JPS5819401A - 金属粉末の処理方法およびその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、油アトマイズ法により得たＮｌ　、Ｍｏ　
。

Ｏｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐ、Ｗ等のＦ＠と同等以上に酸化物
生成自由エネルギーの高い難酸化性元素の一種以上、合
計で９５ｗｔ１ｇ以上を含有する、いわゆる主成分とす
る金属粉末の脱炭を連続的に効率よく処理する方法、お
よびその装置に関する。

ところで、金属粉末の製造法としては、水アトマイズ法
、ガスアトマイズ法、油アトマイズ法が知られている。

上記水アトマイズ法で製造された金属粉末は、噴霧媒の
水によって容易に酸化され、金属粉末の圧縮性、成形性
、焼結性よシその成分として酸素含有量の低いことが望
まれている点において、得られた金属粉末を１０００　
’Ｃで３〜ｌｓ時間という高温、かつ長時間の還元処理
を施さなければならなく、シかもこの処理においてさえ
せいぜい酸素含有量が０２ｗｔ１ｌ　Ｋ　Ｌか還元処理
できないという問題がある。壇た、ガスアトマイズ法娘
、噴霧媒として島、Ａｒ勢のいわゆる不活性ガスを使用
し、金属粉末を製造する方法であり、多量に必要とする
不活性ガスが高価であるとともに、得られ九成品の粒子
形状が球形になり、その焼結性が悪いという問題があっ
た。また１、油アトマイズ法は、油を噴霧媒として金属
粉末を製造する方法であって、水ア）ｗイズ法に比べて
、得られ丸金属粉末に酸化が生じていない（酸素含、有
量が低い）という点において優れてい名が、アトマイズ
時に浸炭するため低炭素用途原料として使用するために
は、脱炭処理を施さなければならない。上記油アトマイ
ズ法における脱炭処理は現状において、連続的に効率的
な処６理方法あるいは処理装置が見い出されていない状
態である。

この発明法は、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｏｕ、Ｏｎ、Ｐａ、Ｐ、Ｗ
等の元素０１種以上を主成分とする低炭素（≦ＯＪｗｔ
ｌｌ）　、低酸素（≦０．２ｖｔｌ）金属粉末を得るに
肖って、その酸素含有量を低減させるに、油アトマイズ
法で金属粉末を製造し、製造した金属粉末の脱炭処理を
施すに際し、連続的に効率よく処理する方法、およびそ
の装置を提供するものであって、その特徴は、油アトマ
イズ法によシ得たＮ１　、ｕｎ、Ｏｕ＝、　Ｏｏ　、Ｆ
＠　、Ｐ、　Ｗ等の元素の１種以上を主成分とする金属
粉末を移動床上に供給し、前記移動床上の金属粉末を脱
炭性ガス雰囲気を保った脱炭工程内で６５０℃〜１２０
０℃に加熱し、ついで、非酸化性ガス雰囲気を保った冷
却工程内で冷却すること、更に必要に応じて前記脱炭性
ガス中に混入した脱炭反応阻害成分を除去しながら、諌
脱真性ガスを微積使用する方法であり、またその装置は
、両端にホイールを備え、エンドレスに移動する移動床
と、前記移動床の上流側の上方に金属粉末を移動床に供
給する供給装置と、前記供給装置の下流側に設は脱炭性
ガス供給系に接続した脱炭室と、前記脱炭室Ｏ下流１１
１に設は非酸化性βス供給系に接続した冷却室と、必要
に応じて前記脱炭性ガス供給系社、脱炭性ガス中に混入
した脱炭反応阻害成分を除去して該ガスの成分を調整す
るガス成分調整器を備えた循環系、あるいはまた前記脱
炭室と前記冷却室との境界に脱炭室のガスが冷却室へ混
入することを防ぐ中空構造のガス流出壁とよシ構成され
た装置である。

以下、本発明法について詳細に説明する。

本発明者らは、連続的かつ効率よく脱炭処理する方法に
ついて種々検討した結果、移動床を採用した。移１床を
採用することによシ、移動床の上流側より炭素含有量の
高い金属粉末を粉末のま＼あるいは塊状にして所定量連
続的に供給すると、その下流側より処理後の金属粉末を
効率よく回収することが可能となる。この移動床には、
両端にホイールを設け、エンドレスに駆動する方式を採
用する。この移動床の下流側で供給した炭素含有量の高
い金属粉末は、移動床の移動にともなって、脱炭工程に
入る。この脱炭工程はＨｍＯ，）Ｉｓの混合ガス、ｃｏ
、、ｏｏの義金ガス、丸ガスあるいはこれらにＮ３など
の不活性ガスを混合した脱炭性の雰囲気になってお沙、
シか−も下流側の最終雰罪気温度は金属粉末を５５０＞
１２（６）Ｋ加熱するようになっている。

脱炭性ガスとしてＨａＯ９ｏＯ１などの酸化性ガス成分
を含むガスを使用する場合には脱炭工程の初期の温度が
低い段階において金属粉末社酸化されるが、前記金属粉
末はＮｌ　、Ｍｏ、Ｏｕ、Ｏｏ、Ｆ＠ｅ　ＰＡＷ等の元
素の１種以上を主成分とする、いわゆる難酸化性元素を
主成分とした金属粉末である−」も、その後の高温脱炭
過程において還元現象が容Ｊ＆に生じ、金属粉末中の酸
素量が再び低くなるので差支えない。

すなわち難酸化性元素を主成分とする金属粉末の場合は
、非酸化性雰囲気で予熱をしなくても、常温の金属粉末
を直接、脱炭工程へ入れても、最終的に低い酸素含有量
の金属粉末を得ることにおいて間ｌｌｌは生じない。

この脱炭工程にあっては、脱炭性ガス雰囲気を保ち、し
かもその雰囲気温度が重要であり、脱炭の最も効率のよ
い温度範囲を定めた。すなわち５５（℃以下の温度では
、金属粉末中の炭素の拡散が弱く、たとえ脱炭性ガス雰
囲気であっても脱炭が進まず、また１２００ｔ：以上の
雰囲気温度であっては、粉末の強固な相互固着が起こり
固着粉末の破砕処理を必要とすると同時に粉末冶金用途
などの原料金属粉として微粉の存在割合が減少し好まし
くない。従って、本発明では、脱炭工程における温度を
５５０℃〜１２００ｔの範囲とした。

ついで、脱炭処理された金属粉末は冷却工程に入る。冷
却工程は、脱炭ニーにおける高温金属粉末を冷却するも
のであって、この工程では、前記金属粉末の再酸化を防
止するためにＨａ　、　Ｎｌ　、ｌるいはＡｔの如き非
酸化性ガスＩＦ８気としている。この冷却工程で金属粉
末は常温近くまで冷却されて取り出される。

さらにこの発明では、必要に応じて脱炭性ガス中に混入
した脱炭反応阻害成分を除去しながら、該脱炭性ガスの
循環使用に当っている。この発明において、脱炭工程よ
り排出される脱炭性ガス中□　　には、金属粉末の炭素
が００あるいはｃＨ４成分として混入し、との脱炭性ガ
スを循環使用すると該ガス中の００あるいはＯＨ４度が
高くなり、ひいては脱炭が阻害される結果となり、従っ
て脱炭性ガス中の００濃度を所定値に保つよう、多量の
ω成分あるいはＯＲ３威分は除去している。さらＫまた
、脱炭性ガスとしてＨ，０，０へなどの酸化性ガス成分
を含有するガスを使用する場合は、冷却工程における雰
囲気圧力を脱炭工程における雰囲気圧力よ抄も高く保ち
、脱炭性ガス成分である）＆　０　、　ｏｏ、など、の
ガスが多量に冷却工程内に流入するのを防ぎ冷却過程に
おける金属粉末の再酸化を防止する必要がある。

あるいはまた、冷却工程と脱炭工程の境界部に脱炭工程
のＨ，０、００，などのガス成分が冷却工程に混入する
のを防ぐ中空構造のガス流出壁を設ける必要がある。

次にこの発明の装置の一実施例を第１図により説明する
。

第１図において、両端儒にホイール（１−１）を設ケ、
コのホイール（１−ｔ）Ｋは別に設けたモーター等の駆
動装ｆＫより回動するようになっている。

マ九、ホイール（１−１）Ｋは、無端状にベル）（１−
２）が係合されて、移動床（１）を形成する。このベル
ト（１−２）Ｆｉ、板状もしくはメツシュ状あるいはキ
ャタピラ状のものであっても問題でない。前記移動床（
１）は、矢、部方向に移動し、この移動床（１）の上流
側の上方には、処理しようとする金属粉末を移動床（１
）Ｋ供給するための供給ホッパー（２）を設けている。

前記供給ホッパー（りは、その下部より常に一定割合で
粉末を切出すようになっている。さらに、供給ホッパー
（りの下流側には、脱炭室（３）、冷却室（４）が順次
配設してあり、前記脱炭室（３）の天井部、及び底部に
は加熱器を有し、金属粉末を５５０ｔ〜１２００℃゛に
加熱するよう構成している。

また、脱炭室（３）には、脱炭性ガスを室内に供給する
ための脱炭性ガス供給系（ｓ）が、冷却室（４）には、
非酸化性ガスを室内に供給するだめの非酸化性ガス供給
系（２）が接続されている。前記脱炭性ガス供給系（５
）は、集塵機（６）、ガス成分調整器（７）を脱炭室（
３）のガス排出側より順次配設された微積系を構成し、
集塵機（６）は、脱炭室（３）から排出されゐ脱炭性ガ
ス中に混入した微粒の金ｇ扮末を回収す′るためのもの
であり、また、ガス成分調整器（？）は、金属粉末の脱
炭中に増加する脱炭性ガス中のＣＯ酸成分除去調整する
本のであって、脱炭性ガスＯ脱炭性を高位に維持するも
のである。

すなわち、脱炭室（３）よね排出される脱炭性ガス中の
多量の００成分は、ガス成分調整器（７）において、ま
ず００１に変成された後、００ｓ　　吸収剤と接触して
除去されるので、ガス成分調整器（ｎを通過したガスは
００成分が脱炭反応を阻害しない程度に低くな抄、再び
脱炭性ガスとして使用が可能となる。なお、ＣＯ成分量
は、００濃度計によって確認管理される。

さらに、この脱炭性ガス供給系（６）には、集塵機（６
）の手前にパルプ（９）を設け、脱炭室（３）からの排
出ガス量を調節し、ガス成分訓整器（７）の後方にプロ
ワ−（８）を設け、このゾロワー（８）によって、脱炭
室（３）にガスを供給して循環するようにしている。な
お、（転）は、脱炭性ガス補給系であって、脱炭性ガス
の不足時に核ガスを補給するようにしている。

非酸化性ガス供給系岨り冷却室（４）に連通されており
、前記冷却室（４）の終端部より冷めたい非酸化性ガス
を供給し、冷却室（４）の始端部（脱炭室ｇ４）より金
属粉末との熱交換により高温になった前記非酸化性ガス
を排出し、この系（ロ）内の熱交換器（６）により冷却
されて、再びプロワ−（至）によりこの冷めたい非酸化
性ガスを冷却室（４）の終端部に供給する循環系を構成
している。なお、α◆は、冷却室（４）からの排出ガス
量を調整するためのパルプであり、（２）は、非酸化性
ガスの漏風量を補うための補給系である。

以上のような脱炭性ガス供給系（５）、非酸化性ガス供
給系Ｑｌ）において、脱炭性ガスとして、Ｈｌｏ、ＨＢ
Ｎｍの組成のもの、Ｈｌｏ、Ｈｌの組成のもの、ｃｏ、
、ｃｏの組成のもの等、ｎ、ｏ、ｏｏ、を含有するガス
を使用する場合は、冷却室（４）の室内圧を脱炭室（３
）の室内圧より高く保つ必要があり、冷却室（４）、脱
炭室（３）のそれぞれに圧力計を新たに配設し、室内圧
力調整を施すような構成にするとよい。

また本発明においては、第２図に示すような装置の構成
をとることもできる。

すなわち第２図は脱炭室０）の上流側に脱炭性ガス供給
系（５）を接続して脱炭性ガ・スを供給し、冷却室（４
）の下流側に非酸化性ガス供給系（ロ）を接続して非酸
化性ガスを供給する。（９−１）（９−２）はガスの流
量を調整するパルプである。脱炭室（３）と冷却室（４
）の境界には、雰囲気ガスが炉外へ流出できるような中
空構造のガス流出壁（２）が設けてあり、脱炭室（３）
へ供給された脱炭性ガスと冷却室（４）へ供給された非
酸化性ガスがこのガス流出壁曽の内部を通って炉外へ排
出され、排ガス燃焼装置切によって溶焼するようになっ
ている。前記ガス流出壁曽を設けであるのは、脱炭室（
３）の脱炭性ガスがＨｍｏ、　ＣＯＩなどの酸化性ガス
を含んでいる場合に、該ガスが冷却室（４）に混入して
金属粉末の再酸化が生ずるのを防ぐためである。ガス流
出壁ａユの内部には仕切板（１６−１）を設けて隣接す
る室の雰囲気ガスの混入をより完全に防止することが望
ましい。また、隣接する室のそれぞれの雰囲気ガスの圧
力が大気圧よ抄も高ければ、室内の雰囲気ガスはガス流
出壁曽を通って炉外へ排出されるが、隔壁によるガスの
混入防止効果を高めるために、排ガス燃焼装置輔とガス
流出壁曽との間にブロアー（旬を設けて、強制的に各室
内の雰囲気ガスをガス流出壁内部を通って吸引すること
が好ましい。またその場合２、ブロアー（畠）とガス流
出壁との間にパルプ（９−３）を設けて流出するガスの
量を適度に調節することが必要である。

以上の第２図の装置においては、非酸化性ガスおよび脱
炭性ガスの排出ガスを燃焼廃棄しているが、これらの排
出ガスを循環系内に入れて、反応に有害なガス成分を除
去して、循環再使用することは可能である。

以下、この発明の実施例について説明する。

〔実施例１〕 油アトマイズ後脱油して得た第１表に示す組成、粒度分
布を有するＮ１−Ｍｏ−０ｕ系の合金鋼粉末を第１図に
示す装置により脱炭処理を行なった。その際の処理条件
を第２表に、を九その処理結果を第３表に示す。

第１表 第３表 第３表より明らかなごとく、合金粉末中の酸素含有量を
初期の低位の値に保ち、炭素含有量を０．５６ｗｔ　ｆ
ｌ　より０４）ｌｖｔｌ　ｔで十分脱炭し得ることがで
きた。

〔実施例２〕 油アトマイズ後脱油して得た第４表に示す組成、粒度分
布を有するＦ＠−Ｎｌ−’Ｏｏ系の合金粉末を、実施例
１と同様第１図に示す装置により脱炭処理を行なった。

その際のＪ６ｍ条件を第５表に１またその処理結果を第
６表に示す。

第４表 本実施例においても、第６表より明らかなごとく、合金
粉末中の酸素含有量を初期の低位の値に保ち、炭素含有
量を０．５５　ｗｔ−より０．０２ｗｔ−まで十分脱炭
し得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様を示す縦断側面図、第２
図は本発明の他の実施態様を示す縦断側面図である。 １−１・・・ホイール、１−２・・・ベルト、１・・・
移動床、２・・・供給ホッパー、３・・・脱炭室、４・
・・冷却室、５・・・脱炭性ガス供給系、６・・・集應
機、７・・・ガス成分調整器、８・・・プロワ−１９・
・・バルブ、１０・・・脱炭性ガス補給系、１１・・・
非酸化性ガス供給系、１２・・・熱交換器、１３・・・
ブロワ−１１４・・・パルプ、１５・・・非酸化性ガス
補給系、１６・・・ガス流出壁、・１７・・・排ガス燃
焼装置 自発手続ネ市正書 昭和５７年７月２日 特許庁長官　若　杉　　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５６年　特許願　第　１１６６１９　　号２、発明
の名称 金属粉末の処理方法およびその装置。 ３、補正をする者 事例との関係　　　　出願人 代表者　熊　谷　負　文 １、　本願明細書第９頁第２０行「・・・構成している
。」の次に、「なお、移動床としては、図示したベルト
式のものでなく、ブツシャー中ローラー上でトレイを連
続的に移動させる形式のものもある。」を挿入する。 ２、　同明細書第１４頁の第２表中の脱炭室圧力ｒｏ、
００４Ｇｋｆ／／Ｗ＃」をｒ　Ｏ，ＯＯ０４Ｇ１ｗｆ／
ｓｆＪと、同じく第１６頁の第６表中の脱炭室圧力ｒ　
００００！！Ｇ１ｗ／ａｊ　Ｊを「０．０００２Ｇｋｌ
ｆ、に−」とそれぞれ補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　油アトマイズ法により得たＮ　ｉ　＠　Ｍｅ
   　＠　Ｏｕ　＠　Ｏｏ　＊Ｆ＠、Ｐ、Ｗ等の元素の１種
   以上を主成分とする金属粉末を移動床上に供給し、前記
   移動床上の金属粉末を脱炭性ガス雰囲気を保った脱炭工
   程内で５５０℃〜１２００’ＣＫ加熱し、次いで非酸化
   性ガス雰囲気を保った冷却工程内で冷却すゐことを特徴
   とする金属粉末の処理方法。 （り　　油アトマイズ法により得たＮｌ、Ｍｏ、Ｏｕ、
   Ｏｏ。 Ｆ・、Ｐ、Ｗ　勢の元素の１種以上を主成分とする金属
   粉末を移動床上に供給し、前記移動床上の金属粉末を脱
   炭性ガス雰囲気を保った脱炭工程内で５５０℃〜１２０
   ０℃に加熱し、次いで非酸化性ガス雰、囲気を保った冷
   却工穏内で冷却するとともに、前記脱炭性ガス中に混入
   した脱炭反応阻害成分を除去しながら、該ガスを微積使
   用する仁とをｌｒｆｇＬとする金属粉末の処理方法。 （３）　　両端にホイール゛を備えエンドレスに移動す
   る移動床と、前記移動床の上流側の上方に金属粉末を移
   動床に供給する供給装置と、前記供給装置の下流側に設
   は脱炭性ガス供給系に接続した脱炭室と、前記脱炭室の
   下流側に毀は非酸化性ガス供給系に接続した冷却室とか
   ら構成したことを特徴とする金属粉末の処理装置。 ′（４）　　前記脱炭性ガス供給系は、脱炭性ガスを循
   の範囲第３項記載の金属粉末の処理装置。 （５）前記脱炭室と前記冷却室の境林に１脱炭室のガス
   が冷却室に混入することを防ぐ中空構造のガス流出壁を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第３項、第４項
   記載の金属粉末の処理装置。