KR102435237B1 - 가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법 - Google Patents

가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102435237B1
KR102435237B1 KR1020210066716A KR20210066716A KR102435237B1 KR 102435237 B1 KR102435237 B1 KR 102435237B1 KR 1020210066716 A KR1020210066716 A KR 1020210066716A KR 20210066716 A KR20210066716 A KR 20210066716A KR 102435237 B1 KR102435237 B1 KR 102435237B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
injection
powder
line
metal powder
Prior art date
Application number
KR1020210066716A
Other languages
English (en)
Inventor
박요설
박현종
곽길은
Original Assignee
박요설
박현종
곽길은
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 박요설, 박현종, 곽길은 filed Critical 박요설
Priority to KR1020210066716A priority Critical patent/KR102435237B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102435237B1 publication Critical patent/KR102435237B1/ko

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
    • 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
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10—Inert gases
    • B22F2201/11—Argon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 퍼징 가스인 아르곤(Ar) 가스를 리사이클링(Recycling)하여 분사가스로 활용함과 동시에 분사공정 시, 재생가스 및 신규가스를 조합하여 분사가스로 활용하되, 재생가스 및 신규가스의 비율과 압력을 최적으로 조절함으로써 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동일 공정조건 대비 수율을 높일 수 있으며, 냉각효율을 극대화하여 미세편석 편차를 줄여 균질성을 높일 수 있는 금속분말 제조 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법{Metal powder manufacturing system and method for enlarging production efficiency and saving cost using gas atomization and recycling}
본 발명은 가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게로는 퍼징 가스인 아르곤(Ar) 가스를 리사이클링(Recycling)하여 분사가스로 활용함과 동시에 분사공정 시, 재생가스 및 신규가스를 조합하여 분사가스로 활용하되, 재생가스 및 신규가스의 비율과 압력을 최적으로 조절함으로써 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동일 공정조건 대비 수율을 높일 수 있으며, 냉각효율을 극대화하여 미세편석 편차를 줄여 균질성을 높일 수 있는 금속분말 제조 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 4차 산업 시대, 정부의 적극적인 육성책과 더불어 장비 가격 하락, 성형 크기 증대, 소재의 다양화, 장비의 국산화 등으로 인해 금속 3D 프린팅이 새로운 트렌드로 각광받고 있고, 이러한 금속 3D 프린팅의 보급화는 분말 소재 시장의 확대로 이어질 수 있기 때문에 금속 3D 프린팅에 대한 관심이 급증하고 있다.
이러한 금속 3D 프린팅 기술은 PBF(Powder Bed Fusion), DED(Direct Energy Deposition) 형식으로 개발되었고, 최근에는 MIM(Metal Injection Molding)과 플라스틱의 FDM(Fused Deposition Modeling) 기술을 접목한 FDMM(Fused Deposition Metal Modeling) 방식이 개발되어 널리 적용되고 있다.
한편, 금속 AM(Additive Manufacturing) 분야는 기계부품이나, 금형소재용 STS계열, 생체재료용 Co-Cr 및 Ti/Ti 합금 계열, 우주항공용 Ni계 초내열합금 및 Ti/Ti 합금 계열, 에너지 열교환기 분야의 Cu 합금계열 분야로 구분할 수 있고, 생체재료 및 우주항공용 소재는 생체 무해성, 고온에 대한 장시간 신뢰성 특성이 요구됨에 따라 고순도(High Purity) 및 저산소(Low Oxygen)를 기반으로 제조공정이 이루어져야 한다.
이를 만족시키기 위해서는, 고진공분사(High Vacuum Atomization) 공정 및 불순물과의 반응성을 억제하는 EIGA(Electrode Induction Gas Atomization) 및 Skull Melt 양산 분사법이 개발되고 있으나, 이러한 노력에도 불구하고 아직 3D 프린팅용 금속분말은 가스분무(Gas Atomization) 방식이 가장 널리 사용되고 있다.
가스분사(Gas Atomization)는 불활성 가스(N2, Ar, He)나 공기(Air) 등을 고압으로 용융된 액적으로 분사하여 미세금속분말을 제조하는 공정을 의미한다.
이러한 가스 분무는 분말 제조 시, 산화 및 불순물 혼입문제가 적어 고품질의 분말제조가 가능하며, 내식성, 내산화성 기계적 특성이 뛰어난 장점으로 인해, 금속 연자성 재료, 칩인덕터용 극미세 자성재료, 금속사출성형(MIM, Metal Injection Molding), Hip 등의 다양한 분야에, 구조부품, 전자파 흡수, 2차 전지 음극, 2차 전지 전도성 페이스트, MLCC(Multi Layer Ceramic Condenser) 등으로 응용되고 있으며, 그 수요도가 지속적으로 증가하고 있다.
그러나 가스 분무법(Gas atomizer)은 사용 가스의 가격이 비교적 고가이기 때문에 생산비용이 높을 뿐만 아니라 제조 수율이 떨어져 생산성이 낮으며, 냉각효과가 떨어져 합금분말의 경우, 미세편석이 발생하여 균질한 합금분말을 얻을 수 없는 단점을 갖는다.
이러한 가스 분무는 비교적 고가인 분사가스 매체를 이용하여 액적을 분화하기 때문에 가스비용이 전반적인 제조비용을 상승시키는 주요 원인으로 작용하고 있다. 이때 분사가스 매체로는 주로, 질소(N2) 및 아르곤(Ar)이 사용되고 있고, 질소는 아르곤에 비교하여 가격이 대략 1/5 ~ 1/3 정도로 저렴하나, 합금(Ti, Zr, Al, Cr 등)과의 질화에 이한 금속분말의 물성 악화로 인하여, 생체재료나 우주 항공소재에는 대부분 아르곤(Ar) 가스를 활용해야만 함에 따라 제조 비용(가스 비용)이 더욱 증가하는 문제점이 발생한다.
도 1은 국내공개특허 특2003-0059730호(발명의 명칭 : 초저온 냉각시스템을 이용한 금속응고 분무법에 의한 고합금 분말 제조)에 개시된 티타늄 분말 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 1의 티타늄 분말 제조 방법(S900)은 티타늄을 공급하여 용융시키는 티타늄 용융단계(S910)와, 용융된 티타늄 액적을 노즐에서 가늘게 공급하면서 액적에 가스(N2)를 압축시켜 15kg/㎤∼20kg/㎤의 압력으로 공급되는 액적에 분사하여 평균입경이 100㎛이하로 금속분말화 하는 티타늄 분말화 단계(S920)와, 분말화된 티타늄을 싸이크론에 공급하여 크기별로 선별한 후 제품저장 캔에 저장하는 분급 저장단계(S930)와, 분급되어 저장되지 않는 금속분말을 이송되는 과정에서 냉각(S940)시키고 제품 포집용 백필터를 통하여 선별하는 선별단계(S950)와, 캔에 저장된 티타늄 분말을 공급하여 분산기에서 분산시킨 후 내부에 분급시 산소 농도를 1000ppm 이하로 유지시키도록 불활성 가스를 주입하는 분급기에서 금속분말을 선별 포장하는 포장단계(S970)로 이루어진다.
또한 종래기술(100)은 가스 리사이클 단계(S960)를 더 포함하고, 가스 리사이클 단계(S960)는 공기 회복 시스템(ar recovery system) 및 가스 압축기 등을 통해 가스 리사이클링을 구현하고, 챔버 내부의 공기를 제거하여 챔버 내부의 산소함유량을 1000ppm이하로 유지하며, 설비운전 전에 평균 5분 이상 리싸이클링을 함으로써 챔버 내부의 산소함유량이 1000ppm이하로 유지할 수 있게 된다.
이와 같이 구성되는 종래기술(S900)은 금속분말을 공급하는 과정에서, 크기별로 선별하여 생산할 수 있을 뿐만 아니라 리사이클링 과정을 통하여 순수한 가스를 재활용할 수 있도록 구성됨으로써 분말의 반응을 억제하면서 합금을 연속 제조할 수 있으며, 생산 비용을 절감시킬 수 있는 장점을 갖는다.
일반적으로, 가스 리사이클에 있어서, 신규가스와 재생가스의 비율을 적절하게 조합하지 못할 경우, 원하는 산소농도를 유지하기 어려우며, 제조된 금속분말의 입도는 분사가스의 압력과 냉각효율에 따라 제어되는데, 분사가스의 압력을 원하는 금속분말의 입도에 대응하는 크기로 제어하기 위해서는, 신규가스 및 재생가스의 압력을 최적으로 조절해야만 한다.
그러나 종래기술(S900)에는 단순히 공기 회복 시스템(ar recovery system)을 이용하여 가스를 리사이클링 한다고만 기재되어 있기 때문에, 실제 현장에 적용 시, 신규가스 및 재생가스의 조합 비율과, 신규가스 및 재생가스의 압력을 최적으로 조절하지 못하여, 원하는 입도 및 성능의 합금분말을 획득할 수 없는 구조적 한계를 갖는다.
또한 종래기술(S900)은 티타늄 분말화단계(S920)에서 단순히 분화된 액적을 단순 낙하시키는 방식으로 냉각이 이루어지기 때문에 냉각효율이 떨어져 미세편석이 발생하여 균질한 합금분말을 얻을 수 없는 단점을 갖는다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 퍼징 가스인 아르곤(Ar) 가스를 리사이클링(Recycling)하여 분사가스로 활용함과 동시에 분사공정 시, 재생가스 및 신규가스를 조합하여 분사가스로 활용하되, 재생가스 및 신규가스의 비율과 압력을 최적으로 조절함으로써 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동일 공정조건 대비 수율을 높일 수 있으며, 냉각효율을 극대화하여 미세편석 편차를 줄여 균질성을 높일 수 있는 금속분말 제조 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 가스공급부와, 용해챔버를 포함하며 용융된 용탕을 액적 형태로 하부로 낙하시키는 용융부와, 상기 가스공급부로부터 공급받은 가스인 신규가스를 포함하는 분사가스를 분사시켜 상기 용융부로부터 낙하하는 액적을 분화시키는 분사노즐과, 상기 분사노즐에 의해 분화된 액적을 냉각시켜 분말을 포집하는 분사챔버를 포함하는 금속분말 제조 시스템의 동작과정인 금속분말 제조 방법(S1)에 있어서: 상기 금속분말 제조 방법(S1)은 상기 가스공급부가 상기 용해챔버로 퍼징가스를 공급하는 단계30(S30); 상기 용융부가 도가니에 장입된 잉곳(Ingot)을 용융시키는 단계40(S40); 상기 단계40(S40) 이후에 진행되며, 상기 분사노즐로 공급되는 분사가스를 조합하는 단계150(S150); 상기 용융부가 액적을 낙하시키는 단계160(S160); 상기 분사노즐이 상기 단계150(S150)에 의해 조합된 분사가스를 공급받아 상기 단계160(S160)에 의해 낙하하는 액적으로 분사가스를 분무하는 단계170(S170); 상기 단계170(S170)에 의해 분화된 액적이 상기 분사챔버의 내부에서 낙하하면서 냉각되는 단계180(S180); 상기 분사챔버의 하부에 연결되는 분말이송라인(L3)을 통해 상기 단계180(S180)에 의해 상기 분사챔버의 하부에 포집된 가스 및 분말을 이송시키는 단계190(S190); 사이클론을 이용하여, 상기 단계190(S190)을 통해 이송된 가스 및 분말을 분리시키는 단계200(S200); 상기 단계200(S200)에 의해 분리된 분말을 사별하는 단계210(S210); 가스냉각기, 가스집진기 및 백필터장치를 이용하여 상기 단계200(S200)에 의해 분리된 가스를 냉각, 집진 및 필터링 하는 단계220(S220); 컴프레셔 및 리시버탱크를 이용하여 상기 단계220(S220)을 통과한 가스를 압축 및 포집하는 단계260(S260)을 포함하고, 상기 단계150(S150)에 의해 조합된 분사가스는, 상기 단계260(S260)에 의해 포집된 재생가스 70~80유량%와, 상기 가스공급부의 신규가스 20~30유량%를 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 단계150(S150)에 의해 조합된 분사가스는, 상기 재생가스 10~60bar 및 14~16m3/min과, 상기 신규가스 10~60bar 및 4~6m3/min으로 조합되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 분말이송라인(L3)은 무한 루프 방식으로 순환되게 설치되고, 상기 분말이송라인(L3)에는 상기 분사챔버, 상기 사이클론, 상기 가스냉각기, 상기 가스집진기 및 상기 백필터장치가 연결되고, 상기 백필터장치와 연결된 지점 이후의 분말이송라인(L3)에는 재생라인(L4) 및 배기라인(L5)이 연결되고, 상기 분말이송라인(L3), 상기 재생라인(L4) 및 상기 배기라인(L5)이 분기되는 지점에는 분기밸브(V)가 설치되고, 상기 금속분말 제조 방법(S1)은 상기 단계40(S40) 이후에 진행되되, 다음 단계로 상기 단계150(S150)을 진행하며, 외부 컨트롤러가 상기 분기밸브를 기 설정된 제3 설정값(TH3)으로 제어하는 단계140(S140)을 더 포함하고, 상기 제3 설정값(TH3)은 상기 재생라인(L4), 상기 배기라인(L5) 및 상기 분말이송라인(L3)을 개방시키되, 상기 재생라인(L4), 상기 배기라인(L5) 및 상기 분말이송라인(L3)의 가스의 부피 비율인 유량 비율이 α%, β(β<α)% 및 γ(γ<α)%를 갖는 상기 분기밸브(V)의 제어값인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 금속분말 제조 방법(S1)은 상기 단계220(S220) 이후에 진행되며, 상기 단계140(S140)에 의해 상기 제3 설정값(TH3)으로 설정된 상기 분기밸브에 의하여, 상기 단계220(S220)을 통과한 가스를 상기 제3 설정값(TH3)에 따라 상기 재생라인(L4), 상기 배기라인(L5) 및 상기 분말이송라인(L3)으로 분기시키는 단계240(S240); 상기 단계240(S240)에 의해 상기 배기라인(L5)으로 분기된 가스가 외부로 배출되는 단계250(S250); 상기 단계250(S250) 이후에 상기 단계260(S260)과 병렬로 진행되며, 상기 배기라인(L5)에 설치된 산소분석기를 이용하여, 상기 배기라인(L5)을 통해 배출되는 가스의 산소농도(C)를 측정하는 단계270(S270); 외부 컨트롤러가 상기 단계270(S270)에 의해 측정된 산소농도(C)가 100ppm 이하인지를 비교하며, 만약 산소농도(C)가 100ppm을 초과하면, 분사가스 조합비율의 변경이 필요하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계150(S150)을 진행하는 단계280(S280)을 더 포함하고, 상기 단계150(S150)은 상기 단계280(S280)에서 산소농도(C)가 100ppm을 초과함에 따라 분사가스 조합비율의 변경이 필요하다고 판단되어 상기 단계280(S280) 이후에 진행될 때, 상기 분사가스를 상기 재생가스 45~55유량%와 상기 신규가스 45~55유량%로 조합하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 금속분말 제조 방법(S1)은 상기 단계280(S280)에서 산소농도(C)가 100ppm 이하임에 따라 분사가스 조합비율의 변경이 필요하지 않다고 판단될 때 진행되며, 기 설정된 기준값에 따라 분사공정의 지속여부를 판단하며, 만약 분사공정이 지속되어야 한다고 판단되면, 다음 단계로 상기 단계150(S150)을 진행하되, 만약 분사공정이 종료되어야 한다고 판단되면, 분사공정을 종료하는 단계290(S290)을 더 포함하고, 상기 단계150(S150)은 상기 단계290(S290)에서 분사공정이 지속되어야 한다고 판단되어 상기 단계290(S290) 이후에 진행될 때, 상기 분사가스를 상기 재생가스 70~80유량%와 상기 신규가스 20~30유량%로 조합하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 금속분말 제조 방법(S1)은 상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40) 이전에 진행되며, 외부 컨트롤러가 상기 분기밸브를, 상기 배기라인(L5)은 개방시키되, 상기 재생라인(L4) 및 상기 분말이송라인(L3)은 폐쇄시키는 제어값인 제2 설정값(TH1)으로 제어하는 단계20(S20); 상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40) 이후에 진행되며, 상기 단계30(S30)에 의해 주입된 퍼징가스가 상기 용해챔버 및 상기 분사챔버로 이송되면, 상기 분말이송라인을 통해 상기 분사챔버의 퍼징가스를 이송시키는 단계50(S50); 상기 가스냉각기, 상기 가스집진기 및 상기 백필터장치를 이용하여 상기 단계200(S200)에 의해 분리된 가스를 냉각, 집진 및 필터링 하는 단계60(S60); 상기 단계20(S20)에 의해 상기 배기라인(L5)으로 분기된 가스가 외부로 배출되는 단계80(S80); 상기 배기라인(L5)에 설치된 산소분석기를 이용하여, 상기 단계80(S80)에 의해 상기 배기라인(L5)을 통해 배출되는 가스의 산소농도(C)를 측정하는 단계90(S90); 외부 컨트롤러가 상기 단계90(S90)에 의해 측정된 산소농도(C)가 100ppm 이하인지를 비교하며, 만약 산소농도(C)가 100ppm을 초과하면, 분사가스 조합비율의 변경이 필요하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40)을 진행하는 단계100(S100); 상기 단계100(S100)에서 산소농도(C)가 100ppm 이하일 때 진행되며, 외부 컨트롤러가 상기 분기밸브를, 상기 배기라인(L5)은 폐쇄시키되, 상기 재생라인(L4) 및 상기 분말이송라인(L3)의 유량 비율이 95% 및 5%를 갖도록 하는 제2 설정값(TH2)으로 제어하는 단계110(S110); 상기 컴프레셔 및 상기 리시버탱크를 이용하여 상기 단계70(S70)을 통과한 가스를 압축 및 포집하는 단계120(S120); 외부 컨트롤러가 상기 단계120(S120)에 의해 포집된 가스 포집량을 기 설정된 임계치와 비교하며, 만약 가스 포집량이 임계치 미만이면, 아직 퍼징공정이 더 필요하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40)으로 돌아가 이후 과정을 반복하고, 만약 가스 포집량이 임계치 이상이면, 퍼징공정을 종료하고 분사공정을 개시하여도 무방하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계140(S140)을 진행하는 단계130(S130)을 더 포함하는 것이다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 퍼징 가스인 아르곤(Ar) 가스를 리사이클링(Recycling)하여 분사가스로 활용함과 동시에 분사공정 시, 재생가스 및 신규가스를 조합하여 분사가스로 활용하되, 재생가스 및 신규가스의 비율과 압력을 최적으로 조절함으로써 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동일 공정조건 대비 수율을 높일 수 있으며, 냉각효율을 극대화하여 미세편석 편차를 줄여 균질성을 높일 수 있게 된다.
도 1은 국내공개특허 특2003-0059730호(발명의 명칭 : 초저온 냉각시스템을 이용한 금속응고 분무법에 의한 고합금 분말 제조)에 개시된 티타늄 분말 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 금속분말 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 3은 도 2를 구성하는 금속분말 제조 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.
도 4는 도 3을 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 3의 용융부 및 가스분사부를 나타내는 구성도이다.
도 6은 도 5의 확대도이다.
도 7은 도 6의 가스분사부의 제2 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 8은 도 7의 확대도이다.
도 9는 도 7의 분사노즐에 의해 1차 분화된 액적의 2차 분화(응집) 현상을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 도 7의 흡입 파이프를 나타내는 측단면도이다.
도 11은 도 10의 흡입파이프가 설치된 모습을 나타내는 예시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 1, 2, 6에 의해 제조된 분말의 SEM 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예 1, 2, 7에 의해 제조된 분말의 입도분포를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 금속분말 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이고, 도 3은 도 2를 구성하는 금속분말 제조 시스템을 나타내는 블록 구성도이고, 도 4는 도 3을 나타내는 개념도이고, 도 5는 도 3의 용융부 및 가스분사부를 나타내는 구성도이고, 도 6은 도 5의 확대도이다.
본 발명의 일실시예인 금속분말 제조 방법(S1)은 1차적으로 퍼징 가스인 아르곤(Ar) 가스를 리사이클링(Recycling)하여 분사가스로 활용함과 동시에 2차적으로 재생가스 및 신규가스를 조합하여 분사가스로 활용하되, 재생가스 및 신규가스의 비율과 압력을 최적으로 조절함으로써 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동일 공정조건 대비 수율을 높일 수 있으며, 냉각효율을 극대화하여 미세편석 편차를 줄여 균질성을 높이기 위한 것이다.
우선 본 발명의 일실시예인 금속분말 제조 방법(S1)이 적용되는 금속분말 제조 시스템(1)에 대해 도 3과 4를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 3과 4의 금속분말 제조 시스템(1)은, 퍼징 공정 시에는 후술되는 용융부(3)의 용해챔버(31)로 퍼징 가스인 아르곤(Ar) 가스를 공급함과 동시에 분사 공정 시에는 가스분사부(5)의 분사챔버(53)로 분사가스의 일부 조합을 형성하는 아르곤(Ar) 가스를 공급하는 액체분사가스 공급탱크(2)와, 금속원료(Ti, Zr, Al, Cr 등)인 잉곳(Ingot)이 장입되는 도가니가 설치되는 용융챔버(31)를 포함하며 도가니에 장입된 잉곳을 용융시키되, 분사공정 시, 용융된 용탕을 경동하여 턴디쉬에서 세라믹 노즐을 통하여 하부로 낙하시키는 용융부(3)와, 용융부(3)로부터 낙하되는 용타의 액적을 향하여, 액체분사가스 공급탱크(2) 및 리사이클링 시스템(8)으로부터 공급받은 분사가스(재생가스 + 신규가스(Ar 가스)를 분사하여 액적을 분화시키는 분사부(51)와 분화된 액적이 낙하하는 공간을 제공하여 액적의 냉각이 이루어지는 분사챔버(53)를 포함하는 가스분사부(5)와, 가스분사부(5)로부터 이송된 분말 및 가스를 분리시키는 사이클론(6)과, 사이클론(6)에 의해 분리된 분말을 사별하는 사별부(7)와, 사이클론(6)에 의해 분리된 가스를 냉각, 집진 및 필터링 한 후, 이를 컴프레셔(85)를 이용하여 압축 및 포집하여 가스분사부(5)의 재생가스로 공급하는 리사이클링 시스템(8)으로 이루어진다.
이때 리사이클링 시스템(8)은 가스냉각기(81)와, 가스집진기(82), 백필터(83), 블로워(84), 컴프레셔(85), 리시버탱크(86)로 이루어진다.
용융부(3)는 도 6에 도시된 바와 같이, 용융챔버(31)와, 용융챔버(31)의 내부에 설치되어 용융된 합금분말인 용탕(30)이 수용되는 도가니(31)와, 도가니(31)의 외측면에 권취되어 도가니(31)를 가열시켜 합금분말을 용융시키는 유도코일(33)과, 도가니(31)의 바닥면에 설치되는 턴디쉬(35)와, 턴디쉬(35)의 중앙에 관통되게 설치되어 도가니(31)에 수용된 용탕(30)을 액적상태로 낙하시키는 낙하노즐(37)로 이루어진다.
또한 용융챔버(31)는 퍼징라인(L1)과 연결되어 퍼징라인(L1)을 통해 공급되는 퍼징가스에 의하여, 내부가 퍼징 분위기를 형성하게 된다.
가스분사부(5)는 용융부(3)의 낙하노즐(37)의 직하부에 설치되어 분사라인(L2)을 통해 공급받은 분사가스를 낙하노즐(37)을 통해 낙하하는 액적을 향하여 고압 분사하여 액적의 분화시키는 분사노즐(51)과, 분사노즐(51)의 하부에 설치되어 분사가스에 의해 분화된 액적의 낙하 및 포집공간을 제공하는 분사챔버(53)로 이루어진다.
이때 분사노즐(51)은 분사라인(L2)과 연결되어 분사가스를 분사라인(L2)을 통해 분사가스를 공급받고, 분사챔버(53)의 하부는 분말이송라인(L3)과 연결되어 분사챔버(53)의 가스 및 분말이 분말이송라인(L3)을 따라 이송되게 된다.
이때 액체분사가스 공급탱크(2) 및 용융부(3) 사이에는 퍼징라인(L1)이 연결됨에 따라 액체분사가스 공급탱크(2)로부터 배출된 아르곤(Ar) 가스는 퍼징라인(L1)을 통해 용융부(3)의 용융챔버(31)로 공급되어 용융챔버(31) 및 분사챔버(53)의 내부가 퍼징 분위기를 형성하게 된다.
또한 퍼징라인(L1)의 일측에는 분사라인(L2)이 연결되고, 분사라인(L2)의 단부는 가스분사부(53)의 분사부(51)로 연결됨으로써 액체분사가스 공급탱크(2)는 퍼징 공정 시에는 퍼징라인(L1)을 따라 용융챔버(31)로 아르곤(Ar) 가스를 공급하되, 분사 공정 시에는 퍼징라인(L1) -> 분사라인(L2)을 따라 분사부(51)로 아르곤(Ar) 가스(이하 신규가스라고 명칭하기로 함)를 공급한다.
또한 냉각된 분말이 포집되는 분사챔버(53)의 하부영역과, 사이클론(6), 가스냉각기(81), 가스집진기(82), 백필터(83), 블로워(84)는 분말이송라인(L3)과 연결되고, 분말이송라인(L3)은 무한 루프 방식으로 순환되도록 형성됨으로써 분사챔버(53)의 하부에 포집된 가스 및 분말은 분말이송라인(L3)을 따라 사이클론(6)으로 이송되어 분리되고, 사이클론(6)에 의해 분리된 가스는 가스냉각기(81), 가스집진기(82), 백필터(83), 블로워(84)를 통과하게 된다.
또한 분말이송라인(L3)의 블로워(84)의 설치 위치 이후의 지점에는 분기밸브(V)가 설치되고, 분기밸브(V)에는 재생라인(L4) 및 배기라인(L5)이 연결된다. 즉 분기밸브(V)의 제어에 따라 사이클론(6)에 의해 분리된 가스는 재생라인(L4), 분말이송라인(L3) 및 배기라인(L5)으로 분기되어 이송된다.
또한 분기밸브(V)에 연결되는 재생라인(L4)에는 컴프레셔(85) 및 고압 리시버탱크(86)가 연결되고, 분기밸브(V)의 단부가 분사라인(L2)과 연결됨으로써 분사부(51)에서 분무된 가스는 분말이송라인(L3) -> 재생라인(L4) -> 분사라인(L5)을 따라 재생가스로 공급되게 된다.
또한 배기라인(L5)은 분말이송라인(L3)으로부터 이송된 공기를 외부로 배출시킨다.
이와 같이 구성되는 금속분말 제조시스템(1)은 퍼징 공정 시, 액체분사가스 공급탱크(2)로부터 퍼징라인(L1)을 통해 용융부(31)로 퍼징 가스가 공급되고, 공급된 퍼징 가스는 용융챔버(31) -> 분사챔버(53) -> 분말이송라인(L3) -> 분기밸브(V)로 이송된다. 이때 분기밸브(V)는 1)배기라인(L5)을 통과하는 가스의 산소농도가 100ppm을 초과할 때에는 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)을 폐쇄시키되, 배기라인(L5)을 개방하여, 퍼징 가스를 외부로 배출시키고, 2)산소농도가 100ppm 이하일 때에는 배기라인(L5)을 폐쇄시키되, 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)의 유량 비율이 95% 및 5%를 갖도록 개폐가 제어된다. 이때 유량 비율은 가스의 부피 비율을 의미한다.
이때 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)을 폐쇄시키되, 배기라인(L5)을 개방하도록 하는 분기밸브(V)의 제어값을 제1 설정값(TH1, Threshold)이라고 명칭하기로 하고, 배기라인(L5)을 폐쇄시키되, 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)의 유량 비율이 95% 및 5%를 갖도록 하는 분기밸브(V)의 제어값을 제2 설정값(TH2)이라고 명칭하기로 한다.
즉 분기밸브(V)는 배출되는 가스의 산소농도가 100ppm을 초과할 때에는 제1 설정값(TH1)으로 운영되되, 배출되는 가스의 산소농도가 100ppm 이하일 때에는 제2 설정값(TH2)으로 운영된다.
이하, 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명의 일실시예인 금속분말 제조 방법(S1)에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명의 일실시예인 금속분말 제조 방법(S1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 진공 및 잉곳 장입단계(S10)와, 제1 분기밸브 설정단계(S20)와, 퍼징가스 주입단계(S30), 용융단계(S40), 가스이송단계(S50), 제1 가스냉각단계(S60), 제1 가스집진 및 필터링 단계(S70), 배기단계(S80), 산소농도 측정단계(S90), 퍼징가스 재생여부 판별단계(S100), 제2 분기밸브 설정단계(S110), 고압축 및 포집단계(S120), 분사공정 개시여부 판단단계(S130), 제3 분기밸브 설정단계(S140), 분사가스 조합단계(S150), 액적 낙하단계(S160), 분무단계(S170), 분말냉각단계(S180), 분말 및 가스 이송단계(S190), 분말 및 가스 분리단계(S200), 사별단계(S210), 제2 가스냉각단계(S220), 제2 가스 집진 및 필터링 단계(S230), 가스 분기 및 이송단계(S240), 배기단계(S250), 고압축 및 포집단계(S260), 제2 산소농도 측정단계(S270), 비교 및 판단단계(S280), 분사종료 여부 판별단계(S290)로 이루어진다.
진공 및 잉곳 장입단계(S10)는 진공펌프를 이용하여 용융부(3)의 용해챔버(31)와, 가스분사부(5)의 분사챔버(53)의 내부를 10- 4torr 이하로 고진공화 한 후, 용융부(3)의 용해챔버(31)의 도가니에 합금 원료인 잉곳(Ingot)을 장입시키는 공정단계이다.
제1 분기밸브 설정단계(S20)는 외부 컨트롤러가 분기밸브(V1)를 제1 설정값(TH1, Threshold1)으로 제어하는 공정 단계이다.
이때 제1 설정값(TH1)은 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)을 폐쇄시키되, 배기라인(L5)을 개방시키는 분기밸브(V1)의 제어값이다.
퍼징가스 주입단계(S30)는 액체분사가스 공급탱크(2)가 퍼징라인(L1)을 통해 퍼징가스인 아르곤(Ar) 가스를 용융부(3)의 용융챔버(31)로 공급하는 단계이다.
이때 아르곤(Ar) 가스는 질소가스와 비교하여, 상대적으로 가격이 대략 1/5 ~ 1/3 정도로 저렴할 뿐만 아니라 금속성분(Ti, Zr, Al, Cr 등)과의 산화 및 질화 발생을 억제하여 생체재료용이나 우주 항공소재로 적합하며, 대기보다 무겁기 때문에 분사 시, 액적의 표면을 코팅하여 액적이 비행 중에 산화되지 않도록 용융챔버(31) 및 분사챔버(53)의 내부를 퍼징 분위기로 형성하기 위한 목적으로 활용된다.
또한 퍼징가스 주입단계(S30)는 후술되는 분사공정 개시여부 판단단계(S130)에서, 분사 공정이 개시되어도 무방하다고 판단될 때까지 진행이 지속된다.
용융단계(S30)는 진공 및 잉곳 장입단계(S10)에 의해 용해챔버(31)의 진공 및 잉곳 장입이 완료될 때 진행되며, 고주파를 이용하여, 용융부(3)의 용해챔버(31)의 도가니에 장입된 잉곳을 기 설정된 온도까지 용융시키는 공정 단계이다.
가스이송단계(S50)는 퍼징가스 주입단계(S30)에 의해 주입되어 분사챔버(53)의 하부로 포집된 가스가 분말이송라인(L3)을 따라 사이클론(6)을 통과하여 가스냉각기(81)로 이송되는 공정단계이다.
제1 가스냉각단계(S60)는 가스냉각기(81)가 가스이동단계(S50)에 의해 이송된 가스(퍼지가스)를 냉각시키는 공정단계이다.
제1 가스 집진 및 필터링 단계(S70)는 가스집진기(82) 및 백필터(83)가 제1 가스냉각단계(S60)에 의해 냉각된 가스를 집진 및 필터링 하여 가스에 부유하고 있는 고체나 액체의 미립자를 제거하는 공정단계이다.
이때 가스이송단계(S50), 제1 가스냉각단계(S60) 및 제1 가스 집진 및 필터링 단계(S70)는 분말이송라인(L3)을 따라 진행된다.
배기단계(S80)는 제1 가스집진 및 필터링 단계(S70)에 의해 집진 및 필터링 된 가스가 배기라인(L5)을 통해 외부로 배출되는 공정단계이다.
산소농도 측정단계(S90)는 배기라인(L5)에 설치된 산소분석기가 배기라인(L5)을 통과하는 가스의 산소농도(C)를 측정하는 공정단계이다.
퍼징가스 재생여부 판별단계(S100)는 퍼징 가스의 리사이클링 여부를 판단하는 공정단계이다.
또한 퍼징가스 재생여부 판별단계(S100)는 외부 컨트롤러가 산소농도 측정단계(S90)에 의해 측정된 산소농도(C)를 100ppm과 비교한다.
또한 퍼징가스 재생여부 판별단계(S100)는 만약 1)산소농도(C)가 100ppm을 초과하면, 퍼징가스를 재생하기에는 산소농도(C)가 높다고 판단하여 다음 단계로 퍼징가스 주입단계(S30) 및 용융단계(S40)로 돌아가 이후 과정을 반복하고, 2)산소농도(C)가 100ppm 이하이면, 퍼징 가스를 리사이클링 하여도 충분하다고 판단하여 다음 단계로 제2 분기밸브 설정단계(S110)를 진행한다.
제2 분기밸브 설정단계(S110)는 퍼징가스 재생여부 판별단계(S100)에서 산소농도(C)가 100ppm 이하임에 따라 퍼징 가스를 리사이클링 하여도 충분하다고 판단될 때 진행되며, 외부 컨트롤러가 분기밸브(V)의 제어값을 제2 설정값(TH2)으로 제어하는 단계이다.
이때 제2 설정값(TH2)은 배기라인(L5)을 폐쇄시키되, 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)의 유량 비율이 95% 및 5%를 갖도록 하는 분기밸브(V)의 제어값을 의미한다.
즉 분기밸브(V)는 제2 분기밸브 설정단계(S110) 이전에는 제1 설정값(TH1)으로 운영됨에 따라 배기라인(L5)만 개방되되, 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)을 폐쇄되었으나, 제2 분기밸브 설정단계(S110) 이후부터는 제2 설정값(TH1)으로 운영됨에 따라 배기라인(L5)은 폐쇄되되, 재생라인(L4) 및 분말이송라인(L3)의 유량 비율이 95% 및 5%를 갖게 되고, 이에 따라, 분기밸브를 통과한 가스(퍼징가스)의 95%는 재생라인(L4)을 따라 이송되게 된다.
고압축 및 포집단계(S120)는 컴프레셔(85)가 재생라인(L4)을 통해 이송된 가스를 압축한 후, 리시버탱크(86)가 고압축된 가스를 포집하는 공정단계이다.
분사공정 개시여부 판단단계(S130)는 퍼징 공정의 종료여부, 즉 분사공정의 개시여부를 판단하는 공정단계이다.
또한 분사공정 개시여부 판단단계(S130)는 고압축 및 포집단계(S120)에서 포집된 가스 포집량을 기 설정된 임계치와 비교한다. 이때 임계치는 퍼징 공정을 종료하여도 무방하다고 판단할 수 있는 고압 리시버탱크(86)의 가스 포집량 최소값을 의미한다.
또한 분사공정 개시여부 판단단계(S130)는 1)만약 고압축 및 포집단계(S120)에 의해 포집된 가스 포집량이 임계치 미만이면, 아직 퍼징공정이 지속되어야 한다고 판단하여 다음 단계로 퍼징가스 주입단계(S30) 및 용융단계(S40)를 진행하고, 2)만약 고압축 및 포집단계(120)에 의해 포집된 가스 포집량이 임계치 이상이면, 퍼징공정을 종료한 후 분사공정을 수행하여도 무방하다고 판단하여 다음 단계로 제3 분기밸브 설정단계(S140)를 진행한다.
제3 분기밸브 설정단계(S140)는 분사공정 개시여부 판단단계(S130)에 의해, 분사공정이 진행되어도 무방하다고 판단될 때 진행되며, 분기밸브(V)를 제3 설정값(TH3)으로 제어하는 공정단계이다.
이때 제3 설정값(TH3)은 재생라인(L4), 배기라인(L5) 및 분말이송라인(L3)을 개방시키되, 재생라인(L4), 배기라인(L5) 및 분말이송라인(L3)의 유량 비율이 95%, 5% 및 5%를 갖도록 하는 분기밸브(V)의 제어값을 의미한다.
분사가스 조합단계(S150)는 가스분사부(5)의 분사챔버(53)로 공급되는 분사가스를 조합하는 공정 단계이다.
이때 분사가스는 10~60bar의 압력과 15~20m3/min의 유량을 갖도록 조합된다.
또한 분사가스 조합단계(S150)는 최초 진행 시, 액체분사가스 공급탱크(2)로부터 10~60bar 및 4~6m3/min의 신규가스와, 고압 리시버탱크(8)로부터 10~60bar 및 14~16m3/min의 재생가스를 조합시키는 공정단계이다.
즉 분사가스 조합단계(S150)는 최초 진행 시, 신규가스 20~30유량%와 재생가스 70~80유량%를 조합한다. 이때 유량%는 가스의 부피 비율을 의미한다.
또한 분사가스 조합단계(S150)는 비교 및 판단단계(S280) 이후에 진행(배기되는 가스의 산소농도(C)가 100ppm을 초과)될 때, 신규가스 10~60bar 및 9~11m3/min과, 재생가스 10~60bar 및 9~11m3/min을 조합시킨다.
즉 분사가스 조합단계(S150)는 배기라인(L5)을 통해 배출되는 산소농도(C)가 100ppm을 초과하는 경우, 신규가스 20~30유량%와 재생가스 70~80유량%를 조합시켜 신규가스의 유량을 증가시킴으로써 차후 산소농도(C)가 100ppm미만으로 떨어지게 된다.
또한 분사가스 조합단계(S150)는 분사종료 여부 판별단계(S290) 이후에 진행(배기되는 가스의 산소농도(C)가 100ppm 이하)될 때, 최초 진행 때와 동일하게 신규가스 20~30유량%와 재생가스 70~80유량%를 조합한다.
다시 말하면, 분사가스 조합단계(S150)는 1)배기되는 가스의 산소농도(C)가 100ppm 이하인 경우, 신규가스 20~30유량%와 재생가스 70~80유량%를 조합시키고, 2)산소농도(C)가 100ppm을 초과하는 경우, 신규가스 20~30유량%와 재생가스 70~80유량%를 조합시킨다.
액적낙하단계(S160)는 용융부(3)가 용융된 용탕을 경동하여, 턴디쉬에서 세라믹 노즐을 통하여 용탕을 액적 형태로 낙하시키는 공정단계이다.
분무단계(S170)는 가스분사부(5)의 분사노즐(51)이 분사가스 조합단계(S150)에 의해 조합된 분사가스를 공급받아, 액적낙하단계(S160)를 통해 낙하하는 액적을 향하여 분사시켜 액적을 미립자로 분화시키는 공정단계이다.
분말냉각단계(S180)는 분무단계(S170)에 의해 분화된 액적이 분사챔버(53)의 상부에서 하부로 낙하하면서 냉각되어 분말로 형성되는 공정단계이다.
분말 및 가스 이송단계(S190)는 분말냉각단계(S180)에 의한 분말과 가스가 분말이송라인(L3)을 따라 사이클론(6)으로 이송되는 공정단계이다.
분말 및 가스 분리단계(S200)는 사이클론(6)이 분말 및 가스 이송단계(S190)에 의해 이송된 분말 및 가스를 분리시키는 공정단계이다.
사별단계(S210)는 사별장치를 이용하여 분말 및 가스 분리단계(S200)에 의해 분리된 분말을 사별하는 공정단계이다.
제2 가스냉각단계(S220)는 가스냉각기(81)가 분말 및 가스 분리단계(S200)에 의해 분리된 가스를 냉각시키는 공정단계이다.
제2 가스 집진 및 필터링 단계(S230)는 가스집진기(82) 및 백필터(83)가 제1 가스냉각단계(S60)에 의해 냉각된 가스를 집진 및 필터링 하여 가스에 부유하고 있는 고체나 액체의 미립자를 제거하는 공정단계이다.
이때 분말 및 가스 이송단계(S190), 분말 및 가스 분리단계(S200), 제2 가스냉각단계(S220) 및 제2 가스 집진 및 필터링 단계(S230)는 분말이송라인(L3)을 따라 진행된다.
가스 분기 및 이송단계(S240)는 분기밸브(V)를 이용하여 제2 가스 집진 및 필터링 단계(S230)에 의해 집진 및 필터링된 가스 총유량의 90%, 5% 및 5%를 재생라인(L4), 배기라인(L5) 및 분말이송라인(L3)으로 분기 및 이송시키는 공정단계이다.
배기단계(S250)는 가스 분기 및 이송단계(S240)에 의해 배기라인(L5)으로 이송된 가스가 외부로 배출되는 공정단계이다.
고압축 및 포집단계(S260)는 컴프레셔(85)가 재생라인(L4)을 통해 이송된 가스를 압축한 후, 리시버탱크(86)가 고압축된 가스를 포집하는 공정단계이다.
제2 산소농도 측정단계(S260)는 배기라인(L5)에 설치된 산소분석기가 배기라인(L5)을 통과하는 가스의 산소농도(C)를 측정하는 공정단계이다.
비교 및 판단단계(S280)는 외부 컨트롤러가 현재 분사가스의 조합비율을 그대로 지속할 것인지 여부를 판단하는 공정단계이다.
또한 비교 및 판단단계(S280)는 외부 컨트롤러가 제2 산소농도 측정단계(S270)에 의해 측정된 산소농도(C)를 100ppm과 비교한다.
또한 비교 및 판단단계(S280)는 만약 1)산소농도(C)가 100ppm을 초과하면, 분사가스의 조합비율의 변경이 필요하다고 판단하여 다음 단계로 분사가스 조합단계(S150)를 진행한다.
이때 분사가스 조합단계(S150)는 비교 및 판단단계(S280) 이후에 진행될 때, 신규가스 10~60bar 및 9~11m3/min과, 재생가스 10~60bar 및 9~11m3/min을 조합시킨다.
즉 분사가스 조합단계(S150)는 비교 및 판단단계(S280) 이후에 진행될 때, 분사가스가 신규가스 45~55유량%와 재생가스 45~55유량%로 조합되도록 한다.
또한 비교 및 판단단계(S280)는 만약 1)산소농도(C)가 100ppm 이하이면, 분사가스의 조합비율을 지속하여도 무방하다고 판단하여 다음 단계로 분사종료 여부 판별단계(S290)를 진행한다.
분사종료 여부 판별단계(S290)는 비교 및 판단단계(S280)에서 산소농도(C)가 100ppm 이하일 때 진행되며, 분사공정 종료여부를 판단하는 공정단계이다.
이때 분사종료 여부 판별단계(S290)는 시간, 용탕잔량 등이 기준값에 따라, 분사공정의 종료여부를 판단할 수 있다.
또한 분사종료 여부 판별단계(S290)는 1)만약 분사공정의 종료를 결정하면, 다음 단계를 수행하지 않고 분사공정을 종료하고, 2)만약 분사공정을 지속하기로 결정하면, 다음 단계로 분사가스 조합단계(S150)를 진행하여 이후 과정을 반복한다.
이때 분사가스 조합단계(S150)는 분사종료 여부 판별단계(S290) 이후에 진행될 때, 분사가스가 신규가스 20~30유량%와 재생가스 70~80유량%로 조합되도록 한다.
도 7은 도 6의 가스분사부의 제2 실시예를 나타내는 구성도이고, 도 8은 도 7의 확대도이다.
통상적으로, 가스분사법은 분사매체로 불활성 가스인 아르곤(Ar) 가스를 활용함에 따라 분말의 산화를 효과적으로 방지할 수 있는 장점을 가지나, 냉각효율이 떨어지는 단점을 갖고, 이러한 낮은 냉각효율은 분말의 미세편석을 유도하여 분말의 균질성을 떨어뜨려 전체적으로 분말의 수율, 균질성 및 품질을 저하시키는 주요 원인으로 작용하고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 7과 8의 가스분사부의 분사노즐(51)의 하부에 흡입파이프(53)를 추가 설치하도록 하였고, 이러한 흡입파이프(53)의 형상 및 구조에 대해 도 7과 8을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 가스분사부의 제2 실시예인 제2 가스분사부(50)는 전술하였던 도 5와 6의 분사노즐(51)과, 분사챔버(53)를 포함한다.
또한 제2 가스분사부(50)는 분사노즐(51)의 직하부에 설치되어 분말의 냉각효율을 높이는 흡입파이프(55)를 더 포함한다.
흡입파이프(55)는 소정 길이의 관 형상으로 형성되어 분사노즐(51)의 직하부에 수직 설치되며, 분사노즐(51)의 분사공(511) 내부 기류를 흡입하여 액적의 2차 분화를 방지함과 동시에 액적의 분화압력을 증가시킨다.
도 9는 도 7의 분사노즐에 의해 1차 분화된 액적의 2차 분화(응집) 현상을 설명하기 위한 예시도이다.
분사노즐(51)에 의해 1차 분화된 액적은 도 9에 도시된 바와 같이, 분사노즐(51)의 분사공(511)의 내부에서 신속하게 유출되지 않는 경우, P3 영역에서 1차 분화된 액적들의 응집(Agglomeration)(이하 2차 분화라고 명칭하기로 함)이 이루어지게 되고, 이러한 액적들의 응집현상은 액적의 조대화를 유발하여 미쇄 분말의 획득이 어려워질 뿐만 아니라 1차 분화된 액적의 냉각효율을 떨어뜨려 최종 자성분말의 품질 및 성능을 저하시키게 된다.
즉 본 발명의 제2 가스분사부(50)는 액적(10)의 P1구간에서 P2구간으로의 이동속도를 높여 액적(10)의 1차 분화를 촉진시킴과 동시에 1차 분화된 액적(10)의 2차 분화(응집)를 억제하기 위하여 후술되는 10과 11의 흡입 파이프(5)를 설치하였다.
도 10은 도 7의 흡입 파이프를 나타내는 측단면도이고, 도 11은 도 10의 흡입파이프가 설치된 모습을 나타내는 예시도이다.
흡입 파이프(55)는 도 10과 11에 도시된 바와 같이, 내부에 액적의 이동경로가 형성되는 소정 길이를 갖는 파이프 형상으로 형성되며, 전술하였던 도 7의 분사노즐(51)의 직하부에 수직으로 설치되어 분사노즐(51)에 의해 1차 분화된 액적(10)을 흡입한다.
또한 흡입 파이프(55)의 내주면(551)은 상하부에서 길이 방향의 중간지점을 향할수록 내경이 작아지게 형성됨으로써 상부영역(5511) 및 하부영역 보다 중간지점(5512)의 내경이 작게 형성되도록 한다.
이와 같이 구성되는 흡입 파이프(55)의 기능은 다음과 같다.
흡입 파이프(55)는 상부에서 중간지점을 향할수록 내경이 줄어들게 형성됨에 따라 흡입 파이프(55)의 상부영역과 분사노즐(51)의 분사공(511)의 기류를 흡입하게 되고, 이에 따라 도 9에서 전술하였던 바와 같이, 낙하노즐(37)에서 낙하된 액적의 P1으로부터 P2까지의 이동속도를 높여 액적의 충돌압력을 증가시킴으로써 액적의 1차 분화가 더욱 효과적으로 이루어지도록 한다.
종래에는 액적의 1차 분화 시, 충돌압력을 높이기 위한 목적으로, 단순히 분사가스의 압력 및 유량의 제어만을 조절하는 방식으로 이루어졌으나, 본원 발명은 흡입 파이프(55)를 통해 낙하노즐(37)로부터 낙하되는 액적의 낙하속도를 극대화시킴으로써 동일 조건 대비 액적의 충돌압력을 높여 1차 분화 시, 더욱 미세한 입도로 액적을 분화시킬 수 있는 것이다.
또한 본원 발명의 흡입 파이프(55)의 두 번째 기능으로는, 분사노즐(51)의 분사공(511)의 내부 기류를 높은 압력으로 흡입함에 따라 분사노즐(51)에서 1차 분화된 액적(10)의 2차 분화(응집)를 효과적으로 방지하기 위한 것이다. 이때 액적의 2차 분화(응집)는 분말 자체의 입도를 증가시켜 미세분말의 제조를 방해할 뿐만 아니라 냉각효율을 떨어뜨려 최종 자성분말의 미세편석으로 인한 품질 및 성능 저하를 유발하게 되나, 본원 발명에서는 분사노즐(51)의 직하부에 흡입 파이프(55)를 설치함에 따라 1차 분화된 액적(10)의 2차 분화(응집)를 효과적으로 절감시켜 전술하였던 문제점을 해결하도록 한 것이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 관해 실시예를 들어 더욱 상세하게로 설명하기로 한다. 또한 다음의 실시예들은 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명의 보호범위를 제한하지 않는다.
표 1은 본 발명의 실시예 1 내지 7의 공정조건을 나타내는 표이고, 도 12는 본 발명의 실시예 1, 2, 6에 의해 제조된 분말의 SEM 사진이고, 도 13은 본 발명의 실시예 1, 2, 7에 의해 제조된 분말의 입도분포를 나타내는 그래프이다.
[표 1]
Figure 112021059876338-pat00001
[실시예 1]
10bar-15.3m3/min 압력 및 유량으로 니켈계 초내열 합금 용탕을 챔버 퍼징 및 분사함으로써 금속분말을 제작한다. Gas to Melt Ratio 1.28m3/min의 가스를 다량 사용함으로써 제조된 분말은 산소농도는 가장 낮으나, 입도는 조대하고 또한 제조비용중 대부분을 차지하는 가스비용으로 금속분말의 가격은 시장 경쟁력이 잃게 된다.
[실시예 2]
실시예 2는 30bar-18.4m3/min 압력 및 유량으로 니켈계 초내열 합금 용탕을 분사함으로써 금속분말을 제작한다. Gas to Melt Ratio 1.46m3/min의 가스를 다량 사용함으로써 제조된 분말은 산소농도는 입자크기 대비로 가장 낮으나, 입도는 항공용 소재로 사용하기에는 조대하고 또한 제조비용중 대부분을 차지하는 가스비용으로 금속분말의 가격은 시장 경쟁력이 약세임을 알 수 있다.
[실시예 3]
10bar-15.8m3/min 압력 및 유량으로 니켈계 초내열 합금 용탕을 분사함으로써 금속분말을 제작한다. 초기 퍼징가스를 100% 리사이클 압축하여 Gas to Melt Ratio 0.11m3/min의 가스를 극소량 사용함으로써 제조비용은 낮출 수는 있으나, 제조된 분말의 산소농도는 입자크기 대비로 산소농도가 너무 높고(477ppm), 입도는 항공용 소재로 사용하기에는 조대하여 금속분말의 가격은 시장 경쟁력을 확보하였으나, 분말 내의 비금속 개재물(Ceramic Inclusion & 무기물)등으로 항공용 소재나 생체재료용으로는 부적절함을 알 수 있었다.
[실시예 4]
10bar-14.6m3/min 압력 및 유량으로 니켈계 초내열 합금 용탕을 분사함으로써 금속분말을 제작한다. 초기 퍼징가스를 67% 리사이클 압축하여 Gas to Melt Ratio 0.49m3/min의 가스를 소량 사용함으로써 제조비용을 낮출 수 있으며, 제조된 분말의 산소농도는 61ppm으로 실시예 3보다 극적으로 낮출 수 있었다. 낮은 분사압력으로 인해 항공용 소재로 사용하기에는 조대하여 금속분말의 가격은 시장 경쟁력을 확보하였으나, 수율 확보를 위해 고압 가스 분사의 필요성을 확인 하였다.
[실시예 5]
실시예 5는 60bar-15.4~17.5m3/min 압력 및 유량으로 니켈계 초내열 합금용탕을 분사함으로써 금속분말을 제작한다. 초기 퍼징가스를 67% 리사이클한 후, 압축 하여 Gas to Melt Ratio 0.49m3/min의 가스를 소량 사용함으로써 제조비용을 낮출 수 있으며, 제조된 분말의 산소농도는 127~137ppm으로 실시예 4보다 높았으나, 분사압력을 높여 입자크기가 미세화 되어 20um 환산 산소농도를 비교하면 실시예 4의 177ppm과 유사한 171~179ppm을 보였으며, 미세한 입도로 인해 항공용 소재로 사용하기에 적절하며, 금속분말 가격의 시장 경쟁력을 확보할 수 있었다.
[실시예 6]
실시예 6은 60bar-15.4~17.5m3/min 압력 및 유량으로 니켈계 초내열 합금용탕을 분사함으로써 금속분말을 제작한다. 초기 퍼징가스를 67% 리사이클한 후, 압축 하여 Gas to Melt Ratio 0.49m3/min의 가스를 소량 사용함으로써 제조비용을 낮출 수 있으며, 제조된 분말의 산소농도는 127~137ppm으로 실시예 4보다 높았으나, 분사압력을 높여 입자크기가 미세화 되어 20um 환산 산소농도를 비교하면 실시예 4의 177ppm과 유사한 171~179ppm을 보였으며, 미세한 입도로 인해 항공용 소재로 사용하기에 적절하며, 금속분말 가격의 시장 경쟁력을 확보할 수 있었다.
[실시예 7]
60bar-17.1m3/min 압력 및 유량으로 니켈계 초내열 합금 용탕을 분사함으로써 금속분말을 제작한다. 초기 퍼징가스를 50% 리사이클 압축하여 Gas to Melt Ratio 0.77m3/min로 측정되어 실시예 5, 6 보다 28% 가량 가스 사용량은 증가하였으나, 20um 환산 산소농도를 비교하면 165ppm으로 측정되어, 실시예 5, 6의 171~179ppm보다 낮출 수 있음을 알 수 있었다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 가스 분무를 이용한 금속분말 제조 방법(S1)은 퍼징 가스인 아르곤(Ar) 가스를 리사이클링(Recycling)하여 분사가스로 활용함과 동시에 분사공정 시, 재생가스 및 신규가스를 조합하여 분사가스로 활용하되, 재생가스 및 신규가스의 비율과 압력을 최적으로 조절함으로써 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동일 공정조건 대비 수율을 높일 수 있으며, 냉각효율을 극대화하여 미세편석 편차를 줄여 균질성을 높일 수 있다.
S1:금속분말 제조 방법 S10:진공 및 잉곳 장입단계
S20:제1 분기밸브 설정단계 S30:퍼징가스 주입단계
S40:용융단계 S50:가스이송단계
S60:제1 가스냉각단계 S70:제1 가스집진 및 필터링 단계
S80:배기단계 S90:산소농도 측정단계
S100:퍼징가스 재생여부 판별단계 S110:제2 분기밸브 설정단계
S120:고압축 및 포집단계 S130:분사공정 개시여부 판단단계
S140:제3 분기밸브 설정단계 S150:분사가스 조합단계
S160:액적 낙하단계 S170:분무단계
S180:분말냉각단계 S190:분말 및 가스 이송단계
S200:분말 및 가스 분리단계 S210:사별단계
S220:제2 가스냉각단계 S230:제2 가스 집진 및 필터링 단계
S240:가스 분기 및 이송단계 S250:배기단계
S260:고압축 및 포집단계 S270:제2 산소농도 측정단계
S280:비교 및 판단단계 S290:분사종료 여부 판별단계

Claims (6)

  1. 가스공급부와, 용해챔버를 포함하며 용융된 용탕을 액적 형태로 하부로 낙하시키는 용융부와, 상기 가스공급부로부터 공급받은 가스인 신규가스를 포함하는 분사가스를 분사시켜 상기 용융부로부터 낙하하는 액적을 분화시키는 분사노즐과, 상기 분사노즐에 의해 분화된 액적을 냉각시켜 분말을 포집하는 분사챔버를 포함하는 금속분말 제조 시스템의 동작과정인 금속분말 제조 방법(S1)에 있어서:
    상기 금속분말 제조 방법(S1)은
    상기 가스공급부가 상기 용해챔버로 퍼징가스를 공급하는 단계30(S30);
    상기 용융부가 도가니에 장입된 잉곳(Ingot)을 용융시키는 단계40(S40);
    상기 단계40(S40) 이후에 진행되며, 상기 분사노즐로 공급되는 분사가스를 조합하는 단계150(S150);
    상기 용융부가 액적을 낙하시키는 단계160(S160);
    상기 분사노즐이 상기 단계150(S150)에 의해 조합된 분사가스를 공급받아 상기 단계160(S160)에 의해 낙하하는 액적으로 분사가스를 분무하는 단계170(S170);
    상기 단계170(S170)에 의해 분화된 액적이 상기 분사챔버의 내부에서 낙하하면서 냉각되는 단계180(S180);
    상기 분사챔버의 하부에 연결되는 분말이송라인(L3)을 통해 상기 단계180(S180)에 의해 상기 분사챔버의 하부에 포집된 가스 및 분말을 이송시키는 단계190(S190);
    사이클론을 이용하여, 상기 단계190(S190)을 통해 이송된 가스 및 분말을 분리시키는 단계200(S200);
    상기 단계200(S200)에 의해 분리된 분말을 사별하는 단계210(S210);
    가스냉각기, 가스집진기 및 백필터장치를 이용하여 상기 단계200(S200)에 의해 분리된 가스를 냉각, 집진 및 필터링 하는 단계220(S220);
    컴프레셔 및 리시버탱크를 이용하여 상기 단계220(S220)을 통과한 가스를 압축 및 포집하는 단계260(S260)을 포함하고,
    상기 단계150(S150)에 의해 조합된 분사가스는, 상기 단계260(S260)에 의해 포집된 재생가스 70~80유량%와, 상기 가스공급부의 신규가스 20~30유량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조 방법(S1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계150(S150)에 의해 조합된 분사가스는, 상기 재생가스 10~60bar 및 14~16m3/min과, 상기 신규가스 10~60bar 및 4~6m3/min으로 조합되는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조 방법(S1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분말이송라인(L3)은 무한 루프 방식으로 순환되게 설치되고,
    상기 분말이송라인(L3)에는 상기 분사챔버, 상기 사이클론, 상기 가스냉각기, 상기 가스집진기 및 상기 백필터장치가 연결되고,
    상기 백필터장치와 연결된 지점 이후의 분말이송라인(L3)에는 재생라인(L4) 및 배기라인(L5)이 연결되고,
    상기 분말이송라인(L3), 상기 재생라인(L4) 및 상기 배기라인(L5)이 분기되는 지점에는 분기밸브(V)가 설치되고,
    상기 금속분말 제조 방법(S1)은
    상기 단계40(S40) 이후에 진행되되, 다음 단계로 상기 단계150(S150)을 진행하며, 외부 컨트롤러가 상기 분기밸브를 기 설정된 제3 설정값(TH3)으로 제어하는 단계140(S140)을 더 포함하고,
    상기 제3 설정값(TH3)은 상기 재생라인(L4), 상기 배기라인(L5) 및 상기 분말이송라인(L3)을 개방시키되, 상기 재생라인(L4), 상기 배기라인(L5) 및 상기 분말이송라인(L3)의 가스의 부피 비율인 유량 비율이 α%, β(β<α)% 및 γ(γ<α)%를 갖는 상기 분기밸브(V)의 제어값인 것을 특징으로 하는 금속분말 제조 방법(S1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속분말 제조 방법(S1)은
    상기 단계220(S220) 이후에 진행되며, 상기 단계140(S140)에 의해 상기 제3 설정값(TH3)으로 설정된 상기 분기밸브에 의하여, 상기 단계220(S220)을 통과한 가스를 상기 제3 설정값(TH3)에 따라 상기 재생라인(L4), 상기 배기라인(L5) 및 상기 분말이송라인(L3)으로 분기시키는 단계240(S240);
    상기 단계240(S240)에 의해 상기 배기라인(L5)으로 분기된 가스가 외부로 배출되는 단계250(S250);
    상기 단계250(S250) 이후에 상기 단계260(S260)과 병렬로 진행되며, 상기 배기라인(L5)에 설치된 산소분석기를 이용하여, 상기 배기라인(L5)을 통해 배출되는 가스의 산소농도(C)를 측정하는 단계270(S270);
    외부 컨트롤러가 상기 단계270(S270)에 의해 측정된 산소농도(C)가 100ppm 이하인지를 비교하며, 만약 산소농도(C)가 100ppm을 초과하면, 분사가스 조합비율의 변경이 필요하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계150(S150)을 진행하는 단계280(S280)을 더 포함하고,
    상기 단계150(S150)은
    상기 단계280(S280)에서 산소농도(C)가 100ppm을 초과함에 따라 분사가스 조합비율의 변경이 필요하다고 판단되어 상기 단계280(S280) 이후에 진행될 때, 가스의 부피 비율을 유량%라고 할 때, 상기 분사가스를 상기 재생가스 45~55유량%와 상기 신규가스 45~55유량%로 조합하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조 방법(S1).
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속분말 제조 방법(S1)은
    상기 단계280(S280)에서 산소농도(C)가 100ppm 이하임에 따라 분사가스 조합비율의 변경이 필요하지 않다고 판단될 때 진행되며, 기 설정된 기준값에 따라 분사공정의 지속여부를 판단하며, 만약 분사공정이 지속되어야 한다고 판단되면, 다음 단계로 상기 단계150(S150)을 진행하되, 만약 분사공정이 종료되어야 한다고 판단되면, 분사공정을 종료하는 단계290(S290)을 더 포함하고,
    상기 단계150(S150)은
    상기 단계290(S290)에서 분사공정이 지속되어야 한다고 판단되어 상기 단계290(S290) 이후에 진행될 때, 상기 분사가스를 상기 재생가스 70~80유량%와 상기 신규가스 20~30유량%로 조합하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조 방법(S1).
  6. 제5항에 있어서, 상기 금속분말 제조 방법(S1)은
    상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40) 이전에 진행되며, 외부 컨트롤러가 상기 분기밸브를, 상기 배기라인(L5)은 개방시키되, 상기 재생라인(L4) 및 상기 분말이송라인(L3)은 폐쇄시키는 제어값인 제2 설정값(TH1)으로 제어하는 단계20(S20);
    상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40) 이후에 진행되며, 상기 단계30(S30)에 의해 주입된 퍼징가스가 상기 용해챔버 및 상기 분사챔버로 이송되면, 상기 분말이송라인을 통해 상기 분사챔버의 퍼징가스를 이송시키는 단계50(S50);
    상기 가스냉각기, 상기 가스집진기 및 상기 백필터장치를 이용하여 상기 단계200(S200)에 의해 분리된 가스를 냉각, 집진 및 필터링 하는 단계60(S60);
    상기 단계20(S20)에 의해 상기 배기라인(L5)으로 분기된 가스가 외부로 배출되는 단계80(S80);
    상기 배기라인(L5)에 설치된 산소분석기를 이용하여, 상기 단계80(S80)에 의해 상기 배기라인(L5)을 통해 배출되는 가스의 산소농도(C)를 측정하는 단계90(S90);
    외부 컨트롤러가 상기 단계90(S90)에 의해 측정된 산소농도(C)가 100ppm 이하인지를 비교하며, 만약 산소농도(C)가 100ppm을 초과하면, 분사가스 조합비율의 변경이 필요하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40)을 진행하는 단계100(S100);
    상기 단계100(S100)에서 산소농도(C)가 100ppm 이하일 때 진행되며, 외부 컨트롤러가 상기 분기밸브를, 상기 배기라인(L5)은 폐쇄시키되, 상기 재생라인(L4) 및 상기 분말이송라인(L3)의 유량 비율이 95% 및 5%를 갖도록 하는 제2 설정값(TH2)으로 제어하는 단계110(S110);
    상기 컴프레셔 및 상기 리시버탱크를 이용하여 상기 단계70(S70)을 통과한 가스를 압축 및 포집하는 단계120(S120);
    외부 컨트롤러가 상기 단계120(S120)에 의해 포집된 가스 포집량을 기 설정된 임계치와 비교하며, 만약 가스 포집량이 임계치 미만이면, 아직 퍼징공정이 더 필요하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계30(S30) 및 상기 단계40(S40)으로 돌아가 이후 과정을 반복하고, 만약 가스 포집량이 임계치 이상이면, 퍼징공정을 종료하고 분사공정을 개시하여도 무방하다고 판단하여 다음 단계로 상기 단계140(S140)을 진행하는 단계130(S130)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조 방법(S1).
KR1020210066716A 2021-05-25 2021-05-25 가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법 KR102435237B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210066716A KR102435237B1 (ko) 2021-05-25 2021-05-25 가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210066716A KR102435237B1 (ko) 2021-05-25 2021-05-25 가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102435237B1 true KR102435237B1 (ko) 2022-08-23

Family

ID=83093017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210066716A KR102435237B1 (ko) 2021-05-25 2021-05-25 가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102435237B1 (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05117724A (ja) * 1992-04-16 1993-05-14 Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd 金属粉末製造方法
KR20020044063A (ko) * 2000-12-04 2002-06-14 조안 엠. 젤사 ; 로버트 지. 호헨스타인 ; 도로시 엠. 보어 재순환 분무화 기체를 사용하여 분사 분말을 생산하는방법 및 장치
KR20050034310A (ko) * 2003-10-09 2005-04-14 하나닉스 주식회사 발화성 금속분말의 제조를 위한 장치 및 방법
KR20130060381A (ko) * 2011-11-30 2013-06-10 하나에이엠티 주식회사 열전금속분말 및 그 제조방법
KR101728241B1 (ko) * 2015-11-30 2017-05-02 주식회사 은하에어테크 재생공정 중 냉각과정에 사용된 건조공기를 회수하는 압축공기 건조방법 및 장치
KR20190061316A (ko) * 2017-11-27 2019-06-05 하나에이엠티 주식회사 가스 분무 금속 분말용 연속 회수 시스템
KR102090675B1 (ko) * 2019-07-25 2020-03-18 (주)대건테크 잔여분말제거장치를 이용한 3d프린터 잔여분말 제거 방법
KR102232302B1 (ko) * 2020-04-20 2021-03-25 이진효 가스아토마이징 장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05117724A (ja) * 1992-04-16 1993-05-14 Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd 金属粉末製造方法
KR20020044063A (ko) * 2000-12-04 2002-06-14 조안 엠. 젤사 ; 로버트 지. 호헨스타인 ; 도로시 엠. 보어 재순환 분무화 기체를 사용하여 분사 분말을 생산하는방법 및 장치
KR20050034310A (ko) * 2003-10-09 2005-04-14 하나닉스 주식회사 발화성 금속분말의 제조를 위한 장치 및 방법
KR20130060381A (ko) * 2011-11-30 2013-06-10 하나에이엠티 주식회사 열전금속분말 및 그 제조방법
KR101728241B1 (ko) * 2015-11-30 2017-05-02 주식회사 은하에어테크 재생공정 중 냉각과정에 사용된 건조공기를 회수하는 압축공기 건조방법 및 장치
KR20190061316A (ko) * 2017-11-27 2019-06-05 하나에이엠티 주식회사 가스 분무 금속 분말용 연속 회수 시스템
KR102090675B1 (ko) * 2019-07-25 2020-03-18 (주)대건테크 잔여분말제거장치를 이용한 3d프린터 잔여분말 제거 방법
KR102232302B1 (ko) * 2020-04-20 2021-03-25 이진효 가스아토마이징 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0427379B1 (en) Method for producing titanium particles
EP2540420B1 (en) Production of atomized powder for glassy aluminum-based alloys
EP1211003A2 (en) Process and apparatus for producing atomized powder using recirculating atomizing gas
CN110480024A (zh) 一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法
CN107282934B (zh) 一种高频感应等离子体难熔粉末球化处理装置
CN108480651A (zh) 一种Ti-48Al-2Cr-2Nb合金粉末的制备方法及应用
KR102410113B1 (ko) 고품위 적층제조용 금속분말 제조 장치 및 방법
CN110153438A (zh) 一种自由下落式喷嘴的铜铬合金雾化制粉工艺
CN104985186B (zh) 一种用于制备金属粉末的气体雾化喷嘴
EP0420393A1 (en) System and method for atomizing a titanium-based material
US11794248B2 (en) Multi-stage gas atomization preparation method of titanium alloy spherical powder for 3D printing technology
CN110976892A (zh) 一种用于增材制造金属粉末的自动化生产系统及方法
KR20190061316A (ko) 가스 분무 금속 분말용 연속 회수 시스템
CN109128205A (zh) 一种3d打印金属粉体材料制造设备及方法
KR102435237B1 (ko) 가스 분무 및 리사이클을 활용하여 수율 증대 및 생산비 절감의 효과를 높인 금속분말 제조 시스템 및 방법
US5263689A (en) Apparatus for making alloy power
US5120352A (en) Method and apparatus for making alloy powder
CN108405872A (zh) 一种Fe-36Ni铁基合金粉末的制备方法及应用
US20230256507A1 (en) Alloy powder, method for manufacturing same, and method for recovering valuable metal
CN113333765B (zh) 喷射成形、过喷粉末收集方法及装置
CN208960995U (zh) 一种3d打印金属粉体材料制造设备
US8632326B2 (en) Manufacturing device of spherical magnesium fine powder
CN210305762U (zh) 一种金属粉末制备装置
JPS59118805A (ja) 不活性ガス連続金属噴霧装置
CN210231530U (zh) 一种双炉体切换的气雾化制粉设备

Legal Events

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