JPS6227058A - 溶融金属霧化装置 - Google Patents
溶融金属霧化装置Info
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- JPS6227058A JPS6227058A JP60162908A JP16290885A JPS6227058A JP S6227058 A JPS6227058 A JP S6227058A JP 60162908 A JP60162908 A JP 60162908A JP 16290885 A JP16290885 A JP 16290885A JP S6227058 A JPS6227058 A JP S6227058A
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- molten metal
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- medium
- atomizing
- atomizing medium
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/123—Spraying molten metal
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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。
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、溶融金属霧化装置に関し、金属粉末製造装置
、噴霧鋳造装置あるいは噴霧圧延装置において溶融金属
流を液体、気体等の流体の噴霧媒を噴射して霧化する装
置に関するものである。
、噴霧鋳造装置あるいは噴霧圧延装置において溶融金属
流を液体、気体等の流体の噴霧媒を噴射して霧化する装
置に関するものである。
(従来の技術)
一般的な金属粉末製造法の一つである噴霧法では、溶融
金属を小孔より流下させ、この溶融金属流に周囲より高
速の液体あるいは気体等の流体噴霧媒を衝突させ、溶融
金属流を霧化冷fiI凝固させ、金属粉末を得ている。
金属を小孔より流下させ、この溶融金属流に周囲より高
速の液体あるいは気体等の流体噴霧媒を衝突させ、溶融
金属流を霧化冷fiI凝固させ、金属粉末を得ている。
また、気体の噴霧媒を用いて溶融金属を霧化し、この金
属液滴を堆積凝固させる噴霧鋳造法、あるいは堆積層を
圧延し、金属板を製造する噴霧圧延法などの技術も知ら
れている。
属液滴を堆積凝固させる噴霧鋳造法、あるいは堆積層を
圧延し、金属板を製造する噴霧圧延法などの技術も知ら
れている。
このように溶融金属の霧化は広〈実施あるいは検討され
ているが、霧化された溶融金属液滴の形状制御あるいは
霧化効率の点で問題があり人聞の溶融金属を効率よく微
細化する技術か望まれている。これは、粉末冶金用粉末
においては微粒化による焼結性などの特性向上が、また
、噴霧鋳造法などにおいては、微小粒(滴)化による堆
積層の組織の微細化、合金元素の偏析抑制などが必要と
されているためである。
ているが、霧化された溶融金属液滴の形状制御あるいは
霧化効率の点で問題があり人聞の溶融金属を効率よく微
細化する技術か望まれている。これは、粉末冶金用粉末
においては微粒化による焼結性などの特性向上が、また
、噴霧鋳造法などにおいては、微小粒(滴)化による堆
積層の組織の微細化、合金元素の偏析抑制などが必要と
されているためである。
すなわら、大量の溶融金属を微細かつ均一な大きさに霧
化し得るばかりでなく、この霧化に要する噴霧媒のエネ
ルギーを最小になし1qる霧化装置が優れた霧化装置と
言える。
化し得るばかりでなく、この霧化に要する噴霧媒のエネ
ルギーを最小になし1qる霧化装置が優れた霧化装置と
言える。
従来、溶融金民霧化装首の代表的なものとして、第8図
に示す環帯型ノズルヘッダーおよび第9図に示すマルチ
ノズル型のノズルヘッダーが既知である。
に示す環帯型ノズルヘッダーおよび第9図に示すマルチ
ノズル型のノズルヘッダーが既知である。
第8図に示す環帯型ノズルヘッダーは特公昭43−63
89号公報に開示されているもので、この形式のノズル
ヘッダーはヘッダー上部および下部1および2によって
ノズル孔3が画成されている。したがって、噴′a媒4
の噴出するノズル孔3の大きざを調整するためにヘッダ
ー上部1あるいは下部2を上下に動かして上下ヘッダ一
部の間隔を調整する構造とする必要がある。また、この
ノズル孔3の大きさは噴霧媒の圧力あるいは流量を適正
に保つために微小にする必要がある。しかしながら、工
業化により大型化したヘラグーにおいては、微小ノズル
孔の調整は噴霧媒の圧力によるノズルの変形をともなう
ためむずかしく、均一な噴霧媒の噴出を実現するために
は装置が複雑化、大型化するという問題がある。
89号公報に開示されているもので、この形式のノズル
ヘッダーはヘッダー上部および下部1および2によって
ノズル孔3が画成されている。したがって、噴′a媒4
の噴出するノズル孔3の大きざを調整するためにヘッダ
ー上部1あるいは下部2を上下に動かして上下ヘッダ一
部の間隔を調整する構造とする必要がある。また、この
ノズル孔3の大きさは噴霧媒の圧力あるいは流量を適正
に保つために微小にする必要がある。しかしながら、工
業化により大型化したヘラグーにおいては、微小ノズル
孔の調整は噴霧媒の圧力によるノズルの変形をともなう
ためむずかしく、均一な噴霧媒の噴出を実現するために
は装置が複雑化、大型化するという問題がある。
また、環帯型の霧化装置では上述したように微小ノズル
孔の調整を行なう代りに、噴霧媒の噴出量を増加させる
ことも考えられるが、霧化効率の低下をまねく問題があ
る。
孔の調整を行なう代りに、噴霧媒の噴出量を増加させる
ことも考えられるが、霧化効率の低下をまねく問題があ
る。
噴霧式溶融金属霧化装置において霧化効率を抑えている
原因の一つとして噴霧媒噴流速度の雰囲気による減衰が
ある。この流速の減衰は大規模の霧化装置はど、溶融金
属注入速度の増加にともなって、噴霧媒ノズル孔と噴霧
媒の幾何学的焦点Fとの距離が増大することによって、
顕著に現われる。特に、環帯型ノズルヘッダーから噴出
される噴霧媒は噴出時にすでに薄板状であるため、雰囲
気との接触面積が大きく減衰が太き(問題である。
原因の一つとして噴霧媒噴流速度の雰囲気による減衰が
ある。この流速の減衰は大規模の霧化装置はど、溶融金
属注入速度の増加にともなって、噴霧媒ノズル孔と噴霧
媒の幾何学的焦点Fとの距離が増大することによって、
顕著に現われる。特に、環帯型ノズルヘッダーから噴出
される噴霧媒は噴出時にすでに薄板状であるため、雰囲
気との接触面積が大きく減衰が太き(問題である。
第9図に示すマルチノズル型のノズルヘッダーは特開昭
49−41257号公報に開示されているもので、中空
環状のノズルヘッダー5上に複数の短小なノズル6が円
周方向に互に離間して取付けられ、これらの噴霧媒体噴
出ノズル6から同一焦点Fに向は噴霧媒4を噴出して溶
融金属流7を霧化して金属液?li8を形成するよう構
成されている。
49−41257号公報に開示されているもので、中空
環状のノズルヘッダー5上に複数の短小なノズル6が円
周方向に互に離間して取付けられ、これらの噴霧媒体噴
出ノズル6から同一焦点Fに向は噴霧媒4を噴出して溶
融金属流7を霧化して金属液?li8を形成するよう構
成されている。
マルチノズル型霧化装置は環帯型霧化装置と比較し、ノ
ズル開口部面積をノズル口径およびノズル本数の変更に
より容易に変更可能であり、調整が容易である。またノ
ズル構造も単純型であり製作容易なため優れた霧化装置
の一つである。
ズル開口部面積をノズル口径およびノズル本数の変更に
より容易に変更可能であり、調整が容易である。またノ
ズル構造も単純型であり製作容易なため優れた霧化装置
の一つである。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、マルチノズル型の霧化装置は、気体噴霧
媒を用いる場合にノズルとノズルの間に噴霧媒速度の低
い部分が発生し、また、液体噴霧媒を用いる場合には噴
霧媒液滴密度の低い部分が発生する。これがため、流下
する溶融金属が焦点において噴霧媒によって一次粉砕さ
れて液滴8となって飛散して上記部分を通過する際、噴
霧媒と十分に接触しないため、霧化が不十分になる結果
、霧化された液滴の粒径が大きく好ましくないという問
題がある。
媒を用いる場合にノズルとノズルの間に噴霧媒速度の低
い部分が発生し、また、液体噴霧媒を用いる場合には噴
霧媒液滴密度の低い部分が発生する。これがため、流下
する溶融金属が焦点において噴霧媒によって一次粉砕さ
れて液滴8となって飛散して上記部分を通過する際、噴
霧媒と十分に接触しないため、霧化が不十分になる結果
、霧化された液滴の粒径が大きく好ましくないという問
題がある。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、前述した問題に鑑み、大量の溶融金属を安定
して効率よく微粒化することを可能とする装置を提供す
ることを目的とする。
して効率よく微粒化することを可能とする装置を提供す
ることを目的とする。
これがため、本発明によれば、第1図に示すように流下
する溶融金属流7を中心とする円周−ヒに互に離間して
設けられた噴霧媒体噴出ノズルより液体、気体等の流体
の噴霧媒4を噴出して溶融金属を霧化する装置において
、霧化効率を向上させるため、流下する溶融金属流を中
心とする円周上に6個以上の長大な噴霧媒噴出ノズル9
を円周方向に互に離間して設け、これらのノズル9のノ
ズル口径dとノズル先端から噴霧媒の幾何学的焦点Fま
での距離、すなわち噴流長βとの関係をβ/d≦ 20
0にすることを特徴とする。
する溶融金属流7を中心とする円周−ヒに互に離間して
設けられた噴霧媒体噴出ノズルより液体、気体等の流体
の噴霧媒4を噴出して溶融金属を霧化する装置において
、霧化効率を向上させるため、流下する溶融金属流を中
心とする円周上に6個以上の長大な噴霧媒噴出ノズル9
を円周方向に互に離間して設け、これらのノズル9のノ
ズル口径dとノズル先端から噴霧媒の幾何学的焦点Fま
での距離、すなわち噴流長βとの関係をβ/d≦ 20
0にすることを特徴とする。
(作 用)
本発明によれば、噴霧媒噴出ノズル(孔)9を6個以上
設けることにより、噴霧媒焦点近傍において、速度分布
が均一な高速の噴霧媒層および/または噴霧媒液滴を形
成し、これにより粗粒の発生を抑制することができる。
設けることにより、噴霧媒焦点近傍において、速度分布
が均一な高速の噴霧媒層および/または噴霧媒液滴を形
成し、これにより粗粒の発生を抑制することができる。
また、噴流長pとノズル口径dとの比1/dを200以
下とすることにより、噴霧媒の流速の雰囲気による減衰
を防止し、霧化効率を向上することができる。したがっ
て、噴m媒体噴出ノズル9あるいはこれを取付けるノズ
ルヘッダー5を取換えるだけで微粒化が可能である。
下とすることにより、噴霧媒の流速の雰囲気による減衰
を防止し、霧化効率を向上することができる。したがっ
て、噴m媒体噴出ノズル9あるいはこれを取付けるノズ
ルヘッダー5を取換えるだけで微粒化が可能である。
第4図は流下する溶融金属流を中心とする円周上に互に
離間して設けられた噴霧媒噴出用ノズル(孔)本数を4
本から12本まで変更し、噴霧媒に水を用い、溶融鉄の
霧化を行ない、得られた粉末の粒度を篩別して測定し、
対数正規確率紙にプロットし、メジアン径および幾何学
標準偏差を求め、1りられた粉末の幾何学標準偏差とノ
ズル本数との関係を示す。
離間して設けられた噴霧媒噴出用ノズル(孔)本数を4
本から12本まで変更し、噴霧媒に水を用い、溶融鉄の
霧化を行ない、得られた粉末の粒度を篩別して測定し、
対数正規確率紙にプロットし、メジアン径および幾何学
標準偏差を求め、1りられた粉末の幾何学標準偏差とノ
ズル本数との関係を示す。
ノズル本数が減少するにしたがって、高速の噴霧媒液?
v4密度の低い部分が拡大し、溶融金属と噴霧媒とが土
部に接触しないため溶融金属の一部は十分に霧化されな
くなる。
v4密度の低い部分が拡大し、溶融金属と噴霧媒とが土
部に接触しないため溶融金属の一部は十分に霧化されな
くなる。
このため、第4図に示すように、ノズルが6本未満では
、粗粒の発生量が多く幾何学標準偏差が大きくなる。す
なわち、同じマルチノズル型霧化装置において、6本未
満のノズル本数では、霧化後の溶融金属液滴の粒度の幅
が広いばかりでなく、粗粒の発生が多く優れた霧化装置
と言えない。
、粗粒の発生量が多く幾何学標準偏差が大きくなる。す
なわち、同じマルチノズル型霧化装置において、6本未
満のノズル本数では、霧化後の溶融金属液滴の粒度の幅
が広いばかりでなく、粗粒の発生が多く優れた霧化装置
と言えない。
したがって、本発明の霧化装置のノズル本数は6本以上
望ましくは12本以上とする。12本以上とすることに
より、幾何学標準偏差は2.0以下となり、霧化装置と
して十分に粒度の幅を小ざくすることが可能である。
望ましくは12本以上とする。12本以上とすることに
より、幾何学標準偏差は2.0以下となり、霧化装置と
して十分に粒度の幅を小ざくすることが可能である。
次に、同じく第1〜3図に示す霧化装置を用い、第1表
に示す実験条件により溶融鉄の霧化を行なった。ノズル
先端9aから噴霧媒の幾何学的焦点Fまでの距離、すな
わち、噴流長℃をノズル長を伸ばすことにより第1表に
示すように386g1IIlから162mmまで短縮し
、溶融金属の霧化状態におよぼす噴流長βの影響を調べ
た。第1表中、実施例1゜2は従来法に比べ噴流長λを
短縮した場合であり、また、実施例3は、噴流艮βを従
来法のままとし、ノズル口径dを拡大した場合である。
に示す実験条件により溶融鉄の霧化を行なった。ノズル
先端9aから噴霧媒の幾何学的焦点Fまでの距離、すな
わち、噴流長℃をノズル長を伸ばすことにより第1表に
示すように386g1IIlから162mmまで短縮し
、溶融金属の霧化状態におよぼす噴流長βの影響を調べ
た。第1表中、実施例1゜2は従来法に比べ噴流長λを
短縮した場合であり、また、実施例3は、噴流艮βを従
来法のままとし、ノズル口径dを拡大した場合である。
いづれも、雰囲気との接触を低減し、噴霧媒速度の低下
を抑制し、微粒化が可能である。
を抑制し、微粒化が可能である。
第1表
したがって、本発明は、第1表の結宋から噴流長℃とノ
ズル口径dとの比、ffi/dを十分に微粒化可能な2
00以下とする。
ズル口径dとの比、ffi/dを十分に微粒化可能な2
00以下とする。
なお、第1表に示すように、従来装置では、粒径(メジ
アン径)が180μmと大きく、微細液滴化が十分でな
く、用途によっては、使用できないばかりでなく、十分
な特性が発揮されず、また歩留りが低い等の問題がある
。
アン径)が180μmと大きく、微細液滴化が十分でな
く、用途によっては、使用できないばかりでなく、十分
な特性が発揮されず、また歩留りが低い等の問題がある
。
本発明の霧化装置は第1〜3図に示す実施例に限らず、
種々の変更を加えた形態で実施することが可能である。
種々の変更を加えた形態で実施することが可能である。
例えば第5図承りように、噴出ノズル口の部分をノズル
ヘッダー5と別構造とぜず、ノズルヘッダーの円環状の
噴霧媒だめ10に外部へ通じる孔11を設け、この部分
より直接噴出させる構造とすることも可能である。
ヘッダー5と別構造とぜず、ノズルヘッダーの円環状の
噴霧媒だめ10に外部へ通じる孔11を設け、この部分
より直接噴出させる構造とすることも可能である。
また、第6図に示すようにノズルヘッダー5にノズル9
を溶融金属流に対する噴霧媒流の角度を2種類以上の異
なる角度で取付けて設けることが可能であり、霧化装置
の用途あるいは溶融金属の物性等に合せ任烈に選択可能
である。
を溶融金属流に対する噴霧媒流の角度を2種類以上の異
なる角度で取付けて設けることが可能であり、霧化装置
の用途あるいは溶融金属の物性等に合せ任烈に選択可能
である。
さらに、第7図に示すように、沿面調整ガイド12を設
け、噴霧媒の均一化を促す実施形態をとることも可能で
ある。この場合、噴流の速度減衰を抑えるため沿面調整
ガイド12と噴流との接触は最低限にとどめる必要があ
る。
け、噴霧媒の均一化を促す実施形態をとることも可能で
ある。この場合、噴流の速度減衰を抑えるため沿面調整
ガイド12と噴流との接触は最低限にとどめる必要があ
る。
(発明の効果)
本発明によれば、粗粒の発生をなくし、均一な微粒化が
可能であり、ノズルまたはノズルヘッダーの交換によっ
て用途および溶融金属の物性に容易に合わせることがで
きる。
可能であり、ノズルまたはノズルヘッダーの交換によっ
て用途および溶融金属の物性に容易に合わせることがで
きる。
第1図は本発明により溶融金属霧化装置の縦断斜視図、
第2図は第1図に示す霧化装置の底面図、第3図は第1
図に示す霧化装置の縦断面図、第4図は噴霧媒体噴出ノ
ズルの本数と得られる粉末の粒度の幾何学標準偏差との
関係を示すグラフ、 第5および6図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、 第7図は本発明の他の実施例を示す縦断斜視図、第8お
よび9図は従来の溶融金属霧化装置の縦断面図である。 4・・・噴霧媒噴流 5・・・ノズルヘラダート
・・溶融金属流 8・・・金属液滴9・・・噴霧
媒体噴出ノズル 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第2図 第4図 θ 246 θIQ /2 ノス゛ル本数c本) 第5図
図に示す霧化装置の縦断面図、第4図は噴霧媒体噴出ノ
ズルの本数と得られる粉末の粒度の幾何学標準偏差との
関係を示すグラフ、 第5および6図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、 第7図は本発明の他の実施例を示す縦断斜視図、第8お
よび9図は従来の溶融金属霧化装置の縦断面図である。 4・・・噴霧媒噴流 5・・・ノズルヘラダート
・・溶融金属流 8・・・金属液滴9・・・噴霧
媒体噴出ノズル 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第2図 第4図 θ 246 θIQ /2 ノス゛ル本数c本) 第5図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、溶融金属を高速の流体の噴霧媒によって霧化する装
置において、 流下する溶融金属流を中心とする円周上に 6個以上の噴霧媒噴出用ノズル(孔)を円周方向に互に
離間して設け、これらのノズルの口径dとノズル先端か
ら噴霧媒の幾何学的焦点までの距離、すなわち噴流長l
との関係が2/d≦200であることを特徴とする溶融
金属霧化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60162908A JPS6227058A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 溶融金属霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60162908A JPS6227058A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 溶融金属霧化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6227058A true JPS6227058A (ja) | 1987-02-05 |
Family
ID=15763512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60162908A Pending JPS6227058A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 溶融金属霧化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6227058A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1182270A1 (de) * | 2000-08-16 | 2002-02-27 | Holcim Ltd. | Einrichtung zum Zerstäuben von flüssigen Medien, insbesondere flüssigen Schmelzen |
CN101966588A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-02-09 | 宁波双鹿能源科技有限公司 | 六点均衡性雾化装置 |
JP2012000592A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Kobe Steel Ltd | 高温溶湯のガスアトマイザー |
JP2012066168A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Nozzle Network Co Ltd | 液体霧化装置および液体霧化方法 |
WO2012137603A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2012-10-11 | ノズルネットワーク株式会社 | 液体霧化装置 |
JP2013094749A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Nozzle Network Co Ltd | 液体霧化装置 |
CN107570712A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | 现代自动车株式会社 | 用于生产铁粉末的方法和装置 |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP60162908A patent/JPS6227058A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1182270A1 (de) * | 2000-08-16 | 2002-02-27 | Holcim Ltd. | Einrichtung zum Zerstäuben von flüssigen Medien, insbesondere flüssigen Schmelzen |
JP2012000592A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Kobe Steel Ltd | 高温溶湯のガスアトマイザー |
JP2012066168A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Nozzle Network Co Ltd | 液体霧化装置および液体霧化方法 |
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WO2012137603A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2012-10-11 | ノズルネットワーク株式会社 | 液体霧化装置 |
JP2012223752A (ja) * | 2011-04-04 | 2012-11-15 | Nozzle Network Co Ltd | 液体霧化装置 |
CN103347617A (zh) * | 2011-04-04 | 2013-10-09 | 喷嘴网络株式会社 | 液体雾化装置 |
JP2013094749A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Nozzle Network Co Ltd | 液体霧化装置 |
CN107570712A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | 现代自动车株式会社 | 用于生产铁粉末的方法和装置 |
CN107570712B (zh) * | 2016-07-04 | 2022-03-11 | 现代自动车株式会社 | 用于生产铁粉末的方法和装置 |
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