JPH07103407B2 - 急冷凝固金属粉末の連続製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属溶湯を旋回移動する冷却液層中に噴射し
て金属粉末を製造する方法に関し、金属溶湯の粉末化か
ら脱液、乾燥まで連続的に処理することができる方法に
関するものである。

（従来の技術） 急冷凝固金属粉末は、結晶粒が微細で合金元素も過飽和
に含有させることができるので、例えばアルミニウムや
その合金の急冷凝固金属粉末によって形成された押出材
は、溶製材では具備することのない優れた材質特性を有
し、機械部品等の素材として注目されている。

前記急冷凝固金属粉末の好適な製造方法として、回転ド
ラム法がある。この方法は、第３図に示すように、回転
する冷却ドラム61の内周面に冷却液層62を遠心力の作用
で形成し、該冷却液層62に溶融金属を噴射し、微細に分
断して急冷凝固粉末を得る方法である。同図において、
63は加熱用の高周波コイル64が装着された噴射ルツボで
あり、その下部側壁には噴射ノズル65が開設されてい
る。前記ルツボ63内の溶融金属66は、該ルツボ63に不活
性ガス67を加圧注入することによって前記ノズル65から
噴出される。

そして、冷却ドラム61内の金属粉末は、一定量溜まる
と、冷却ドラム61の回転を止め、冷却液と共に回収さ
れ、脱水後、乾燥される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、回転ドラム法では、いわゆるバッチ式乾
燥となり、生産性が劣るうえ、粉末回収時に溶湯の噴射
も止めなければならないため、ノズルに孔詰りが生じ易
いという問題がある。また、金属溶湯の粉末化から乾燥
までの時間が長くなり、すなわち粉末が冷却液に接触し
ている時間が長く、粉末中の水素・酸素等のガス含有量
が増大し、粉末の押出時や押出材の熱処理時にガス欠陥
が生じ易くなるという問題がある。

本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、金属粉末の
連続生産が可能で、また粉末化から乾燥まで速やかに処
理することができる急冷凝固金属粉末の連続製造方法を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記問題を解決するためになされた本発明の製造方法
は、筒体21の内周面に沿って冷却液を噴出供給して筒体
内周面に沿って旋回しながら流下する冷却液層31を形成
し、該冷却液層31の内周面側より金属溶湯を噴射し、冷
却液層31によって分断し冷却凝固させて金属粉末を得、
筒体21より冷却液と共に流下した金属粉末を連続的に脱
液した後、続いて連続的に乾燥することを発明の構成と
するものである。

（作 用） 筒体21の内周面に沿って噴出供給された冷却液は、筒体
内周面に沿って旋回しながら流下し、旋回時の遠心力の
作用でほぼ一定内径の冷却液層31を形成する。この冷却
液層31の内周面より金属溶湯を噴射供給すると、溶湯は
旋回流により分断されると共に急冷凝固され、粉末とな
る。

この際、冷却液層31は常に新たに供給される冷却液によ
って形成されるために一定の温度が容易に維持される。
このため、温度制御のために液面より冷却液を排出、供
給する必要がなく、液面には乱れは生じず、安定した状
態が維持される。それ故、冷却液層31に噴射された金属
溶湯は常に一定状態の下で冷却液層31中に注入、分断さ
れ、一定温度の下で冷却凝固されるため、金属粉末の品
質が安定する。

冷却液層31中の金属粉末は冷却液と共に旋回しながら流
下し、筒体21の下端より排出されるので、金属粉末の連
続生産が可能となる。

更に、冷却液と共に排出された金属粉末は、連続的に脱
液され、続いて乾燥されるので、粉化から乾燥まで冷却
液と接触している期間が短かく、ガス成分の吸収が少な
い。

（実施例） 第１図は本発明を実施するための装置の全体構成を示し
ており、連続注湯装置１から送出された金属溶湯は、粉
化装置２、連続脱液機３および連続乾燥装置４を経て製
品金属粉末とされる。

前記連続注湯装置１は、耐火性断熱材で形成された本体
容器６を備え、該容器６には蓋体７により密閉自在とさ
れた金属溶湯供給口８が開設され、不活性ガス等の圧媒
供給管９、容器内溶湯の排出管10が設けられており、底
部には誘導加熱用コイル11を有する凹部12が設けられて
いる。該コイル11によって、容器６内の金属溶湯13は温
度制御が行われ、圧媒供給管９より注入されるアルゴン
ガス等の不活性ガスにより排出管10を介して粉化装置２
へ圧送される。排出管10は、断熱層の形成やインダクシ
ョンヒータ等の適宜の保温手段により保温される。

前記粉化装置２は、旋回する冷却液層を形成するための
筒体21と、冷却液層に金属溶湯を噴射供給するための噴
射ルツボ22と、前記筒体21に冷却液を供給するためのポ
ンプ26等の手段とを備えている。

前記筒体21は、第２図に示すように、円筒状であり、そ
の上端には中心部に適宜大きさの開口23を有する蓋体24
が被着形成されており、上端部外周側には筒体内周面に
沿って接線方向から冷却液を噴出供給するための冷却液
噴出孔25が設けられており、ポンプ26の吐出口に配管接
続されている。筒体21の中間部内周面には冷却液層の層
厚調整用リング27がボルト28によって着脱、交換自在に
取り付けられている。筒体21の下端には液切り用の円筒
状網体29が連設されており、その下端には漏斗体30が取
り付けられている。

冷却液噴出孔25から筒体21内周面に沿って噴出された冷
却液は、筒体21内周面に沿って旋回しながら流下すると
共に旋回流の遠心力の作用で一定内径の冷却液層31を形
成する。層厚調整用リング27を乗り越えて流下した冷却
液は、遠心力の作用で網体29より排出されると共に漏斗
体30に流入する。網体29より排出された冷却液は、網体
29の外周に設けられたカバー32の底部よりタンク33に回
収される。タンク33内の冷却液はポンプ26によって筒体
21に循環供給される。尚、タンク33には、図示省略の補
給用の冷却液供給管が設けられ、またタンク内や循環経
路の途中に冷却器を適宜介在させてもよい。冷却液とし
ては、一般的に水が使用される。

前記蓋体24の上方には金属溶湯供給手段としての噴射ル
ツボ22が設けられており、その外周には加熱用コイル36
が巻回形成され、その底部にはノズル孔37が開設されて
いる。噴射ルツボ22には前記連続注湯装置１から金属溶
湯が圧送される。

前記連続脱液機３は、上方に拡経した回転ドラム41を備
え、該ドラム41の中間部周壁は多数の細孔を有するスク
リーンプレートで形成され、内周面には脱水後の粉末を
上方へ送り出すための凸状リブ42が多数形成されてい
る。回転ドラム41の外周面側には冷却液回収カバー43が
設けられており、脱液された冷却液は、その底部よりタ
ンク33に回収される。また、回転ドラム41の上部には金
属粉末回収カバー44が設けられ、排出シュート45が付設
されている。

前記連続乾燥装置４は、多数の細孔を有する流動48を有
する乾燥容器47と、該容器47の上部より湿潤原料を供給
するためのロータリーフィーダーを有する供給装置49
と、容器47の下部より熱風を供給するための熱風発生装
置50と、容器47上部より排出した排風より微粉を捕収す
るためのサイクロン51とを備えており、容器47の上部お
よび下部側壁には排出管52が付設されている。

本発明を実施するには、先ずポンプ26を作動させて、筒
体21の内周面に高速旋回しながら流下する冷却液層31を
形成する。

次に、筒体21の上部に設けられた噴射ルツボ22に連続注
湯装置１より金属溶湯を圧送し、ルツボ22内の金属溶湯
38をノズル孔37より冷却液層31内面に噴射し、分断、急
冷凝固させて粉末化する。

金属粉末は冷却液層31を形成した冷却液と共に液体21の
下端開口より排出される。冷却液の大部分は、漏斗体30
に流下するまでに、冷却液自体のもつ遠心力の作用で網
体29によって分離排出される。漏斗体30に流下した金属
粉末と冷却液は、引き続いて連続脱液機３に供給され、
遠心力の作用で脱液される。この際、前記網体29によっ
て、処理物は一次脱液されているので、脱液効率が良好
である。

連続脱液機３の排出シュート45より排出された湿潤金属
粉末は引き続いて連続乾燥装置４の供給装置49へ投入さ
れ、ロータリーフィーダーによって乾燥容器47に送り込
まれる。容器47内では流動床48上に下から吹き上げられ
る熱風によって流動層53が形成されており、湿潤金属粉
末は、流動層53中で熱風と激しく混合され、熱交換さ
れ、速やかに乾燥されて、通常オーバーフローにより排
出管52を介して外部に取り出される。

尚、本発明を実施するに際して、連続注湯装置、連続脱
液機、連続乾燥装置は既述のものに限らず、市場に供給
されている適宜のものを使用することができる。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の急冷凝固金属粉末の連続製
造方法は、筒体の内周面に沿って冷却液を噴出供給し
て、筒体内周面に沿って旋回しながら流下する冷却液層
を形成するので、金属溶湯が注入される冷却液層の内周
面が安定し、冷却液層の温度も容易に均一に保持され
る。そして、該冷却液層中に金属溶湯を噴射供給するの
で、品質一定の急冷凝固粉末が連続的に生産され、生産
性が高く、噴射ノズルに孔詰りも生じない。また、冷却
液と共に流下された金属粉末は、連続的に脱液、乾燥さ
れるため、冷却液と接触する時間が短縮され、ガス含有
量を低減させることができ、押出等の加工時に生じるガ
ス欠陥の防止に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための金属粉末製造設備の全
体構成図、第２図は金属粉末を連続生産するための筒体
の断面図、第３図は従来の金属粉末製造装置の要部断面
図である。 21……筒体、31……冷却液層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒体（21）の内周面に沿って冷却液を噴出
   供給して筒体内周面に沿って旋回しながら流下する冷却
   液層（31）を形成し、該冷却液層（31）の内周面側より
   金属溶湯を噴射し、冷却液層（31）によって分断し冷却
   凝固させて金属粉末を得、筒体（21）より冷却液と共に
   流下した金属粉末を連続的に脱液した後、続いて連続的
   に乾燥することを特徴とする急冷凝固金属粉末の連続製
   造方法。