JPS5849603B2 - 金属粉末の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末冶金等の原料となる金属粉末を製造する水
噴霧式の金属粉末の製造方法の改良に関する。

従来、この種の方法として、溶湯を所定落下距離に亘り
連続的に落下させながら、周囲部から高圧水を所定の交
差角度で前記溶湯の落下線上に噴射し、かつ溶湯と高圧
水との流圧によって気体を導入して溶湯を粉化すること
が知られている。

第１図を参照して具体的に説明すると、所定高さに設置
したタンディッシュ１の底部の孔から溶湯２をタンク３
内に落下させ、この落下する溶湯２を囲む配置でタンク
３上部に円環状に、又は一方向で対向する形状に、複数
個、間隔的に、又は連続した長形単一形状として取付け
たノズル４から、高圧水５を、タンク３中の溶湯２の落
下線上の一点つまり焦点Ｐで合致させるように、即ち断
面略摺鉢状に噴射させる。

そして、これによって溶湯２と高圧水５との衝突する部
位の内側空間に生じる負圧で溶湯２に沿わせて適当な気
体例えば空気、Ｎ２、Ａｒ，ＣＯ２ガス等６を導入し、
それによって発生する金属粉末７をタンク３内に収容し
た冷却液、例えば水８内に浸積させるようにするもので
ある。

なお、タンク３の底部に溜った金属粉末７は図示しない
スラリーポンプ等でサイクロンなどに移し、脱水、乾燥
後に還元、焼鈍等の処理を施し、しかる後、粉砕工程を
経て所望の粉末製品に仕上げるようにする。

ところで、このような水噴霧式の金属粉末の製造方法で
製造した粉末製品にあっては、一般に粒度、見掛密度等
のばらつきが大きい難点があった。

発明者らはこの点に着目し、噴霧状況の詳細な観察、検
討を行ない、粒度、見掛密度等のばらつきの発生原因を
見出したものである。

即ち、従来の方法によると、気体６の導入方法又は温度
条件等に関し格別の考慮が払われていないことから、こ
の気体６が落下する溶湯２の周囲部において乱流状態と
なってその溶湯２の真直な落下を阻害し、粉化点Ｐが設
定した点から外れること、また、この乱流により、溶湯
が粉化点Ｐの上部で水と接触する前に粉化することなど
にあると考えられる。

また、従来の方法によると、溶湯がノズル４の内壁に付
着し、極端な場合は閉塞に至って噴霧不可能な状態に陥
り、安全性、保全性等で大きな問題になることがあった
が、これも気体６の乱流に起因していると考えられる。

本発明はこれらの諸点に着目してなされたもので、導入
する気体の整流化を図ることにより、金属粉末製品の品
質向上が図れ、かつ安全性、保全性等が向上できる金属
粉末の製造方法を提供することを目的とする。

そして、このような目的を達成する本発明の特徴は、落
下する溶湯の周囲部に沿って導入する気体をその溶湯の
落下線に沿う層流状態に維持し、これによって溶湯を真
直に落下させ、高圧水と合致する焦点を設定値通りに安
定させて粉末粒度、見掛密度の均一化を図ると共に、ノ
ズルへの付着防止を図るものである。

以下、本発明の第１の実施例を第２図及び第３図を参照
して説明する。

なお、溶湯２の落下及び高圧水５の噴射方法は従来の方
法と変らないので図面の該当個所に第１図と同一符号を
付してその説明を省略する。

溶湯２として溶融鉄を適用し、導入気体６としてＮ２ガ
スを適用し、噴射する高圧水５の圧力を１ ０ ０ ｋ
ｇ／ｃｄに設定する。

〈 この気体６を溶湯２の落下部と高圧水５の噴射ノズル４
との間に配置した整流器９によって、溶湯２の落下線に
沿う、つまり真直な層流状態に維持するようにする。

整流器９はリング状断面をなす複数層に仕切形成された
互に平行な管路９Ａからなり、出口部を中心側から外周
側に次第に長くしたものである。

このようにして導入気体６を層流状態に維持することを
レイノルズ数（Ｒｅ＝ｖｄ／ν）の点から考察すると次
のようになる。

〔なお■：流体速度（ｍ／ｓｅｅ）、ｄ：流体挿通用円
管の内径（燗、ν：流体の動粘性係数（ ｍ／ｓｅｅ）
） 即ち、気体６を層流状態に維持するにはＲｅ５０，００
０以下にする必要がある。

前記整流器９によって流体挿通用円管内径ｄを小さくす
ることにより、Ｒｅ＝１１，０００にした。

これによって気体６０層流状態が維持され、粉化点Ｐを
設定位置に合致できるようになった。

本実施例による噴霧、乾燥後の鉄粉特性及び還元、粉砕
後の鉄粉特性を従来方法との比較において調べたところ
下記表の結果を得た。

第１表より、従来方法に比べて、例えば噴霧、乾燥後の
粒度分布は−３５０メッシュで標準偏差が１／２、また
見掛密度、流動度にいたっては標準偏差が１／３程度に
減少した。

これによって、本発明方法は品質の安定化が図れること
がわかる。

また、第２表により、還元、粉砕後の特性も安定してい
ることが観察できる。

さらに、本発明方法によると、水噴射用ノズル４の内壁
への溶湯付着もなくなり、噴霧作業が安全に行なえるよ
うになり、それと共に保全費用も大幅に低減できるよう
になった。

次に本発明の第２の実施例を説明する。

この第２の実施例は導入する気体を高粘性化する方法で
ある。

即ち、一般に気体は温度上昇につれて動粘性係数νが増
加することが知られている。

；鉢実施例では気体として３００℃に予熱した空気を用
い、これによって動粘性係数ν＝０．４９．５ｘ１ ０
’ ｍ”／ｓｅｅにしてレイノル数Ｒｅ＝４９，０
００のもとで実施した。

なお、溶融鉄を用いること及び噴射水圧条件等は第１の
実施例と同様である。

従来の一般的な条件である気温２０℃、ν＝０．１５６
Ｘ １ ０ ’ ｍｊ／ｓｅｃ， ’Ｒｅ＝１ ５ ７
，０ ０ ０との比較において第１の実施例と同様の試
験を行なったところ、下記表の結果を得た。

これらの表から、本実施例の方法のものは見掛密度、流
動度及び粒度及び粒度分布のいずれについても従来方法
に比べて、ばらつきの少ないことが明らかになった。

また、本実施例の場合も第１の実施例と同様に溶湯のノ
ズル内壁への付着が防止できて噴霧作業の安全化が図れ
ると共に、保全費用の低減化が図れるようになった。

なお、以上の各実施例では鉄粉製造について述べたが、
本発明はその他の金属、例えば合金鋼粉、銅粉等の製造
についても広く適用できることは勿論である。

本発明は以上の実施例で説明したように、溶湯の落下線
に沿って導入される気体を層流状態に維持することによ
り、特性の安定した金属粉末の製造が可能となり、かつ
ノズル内壁への溶湯付着を防止して噴霧作業の安全性確
保及び装置保全性が図れるようになり、所期の目的が達
成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法を実施する装置を示す概略図、第２
図及び第３図は本発明の方法を実施する装置の一例を示
すもので、第２図は装置全体を示す概略図、第３図は第
２図の■−■線断面図である。 ２・・・・・・溶湯、５・・・・・・高圧水、６・・・
・・・気体、７・・・・・・金属粉末。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶湯な所定落下距離に亘り連続的に落下させながら
   、周囲部から高圧水を所定の交差角度で前記溶湯の落下
   線上に噴射し、かつ溶湯と高圧水との流圧によって気体
   を導入して溶湯を粉化させる金属粉末の製造方法におい
   て、前記導入する気体を溶湯の落下線に沿う層流状態に
   維持することを特徴とする金属粉末の製造方法。 ２ 導入する気体を溶湯落下部と高圧水噴射用ノズル部
   との間に配置した整流器によって層流状態に維持するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金属粉末
   の製造方法。 ３ 導入する気体を高粘性化することによって層流状態
   に維持することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の金属粉末の製造方法。