KR100896827B1 - 경질 금속 결합 분말의 제조 방법 - Google Patents

경질 금속 결합 분말의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경질 재료, 금속 결합제, 및 불수용성 압축 보조제 성분들로 이루어지는 한편, 순수한 물을 액상으로서 사용하여 상기 구성 성분들을 함유하는 슬러리의 건조를 포함하는, 내화성 경질 금속 결합 분말의 제조를 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 본질적인 특징은 경질 금속 및 금속 결합제가 우선 물 내에서 분쇄되어 슬러리를 형성하며, 압축 보조제 성분이 분쇄 후에 에멀션의 형태로 상기 슬러리에 첨가된다는 점이다. 상기 에멀션은 물의 첨가를 갖는 유화 촉진제의 도움으로 생성된다.
경질 재료, 금속 결합제, 압축 보조제, 유화 촉진제, 슬러리, 아트리토, 분무탑

Description

경질 금속 결합 분말의 제조 방법{PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HARD METAL GRADE POWDER}
본 발명은 경질 재료, 금속 결합제 및 비수용성 압축 보조제 성분들로 이루어지는 내화성 경질 금속 결합 분말(hard metal grade powder)의 제조 방법으로서, 순수한 물을 액상으로서 사용하여 상기 구성 성분들을 함유하는 슬러리의 건조 단계를 포함하는 경질 금속 결합 분말의 제조 방법에 관한 것이다.
경질 금속 합금으로 제조되는 금형 부재는 분말화된 주재료를 압축 및 소결함으로써 생산된다. 이것은 슬러리 형태를 갖는, 미세하게 분산된 혼합물을 형성하기 위하여 액상 매질 내에서 경질 재료 및 금속 결합제 성분들을 분쇄함에 의해 수행된다. 조립 입자화된 출발 분말이 사용되는 경우에, 상기 단계는 또한 출발 분말을 분쇄하는 것에 관계되지만, 반면에 미세 입자화된 분말이 사용되는 경우에는 슬러리가 단지 균질화된다. 상기 액체는 융해에 대해 분말 입자를 보호하며, 분쇄 공정동안 그것이 산화되지 않도록 방지한다.
오늘날 거의 독점적으로 사용되는 적절한 분쇄 시스템은 아트리토(마멸기; attritor)로 알려진 교반 볼 분쇄기(agitator ball mills)인데, 여기서 분쇄되는 재료는 원통형 용기 내에서 다중 블레이드 교반기 아암에 의해 경질 금속 볼과 함 께 운전된다. 예를 들어 파라핀과 같은 압축 보조제는 액체 강화 분쇄 공정을 통해 생성되는 슬러리로 안내될 수 있다. 압축 보조제의 첨가는 압축 공정동안 경질 금속 결합 분말의 압축을 촉진시키며, 또한 이것의 압분체 강도(green strength)를 향상시키는데, 이것은 압축 성형 부재의 처리(handling)를 촉진시킨다. 상기 슬러리는 그 다음에 가공 완료된 경질 금속 결합 분말을 제조하기 위하여 건조되며, 이것은 압축 및 소결을 포함하는 차후의 가공에 즉시 사용 가능하다.
통상적으로 사용되는 건조 방법은 분무 건조(spray drying)이다. 상기 방법에서, 분무 가능한 경점성(consistency)을 갖는 슬러리는 분무탑 내에 위치되는 노즐을 통해 분무된다. 뜨거운 기체의 흐름은 공중 분무 소적(小滴; droplets)을 건조시키는데, 이것은 그 다음에 분무탑 내의 하부 원추부 내에 작은 과립 또는 구슬 형태로 된 입상체로서 응결되며, 이곳으로부터 이것은 그 다음에 제거될 수 있다. 과립상으로 경질 금속 결합 분말을 제조하는 것의 큰 장점은 경질 금속 결합 분말의 유동 특성이 대체로 향상되며, 이것이 분말 성형 다이 내의 충진 공정을 촉진한다는 점이다.
경질 금속 산업에서 사용되는 분무 건조 시스템에서의 분무탑은 상부 원통부 및 아래쪽으로 뾰족한 하부 원추부로 설계되며, 통상적으로 분수 원리(fountain principle)에 따라 역류 모드에서 작동, 즉 분무 랜스(sprayer lance)가 분무탑 하부 부분의 중앙에 위치되며 분수 형태로 위를 향해 고압(12 내지 24bar) 하에서 슬러리를 분무한다. 분무된 소적을 건조시키는 기체 흐름은 분무된 소적의 운동 방향과 반대로, 상부로부터 건조실 내로 흐르며, 분무 랜스 이하의, 아래쪽으로 뾰족한 하부 원추부의 상부 1/3 부분에서 분무탑으로부터 빠져나간다. 이러한 방법으로, 소적은 처음에 윗방향으로 이송되며, 그 다음에 중력 및 기체의 반대 흐름에 의해 아랫 방향으로 밀려진다. 상기 건조 싸이클의 진행 중에, 소적은 낮은 잔류 수분 함량을 갖는 조밀한 입상체로 변형된다. 이들이 분무탑의 바닥으로 떨어짐에 따라, 이들은 아래쪽으로 뾰족한 하부 원추부를 통해 중앙 배출구로 자동적으로 조금씩 떨어지게 된다.
분무된 소적의 이동 형태가 처음에는 위를 향하고 그 다음은 아래를 향하기 때문에, 건조 동안 소적에 의해 이동된 거리는 분무된 슬러리 및 건조 기체의 아래를 향하는 병류(cocurrent) 흐름으로 동작되는 분무탑의 그것과 동일하지만, 상기 공정은 분무탑 높이의 거의 50% 미만을 필요로 한다.
분수 원리에 기초하여 역류로 동작되는, 실제 사용되는 분무탑은 0.9 내지 1.7의 높이-직경비를 갖는 2 내지 9m 높이의 원통부를 갖는 반면에, 위-아래의 가스 및 슬러리 흐름을 갖는 병류 모드에서 동작되는 분무탑은 1:1 내지 5:1 범위의 높이-직경비를 갖는 5 내지 25m의 높이로 측정되는 원통부가 설치된다.
경질 금속 산업에서, 아세톤, 알콜, 헥산 또는 헵탄과 같은 유기 용매는 오늘날에도 여전히 분쇄 및 슬러리의 압축에서 거의 독점적으로 사용된다. 상기 용매는 농축된 형태 또는 물과 단지 약간 희석된 형태로 사용된다. 실제 적용에서 자주 사용되는, 파라핀과 같은, 밀랍(wax)에 기초하는 압축 보조제는 일반적으로 상기 용매 내에서 즉시 용해되므로, 경질 금속 결합 분말의 분쇄 및 분무에서 어떠한 문제도 발생되지 않는다.
중대한 단점은 상기 용매 모두가 인화성 및 휘발성이 강하다는 점이다. 따라서 아트리토 및 분무 건조 시스템은 내폭발(耐爆發)성 유닛으로 설계되어야 하는데, 이것은 상당한 공학 설계 입력을 필요로 하며 따라서 많은 비용을 발생시킨다. 또한, 상기 재료는 분무탑 내에서 불활성 기체 대기, 통상적으로 질소 내에서 건조되어야 한다.
상술한 용매 모두는 또한 환경적으로 오염물이며, 재활용 방법의 사용에도 불구하고 이들의 높은 휘발성에 기인하는 다량의 증발 손실이 발생하기 쉽다.
상기 유기 용매의 사용에 관계되는 중대한 단점의 관점에서, 상기 유기 용매를 물로 대체하기 위한 시도가 행해져 왔다. 관계되는 문제점은 예를 들어 파라핀과 같은, 통상적으로 사용되는 압축 보조제가 물에 용해되지 않는다는 점으로, 이것은 가공 완료된 경질 금속 결합 분말의 만족스러운 품질을 보장하기 위하여 특수한 방법이 슬러리의 생성에 가해져야 한다는 것을 의미한다.
명료함을 위해, "경질 금속"이란 일반적인 용어는 또한 소위 서멧(cermets), 질소를 갖는 경질 물질을 통상적으로 함유하는 경질 금속의 특수군을 포함한다.
미국 특허 제 4,397,889 호는 경질 금속 결합 분말의 제조를 위한 방법을 공지하는데, 여기서는 액체 분쇄 매질 내에서 용해되지 않는 압축 보조제가 사용된다. 그 예로서, 상기 특허는 압축 보조제로서의 파라핀 및 분쇄 매질로서의 물을 언급한다. 분쇄 매질 내에서의 압축 보조제의 불용성에도 불구하고 압축 보조제의 균일 분포를 갖는 적절한 경질 금속 결합 분말을 얻기 위하여, 상기 미국 특허는 처음에 금속 결합제 입자와 함께 또는 금속 결합제 입자 없이 압축 보조제의 용융 점 이상의 온도로 상기 경질 금속 결합 분말 성분들을 가열하고, 그 다음에 이들을 압축 보조제와 혼합하는 것을 제안한다. 상기 분말 혼합물은 그 다음에 분말의 산화를 제한하기 위하여 가능한 한 신속히 냉각된다. 냉각 동안 상기 분말 혼합물의 과도한 덩어리 형성을 방지하기 위하여, 상기 혼합물은 냉각 단계 동안 개어진다. 냉각 후에, 상기 분말 혼합물 내에 이미 함유되어 있지 않은 경우에는 금속 결합제 성분이 첨가되며, 상기 분말 혼합물은 물 내에서 분쇄된다. 상기 방법으로 생성된 슬러리는 그 다음에 예를 들어 분무 건조 시스템에서 분무되며 건조된다. 상기 방법의 단점은 경질 금속 분말 및 압축 보조제가 그것 내에서 혼합되는 혼합 유닛이 분말-압축 보조제 혼합물의 덩어리지고 점착성있는 용착 금속(deposit)에 의해 심하게 더럽혀지며 각각의 새로운 경질 금속 분말 제조가 가동되기 전에 모든 찌꺼기를 제거하기 위해 상당한 노력과 비용으로 세척되어야 한다는 점이다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술에 따른 상술한 단점이 회피되는 경질 금속 결합 분말의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적은, 경질 금속 및 금속 결합제를 우선 물 내에서 분쇄하여 슬러리를 형성하며, 분쇄 후에 압축 보조제 성분을 물의 첨가와 함께 유화제(emulgator)의 도움으로 생성되는 에멀션(emulsion)의 형태로 상기 슬러리에 첨가하는, 경질 금속 결합 분말의 제조 방법에 대한 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 달성된다.
상기 방법은 경질 금속 결합 분말 내에서 압축 보조제의 균일 분포를 달성하는 간단한 수단을 제공한다. 상기 에멀션은 교반기 및 고분산 유닛을 갖는 이중벽 통(vat)이 설치되는, 상업적으로 이용 가능한 표준 유화 시스템에서 무난하게 생성될 수 있다. 압축 보조제 및 유화제가 용해된 후에, 바람직한 양의 물이 첨가된다. 2개의 배합 금기적인 상(incompatible phase; 압축 보조제 및 물)의 온도가 이전엔 그렇지 않았지만 동등한 경우에, 압축 보조제 상은 매우 고속(예를 들어 약 6000rpm)인 고분산 유닛의 도움으로 물 내에서 분산된다. 결과적으로 식품 가공 산업에서 사용되는 것과 같은, 상업적으로 이용 가능한 표준 유화제가 사용된다. 상기 유화제는 유화되어야 하는 압축 보조제의 특정 조성에 조화되어야 한다. 유화제의 선택에 있어서, 이것이 소결 후에 균열을 유발하는 상을 형성할 수 있는, 예를 들어 알칼리성 화합물, 알칼리토 화합물 또는 황화합물과 같이, 경질 금속 제조 방법에서 차후의 단계에 부정적인 영향을 미치는 어떠한 물질도 함유하지 않는 것이 보장되는 것이 중요하다. 또한, 에멀션 안정 첨가제가 밀랍 분리 동안 완전히 증발되지 않고 차후의 경질 금속 분말의 소결동안 문제를 유발할 수 있기 때문에, 상기 유화제가 예를 들어 pH 레벨을 상승시키는 약품과 같은 어떠한 에멀션 안정 첨가제를 함유하지 않는 것이 보장되어야 한다. 상기 안정 첨가제가 없다 하더라도, 에멀션은 경질 금속 분말의 문제없는 제조를 위해 충분한 시간을 허용하는, 적어도 5일 동안 실온에서 안정하게 유지된다.
1.5㎛ 미만의 평균 소적 직경을 갖는 에멀션을 생성할 수 있는 유화제의 사용이 특히 바람직하다.
파라핀은 통상적으로 경질 금속 분말의 제조에 있어서 압축 보조제로서 사용된다.
파라핀이 사용되는 경우에, 지방성 알콜 폴리글리콜 에테르(fatty alcohol polyglycol ether) 및 모노디글리세리드(monodiglycerides)의 혼합물이 에멀션 생성에서 유화제로서 효과적인 것이 입증되었다.
본 발명에 따른 경질 금속 결합 분말의 제조에 있어서, 2500 내지 8000mPas[5.2[1/s]의 전단율(shear rate)에서 유로피직스(Europhysics)에 의해 제조된 RC 20 유동 측정기(rheometer)에서 측정] 범위의 슬러리의 점도 및 시간당 최소 4회 내지 8회의 내용물 교체(volume exchange)를 행하는 아트리토 내에서 상기 분말을 분쇄하는 것이 특히 바람직하다.
이러한 방법으로, 과도한 입자 산화가 회피되는 1㎛ 미만의 입자 크기를 갖는, 경질 금속 및 금속 결합제를 함유하는 슬러리의 생성에서도 그토록 짧은 분쇄 시간을 달성하는 것이 가능하다.
경질 금속 입상체를 제조하기 위하여 분무 건조 시스템에서 상기 슬러리를 건조시키는, 경질 금속 결합 분말의 제조를 위한 본 발명을 실현하는 방법의 적용이 특히 흥미있다. 본 발명의 바람직한 실시예서, 원통부 및 원추부를 포함하는 분무탑이 사용되는데, 여기서 상기 슬러리를 건조시키는 기체 흐름이 130℃ 내지 195℃의 온도로 건조실로 유입되며 85℃ 내지 117℃ 범위 내의 온도로 시스템을 빠져나가며, 이것에 의해 분무탑은 탑 체적(m3 단위)에 대한, 슬러리를 통해 첨가되는 물의 양(시간당 리터 단위)의 비가 0.5 내지 1.8이 되도록 설계되고 동작되며, 유입되는 건조 공기 m3당 최대 0.17kg의 슬러리가 분무되는데, 이것에 의해 상기 슬러리는 65 내지 85중량%의 범위 내에서 고체 입자 농도를 갖는다.
유입되는 기체 흐름의 체적 및 온도에 의해 발생되는 사용 가능한 에너지는 무난하게 첨가된 양의 물을 증발시키기 위해 충분함에 틀림없다는 사실이 주어진 것으로 받아들여진다.
상기 특수한 분무 건조 방법의 본질적인 특징은 슬러리를 통해 첨가된 물의 양이 탑 체적에 비례하여 일반적인 분무탑의 경우보다 적어야 한다는 점과, 적어도 1m3의 공기가 0.17kg의 슬러리당 사용 가능함을 보장하도록 공기량이 분무된 슬러리에 대해 조절되어야 한다는 점이다. 상기 방식으로, 상기 방법은 일반적으로 사용되는 조건하에서 비파괴적인 건조 및 완성된 입상체에 비례하는 0.3중량%의 최대 잔류 수분 농도 모두를 달성시킨다.
극히 미세 입자화된 출발 분말의 산화는 상술한 방법 조건하에서 대체로 회피된다.
상기 방법에서, 경질 금속 입상체의 제조에서 일반적인 것과 같이, 탄소 균형이 필요한 경우에는 소결 완료된 경질 금속이 에타 상(eta phase) 및 자유 탄소 없이 경질 금속 입상체로 제조될 수 있는 것을 보장하기 위하여, 분쇄 이전에 탄소를 첨가함으로써, 사용된 출발 분말의 화학적 분석 및 분쇄 및 분무 건조 동안의 산소 흡입량에 기초하여 조절되어야 한다.
일반적으로, 상기 입상체의 평균 입자 크기는 90 내지 250㎛이며, 분무 노즐 구멍의 크기, 분무되는 슬러리의 점성 및/또는 분무 압력을 변경시킴으로써 조절될 수 있다. 보다 작은 노즐 구멍, 보다 낮은 점성 및 높은 분무 압력은 평균 입자 크기를 더욱 작게 만든다. 분무 노즐을 통해 안내되는 슬러리의 양은 분무 압력 또는 소용돌이실 및/또는 분무 노즐의 크기를 조정함으로써 조절될 수 있다.
비록 특수한 분무 건조 방법이 병류 및 역류 분무 건조 시스템 모두에 사용될 수 있다 하더라도, 분수 원리에 따라 동작되는 역류 분무 건조 시스템이 가장 효과적인 것이 입증되었으며, 이것은 분무 건조 시스템의 더욱 소형화 구조를 촉진한다.
약 6m의 높이 및 4 내지 5m의 직경을 갖는 분무탑의 상부 원통부를 구성하는 것이 바람직한 것으로 또한 입증되었다. 하부 원추부에서는 약 45°내지 50°의 원추각이 바람직한 것으로 또한 입증되었다.
본 발명을 실현하는 건조 방법의 특히 유리한 점은 건조 기체로서 공기의 사용을 가능하게 한다는 점으로, 이것은 상기 방법을 비용면에서 매우 효과적으로 만든다.
분무 건조가 분수 원리에 기초하는 역류 분무 건조 시스템을 사용하여 수행되는 경우에는, 원통부의 상단에서 유입되는 건조 공기의 온도 및 분무탑의 하부 원추부를 빠져 나가는 지점에서의 건조 공기의 온도를, 분무탑의 기하학적 중심점(S)에서 온도가 70 내지 120℃로 설정되도록 소정의 범위 내에서 조정되는 것이 유리하다. 상기 조건하에서, 경질 금속 입상체의 산화는 최소로 감소된다.
이하, 본 발명은 첨부 도면 및 제조 실시예에 기초하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 생성되는 슬러리로부터 경질 금속 입상체의 제조를 위한 특히 바람직한 해결 방안을 제공하는 분무의 기초 원리의 설명도.
도 2는 7500배(7500-power enlargement)로 확대된, 가공 완료된 에멀션의 KRYO-SEM 노출 사진.
도 3은 상기 실시예를 따라 제조되는, 125㎛의 평균 입자 크기를 갖는 경질 금속 입상체의 사진(50배 확대).
도 1은 본 발명에 따라 생성되는 슬러리로부터 경질 금속 입상체의 제조를 위한 특히 바람직한 해결 방안을 제공하는 분무의 기초 원리를 설명한다.
분무탑(1)은 원통부(2) 및 이에 부착되고 아래쪽으로 뾰족한 하부 원추부(3)로 구성된다. 상기 분무탑(1)은 분수 원리를 따라 역류 모드에서 동작되는데, 즉 분무된 슬러리가 원통부의 하단으로부터 노즐 구멍(5)을 갖는 분무 랜스(4)를 통하여 기체 흐름(6) 방향에 반대로 분수처럼 위를 향해 분무되는 동안에, 입상체를 건조시키는 기체의 흐름은 원통부의 상단(11)에서 유입되어 아래쪽으로 강제된다.
따라서 분무된 액적(7)은 우선 반대 기체 흐름 및 중력에 응하여 그들의 경로를 전환하기 전에 위를 향해 이동되고, 아래를 향해 떨어진다. 아래쪽으로 뾰족한 하부 원추부(3) 내의 분무탑(1)의 바닥에 안착되기 전에, 상기 액적(7)은 건조 입상체로 변환되어야 한다.
상기 입상체는 분무탑의 아래쪽으로 뾰족한 하부 원추부(3)를 통해 배출구(8)로 안내된다. 상기 기체 흐름(6)은 130 내지 195℃의 온도로 원통부(2)로 유입되며, 85 내지 117℃의 온도로 원추부(3)의 상부 1/3 부분에서 분무 랜스(4) 이하의 기체 배출관(9)을 통해 분무탑으로부터 빠져나간다. 기체 유입 및 배출 온도는 분무탑의 기하학적 중점(S)에서 70 내지 120℃의 온도가 얻어지도록 조정되는 것이 바람직하다. 탑 체적(m3)에 대한, 슬러리를 통해 첨가되는 물(시간당 리터)의 양의 비는 0.5:1 내지 1.8:1이며, 유입되는 건조 기체 m3당 최대 0.17kg의 슬러리가 분무되고, 이것에 의해 상기 슬러리는 65 내지 85중량% 범위 내의 고체 입자 농도를 갖는 것이 필수적이다. 또한 유입되는 기체 흐름의 양 및 온도에 의해 발생되는 사용 가능한 에너지는 무난하게 첨가된 물의 양을 증발시키기에 충분하여야 한다는 점도 물론 보장되어야 한다.
예를 들어 물과 같은 냉각제의 순환을 제공하기 위하여 분무탑의 원추부(3)를 이중벽 구조로 설계하는 것이 바람직하다. 이것은 입상체가 분무탑의 상기 부분에서 75℃를 초과하지 않는 온도로 냉각되는 것을 보장한다.
배출구(8)를 통해 분무탑(1)을 빠져나간 후에, 상기 입상체는 냉각 채널(10)로 들어가고, 여기서 이것은 실온으로 냉각된다.
이하, 본 발명이 제조 실시예를 참조하여 설명된다.
실시예
2%의 밀랍(파라핀) 함량은 별도로 하고, 6중량%의 코발트, 0.4중량%의 바나듐 카바이드 및 잔여가 텅스텐 카바이드로 구성되는, 125㎛의 평균 입자 크기를 갖는 밀랍 처리된 경질 금속 입상체를 제조하기 위하여, 약 0.8㎛ FSSS의 평균 입자 크기 및 0.56중량%의 산소 함량을 갖는 36kg의 분말화된 코발트와, 약 1.2㎛ FSSS의 평균 입자 크기 및 0.25중량%의 산소 함량을 갖는 2.4kg의 분말화된 바나듐 카바이드와, 약 0.6㎛의 평균 입자 크기 및 0.28중량%의 산소 함량에 상응하는, 1.78㎡/g의 BET 표면을 갖는 561.6kg의 텅스텐 카바이드 분말이 5시간 동안 아트리토 내에서 148 리터의 물과 혼합되었다. 상기 재료는 지름 9㎜로 측정되는 2000kg의 경질 금속 볼과 78rpm의 아트리토 속도로 혼합되었다. 펌프 순환 능력은 시간당 1000리터의 슬러리였다. 상기 슬러리의 온도는 분쇄 동안 약 40℃로 일정하게 유지되었다. 분쇄 완료된 슬러리는 30.6℃로 냉각되었으며, 24kg의 파라핀 에멀션(48.8중량%의 물; 48.8중량%의 파라핀; 잔여의 유화제)과 균질한 경점성으로 혼합되었다. 그 다음에 75중량%의 고체 입자 농도 및 3000mPas의 점도를 얻기 위해 물이 첨가되었다. 상기 에멀션은 독일 IKA사에 의해 제조되는 상업적으로 이용 가능한 표준 유화 유닛에서 생성되었다. 상기 공정에서 미리 지방성 알콜 폴리글리콜 에테르 및 모노디글리세리드로 구성되는 2kg의 표준 유화제가 40kg의 파라핀에 첨가되며, 85℃에서 녹여졌다(유화제의 정확한 조성은 사용되는 파라핀의 조성에 적절하도록 경험적으로 조화되어야 한다). 용해 후에, 40kg의 물이 첨가되고 동일 온도로 가열되었다. 그 다음에 고분산 유화 유닛이 에멀션을 생성하기 위해 60분 동안 가동되었다. 그 후에, 상기 에멀션은 교반기의 도움으로 분당 2℃의 조절률에서 실온으로 냉각되었다. 레이저 입도계(laser granulometer)에서 행해진 소적 크기 분포 시험은 1.16㎛의 평균 직경(d50)을 보였다.
도 2는 7500배로 확대된, 가공 완료된 에멀션의 KRYO-SEM 노출을 도시한다.
이러한 방법으로 생성된 슬러리의 입상화를 위해서, 6m의 높이 및 4m의 직경으로 측정되는 원통부(2) 및 50°의 원추각을 갖는, 아래쪽으로 뾰족한 원추부(3)를 갖는 분무탑(1)이 사용되었다. 탑 체적은 93m3였다. 상기 분무탑은 분수 원리에 기초하는 역류 동작용으로 설계되었다. 공기가 슬러리의 건조를 위해 사용되었으며 4000m3/h의 속도로 분무탑 내로 유입되었다.
상기 슬러리는 직경 1.12㎜로 측정되는 배출구를 갖는 단일 성분 노즐(5)을 구비하는 분무 랜스(4)를 통하여 15bar의 압력에서 분무탑 내로 분무되었는데, 이것은 건조 공기 m3당 0.08kg의 슬러리 농도를 가져왔다. 공기 배출 온도는 88℃의 일정값으로 설정되었는데, 이것은 145℃의 온도로 건조 공기가 유입됨에 의해 일반적인 조건 하에서 달성되었다. 시간당 4000m3의 공기 유입 속도에서, 건조 공기 m3당 0.08kg의 슬러리 분무는 시간당 320kg의 분무 속도를 가져왔다. 따라서 슬러리의 고체 입자 농도는 75중량%로 설정되었으며, 시간당 320kg의 분무 출력은 시간당 80리터의 물의 입력과 동일하였다.
따라서 탑 체적에 대한 시간당 물 입력의 비는
Figure 112002034887163-pct00001
였고, 제조된 입상체의 산소 농도는 0.51중량%였다.
도 3은 상기 실시예를 따라 제조되는, 125㎛의 평균 입자 크기를 갖는 경질 금속 입상체의 사진(50배 확대)을 도시한다.
따라서 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 경질 금속 결합 분말의 제조를 위한 방법은 경질 금속 결합 분말의 제조에 있어 상당한 노력과 비용이 들던 종래의 문제점을 해결하는 탁월한 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 경질 재료, 금속 결합제 및 비수용성 압축 보조제 성분들로 이루어지는 내화성 경질 금속 결합 분말의 제조 방법으로서, 순수한 물을 액상으로서 사용하여 상기 구성 성분들을 함유하는 슬러리의 건조 단계를 포함하는 경질 금속 결합 분말 제조 방법에 있어서,
    우선 상기 경질 재료 및 금속 결합제 성분들을 물과 혼합하여 슬러리를 형성하며, 그리고 분쇄 후에, 물의 첨가와 함께 유화제의 도움으로 생성되는 에멀션 형태의 압축 보조제 성분을 상기 슬러리와 혼합하는 것을 특징으로 하는 경질 금속 결합 분말 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    1.5㎛ 미만의 평균 소적 직경을 갖는 에멀션을 생성할 수 있는 유화제를 사용하는 것을 특징으로 하는 경질 금속 결합 분말 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압축 보조제로서 파라핀을 사용하는 것을 특징으로 하는 경질 금속 결합 분말 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    지방성 알콜 폴리글리콜 에테르 및 모노디글리세리드의 혼합물로 구성되는 유화제를 사용하는 것을 특징으로 하는 경질 금속 결합 분말 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분쇄는 아트리토에서 수행되며, 상기 슬러리는 2500 내지 8000mPas 범위의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 경질 금속 결합 분말 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 따른 경질 금속 결합 분말을 경질 금속 입상체로서 제조하는 방법에 있어서,
    상기 슬러리를 건조하기 위하여 분무 건조 시스템을 사용하는 것을 특징으로 하는 경질 금속 입상체 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    원통부(2) 및 원추부(3)를 구비한 분무탑(1)을 분무 건조를 위해 사용하며, 상기 슬러리를 건조하기 위해 사용되는 기체는 130℃ 내지 195℃의 온도로 시스템으로 유입되고 85℃ 내지 117℃ 범위의 온도로 시스템을 빠져나가며, 상기 분무탑(1)은, 탑 체적(m3 단위)에 대한 슬러리를 통해 첨가되는 물의 양(시간당 리터 단위)의 비가 0.5 내지 1.8이 되도록 형성되어 작동되며, 유입되는 건조 기체 m3당 최대 0.17kg의 슬러리가 분무되며, 상기 슬러리는 65중량% 내지 85중량% 범위 내의 고체 입자 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 경질 금속 입상체 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬러리를 분수 원리에 기초하는 역류 과정으로 분무 건조하며, 공기를 건조 기체로서 사용하는 것을 특징으로 하는 경질 금속 입상체 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기체 유입 및 배출 온도는 분무탑의 기하학적 중점(S)에서 약 70℃ 내지 120℃의 온도가 얻어지도록 조절되는 것을 특징으로 하는 경질 금속 입상체 제조 방법.
  10. 삭제
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