JPS63145703A - Apparatus for producing powder - Google Patents

Apparatus for producing powder

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Publication number
JPS63145703A
JPS63145703A JP29276086A JP29276086A JPS63145703A JP S63145703 A JPS63145703 A JP S63145703A JP 29276086 A JP29276086 A JP 29276086A JP 29276086 A JP29276086 A JP 29276086A JP S63145703 A JPS63145703 A JP S63145703A
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JP
Japan
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crucible
nozzle
molten metal
water
cooled
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Application number
JP29276086A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Mizukami
秀昭 水上
Akiya Ozeki
尾関 昭矢
Kentaro Mori
健太郎 森
Takao Kawakazu
高穂 川和
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To maintain the high purity of a molten metal and to increase the output thereof by using a water-cooled divided copper crucible as a melting crucible provided with a high-frequency induction heating coil on the outer periphery thereof. CONSTITUTION:A metallic material is charged into the water-cooled divided copper crucible 63, the inside wall of which is formed by connecting water- cooled copper segments 81 divided in the longitudinal direction via insulating refratories 82. After a prescribed inert atmosphere is maintained in a hermetic chamber 60, the above-mentioned heating coil 64 for the crucible 63 is energized. The induction current hardly flows in the crucible 63 at this time and efficiently heats and melts the metallic material in the crucible 63 so that a thin solidified shell 74 of the molten metal 72 itself is formed and the inside wall of the crucible 63 is protected by the self-coating. The molten metal 72 is then dropped from a nozzle 65 heated by the induction heating coil 66 for the nozzle 65 onto a disk 69 rotating at a high speed and is splashed by centrifugal force, by which the fine powder is produced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 この発明は、粉末冶金等に使用する金属粉末を製造する
粉末製造装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application 1] The present invention relates to a powder manufacturing apparatus for manufacturing metal powder used in powder metallurgy and the like.

[従来の技術] 粉末冶金は、金属又は合金の粉末を型に装入して加圧成
形し、次いでこの成形体を焼結させることにより金属製
品又は金属塊を製造する技術である。粉末冶金において
は、成分元素の偏析が起らないこと、難加工材料の製品
化が可能なこと、極めて微細な結晶組織を有する部材が
1qられること、非平衡相を現出させることが可能なこ
と等、溶製材では得ることができない種々の利点があり
、また、二次的な切削加工を省略できるという利点があ
る。このため、粉末冶金に適用される種々の粉末製造技
術が開発されている。
[Prior Art] Powder metallurgy is a technology for manufacturing metal products or metal ingots by charging metal or alloy powder into a mold, press-molding it, and then sintering the molded body. In powder metallurgy, segregation of component elements does not occur, it is possible to commercialize materials that are difficult to process, it is possible to produce parts with extremely fine crystal structures, and it is possible to make non-equilibrium phases appear. There are various advantages that cannot be obtained with melted lumber, such as this, and there is also the advantage that secondary cutting can be omitted. For this reason, various powder manufacturing techniques applied to powder metallurgy have been developed.

この中で、噴霧法は、工業的規模での生産が司能であり
、比較的簡単な設備で粉末を製造することができるので
広く用いられている。
Among these, the spray method is widely used because it is suitable for production on an industrial scale and powder can be produced using relatively simple equipment.

噴霧法のうち代表的なものとしては、アルゴンガス噴霧
法及び真空噴霧法の2種類ある。第3図はアルゴンガス
噴霧法を示す模式図である。アルゴンガス噴霧法におい
ては、容器2に貯留された溶湯1が、容器2の底部に設
けられたノズル3より流出し、流出する溶湯流にアルゴ
ンガス4を高エネルギで吹付けて溶湯を噴霧化すること
により粉体5を得る。
There are two typical spraying methods: an argon gas spraying method and a vacuum spraying method. FIG. 3 is a schematic diagram showing the argon gas atomization method. In the argon gas atomization method, molten metal 1 stored in a container 2 flows out from a nozzle 3 provided at the bottom of the container 2, and argon gas 4 is sprayed with high energy into the flowing molten metal flow to atomize the molten metal. Powder 5 is obtained by doing this.

第4図は真空rtmn法を示す模式図である。真空噴霧
法においては、容器12内の溶湯11に高圧ガス15を
吹込んで溶湯11にガス15を過飽和に含有させ、溶湯
とガスの混合物を、ノズル13を介して、適当な排気手
段で減圧された真空槽14に放出させ、溶湯11をガス
15の膨張圧で噴霧飛散させることにより粉体16を得
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the vacuum rtmn method. In the vacuum spraying method, high-pressure gas 15 is blown into the molten metal 11 in the container 12 to make the molten metal 11 supersaturated with the gas 15, and the mixture of molten metal and gas is depressurized through the nozzle 13 by an appropriate exhaust means. The molten metal 11 is sprayed and scattered by the expansion pressure of the gas 15 to obtain a powder 16.

前記のガス噴霧法及び真空噴霧法と同様の生産規模で1
11111が微細で均一な粉末を製造することができる
方法として急速凝固法がある。第5図は、急速凝固法を
示す模式図である。この急速凝固法においては、8周波
コイル22に高周波電流を流すことにより容器21内で
金属塊を溶解し、ここで生成した溶湯23を高速回転す
るディスク24上に落下させ、このディスク24の回転
により溶湯23を飛散させる。そして、この飛散した溶
湯23を水素ガス又はヘリウムガス等の熱伝導率の高い
冷却媒体により急速凝固させる。
1 at the same production scale as the gas atomization method and vacuum atomization method described above.
Rapid solidification is a method that can produce fine and uniform powder of 11111. FIG. 5 is a schematic diagram showing the rapid solidification method. In this rapid solidification method, a metal lump is melted in a container 21 by passing a high frequency current through an 8-frequency coil 22, and the molten metal 23 produced here is dropped onto a disk 24 rotating at a high speed, and the rotation of this disk 24 is performed. The molten metal 23 is scattered. Then, this scattered molten metal 23 is rapidly solidified using a cooling medium with high thermal conductivity such as hydrogen gas or helium gas.

伯の粉末製造方法として回転電極法、遠心造粒法および
E B RD (E 1ectron 3 ean+ 
RotatingDisk)法がある。第6図は回転電
極法を示す模式図である。回転電極法においては、第6
図に示すように、消耗′R極31と非消耗電極32の間
にアーク33を形成し、この際に0、消耗電極31をモ
ータ等の回転手段(図示せず)で高速に回転させて、消
耗電極31が溶融して生成する液滴34を飛散させるこ
とにより粉体35を得る。
Rotating electrode method, centrifugal granulation method and E B RD (E 1ectron 3 ean +
There is a RotatingDisk method. FIG. 6 is a schematic diagram showing the rotating electrode method. In the rotating electrode method, the sixth
As shown in the figure, an arc 33 is formed between the consumable R pole 31 and the non-consumable electrode 32, and at this time, the consumable electrode 31 is rotated at high speed by a rotating means (not shown) such as a motor. A powder 35 is obtained by scattering droplets 34 generated by melting the consumable electrode 31 .

第7図は遠心造粒法を示す模式図である。遠心造粒法に
おいては、アルゴンガス雰囲気下で回転可能に設置され
たるつぼ41と、垂直に設置された電極42との間にア
ーク43を形成し、るつぼ41を水冷しながら回転させ
て電極42が溶融して形成された液滴44をるつぼ41
内に滴下することにより、液144を飛散させて粉末を
生成する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the centrifugal granulation method. In the centrifugal granulation method, an arc 43 is formed between a crucible 41 that is rotatably installed in an argon gas atmosphere and an electrode 42 that is installed vertically, and the crucible 41 is rotated while being cooled with water to form an electrode 42. A droplet 44 formed by melting is placed in a crucible 41.
By dropping the liquid 144 into the container, the liquid 144 is scattered and powder is generated.

第8図はEBRD法を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the EBRD method.

EBRD法においては、高真空下(例えば104T o
rr以下)で棒状母合金51を電子銃52からの電子ビ
ーム53で溶解して液滴54を滴下し、滴下した液滴5
4を下方の高速回転ディスク55により飛散させて粉末
を得る方法である。
In the EBRD method, under high vacuum (for example, 104T o
rr or less), the rod-shaped master alloy 51 is melted by the electron beam 53 from the electron gun 52, and droplets 54 are dropped.
4 is scattered by a high-speed rotating disk 55 below to obtain powder.

[発明が解決しようとする問題点1 前記の各方法にはそれぞれ欠点がある。[Problem to be solved by the invention 1 Each of the above methods has its own drawbacks.

まず、アルゴンガス噴霧法の場合は、溶湯1を貯留する
容器2.ノズル3及び噴霧ガス4から不純物が混入する
虞があり、真空噴霧法及び急速凝固法の場合には夫々容
器12.21から不純物が混入する虞があるため、高合
金及び超合金用粉末等の高純度の粉末を製造することが
困難であるという問題点がある。
First, in the case of the argon gas atomization method, a container 2 for storing molten metal 1. There is a risk that impurities may enter from the nozzle 3 and the atomizing gas 4, and in the case of the vacuum spray method and rapid solidification method, there is a risk that impurities may enter from the containers 12 and 21, respectively. There is a problem in that it is difficult to produce powder with high purity.

回転電極法及び遠心分離法の場合には、上述の方法の場
合に比較して不純物の混入は少ないものの夫々非消耗1
tf!32及びるつぼ41からの不純物混入がある。ま
た、これらの方法の場合には、得ようとする合金でつく
られた消耗電極21、及び、水冷電極として作用するる
つぼ41は、粒径の小さい粉末を得るために高速回転さ
せる必要があるので、これらの電極を高速で回転させる
ためには電極の加工精度上及び回転芸構上、装置の製造
、保守の面で著しい困難性を伴うとともに前述のアルゴ
ン噴霧法のような工業的規模での生産は望めない。
In the case of the rotating electrode method and the centrifugation method, although there is less contamination of impurities than in the case of the above-mentioned method, each method is non-consumable.
tf! There is impurity contamination from 32 and crucible 41. In addition, in the case of these methods, the consumable electrode 21 made of the alloy to be obtained and the crucible 41 acting as a water-cooled electrode need to be rotated at high speed in order to obtain powder with small particle size. However, in order to rotate these electrodes at high speeds, it is extremely difficult to manufacture and maintain the equipment due to the precision of electrode processing and rotation technique, and it is difficult to use on an industrial scale such as the argon spray method mentioned above. Production cannot be expected.

この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、粉末冶
金に使用されるチタン合金、超合金等の高純度粉末を製
造でき、装置の製作、保守の面でも優れた粉末製造装置
を提供しようとするものである。
This invention was made in view of the above circumstances, and aims to provide a powder manufacturing device that can manufacture high-purity powder of titanium alloys, superalloys, etc. used in powder metallurgy, and is also excellent in terms of manufacturing and maintenance. It is something to do.

[問題を解決するための手段] 本発明に係る粉末製造装置は、外周部に高周波誘導加熱
コイルを備えたるつぼと、このるつぼの下方に配置され
た前記るつぼから落下する溶融金属を回転により飛散さ
せるディスクとを気密室内に備えた粉末製造装置におい
て、前記るつぼは内壁がたて方向に分割された水冷可能
な銅製セグメントで構成され、前記セグメントの間には
絶縁性耐火材が充填されている水冷分割銅るつぼである
ことを特徴とする。
[Means for solving the problem] A powder manufacturing apparatus according to the present invention includes a crucible equipped with a high-frequency induction heating coil on the outer periphery, and a molten metal disposed below the crucible that scatters molten metal falling from the crucible by rotation. The crucible is composed of water-coolable copper segments whose inner wall is divided in the vertical direction, and an insulating refractory material is filled between the segments. It is characterized by being a water-cooled divided copper crucible.

[作用] この発明においては前記るつぼの中に装入された金属材
料を外周部に備えた高周波誘導加熱コイルに電力を印加
して溶解する。この場合水冷分割銅るつぼは縦方向に分
割された水冷の銅セグメントで構成され、セグメントの
間には絶縁性の耐火物が充填されているものである。し
たがってるつぼには前記加熱コイルによる誘導電流は流
れず、つるは内部の金属材料を効率よく溶解する。また
、るつぼは水冷の銅セグメントで構成されているのでる
つぼに装入された金属材料が溶解されるとその一部はる
つぼ内壁に凝固シェルを作り、るつぼ内壁はセルフコー
ティングされてるつぼ内壁からの不純物の混入を防ぐ。
[Operation] In the present invention, the metal material charged into the crucible is melted by applying electric power to a high frequency induction heating coil provided on the outer periphery. In this case, the water-cooled divided copper crucible is composed of water-cooled copper segments divided in the vertical direction, and an insulating refractory is filled between the segments. Therefore, no current induced by the heating coil flows through the crucible, and the crucible efficiently melts the metal material inside. In addition, since the crucible is composed of water-cooled copper segments, when the metal material charged in the crucible is melted, a part of it forms a solidified shell on the inner wall of the crucible, and the inner wall of the crucible is self-coated. Prevents contamination with impurities.

るつぼ内で溶解した金属、すなわち溶湯は成分調整され
た後、るつぼの下部に設けたノズルから下方に設けたデ
ィスク上に落下させる。前記ディスクは高速回転可能に
設けてあり、高速回転するディスク上に落下した前記F
INはその遠心力によって飛散し、急速に冷却されて金
属わ)末となる。
After the composition of the metal melted in the crucible, that is, the molten metal is adjusted, it is dropped from a nozzle provided at the bottom of the crucible onto a disk provided below. The disk is provided to be able to rotate at high speed, and the F that falls onto the disk rotating at high speed.
The IN is scattered by the centrifugal force, rapidly cooled and turned into metal powder.

図示実施例のようにノズルを使用する場合には溶湯がノ
ズルを通過する際に、芯温にノズルからの不純物が混入
することを防ぐため、下記のようにすることも可能であ
る。
When a nozzle is used as in the illustrated embodiment, the following can be done in order to prevent impurities from the nozzle from being mixed into the core temperature when the molten metal passes through the nozzle.

前記ノズルを水冷分割銅ノズルとし、外周部に高周波誘
導加熱コイルを装備して、るつほに装入した金属材料が
♂解する前に予め金属栓を嵌入しておく。この金属栓は
目的の金属粉末と同一の組成をもつ金属または低融点台
風で作られ、るつぼ内のFJ’Aをディスク上に落下さ
せる際にノズルの外周部に装備した前記加熱コイルに電
力を印加して金属栓を溶融、落下させてノズルを開孔す
る。
The nozzle is a water-cooled divided copper nozzle, equipped with a high-frequency induction heating coil on the outer periphery, and a metal plug is inserted in advance before the metal material charged into the melting hole is melted. This metal stopper is made of a metal with the same composition as the target metal powder or a low melting point typhoon, and when the FJ'A in the crucible is dropped onto the disk, power is applied to the heating coil installed on the outer periphery of the nozzle. Apply voltage to melt the metal stopper and drop it to open the nozzle.

こうすることにより、前述のるつぼからの不純物の混入
を防ぐ作用と同様に、ノズルの内側はセルフコーティン
グされて、ノズルを通過する芯温にノズル内壁からの不
純物が混入することを防ぐことができる。
By doing this, the inside of the nozzle is self-coated to prevent impurities from the inner wall of the nozzle from getting mixed in with the core temperature passing through the nozzle, similar to the effect of preventing impurities from the crucible mentioned above. .

また、ノズルを使用する代りにるつぼに傾動装置を設け
て、るつぼ内の溶融金属をるつぼの傾動により高速回転
する前述のディスク上に落下させることもできる。
Furthermore, instead of using a nozzle, the crucible can be provided with a tilting device, and the molten metal in the crucible can be caused to fall onto the aforementioned disk that rotates at high speed by tilting the crucible.

[実誇例J 以下、添付図面を参照して、この発明の粉末製造装置に
ついて説明する。第1図は、この発明に係る粉末製造装
置である。気密室60には真空ポンプ等の排気手段(図
示せず)に接続されている排気口61が、またガス供給
装置(図示せず)に接続されているガス導入口62が設
けられていて、前記気密室の内部は真空(例えば10→
TOrr)とされるかまたはA「ガスもしくはHeガス
などのガスを導入して不活性雰囲気に保持されるように
なっている。
[Example J] Hereinafter, the powder manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a powder manufacturing apparatus according to the present invention. The airtight chamber 60 is provided with an exhaust port 61 connected to an exhaust means (not shown) such as a vacuum pump, and a gas inlet 62 connected to a gas supply device (not shown). The inside of the airtight chamber is under vacuum (for example, 10 →
TOrr) or by introducing a gas such as A gas or He gas to maintain an inert atmosphere.

気密室内には後に説明する水冷分割銅るつぼ63とその
下部に直結した水冷分割銅ノズル65が設けられ、それ
ぞれその外周に高周波誘導加熱コイル64.66がgl
llされている。
Inside the airtight chamber, a water-cooled divided copper crucible 63 and a water-cooled divided copper nozzle 65 directly connected to its lower part are provided, which will be described later.
It has been done.

前記るつぼ63の上方には原料ホッパー67が設けられ
、前記ノズル65の下方にはディスク69がその面を上
方に向けて回転可能に設置されており、回転装置70に
より垂直軸71を中心として回転する。
A raw material hopper 67 is provided above the crucible 63, and a disk 69 is rotatably installed below the nozzle 65 with its surface facing upward, and is rotated about a vertical axis 71 by a rotating device 70. do.

この外に図示しない高周波電′rA装置その他の附属H
aが設けられていることは云うまでもない。
High-frequency electric 'rA equipment and other attachments (not shown)
Needless to say, a is provided.

第2図は水冷分割銅るつぼの模式図である。図示のよう
にるつぼの外周には高周波誘導加熱コイル64を備え、
内部に溶湯72を保持するるつぼ壁は縦方向に分割され
ている複数の水冷銅セグメント81によって円筒型に組
立てられ、セグメントの間には例えばCa F2のよう
な耐火性の絶縁体82が充填されている。
FIG. 2 is a schematic diagram of a water-cooled divided copper crucible. As shown in the figure, a high frequency induction heating coil 64 is provided on the outer periphery of the crucible.
The crucible wall holding the molten metal 72 inside is assembled into a cylindrical shape by a plurality of water-cooled copper segments 81 divided in the vertical direction, and a refractory insulator 82 such as CaF2 is filled between the segments. ing.

高周波コイル64の内部に円筒状の¥1lfi%Jるつ
ほを配置すると、環状の誘導■流がこのるつぼ壁中を流
れて発熱し、無駄に電力を消費すると共にるつぼを高温
にカロ熱するためるつぼからその内部の溶湯中に不純物
が混入し易い。しかし上記のようにるつぼが縦方向に分
割され相互に°電気的に絶縁されているとこのような環
状電流が遮断され、るつぼの加熱が避けられるため上記
のような無駄な電力消費や不純物の混入を避けることが
できる。
When a cylindrical ¥1lfi%J crucible is placed inside the high frequency coil 64, an annular induced current flows through the crucible wall and generates heat, wasting power and heating the crucible to a high temperature. Impurities tend to get mixed into the molten metal inside the crucible. However, if the crucible is divided vertically and electrically insulated from each other as described above, this circular current is blocked and heating of the crucible is avoided, resulting in unnecessary power consumption and impurities as described above. Contamination can be avoided.

なお、水冷分割用ノズルも大きさが異るだけで第2図に
示した水冷分割用るつぼと同じ構造になっている。
The water-cooled dividing nozzle also has the same structure as the water-cooled dividing crucible shown in FIG. 2, except for the size difference.

このように構成された粉末製造装置についてその機能、
作用について説明する。
The functions of the powder manufacturing device configured in this way,
The effect will be explained.

先づ溶解する金属材料をるつぼ63および原料ホッパー
67に装入し、次いで排気、ガス導入などの操作を行っ
て気密室60内を所要の不活性雰囲気とした後、るつぼ
63用の誘導加熱コイル64に高周波′電源を投入する
。この場合、第2図のように構成された水冷分割用るつ
ぼ63には誘導電流はほとんど流れず、直接前記るつぼ
63内部の金属材料を効率よく加熱、溶解する。また、
金属材f1が一部溶解して溶湯ができると、るつぼ63
自身に(j高周波電流が流れないのでその内壁の温度は
低く、溶;易自身の薄い凝固シェルフ4が形成され、る
つぼ63の内壁はセルフコーイングによって保護される
First, the metal material to be melted is charged into the crucible 63 and the raw material hopper 67, and then after operations such as evacuation and gas introduction are performed to create the required inert atmosphere in the airtight chamber 60, the induction heating coil for the crucible 63 is charged. Turn on the high frequency power to 64. In this case, almost no induced current flows through the water-cooled dividing crucible 63 configured as shown in FIG. 2, and the metal material inside the crucible 63 is directly heated and melted efficiently. Also,
When the metal material f1 is partially melted to form a molten metal, the crucible 63
Since no high-frequency current flows through the crucible 63, the temperature of its inner wall is low, and a thin solidification shelf 4 is formed, and the inner wall of the crucible 63 is protected by self-coating.

ノズル65の内部には金属材料の溶解前に予め、前記金
属材料と同組成の、もしくは低融点の金属栓を嵌入して
溶解中は溶湯がノズル65から落下することがないよう
にしておく。
Before melting the metal material, a metal stopper having the same composition as the metal material or having a low melting point is inserted into the nozzle 65 to prevent the molten metal from falling from the nozzle 65 during melting.

予めるつぼ63に装入した金属材料がすべて溶解し溶湯
になると原料ホッパー67からの合金材の添加などによ
り溶湯の成分調整が行われ、この後、ノズルを開孔する
。ノズル65の開孔はその外周に装備された誘導加熱コ
イル66に高周波電源を印加して予め嵌入しである金属
栓を溶融、落下させて行う。このためノズル65もるつ
ぼ63と同様に分割構造とする。
When all the metal materials previously charged into the crucible 63 are melted into molten metal, the composition of the molten metal is adjusted by adding an alloy material from the raw material hopper 67, and then a nozzle is opened. The opening of the nozzle 65 is performed by applying a high frequency power to an induction heating coil 66 provided on the outer periphery of the nozzle 65 to melt and drop a metal plug that has been fitted in advance. For this reason, the nozzle 65 also has a divided structure like the crucible 63.

こうして溶湯72をディスク69上の周辺に近い位置に
落下させるが、ディスク69は回転Hffi70により
例えば10.000〜30,000rpmの^速で回転
しているので、ディスク69に落下した溶湯はその遠心
力によって飛散し、微細な粉末が得られる。
In this way, the molten metal 72 is dropped to a position close to the periphery of the disk 69, but since the disk 69 is rotating at a speed of, for example, 10,000 to 30,000 rpm by the rotation Hffi 70, the molten metal that has fallen onto the disk 69 is rotated by its centrifugal speed. It is dispersed by force and a fine powder is obtained.

なあ、最初にノズルの開孔時の落下物が混入するのを防
止するには予めディスクの上方に遮蔽体を位置させてお
き、金属栓の落下後この遮蔽体を側方に移動させてディ
スクに落下するようにすればよい。
By the way, in order to prevent falling objects from getting into the nozzle hole when the nozzle is opened, a shield is placed above the disk in advance, and after the metal plug falls, this shield is moved to the side and the disk is closed. All you have to do is make it fall.

本発明の粉末製造IA置の1例を示す具体的な諸元につ
いて延べる。なおこのときの溶解材はニッケル基ハイア
ロイlN−100でその組成は下記の第1表に示す通り
である。
Specific specifications showing one example of the powder production IA apparatus of the present invention will be described. The melting material used at this time was nickel-based high alloy IN-100, the composition of which is shown in Table 1 below.

水冷分割用るつぼ63は内径120Mφ、高さ200M
、水冷銅セグメント81の分割数は24、前記るつぼの
誘導加熱コイル64は内径180鴫φ、これに印加した
高周波電源は周波数100kHz、出力200 k〜■
、水冷分割用ノズル65は内径20mmφ、水冷銅セグ
メントの分割数12、前記ノズルの誘導加熱コイル66
は内径60m、これに印加した高周波電源は周波数10
0kHz、出力100kWである。
The water-cooled split crucible 63 has an inner diameter of 120Mφ and a height of 200M.
, the number of divisions of the water-cooled copper segment 81 is 24, the inner diameter of the induction heating coil 64 of the crucible is 180 mm, the frequency of the high-frequency power applied to it is 100 kHz, and the output is 200 k~■
, the water-cooled dividing nozzle 65 has an inner diameter of 20 mmφ, the number of divided water-cooled copper segments is 12, and the induction heating coil 66 of the nozzle.
has an inner diameter of 60 m, and the high frequency power applied to it has a frequency of 10
0kHz, output 100kW.

前記ノズルに嵌入した金属栓の材料は第1表のlN−1
00とした。ディスク69は径100m。
The material of the metal plug fitted into the nozzle is lN-1 in Table 1.
It was set as 00. The disk 69 has a diameter of 100 m.

回転fi20.OOOrpm 、気密室60の内径1T
′rL、雰囲気はHe0.1atmとした。
Rotation fi20. OOOrpm, inner diameter of airtight chamber 60 1T
'rL, and the atmosphere was He0.1 atm.

以上のようにして平均粒径120μmのlN−100の
合金粉末が得られた。ここで得られた合金粉末内の非金
属介在物の量を従来技術のるつぼ溶解、ガス噴n(第3
図、アルゴンガス噴霧法)で得られた合金粉末の場合と
比較した。介在物量の比較はエレクトロンビームボタン
溶解法によりボタン溶解して表面に浮上した前記介在物
はを測定することにより行った。その結果、本発明の方
法によって得られた合金粉末内の介在物りは従来技術に
よるものに比較して杓1/7であった。
In the above manner, an IN-100 alloy powder having an average particle size of 120 μm was obtained. The amount of nonmetallic inclusions in the alloy powder obtained here was determined by melting in a crucible using the conventional technique, gas injection n (third
The results were compared with the case of alloy powder obtained by the argon gas atomization method (Fig. 1). The amount of inclusions was compared by measuring the inclusions floated to the surface by button melting using an electron beam button melting method. As a result, the amount of inclusions in the alloy powder obtained by the method of the present invention was 1/7 of that by the prior art.

なお、本発明によれば実施例に挙げたlN−100の他
に耐火物からの汚染をきらうスーパーアロイ、純金属な
どの粉末製造にも有効である。
The present invention is also effective in producing powders of superalloys, pure metals, etc., which avoid contamination from refractories, in addition to IN-100 mentioned in the examples.

[発明の効果] 本発明の粉末製造装置と前述の従来技術を比較してみる
とまず、従来のアルゴンガス噴霧法(第3図)、真空噴
霧法(第4図)および急速造粒法(第5図)はいづれも
耐火材料の容器を溶解るつぼもしくは芯温貯留容器とし
て使用するもので、るつぼからの不純物の混入による汚
染が避けられず、高純度の高合金および超合金粉末の製
造には適さない。
[Effects of the Invention] Comparing the powder manufacturing apparatus of the present invention with the prior art described above, first, the conventional argon gas atomization method (Fig. 3), vacuum atomization method (Fig. 4), and rapid granulation method ( Figure 5) all use a refractory material container as a melting crucible or core temperature storage container, and contamination due to impurities from the crucible is unavoidable, making it difficult to produce high-purity high-alloy and superalloy powders. is not suitable.

次に、回転電極法(第6図)、遠心造粒法(第7図)お
よびEBRD法(第8図)はいづれも消耗1!極の溶融
、滴下と遠心力による飛散を組合せた粉末製造装置であ
り、不純物混入による金属粉末の汚染は比較的少ないが
、予め目的成分の金属を消耗N極として加工する工程が
必要である。材料が難加工材である場合にはさらに技術
的な困難もあってコストの増大につながる。
Next, the rotating electrode method (Fig. 6), centrifugal granulation method (Fig. 7), and EBRD method (Fig. 8) all consume 1! This is a powder manufacturing device that combines electrode melting, dropping, and scattering by centrifugal force, and contamination of the metal powder by impurities is relatively low, but it requires a step in advance to process the target component metal as a consumable N electrode. When the material is difficult to process, there are further technical difficulties, leading to increased costs.

これに対して本発明の粉末製造装置は溶解るつぼとして
水冷分割銅るつぼを使用しており、溶融金属の一部が前
記るつぼ内壁に接融して凝固シェルをつくり、これがセ
ルフコーティングとなってるつぼ内壁からの不純物の混
入を防ぐので溶湯の高純度が保たれる。また、消耗電極
を使わないので電穫製造のコストを節減することができ
、さらに溶解炉を用いる粉末製造装置であるから生産口
の拡大が容易である。
On the other hand, the powder manufacturing apparatus of the present invention uses a water-cooled divided copper crucible as a melting crucible, and a part of the molten metal is fused to the inner wall of the crucible to create a solidified shell, which becomes a self-coating part of the crucible. The high purity of the molten metal is maintained because it prevents impurities from entering from the inner wall. In addition, since no consumable electrodes are used, the cost of powder production can be reduced, and since the powder production equipment uses a melting furnace, production capacity can be easily expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例に係る粉末製造装置の模式図
、第2図は前記Vl置の水冷分割銅るつぼを示す模式図
、第3図乃至第8図はそれぞれ異なる従来の粉末製造装
置を示す模式図である。 60・・・気密室、61・・・排気口、62・・・ガス
導入口、63・・・水冷分割銅るつぼ、64・・・るつ
ぼ用高周波誘導加熱コイル、65・・・水冷分割銅ノズ
ル、66・・・ノズル用高周波誘導加熱コイル、67・
・・原料ホッパー、68・・・合金材、69・・・ディ
スク、70・・・回転装置、81・・・水冷銅セグメン
ト、82・・・絶縁耐火物。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図   第8図 手続ネ市正書 1、事件の表示 特願昭61−292760号 2、発明の名称 粉末製造装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (412)  日本鋼管株式会社 4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 UBEビル7、
補正の内容 (1)明細書中筒5頁第18行に「混入する虞があるた
め、高合金」とあるを「混入する虞があるため、TI、
Ti合金等の活性金属、高合金」と訂正する。 (2)  同第6頁第12行と第13行との間に下記の
文章を加入する。 記 またEBRD法では高真空のために成分の蒸発がおこる
。さらに回転電極法、遠心分離法。 EBRD法ではあらかじめ得ようとする粉末と同一組成
の電極棒又は回転棒を準備することが必要であり、この
製造コストが高い。このためこれらの方法に代わり、溶
融状態の金属から直接粉末を得ることが望まれている。 (3)  同第14頁第20行に「100の他に耐火物
」とあるを「100の他に耐火物中での溶解が困難なT
i、Ti合金等の活性金属や耐火物」と訂正する。
Fig. 1 is a schematic diagram of a powder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing a water-cooled divided copper crucible in the Vl position, and Figs. 3 to 8 are respectively different conventional powder manufacturing apparatuses. FIG. 60...Airtight chamber, 61...Exhaust port, 62...Gas inlet, 63...Water-cooled divided copper crucible, 64...High frequency induction heating coil for crucible, 65...Water-cooled divided copper nozzle , 66... High frequency induction heating coil for nozzle, 67...
...Raw material hopper, 68...Alloy material, 69...Disk, 70...Rotating device, 81...Water-cooled copper segment, 82...Insulating refractory. Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Procedure Ne City Official Book 1, Incident Indication Patent Application No. 1982-292760 2, Name of Invention Powder Manufacturing Apparatus 3 , Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant (412) Nippon Kokan Co., Ltd. 4, Agent UBE Building 7, 3-7-2 Kasumigaseki, Chiyoda-ku, Tokyo;
Contents of the amendment (1) On page 5, line 18 of the specification, the words ``high alloy, as there is a risk of contamination'' have been replaced with ``TI, high alloy, as there is a possibility of contamination.''
``Active metals such as Ti alloys, high alloys''. (2) Add the following text between lines 12 and 13 on page 6 of the same document. Also, in the EBRD method, components evaporate due to the high vacuum. Furthermore, rotating electrode method and centrifugation method. In the EBRD method, it is necessary to prepare in advance an electrode rod or rotating rod having the same composition as the powder to be obtained, and the manufacturing cost is high. Therefore, instead of these methods, it is desired to obtain powder directly from molten metal. (3) On page 14, line 20, the phrase “Refractories in addition to 100” was replaced with “In addition to 100, T.
i, active metals such as Ti alloys and refractories.''

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)外周部に高周波誘導加熱コイルを備えたるつぼと
、このるつぼの下方に配置された前記るつぼから落下す
る溶融金属を回転により飛散させるディスクとを気密室
内に備えた粉末製造装置において、前記るつぼは内壁が
たて方向に分割された銅製セグメントで絶縁性耐火材を
介して連結されて構成されている水冷分割銅るつぼであ
ることを特徴とする粉末製造装置。
(1) A powder manufacturing apparatus comprising, in an airtight chamber, a crucible having a high-frequency induction heating coil on its outer periphery, and a disk disposed below the crucible that scatters molten metal falling from the crucible by rotation. A powder manufacturing apparatus characterized in that the crucible is a water-cooled divided copper crucible whose inner wall is composed of copper segments divided in the vertical direction and connected via an insulating refractory material.
(2)前記水冷分割銅るつぼは下部に連結されたノズル
を備え、このノズルから溶融金属をディスクに落下させ
る特許請求の範囲第1項に記載の粉末製造装置。
(2) The powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the water-cooled divided copper crucible includes a nozzle connected to a lower part of the crucible, and the molten metal is dropped onto a disk from the nozzle.
(3)前記ノズルは外周部に高周波誘導加熱コイルを備
えた水冷分割銅ノズルである特許請求の範囲第1項また
は第2項に記載の粉末製造装置。
(3) The powder manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the nozzle is a water-cooled divided copper nozzle equipped with a high-frequency induction heating coil on its outer periphery.
(4)水冷分割銅るつぼは傾動装置を備え、るつぼ内の
溶融金属をるつぼの傾動により前記ディスクに落下させ
る特許請求の範囲第1項に記載の粉末製造装置。
(4) The powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the water-cooled divided copper crucible is equipped with a tilting device, and the molten metal in the crucible falls onto the disk by tilting the crucible.
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