JP2003113406A - Gas atomization nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、金属の溶湯流に
高圧のガスを噴射して粉末化するガスアトマイズ法に用
いるガスアトマイズノズルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas atomizing nozzle used in a gas atomizing method in which a high-pressure gas is injected into a molten metal stream to be powdered.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属の溶湯流に噴射ノズルから不活性ガ
スなどの高圧ガスを噴射し、急冷微細化して金属粉末を
得るガスアトマイズ法においては、溶湯ノズルとガスノ
ズルとを接近配置したコンファインド型のガスアトマイ
ズノズルが多く使用されており、図７にその一例を略示
する。図中、７２は溶湯ノズル、７３はガスノズルで、
溶湯ノズル７２の外周側に斜め下方に向って開口する環
状のノズル孔７４を有し、７５はガスジャケット７６内
に設けた環状のガス供給室であり、ノズル孔７４はこの
ガス供給室７５に連設されている。そしてノズル孔７４
の下端は、溶湯ノズル７２の下端と上下同位置にある。2. Description of the Related Art In a gas atomizing method in which a high-pressure gas such as an inert gas is injected from a spray nozzle into a molten metal stream to obtain a metal powder by quenching and refining, a molten metal nozzle and a gas nozzle are placed close to each other. Many gas atomizing nozzles are used, and an example thereof is schematically shown in FIG. 7. In the figure, 72 is a molten metal nozzle, 73 is a gas nozzle,
An annular nozzle hole 74 that opens obliquely downward is provided on the outer peripheral side of the molten metal nozzle 72, and 75 is an annular gas supply chamber provided in the gas jacket 76. The nozzle hole 74 is located in this gas supply chamber 75. It is lined up. And the nozzle hole 74
The lower end of is located at the same position as the lower end of the molten metal nozzle 72.
【０００３】上記のガスアトマイズノズル７１において
は、溶湯ノズル７２の上方に位置する図示しない溶解炉
において溶解された金属の溶湯を、溶湯ノズル７２より
溶湯流７８として流下させるとともに、ガス供給管７７
によりガス供給室７５へ供給した高圧ガスをノズル孔７
４から上記溶湯流に噴射する。このノズル孔７４から噴
射した高圧ガスは、溶湯流７８の中心線上に頂点を有す
る上下逆向きの円錐面状のガスジェットを形成し、溶湯
流に衝突して溶湯を微細粒化するのであるが、より微細
な金属粉末を製造するために噴射ガス流量を増加させる
と、溶湯ノズル７２の下方で噴射ガス同士が高速で衝突
し合ってその一部が上向きに流れて溶融金属を吹き上
げ、溶湯ノズル７２がその下端面部に付着堆積した金属
粉により閉塞される閉塞事故が発生しやすい。In the gas atomizing nozzle 71, the molten metal of a metal melted in a melting furnace (not shown) located above the molten metal nozzle 72 is caused to flow down from the molten metal nozzle 72 as a molten metal flow 78, and a gas supply pipe 77 is also provided.
The high pressure gas supplied to the gas supply chamber 75 by the nozzle hole 7
4 is injected into the molten metal flow. The high-pressure gas injected from the nozzle hole 74 forms a conical gas jet having an apex on the center line of the molten metal flow 78 and facing up and down, and collides with the molten metal flow to atomize the molten metal. When the flow rate of the injection gas is increased in order to produce finer metal powder, the injection gases collide with each other at a high speed below the molten metal nozzle 72 and a part of them flow upward to blow up the molten metal. A clogging accident in which 72 is clogged by the metal powder adhered and deposited on the lower end surface thereof is likely to occur.
【０００４】そこでこれを防ぐために出願人が提案した
特開２００１ー１３１６１３号公報記載のガスアトマイ
ズノズルは、図８に略示するようにガスノズル７３の下
端を溶湯ノズル７２の下端よりも上方に位置させ、ノズ
ル孔７４の内周側の内面７４ａの延長線Ｐが溶湯ノズル
７２の外周面に突当る構成として、ノズル孔７４からの
噴射ガス流Ｓの一部を溶湯ノズル７２の外周面部に干渉
させるものであり、これによってノズル孔７４の内周側
から噴射された噴射ガスは下向きの流れに誘導案内さ
れ、ガス流の衝突による上向きのガス流の形成およびこ
のガス流による溶融金属の吹上げが抑制され、溶湯ノズ
ルの閉塞は効果的に防止される。In order to prevent this, the gas atomizing nozzle disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-131613 proposed by the applicant is such that the lower end of the gas nozzle 73 is located above the lower end of the molten metal nozzle 72 as schematically shown in FIG. The extension line P of the inner surface 74a on the inner peripheral side of the nozzle hole 74 abuts on the outer peripheral surface of the molten metal nozzle 72 so that a part of the injection gas flow S from the nozzle hole 74 interferes with the outer peripheral surface portion of the molten metal nozzle 72. As a result, the injection gas injected from the inner peripheral side of the nozzle hole 74 is guided and guided in a downward flow, and the upward gas flow is formed due to the collision of the gas flow and the molten metal is blown up by the gas flow. It is suppressed and the clogging of the molten metal nozzle is effectively prevented.
【０００５】ところで上記の溶湯を得るために金属を溶
解する溶解炉として、コールドクルーシブル溶解炉を用
いると、るつぼ内壁面部から溶湯への不純物移行がなく
高純度の溶湯、従って高純度の金属粉末を得ることがで
きるという長所を有するものであるが、このコールドク
ルーシブル溶解炉に組合わせて用いる場合、上記図８の
ガスアトマイズノズル８１においても、溶湯ノズル７２
の閉塞が生じることが判明した。When a cold crucible melting furnace is used as a melting furnace for melting metal to obtain the above-mentioned molten metal, a high-purity molten metal, that is, a high-purity metal powder, is obtained without migration of impurities from the inner wall surface of the crucible to the molten metal. Although it has an advantage that it can be obtained, when it is used in combination with this cold crucible melting furnace, the molten metal nozzle 72 is also used in the gas atomizing nozzle 81 of FIG.
Was found to occur.
【０００６】これは同図に矢印で示すように、噴射ガス
と溶湯ノズル下端部との干渉により溶湯ノズル７２の下
端面に沿って微小ガス循環流Ｒが生じ、これに伴って微
粒化溶湯が上記下端面上に付着し、水冷構造のため溶湯
温度を充分高温にできないコールドクルーシブル溶解炉
の場合には、上記微粒化溶湯が凝固堆積して溶湯ノズル
７２を閉塞させるためと思われる。なお溶湯温度を充分
高くできる通常の耐火物るつぼ溶解の場合は、微小ガス
循環流Ｒが発生しても上記の微粒化溶湯の凝固およびこ
れに伴う溶湯ノズルの閉塞は発生せず、良好なガスアト
マイズ作用が得られるのである。As shown by the arrow in the figure, this is because a fine gas circulating flow R is generated along the lower end surface of the molten metal nozzle 72 due to the interference between the jet gas and the lower end portion of the molten metal nozzle, and the atomized molten metal is generated accordingly. In the case of a cold crucible melting furnace that adheres to the lower end surface and cannot keep the temperature of the molten metal sufficiently high due to the water cooling structure, it is considered that the atomized molten metal solidifies and deposits to block the molten metal nozzle 72. In the case of melting a normal refractory crucible capable of sufficiently raising the temperature of the molten metal, even if the minute gas circulation flow R is generated, the above-mentioned solidification of the atomized molten metal and the clogging of the molten metal nozzle due to the solidification of the atomized molten metal do not occur. The action is obtained.
【０００７】これに対して上記のコールドクルーシブル
溶解炉のほか、耐火物るつぼ溶解の場合でも、溶湯への
不純物の溶解を避けたい場合や、融点の高い金属材料を
るつぼ耐火物の耐熱性限界のため上記融点に近い温度で
溶解させる場合なども、溶湯の温度は充分高くすること
ができず、上記のような微小ガス循環流Ｒによる溶湯ノ
ズル７２の閉塞事故が発生することがある。On the other hand, in addition to the cold crucible melting furnace described above, even when melting the refractory crucible, it is necessary to avoid melting of impurities in the molten metal, or a metal material having a high melting point is used as the heat resistance limit of the crucible refractory. Therefore, even when melting is performed at a temperature close to the melting point, the temperature of the molten metal cannot be raised sufficiently, and the molten gas nozzle 72 may be clogged by the minute gas circulating flow R as described above.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の問題
点にかんがみてなされたもので、噴射ガスによる溶融金
属の吹上げおよび微小ガス循環流を共に抑制して溶湯ノ
ズルの閉塞を防止できるガスアトマイズノズルを提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above problems, and it is a gas atomizer capable of preventing the molten metal nozzle from being blown up by a jet gas and a minute gas circulating flow to prevent clogging of a molten metal nozzle. It is intended to provide a nozzle.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のガスアトマイズノズルは、溶湯ノズ
ルから流下する溶湯流に高圧ガスを噴射して金属粉末と
するガスアトマイズノズルにおいて、前記溶湯ノズルの
下部外周面部を包囲し下向きにガスを噴出する環状のガ
ス噴出口を設け、このガス噴出口の外周側に、環状のガ
ス供給室に連設され前記溶湯流に前記高圧ガスを噴射す
る環状のノズル孔を設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the gas atomizing nozzle according to claim 1 is a gas atomizing nozzle in which a high-pressure gas is injected into a molten metal stream flowing down from the molten metal nozzle to produce a metal powder. An annular gas ejection port that surrounds the lower outer peripheral surface of the nozzle and ejects gas downward is provided. On the outer peripheral side of this gas ejection port, the high pressure gas is ejected to the molten metal stream, which is connected to the annular gas supply chamber. An annular nozzle hole is provided.
【００１０】請求項１の手段によれば、環状のガス噴出
口から噴出したガスは、溶湯ノズルの下部外周面に沿っ
て下向きに流れ、溶湯ノズルの先端部形状やノズル孔と
溶湯ノズルの位置関係などによって、ノズル孔からの噴
射ガス流の一部が溶湯ノズルの下部外周面部に衝突する
場合はこの衝突を緩和して溶湯ノズル下端面部付近の微
小ガス循環流の発生を抑制し、また上記噴射ガス流が溶
湯ノズルに衝突しない場合は下向き流として溶湯ノズル
直下部に流入し、噴射ガス流同士の衝突による上向きの
ガス流の形成およびこのガス流による溶融金属の吹上げ
を抑制する。According to the means of claim 1, the gas ejected from the annular gas ejection port flows downward along the outer peripheral surface of the lower portion of the molten metal nozzle, and the shape of the tip of the molten metal nozzle and the positions of the nozzle hole and the molten metal nozzle are located. Due to the relationship, when a part of the jet gas flow from the nozzle hole collides with the lower outer peripheral surface of the molten metal nozzle, this collision is mitigated to suppress the generation of a minute gas circulating flow near the lower end surface of the molten metal nozzle. When the jet gas flow does not collide with the molten metal nozzle, it flows into the portion directly below the molten metal nozzle as a downward flow to suppress the formation of upward gas flow due to the collision of the jetted gas flows and the blowing up of the molten metal by this gas flow.
【００１１】また請求項２記載のガスアトマイズノズル
は、請求項１記載のガスアトマイズノズルにおいて、前
記ガス噴出口が、高圧ガス供給源に接続されている構成
とした。A gas atomizing nozzle according to a second aspect is the gas atomizing nozzle according to the first aspect, wherein the gas ejection port is connected to a high-pressure gas supply source.
【００１２】この請求項２の手段によれば、高圧ガスの
流量調節などによりガス噴出口から噴出するガス量を、
微小ガス循環流の抑制あるいは溶湯ノズル直下部におけ
る上向きのガス流の抑制に最適な流量に設定することが
できる。According to the second aspect of the invention, the amount of gas ejected from the gas ejection port by adjusting the flow rate of the high pressure gas is
The flow rate can be set to an optimum value for suppressing the minute gas circulation flow or suppressing the upward gas flow just below the molten metal nozzle.
【００１３】また請求項３記載のガスアトマイズノズル
は、請求項１記載のガスアトマイズノズルにおいて、前
記ガス噴出口が、アトマイズチャンバに開口する吸気口
に、連通路を介して接続されており、前記ノズル孔から
の噴射ガスにより前記アトマイズチャンバ内のガスを前
記流通路を介して吸引して、前記ガス噴出口から噴出さ
せるようにした。A gas atomizing nozzle according to a third aspect is the gas atomizing nozzle according to the first aspect, wherein the gas ejection port is connected to an intake port opening to the atomizing chamber through a communication passage, and the nozzle hole is provided. The gas in the atomizing chamber is sucked through the flow passage by the jetting gas from and is jetted from the gas jet port.
【００１４】この請求項３の手段によれば、ガス噴出口
から噴出させるガスとして、アトマイズチャンバ内のガ
スを吸引して循環使用するので、高圧ガスの使用量は少
なくてすみ、高圧ガス供給装置の容量も小さくてすむ。According to the third aspect of the present invention, since the gas in the atomizing chamber is sucked and circulated and used as the gas to be ejected from the gas ejection port, the amount of the high pressure gas used can be small, and the high pressure gas supply device can be used. The capacity of can be small.
【００１５】またこの発明においては、環状のガス供給
室に高圧ガスを導入する導入口は、ガス導入方向を上記
環状のガス供給室の法線方向に向けて配設してもよい
が、請求項４記載の発明のように、前記環状のガス供給
室に高圧ガスを導入する導入口が、ガス導入方向を前記
環状のガス供給室の接線方向に向けて配設されている構
成とすれば、ガス供給室内には高圧ガスの旋回流が形成
され、ノズル孔から噴射されるガスは溶湯流の中心線上
の一点に集中せず分散して溶湯流に衝突するので、ガス
流同士の衝突による上向きのガス流の形成が緩和され、
このガス流による溶融金属の吹上げを良好に抑制するこ
とができる。Further, in the present invention, the introduction port for introducing the high-pressure gas into the annular gas supply chamber may be arranged so that the gas introduction direction is directed in the normal direction of the annular gas supply chamber. According to the invention of Item 4, if the introduction port for introducing the high-pressure gas into the annular gas supply chamber is arranged so that the gas introduction direction is oriented in the tangential direction of the annular gas supply chamber. , A swirling flow of high-pressure gas is formed in the gas supply chamber, and the gas injected from the nozzle holes is not concentrated at one point on the center line of the molten metal stream but is dispersed and collides with the molten metal stream. The formation of upward gas flow is mitigated,
The blowing up of the molten metal due to this gas flow can be suppressed well.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下図１〜図３に示す第１例によ
り、この発明の実施の形態を説明する。図中、１はコン
ファインド型のガスアトマイズノズルで、溶湯ノズル２
と、この溶湯ノズル２の中間部〜下部を包囲するガスノ
ズル３とから成る。溶湯ノズル２の上部は、全体の図示
を省略したコールドクルーシブル溶解炉の炉底を形成す
る黒鉛定盤４に取付けられている。またガスノズル３
は、後述のノズル孔２１の外周側の内面２１ｂ部を有す
る筒状体５と、同じくノズル孔２１の内周側の内面２１
ａ部および後述のガス噴出口１１の外周側の内面部を有
する下向きの突出部６ａをそなえた円板状体６とを、環
状体７を介して一体に結合して成り、図示を省略した締
結部材により黒鉛定盤４の下面側に取付けられている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to a first example shown in FIGS. In the figure, 1 is a confined type gas atomizing nozzle, and a molten metal nozzle 2
And a gas nozzle 3 surrounding the middle part to the lower part of the melt nozzle 2. The upper part of the molten metal nozzle 2 is attached to a graphite surface plate 4 forming the furnace bottom of a cold crucible melting furnace, which is not shown in the drawing. Also gas nozzle 3
Is a cylindrical body 5 having an inner surface 21b portion on the outer peripheral side of the nozzle hole 21, which will be described later, and an inner surface 21 on the inner peripheral side of the nozzle hole 21.
A disk-shaped body 6 having a downwardly projecting portion 6a having a portion a and an inner surface portion on the outer peripheral side of a gas ejection port 11 which will be described later is integrally coupled via an annular body 7, and illustration thereof is omitted. It is attached to the lower surface side of the graphite surface plate 4 by a fastening member.
【００１７】１１は、溶湯ノズル２の下部外周面部を包
囲する環状（隙間状）のガス噴出口で、その下端の開口
部から下向きにガスを噴出させるためのものである。１
２は、ガスノズル３が設置されているアトマイズチャン
バ１３に開口する吸気口であり、前記ガス噴出口１１は
この吸気口１２に、円板状体６に設けたテーパ穴１４ａ
と大径の凹穴状の中間室１４ｂ，および上下方向に延び
る通気孔１４ｃとから成る連通路１４を介して、接続さ
れている。Reference numeral 11 denotes an annular (gap-like) gas ejection port that surrounds the lower outer peripheral surface of the melt nozzle 2, and is for ejecting gas downward from the opening at the lower end thereof. 1
Reference numeral 2 denotes an intake port that opens into an atomizing chamber 13 in which the gas nozzle 3 is installed, and the gas ejection port 11 has a taper hole 14a provided in the disc-shaped body 6 at the intake port 12.
And a large-diameter recessed hole-shaped intermediate chamber 14b and a ventilation hole 14c extending in the up-and-down direction.
【００１８】また２１は、溶湯流に高圧ガスを噴射する
環状のノズル孔で、前記ガス噴出口１１の外周側に設け
てある。図２に示すように、このノズル孔２１の下端
は、溶湯ノズル２の下端よりも上方に位置し、ノズル孔
２１の内周側の内面２１ａの延長線Ｐが溶湯ノズル２の
外周面に突当る一方、外周側の内面２１ｂの延長線Ｑは
溶湯ノズル２の外周面に突当ることなく斜め下方に延び
るノズル形状を有している。なおノズル孔２１は、圧力
エネルギを効率よく速度エネルギに変換できる点で、図
のような末拡がり形のラバールノズルとするのが望まし
いが、平行スリット状などとすることもできる。Reference numeral 21 is an annular nozzle hole for injecting high-pressure gas into the molten metal stream, which is provided on the outer peripheral side of the gas ejection port 11. As shown in FIG. 2, the lower end of the nozzle hole 21 is located higher than the lower end of the molten metal nozzle 2, and an extension line P of the inner surface 21 a on the inner peripheral side of the nozzle hole 21 projects on the outer peripheral surface of the molten metal nozzle 2. On the other hand, the extension line Q of the inner surface 21b on the outer peripheral side has a nozzle shape that extends obliquely downward without hitting the outer peripheral surface of the molten metal nozzle 2. The nozzle hole 21 is preferably a laval nozzle having a flared shape as shown in the drawing, because pressure energy can be efficiently converted into velocity energy, but it may be parallel slits or the like.
【００１９】２２は、ノズル孔２１が連設されている環
状のガス供給室であり、このガス供給室２２に高圧ガス
を導入する導入口２３は、図３に示すようにガス導入方
向Ｔを環状のガス供給室２２の接線方向に向けて、配設
されており、その外側端部に形成した接続口２４は、図
示しないアルゴンなどの高圧ガス供給源に接続されてい
る。Reference numeral 22 denotes an annular gas supply chamber in which nozzle holes 21 are continuously provided, and an inlet 23 for introducing high-pressure gas into this gas supply chamber 22 has a gas introduction direction T as shown in FIG. The annular gas supply chamber 22 is arranged in a tangential direction, and the connection port 24 formed at the outer end of the annular gas supply chamber 22 is connected to a high-pressure gas supply source such as argon (not shown).
【００２０】上記構成のガスアトマイズノズル１を用い
て金属の溶湯を粉末化するには、溶湯ノズル２から溶湯
を流下させ、この流下する溶湯流に対して、ノズル孔２
１から高圧ガスを噴射する。このノズル孔２１からの噴
射ガス流Ｓは、その内周側の一部が溶湯ノズル２の下部
外周面部に衝突して下向きの流れとなるので、ノズル孔
の内周部分から噴射されたガス流同士の衝突による上向
きのガス流の形成が抑制され、このガス流による溶融金
属の吹上げが抑制される。In order to powder the molten metal by using the gas atomizing nozzle 1 having the above-described structure, the molten metal is made to flow down from the molten metal nozzle 2, and the nozzle hole 2 is made to the flowing molten metal flow.
Inject high-pressure gas from 1. A part of the inner peripheral side of the jet gas flow S from the nozzle hole 21 collides with the lower outer peripheral surface of the molten metal nozzle 2 and becomes a downward flow, so the gas flow injected from the inner peripheral part of the nozzle hole 21. The formation of an upward gas flow due to collisions between the two is suppressed, and blowing up of the molten metal due to this gas flow is suppressed.
【００２１】また上記のノズル孔２１からの高速のガス
噴射によって、これに隣接するガス噴出口１１の開口部
に吸引力が作用し、アトマイズチャンバ１３内のガス
が、吸気口１２から連通路１４を介して吸引されガス噴
出口１１から、下向きの筒状のガス流となって噴出す
る。このガス流は、溶湯ノズル２の外周面を包囲するエ
アカーテンとして、上記のノズル孔２１からの噴出ガス
が溶湯ノズル２の下部外周面部に衝突する衝突力を緩和
するので、これによって図８に示す微小ガス循環流Ｒの
発生が抑制される。Further, the high-speed gas injection from the nozzle hole 21 causes a suction force to act on the opening of the gas injection port 11 adjacent to the nozzle hole 21, whereby the gas in the atomizing chamber 13 passes from the intake port 12 to the communication passage 14. Is sucked in through the gas jet port 11 and is jetted as a downward cylindrical gas flow. This gas flow acts as an air curtain that surrounds the outer peripheral surface of the molten metal nozzle 2 to mitigate the collision force of the gas ejected from the nozzle holes 21 against the lower outer peripheral surface of the molten metal nozzle 2, and thus FIG. Generation of the minute gas circulation flow R shown is suppressed.
【００２２】このようにノズル孔２１からの噴射ガス流
の一部を溶湯ノズル２の下部外周部に衝突させることに
より、上向きのガス流の形成および溶融金属の吹上げが
抑制され、ガス噴出口１１からの噴出ガスにより微小ガ
ス循環流Ｒの発生が抑制されるので、コールドクルーシ
ブル溶解炉使用時やその他の溶湯温度を充分高温にでき
ない場合でも、溶湯ノズル２の閉塞事故を防止できるの
である。By thus colliding a part of the jet gas flow from the nozzle hole 21 with the outer peripheral portion of the lower portion of the molten metal nozzle 2, formation of an upward gas flow and blowing up of the molten metal are suppressed, and the gas jet outlet is formed. Since the generation of the minute gas circulation flow R is suppressed by the jet gas from 11, the clogging accident of the molten metal nozzle 2 can be prevented even when the cold crucible melting furnace is used or when the temperature of the molten metal cannot be made sufficiently high.
【００２３】またこの例では、ガス噴出口１１から噴出
するガスとして、ノズル孔２１からの噴射ガスの吸引力
によりアトマイズチャンバ１３内のガスを吸引して循環
使用するので、別に用意した高圧ガスを使用するのに比
べて、高圧ガスの使用量は少なくてすみ高圧ガス供給装
置の容量も小さくてすむので、経済的である。Further, in this example, as the gas ejected from the gas ejection port 11, the gas in the atomizing chamber 13 is sucked and circulated by the suction force of the jet gas from the nozzle hole 21, so that a separately prepared high pressure gas is used. Compared to using it, the amount of high-pressure gas used is small and the capacity of the high-pressure gas supply device can be small, which is economical.
【００２４】さらにこの例では、ガス供給室２２に導入
される高圧ガスは、ガス導入方向Ｔを接線方向に向けた
導入口２３から流入するので、ガス供給室２２内には高
圧ガスの旋回流が形成され、これによってノズル孔２１
から噴射されるガスは旋回流方向のベクトルを有し、溶
湯流の中心線上の一点に集中せずに分散して溶湯流に衝
突するので、ガス流同士の衝突による上向きのガス流の
形成およびこのガス流による溶融金属の吹上げがさらに
抑制されて、溶湯ノズル２の閉塞が一層確実に防止され
るとともに、溶湯の微細粒化も促進されるのである。Further, in this example, the high-pressure gas introduced into the gas supply chamber 22 flows in from the introduction port 23 having the gas introduction direction T directed tangentially, so that the high-pressure gas swirl flow into the gas supply chamber 22. Is formed, which results in the nozzle hole 21.
Since the gas injected from has a vector in the direction of the swirling flow and is not concentrated at one point on the center line of the molten metal stream but disperses and collides with the molten metal stream, formation of upward gas flow due to collision between gas streams and The blowing up of the molten metal due to this gas flow is further suppressed, the clogging of the molten metal nozzle 2 is prevented more reliably, and the atomization of the molten metal is promoted.
【００２５】次に図４に示す第２例により、この発明の
実施の形態を説明する。この例のガスアトマイズノズル
３１は、前記第１例に比べて、ガス噴出口１１へのガス
供給系統が異なるだけで、他の構成は第１例と同じであ
るので、図１〜図３と同一または相当部分には同一符号
を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する
ものとし、以下他の例においても同様とする。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to a second example shown in FIG. Compared with the first example, the gas atomizing nozzle 31 of this example is different from the first example only in the gas supply system to the gas ejection port 11, and the other configurations are the same as those in the first example, and thus are the same as those in FIGS. 1 to 3. Alternatively, the corresponding portions are shown with the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted. The same applies to other examples below.
【００２６】すなわちこの例においては、第１例におけ
る吸気口１２と通気孔１４ｃのかわりに、導入口２３と
中間室１４ｂを連通する給気路３２を設けてあり、ガス
供給室２２へ供給される高圧ガスの一部は、給気路３２
を経て中間室１４ｂへ流入し、テーパ穴１４ａを経てガ
ス噴出口１１から下向きに噴出する。That is, in this example, instead of the intake port 12 and the ventilation hole 14c in the first example, an air supply passage 32 that connects the introduction port 23 and the intermediate chamber 14b is provided and is supplied to the gas supply chamber 22. Part of the high pressure gas that is
And then flows into the intermediate chamber 14b, and then jets downward from the gas jet port 11 through the tapered hole 14a.
【００２７】この下向きに噴出するガス流により微小ガ
ス循環流Ｒの発生が抑制される点、およびノズル孔２１
からの噴射ガス流Ｓの一部が溶湯ノズル２の下部外周面
部に衝突して上向きのガス流の形成および溶融金属の吹
上げを抑制する点は、第１例と同じである。さらにこの
例では、高圧ガス供給源から供給された高圧ガスをガス
噴出口１１から噴出させるようにしたので、給気路３２
の口径の選定やこの給気路３２に設けた絞り抵抗の調節
などにより、ガス噴出口１１から噴出するガス量を、微
小ガス循環流Ｒの抑制に最適な値として、微小ガス循環
流Ｒをさらに確実に抑制することができるのである。The point where the generation of the minute gas circulation flow R is suppressed by this downwardly flowing gas flow, and the nozzle hole 21.
Similar to the first example, a part of the jetted gas flow S from No. 2 collides with the lower peripheral surface of the molten metal nozzle 2 to suppress the formation of an upward gas flow and the blowing up of the molten metal. Further, in this example, since the high pressure gas supplied from the high pressure gas supply source is ejected from the gas ejection port 11, the air supply passage 32 is provided.
The amount of gas ejected from the gas ejection port 11 is set to an optimum value for suppressing the micro gas circulation flow R by selecting the diameter of the micro gas circulation flow R and adjusting the throttling resistance provided in the air supply passage 32. Further, it can be surely suppressed.
【００２８】次に図５に示す第３例により、この発明の
実施の形態を説明する。この例のガスアトマイズノズル
４１は、前記第１例に比べて、溶湯ノズル２の下部を先
細状として、ノズル孔２１の内周側の内面２１ａの延長
線Ｐも溶湯ノズル２の外周面に突当らないようにした点
のみが異なるだけで、他の構成は第１例と同じである。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to a third example shown in FIG. In the gas atomizing nozzle 41 of this example, as compared with the first example, the lower portion of the molten metal nozzle 2 is tapered, and the extension line P of the inner surface 21a on the inner peripheral side of the nozzle hole 21 also abuts the outer peripheral surface of the molten metal nozzle 2. The other configuration is the same as that of the first example except that it is not provided.
【００２９】この例のガスアトマイズノズル４１におい
ては、ノズル孔２１からの噴射ガス流Ｓは、溶湯ノズル
２の外周面にほとんど衝突することがないので、図８に
おける微小ガス循環流Ｒはほとんど発生しない。そして
ガス噴出口１１から下向きに噴出するガス流は、噴射ガ
ス流Ｓと溶湯ノズル２の下端面とで包囲された円錐体状
の空間４２内に下向き流として流入して、ノズル孔２１
から噴射された噴射ガス同士の衝突による空間４２内の
上向きのガス流の形成を抑制し、この上向きのガス流に
よる溶融金属の吹上げを抑制する。In the gas atomizing nozzle 41 of this example, the injection gas flow S from the nozzle hole 21 hardly collides with the outer peripheral surface of the molten metal nozzle 2, so that the minute gas circulation flow R in FIG. 8 is hardly generated. . The gas flow ejected downward from the gas ejection port 11 flows as a downward flow into a conical space 42 surrounded by the ejection gas flow S and the lower end surface of the molten metal nozzle 2, and the nozzle hole 21
It suppresses the formation of an upward gas flow in the space 42 due to the collision of the jetted gases jetted from each other, and suppresses the blowing up of the molten metal by the upward gas flow.
【００３０】次に図６に示す第４例により、この発明の
実施の形態を説明する。この例のガスアトマイズノズル
５１は、前記第１例に比べて、溶湯ノズル２の下端を、
ノズル孔２１の下端と上下方向にほぼ同位置に位置させ
た点のみが異なるだけで、他の構成は第１例と同じであ
る。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to a fourth example shown in FIG. The gas atomizing nozzle 51 of this example has a lower end of the molten metal nozzle 2 as compared with the first example.
The other configuration is the same as that of the first example, except that it is located at substantially the same position in the vertical direction as the lower end of the nozzle hole 21.
【００３１】この例のガスアトマイズノズル５１におい
ては、ノズル孔２１からの噴射ガス流Ｓは溶湯ノズル２
の外周面に衝突することがないので、図８における微小
ガス循環流Ｒは発生しない。そしてガス噴出口１１から
下向きに噴出するガス流は、噴射ガス流Ｓと溶湯ノズル
２の下端面とで包囲された円錐体状の空間５２内に下向
き流と流入して、前記第３例と同様に空間５２内の上向
きのガス流の形成および溶融金属の吹上げを抑制するの
である。In the gas atomizing nozzle 51 of this example, the jet gas flow S from the nozzle hole 21 is the melt nozzle 2
Since it does not collide with the outer peripheral surface of, the minute gas circulating flow R in FIG. 8 is not generated. Then, the gas flow ejected downward from the gas ejection port 11 flows into the conical space 52 surrounded by the ejection gas flow S and the lower end surface of the molten metal nozzle 2 as the downward flow, and the third example Similarly, the formation of an upward gas flow in the space 52 and the blowing up of the molten metal are suppressed.
【００３２】上記第３例および第４例のように、溶湯ノ
ズル２の形状やノズル孔２１と溶湯ノズル２の位置関係
などから、微小ガス循環流Ｒが発生しない（あるいはほ
とんど発生しない）場合は、ガス噴出口１１からの噴出
ガスは、溶湯ノズル２の直下部における上向きのガス流
の形成と溶融金属の吹上げを抑制し、溶湯ノズル２の閉
塞事故を防止するのである。When the minute gas circulation flow R does not occur (or hardly occurs) due to the shape of the molten metal nozzle 2 and the positional relationship between the nozzle hole 21 and the molten metal nozzle 2 as in the third and fourth examples. The gas ejected from the gas ejection port 11 suppresses the formation of an upward gas flow immediately below the molten metal nozzle 2 and the blowing up of the molten metal, and prevents the molten metal nozzle 2 from being blocked.
【００３３】この発明は上記各例に限定されるものでは
なく、たとえば溶湯ノズル２やガスノズル３の具体的形
状や構造は、上記以外のものとしてもよい。また上記第
３例および第４例におけるガス噴出口１１からの噴出ガ
スとして、第２例と同様な高圧ガス供給源からの高圧ガ
スを使用してもよく、この場合はこの高圧ガスの流量を
調節することにより、ノズル孔２１からの噴射ガスの衝
突による上向きガス流の形成およびこのガス流による溶
融金属の吹上げを、さらに確実に抑制することができる
のである。The present invention is not limited to the above-mentioned examples, and the specific shapes and structures of the molten metal nozzle 2 and the gas nozzle 3 may be other than those described above. Further, as the gas ejected from the gas ejection port 11 in the third example and the fourth example, a high-pressure gas from a high-pressure gas supply source similar to that in the second example may be used. By adjusting, the formation of the upward gas flow due to the collision of the injection gas from the nozzle hole 21 and the blowing up of the molten metal due to this gas flow can be suppressed more reliably.
【００３４】[0034]
【実施例】前記第１例および第４例のガスアトマイズノ
ズルを用いて、ガス噴出口１１からの噴出ガス有無の各
場合について、下部条件のもとでＴｉ粉末の製造実験を
おこなった結果（１チャージ操業後の溶湯ノズル閉塞状
況）を、表１に示す。実施例１および比較例１（上記噴
出ガスなし）は前記第１例のガスアトマイズノズル１
を、実施例２および比較例２（上記噴出ガスなし）は前
記第４例のガスアトマイズノズル５１を、それぞれ用い
た。EXAMPLE Results of a Ti powder production experiment under the lower conditions using the gas atomizing nozzles of the first example and the fourth example with and without the gas ejected from the gas ejection port 11 (1 Table 1 shows the molten nozzle clogging after the charging operation. Example 1 and Comparative Example 1 (without the above-mentioned jet gas) are the gas atomizing nozzle 1 of the first example.
In Example 2 and Comparative Example 2 (without the above jet gas), the gas atomizing nozzle 51 of the fourth example was used.
【００３５】［条件］
○溶湯ノズル２の外径＝１５mm
○高圧ガス：Ａｒガス。使用流量＝２０Ｎｍ３／分
○ノズル孔２１からの噴射ガス流と溶湯ノズル２の干渉
長さ（図２における距離Ｌ）＝５mm
○溶湯温度＝１７５０℃
○１チャージ操業時間＝５分[Conditions] ○ Outer diameter of molten metal nozzle 2 = 15 mm ○ High pressure gas: Ar gas. Flow rate used = 20 Nm 3 / min ○ Interference length between the injection gas flow from the nozzle hole 21 and the molten metal nozzle 2 (distance L in Fig. 2) = 5 mm ○ Melt temperature = 1750 ° C ○ 1 charge operating time = 5 minutes
【００３６】[0036]
【表１】 [Table 1]
【００３７】表１の結果から、従来法に相当する比較例
１，２に対し、この発明によれば溶湯ノズル閉塞防止効
果が大であることが判る。From the results shown in Table 1, it can be seen that the present invention has a greater effect of preventing clogging of the molten metal nozzle as compared with Comparative Examples 1 and 2 corresponding to the conventional method.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
溶湯ノズルの先端部形状やノズル孔と溶湯ノズルの位置
関係などに応じて、環状のガス噴出口から噴出するガス
により、溶湯ノズル下端面部付近の微小ガス循環流、お
よび噴射ガス流同士の衝突による上向きのガス流の形成
とこれに伴う溶融金属の吹上げを、それぞれ抑制でき、
コールドクルーシブル溶解炉使用時などの溶湯温度を充
分高温にできない場合でも、溶湯ノズルの閉塞を防止で
きる。As described above, according to the present invention,
Depending on the tip shape of the molten metal nozzle and the positional relationship between the nozzle hole and the molten metal nozzle, the gas ejected from the annular gas ejection port causes minute gas circulation flow near the lower end surface of the molten metal nozzle and collision between the jetted gas flows. It is possible to suppress the formation of upward gas flow and the accompanying blow up of molten metal,
Even when the temperature of the molten metal cannot be made sufficiently high such as when using a cold crucible melting furnace, it is possible to prevent clogging of the molten metal nozzle.
【００３９】また上記の効果に加えて、請求項２記載の
発明によれば、ガス噴射口から噴出するガス量を、微小
ガス循環流の抑制あるいは溶湯ノズル直下部における上
向きのガス流の抑制に最適な流量に設定することがで
き、確実に上記各抑制作用を得ることができる。In addition to the above effects, according to the second aspect of the invention, the amount of gas ejected from the gas injection port is controlled to suppress the minute gas circulation flow or the upward gas flow directly below the molten metal nozzle. The flow rate can be set to an optimum value, and the above suppressing effects can be reliably obtained.
【００４０】また上記の効果に加えて、請求項３記載の
発明によれば、ガス噴出口から噴出させるガスとして、
アトマイズチャンバ内のガスを吸引して循環使用するの
で、高圧ガスの使用量は少なくてすみ、高圧ガス供給装
置の容量も小さくてすみ、経済的である。In addition to the above effects, according to the invention of claim 3, as the gas ejected from the gas ejection port,
Since the gas in the atomizing chamber is sucked and circulated and used, the amount of high-pressure gas used is small, and the capacity of the high-pressure gas supply device is also small, which is economical.
【００４１】また上記の効果に加えて、請求項４記載の
発明によれば、ガス供給室内で旋回流を形成する高圧ガ
スのノズル孔からの噴射により、ガス流同士の衝突によ
る上向きのガス流の形成およびこの上向きガス流による
溶融金属の吹上げを、さらに良好に抑制することができ
る。In addition to the above effects, according to the invention of claim 4, the high-pressure gas forming a swirling flow in the gas supply chamber is jetted from the nozzle hole, and the upward gas flow due to the collision of the gas flows. And the blowing up of the molten metal due to this upward gas flow can be suppressed even better.
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示すガスアト
マイズノズルの縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a gas atomizing nozzle showing a first example of an embodiment of the present invention.
【図２】図１における溶湯ノズル近傍部の拡大縦断面図
である。2 is an enlarged vertical cross-sectional view of the vicinity of the molten metal nozzle in FIG.
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図４】この発明の実施の形態の第２例を示すガスアト
マイズノズルの縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view of a gas atomizing nozzle showing a second example of the embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施の形態の第３例を示す図２相当
図である。FIG. 5 is a view, corresponding to FIG. 2, showing a third example of the embodiment of the present invention.
【図６】この発明の実施の形態の第４例を示す図２相当
図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2, showing a fourth example of the embodiment of the present invention.
【図７】従来のガスアトマイズノズルの一例を示す略示
縦断面図である。FIG. 7 is a schematic vertical sectional view showing an example of a conventional gas atomizing nozzle.
【図８】従来のガスアトマイズノズルの他の例を示す略
示縦断面図である。FIG. 8 is a schematic vertical sectional view showing another example of a conventional gas atomizing nozzle.
１…ガスアトマイズノズル、２…溶湯ノズル、３…ガス
ノズル、１１…ガス噴出口、１２…吸気口、１３…アト
マイズチャンバ、１４…連通路、２１…ノズル孔、２２
…ガス供給室、２３…導入口、３１…ガスアトマイズノ
ズル、３２…給気路、４１…ガスアトマイズノズル、５
１…ガスアトマイズノズル、Ｔ…ガス導入方向。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas atomizing nozzle, 2 ... Molten metal nozzle, 3 ... Gas nozzle, 11 ... Gas ejection port, 12 ... Intake port, 13 ... Atomizing chamber, 14 ... Communication passage, 21 ... Nozzle hole, 22
... gas supply chamber, 23 ... inlet, 31 ... gas atomizing nozzle, 32 ... air supply passage, 41 ... gas atomizing nozzle, 5
1 ... Gas atomizing nozzle, T ... Gas introduction direction.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋吉 哲男 名古屋市南区大同町二丁目30番地 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 小玉 健二 名古屋市南区大同町二丁目30番地 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 川満 昌平 名古屋市南区大同町二丁目30番地 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内 Ｆターム(参考） 4K017 AA02 EB11 EB12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tetsuo Akiyoshi 2-30, Daido-cho, Minami-ku, Nagoya-shi Special Steel Co., Ltd. Technology Development Laboratory (72) Inventor Kenji Kodama 2-30, Daido-cho, Minami-ku, Nagoya-shi Special Steel Co., Ltd. Technology Development Laboratory (72) Inventor Shohei Kawamitsu 2-30, Daido-cho, Minami-ku, Nagoya-shi Special Steel Co., Ltd. Technology Development Laboratory F-term (reference) 4K017 AA02 EB11 EB12
Claims (4)
スを噴射して金属粉末とするガスアトマイズノズルにお
いて、前記溶湯ノズルの下部外周面部を包囲し下向きに
ガスを噴出する環状のガス噴出口を設け、このガス噴出
口の外周側に、環状のガス供給室に連設され前記溶湯流
に前記高圧ガスを噴射する環状のノズル孔を設けたこと
を特徴とするガスアトマイズノズル。1. A gas atomizing nozzle for injecting a high-pressure gas into a metal powder by injecting a high-pressure gas into a molten metal stream flowing down from a molten metal nozzle, and providing an annular gas ejection port surrounding a lower outer peripheral surface portion of the molten metal nozzle and ejecting the gas downward. A gas atomizing nozzle characterized in that an annular nozzle hole, which is connected to an annular gas supply chamber and injects the high-pressure gas into the molten metal stream, is provided on the outer peripheral side of the gas ejection port.
続されている請求項１記載のガスアトマイズノズル。2. The gas atomizing nozzle according to claim 1, wherein the gas ejection port is connected to a high-pressure gas supply source.
に開口する吸気口に、連通路を介して接続されており、
前記ノズル孔からの噴射ガスにより前記アトマイズチャ
ンバ内のガスを前記流通路を介して吸引して、前記ガス
噴出口から噴出させるようにした請求項１記載のガスア
トマイズノズル。3. The gas jet outlet is connected to an air intake opening to the atomizing chamber via a communication passage,
2. The gas atomizing nozzle according to claim 1, wherein the gas in the atomizing chamber is sucked through the flow passage by the gas injected from the nozzle hole and ejected from the gas ejection port.
する導入口が、ガス導入方向を前記環状のガス供給室の
接線方向に向けて配設されている請求項１または２また
は３記載のガスアトマイズノズル。4. The introduction port for introducing high-pressure gas into the annular gas supply chamber is arranged so that the gas introduction direction is directed in the tangential direction of the annular gas supply chamber. Gas atomizing nozzle.
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