JPS62240703A

JPS62240703A - 急冷凝固粉末の製造装置

Info

Publication number: JPS62240703A
Application number: JP8448786A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Amakasu; 天粕　壽也; Shoichi Yoshino; 吉野　彰一
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1987-10-21

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）本発明は、鉄系あるいは非鉄系金属の急冷凝固粉末の工
業的生産に適した製造装置に関する。

（従来の技術）鉄系あるいは非鉄系金属の急冷凝固粉末を工業的に得る
方法として、空気アトマイズ法がある。

この方法は、冷却媒体である空気を溶融金属に高速で衝
突させて、溶融金属を噴霧状態としながら急冷し、これ
を回収して急冷凝固粉末を得る方法である。

上記方法を実施するための装置の一例を第２図に示す。

同図において、電気炉、ガス炉等の加熱炉３１から、注
湯樋３２を介してノズル装置３３に注入された溶湯は、
ノズル装置３３に設けられたノズルによって発生した高
速空気流と衝突して噴霧状態とされる。３４はノズル装
置３３に接続された圧縮空気配管であり、３５は噴霧状
態で凝固した金属粉末である。

そして、金属粉末３５はコレクター３６によって収集さ
れ、ダクト３７を介して適宜数のサイクロン３８に送り
込まれた後、分級装置３９によって分級されて容器４０
に収集される。

（発明が解決しようとする問題点）前記空気アトマイズ法においては、圧縮空気を超音速で
ノズルより噴出させる必要があり、高能力の空気圧縮機
を必要とするため、必然的に装置コストの上昇を招来し
ている。また、ノズルの孔径を細くコントロールする必
要があり、操業中にノズル孔に詰まりが生じる場合も多
く、操業に支障が生じる場合があった。

更に、操業上、安全性に著しい問題があった。

すなわち、製造された金属粉末は乾燥状態であるので、
これが空気中に限界濃度以上存在すると粉塵爆発を誘引
するおそれがある。これを防止するには、アトマイズさ
れた金属粉末が空気輸送によりダクト３７からサイクロ
ン３８に至る管路等やサイクロン３８中において、粉末
濃度を数％に押えたり、また、ダクト材質を通常の銅材
質以外の特殊材質にしたり、ダクトや管径を大きくした
り、粉末の滞留を防止するために管路の曲がり数を少な
くする必要がある。

このような施策は、いずれも装置コストの増大につなが
り、かつ、細心徹底した安全管理が要求され、結局、急
冷凝固粉末のコスト上昇につながるものである。

本発明は、かかる問題点に鑑み、構造簡単にして安全性
に優れた急冷凝固粉末の製造装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段）叙上の目的を達成するために講じられた本発明の急冷凝
固粉末の製造装置の特徴とするところは、軸心方向が上
下方向とされかつ上端が開口された有底の冷却筒１と噴
霧筒２とからなり、冷却筒１に噴霧筒２が同心状に内設
され、両筒が各々回転自在に支持されており、前記噴霧筒２の周壁には噴霧筒２の内部に注入された金
属溶湯を噴霧筒２の回転時に筒外へ噴霧状に飛散させる
ためのノズル孔１９が多数穿設されており、前記冷却筒１の内周面には冷却筒ｌの回転時にノズル孔
１９から飛散した溶湯粒子を急冷するための冷却液層１
２が貯えられ、冷却筒１の下部に金属粉末を筒外へ冷却
液と共に取り出すための排出口１０が設けられている点
にある。

（作　　用）冷却筒１が回転すると、その内部に注入された冷却液は
、遠心力によって、冷却筒１の周方向内周面に回転しな
がら張り付いた状態となり、前記内周面に冷却液Ｎ１２
が形成される。

噴霧筒２が回転すると、その内部に注入された金属溶湯
は、遠心力によって、噴霧筒２の周方向内周面に張り付
いた状態となり、周壁に多数穿設されたノズル孔１９よ
り筒外へ噴霧状態で飛散される。

ノズル孔１９より飛散した溶湯粒子は、前記冷却筒１の
内周面に形成された冷却液層１２と衝突して分断される
と共に急冷される。急冷凝固した金属粉末は冷却筒１の
内周面に集積する。

冷却筒１の回転を止めると金属粉末および冷却液は、冷
却筒１の底部に自重によって下降集積し、排出口１０よ
り金属粉末が冷却液と共に取り出される。

（実施例）次に、図面を参照して、本発明の実施例について説明す
る。

第１図に示した実施例に係る急冷凝固粉末の製造装置は
、軸心方向が上下方向とされかつ上端が開口された有底
の冷却筒１と噴霧筒２とからなり、噴霧筒２が冷却筒１
に同心状に内設されている。

前記冷却筒１は、噴霧筒２が内側に配設された上部筒４
と、下方が小径とされたテーパ筒５と、下部筒とが連設
して構成されている。

上部筒４の上端には、冷却筒１に注入された冷却水や冷
却油等の冷却液が冷却筒１の回転時に上端開口より上部
外方へ流出するのを防止するための液止めフランジ７が
形成されている。

下部筒６の底部は、底板８によって閉鎖され、底板８の
中央部にはボス金具９が垂設されている。

また、下部筒６の側周壁の底部近傍には、排出口１０が
開設され、栓１１により開閉自在とされている。

前記噴霧筒２は、外周壁２ａが鉄板等の金属材で形成さ
れ、内周壁２ｂがセラミックス等の断熱性に優れた耐火
材で形成されている。

噴霧筒２の底部には、該噴霧筒２の軸心方向に沿って回
転軸１５が前記ボス金具９を貫通して垂設さている。ボ
ス金具９は回転軸１５の段部１６とシールリングが内設
された円錐環１７とによって上下方向が支持されると共
に、ボス金具９と回転軸１５とはベアリングにより相対
回転自在に連結されている。尚、回転軸１５は図示省略
しているが、下方においてスラストベアリングやラジア
ルベアリング等によって回転自在に支持されている。

噴霧筒２の上部には、噴霧筒２の内部に注入された金属
溶湯が、該噴霧筒２の回転時に部外上方へ流出するのを
防止するための湯止めリング部１８が軸心方向へ環状に
凸段されている。

また、噴霧筒２の周壁には、前記金属溶湯を噴霧筒２の
回転時に部外へ噴霧状に飛散させるための多数のノズル
孔１９が噴霧筒２の外周壁２ａおよび内周壁２ｂを貫通
して穿設されている。ノズル孔１９の大きさは、注入す
る金属の種類によっても異なるが、低回転時乃至回転停
止状態で噴霧筒２内に満たされた溶湯が流出しない大き
さとされる。例えば、八１を主成分とした金属溶湯の場
合では、直径０．２〜０．７龍とする０、２龍未満では
、溶湯が噴射されに＜＜、一方０．７＋ｍを越えると、
急冷効果が少なくなるからである。

同図において、２１は注湯用ノズル、２２は冷却液供給
管、２３．２４はそれぞれ冷却筒１．噴霧筒２の回転駆
動用ホイールであり、ベルト等により回転用モータ等と
連動連結されている。尚、冷却筒１と噴霧筒２との回転
方向は、同方向あるいは異方向のいずれでもよいが、異
方向の方が分断作用が大きくて好ましい。

以上説明した実施例に係る急冷凝固粉末の製造装置は以
下のようにして使用される。

まず、冷却筒ｌに冷却液を注入して回転し、遠心力の作
用で冷却液を冷却筒１の上部筒４の内周面に引き上げる
と共に張り付けて冷却液層１２を形成する。

次に、噴霧筒２を回転し、内面をバーナー等で予め加熱
した後、注湯ノズル２１より所望の金属溶湯を注入する
。注入された金属溶湯２０は、遠心力の作用で噴霧筒２
の内面に沿って上方へ引き上げられると共にノズル孔１
９より部外へ噴霧状態で飛散される。

飛散した溶湯粒子は、前記冷却液層１２に高速度で衝突
し、分断されながら急冷され、金属粉末となって上部筒
４の内周面に沈降集積される。

所要量の金属粉末が集積されると、噴霧筒２の回転を下
げあるいは停止して、最上部のノズル孔を閉鎖するまで
溶湯を噴霧筒２内に満たして、ノズル孔１９が溶湯の凝
固により詰まるのを防止する。

溶湯をノズル孔１９の背後を覆うように充填しない場合
、ノズル孔１９に毛細管現象により保持された溶湯は、
ノズル孔１９内で凝固してしまい、金属粉末の連続製造
が困難になる。

一方、冷却筒１の回転を停止すると、金属粉末は冷却液
と共に下部筒６の底部に自重により下降集積する。そし
て、栓１１を排出口１０より取り外して、排出口１０に
吸引ホース等を接続し、金属粉末を冷却液と共に取り出
し、適宜分級し、乾燥する。

この際、冷却液供給管２２より冷却液を供給し、金属粉
末の排出を促進するとよい。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明の急冷凝固粉末の製造装置は
、冷却筒と噴霧筒とで構成されており、装置の構造が簡
単で、設備費が安価で済む。

また、噴霧筒に注入された金属溶湯は、遠心力によって
ノズル孔より噴霧状態で飛散して、冷却筒の内周面に遠
心力によって形成された冷却液層に衝突して分断され、
１０３〜ｂれて微細な急冷凝固金属粉末が冷却筒の内周面に容易に
集積される。

また、冷却筒の回転を停止するだけで、金属粉末は、冷
却液と共に冷却筒の底部に自重により下降集積され、冷
却液と共に取り出されるので、金属粉末の収集が容易で
あり、かつ操業に伴い粉塵爆発の危険性がない。

更に、噴霧筒は底部を下方として上下方向に立設されて
いるので、噴霧筒の回転停止ないし低回転時に金属溶湯
を噴霧筒内に充満でき、ノズル孔内に毛細管現象によっ
て保持された溶湯を背後から多量の溶湯によって加熱で
き、ノズル孔の目詰まりを防止でき、金属粉末の取り出
し時に、溶湯のノズル孔からの飛ｊ）ｋを休止しても、
その後連続して金属粉末を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る急冷凝固粉末の製造装置の断面説
明図、第２図は従来の空気アトマイズ法による急冷凝固
粉末の製造装置の説明図である。１・・・冷却筒、２・・・噴霧筒、ＩＯ・・・排出口、
１２・・・冷却液層、１９・・・ノズル孔。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸心方向が上下方向とされかつ上端が開口された
有底の冷却筒１と噴霧筒２とからなり、冷却筒１に噴霧
筒２が同心状に内設され、両筒が各々回転自在に支持さ
れており、前記噴霧筒２の周壁には噴霧筒２の内部に注入された金
属溶湯を噴霧筒２の回転時に筒外へ噴霧状に飛散させる
ためのノズル孔１９が多数穿設されており、前記冷却筒１の内周面には冷却筒１の回転時にノズル孔
１９から飛散した溶湯粒子を急冷するための冷却液層１
２が貯えられ、冷却筒１の下部に金属粉末を筒外へ冷却
液と共に取り出すための排出口１０が設けられているこ
とを特徴とする急冷凝固粉末の製造装置。