KR102193651B1 - Manufacturing Apparatus for Metal Powder - Google Patents

Manufacturing Apparatus for Metal Powder Download PDF

Info

Publication number
KR102193651B1
KR102193651B1 KR1020190091272A KR20190091272A KR102193651B1 KR 102193651 B1 KR102193651 B1 KR 102193651B1 KR 1020190091272 A KR1020190091272 A KR 1020190091272A KR 20190091272 A KR20190091272 A KR 20190091272A KR 102193651 B1 KR102193651 B1 KR 102193651B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal powder
cooling water
cooling
injection
manufacturing apparatus
Prior art date
Application number
KR1020190091272A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김경화
임미소
지용환
김신
서원규
류광택
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 코오롱인더스트리 주식회사
Priority to KR1020190091272A priority Critical patent/KR102193651B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102193651B1 publication Critical patent/KR102193651B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B22F2009/086—Cooling after atomisation
    • B22F2009/0872—Cooling after atomisation by water
    • 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
    • B22F2009/0892—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 casting nozzle; controlling metal stream in or after the casting nozzle

Abstract

The present invention relates to a device for producing metal powder. According to the present invention, the device comprises: a supply unit supplying molten metal; an injection unit injecting the fluid from an injection nozzle positioned in an end part of a fluid injection passage, wherein the fluid is supplied through the fluid injection passage where the fluid passes, to the molten metal provided from the supply unit to form droplets of the molten metal; and a cooling chamber having a main body storing cooling water for cooling metal powder formed in the droplets by the liquid injection unit and a gas injection port forming bubbles in the cooling water inside the main body. The device can control cooling speed of the metal powder.

Description

금속분말 제조장치{Manufacturing Apparatus for Metal Powder}Metal powder manufacturing equipment {Manufacturing Apparatus for Metal Powder}

본 발명은 금속분말 제조장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 금속분말의 냉각을 조절할 수 있는 금속분말 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a metal powder manufacturing apparatus, and more particularly, to a metal powder manufacturing apparatus capable of controlling the cooling of the metal powder.

종래 금속분말를 제조하기 위해서는, 금속을 용융하고 용융된 금속을 물 또는 가스 원자화법에 의해 분말화하는 금속분말 제조장치가 이용되고 있다. Conventionally, in order to manufacture a metal powder, a metal powder manufacturing apparatus is used that melts the metal and powders the molten metal by water or gas atomization.

이 때 분말화된 금속을 원하는 형상이나 크기, 또는 결정질이나 비정질로 제조하기 위하여 다양한 냉각방식들이 개발되고 있다. At this time, various cooling methods have been developed to manufacture the powdered metal in a desired shape or size, or crystalline or amorphous.

예를 들면, 분말의 비산거리를 줄이기 위하여 원형통체를 기울인다든지, 원형통체 내부로 낙하하는 분말을 원형통체 벽면에 선회하거나 수직으로 낙하하는 냉각수에 충돌시켜서 냉각하는 방식들이 알려져 있다. For example, in order to reduce the scattering distance of the powder, a circular cylinder is inclined, or a powder falling into the circular cylinder is rotated on a wall of the circular cylinder or collided with cooling water falling vertically to cool it.

특히 물 원자화법에 의하는 경우 분말의 외면에 수증기막이 형성되어 분말의 냉각을 저하하므로 이를 수증기막을 제트류로 다시 제거하는 방식들이 알려져 있다. In particular, in the case of the water atomization method, since a water vapor film is formed on the outer surface of the powder to reduce cooling of the powder, methods of removing the water vapor film again with a jet stream are known.

그러나 전술한 방법들은 장치들은 내부 진공이나 기밀이 필요하는 등 장치가 복잡하고 관리하기가 어려워 금속분말을 보다 균일하고 급속하게 냉각하기 위한 연구가 지속되고 있다. However, the above-described methods require an internal vacuum or airtightness, etc., since the devices are complex and difficult to manage, research is ongoing to more evenly and rapidly cool the metal powder.

한국등록특허 제1319028호Korean Patent Registration No. 1319028

본 발명의 일실시예는 금속분말의 냉각속도를 조절할 수 있는 금속분말 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a metal powder manufacturing apparatus capable of controlling the cooling rate of the metal powder.

또한 본 발명의 일실시예는 진공등의 복잡한 장치구성없이 간단히 냉각속도가 조절될 수 있는 금속분말 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a metal powder in which a cooling rate can be simply adjusted without a complicated device configuration such as vacuum.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.

본 발명의 일측면에 따른 금속분말 제조장치는, Metal powder manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention,

용융된 금속을 공급하는 공급부;A supply unit for supplying molten metal;

상기 공급부로부터 제공되는 용융금속에, 유체가 통과하는 유체분사로를 통해 공급되어 상기 유체분사로의 단부에 위치한 분사노즐로부터 상기 유체를 분사하여 상기 용융금속을 액적화하는 분사부; 및 An injection unit that is supplied to the molten metal provided from the supply unit through a fluid injection path through which the fluid passes, and sprays the fluid from an injection nozzle located at an end of the fluid injection path to make the molten metal droplets; And

상기 유체분사부에서 액적화한 금속분말을 냉각하는 냉각수를 수용하는 본체와, 상기 본체 내부의 냉각수에 버블을 형성하는 가스주입구를 구비하는 냉각챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a cooling chamber having a main body for receiving the cooling water for cooling the metal powder dropped by the fluid injection unit, and a gas injection port for forming a bubble in the cooling water inside the body.

이 때, 상기 가스주입구는 버블의 발생크기, 발생위치, 및 발생량을 조절하는 버블발생 조절수단에 의해 조절되는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the gas injection port is controlled by a bubble generation control means for controlling the generation size, generation position, and amount of bubbles.

이 때, 상기 냉각챔버에는 상기 냉각챔버 내의 냉각수보다 낮은 온도의 냉각수를 주입하는 냉각수 주입부를 더 구비하는 것이 바람직하다. In this case, it is preferable that the cooling chamber further includes a cooling water injection unit for injecting cooling water having a lower temperature than the cooling water in the cooling chamber.

또한, 상기 냉각챔버에서 유출되는 금속분말 및 냉각수를 서로 분리하는 탈액수단을 더 구비할 수 있다. In addition, a liquid removal means for separating the metal powder and cooling water flowing out of the cooling chamber from each other may be further provided.

또한, 상기 탈액수단에서 분리된 냉각수를 냉각하는 냉각수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include a cooling means for cooling the cooling water separated from the liquid removal means.

또한, 상기 냉각수단에서 냉각된 냉각수를 상기 냉각수 주입부로 공급하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to supply the cooling water cooled by the cooling means to the cooling water injection unit.

또한, 상기 냉각수의 수위를 조절하는 냉각수위 조절수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include a cooling water level adjusting means for adjusting the level of the cooling water.

또한, 상기 분사노즐의 분사방향 및 분사속도를 조절하는 분사노즐 조절수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include an injection nozzle control means for adjusting the injection direction and the injection speed of the injection nozzle.

또한, 상기 금속분말 제조장치의 냉각속도를 조절하기 위하여 상기 버블발생 조절수단, 냉각수위 조절수단, 및 분사노즐 조절수단을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. In addition, a control unit for controlling the bubble generation control means, the cooling water level control means, and the injection nozzle control means in order to control the cooling rate of the metal powder production apparatus may be further included.

본 발명에 따른 금속분말 제조장치의 실시예는 원자화법에 의해 분말화된 금속분말의 냉각속도를 조절하는 효과를 가진다. 이에 따라서, 금속분말의 형상, 크기, 그리고 결정화 정도와 산화정도를 조절할 수 있는 효과를 가진다.The embodiment of the metal powder manufacturing apparatus according to the present invention has the effect of controlling the cooling rate of the powdered metal powder by the atomization method. Accordingly, it has the effect of controlling the shape, size, and degree of crystallization and oxidation of the metal powder.

또한 본 발명에 따른 금속분말 제조장치의 실시예는 금속분말의 산화를 방지하기 위하여 위하여 장치전체를 진공화 또는 기밀화할 필요가 없이 간단하게 구현이 가능한 효과가 있다. In addition, the embodiment of the metal powder manufacturing apparatus according to the present invention has an effect that can be implemented simply without the need to vacuum or airtightize the entire apparatus in order to prevent oxidation of the metal powder.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속분말 제조장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스주입기 노즐의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속분말 제조장치를 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a gas injector nozzle according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a metal powder manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary according to the intention or custom of users or operators. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속분말 제조장치를 나타낸 개략도이다. 1 is a schematic view showing a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 내보이는 금속분말 제조장치(10)는, 용융금속(L)을 물 원자화법에 의해 분말화하여 금속분말(P)를 제조하는 장치이다. The metal powder production apparatus 10 shown in FIG. 1 is an apparatus for producing metal powder P by pulverizing molten metal L by a water atomization method.

금속분말 제조장치는 공급부(100), 분사부(200), 및 냉각챔버(300)를 포함한다. The metal powder manufacturing apparatus includes a supply unit 100, an injection unit 200, and a cooling chamber 300.

공급부(100)는 수납용기(110)와 유출구(120)를 포함한다. 수납용기(110)는 용융된 금속을 일시적으로 보관하는 공간이며, 유출구(120)는 수납용기(110)의 하부에 용융된 금속이 유출되게하는 구멍으로 용융금속은 유출구(120)를 통해 자유낙하한다. The supply unit 100 includes a storage container 110 and an outlet 120. The storage container 110 is a space for temporarily storing molten metal, and the outlet 120 is a hole through which the molten metal flows out of the lower part of the storage container 110, and the molten metal freely falls through the outlet 120. do.

용융금속(L)의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, Ti 및 Al와 같이 활성이 높은 금속도 가능하다. 통상 활성이 높은 금속들은 단시간에 공기와의 접촉에 의해 쉽게 산화해서 산화막을 형성하여 미세화하는 것이 어려운 것으로 알려져 있으나, 본 측면에 따른 금속분말 제조장치에 사용되는 금속종류에 제한되지 않는다. There is no limitation on the type of molten metal (L). Highly active metals such as Ti and Al are also possible. In general, it is known that highly active metals are easily oxidized by contact with air in a short time to form an oxide film and are difficult to refine, but the type of metal used in the metal powder manufacturing apparatus according to this aspect is not limited.

또한 자성이 있는 금속이나 합금, 예를 들면, Fe-Si-B계 비정질 금속, Fe-Si-B-P계 비정질 금속, Fe-Si-B-Nb-Cu계 나노 결정 금속, Fe-Ni-M(metalloid)-T(other transition metal)등도 가능하다. In addition, magnetic metals or alloys, such as Fe-Si-B-based amorphous metal, Fe-Si-BP-based amorphous metal, Fe-Si-B-Nb-Cu-based nanocrystalline metal, Fe-Ni-M ( metalloid)-T (other transition metal) is also possible.

분사부(200)는 공급부(100)의 하부에 구비된다. 분사부(200)는 용융금속이 통과하는 금속통과로(210)와 유체가 통과하는 유체분사로(220), 및 분사노즐(230)을 구비한다. The injection unit 200 is provided under the supply unit 100. The injection unit 200 includes a metal passageway 210 through which molten metal passes, a fluid injection passage 220 through which a fluid passes, and an injection nozzle 230.

금속통과로(210)는 공급부(100)에서 자유낙하하는 용융금속이 통과하면서 금속통과로의 오리피스 구조로 인하여 감압되어 용융금속의 일부 분열시킨다. The metal passage 210 is depressurized due to the orifice structure of the metal passage while the molten metal freely falling from the supply unit 100 passes, thereby partially breaking the molten metal.

유체분사로(220)는 외부에서 공급되는 유체가 통과하면서 금속통과로를 통과한 용융금속을 더욱 미세하게 분열시킨다. 이 때, 유체는 물 또는 가스가 원자화법의 종류에 따라 사용될 수 있다. The fluid injection path 220 divides the molten metal that has passed through the metal passage more finely while the fluid supplied from the outside passes through. In this case, water or gas may be used as the fluid according to the type of atomization method.

유체분사로(220)의 단부에는 유체를 분사하는 분사노즐(230)이 구비된다. 분사노즐은 적어도 하나 이상의 구비될 수 있으며, 바람직하게 다수의 분사노즐(230)이 원형상으로 배치되는 것이 바람직하다. An injection nozzle 230 for injecting a fluid is provided at an end of the fluid injection path 220. At least one injection nozzle may be provided, and it is preferable that a plurality of injection nozzles 230 are arranged in a circular shape.

이 때, 분사노즐(230)의 방향을 결정하는 분사노즐 조절수단(240)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 유체는 분사노즐 조절수단(240)에서 정하는 방향에 따라 분사노즐로부터 분사된다. 보통 분사되는 유체는 낙하하는 일부 분열된 용융금속을 향해서 상부에서 하부로 일부 경사진 방향으로 분사하며, 빠른 냉각을 위해서는 경사를 높여서 보다 빨리 냉각수로 충돌할 수 있게 한다. At this time, it is preferable to further include a spray nozzle control means 240 for determining the direction of the spray nozzle 230. The fluid is injected from the injection nozzle according to the direction determined by the injection nozzle adjusting means 240. Normally, the sprayed fluid is sprayed in a partially inclined direction from top to bottom toward the falling partially broken molten metal, and for faster cooling, the incline is raised so that it can collide with the coolant more quickly.

이 때, 분사되는 유체의 속도는 모든 분사노즐에서 균일하게 하는 것이 바람직하며, 유체분사로(220)에서 분사되는 유체제트의 압력은 10 내지 70Kg/m2가 바람직하다. 상기 범위 외에서는 냉각속도가 너무 빠르거나 늦어져 원형구현이 어려워지거나 비정질 형성능이 저하된다. At this time, it is preferable that the velocity of the injected fluid is uniform in all injection nozzles, and the pressure of the fluid jet injected from the fluid injection path 220 is preferably 10 to 70Kg/m2. Outside of the above range, the cooling rate is too fast or slow, making it difficult to implement a circular shape or lowering the amorphous formation ability.

냉각챔버(300)는 유체제트류에 의해서 분말화된 반고체상태의 금속분말을 냉각시킨다. 이를 위해 냉각챔버의 본체(310) 내에 냉각수(W)를 구비한다. 이 때, 냉각수(W)의 수위는 금속분말이 냉각전 비행하는 거리를 결정한다. The cooling chamber 300 cools the semi-solid metal powder powdered by fluid jets. To this end, the cooling water W is provided in the body 310 of the cooling chamber. At this time, the water level of the cooling water W determines the distance the metal powder flies before cooling.

냉각수의 수위가 높은 경우 액적상태의 금속분말은 냉각되기 까지의 거리가 적어져 빨리 냉각되며, 모양은 편평한 형태가 되기 쉽다. 반면 냉각수의 수위가 낮은 경우 금속분말은 냉각되기까지 비행거리가 길어져 천천히 냉각되며 보다 구형이 되기에 유리하다. 따라서 냉각수의 수위를 조절하는 냉각수위 조절수단(320)을 구비함으로써 금속분말의 냉각속도를 조절할 수 있다. When the water level of the cooling water is high, the metal powder in droplets cools quickly because the distance to cool down becomes shorter, and the shape tends to be flat. On the other hand, when the water level of the cooling water is low, the flying distance of the metal powder is longer to cool, so that it is cooled slowly and is advantageous in that it becomes more spherical. Therefore, the cooling rate of the metal powder can be controlled by providing the cooling water level adjusting means 320 for adjusting the level of the cooling water.

냉각챔버(300)는 가스주입구(330)를 구비한다. 가스주입구는 냉각챔버의 벽면에 구비되어, 질소, 아르곤 등의 불활성기체를 냉각챔버 내부로 분사하여 냉각챔버내 냉각수에 버블을 발생시킨다. 발생된 버블로 인하여 냉각수의 유동성이 증가하여 금석분말의 표면이 새로운 냉각수와 만나게 되어 냉각효과를 증대시켜 액적상태의 금속분말을 효과적으로 비정질화킬 수 있다. The cooling chamber 300 has a gas injection port 330. The gas injection port is provided on the wall of the cooling chamber, and injects an inert gas such as nitrogen or argon into the cooling chamber to generate bubbles in the cooling water in the cooling chamber. Due to the generated bubbles, the fluidity of the cooling water increases, and the surface of the gold-stone powder meets the new cooling water, which increases the cooling effect, thereby effectively amorphizing the metallic powder in a droplet state.

이 때 버블은 분사 체적 분율을 높이기위해 가스를 가능한 멀리 분사를 하는 것이 바람직하다. 가스를 멀리 보내기 위한 가스주입기 노즐(330)의 실시예가 도 3에 도시된다. In this case, it is preferable to inject the gas as far as possible in order to increase the injection volume fraction of the bubble. An embodiment of a gas injector nozzle 330 for directing gas away is shown in FIG. 3.

이에 따르면 가스주입기 노즐(330)은 노즐본체, 유입부(331), 오리피스부(332), 및 유출부(333)를 포함한다. According to this, the gas injector nozzle 330 includes a nozzle body, an inlet portion 331, an orifice portion 332, and an outlet portion 333.

노즐본체(330)는 중공형체로서 재질은 SUS304등의 특수강, 구리, 혹은 구리를 기본으로한 합금 등으로 하는 것이 바람직하다. The nozzle body 330 is a hollow body, and the material is preferably made of special steel such as SUS304, copper, or an alloy based on copper.

노즐본체(330)의 일단부에 형성되는 유입부(331)는 관형상으로 유체가 도입되는 부분이며, 본체 내부에는 구경이 감소되는 오리피스(332)가 구비된다. 오리피스의 지름은 유입부 지름의 1/3 내지 1/4가 바람직하며, 길이는 유입부 길이의 1/3 내지 2/3가 바람직하다. The inlet portion 331 formed at one end of the nozzle body 330 is a portion into which fluid is introduced in a tubular shape, and an orifice 332 having a reduced diameter is provided inside the body. The diameter of the orifice is preferably 1/3 to 1/4 of the inlet diameter, and the length is preferably 1/3 to 2/3 of the inlet length.

유출부(333)는 전단부가 테이퍼진 면을 구비하는 관형상인 것이 바람직하며, 유출부에는 기체가 유출되는 홀이 형성되어 있다. 홀은 테이퍼진 면에 구비되는 제1홀(334)과, 관형상의 벽면에 구비되는 제2홀(335)을 구비한다. 제1홀(334)과 제2홀(335)은 원형상으로 다수의 홀이 구비된다. The outlet portion 333 is preferably a tubular shape having a tapered front end portion, and a hole through which gas flows is formed in the outlet portion. The hole includes a first hole 334 provided on a tapered surface, and a second hole 335 provided on a tubular wall surface. The first hole 334 and the second hole 335 are provided with a plurality of holes in a circular shape.

이 때 유출부(333)의 길이는 유입부(331) 길이의 1 내지 2배가 바람직하며 홀의 지름은 유입부(331) 지름의 1/3 내지 1/4가 바람직하다. At this time, the length of the outlet portion 333 is preferably 1 to 2 times the length of the inlet portion 331, and the diameter of the hole is preferably 1/3 to 1/4 of the diameter of the inlet portion 331.

전술한 구조의 노즐은 내부에 오리피스(332)를 구비하고 있고, 유입부(331)와 유출부(333)의 유속이 제어되어 분사 체적과 분사 거리를 높일 수 있다. The nozzle having the above-described structure has an orifice 332 therein, and the flow rates of the inlet 331 and the outlet 333 are controlled, so that the injection volume and the injection distance can be increased.

이 때 가스주입구(330)는 버블발생량, 버블크기 및 발생위치를 조절할 수 있는 버블발생 조절수단(340)을 구비한다. 버블은 냉각수로 유입된 금속분말에 있는 수증기을 제거하고 미분등의 위성이나 불순물이 표면에 붙는 것을 막을 수 있으므로, 버블의 발생량이 많은 경우 보다 많은 수증기막을 제거할 수 있고, 금속분말의 냉각이 보다 쉽게 이루어지며, 버블의 발생위치가 높을 수록 빨리 냉각이 이루어질 수 있다. At this time, the gas inlet 330 is provided with a bubble generation control means 340 capable of adjusting the bubble generation amount, the bubble size, and the generation position. Bubbles can remove water vapor in the metal powder flowing into the cooling water and prevent satellites and impurities such as fine powder from adhering to the surface. Therefore, if the amount of bubbles is large, more water vapor film can be removed and cooling of the metal powder is easier. It is made, and the higher the bubble generation position, the faster the cooling can be.

또한 버블의 세기와 체적분율이 크고, 물의 주입 속도가 빠르고 넓게 퍼질수록 큰 분말까지 비정질화의 구현이 가능하다 In addition, the strength and volume fraction of the bubble is large, and the faster the injection speed of water is and the wider the water is spread, the more amorphization can be realized to a larger powder.

따라서 금속의 종류나 제조하고자 하는 금속분말의 물성에 따라 버블발생 조절수단을 이용하여 버블의 발생량이나 위치, 및 버블크기를 조절할 수 있다. Therefore, according to the type of metal or the physical properties of the metal powder to be manufactured, the amount or position of the bubble, and the size of the bubble can be adjusted using the bubble generation control means.

냉각챔버(300) 내부에는 냉각수 순환기(350)가 더 구비될 수 있다. 냉각수 순환수는 냉각챔버내에 사용된 냉각수를 일정한 온도로 유지시키기 위해서 순환시키는 장치이다. A cooling water circulator 350 may be further provided inside the cooling chamber 300. The cooling water circulating water is a device that circulates the cooling water used in the cooling chamber to maintain a constant temperature.

또한 냉각챔버(300)의 저면에는 제조된 금속분말이 유출될 수 있는 분말회수(360)로가 구비된다. 분말회수로(360)를 통해서 금속분말이 외부로 반출되고 이후 냉각수의 탈수 및 건조를 통해서 금속분말을 얻을 수 있다. In addition, a powder recovery furnace 360 through which the manufactured metal powder can be discharged is provided on the bottom of the cooling chamber 300. The metal powder is carried out through the powder recovery furnace 360, and then the metal powder can be obtained through dehydration and drying of the cooling water.

또한 냉각챔버(300)의 저면에는 제조된 금속분말이 유출될 수 있는 분말회수로(360)가 구비된다. 분말회수로(360)를 통해서 금속분말이 외부로 반출되고 이후 냉각수의 탈수 및 건조를 통해서 금속분말을 얻을 수 있다. In addition, a powder recovery path 360 through which the manufactured metal powder can flow out is provided at the bottom of the cooling chamber 300. The metal powder is carried out through the powder recovery furnace 360, and then the metal powder can be obtained through dehydration and drying of the cooling water.

이하에서는 본 발명의 전술한 실시예에 따른 작용을 설명한다. 용융된 금속은 수납용기(110)에 일시보관된 후 수납용기(110)의 저면에 형성된 유출구(120)를 통해 하부로 자유낙하한다. 자유낙하한 용융금속은 오리피스형상의 금속통과로를 지나면서 일부 분열되며, 이후 유체분사로(220)를 통한 분사노즐(230)에서 조절되는 방향 및 속력으로 분사되는 유체에 의해 보다 미세하게 분열된다. Hereinafter, the operation according to the above-described embodiment of the present invention will be described. The molten metal is temporarily stored in the storage container 110 and then freely falls downward through the outlet 120 formed on the bottom of the storage container 110. The free-falling molten metal is partially divided while passing through the orifice-shaped metal passage, and then more finely divided by the fluid injected at the controlled direction and speed from the injection nozzle 230 through the fluid injection passage 220. .

분열된 금속분말은 유체화 함께 냉각챔버(300)의 냉각수로 충돌하면서 냉각된다. 금속분말은 냉각수 내부에 형성되어 있는 버블과 충돌 되면서 금속분말 외면에 형성되어 있는 수증기막이 제거되며 보다 냉각이 신속히 이루어질 수 있게 된다. 이 때 냉각되는 속도는 냉각챔버(300) 내의 냉각수의 수위나 버블의 크기, 발생량, 발생위치에 의해 조절될 수 있다. The split metal powder is cooled while colliding with the cooling water of the cooling chamber 300 together with fluidization. As the metal powder collides with the bubbles formed in the cooling water, the vapor film formed on the outer surface of the metal powder is removed, and cooling can be performed more quickly. At this time, the cooling rate may be adjusted by the level of the cooling water in the cooling chamber 300, the size of the bubble, the amount of occurrence, and the location of the occurrence.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 금속분말 제조장치를 나타낸 개략도이다. 3 is a schematic diagram showing a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이에 따른 금속분말 제조장치는, 용융금속(L)을 가스 원자화법에 의해 분말화하여 금속분말(P)를 제조하는 장치이다. The metal powder manufacturing apparatus according to this is an apparatus for producing metal powder P by pulverizing molten metal L by a gas atomization method.

도 3의 실시예는 도 1의 실시예와 가스원자화법에 의한 것을 제외하고는 동일하므로 차이점만을 설명한다. 본 실시예에서 유체로 물 대신에 가스를 사용하는 경우 낙하하는 용융금속에 바로 유체분사로(221) 단부의 분사노즐(231)을 통해 가스제트를 분사하여 함으로써 용융금속을 분할할 수 있으며, 냉각수 주입부와 탈액수단을 더 구비하는 점에서 차이가 있다. Since the embodiment of FIG. 3 is the same as that of the embodiment of FIG. 1 except for the gas atomization method, only differences will be described. In this embodiment, when using gas instead of water as the fluid, the molten metal can be divided by spraying a gas jet directly onto the falling molten metal through the spray nozzle 231 at the end of the fluid spray furnace 221, and There is a difference in that the injection unit and the liquid removal means are further provided.

본 실시예에서 냉각수 주입부(330)는 냉각챔버(300)에 벽면에 구비되어 새로운 냉각수를 주입하는 수단으로 챔버내의 냉각수가 정체되는 것을 방지하며, 냉각수로 챔버내 냉각수의 유동성을 더욱 높이며, 새로운 냉각수를 주입함으로써 액적의 냉각 속도를 높일 수 있다. In this embodiment, the cooling water injection unit 330 is a means for injecting new cooling water, which is provided on the wall of the cooling chamber 300, prevents the cooling water in the chamber from stagnation, and further increases the fluidity of the cooling water in the chamber with the cooling water. By injecting cooling water, the cooling rate of the droplets can be increased.

이 때, 냉각수 주입부는 분사되는 냉각수가 입자의 운동방향과 다른 운동방향을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 냉각수 주입시 서로 간에 간섭을 일으켜서 운동 방향의 무질서함을 증대시킬 수 있다. 이를 위하여 물이 주입될 때 회전을 부여함으로써 넓게 퍼지게 하는 방법등이 가능하다. In this case, it is preferable that the cooling water injection unit has a movement direction different from the movement direction of the particles. For example, when the coolant is injected, it may interfere with each other, thereby increasing the disorder in the direction of movement. For this, a method of spreading widely by giving rotation when water is injected is possible.

냉각수 내부에 분사하는 가스주입구(330)와 냉각수를 주입하는 냉각수 주입부(370)가 도시된 바와 같이 쌍으로 연속적으로 구성되는 것이 보다 바람직하다. 이 경우 각쌍마다 냉각수의 유동과 동시에 발생된 버블에 기한 유동성으로 인해 액적의 표면이 새로운 냉각수와 만나는 효과를 극대화시킬수 있어서 보다 효과적인 냉각을 시켜 분말의 비정질화를 이룰 수 있다. It is more preferable that the gas injection port 330 for injecting the cooling water and the cooling water injection part 370 for injecting the cooling water are continuously formed in pairs as shown. In this case, it is possible to maximize the effect of meeting the surface of the droplets with the new cooling water due to the flow characteristics of the bubbles generated simultaneously with the flow of the cooling water for each pair, thereby enabling more effective cooling to achieve amorphization of the powder.

나아가 버블과 물의 회전 주입으로 증폭된 냉각수의 운동 에너지를 통해 냉각수에 투입된 액적 표면에 형성된 수증기막을 걷어내고 신규 냉각수를 공급하여 냉각 속도를 극대화하여 조대한 비정질 분말을 얻을 수 있다.Furthermore, through the kinetic energy of the cooling water amplified by the rotational injection of bubbles and water, the vapor film formed on the surface of the droplets injected into the cooling water is removed, and a new cooling water is supplied to maximize the cooling rate, thereby obtaining a coarse amorphous powder.

탈액수단(400)은 냉각챔버 하부에서 금속분말과 냉각수를 유출하는 유출라인(410)으로 연결된다. 탈액수단은 냉각된 금속분말과 냉각수를 분리하는 수단으로서, 원심분리기, 거름망등이 비제한적으로 사용될 수 있다. The liquid removal means 400 is connected to an outlet line 410 through which metal powder and cooling water are discharged from the bottom of the cooling chamber. The liquid removal means is a means for separating the cooled metal powder from the cooling water, and a centrifuge, a sieve, etc. may be used without limitation.

냉각수단(500)은 탈액수단(400)에서 분리된 냉각수를 냉각하여, 냉각된 냉각수를 다시 냉각챔버로 회수시킨다. 회수되는 냉각수는 전술한 냉각수 토출부로 연결되어 냉각탱크내로 주입된다. The cooling means 500 cools the cooling water separated from the liquid removal means 400 and recovers the cooled cooling water back to the cooling chamber. The recovered cooling water is connected to the above-described cooling water discharge unit and injected into the cooling tank.

도시된 부호 중 미설명된 301, 302, 303은 각각 수증기배기관, 질소퍼지라인, 물 퍼지라인이다.Among the illustrated symbols, 301, 302, and 303, which are not described, denote a steam exhaust pipe, a nitrogen purge line, and a water purge line, respectively.

본 실시예의 경우에도 냉각챔버에 주입되는 액적상태의 금속분말은 가스주입기에서 형성되는 버블이나, 버블과 함께 주입되는 회전 냉각수로인하여 냉각속도를 높일 수 있으며, 대기 중의 미분이 표면에 붙는 위성 형성을 막을 수 있어 매끄러운 표면을 유지하는데 도움이 될 수는 있다.Even in the case of this embodiment, the droplet state metal powder injected into the cooling chamber can increase the cooling rate due to the bubbles formed in the gas injector or the rotating cooling water injected together with the bubbles, and the formation of satellites in which fine particles in the atmosphere adhere to the surface. It can be prevented, which can help maintain a smooth surface.

또한 언제나 냉각수의 온도를 저온으로 유지할 수 있어서, 냉각수 온도 저하에 따른 문제점이 감소한다. In addition, since the temperature of the cooling water can be kept at a low temperature at any time, problems caused by a decrease in the cooling water temperature are reduced.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent ranges of embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 공급부 110 : 수납용기
120 : 유출구 200 : 분사부
210 : 급속통과로 220 : 유체분사로
230 : 분사노즐 240 : 분사노즐 조절수단
300 : 냉각챔버 310 : 본체
320 : 냉각수위 조절수단 330 : 가스주입구
340 : 버블발생 조절수단 350 : 냉각수 순환기100: supply unit 110: storage container
120: outlet 200: injection part
210: rapid passage 220: fluid injection passage
230: spray nozzle 240: spray nozzle control means
300: cooling chamber 310: main body
320: cooling water level control means 330: gas inlet
340: bubble generation control means 350: cooling water circulator

Claims (9)

용융된 금속을 공급하는 공급부;
상기 공급부로부터 제공되는 용융금속에, 유체가 통과하는 유체분사로를 통해 공급되어 상기 유체분사로의 단부에 위치한 분사노즐로부터 상기 유체를 분사하여 상기 용융금속을 액적화하는 분사부; 및
상기 분사부에서 액적화한 금속분말을 냉각하는 냉각수를 수용하는 본체와, 상기 본체 내부의 냉각수에 불활성기체를 분사하는 가스주입구를 구비하는 냉각챔버;를 포함하고,
상기 불활성기체는 상기 냉각수 내에 버블을 형성하며,
상기 버블을 상기 냉각챔버에 수용된 상기 금속분말과 충돌시키는 금속분말 제조장치.A supply unit for supplying molten metal;
An injection unit that is supplied to the molten metal provided from the supply unit through a fluid injection path through which the fluid passes, and sprays the fluid from an injection nozzle located at an end of the fluid injection path to make the molten metal droplets; And
And a cooling chamber having a main body receiving cooling water for cooling the metal powder dropletized by the injection unit, and a gas injection port for injecting an inert gas into the cooling water inside the main body, and
The inert gas forms bubbles in the cooling water,
Metal powder manufacturing apparatus for colliding the bubble with the metal powder accommodated in the cooling chamber. 제1항에 있어서,
상기 가스주입구는 버블의 발생크기, 발생위치, 및 발생량을 조절하는 버블발생 조절수단에 의해 조절되는 금속분말 제조장치.The method of claim 1,
The gas injection port is a metal powder manufacturing apparatus that is controlled by a bubble generation control means for controlling the generation size, generation location, and amount of bubbles. 제2항에 있어서,
상기 냉각챔버에는 상기 냉각챔버 내의 냉각수보다 낮은 온도의 냉각수를 주입하는 냉각수 주입부를 더 구비하는 금속분말 제조장치. The method of claim 2,
A metal powder manufacturing apparatus further comprising a cooling water injection part for injecting cooling water having a temperature lower than that of the cooling water in the cooling chamber. 제3항에 있어서,
상기 냉각챔버에서 유출되는 금속분말 및 냉각수를 서로 분리하는 탈액수단을 더 구비하는 금속분말 제조장치. The method of claim 3,
Metal powder manufacturing apparatus further comprising a liquid removal means for separating from each other the metal powder and the cooling water flowing out of the cooling chamber. 제4항에 있어서,
상기 탈액수단에서 분리된 냉각수를 냉각하는 냉각수단을 더 구비하는 금속분말 제조장치. The method of claim 4,
Metal powder manufacturing apparatus further comprising a cooling means for cooling the cooling water separated from the liquid removal means. 제5항에 있어서,
상기 냉각수단에서 냉각된 냉각수를 상기 냉각수 주입부로 공급하는 금속분말 제조장치. The method of claim 5,
Metal powder manufacturing apparatus for supplying the cooling water cooled by the cooling means to the cooling water injection unit. 제2항에 있어서,
상기 냉각수의 수위를 조절하는 냉각수위 조절수단을 더 구비하는 금속분말 제조장치.The method of claim 2,
Metal powder manufacturing apparatus further comprising a cooling water level control means for adjusting the level of the cooling water. 제7항에 있어서,
상기 분사노즐의 분사방향 및 분사속도를 조절하는 분사노즐 조절수단을 더 구비하는 금속분말 제조장치. The method of claim 7,
Metal powder manufacturing apparatus further comprising a spray nozzle control means for adjusting the spray direction and the spray speed of the spray nozzle. 제8항에 있어서,
상기 금속분말 제조장치의 냉각속도를 조절하기 위하여 상기 버블발생 조절수단, 냉각수위 조절수단, 및 분사노즐 조절수단을 제어하는 제어부를 더 포함하는 금속분말 제조장치.The method of claim 8,
A metal powder production apparatus further comprising a control unit for controlling the bubble generation control means, the cooling water level control means, and the injection nozzle control means in order to control the cooling rate of the metal powder production apparatus.
KR1020190091272A 2019-07-26 2019-07-26 Manufacturing Apparatus for Metal Powder KR102193651B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190091272A KR102193651B1 (en) 2019-07-26 2019-07-26 Manufacturing Apparatus for Metal Powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190091272A KR102193651B1 (en) 2019-07-26 2019-07-26 Manufacturing Apparatus for Metal Powder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102193651B1 true KR102193651B1 (en) 2020-12-21

Family

ID=74090532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190091272A KR102193651B1 (en) 2019-07-26 2019-07-26 Manufacturing Apparatus for Metal Powder

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102193651B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114367667A (en) * 2022-01-10 2022-04-19 北京德普润新材料科技有限公司 Novel powder collecting system of gas atomization powder process equipment

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0174749B1 (en) * 1991-06-05 1999-02-18 미노 시게가즈 Method and device for making metallic powder
JP2006188726A (en) * 2005-01-04 2006-07-20 Fujikura Ltd Apparatus for producing metal powder and method for producing metal powder
KR101096734B1 (en) * 2011-02-25 2011-12-21 공주대학교 산학협력단 Spherical alloy powder and producing method of the same
KR101319028B1 (en) 2011-12-07 2013-10-15 재단법인 포항산업과학연구원 Water atomizing device for manufacturing metal powders
WO2016157762A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 Ｊｆｅスチール株式会社 Method for manufacturing water-atomized metal powder
KR20180025260A (en) * 2016-08-29 2018-03-08 공주대학교 산학협력단 Apparatus and Method for Producing Alloy Powder by the Gas and Water Hybrid Process

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0174749B1 (en) * 1991-06-05 1999-02-18 미노 시게가즈 Method and device for making metallic powder
JP2006188726A (en) * 2005-01-04 2006-07-20 Fujikura Ltd Apparatus for producing metal powder and method for producing metal powder
KR101096734B1 (en) * 2011-02-25 2011-12-21 공주대학교 산학협력단 Spherical alloy powder and producing method of the same
KR101319028B1 (en) 2011-12-07 2013-10-15 재단법인 포항산업과학연구원 Water atomizing device for manufacturing metal powders
WO2016157762A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 Ｊｆｅスチール株式会社 Method for manufacturing water-atomized metal powder
KR20170122253A (en) * 2015-03-30 2017-11-03 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 Method for manufacturing water-atomized metal powder
KR20180025260A (en) * 2016-08-29 2018-03-08 공주대학교 산학협력단 Apparatus and Method for Producing Alloy Powder by the Gas and Water Hybrid Process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114367667A (en) * 2022-01-10 2022-04-19 北京德普润新材料科技有限公司 Novel powder collecting system of gas atomization powder process equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104084596B (en) Method and device for manufacturing amorphous powder
KR101512772B1 (en) Method and atomizer apparatus for manufacturing metal powder
CN109808049A (en) A kind of method that high-temperature gas aerosolization prepares spherical powder
CN111182986B (en) High-speed fluid ejection device
EP3689512B1 (en) Metal powder producing apparatus
JPH01100211A (en) Method and apparatus for producing powder from molten substance
CN201900264U (en) Unrestricted high-pressure gas atomizing nozzle
JP7062108B2 (en) Injection nozzle and metal powder manufacturing equipment including it
KR20180025260A (en) Apparatus and Method for Producing Alloy Powder by the Gas and Water Hybrid Process
KR102193651B1 (en) Manufacturing Apparatus for Metal Powder
US20220410264A1 (en) Method and device for breaking up an electrically conductive liquid
KR20180046652A (en) Cone-shaped water atomizing variable nozzle for producing metal powder
KR20130103383A (en) Titanium powder production apparatus and method
JP2017145494A (en) Metal powder production apparatus
JP2672056B2 (en) Method and apparatus for producing metal powder
JPH07102307A (en) Production of flaky powder material
JP2017145493A (en) Metal powder production apparatus
JP2017145495A (en) Metal powder production apparatus
KR20210131787A (en) Atomizing assembly and metal powder manufacturing device comprising the same
KR101857750B1 (en) Device for manufacturing metal powder using gas atomizer
JP7296998B2 (en) Metal powder manufacturing equipment
JPH0649512A (en) Device for producing gas-atomized metal powder
JP7366268B2 (en) Metal powder manufacturing equipment
TWI836332B (en) Metal powder manufacturing equipment
JPS6365004A (en) Apparatus for producing fine particle by high-pressure gas spraying

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant