JPH0566027U

JPH0566027U - 扁平金属粉末製造装置の溶湯ノズル

Info

Publication number: JPH0566027U
Application number: JP1621392U
Authority: JP
Inventors: 克之吉沢; 退三河村; 吉幸篠原; 均山口
Original assignee: 帝国ピストンリング株式会社
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】扁平金属粉末製造において扁平粉末が回転冷
却体上で連結せず、また溶湯ノズルが詰まる確率を少な
くする。【構成】コンファインド型溶湯ノズル３の溶湯流路８
が、溶湯の流れ方向で、流入口８ａと、絞り部８ｂと、
絞り部よりは流路断面積が大きい出口部８ｃとを順次配
列して構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、扁平金属粉末製造装置の溶湯ノズルの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２に一例を示すコンファインド型ノズルにおいて、２は溶湯、３は溶湯ノズル本体、５はガス流、６は高速ガス流５によりアトマイズされた液滴、１０は溶湯溜めである。一方図３に示すフリーホール型ノズルにおいても、２、３、５、６、１０は同様の部材又は材料を示す。

【０００３】図２に示す高圧ガスアトマイズ装置に用いられるコンファインド型ノズルにあっては、通常は１０ｋｇ／ｃｍ² 以上の高圧ガスのガス流５が溶湯ノズル本体３の先細りになった外面に沿ってガスノズルから高速で噴射されるために、溶湯ノズル本体３がガス流５により冷却される。

【０００４】また、コンファインド型ノズルにおいては高速で噴射されるガス流５の周囲はガス噴射に伴い負圧となるために、溶湯流は負圧部にも流出しノズル孔より径が増大する。このように径が増大した溶湯流が噴射ガスによって分断され、液滴６化される。

【０００５】一方、図３に示すフリーホール型ノズルでは溶湯溜め１０から自由流下した溶湯がガス流５により分断される。したがって図３に示されるような構造では、コンファインド型ノズルと比較して溶湯ノズル本体３は熱衝撃を受ける状態にはならないが、負圧を利用することができないので、アトマイズできる時間当りの溶湯の量、すなわちアトマイズ効率が低い。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

コンファインド型ノズルにあっては溶湯ノズルの径が大き過ぎると、多量の溶湯が溶湯がアトマイズされるノズル先端部に供給されるために金属液滴量が多くなる。このために先に溶湯ノズルから噴射され回転冷却体に衝突し、扁平化し凝固した扁平粉末が回転冷却体の冷却面から離脱する前に次に金属液滴が回転冷却体に衝突してしまう。この結果、扁平粉末が重なり合って連結粉末が生じる。

【０００７】この連結粉末の発生は回転冷却体の回転数が低い場合も起こる。しかし回転冷却体の回転数は、扁平粉末が回転冷却体の冷却面から離脱し易いように、もともと高い回転数に設定されている。したがって回転数が高い回転冷却体に液滴を衝突させ、粉末の連結が起こらないような回転数の回転冷却体と組み合わせて使用される溶湯ノズルに関して、金属溶湯の供給量を抑制することが望ましい。

【０００８】他方、溶湯ノズルの径が小さ過ぎると、溶湯及び溶湯ノズルの先端部はガスノズルから噴出するガスにより強制的に冷却されているので、上方から溶湯先端部に供給される熱量が強制冷却奪熱量に対して不足し、その結果として溶湯ノズル先端部で溶湯が凝固する。このように溶湯の一部が溶湯ノズル先端部で凝固すると、凝固金属は容易に溶湯出口を塞ぎ、溶湯ノズルを詰まらせ、そして以降のアトマイズが続行できなくなる。

【０００９】勿論溶湯ノズルの詰まりの問題は高温度でアトマイスすると、ある程度避けることができるが、高温溶湯による溶損により溶解るつぼや溶湯ノズルの寿命が短くなり、また回転冷却体の冷却面が損傷し易くなるなどの不都合が多いので、できるだけ低い温度でアトマイズできる溶湯ノズルが望ましい。

【００１０】以上説明したように扁平金属粉末アトマイズ用コンファインド型ノズルにおいては、連結粉末発生を防止できる程度に溶湯供給量を少なくするとともに、溶湯供給が少なくとも溶融金属がノズル先端あるいは流路内で凝固しにくくするのが重要であるので、従来はノズル直径を約３ｍｍ程度にして上記相反する要求を充たそうとしていたが、これによる限界があるのでこれらを充たす溶湯ノズル形状を見出すことが技術的に重要である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上述の要請に応える本考案にかかる扁平金属粉末製造装置の溶湯ノズルは、金属液滴を回転冷却対に衝突させて扁平金属粉末を製造する装置に使用されるコンファインド型ノズルにおいて、前記溶湯ノズルの溶湯流路が、溶湯の流れ方向で、流入口と、絞り部と、前記絞り部よりは流路断面積が大きい出口部とを順次配列して構成されていることを特徴とする。

【００１２】本考案の実施例を示す図１のノズルにおいて、溶湯流路は８で示されている。溶湯はまず流入口８ａに注入される。流入口８ａは溶湯ストッパ（図示せず）が当接して溶解中溶湯を封止するに適した形状を有する。続いて、溶湯は絞り部８ｂに流入し、ここでは著しい断面積減少に伴う圧力損失が起こり、その結果流入口８ａからの溶湯供給量が減少する。絞り部８ｂは溶湯が凝固しない程度の流路断面積以上とするが、この絞り部８ｂは溶湯出口より十分に離れ、ガスによる冷却が及ばない位置とすると、断面積を極めて小さくすることができ好ましい。絞り部の好ましい断面積は０．４〜３ｍｍ² である。

【００１３】絞り部８ｂに続く流路８ｃは皿状に流路断面積が拡大されており、小断面積流路を８ｂを大断面積流路８ｄに連通させている。この皿状流路８ｃを省略して、絞り部８ｂを直接、大断面積の出口部８ｄに連通させてもよいが、出口部８ｄ内に均一な流れを発生させひいては液滴の大きさを均一にするためには皿状流路８ｃを設けることが好ましい。

【００１４】出口部８ｄは溶湯出口に直結する流路であって、絞り部８ｂで設定された流量を維持しかつ詰まりを防止しつつ溶湯をアトマイズ場所となる出口に供給する。この出口部８ｄは図示のように流路断面積が変化しない形状が好ましいが、多少前方に向かって流路断面積が拡大していてもよい。出口部８ｄの断面積は６〜２０ｍｍ² が好ましい。

【００１５】図４は、図１のコンファインド型溶湯ノズルを溶湯溜め１０及びガスノズル５に組み込んだ実施例を示す。圧Ｐを加えられた溶湯２は絞り部を流れることにより大幅に圧力損失（ΔＰ）が生じ、溶湯を供給する圧力はＰ−ΔＰと少なくなり、溶湯供給量が少なくなる。続いて、出口部で流路断面積が著しく拡大されるが、この部分で、溶湯流はアトマイズガスにより分断されて微細な液滴となり下方に飛散する。したがって溶湯は一旦減少された供給量を保って出口から流出する。なお、図４において１２は高圧のアトマイズガスをガスノズルに供給するチャンバーである。

【００１６】

【作用】

本考案の溶湯ノズルに設けられた絞り部は、溶湯が流れる際に圧力損失を発生させ、アトマイズ場所への溶湯供給量を減少させる。このため同一アトマイズ条件では金属液適の密度を低下させることができる。さらに、最も冷却される溶湯ノズルの出口の流路断面積が大きいために、溶湯ノズルが詰まることはない。

【００１７】

【実施例】

図１に示す本考案実施例に係る溶湯ノズルと、図２〜４に示す比較例の溶湯ノズルを用い、以下の条件でアトマイズを行った。

【００１８】各ノズルの主要諸元は以下のとおりであった。本考案実施例（図１）：出口部流路断面積１２．６ｍｍ² 及び長さ３８ｍｍ；ノズル絞り部流路断面積０．５ｍｍ² 及び長さ２ｍｍ比較例１（図５）：ノズル流路断面積７．１ｍｍ² 及び長さ３６ｍｍ．ノズルがストレートであり、しかもノズル径が太い溶湯ノズル比較例２（図６）：ノズル流路断面積３．１ｍｍ² 及び長さ３５ｍｍノズルがストレートであり、しかもノズル径が小さい溶湯ノズル比較例３（図７）：ノズル大流路断面積５０ｍｍ² 及び長さ１８ｍｍ；ノズル絞り部流路断面積３．１ｍｍ² 及び長さ２ｍｍノズル先端部に絞り部を設けたノズル

【００１８】またアトマイズ条件は以下のとおりであった。溶解金属：Ｆｅ₆₉Ｃr₈Ｐ₁₃Ｃ₁₀（ａｔ％）１回操作当りのアトマイズ量：１ｋｇ溶解温度：１３００±１０℃ アトマイズガス：窒素アトマイズ圧力：８０ｋｇｆ／ｃｍ² 回転冷却体材質：銅回転数：５０００ｒｐｍ

【００１９】上記の各ノズルにより溶湯をアトマイズして扁平粉末を製造し、扁平粉末の収率及びノズルの詰まり回数を調査し、その結果を表１に示した。表１中のノズルの詰まり回数は１０回の処理（すなわち合計１０ｋｇ）を行い詰まり回数を求め、また扁平粉末の収率は詰まりを起こさずにアトマイズできた回分について連結していない扁平粉末の収率を調査したものである。

【００２０】表１溶湯ノズル単独扁平粉末収率ノズルの詰まり回数実施例（図１）６５−７０％０比較例（図５）＜５％０比較例（図６）５５−６０％８比較例（図７）＜５％１０

【００２１】比較例１では、ノズル孔がストレートでありしかも太いために、溶湯ノズルが詰まることはないが、単独扁平粉末の収率が低い。比較例２では、ノズル孔がストレートでありしかも小さい。このノズルでは溶湯ノズルが詰まらなければ、単独扁平粉末の収率は高くなるが、ノズルが詰まる危険性が高い。比較例３はノズルの先端に絞り部を設けたために、溶湯ノズルが詰まる危険が極めて高い。これに対して、本考案実施例のノズルは単独扁平粉末の収率が高く、しかも溶湯ノズルが詰まる確率も少ない優れたノズル形状であることが分かる。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は以上のように構成したから、連結粉末の発生が抑制されると同時にノズルの詰まり事故が防止される。これらのことから良質の扁平粉末を能率良く製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のコンァインド型ノズルの一実施例を示
す説明図である。

【図２】従来のコンァインド型ノズルの説明図である。

【図３】フリーホール型ノズルの説明図である。

【図４】扁平粉末製造装置の説明図である。

【図５】比較例で使用したコンファインド型ノズルの説
明図である。

【図６】比較例で使用したコンファインド型ノズルの説
明図である。

【図７】比較例で使用したコンファインド型ノズルの説
明図である。

【符号の説明】

２溶湯３溶湯ノズル本体５ガス流６液滴１０溶湯溜め

フロントページの続き (72)考案者山口均東京都中央区八重洲一丁目９番９号帝国ピストンリング株式会社内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】金属液滴を回転冷却体に衝突させて扁平
金属粉末を製造する装置に使用されるコンファインド型
溶湯ノズルにおいて、前記溶湯ノズルの溶湯流路が、溶湯の流れ方向で、流入
口と、絞り部と、前記絞り部よりは流路断面積が大きい
出口部とを順次配列して構成されていることを特徴とす
る扁平金属粉末製造装置の溶湯ノズル。