JPH0474809A - 球状金属粒子の製造方法と装置 - Google Patents
球状金属粒子の製造方法と装置Info
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- JPH0474809A JPH0474809A JP18773790A JP18773790A JPH0474809A JP H0474809 A JPH0474809 A JP H0474809A JP 18773790 A JP18773790 A JP 18773790A JP 18773790 A JP18773790 A JP 18773790A JP H0474809 A JPH0474809 A JP H0474809A
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、亜鉛、カドミニウムなどの低融点金属の球状
粒子を製造するのに好適な球状金属粒子の製造方法とそ
の装置に関する。
粒子を製造するのに好適な球状金属粒子の製造方法とそ
の装置に関する。
金属または合金を溶融する際に、表面積が大きいほうが
溶融し易いので粉状ないし小粒の形状で使用される場合
が多い。また小粒状のものは搬送や秤量の自動化も容易
であるため、溶融工程に限らず種々の金属処理工程にお
いて法尻に用いられている。また、金属表面処理法の１
種であるプラストショット法では投射用金属として金属
の小粒が用いられる。
溶融し易いので粉状ないし小粒の形状で使用される場合
が多い。また小粒状のものは搬送や秤量の自動化も容易
であるため、溶融工程に限らず種々の金属処理工程にお
いて法尻に用いられている。また、金属表面処理法の１
種であるプラストショット法では投射用金属として金属
の小粒が用いられる。
従来、上記各種用途に用いられる亜鉛などの低融点金属
粒を製造する一般的な方法としては、機械的粉砕法、液
体噴震法、滴下法、気化凝縮法、転造法、電解法などが
目的に応して各々実施されている。上記方法のうち、滴
下法は、金属の溶湯を小孔ないしノズルから冷却水中に
滴下して粒状化する方法であり、比較的簡便に金属粒子
を製造できる利点を有している。
粒を製造する一般的な方法としては、機械的粉砕法、液
体噴震法、滴下法、気化凝縮法、転造法、電解法などが
目的に応して各々実施されている。上記方法のうち、滴
下法は、金属の溶湯を小孔ないしノズルから冷却水中に
滴下して粒状化する方法であり、比較的簡便に金属粒子
を製造できる利点を有している。
上記滴下法は、簡便であるが粒径が不均一になり易く、
また粒子の形状も液滴状や表面凹部を有する形状になり
易く、整った球状粒子を得るのが難しい問題がある。こ
のため従来、溶湯温度、ノズル口径、ノズル口から水面
までの落下距離、溶湯圧力などを種々調整して整った球
状粒子を得る試みが数多くなされている。例えば、特公
昭、５９−１４０８２号、同５９−１４０８３号および
同６０−１４０５２号には、亜鉛または亜鉛合金につい
て、溶湯温度、落下距離、ノズル口径、および冷却水温
を一定範囲に制限したショット球の製造方法と装置が開
示されている。また特開昭６２−６３６０２号には冷却
媒体として亜鉛化合物溶液やゼラチンなどを用いる例が
開示されている。しかし乍ら、何れの方法においても、
整った球形の亜鉛粒子は得られていない。
また粒子の形状も液滴状や表面凹部を有する形状になり
易く、整った球状粒子を得るのが難しい問題がある。こ
のため従来、溶湯温度、ノズル口径、ノズル口から水面
までの落下距離、溶湯圧力などを種々調整して整った球
状粒子を得る試みが数多くなされている。例えば、特公
昭、５９−１４０８２号、同５９−１４０８３号および
同６０−１４０５２号には、亜鉛または亜鉛合金につい
て、溶湯温度、落下距離、ノズル口径、および冷却水温
を一定範囲に制限したショット球の製造方法と装置が開
示されている。また特開昭６２−６３６０２号には冷却
媒体として亜鉛化合物溶液やゼラチンなどを用いる例が
開示されている。しかし乍ら、何れの方法においても、
整った球形の亜鉛粒子は得られていない。
本発明者等は、溶融金属粒子を整った球状にする滴下条
件について検討し、従来検討されているような滴下距離
、ノズル口径および冷却水温などの条件よりもノズル口
周辺の雰囲気を非酸化性雰囲気に調整することが粒子形
を球状にする上で極めて重要であることを見比した。
件について検討し、従来検討されているような滴下距離
、ノズル口径および冷却水温などの条件よりもノズル口
周辺の雰囲気を非酸化性雰囲気に調整することが粒子形
を球状にする上で極めて重要であることを見比した。
一般に、金属粒子の表面酸化を防止するために滴下雰囲
気を非酸化性雰囲気にすることは常套的な手段であろう
が、粒子形状を球形にする条件として、ノルズロ付近の
滴下雰囲気を非酸化性にすることが極めて重要であるこ
とは全く新たな知見である。
気を非酸化性雰囲気にすることは常套的な手段であろう
が、粒子形状を球形にする条件として、ノルズロ付近の
滴下雰囲気を非酸化性にすることが極めて重要であるこ
とは全く新たな知見である。
本発明は、上記知見に基づき、従来の課題を解消した球
状金属粒子の製造方法を提供することを目的とする。
状金属粒子の製造方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、溶融金属をノズルから冷却雰囲気中に
滴下して金属粒子を製造する方法において、ノズル口付
近を酸素濃度３．０％以下の非酸化性雰囲気に保持し、
溶融金属をノズル口から該非酸化性雰囲気を経て冷却媒
体に滴下することにより球状金属粒子を製造することを
特徴とする方法が提供される。
滴下して金属粒子を製造する方法において、ノズル口付
近を酸素濃度３．０％以下の非酸化性雰囲気に保持し、
溶融金属をノズル口から該非酸化性雰囲気を経て冷却媒
体に滴下することにより球状金属粒子を製造することを
特徴とする方法が提供される。
また１本発明によれば、上記製造方法の好適な実施態様
として、燃焼バーナを用い、燃焼排ガスまたは還元炎で
ノズル口付近を覆う製造方法が提供される。
として、燃焼バーナを用い、燃焼排ガスまたは還元炎で
ノズル口付近を覆う製造方法が提供される。
更に本発明によれば、溶融金属の滴下ノズルを備えた溶
湯槽、該溶融槽の下方に設置した冷却水槽、滴下ノズル
口に向かって燃焼口を配置した燃焼バーナを備えたこと
を特徴とする球状金属粒子の製造装置が提供される。
湯槽、該溶融槽の下方に設置した冷却水槽、滴下ノズル
口に向かって燃焼口を配置した燃焼バーナを備えたこと
を特徴とする球状金属粒子の製造装置が提供される。
以下、低融点金属として亜鉛を例に本発明を具体的に説
明する。
明する。
本発明方法は、溶融金属をノズルから冷却雰囲気中に滴
下し、冷却凝固させて金属粒子を製造する際に、ノズル
口付近を酸素濃度３．０％以下−の非酸化性雰囲気に保
持する。酸素濃度が３．０％を超えると粒子形が変形し
易＜ 、 ５．０％以上になると粒子形が崩れ整った球
形にならない。
下し、冷却凝固させて金属粒子を製造する際に、ノズル
口付近を酸素濃度３．０％以下−の非酸化性雰囲気に保
持する。酸素濃度が３．０％を超えると粒子形が変形し
易＜ 、 ５．０％以上になると粒子形が崩れ整った球
形にならない。
ノズル口付近を酸素濃度３．０％以下の非酸化性雰囲気
に保持することにより、亜鉛粒子が整った球状になる理
由は必ずしも明確ではないが、亜鉛湯滴の表面張力が影
響しているものと思われる。
に保持することにより、亜鉛粒子が整った球状になる理
由は必ずしも明確ではないが、亜鉛湯滴の表面張力が影
響しているものと思われる。
ノズル口付近を上記非酸化性雰囲気にするための具体的
な手段として、燃焼バーナを用い、ノズル口を燃焼排ガ
スまたは還元炎で覆うようにすると良い。この場合ノズ
ル口が同時に加熱されるので溶融亜鉛の冷却が防止され
、ノズル口の閉塞を防止する効果もある。この他に、加
熱した窒素ガス等によってノズル口付近を覆っても良い
。
な手段として、燃焼バーナを用い、ノズル口を燃焼排ガ
スまたは還元炎で覆うようにすると良い。この場合ノズ
ル口が同時に加熱されるので溶融亜鉛の冷却が防止され
、ノズル口の閉塞を防止する効果もある。この他に、加
熱した窒素ガス等によってノズル口付近を覆っても良い
。
なお、上記非酸化性雰囲気は気相状態であることが必要
であり、水アトマイズ法のように冷却水中に溶融亜鉛を
直接滴下する方法では、液圧のために粉末粒となり、望
ましい球形粒子を得ることができない。
であり、水アトマイズ法のように冷却水中に溶融亜鉛を
直接滴下する方法では、液圧のために粉末粒となり、望
ましい球形粒子を得ることができない。
溶融亜鉛を貯留した溶湯槽の下方には冷却水槽を配設し
、非酸化性雰囲気に保持したノズル口から亜鉛湯滴を冷
却水槽に落下させる。冷却水の水温は特に制限されず、
０〜７０℃であれば良い。
、非酸化性雰囲気に保持したノズル口から亜鉛湯滴を冷
却水槽に落下させる。冷却水の水温は特に制限されず、
０〜７０℃であれば良い。
また、ノズル口から冷却水の水面までの落下距離は、５
〜２０ｍｍであれば良く、通常、粒子径の約２倍程度の
距離に設定される。なお冷却水面まで非酸化性雰囲気に
保持されていることが好ましい。
〜２０ｍｍであれば良く、通常、粒子径の約２倍程度の
距離に設定される。なお冷却水面まで非酸化性雰囲気に
保持されていることが好ましい。
ノズル口径は、製造する粒子径によってその最適範囲が
異なるが、３〜８ｍｍの粒子径であるとき、１．２〜２
．５ｍｍ程度のノズル径であれば良い。
異なるが、３〜８ｍｍの粒子径であるとき、１．２〜２
．５ｍｍ程度のノズル径であれば良い。
次に、本発明の製造方法を実施する具体的な装置構成の
一例を第１図に示す。
一例を第１図に示す。
本発明に係る装置ｌＯは、溶融亜鉛を貯留する溶湯槽１
工と、その下方に設置された冷却水槽１２を備える。溶
湯槽１１の外周には加熱ヒータ１３が配設されており、
該ヒータ１３の加熱により、溶融亜鉛の温度を４５０〜
５００℃に保持する。また溶湯槽１１の底部には側方に
突出したノズル１４が設けられており、該ノズル１４の
先端は下方の冷却水槽１２に向かって開口している。該
ノズル先端の側方には燃焼バーナＩ５が設けられており
、該燃焼バーナＩ５の開口は上記ノズル先端に向けられ
ている。該燃焼バーナ１５にはボンベ１６からプロパン
ガスなどの燃料ガスが供給される。溶融亜鉛をノズル１
４から冷却水槽１２に滴下する際、燃焼バーナ１５の還
元炎によってノルズ１４の先端開口を覆い、該開口付近
を非酸化性雰囲気に保つ。或いは、燃焼バーナ１５の先
端開口に隙間を空けてパイプを接続し、該パイプ先端を
ノズル開口に向け、燃焼排ガスでノズル開口付近を覆う
ようにしてもよい。ノズル１４の開口径は製造する亜鉛
粒子の粒径に応し、で設定される。またノルズ１４の先
端開口から冷却水面までの距離は約５〜２０ｍｍに設定
さＬる。
工と、その下方に設置された冷却水槽１２を備える。溶
湯槽１１の外周には加熱ヒータ１３が配設されており、
該ヒータ１３の加熱により、溶融亜鉛の温度を４５０〜
５００℃に保持する。また溶湯槽１１の底部には側方に
突出したノズル１４が設けられており、該ノズル１４の
先端は下方の冷却水槽１２に向かって開口している。該
ノズル先端の側方には燃焼バーナＩ５が設けられており
、該燃焼バーナＩ５の開口は上記ノズル先端に向けられ
ている。該燃焼バーナ１５にはボンベ１６からプロパン
ガスなどの燃料ガスが供給される。溶融亜鉛をノズル１
４から冷却水槽１２に滴下する際、燃焼バーナ１５の還
元炎によってノルズ１４の先端開口を覆い、該開口付近
を非酸化性雰囲気に保つ。或いは、燃焼バーナ１５の先
端開口に隙間を空けてパイプを接続し、該パイプ先端を
ノズル開口に向け、燃焼排ガスでノズル開口付近を覆う
ようにしてもよい。ノズル１４の開口径は製造する亜鉛
粒子の粒径に応し、で設定される。またノルズ１４の先
端開口から冷却水面までの距離は約５〜２０ｍｍに設定
さＬる。
冷却水槽１２には水温Ｏ〜７０℃の水が貯留され、該水
槽１２の底部は側方に傾斜しており、該底部に落下して
堆積する亜鉛粒子が側方の取出し口１７に集まるように
形成されている。
槽１２の底部は側方に傾斜しており、該底部に落下して
堆積する亜鉛粒子が側方の取出し口１７に集まるように
形成されている。
上記装置構成において、溶湯槽中の溶融亜鉛はノズル１
４を通じて冷却水中に滴下される。このとき、ノズルの
開口に溜まった落下直前の溶融亜鉛およびノズルから滴
下された直後の亜鉛粒子は燃焼バーナの還元炎または燃
焼排ガスの雰囲気中にあり、表面の酸化が防止され直ち
に冷却水中に落下する。このため亜鉛粒子に適度な表面
張力が維持され整った球状粒子となって冷却固化する。
４を通じて冷却水中に滴下される。このとき、ノズルの
開口に溜まった落下直前の溶融亜鉛およびノズルから滴
下された直後の亜鉛粒子は燃焼バーナの還元炎または燃
焼排ガスの雰囲気中にあり、表面の酸化が防止され直ち
に冷却水中に落下する。このため亜鉛粒子に適度な表面
張力が維持され整った球状粒子となって冷却固化する。
実施例１
図示する製造装置において、溶融亜鉛の温度４７０℃、
ノズル口径１゜５ｍｍ、ノズル開口から冷却水面までの
落下距離１０ｍｍ、の条件下で、燃焼バーナの燃焼排ガ
スでノズル開口を覆い、酸素濃度を１０％〜０．１％ま
で変え、ノズルから溶融亜鉛を冷却水に滴下して亜鉛粒
子を製造した。この結果を次表に示す。
ノズル口径１゜５ｍｍ、ノズル開口から冷却水面までの
落下距離１０ｍｍ、の条件下で、燃焼バーナの燃焼排ガ
スでノズル開口を覆い、酸素濃度を１０％〜０．１％ま
で変え、ノズルから溶融亜鉛を冷却水に滴下して亜鉛粒
子を製造した。この結果を次表に示す。
酸素濃度（％） １０ ５．０ ３．０ １．０
０．５’ ０．３ ０．１５亜鉛粒子の形状 ×
△ ＯＯ◎ ◎ ◎（注）表中 Ｏは略完全な球
形、△はやや崩れた球形、×は球形にならないものを示
す。
０．５’ ０．３ ０．１５亜鉛粒子の形状 ×
△ ＯＯ◎ ◎ ◎（注）表中 Ｏは略完全な球
形、△はやや崩れた球形、×は球形にならないものを示
す。
本実施例から明らかなように、本発明の製法に係るもの
は略完全な球形の亜鉛粒子となる。なお、溶融亜鉛の温
度４５０℃、酸素濃度０．３５％の条件で製造した亜鉛
粒子の粒子構造を示す写真を第２図に示す。
は略完全な球形の亜鉛粒子となる。なお、溶融亜鉛の温
度４５０℃、酸素濃度０．３５％の条件で製造した亜鉛
粒子の粒子構造を示す写真を第２図に示す。
実施例２
実施例１において、酸素濃度を１．０％にした以外は同
一の条件で球状亜鉛粒子を製造した。その粒度分布を次
表に示す。
一の条件で球状亜鉛粒子を製造した。その粒度分布を次
表に示す。
次表から明らかなように本発明の方法によって製造され
た亜鉛粒子は略均−な粒径を有することが分かる。
た亜鉛粒子は略均−な粒径を有することが分かる。
粒径（ｍｍ） 分布（％）
４．６５〜４．７５ １０４．７５〜４
．８５ ２５４．８５〜４ 、９５
５０４．９５〜５．５０
１５比較例１．２ 溶融亜鉛の温度４６０°Ｃ，酸素濃度１８％（比較例１
）、温度４４０°Ｃ１酸素濃度５％（比較例２）の条件
以外は実施例１と同様にして亜鉛粒を製造した。得られ
た亜鉛粒の写真を第３図（比較例１）および第４図（比
較例２）に示す。この写真から明らかなように亜鉛粒は
何れも外形が完全な球にならず、粒径も不均一である。
．８５ ２５４．８５〜４ 、９５
５０４．９５〜５．５０
１５比較例１．２ 溶融亜鉛の温度４６０°Ｃ，酸素濃度１８％（比較例１
）、温度４４０°Ｃ１酸素濃度５％（比較例２）の条件
以外は実施例１と同様にして亜鉛粒を製造した。得られ
た亜鉛粒の写真を第３図（比較例１）および第４図（比
較例２）に示す。この写真から明らかなように亜鉛粒は
何れも外形が完全な球にならず、粒径も不均一である。
本発明の製造方法によれば、溶融金属の球状粒子を容易
に製造することができる。さらに製造された金属粒子の
形状は整った球形であり、従来の方法では得られない略
完全な球状粒子が製造される。
に製造することができる。さらに製造された金属粒子の
形状は整った球形であり、従来の方法では得られない略
完全な球状粒子が製造される。
第１図は本発明の製造方法を実施する装置構成の一例を
示す概略断面図、第２図は本発明の方法によって製造し
た亜鉛粒子の粒子構造を示す写真、第３図および第４図
は比較例において得られた亜鉛粒の粒子構造を示す写真
である。 図面中 １１・・溶湯槽、１２・冷却水槽、コ３・・ヒ
ータ、 １４・ ノズル、 １５ 燃焼バーナ。
示す概略断面図、第２図は本発明の方法によって製造し
た亜鉛粒子の粒子構造を示す写真、第３図および第４図
は比較例において得られた亜鉛粒の粒子構造を示す写真
である。 図面中 １１・・溶湯槽、１２・冷却水槽、コ３・・ヒ
ータ、 １４・ ノズル、 １５ 燃焼バーナ。
Claims (3)
- （１）溶融金属をノズルから冷却雰囲気中に滴下して金
属粒子を製造する方法において、ノズル口付近を酸素濃
度３．０％以下の非酸化性雰囲気に保持し、溶融金属を
ノズル口から該非酸化性雰囲気を経て冷却媒体に滴下す
ることにより球状金属粒子を製造することを特徴とする
方法。 - （２）燃焼バーナを用い、燃焼排ガスまたは還元炎でノ
ズル口付近を覆う第１請求項の製造方法。 - （３）溶融金属の滴下ノズルを備えた溶湯槽、該溶融槽
の下方に設置した冷却水槽、滴下ノズル口に向かって燃
焼口を配置した燃焼バーナを備えたことを特徴とする球
状金属粒子の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18773790A JPH0474809A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 球状金属粒子の製造方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18773790A JPH0474809A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 球状金属粒子の製造方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474809A true JPH0474809A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16211312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18773790A Pending JPH0474809A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 球状金属粒子の製造方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030046048A (ko) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | (주) 거양 | 도금용 구상금속입자의 제조방법 및 제조장치 |
| CN103635273A (zh) * | 2011-05-18 | 2014-03-12 | 东北泰克诺亚奇股份有限公司 | 金属粉末的制造方法及金属粉末的制造装置 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP18773790A patent/JPH0474809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030046048A (ko) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | (주) 거양 | 도금용 구상금속입자의 제조방법 및 제조장치 |
| CN103635273A (zh) * | 2011-05-18 | 2014-03-12 | 东北泰克诺亚奇股份有限公司 | 金属粉末的制造方法及金属粉末的制造装置 |
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