KR20210131787A - Atomizing assembly and metal powder manufacturing device comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일 측면은 금속용융액을 분열시켜 분무하는 분무조립체 및 이를 포함하는 금속 분말 제조장치에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a spray assembly for splitting and spraying a molten metal, and a metal powder manufacturing apparatus including the same.
각종 산업용으로 사용되는 순금속(Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Al,Ti), 합금(철(Fe)계-비철(Al,Cu,Ni,Co,Ti)계, 비교적 저융점 세라믹 분말(CuO,SnO,PbO,B2O3) 및 그들 복합체의 원료를 고온 용해하여 고상분말로 제조하기 위해서는, 보통 전통적으로 알려진 분무법(atomization process)과 원심분리법(centrifugal process)이 사용된다.Pure metals (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Ti), alloys (ferrous (Fe) - non-ferrous (Al, Cu, Ni, Co, Ti)), relatively low-melting ceramic powders ( CuO, SnO, PbO, B 2 O 3 ) and the raw materials of their complexes are melted at a high temperature to produce a solid powder, usually conventionally known atomization process and centrifugal process are used.
전자의 분무법은, 각종 순금속 및 합금분말을 제조할 목적으로 진공 혹은 불활성 분위기에서 원료금속 잉곳(ingot)을 도가니에 장입하여 고주파 유도로나 아크로로 완전하게 용융하여 미세관을 통과하는 액상의 금속을 냉각매체(N2,Ar,He,공기,물 또는 그 혼합물)로 고압 분무시켜 미세한 분말형태로 제조하는 방법으로서, 이러한 방법으로 얻어지는 분말에 산화가 문제될 경우에는 주로 불활성 가스(N2,Ar,He)를 사용하지만, 산화문제가 없을 때는 공기, 고압수(H2O) 또는 물과 가스(공기,N2 )를 사용하여 제조하며, 용탕온도, 가스압력, 환상노즐의 사이즈의 공정변수에 따라 합금분말의 사이즈, 형상 및 입도분포가 다른 분말이 얻어진다.In the former spraying method, for the purpose of manufacturing various pure metals and alloy powders, a raw metal ingot is charged into a crucible in a vacuum or inert atmosphere, melted completely in a high-frequency induction furnace or arc furnace, and the liquid metal passing through the microtubule is cooled. As a method of producing a fine powder form by high-pressure spraying with a medium (N 2 , Ar, He, air, water or a mixture thereof), when oxidation is a problem in the powder obtained by this method, it is mainly an inert gas (N 2 , Ar, He) is used, but when there is no oxidation problem, it is manufactured using air, high-pressure water (H 2 O) or water and gas (air, N 2 ). Depending on the size, shape and particle size distribution of the alloy powder, different powders are obtained.
이러한 분무법은 냉각매체의 종류에 따라 가스분무법과 수분사법으로 구분되며, 우선 가스분무법은 냉각매체로 불화성 가스(N2,Ar,He)나 공기(air)를 사용하므로 냉각효과가 낮기 때문에 합금분말의 경우 미세편석이 발생하여 균질한 합금분말을 얻을 수 없으며, 사용하는 가스의 가격이 비교적 고가이기 때문에 생산코스트 상승이 문제된다.These spraying methods are divided into gas spraying and water spraying depending on the type of cooling medium. First, the gas spraying method uses incombustible gas (N 2 , Ar, He) or air as a cooling medium, so the cooling effect is low. In the case of powder, it is difficult to obtain a homogeneous alloy powder due to micro segregation, and the increase in production cost is a problem because the gas used is relatively expensive.
한편, 수분사법은 비교적 저렴한 물(H2O)을 사용하므로 분말제품의 생산 코스트를 절감할 수 있으며, 냉각효과가 크기 때문에 미세편석을 줄일 수 있지만, 특히 제조된 분말의 표면산화 및 고압 수 발생장치의 설비비가 고가인 문제가 있고, 금속분말의 평균 입경을 낮추기 위해서는 수압을 높이거나 물의 분사 노즐 각도를 높이는 방법이 적용되었으나, 이러한 방법에 의해서는 분말의 평균 입경을 5㎛이하로 형성하는 것이 매우 어렵고, 일부 제조되는 분말 표면에 초 미립의 위성 분말이 많이 부착되어 제조되는 문제점이 발생하였다.On the other hand, since the water injection method uses relatively inexpensive water (H 2 O), it is possible to reduce the production cost of powder products, and since the cooling effect is large, fine segregation can be reduced. There is a problem that the equipment cost is high, and in order to lower the average particle diameter of the metal powder, a method of increasing the water pressure or increasing the water spray nozzle angle was applied. It is very difficult, and there is a problem in that a lot of ultra-fine satellite powder is attached to the surface of the powder to be manufactured.
최근에는 금속 3D 프린팅 기술의 적용분야가 확장되고 그 파급효과가 커짐에 따라 해당 기술에 대한 관심이 커지고 있지만, 금속 3D 프린팅 기술에 대한 연구는 초보적 수준에 불과하고 플라스틱 3D 프린팅 장비 대비 상용화가 어려워 3D 프린팅용 분말 소재의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Recently, interest in the technology is growing as the field of application of metal 3D printing technology has been expanded and its ripple effect is growing. The development of powder materials for printing is actively progressing.
3D 프린팅 공정에 사용되는 금속분말은 거의 대부분이 가스아토마이징(Gas atomizing) 방법으로 제조된 구형 분말이 사용된다. 이는 구형이 유동성이 뛰어나 균일한 분말층의 도포나 토출에 유리하여 조형체의 밀도나 기계적 물성의 향상시킬 수 있기 때문이다. Most of the metal powder used in the 3D printing process is a spherical powder manufactured by a gas atomizing method. This is because the spherical shape has excellent fluidity and is advantageous for uniform application or discharge of the powder layer, and thus the density and mechanical properties of the molded body can be improved.
현재 공급되는 금속분말 소재는 제조수율이 매우 낮아 비싼 가격에 공급되고 있으며, 이는 일반적으로 PBF(Power Bed Fusion)방식의 3D 프린팅에 사용되는 금속분말의 경우, 10 ~ 45 μm 크기의 구형분말이 사용되는데에 비해, 일반적인 가스아토마이징 방법을 이용하는 경우 분말의 입도가 약 80μm 크기인 10 ~ 200μm 의 넓은 입도분포를 갖는 분말이 제조되어, 이 중 10 ~ 45μm 크기의 분말은 약 10 ~ 15% 정도에 불과하기 때문이다.The metal powder material currently supplied has a very low manufacturing yield and is supplied at a high price. In general, in the case of the metal powder used for 3D printing of the PBF (Power Bed Fusion) method, a spherical powder with a size of 10 to 45 μm is used. On the other hand, in the case of using the general gas atomizing method, a powder having a wide particle size distribution of 10 to 200 μm with a particle size of about 80 μm is manufactured, and among them, a powder having a size of 10 to 45 μm is about 10 to 15%. because it is only
이와 같은 이유로 금속분말의 제조장치는 최근까지 꾸준히 연구되고 있으며, 제품의 목적, 용도 등에 따라 우수한 구형성능을 갖고 입경이 미세한 금속분말의 제조 방식에 대한 시장의 요구가 지속되고 있다.For this reason, a metal powder manufacturing apparatus has been continuously studied until recently, and the market demand for a method for manufacturing a metal powder having an excellent spherical performance and a fine particle size according to the purpose and use of the product continues.
본 발명의 일측면은, 용융금속에 유체분사노즐의 유체분사 압력을 효율적으로 전달하여 미세한 입경을 가지는 금속분말을 분무해 제조하면서, 금속분말의 구형성 및 냉각속도를 향상시킬 수 있는 금속분말 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.One aspect of the present invention is to efficiently transmit the fluid injection pressure of the fluid injection nozzle to the molten metal to produce a metal powder having a fine particle size by spraying it, while improving the sphericity and cooling rate of the metal powder. The purpose is to provide a device.
본 발명의 일 측면은,One aspect of the present invention is
중공관체로서 본체와 상기 본체 내부에 형성된 중공관을 구비하여, 상기 중공관을 흐르는 용융금속액을 외부로 분사하는 분사관; 및a hollow tube having a main body and a hollow tube formed inside the main body, the injection tube for spraying the molten metal liquid flowing through the hollow tube to the outside; and
상기 분사관이 장착되는 유체분사노즐로서, 노즐본체와 상기 분사관이 관통하여 장착될 수 있는 관통홀과 상기 분사관에서 분사되는 용융금속액 분사줄기에 유체를 분사하는 유체분사부를 포함하는 노즐을 포함하며,As a fluid injection nozzle to which the injection tube is mounted, the nozzle body and the nozzle including a through hole through which the injection tube can be mounted and a fluid injection part for injecting a fluid into the molten metal liquid injection stem injected from the injection tube. includes,
상기 분사관은 상기 관통홀을 관통하여 상기 관통홀 외부로 돌출된 돌출단부를 갖는 분무조립체이다.The injection pipe is a spray assembly having a protruding end protruding outside the through hole through the through hole.
여기에서, 상기 유체분사부는 상기 노즐본체에 구비되는 유체공급관과, 상기 유체공급관에서 공급되는 상기 유체를 외부로 분사하는 유체분사구를 포함하는 것이 좋다.Here, the fluid injection unit may include a fluid supply pipe provided in the nozzle body, and a fluid injection port for ejecting the fluid supplied from the fluid supply pipe to the outside.
이 때, 상기 유체분사구는 상기 용융금속액 분사줄기가 분열되는 분열지점 까지 최단경로로 상기 유체를 분사하는 것이 좋다.At this time, it is preferable that the fluid injection port injects the fluid by the shortest path up to the splitting point where the molten metal liquid injection stem is split.
또, 상기 돌출단부는 상기 유체분사구에서 분사되는 상기 유체에 상기 최단경로를 제공하기 위하여 경사면을 갖는 것이 좋으며,In addition, the protruding end preferably has an inclined surface in order to provide the shortest path to the fluid injected from the fluid injection port,
상기 분열지점과 상기 돌출단부 사이의 거리는 2mm 내지 10mm인 것이 좋고,The distance between the splitting point and the protruding end is preferably 2mm to 10mm,
상기 분열지점과 상기 유체분사구 사이의 거리는 5mm 내지 45mm인 것이 좋다.The distance between the splitting point and the fluid nozzle is preferably 5 mm to 45 mm.
이 때, 상기 유체분사구는 상기 용융금속액 분사줄기에 상기 유체를 10° 내지 80° 각도로 분사하는 것이 바람직하며,At this time, it is preferable that the fluid injection port injects the fluid to the molten metal liquid injection stem at an angle of 10° to 80°,
상기 관통홀의 상부에 구비되고, 상기 분사관이 상기 관통홀을 관통시 상기 분사관의 본체 외부에 장착되어 상기 돌출단부의 길이를 조절하는 분사관지지체를 더 포함할 수 있고,It may further include an injection pipe support provided on the upper portion of the through hole, the injection pipe is mounted on the outside of the main body of the injection pipe when the through hole passes through the injection pipe to adjust the length of the protruding end,
상기 유체분사구는 상기 분사관을 둘러싸는 환형의 노즐인 것이 바람직하며,Preferably, the fluid injection port is an annular nozzle surrounding the injection pipe,
상기 돌출단부는 상기 유체분사구에서 분사되는 상기 유체에 상기 최단경로를 제공하기 위하여 가이드구조를 갖는 것이 바람직하다.Preferably, the protruding end has a guide structure to provide the shortest path to the fluid injected from the fluid injection port.
본 발명의 다른 측면은 전술한 분무조립체를 포함하며,Another aspect of the present invention includes the spray assembly described above,
분열된 용융금속액적을 냉각시키는 챔버; 및a chamber for cooling the fragmented molten metal droplets; and
상기 챔버의 내벽에 구비되어 상기 분열된 용융금속액적을 냉각시키는 냉각수 분사노즐을 포함하고,and a coolant spray nozzle provided on the inner wall of the chamber to cool the split molten metal droplet,
상기 냉각수 분사노즐은 부채꼴 형태로 냉각수를 분사하는 냉각수 분사노즐을 포함하는 금속분말 제조장치이다.The cooling water jet nozzle is a metal powder manufacturing apparatus including a cooling water jet nozzle for jetting cooling water in a sectoral shape.
본 발명의 일측면에 따른 분무조립체는 용융금속액 분사줄기에 상기 유체를 최단경로로 분사하여 분사된 유체의 압력이 효과적으로 용탕줄기에 전달되므로 용융금속의 분열 효율이 우수하여 용융금속의 액적이 미세하게 분열되어 분무될 수 있다.The spray assembly according to one aspect of the present invention injects the fluid to the molten metal liquid spray stem in the shortest path, so that the pressure of the injected fluid is effectively transferred to the molten metal stem, the molten metal is excellent in splitting efficiency and the molten metal droplets are fine. It can be split and sprayed.
또한, 비산된 용융금속 액적을 냉각하는 챔버에 구비되는 냉각수 분사노즐이 용융금속 액적의 직경에 따라 달라지는 낙하 경로에 맞추어 적합한 비행거리를 가지도록 냉각수를 분사하여 분무된 금속분말의 구형성능을 높일 수 있고, 제트노즐은 평평한 부채꼴의 형태로 냉각수를 분사하여 원뿔형태의 냉각수 분사에 비해 분사면적이 넓고 냉각수가 집중분사되어 냉각효율이 향상될 수 있다.In addition, the spherical performance of the sprayed metal powder can be increased by spraying the coolant so that the coolant spray nozzle provided in the chamber for cooling the scattered molten metal droplets has a suitable flight distance according to the falling path that varies depending on the diameter of the molten metal droplet. In addition, the jet nozzle injects cooling water in a flat fan-shaped form, so that the cooling efficiency can be improved because the injection area is wider and the cooling water is intensively injected compared to the cone-shaped cooling water injection.
도 1은 본 발명의 일 측면인 분무조립체의 구조를 나타낸 단면도이고,
도 2는 분무조립체의 다른 실시예의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 측면인 금속분말 제조장치의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이며,
도 4는 도 3의 금속분말 제조장치를 개략적으로 나타낸 투시도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a spray assembly, which is an aspect of the present invention,
2 is a cross-sectional view showing the structure of another embodiment of the spray assembly.
3 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of an apparatus for manufacturing metal powder, which is another aspect of the present invention;
Figure 4 is a perspective view schematically showing the metal powder manufacturing apparatus of Figure 3;
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Prior to describing the present invention in detail below, it is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments and is not intended to limit the scope of the present invention, which is limited only by the appended claims. shall. All technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art, unless otherwise stated.
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.Throughout this specification and claims, unless stated otherwise, the term comprise, comprises, comprising is meant to include the stated object, step or group of objects, and steps, and any other object. It is not used in the sense of excluding steps or groups of objects or groups of steps.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.On the other hand, various embodiments of the present invention may be combined with any other embodiments unless clearly indicated to the contrary. Any feature indicated as particularly preferred or advantageous may be combined with any other feature and features indicated as preferred or advantageous. Hereinafter, embodiments of the present invention and effects thereof will be described with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 제트노즐이란 증기나 액체, 기체 등이 고속으로 분출되도록 분사하는 분출구를 말한다. 제트노즐이라는 표현이 사용되는 경우 관의 단면적을 좁게하여 유체의 속도를 높이는 방식의 노즐과 압력을 가하여 유체를 분사하는 방식 등 고속으로 유체를 분사할 수 있는 분출구 등을 포함하여 넓게 해석된다.In the present specification, the jet nozzle refers to a jet port for jetting steam, liquid, gas, etc. at high speed. When the expression jet nozzle is used, it is broadly interpreted, including nozzles that increase the speed of the fluid by narrowing the cross-sectional area of the pipe, and jets that can spray fluid at high speed, such as a method that sprays fluid by applying pressure.
아토마이징(Atomizing)이란, 액체를 작은 분말형태로 분열시켜 분무화하는 것을 의미하며, 이하에서는 일 예시로 용융금속액 줄기에 고압의 유체를 분사하여 미세한 액적 형태로 만드는 것을 의미한다.Atomizing refers to atomizing a liquid by breaking it into small powders, and hereinafter, as an example, by spraying a high-pressure fluid into a molten metal liquid stem to form fine droplets.
최단경로란, 어느 한 지점 또는 영역으로부터 다른 지점 또는 영역까지 평면 혹은 공간 상에서 연결될 수 있는 가장 짧은 거리를 의미하지만, 반드시 가장 짧은 하나의 경로를 의미하는 것으로 한정되지 않으며, 일반적인 다른 경로에 비해 짧고, 직선에 가까운 형태를 가지는 경로들을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.The shortest path means the shortest distance that can be connected on a plane or space from one point or region to another point or region, but is not limited to the one shortest path, and is shorter than other general paths; It may be used to mean including paths having a shape close to a straight line.
본 발명의 일 측면은 용융금속액에 유체를 분사하여 분열시키는 분무조립체(Atomizing assembly)이다. 분무조립체는 분사관, 유체분사노즐을 포함하여 이루어진다.One aspect of the present invention is an atomizing assembly for splitting a fluid by spraying a molten metal solution. The spray assembly includes a spray tube and a fluid spray nozzle.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 분무조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 분사관은 용융된 금속을 흘려보내는 토출구를 의미한다. 분사관은 중공관체 형태의 본체를 포함하며, 본체의 내부에는 중공관이 형성되어 공급되는 용융금속액이 중공관을 통해 분사관의 단부를 거쳐 외부로 분사된다. 본체의 외경은 변화될 수 있으나 일정하게 구성되는 것이 바람직하고, 내부의 중공은 내경이 일정하거나 오리피스를 포함하여 내경이 변화하는 구조일 수 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing a spray assembly according to an embodiment of the present invention. The injection pipe means a discharge port through which the molten metal flows. The injection tube includes a body in the form of a hollow tube body, and a hollow tube is formed inside the body, and the supplied molten metal liquid is injected through the hollow tube to the outside through the end of the injection tube. The outer diameter of the body may be changed, but is preferably configured to be constant, and the hollow inside may have a constant inner diameter or a structure in which the inner diameter changes including an orifice.
분사관의 일측 단부는 용융금속을 공급하는 용기 또는 용해로의 하부에 연결될 수 있으며, 타측 단부는 외부로 돌출되는 돌출단부를 포함하고, 토출구를 통해 중공을 흘러내린 용융금속액을 분사할 수 있다.One end of the injection pipe may be connected to the lower part of a vessel or melting furnace for supplying molten metal, and the other end includes a protruding end protruding to the outside, and may spray the molten metal liquid flowing down the hollow through the outlet.
분사관의 내경은 1mm 내지 7mm 범위로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 2mm 내지 5mm 인 것이 좋으며, 분사관의 외경은 9mmm 내지 30mm인 것이 좋고, 바람직하게는 10mmm 내지 20mm인 것이 좋다. The inner diameter of the injection pipe may be in the range of 1mm to 7mm, preferably 2mm to 5mm, and the outer diameter of the injection pipe is preferably 9mm to 30mm, preferably 10mm to 20mm.
분사관의 직경이 해당 범위보다 작은 경우 유체의 분사에 의한 미세한 입경의 금속분말을 형성에 유리하지만 흘러내리는 용융금속의 유량이 적어 금속분말의 생산량이 적어지고, 용융금속의 냉각에 의한 분사관의 막힘이나 좁아짐의 문제가 발생할 가능성이 높은 문제점이 있다.When the diameter of the injection pipe is smaller than the corresponding range, it is advantageous to form a metal powder with a fine particle diameter by spraying the fluid, but the flow rate of the flowing molten metal is small, so the production of metal powder decreases, and the injection pipe by cooling the molten metal There is a problem with a high possibility of clogging or narrowing.
분사관의 내경은 사용되는 용융금속의 조성, 온도, 점도 및 제조 목표 분말의 입경 등에 따라 다르게 적용될 수 있지만, 해당 범위보다 큰 경우 흘러내리는 유량이 증가하여 유체분사노즐에 의한 분무화, 즉, 아토마이징의 효율이 떨어지고, 분말의 냉각 효율이 감소하여 제조되는 금속분말의 품질이 저하된다.The inner diameter of the injection pipe can be applied differently depending on the composition, temperature, viscosity, and particle size of the target powder to be used, etc. of the molten metal used, but if it is larger than the corresponding range, the flow rate flowing down increases and atomization by the fluid injection nozzle, that is, The efficiency of mizing is lowered, and the cooling efficiency of the powder is reduced, so that the quality of the manufactured metal powder is deteriorated.
분사관의 형상은 제한되지 않으나 중력에 의해 용융금속액이 낙하하는 연직방향으로 형성되는 중공체 형상인 것이 바람직하다. 분사관의 형상에 따라 분사관의 토출구에서 흘려보내는 용융금속 용탕이 유체분사노즐에서 분사되는 유체에 의해 분열되는 효율이 달라질 수 있다. The shape of the injection pipe is not limited, but it is preferably a hollow body shape formed in the vertical direction in which the molten metal liquid falls by gravity. Depending on the shape of the injection tube, the efficiency of splitting the molten metal flowing from the discharge port of the injection tube by the fluid injected from the fluid injection nozzle may vary.
분사관의 형태, 직경 및 길이에 따라 흘러내리는 용융금속의 속도와 유량이 달라질 수 있고, 용융금속의 온도와 조성에 따른 점도, 압력에 따라 용융금속의 유속이 조절될 수 있다. 제조되는 금속분말의 입경 및 냉각속도는 위와 같은 요소에 의해 달라질 수 있다. The speed and flow rate of the flowing molten metal may vary according to the shape, diameter and length of the injection pipe, and the flow rate of the molten metal may be adjusted according to the viscosity and pressure according to the temperature and composition of the molten metal. The particle size and cooling rate of the manufactured metal powder may vary depending on the above factors.
유체분사노즐은 노즐본체의 중앙에 노즐본체를 관통하며 형성되는 관통홀이 존재하고, 관통홀의 주변에 형성되며 외부로 유체를 분사하는 유체분사구가 형성되며, 관통홀의 상부에 분사관지지체를 포함할 수 있다.The fluid injection nozzle has a through hole formed through the nozzle body in the center of the nozzle body, a fluid injection hole is formed around the through hole and injects a fluid to the outside, and an injection tube support is included in the upper part of the through hole can
유체분사노즐은 분사관 또는 분사관과 결합된 용융금속 공급용기의 하부에서 결합되어 용융금속액 분사줄기에 대해 유체를 분사하여 분열시킨다. 관통홀은 분사관이 관통할 수 있도록 분사관의 외경보다 큰 내경을 가지고, 길이는 분사관의 길이보다 작게 이루어져 분사관의 돌출단부가 형성되는 것이 바람직하다.The fluid injection nozzle is coupled at the bottom of the molten metal supply container coupled to the injection pipe or the injection pipe to spray the fluid against the molten metal liquid injection stem to split it. It is preferable that the through hole has an inner diameter greater than the outer diameter of the injection pipe so that the injection tube can pass therethrough, and the length is made smaller than the length of the injection tube to form the protruding end of the injection tube.
분사관의 길이보다 노즐본체의 길이가 길어 분사관의 단부가 돌출되지 않는 경우에는 분사관의 토출구에서 분사되는 용융금속액이 주변으로 분출되거나 튀어나가는 현상에 의해 유체분사구 주변에 용융금속액이 접촉되어 분사구를 막거나 분사구의 방향 및 직경을 변화시킬 수 있는 문제점이 있다.If the length of the nozzle body is longer than the length of the injection pipe and the end of the injection pipe does not protrude, the molten metal liquid is ejected or jumps out from the discharge port of the injection pipe, and the molten metal liquid comes into contact with the vicinity of the fluid injection port. There is a problem that can block the injection hole or change the direction and diameter of the injection hole.
노즐 본체에는 유체공급관이 구성된다. 유체공급관은 외부로부터 유체를 공급받아 보관 또는 이송하는 내부공간으로, 유체분사구를 통하여 외부로 유체를 분사한다. 유체공급관의 형태는 제한되지 않으나, 분사구의 형태 또는 배열과 유사한 형상으로 이루어지는 것이 좋고, 예를 들어 분사구가 환형의 슬릿 형태인 경우에 유체공급관 또한 환형으로 이루어진다.A fluid supply pipe is configured in the nozzle body. The fluid supply pipe is an internal space for receiving or transporting a fluid supplied from the outside, and injects the fluid to the outside through the fluid injection port. The shape of the fluid supply pipe is not limited, but it is preferable to have a shape similar to the shape or arrangement of the injection hole. For example, when the injection hole has an annular slit shape, the fluid supply pipe also has an annular shape.
유체분사구는 유체공급관으로부터 유체를 공급받아 유체를 분사하는 장치로 그 형태는 제한되지 않는다. 유체분사구는 슬릿 또는 홀 형태일 수 있으며, 관통홀을 따라 관통홀의 주변 둘레에 형성된다. 유체분사구와 관통홀의 둘레인 외주면과의 거리는 5mm 내지 40mm일 수 있고, 바람직하게는 7mm 내지 20mm인 것이 좋다.The fluid injection port is a device that receives a fluid supplied from a fluid supply pipe and injects the fluid, and the shape thereof is not limited. The fluid nozzle may be in the form of a slit or a hole, and is formed along the through hole and around the periphery of the through hole. The distance between the fluid injection port and the outer circumferential surface of the through hole may be 5 mm to 40 mm, preferably 7 mm to 20 mm.
유체분사노즐(12)이분사되는 유체는 제한되지 않으나 기체를 사용하는 것이 좋고, 사용되는 기체는 금속과의 반응성이 없는 기체인 것이 좋으며, 바람직하게는 질소와 같이 반응성이 낮은 가스 또는 아르곤 등의 불활성 기체인 것이 좋다. The fluid to which the
유체분사구의 방향은 분사관에서 용융금속이 흘러내리는 직선 또는 용융금속 분사줄기를 중심축이라 할 때, 중심축을 향하도록 유체분사노즐의 하부로 배치된다. 유체분사노즐(12)의 유체분사구 방향이 분사줄기와 이루는 각도는 제한되지 않으나, 분사줄기와 예각을 이루면서 중력방향을 향해 기체가 분사되도록 배치된다. 유체분사구가 분사줄기와 이루는 각도는 10°내지 80°이고, 바람직하게는 20°내지 60°일 수 있다.When the direction of the fluid injection port is a straight line or molten metal injection stem from which the molten metal flows from the injection pipe, the central axis is disposed below the fluid injection nozzle so as to face the central axis. The angle formed by the direction of the fluid injection port of the
유체분사구에서 분사되는 유체는 용융금속을 향하여 분사되어 압력을 전달하고, 압력에 의해 분사줄기가 분열되어 미세한 직경을 갖는 액적형태로 아토마이징된다. 유체분사구의 분사각도가 클수록 충돌이 크게 일어나 아토마이징 효과가 크고, 각도가 작을수록 상대속도가 감소하므로 아토마이징 효과가 감소한다.The fluid injected from the fluid injection port is injected toward the molten metal to transmit pressure, and the injection stem is split by the pressure to be atomized in the form of droplets having a fine diameter. The larger the injection angle of the fluid jet port, the larger the collision occurs, and the greater the atomizing effect.
유체분사구에서 분사된 유체는 분사구에서 멀리 떨어질수록 압력이 급격하게 감소하므로, 유체가 분사줄기와 접촉하여 분열이 일어나는 분열지점과 유체분사구와의 거리는 짧을수록 분사압력 대비 아토마이징 효율이 향상되는 효과가 있다. 일반적으로 분사각도가 클수록 유체분사구와 분열지점의 거리가 짧게 형성될 수 있으므로 분사각을 크게하거나 유체분사구를 분사관과 가깝게 배치하는 것이 아토마이징 효율을 높일 수 있다.Since the pressure of the fluid injected from the fluid nozzle decreases sharply the farther it is from the injection port, the shorter the distance between the fluid injection port and the splitting point where the fluid comes into contact with the injection stem and the splitting occurs, the better the atomizing efficiency compared to the injection pressure. have. In general, the larger the injection angle, the shorter the distance between the fluid injection hole and the splitting point may be.
분무조립체는 분사관과 유체분사노즐의 관통공의 결합 시 분사관의 위치 및 돌출단부의 길이를 조절할 수 있는 분사관지지체를 더 포함할 수 있다.The spray assembly may further include an injection tube support capable of adjusting the position of the injection tube and the length of the protruding end when the injection tube and the through-hole of the fluid injection nozzle are coupled.
분사관지지체는 내경 및 외경을 갖는 환형의 형태일 수 있으며, 관통공의 상부에 구비되어 관통공의 내경보다 큰 외경을 가지며, 분사관지지체의 내경은 분사관의 외경과 같거나 유사하여 마찰력 및 지지 기능을 발휘할 수 있다. 분사관지지체는 분사관이 관통공의 관통시 흔들림이나 움직임을 방지하며, 분사관지지체의 두께에 따라 돌출단부의 길이가 조절될 수 있다.The injection tube support may have an annular shape having an inner diameter and an outer diameter, and is provided on the upper portion of the through hole and has an outer diameter greater than the inner diameter of the through hole, and the inner diameter of the injection tube support is the same as or similar to the outer diameter of the injection tube, so that friction and support function. The injection pipe support prevents shaking or movement when the injection pipe penetrates the through hole, and the length of the protruding end can be adjusted according to the thickness of the injection tube support.
돌출단부의 길이는 1mm 내지 10mm일 수 있고, 바람직하게는 2mm 내지 7mm인 것이 좋다.The length of the protruding end may be 1 mm to 10 mm, preferably 2 mm to 7 mm.
분사관은 관통공에 결합되어 용융금속을 분사하고, 관통공의 주변에 형성된 유체분사구에서 분사된 유체가 분사줄기의 분열지점에서 충돌하여 아토마이징이 이루어진다.The injection pipe is coupled to the through-hole to inject molten metal, and the fluid injected from the fluid injection hole formed around the through-hole collides at the splitting point of the injection stem to achieve atomization.
분사관 돌출단부의 토출구와 유체분사노즐의 유체분사구에 의해 용탕의 분열이 시작되는 지점인 분열지점 사이의 거리는 2mm 내지 10mm일 수 있고, 바람직하게는 3mm 내지 5mm일 수 있다. The distance between the discharge port of the protruding end of the injection pipe and the splitting point, which is the point at which the molten metal is split by the fluid injection hole of the fluid injection nozzle, may be 2 mm to 10 mm, preferably 3 mm to 5 mm.
분사관의 토출구와 유체분사노즐의 유체분사구에 의해 용탕줄기의 분열이 시작되는 분열지점의 위치는 가까울수록 아토마이징의 효율이 증가되는 장점이 있지만, 위 범위보다 더 가까운 경우에는 분사관의 토출구 부근에서 용탕줄기의 급격한 냉각에 의해 토출구 막힘 현상이 일어날 수 있다. The closer the location of the splitting point where the molten metal stem starts to split by the ejection port of the injection pipe and the fluid injection port of the fluid injection nozzle, the better the atomizing efficiency is. A clogging of the outlet may occur due to the rapid cooling of the molten metal stem.
유체분사노즐에서 분사되는 유체는 유체분사구의 방향을 향하여 분사되는데, 이 때 유체분사구의 방향과 분사관의 위치에 의해 결정되는 분열지점의 위치는 아토마이징 효율에 중요한 영향을 미칠 수 있다.The fluid injected from the fluid injection nozzle is injected in the direction of the fluid injection port, and the location of the splitting point determined by the direction of the fluid injection port and the position of the injection pipe may have an important effect on atomizing efficiency.
분열지점의 위치에 대하여 분사관 토출구와의 거리, 유체분사구와의 거리의 두가지 거리가 아토마이징 효율에 영향을 줄 수 있다. 분사관 토출구와의 거리는 용융금속의 온도에 영향을 줄 수 있고, 유체분사구와의 거리는 분열을 일으키는 유체의 압력에 영향을 주므로 아토마이징 효율과 관련이 있다.With respect to the location of the splitting point, two distances, the distance from the injection pipe discharge port and the distance from the fluid injection port, can affect the atomizing efficiency. The distance from the injection pipe discharge port can affect the temperature of the molten metal, and the distance from the fluid injection port affects the pressure of the fluid causing the splitting, so it is related to the atomizing efficiency.
효과적인 아토마이징을 위하여 유체분사구와 분열지점의 거리는 가까울 수록 좋으며, 이 때 유체의 분사방향이 용융금속액 분사줄기와 이루는 분사각은 큰 것이 유리하다. For effective atomization, the closer the distance between the fluid injection port and the splitting point is, the better, and at this time, it is advantageous that the injection direction of the fluid and the injection stem of the molten metal liquid form a large injection angle.
유체분사구와 분사관의 거리가 가까운 경우 위와 같은 조건이 쉽게 만족될 수 있다. 그러나, 분사관의 형태 및 돌출단부의 형태에 따라 돌출단부의 모서리에 의해 유체분사구로부터 분사된 유체가 최단경로로 분사되지 못하고 돌출단부에 부딪히거나 비효율적인 경로로 분사되는 문제가 있다.When the distance between the fluid injection port and the injection pipe is close, the above condition can be easily satisfied. However, depending on the shape of the injection pipe and the shape of the protruding end, there is a problem in that the fluid injected from the fluid injection port by the edge of the protruding end cannot be injected in the shortest path, but collides with the protruding end or is injected in an inefficient path.
위와같은 조건을 만족시키면서 문제점을 극복하여 아토마이징 효율을 극대화 하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 분사관의 돌출단부에 유체의 분사경로를 유도하여 최단경로로 유체가 분사될 수 있도록하는 가이드구조, 예를들어 경사면, 단부로 갈수록 두께가 얇아지는 형태의 테이퍼(tapered)면, 통과홀 또는 단면이 호 또는 사이클로이드 곡선인 구조 등을 포함한다.In order to maximize atomizing efficiency by overcoming the problems while satisfying the above conditions, an embodiment of the present invention guides the injection path of the fluid to the protruding end of the injection pipe so that the fluid can be injected in the shortest path; For example, it includes an inclined surface, a tapered surface of a form that becomes thinner toward the end, a through hole, or a structure having an arc or a cycloidal curve in cross section.
경사면은 원뿔 혹은 원뿔대의 일부 형상을 포함할 수 있으며, 분사관 중심축에 대하여 대칭으로 형성되는 것이 좋다. 분사관의 중심축을 포함하는 가상의 평면으로 자른 단면에서 분사관 둘레면의 양 경사면의 연장선은 중심축 상에서 만나고 연장선이 중심축과 이루는 각을 테이퍼각이라고 할 때, 테이퍼각은 00° 내지 90°일 수 있고, 바람직하게는 10° 내지 70° 인 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 20 내지 60°인 것이 좋다. 이는 유체분사구의 각도에 따라 결정될 수 있으며, 유체분사구의 각도로부터 -10° 내지 +10°도의 범위 내로 이루어지는 것이 바람직하다.The inclined surface may include a cone or a partial shape of a truncated cone, and is preferably formed symmetrically with respect to the central axis of the injection pipe. In a cross section cut by an imaginary plane including the central axis of the injection pipe, when the extension lines of both inclined surfaces of the injection tube circumferential surface meet on the central axis and the angle between the extension line and the central axis is called the taper angle, the taper angle is 00° to 90° may be, preferably 10° to 70°, and more preferably 20 to 60°. This may be determined according to the angle of the fluid nozzle, and is preferably made within the range of -10° to +10° from the angle of the fluid nozzle.
테이퍼각이 해당 범위보다 큰 경우, 예를들어 가이드구조를 갖지 않는 중공관체 형태로 경사각이 90도 인 경우, 유체분사노즐의 위치 및 분사각도가 제한되어 분사관 토출구와 유체분사노즐에 의해 용탕이 분열되는 지점의 거리가 증가하게 되고, 해당범위보다 작게 형성되는 경우 단부 둘레의 두께가 얇아지게 되어 내구성 및 내열성이 떨어져 오리피스의 수명이 짧고 고장이 쉬운 문제가 있다.If the taper angle is larger than the corresponding range, for example, if the inclination angle is 90 degrees in the form of a hollow tube body without a guide structure, the position and the injection angle of the fluid injection nozzle are limited, so that the molten metal is separated by the injection pipe outlet and the fluid injection nozzle. The distance of the splitting point increases, and when it is formed smaller than the corresponding range, the thickness around the end becomes thinner, and durability and heat resistance are lowered, so that the life of the orifice is short, and there is a problem that it is easy to malfunction.
유체분사구의 분사방향은 돌출단부의 경사면과 인접하게 형성되어 분사되는 유체가 분사방향을 따라 이동하고, 이 때, 돌출단부에 부딪히는 경우 분사된 유체의 흐름이 불균일해지고, 압력이 용탕줄기를 액적으로 분열시키는데 온전히 사용되지 않아 장치의 효율이 떨어지게 된다. The injection direction of the fluid injection port is formed adjacent to the inclined surface of the protruding end, and the injected fluid moves along the injection direction. Since it is not fully used for fragmentation, the efficiency of the device decreases.
반대로, 분사방향이 돌출단부 토출구와 너무 멀어지는 경우, 유체분사구로부터 금속용탕까지의 이동거리가 길어져 분사된 유체의 압력이 금속용탕에 부딪히기 까지 급격히 감소해 미세한 입경의 액적을 형성하기 어려워진다.Conversely, if the injection direction is too far from the discharge port of the protruding end, the moving distance from the fluid injection port to the molten metal increases, and the pressure of the injected fluid rapidly decreases until it collides with the molten metal, making it difficult to form droplets of fine particle size.
도 2는 본 측면의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 가이드구조는 경사면이 아닌 통과홀을 포함할 수 있다. 가이드구조는 분사관의 돌출단부에 유체가 통과할 수 있는 터널 형태의 통과홀을 구비하여 유체가 이동하기위한 최단경로를 유도한다. 통과홀의 구멍 크기는 일정할 수 있고, 진행방향에 따라 넓어지는 구조를 포함할 수 있다.2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present side. The guide structure may include a through hole rather than an inclined surface. The guide structure is provided with a tunnel-shaped passage hole through which the fluid can pass at the protruding end of the injection pipe to induce the shortest path for the fluid to move. The hole size of the through hole may be constant, and may include a structure that expands according to the progress direction.
이 , 줄-톰슨 효과에 의해 분출되는 유체는 통과홀을 통과하면서 좁은 구멍을 통과하게 되고, 이 때, 통과홀의 통과 전후의 유체의 압력이 변하게 되면서 분사되는 유체의 놈도가 더욱 하강하게 된다. 이로 인해 금속용탕에 접촉시 유체의 온도가 더욱 낮아지므로, 용융금속의 냉각속도가 더욱 향상되고, 높은 냉각속도로 인하여 냉각되는 금속의 비정질 비율이 더욱 높아지는 유리한 효과를 갖는다. 이러한 효과는 고압으로 분사되는 유체가 분사되는 유체분사구와 통과홀 사이의 거리가 가깝기 때문에 이루어질 수 있으며, 유체분사구와 통과홀 사이의 거리가 10mm이하, 또는 5~10mm 범위인 경우에 극대화된다.The fluid ejected by this ‹š, Joule-Thomson effect passes through the narrow hole while passing through the passage hole. do. Due to this, since the temperature of the fluid is lowered when it comes into contact with the molten metal, the cooling rate of the molten metal is further improved, and the amorphous ratio of the cooled metal is further increased due to the high cooling rate. This effect can be achieved because the distance between the fluid injection hole and the passage hole through which the fluid injected at high pressure is injected is close, and is maximized when the distance between the fluid injection hole and the passage hole is 10 mm or less, or 5 to 10 mm.
가이드구조가 사이클로이드 곡선을 포함하여 이루어지는 경우, 직선인 경우 유체분사구에서 분사되는 유체의 운동방향과 돌출단부의 면의 방향의 차이로 인해 발생하는 유체의 운동에너지 손실을 최소화할 수 있다. 유체분사부의 분사방향과 가이드구조의 면이 평행하더라도 분사되는 유체는 복잡한 방향성을 갖는데, 이 때 가이드구조 면과의 충돌에 의해 유체의 에너지가 손실될 수 있고, 금속용탕의 아토마이징 및 냉각 효율이 일부 감소된다. 이러한 에너지 손실을 최소화하기 위하여 사이클로이드 구조가 도입될 수 있다. 사이클로이드는 평면상을 구르는 원의 한 점의 자취가 이루는 곡선을 의미한다. 사이클로이드는 중력에 의해 자유낙하하는 물체보다 더 빠른 낙하속도를 제공하는 성질을 가지며, 유체분사부에서 분사되는 유체는 사이클로이드의 곡면을 따라 에너지의 손실을 최소화하며 빠르게 가이드부재를 통과해 금속용탕의 분열지점에 이를 수 있다. 가이드구조의 곡면에서 운동에너지의 손실은 최소화되며, 유체가 곡면을 통과하는 속도가 빠르므로 아토마이징 및 냉각효율이 상승하는 장점이 있다. When the guide structure includes a cycloidal curve, in the case of a straight line, it is possible to minimize the loss of kinetic energy of the fluid caused by the difference between the direction of motion of the fluid injected from the fluid injection port and the direction of the surface of the protruding end. Even if the injection direction of the fluid injection unit and the surface of the guide structure are parallel, the injected fluid has a complicated direction. At this time, energy of the fluid may be lost due to collision with the surface of the guide structure, and the atomizing and cooling efficiency of the molten metal is reduced. some are reduced A cycloidal structure may be introduced to minimize such energy loss. A cycloid is a curve formed by the trace of a point on a circle rolling on a plane. The cycloid has a property of providing a faster falling speed than an object that freely falls due to gravity, and the fluid injected from the fluid spraying unit minimizes energy loss along the curved surface of the cycloid and quickly passes through the guide member to break the molten metal. point can be reached. The loss of kinetic energy on the curved surface of the guide structure is minimized, and the speed of the fluid passing through the curved surface is fast, so atomizing and cooling efficiency are increased.
본 발명의 일 실시예인 분무조립체는 돌출단부에 경사면과 같은 가이드구조를 가지므로 분사된 유체가 돌출단부에 부딪히지 않고 경사면을 따라 자연스럽게 이동하여 가까운 거리에서 용탕줄기에 압력을 전달할 수 있어 분열 효율이 향상된다. Since the spray assembly according to an embodiment of the present invention has a guide structure such as an inclined surface at the protruding end, the sprayed fluid moves naturally along the inclined surface without colliding with the protruding end, and pressure can be transmitted to the molten metal stem at a short distance, thereby improving the splitting efficiency. do.
유체분사노즐의 유체분사구가 중심축과 직각을 이루는 경우 서로 다른 노즐에서 분사되는 분사 가스끼리 충돌하여 용융 액적이 비산되는 방향이 일정하지 않아 금속분말의 품질이 좋지 않고, 특히 분사가스에 의해 용융 액적이 분사관을 향해 비산되어 토출구를 막거나 좁게 할 가능성이 있어 바람직하지 않다. When the fluid injection hole of the fluid injection nozzle is perpendicular to the central axis, the injection gases injected from different nozzles collide with each other and the scattering direction of the molten droplets is not constant, so the quality of the metal powder is not good. It is undesirable because there is a possibility that enemies may scatter toward the injection pipe and block or narrow the discharge port.
유체분사구는 복수개로 구성되어 관통공의 주변에 환형으로 배치될 수 있다. 복수의 유체분사구는 분사줄기가 지나는 지점을 향해 유체를 분사하도록 구성될 수 있다. 이 경우에 흘러내리던 금속용융액은 분사되는 가스에 의해 미세한 용융 액적(droplet)으로 비산되어 원뿔 형상을 이루며 챔버 내부로 떨어진다.The fluid nozzle may be configured in plurality and may be arranged in an annular shape around the through hole. The plurality of fluid nozzles may be configured to spray the fluid toward a point through which the spray stem passes. In this case, the metal molten liquid flowing down is scattered into fine molten droplets by the injected gas to form a cone shape and fall into the chamber.
본 발명의 다른 측면은 용융금속 공급용기, 분무조립체, 챔버, 냉각수분사노즐을 포함하는 금속분말 제조장치이다. Another aspect of the present invention is a metal powder manufacturing apparatus including a molten metal supply container, a spray assembly, a chamber, and a coolant spray nozzle.
용융금속 공급용기(10)는 용융 금속 용탕을 담고 있는 용기를 의미하고, 용융금속 공급용기(10)의 밑면에는 오리피스(11)가 구비될 수 있어 용융금속이 중력에 의해 연직방향으로 흘러내릴 수 있다. 용융금속의 종류와 조성은 제한되지 않으며, 예를 들어 Ti 및 Al과 같은 활성이 높은 금속이 포함될 수 있다. The molten metal supply container 10 means a container containing the molten metal, and an
또한, 자성이 있는 금속이나 합금 및 이를 제조하기 위한 조성의 용융금속, 예를들어, 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)등의 철계 비정질 금속분말을 제조하기 위한 조성의 금속들이 사용될 수 있으며, 용융금속은 냉각되어 연자성의 비정질 분말로 제조될 수 있다.In addition, a magnetic metal or alloy and a molten metal of a composition for manufacturing the same, for example, Fe-Si-B-based amorphous metal, Fe-Si-BP-based amorphous metal, Fe-Si-B-Nb-Cu-based Metals having a composition for producing iron-based amorphous metal powder such as nanocrystalline metal, Fe-Ni-M (metalloid)-T (other transition metal), etc. may be used, and the molten metal may be cooled and manufactured into soft magnetic amorphous powder. have.
분무조립체는 용융금속 공급용기로부터 용융금속액을 일정한 유량으로 제공하며 내부에 중공관을 갖는 중공관체인 분사관과 분사관이 장착되는 유체분사노즐을 포함하며, 전술한 분무조립체가 사용되는 것이 바람직하다.The spray assembly provides a molten metal liquid from a molten metal supply container at a constant flow rate, and includes an injection tube, which is a hollow tube having a hollow tube therein, and a fluid injection nozzle in which the injection tube is mounted, and the spray assembly described above is preferably used. do.
챔버(Chamber)는 내부에서 용융금속입자들의 냉각이 이루어지는 곳으로, 내부에 공간을 가지는 통형체로 구성되는 것이 바람직하다. 챔버(1)는 용융금속 공급 용기의 아래에 위치한다. 챔버(1)의 형태는 제한되지 않으나, 원통형으로 이루어지는 것이 바람직하며, 챔버(1)의 내경은 상부에서 크고 하부로 갈수록 작아질 수 있다. 챔버(1)의 상부에서의 내경 D1과 챔버(1)의 하부에서의 내경 D2의 비율인 D1/D2는 1 내지 3 의 범위일 수 있으며 바람직하게는 1.2 내지 2.5인 것이 좋다.The chamber is a place where the molten metal particles are cooled inside, and is preferably composed of a cylindrical body having a space therein. The
챔버(1)의 중심축은 용융금속 공급 용기의 오리피스(11)와 일치하게 설치될 수 있고, 냉각수분사노즐의 각도 및 배치 형태에 따라 오리피스(11)가 챔버(1)의 중심축과 일치하지 않을 수 있으며, 챔버(1)의 중심축이 연직방향과 평행하지 않고 일정한 각도를 이루도록 비스듬하게 구성될 수 있다.The central axis of the
흘러내리는 용융금속이 비산되는 거리를 확보하여 구형성능을 향상시키기 위하여 챔버(1)의 길이는 챔버(1) 상부의 내경의 1배 내지 5배 범위인 것이 좋으며, 바람직하게는 1.5배 내지 4배 범위인 것이 좋다.The length of the
챔버(1)의 길이 대 직경비가 해당 범위를 벗어나는 경우 냉각수 분사노즐(20)의 설치 높이 간격이 멀어지고 냉각수 분사노즐의 각도를 조절하여 용융금속 액적의 비산거리를 조절할 수 있는 범위가 좁아지거나 용융금속과 냉각수 분사 노즐과의 거리가 멀어져서 용융금속 액적이 구형화되기 전에 냉각될 수 있어 냉각 효율이 떨어질 수 있다.If the length-to-diameter ratio of the
상부와 하부의 직경 및 챔버의 길이 비율이 해당 범위내에 있을 경우 챔버 의 하부에서 냉각수에 의한 냉각이 집중적으로 이루어질 수 있어 용융금속의 냉각효율이 상승한다.If the diameter of the upper and lower parts and the length ratio of the chamber are within the corresponding range, cooling by cooling water can be intensively performed in the lower part of the chamber, thereby increasing the cooling efficiency of the molten metal.
냉각수 분사노즐은 챔버(1)의 내면에 배치되어 액적화 된 용융금속을 냉각시키는 냉각수를 분사하는 분사구이다. 냉각수 분사노즐은 냉각수를 고속으로 분사할 수 있도록 제트노즐(jet nozzle)이 사용될 수 있다. The cooling water injection nozzle is an injection port disposed on the inner surface of the
챔버의 내벽에 구비되는 냉각수 분사노즐 중 가장 상부에 위치하는 냉각수 분사노즐을 제1냉각수 분사노즐(21)이라고하고, 제1냉각수 분사노즐(21)이 위치하는 높이를 제1높이라고 정의 한다. 제1냉각수 분사노즐(21)은 하나의 냉각수 분사노즐일 수 있고, 동일한 제1높이를 가지는 복수개의 냉각수 분사노즐을 포함할 수 있다. The uppermost coolant spray nozzle among the coolant spray nozzles provided on the inner wall of the chamber is referred to as the first
제1높이보다 낮은 높이에 위치하는 냉각수 분사노즐 중 가장 높은 위치를 가지는 냉각수 분사노즐을 제2냉각수 분사노즐(22)이라하고, 제2냉각수 분사노즐(22)이 위치하는 높이를 제2높이라고 정의한다. 제2냉각수 분사노즐(22)은 하나의 냉각수 분사노즐일 수 있고, 동일한 제2높이를 가지는 복수개의 냉각수 분사노즐을 포함할 수 있다.Among the coolant injection nozzles located at a height lower than the first height, the coolant injection nozzle having the highest position is called the second
마찬가지로 제3높이, 제4높이와 제3냉각수 분사노즐(23) 및 제4냉각수 분사노즐(24)이 정의될 수 있다. 제(n-1)높이보다 낮은 높이에 위치하는 냉각수 분사노즐 중 가장 높은 위치를 가지는 냉각수 분사노즐을 제n냉각수 분사노즐이라하고, 제n냉각수 분사노즐이 위치하는 높이를 제n높이라고 정의한다.Similarly, the third height, the fourth height, and the third
경사각은 냉각수 분사노즐의 냉각수 분사방향이 챔버의 내벽과 연직방향으로 이루는 각도를 의미하는 것으로 해석될 수 있으며, 분사방향의 가상의 직선이 챔버의 내벽과 만나는 점에서 챔버의 내벽에 접하는 접평면과 가상의 직선이 이루는 각도로 해석될 수 있다. The inclination angle can be interpreted as meaning an angle formed by the coolant spraying direction of the coolant spraying nozzle in a vertical direction with the inner wall of the chamber. It can be interpreted as an angle formed by a straight line of
제1냉각수 분사노즐(21)의 경사각을 제1경사각, 제2냉각수 분사노즐(22)의 경사각을 제2경사각이라 하고, 마찬가지로 제3냉각수 분사노즐(23)의 경사각을 제3경사각, 제4냉각수 분사노즐(24)의 경사각을 제4경사각이라 하며, 제n냉각수 분사노즐의 경사각을 제n경사각이라 한다. The inclination angle of the first
제1높이에 위치하는 제1냉각수 분사노즐(21)이 복수개인 경우, 복수개의 냉각수 분사노즐은 모두 같은 제1경사각을 갖거나 둘이상의 제1경사각을 가질 수 있다. 냉각수 분사노즐(20)의 배치는 제한되지 않으나 중심축을 기준으로 회전대칭을 이루거나 각각의 냉각수 분사노즐(20) 사이의 거리가 최대가 되도록 배치되는 것이 균일한 금속분말의 냉각을 위해 바람직하다. When there are a plurality of first
예를 들어 2개의 냉각수 분사노즐(20)은 중심축을 기준으로 서로 마주보도록 배치되는 것이 좋고, 3개의 냉각수 분사노즐(20)은 서로 중심축을 기준으로 120도의 각도를 이루며 정삼각형 형태로 배치되는 것이 좋다. 본 발명의 일 실시예는 냉각수 분사노즐(20)이 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되는 구조를 이룬다. For example, it is preferable that the two coolant spray nozzles 20 face each other with respect to the central axis, and the three coolant spray nozzles 20 form an angle of 120 degrees with respect to the central axis and are disposed in the form of an equilateral triangle. . In one embodiment of the present invention, the cooling water injection nozzles 20 are symmetrically disposed with respect to the central axis.
서로 다른 높이를 가지는 냉각수 분사노즐들은 도 2에서와 같이 엇갈리게 배치될 수 있다. 도 2에 나타난 실시예에서는 제1냉각수 분사노즐(21)은 제2냉각수 분사노즐(22)과 서로 엇갈리게 배치되고, 제2냉각수 분사노즐(22)과 제3냉각수 분사노즐(23)이 엇갈리게 배치된다.The coolant injection nozzles having different heights may be alternately disposed as shown in FIG. 2 . In the embodiment shown in FIG. 2 , the first
냉각수 분사노즐(20)은 챔버(1)의 중심축을 향하여 냉각수를 분사하고, 노즐의 분사방향은 경사각을 가진다. 경사각은 냉각수 분사노즐의 높이가 낮아질수록 증가되도록 이루어질 수 있다. 제1경사각은 10°이상이고, 60°이하로 이루어지며, 바람직하게는 10°내지 30°범위인 것이 좋다. 이후 제2경사각은 제1경사각과 동일하거나 더 크며, 제1경사각과의 차이가 0°이상 30°이하일 수 있고, 바람직하게는 5°내지 15°범위인 것이 좋다. The coolant spray nozzle 20 sprays coolant toward the central axis of the
제3경사각은 제2경사각과 동일하거나 더 크며, 제2경사각과의 차이가 0°이상 30°이하일 수 있고, 바람직하게는 5°내지 15°범위인 것이 좋다. The third inclination angle may be the same as or greater than the second inclination angle, and the difference from the second inclination angle may be 0° or more and 30° or less, preferably in the range of 5° to 15°.
제1냉각수 분사노즐(21)이 챔버(1)의 내벽과 이루는 제1경사각을 θ11이라하고, 제n냉각수 분사노즐의 제n경사각을 θ1n 이라고 하면, 2보다 큰 n에 대하여θ11 ≤ θ12 … ≤ θ1n 와 같은 관계가 성립할 수 있고, 바람직하게는 θ11 < θ12 < … < θ1n 의 관계가 성립하는 것이 좋다. 제n경사각은 제n-1경사각과 동일하거나 더 크며, 제n-1경사각과의 차이가 0°이상 30°이하일 수 있고, 바람직하게는 5°내지 15°범위인 것이 좋다. Assuming that the first inclination angle of the first
냉각수 분사노즐(20)이 경사각을 가지며 냉각수를 분사하여 유체분사노즐(12)에 의해 비산되는 금속 액적의 직경에 따라 다른 비행거리가 제공될 수 있다. 비산되는 용융금속 액적은 직경이 클수록 질량이 크므로 운동에너지가 크고 유체의 저항을 적게 받아 중력방향에 가까운 비행경로를 가지고, 직경이 작은 액적은 질량이 적으므로 운동에너지가 상대적으로 작고 분사되는 유체의 저항을 받아 중력방향과 큰 분사각도를 이루며 퍼지는 비행경로를 갖는다.The coolant spray nozzle 20 has an inclination angle, and a different flight distance may be provided according to the diameter of the metal droplet scattered by the
냉각수가 수평방향으로 분사되는 경우 직경이 큰 액적의 비행거리가 짧아지게 되고, 냉각수가 챔버(1)의 내벽에만 형성되는 경우 직경이 큰 액적의 비행거리가 길어지게 되는 차이가 발생한다. 냉각수가 중심축을 향하여 챔버(1)의 내벽과 일정 각도 범위에서 분사되는 경우 직경이 큰 액적과 직경이 작은 액적의 비행거리를 조절할 수 있다.When the coolant is sprayed in the horizontal direction, the flight distance of the large-diameter droplet becomes shorter, and when the coolant is formed only on the inner wall of the
비행거리가 너무 짧은 경우 표면장력에 의한 입자의 구형화가 잘 이루어지지 않아 구형성능이 떨어지고, 비행거리가 너무 큰 경우 냉각속도가 낮아 비정질이 형성되지 않으므로 비정질이 형성되면서도 구형성능이 좋은 비행거리의 조절이 필요하므로 냉각수 분사노즐(20)의 각도 및 설치 위치를 조절하여 효율적인 금속분말의 생산이 이루어질 수 있다.If the flight distance is too short, the spherical performance is poor because the spheroidization of the particles due to the surface tension is not performed well. Since this is necessary, efficient production of metal powder can be achieved by adjusting the angle and installation position of the coolant spray nozzle 20 .
높이가 낮아질수록 경사각이 증가하는 배치는 챔버(1)의 중심축에 가까워질수록 냉각수 분사노즐에서 분사되는 냉각수 단계의 간격을 좁게하는 효과가 있다. 직경의 크기가 큰 금속 액적일 수록 중심축에 가까운 비행경로를 가지므로 복수의 냉각수층을 빠른 속도로 통과하며 높은 냉각속도를 가지게 되어 냉각효율이 높아진다.The arrangement in which the inclination angle increases as the height decreases has the effect of narrowing the interval between the stages of the coolant sprayed from the coolant spray nozzle as it approaches the central axis of the
냉각수 분사노즐(20)의 경사각은 조절될 수 있다. 단일한 조성의 용융금속으로부터 다른 성상을 가진 분말을 제조하기 위한 경우 또는 용융금속의 조성이 변하는 경우에 동일하거나 더 좋은 성상을 가진 분말을 제조하기 위한 경우에 냉각수의 분사 각도를 조절하여 용융 금속 액적의 비산거리 및 냉각속도를 조절할 수 있고, 비정질의 비율이나 구형성능이 더 높은 분말을 형성할 수 있다. 경사각의 조절 범위는 상하로 30도 범위로 이루어질 수 있다.The inclination angle of the coolant spray nozzle 20 may be adjusted. In the case of producing powder with different properties from molten metal of a single composition or in case of changing the composition of molten metal to produce powder with the same or better properties, the molten metal liquid by adjusting the spray angle of the coolant It is possible to control the enemy's scattering distance and cooling rate, and to form a powder with a higher amorphous ratio or spherical performance. The adjustment range of the inclination angle may be made in a range of 30 degrees vertically.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 챔버의 냉각수 분사 각도를 나타낸 투시도이다. 챔버의 내벽에 설치된 냉각수 분사노즐(20)의 냉각수 분사형태가 파선으로 나타난다. 냉각수 분사노즐(20)의 냉각수 분사 형태와 냉각수 분사노즐(20)로부터 분사되는 냉각수의 분사각이 냉각수 분사노즐의 높이에 따라 달라진다.2 is a perspective view showing a coolant injection angle of a chamber according to an embodiment of the present invention. The coolant spray pattern of the coolant spray nozzle 20 installed on the inner wall of the chamber is indicated by a broken line. The cooling water injection shape of the cooling water injection nozzle 20 and the injection angle of the cooling water injected from the cooling water injection nozzle 20 vary depending on the height of the cooling water injection nozzle.
분사노즐에서 분사되는 냉각수는 평평한 부채꼴의 형태로 분사되며, 이 때 부채꼴의 중심각을 분사각으로 정의한다. 분사각은 30°내지 130°범위일 수 있고, 바람직하게는 35°내지 110°, 더욱 바람직하게는 40°내지 90°범위로 이루어질 수 있다. The coolant sprayed from the spray nozzle is sprayed in the form of a flat sector, and the central angle of the sector is defined as the injection angle. The spray angle may range from 30° to 130°, preferably from 35° to 110°, and more preferably from 40° to 90°.
냉각수 분사노즐(20)의 부채꼴 형태의 분사는 원뿔형태의 분사에 비해 냉각수를 집중하여 분사하므로 냉각수가 높은 밀도로 분사되어 냉각효율이 높아지고 금속분말 표면의 수증기층 제거가 용이한 장점이 있으며, 부채꼴의 형태로 분사되며 넓은 접촉면적을 가져 챔버의 중심축에서 멀어져서 낙하되는 용융 금속 액적까지 접촉하여 냉각시킬 수 있다. The fan-shaped injection of the cooling water spray nozzle 20 concentrates the cooling water compared to the cone-shaped injection, so the cooling water is sprayed at a high density, so the cooling efficiency is increased, and it is easy to remove the water vapor layer on the surface of the metal powder. It has a large contact area and can be cooled by contacting even the molten metal droplets falling away from the central axis of the chamber.
제1냉각수 분사노즐(21)이 복수개의 냉각수 분사노즐(20)들을 포함하는 경우, 제1냉각수 분사노즐(21)은 동일한 분사각을 가질 수 있고, 분사각은 분사노즐의 높이에 따라 다양한 분사각을 가지도록 구비돨 수 있다. When the first
도 2 에 나타난 실시예에서 분사각은 냉각수 분사노즐(20)의 높이가 낮아질수록 증가한다. 제1냉각수 분사노즐(21)의 분사각을 θ21이라하고, 제n냉각수 분사노즐의 분사각을 θ2n 이라고 하면, 2보다 큰 n에 대하여 θ21 ≤ θ22 ≤ … ≤ θ2n 또는 θ21 < θ22 < … < θ2n 의 관계가 성립할 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 2 , the spray angle increases as the height of the coolant spray nozzle 20 decreases. Assuming that the injection angle of the first coolant injection nozzle 21 is θ 21 and the injection angle of the nth coolant injection nozzle is θ 2n , θ 21 ≤ θ 22 ≤ … ≤ θ 2n or θ 21 < θ 22 < … A relationship of < θ 2n can be established.
냉각수 분사노즐(20)의 분사각이 높이가 낮아질수록 증가하는 구성은 챔버(1)의 하단으로 갈수록 금속 액적의 냉각이 많이 이루어져 하나의 금속 액적에 대한 냉각수의 집중분사 냉각효율이 감소하므로 접촉면적을 최대화하여 많은 수의 금속 액적과 접촉하여 전체 냉각 효과를 향상시키는데 유리한 효과를 가질 수 있다.In the configuration in which the injection angle of the cooling water injection nozzle 20 increases as the height decreases, the cooling of the metal droplets increases toward the lower end of the
도 3은 본 발명의 일 실시예인 금속분말 제조장치를 나타낸 평면도이다. 제1냉각수 분사노즐(21) 내지 제4냉각수 분사노즐(24)은 각각의 높이에서 4개의 냉각수 분사노즐로 구비되어 있으며, 서로 90도씩 떨어지도록 배치된다. 제2냉각수 분사노즐(22)은 제1냉각수 분사노즐(21)과 45도 회전되어 배치되고 서로 엇갈리는 형태를 나타낸다. 제3냉각수 분사노즐(23)은 제3높이에서 제1냉각수 분사노즐(21)과 동일한 배치를 가지고, 제4냉각수 분사노즐(24)은 제4높이에서 제2냉각수 분사노즐(22)과 동일한 배치를 갖는다. 이러한 교차되는 형태의 노즐 배치로 인해 형성되는 냉각수의 단계는 넓은 접촉면적을 가지고 효율적인 냉각수 단계가 형성되도록 한다.3 is a plan view showing an apparatus for manufacturing a metal powder according to an embodiment of the present invention. The first
냉각수 분사노즐의 분사 형태는 평평한 부채꼴의 형태로 분사되는 노즐을 포함하며 원뿔형태의 분사 노즐을 포함할 수 있다. 복수개의 냉각수 분사노즐은 일부는 평평한 부채꼴 형태로 분사되고 일부는 원뿔 형태로 분사되며 다양한 냉각수 분사 방식이 사용될 수 있다.The jetting shape of the cooling water jetting nozzle includes a nozzle jetting in a flat fan shape, and may include a cone jetting nozzle. Some of the plurality of coolant spray nozzles are sprayed in a flat fan shape and some are sprayed in a cone shape, and various coolant spraying methods may be used.
냉각수 분사노즐(20)에서 분사되는 냉각수는 고압, 고속으로 분사될수록 용융금속 액적을 추가적으로 분열시키거나 냉각수와 용융금속 액적의 접촉으로 형성되는 용융금속 액적 표면의 수증기층을 깨뜨려 열 교환 효율이 좋아져 냉각속도를 향상시키고 생성되는 금속분말의 비정질 정도를 높일 수 있다. 냉각수의 압력은 80 bar 내지 150 bar일 수 있고, 바람직하게는 90 bar ~ 130bar 인 것이 좋으며, 냉각수의 분사 속도는 제한되지 않고, 해당 냉각수의 압력 범위에서 노즐의 구성에 의해 얻어질 수 있는 분사 속도를 포함하여 구성될 수 있다.As the cooling water sprayed from the cooling water spray nozzle 20 is sprayed at high pressure and high speed, it further splits the molten metal droplets or breaks the water vapor layer on the surface of the molten metal droplet formed by the contact of the cooling water with the molten metal droplet, thereby improving the heat exchange efficiency and cooling It is possible to improve the speed and increase the amorphous degree of the metal powder produced. The pressure of the cooling water may be 80 bar to 150 bar, preferably 90 bar to 130 bar, and the injection rate of the cooling water is not limited, and the injection rate that can be obtained by the configuration of the nozzle in the pressure range of the cooling water It may be composed of
냉각수 분사노즐의 각도를 조절할 수 있는 각도조절수단이 금속분말 제조장치에 추가로 더 포함될 수 있다. 각도조절수단은 냉각수 분사노즐을 챔버의 내벽에 연결하며 냉각수 분사노즐의 분사방향을 조절할 수 있게 한다. An angle adjusting means capable of adjusting the angle of the cooling water spray nozzle may be further included in the metal powder manufacturing apparatus. The angle adjusting means connects the cooling water jet nozzle to the inner wall of the chamber, and enables the cooling water jet nozzle to control the jet direction.
냉각수 분사노즐의 각도를 조절할 수 있으므로, 동일한 조성의 용융금속에서는 비산거리를 길게 조절하여 금속분말의 입자 형태를 더 구형에 가깝도록 조절할 수 있고, 비산거리를 상대적으로 짧게 하면서 액적화된 금속의 냉각속도를 증가시켜 제조되는 금속분말의 비정질 비율이 높아지도록 조절할 수 있다. Since the angle of the cooling water spray nozzle can be adjusted, in the molten metal of the same composition, the particle shape of the metal powder can be adjusted to be closer to a spherical shape by adjusting the scattering distance longer. By increasing the speed, it is possible to adjust the amorphous ratio of the produced metal powder to increase.
이러한 분사각도는 용융금속의 조성 및 제조하고자 하는 금속분말의 구체적인 성상 등에 따라 조절될 수 있으므로, 동일한 장치에서 다양한 특성의 금속분말을 제조할 수 있다.Since the spraying angle can be adjusted according to the composition of the molten metal and the specific properties of the metal powder to be manufactured, it is possible to manufacture metal powders having various characteristics in the same apparatus.
또한, 용융금속의 조성이 달라지는 경우 동일한 냉각수 분사노즐 각도에서도 입자의 냉각에 의한 비정질 비율 및 표면장력에 의한 구형성 정도가 달라질 수 있는데, 냉각수분사노즐을 조절하여 금속 조성에 최적화된 비산거리 및 냉각속도로 생산할 수 있다.In addition, when the composition of the molten metal is changed, the amorphous ratio due to cooling of the particles and the degree of sphericity due to the surface tension may vary even at the same coolant spray nozzle angle. can be produced at high speed.
용융금속의 조성이 변하지 않고 목표 성상이 달라지는 경우에도 마찬가지로 냉각수 분사노즐의 각도를 조절하면 새로운 설비나 투자가 없이도 구형성능이 향상되거나, 분말의 입도가 균일해지는 등의 차이를 얻을 수 있다.Even when the composition of the molten metal does not change and the target properties change, if the angle of the cooling water spray nozzle is adjusted, the spherical performance is improved or the particle size of the powder becomes uniform, without the need for new equipment or investment.
냉각수 분사노즐(20)이 용융금속 액적이 노즐로 비산되어 냉각되며 노즐의 분사구를 막거나 좁아지게 하여 냉각수 분사노즐(20)의 분사에 방해가 되는 경우나 냉각수가 챔버의 내면을 따라 흘러내려 냉각수 분사노즐의 분사를 방해하는 경우를 방지하기 위하여 챔버(1)는 내벽에 냉각수 분사노즐(20)을 덮는 형태의 가림판(30)을 포함하여 냉각수 분사노즐(20)을 보호한다. When the cooling water jet nozzle 20 is cooled by scattering molten metal droplets into the nozzle, and blocking or narrowing the nozzle's jetting port interferes with the jetting of the cooling water jet nozzle 20, or the cooling water flows down along the inner surface of the chamber, the cooling water In order to prevent the case of interfering with the injection of the injection nozzle, the
가림판은 냉각수 분사노즐(20)의 상부에 설치되어 냉각수 분사노즐(20)의 분사경로를 가리지 않으면서 비산되는 금속 액적으로부터 냉각수 분사노즐(20)을 덮거나 둘러싸는 기능을 발휘할 수 있는 형태라면 그 구조에 제한되지 않는다. 가림판(30)은 평평한 판 형태일 수 있고, 평면 판이 접힌 형태일 수 있으며, 곡면으로 이루어지거나 구면의 일부 또는 냉각수 분사노즐의 상부와 하부를 모두 둘러싸며 분사경로에 해당하는 부분만이 개방되는 형태일 수 있다.The shielding plate is installed on the upper part of the coolant spray nozzle 20 and covers or surrounds the coolant spray nozzle 20 from metal droplets scattered without blocking the spray path of the coolant spray nozzle 20. It is not limited to its structure. The shielding
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. exemplified in each of the above-described embodiments may be combined or modified for other embodiments by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
1 : 챔버
10 : 용융금속 공급용기
11 : 분사관
12 : 유체분사노즐
13 : 돌출단부
14 : 가이드구조
15 : 노즐본체
16 : 유체공급관
17 : 유체분사구
18 : 분사관지지체
20 : 냉각수 분사노즐
21 : 제1냉각수 분사노즐
22 : 제2냉각수 분사노즐
23 : 제3냉각수 분사노즐
24 : 제4냉각수 분사노즐
30 : 가림판1: Chamber 10: Molten metal supply container
11: injection pipe 12: fluid injection nozzle
13: protruding end 14: guide structure
15: nozzle body 16: fluid supply pipe
17: fluid injection port 18: injection pipe support
20: cooling water injection nozzle 21: first cooling water injection nozzle
22: second coolant injection nozzle 23: third coolant injection nozzle
24: fourth cooling water injection nozzle 30: shielding plate
Claims (11)
상기 분사관이 장착되는 유체분사노즐로서, 노즐본체와 상기 분사관이 관통하여 장착될 수 있는 관통홀과 상기 분사관에서 분사되는 용융금속액 분사줄기에 유체를 분사하는 유체분사부를 포함하는 유체분사노즐을 포함하며,
상기 분사관은 상기 관통홀을 관통하여 상기 관통홀 외부로 돌출된 돌출단부를 갖는 분무조립체.
a hollow tube having a main body and a hollow tube formed inside the main body, the injection tube for spraying the molten metal liquid flowing through the hollow tube to the outside; and
As a fluid injection nozzle to which the injection pipe is mounted, the fluid injection unit comprising a nozzle body and a through hole through which the injection tube can be mounted, and a fluid injection unit for injecting a fluid into the molten metal liquid injection stem injected from the injection tube. including a nozzle;
The spray pipe has a protruding end protruding outside the through hole through the through hole spray assembly.
상기 유체분사부는 상기 노즐본체에 구비되는 유체공급관과, 상기 유체공급관에서 공급되는 상기 유체를 외부로 분사하는 유체분사구를 포함하는 분무조립체.
According to claim 1,
The fluid spraying unit includes a fluid supply pipe provided in the nozzle body, and a fluid injection port for spraying the fluid supplied from the fluid supply pipe to the outside.
상기 유체분사구는 상기 용융금속액 분사줄기가 분열되는 분열지점까지 최단경로로 상기 유체를 분사하는 분무조립체.
3. The method of claim 2,
The fluid nozzle is a spray assembly for spraying the fluid in the shortest path to the splitting point where the spraying stem of the molten metal liquid is split.
상기 돌출단부는 상기 유체분사구에서 분사되는 상기 유체에 상기 최단경로를 제공하기 위하여 경사면을 갖는 분무조립체.
4. The method of claim 3,
The protruding end portion has an inclined surface to provide the shortest path to the fluid sprayed from the fluid injection port.
상기 분열지점과 상기 돌출단부 사이의 거리는 2mm 내지 10mm인 분무조립체.
5. The method of claim 4,
A spray assembly with a distance between the splitting point and the protruding end of 2 mm to 10 mm.
상기 분열지점과 상기 유체분사구 사이의 거리는 5mm 내지 45mm인 분무조립체.
5. The method of claim 4,
A spray assembly with a distance between the splitting point and the fluid nozzle of 5 mm to 45 mm.
상기 유체분사구는 상기 용융금속액 분사줄기에 상기 유체를 10° 내지 80° 각도로 분사하는 분무조립체.
5. The method of claim 4,
The fluid nozzle is a spray assembly for spraying the fluid at an angle of 10 ° to 80 ° to the molten metal liquid spray stem.
상기 관통홀의 상부에 구비되고, 상기 분사관이 상기 관통홀을 관통시 상기 분사관의 본체 외부에 장착되어 상기 돌출단부의 길이를 조절하는 분사관지지체를 포함하는 분무조립체.
According to claim 1,
A spray assembly comprising a spray pipe support provided on the upper portion of the through-hole and mounted on the outside of the main body of the spray pipe when the spray tube passes through the through hole to adjust the length of the protruding end.
상기 유체분사구는 상기 분사관을 둘러싸는 환형의 노즐인 분무조립체.
3. The method of claim 2,
The fluid nozzle is an annular nozzle surrounding the injection pipe.
상기 돌출단부는 상기 유체분사구에서 분사되는 상기 유체에 상기 최단경로를 제공하기 위하여 가이드구조를 갖는 분무조립체.
4. The method of claim 3,
The protruding end portion has a guide structure to provide the shortest path to the fluid sprayed from the fluid injection port.
분열된 용융금속액적을 냉각시키는 챔버; 및
상기 챔버의 내벽에 구비되어 상기 분열된 용융금속액적을 냉각시키는 냉각수 분사노즐을 포함하고,
상기 냉각수 분사노즐은 부채꼴 형태로 냉각수를 분사하는 냉각수 분사노즐을 포함하는 금속분말 제조장치.
It comprises the spray assembly of claims 1 to 10,
a chamber for cooling the fragmented molten metal droplets; and
and a coolant spray nozzle provided on the inner wall of the chamber to cool the split molten metal droplet,
The cooling water jet nozzle includes a cooling water jet nozzle for jetting cooling water in a sectoral shape.
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Patent Citations (1)
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KR101319028B1 (en) | 2011-12-07 | 2013-10-15 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Water atomizing device for manufacturing metal powders |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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