜鉛溶融ルツボ等に用
いられる耐火材（ＳｉＣあるいは黒鉛等）製の容器１ａ
を本体とし、容器１ａ内は仕切り板３によって湯貯め２
と注湯部４とに区画されるとともに、両者２，４は底部
においてスロート３ａを介して連通ずる。

仕切り板３はドロスが注湯部４から湯貯め２へと流入し
ないようにドロス浮遊物を注湯部４表面に保持する。

スロート３ａは図示の例では仕切り板３の下部を容器１
ａの底面から浮かして形成されているが、仕切り板３の
下端に切欠きないし連通孔を配し、或いは容器底部に連
通凹部を形成してもよい。

湯貯め２の底部には、セラミックノズル５ａが配される
。

ノズル中心孔８は先端部８ｂにおいて滴下に必要な口径
ｄをもって形成し、内側は大径孔８ａとして形成され容
器１ａの対応量ロアに連なる。

ノズル中心孔８は直接容器１ａの底部に開口することも
できる。

ノズル５の口径は、亜鉛ないし亜鉛基鉄合金（Ｆｅ
Ｏ，１〜２．５重量係含有）に対しては一般に１〜２．
５ｍｍとする。

但し溶湯温度、水面とノズル先端５ａとの間隔、冷却水
温等の諸条件に応じて、ノズル口径は決定される。

ノズル先端５ａは、冷却水６の水面６ａから所定距離ｌ
をもって溶湯を冷却水面に向って滴下可能なように配さ
れる。

この所定距離ｌは通例、２〜２０朋とされるが、やはり
、他の諸条件に対応して定められる。

なお、ノズルの数は、生産量に合わせて、複数本設ける
こともできる。

冷却水６は、温度調節機構（図示外）を備え、底部にシ
ョット球の補集手段（ネット状のカゴ、或いはかき出し
装置等）を備えた水槽（図示外）に貯えられ、その水温
は、少くとも３０〜８０℃、滴下された溶湯が球状に固
化するに足る深さとし、通例０．５〜２ｍのもので足り
る。

容器１ａの外周にはバーナ９が空気管９ａ、燃料ガス管
９ｂに接続されて配され、容器１ａの外壁に対し火炎に
より溶湯温度を保持する。

通例、溶湯は、予め溶解炉中において溶解され、品位の
調節を行った後、注湯部４に注湯される。

前記はスタート時に加熱すれば足りる。

バーナ９による加熱に代えて、電気ヒータ、誘導加熱、
等の公知加熱手段によることもできる。

本発明のノズル５は、セラミック製ノズルであり、セラ
ミック材としては、使用温度以上の耐熱性を有する耐熱
性セラミック材を用いる。

セラミックノズルは、亜鉛溶湯との濡れ性が従来の耐熱
金属製のノズルと比べて十分に小であり、燃伝導度が小
さく、ノズル部における溶湯温度の低下が少ないためノ
ズルの閉塞が防止され、溶湯滴下に適しており、特に１
〜２．５ｍｍという小さな口径のノズルから滴下可能
である。

従来の鋼製、Ｗ−Ｍ。系等の金属製ノズルでは、２．５
ｍｍ以下のノズル口径のとき、ノズル閉塞が生じて、安
定滴下は困難であり、また鋼製ノズルではノズル孔の侵
食による拡大があって、ノズル口径を一定に保持できな
かったものである。

また、セラミックノズルの利点は、その熱伝導率が金属
（例えば鋼０．１７８ａｔＯ℃、Ｗ−Ｍ。

０．３４〜０．４０ａｔ２０℃、ｃａｌ／ＣＩＩ
Ｌ・ｓｅｃ・’Ｃ）に比して極めて低く、従って
溶湯がノズル内で冷却され難いということにもよる。

従って、本発明においては、上述のセラミック材質の他
、溶湯に対して耐蝕性を有し、使用温度に耐える耐熱性
、好ましくはさらに耐熱衝撃性を備えた、耐熱性セラミ
ック材を用いることができ、例えば、７００℃以上の結
晶化温度を有する耐熱性結晶化ガラス、溶融ルツボ等に
常用されるアルミナ質（好ましくはハイアルミナ質）セ
ラミック材、ジルコン質、チタン酸アルミニウム質等の
耐熱性セラミック材を必要に応じ用も・ることかできる
。

結晶化ガラスとしては、合成雲母の微結晶を結晶性相と
し好ましくは機械加工性のもの、いわゆるマシーナブル
・ガラスセラミックスの系統のものがあり、その他５ｉ
０２・Ａｌ２Ｏ３・ＭｇＯ系のコージライトを結晶性相
に含むもの等も用いることができる。

さらに、上述以外にも、上掲の性質を備え、熱伝導率の
低いセラミック材をノズルとして使用可能であり、熱伝
導率０．０１ｃａｌ／／ＣＴＬ・ｓｅｃ・℃以下のもの
を用いることが望ましい。

セラミックノズルの低い熱伝導率は、細℃ツズル孔から
の溶湯滴下に有利に作用すると考えられる。

なお、ノズルの形状は、図示のものの他公知のノズルに
ならって適宜設計上の変更は可能であるが、ノズルの閉
塞の防止及び閉塞時の処置のために単純な直孔を有する
ものが好ましく、ノズルの長さも他の諸条件に合わせて
調節されうる。

なお、本発明の装置、特に湯貯め２及び注湯部４は、通
例大気開放をもって足りるが、必要に応じ不活性ガス雰
囲気に保持することもできる。

以上の通り、本発明の装置によれば、従来困難であった
亜鉛の凡そ５ｍｍ以下の均一粒径と粒形を有するショッ
ト球の製造が可能となった。

実施例ＩＺｎ純度９９．９９５％の最純亜鉛地金を用い予めルツ
ボ内で溶融した亜鉛溶湯を用い、第１図、第２図図示の
ＳｉＣ製のノズル受け（湯貯め６０ｘ６０×高さ１００
朋、注湯部４０ｘ６０ｘ高さ１００ｍｍ、スロート高さ
５ｍｖｔ）の注湯部４に注湯して湯面を８儂の高さ
に保ちつつバーナ９により溶湯温度を５００℃に保ち、
合成雲母を微細結晶性層として含む結晶化ガラス（重量
組成５ｉ０２４６％、Ａ１２０３１６係、ＭｇＯ１７
係、Ｋ２Ｏ１０係、Ｆ４係、Ｂ２０３７％、コーニング
・グラス・ワークス社製商品名「マコール−１、熱伝導
率２５℃０．００４ｃ３１７ｍ−Ｓｅｃ・’Ｃ）
製の口径ｄ１．０、１．５、２．０。

２、５ｍｍの各ノズルを用い、ノズル先端５ａと冷却
水水面６ａとの間隔ｌを８ｍ１１Ｌに保持し、冷却水の
温度７０℃冷却水深さ１，３ｍとして、溶湯をノズルか
ら滴下させ水冷固化せしめて１００ｋｇのショット球を
得た。

その結果球状の均一形状で平均粒径１〜３ｍｍのショッ
ト球が得られ、ｄ＝１．０〜２０では特に均一な粒形、
粒度分布のショット球が得られた。

連続滴下時においても、ノズルの閉塞は認められなかっ
た。

なお、口径１ｍｍ未満のノズルでその他同様にして試み
たが、安定滴下困難であった。

また口径２．５ｍｍを超えるノズルも同様に試みたが
、粒径が粗大化すると共に、偏平なものが多く生じた。

実施例２ノズルと冷却水との間隔ｌを２〜３０ｍｍに変化させ、
ノズル口径ｄ＝１．５ｒ／Ｌ１Ｌとしその他実施例１と
同様な条件にてテストを行った。

その結果１＝２〜２０ｍｍの間で球状ショットを得た。

ｌ−５〜１５ｍｍでより均一で粒径の小さいショット球
が得られた。

ｌが２０ｍｍを超えると粗大化と偏平化が生じ１２ｍｍ
未満では安定した滴下は困難であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の実施例の概略断面図、第２図は
、第１図の装置の概略平面図を夫々示す。１・・・ノズル受け、２・・・湯貯め、３・・・仕切り
板、４・・・注湯部、５・・ノズル、ｄ・・・ノズル口
径、ｌ・・・ノズル・水面間隔、６・・・冷却水、１０
・・・溶湯、９・・・バーナ。

Claims

【特許請求の範囲】

１溶湯貯めと、該溶湯貯めの底部に溶湯滴下口と、該
溶湯貯めの外部に配された溶湯加熱手段と、冷却水槽と
から成り、溶湯を冷却水中に滴下させて金属のショット
球を製造するための装置において、溶湯貯めと仕切り板
により区画されかつ底部において連通ずる注湯部を有し
、該溶湯貯めの底部にノズル口径１．０〜２５朋φのセ
ラミックノズルを冷却水水面から２〜２０ｒｎ１１Ｌの
間隔をもって配したことを特徴とする亜鉛ショット球の
製造装置。