JP2009035770A - Atomization nozzle, and metal powder production device using atomization nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスアトマイズ法に用いられるアトマイズノズルおよびそのアトマイズノズルを用いた金属粉末の製造装置に関する。 The present invention relates to an atomizing nozzle used in a gas atomizing method and a metal powder manufacturing apparatus using the atomizing nozzle.
金属粉末は、電池用電極材料、水素吸蔵合金、導電性ペースト用金属粉、金属粉末フィラー、圧縮成形用や射出成形用金属粉などに幅広く使用されている。近年、これらの用途に用いられる金属粉末は、各種応用分野における高性能化に伴い、充填性、成形性、反応性の向上などを要し、粉末の微細化、球形化、さらに低コスト化が要求されている。 Metal powders are widely used for battery electrode materials, hydrogen storage alloys, metal powders for conductive pastes, metal powder fillers, metal powders for compression molding and injection molding, and the like. In recent years, metal powders used in these applications have been required to improve fillability, formability, reactivity, etc. as performance has been improved in various application fields. It is requested.
従来、このような金属粉末の製造方法として、湿式法、気相水素還元法、アトマイズ法などが知られている。 Conventionally, wet methods, gas phase hydrogen reduction methods, atomization methods, and the like are known as methods for producing such metal powders.
アトマイズ法は、金属粉末の平均粒径が数μｍから数百μｍの金属粉末の製造が可能で、合金粉の製造も可能である。また、製造コストにおいても、従来行われてきた湿式法や気相水素還元法などの方法に比較して安価であるため、工業的に広く用いられている。代表的なアトマイズ方式としては、ディスクアトマイズ法、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法などがある。 The atomization method can produce metal powder having an average particle diameter of several μm to several hundred μm, and can also produce alloy powder. Also, the production cost is widely used industrially because it is cheaper than conventional methods such as a wet method and a gas phase hydrogen reduction method. Typical atomization methods include a disk atomization method, a water atomization method, and a gas atomization method.
ガスアトマイズ法は、原料金属の溶湯流に不活性なアトマイズガスを高速で噴射して噴霧し、金属溶湯を分散させ、さらに凝固させることで、金属粉末を生成する方法である。ガスアトマイズ法を用いて製造した金属粉末は、形状が球形であり、酸素濃度が低く不純物が少ない。即ち、少ない工程数で高品質の微細金属粉末が得られるという優れた特徴がある。 The gas atomization method is a method of generating metal powder by spraying an atomized gas inert to a molten metal stream at a high speed and spraying it to disperse and further solidify the molten metal. The metal powder manufactured using the gas atomization method has a spherical shape, a low oxygen concentration, and a small amount of impurities. That is, there is an excellent feature that a high-quality fine metal powder can be obtained with a small number of steps.
ガスアトマイズ法においては、例えば特許文献１に開示されているように、溶融された金属の溶湯を溶湯ノズル部から供給し、溶湯ノズル部を挟んで対向配置された一対のガスノズル部からアトマイズガスをＶ字状になるように斜め下方に向けて噴射する。高圧で噴射されたアトマイズガスによって溶湯が裁断された後、表面張力により丸く形成されながら冷却され、金属粉末が製造される。 In the gas atomization method, for example, as disclosed in Patent Document 1, a molten metal melt is supplied from a melt nozzle portion, and atomized gas is supplied from a pair of gas nozzle portions arranged opposite to each other with the melt nozzle portion interposed therebetween. Injected diagonally downward to form a letter shape. After the molten metal is cut by the atomizing gas injected at a high pressure, the molten metal is cooled while being rounded by the surface tension to produce a metal powder.
ところが、前記従来のガスアトマイズ法においては、Ｖ字状に噴射されるアトマイズガスの対向する両端辺側が開放されている。したがって、例えばスリット状の溶湯ノズル部から放出された溶湯のうち、両端辺付近の溶湯が、十分にアトマイズガスに接触しないまま供給される場合がある。そのため、アトマイズガスによる粉砕が十分ではない部分が生じ、製造される粉体の粒度分布のばらつきが大きくなるという問題点がある。 However, in the conventional gas atomizing method, the opposite ends of the atomized gas injected in a V shape are opened. Therefore, for example, among the molten metal discharged from the slit-shaped molten metal nozzle portion, the molten metal near both ends may be supplied without sufficiently contacting the atomized gas. For this reason, there is a problem that a portion where pulverization with the atomizing gas is not sufficient occurs, and variation in the particle size distribution of the produced powder becomes large.
本発明の目的は、ガスアトマイズ法において、粒子のばらつきの少ない微細な金属粉末を製造することができるアトマイズノズルおよび金属粉末の製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an atomizing nozzle and a metal powder production apparatus capable of producing a fine metal powder with little particle variation in the gas atomization method.
上記問題を解決するため、本発明は、溶湯ノズル部と前記溶湯ノズル部を挟んで対向するように配設した一対のガスノズル部とを有し、前記ガスノズル部が縦断面において略Ｖ字状に設けられているアトマイズノズルであって、前記ガスノズル部の噴射口がスリット状であり、前記噴射口を備えたノズル底面部と、前記噴射口から噴射された前記アトマイズガスの噴射面同士との間に形成される空間の両端を覆うように、前記噴射口の両端間に配置された壁面を有する一対の壁体が設けられていることを特徴とするアトマイズノズルを提供する。壁体を設けることにより、溶湯が確実にアトマイズガスの噴射範囲内を通過し、アトマイズガスにより粉砕されるので、粒度分布のばらつきが少なく微細な金属粉末を得ることができる。そして、前記溶湯ノズル部の口径が、前記ガスノズル部の噴射口のスリット幅よりも小さいことが好ましい。 In order to solve the above problems, the present invention has a melt nozzle portion and a pair of gas nozzle portions disposed so as to face each other with the melt nozzle portion interposed therebetween, and the gas nozzle portion is substantially V-shaped in a longitudinal section. An atomizing nozzle that is provided, wherein an injection port of the gas nozzle part has a slit shape, and a gap between a nozzle bottom surface part provided with the injection port and the injection surfaces of the atomized gas injected from the injection port A pair of wall bodies having wall surfaces disposed between both ends of the injection port are provided so as to cover both ends of the space formed in the nozzle. By providing the wall, the molten metal surely passes through the atomizing gas injection range and is pulverized by the atomizing gas, so that a fine metal powder with little variation in particle size distribution can be obtained. And it is preferable that the diameter of the said molten metal nozzle part is smaller than the slit width of the injection nozzle of the said gas nozzle part.
また、本発明によると、前記アトマイズノズルを用いた金属粉末の製造装置であって、金属を溶融して溶湯にする金属加熱手段と、前記溶湯を供給する溶湯供給手段と、前記溶湯に対してアトマイズガスを噴射するアトマイズガス噴射手段と、を備えたことを特徴とする、ガスアトマイズ法による金属粉末の製造装置が提供される。 According to the present invention, there is also provided a metal powder manufacturing apparatus using the atomizing nozzle, the metal heating means for melting the metal into a molten metal, the molten metal supply means for supplying the molten metal, and the molten metal. An apparatus for producing metal powder by a gas atomization method is provided, comprising atomizing gas injection means for injecting atomized gas.
本発明によれば、粒度のばらつきが少なく微細で良好な品質の金属粉末が製造される。 According to the present invention, fine and good quality metal powder is produced with little variation in particle size.
以下、本発明の一実施形態を、図を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明にかかるアトマイズノズルが用いられるガスアトマイズ法による金属粉末の製造装置１の概略構成図である。気密状態のアトマイズ容器１０の上部に、アトマイズノズル２が設置される。アトマイズノズル２の上方には、金属を溶融した溶湯３を貯留したタンディッシュ４が配設されている。タンディッシュ４の周囲には、タンディッシュ４内に収容した金属材料を溶湯３にするために、金属材料の融点以上の温度まで加熱するためのヒータ６が設けられている。タンディッシュ４の底部に溶湯管５が直結され、溶湯管５を介して、溶湯３がアトマイズノズル２に供給される。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a metal powder manufacturing apparatus 1 by a gas atomizing method in which an atomizing nozzle according to the present invention is used. An atomizing nozzle 2 is installed on top of the airtight atomizing container 10. Above the atomizing nozzle 2, a tundish 4 storing a molten metal 3 in which metal is melted is disposed. Around the tundish 4, a heater 6 for heating the metal material accommodated in the tundish 4 to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal material is provided in order to make the molten metal 3. The molten metal pipe 5 is directly connected to the bottom of the tundish 4, and the molten metal 3 is supplied to the atomizing nozzle 2 through the molten metal pipe 5.
アトマイズノズル２は、図２に示すように、溶湯３をアトマイズ容器１０内に供給する溶湯ノズル部２１と、不活性ガスからなるアトマイズガスを斜め下方に噴射するガスノズル部２２を有している。ガスノズル部２２，２２は溶湯ノズル部２１を挟んで配置され、この溶湯ノズル部２１とガスノズル部２２とにより、溶湯３とアトマイズガスとの混相流を下方へ噴霧する。アトマイズノズル２の詳細な構造については後述する。 As shown in FIG. 2, the atomizing nozzle 2 includes a molten metal nozzle portion 21 that supplies the molten metal 3 into the atomized container 10 and a gas nozzle portion 22 that injects an atomized gas made of an inert gas obliquely downward. The gas nozzle portions 22 and 22 are arranged with the molten metal nozzle portion 21 interposed therebetween, and the molten metal portion 21 and the gas nozzle portion 22 spray a mixed phase flow of the molten metal 3 and the atomized gas downward. The detailed structure of the atomizing nozzle 2 will be described later.
金属粉末の製造に際しては、このアトマイズノズル２に溶湯管５を通してタンディッシュ４から溶湯３が供給される。また、アトマイズノズル２には高圧のアトマイズガスが供給され、ガスノズル部２２から高圧のガス噴流が噴射されて溶湯３に衝突し、粉砕・粉化して金属粉末を生成する。生成された金属粉末３ａは、アトマイズ容器１０の下方に設けられた回収容器１１に収容される。アトマイズ容器１０および回収容器１１は、溶湯３および金属粉末３ａの酸化を防止するために気密状態に保持される。 In the production of the metal powder, the molten metal 3 is supplied from the tundish 4 to the atomizing nozzle 2 through the molten metal pipe 5. A high-pressure atomizing gas is supplied to the atomizing nozzle 2, and a high-pressure gas jet is jetted from the gas nozzle portion 22, collides with the molten metal 3, and is pulverized and pulverized to generate a metal powder. The produced metal powder 3 a is accommodated in a collection container 11 provided below the atomization container 10. The atomization container 10 and the collection container 11 are kept in an airtight state to prevent oxidation of the molten metal 3 and the metal powder 3a.
アトマイズガスは、加圧装置７により加圧され、さらに、アトマイズガス配管８の周囲に配設したアトマイズガス用ヒータ９などの加熱手段により加熱される。このときのアトマイズガスの温度は、金属材料により異なるが、溶湯口２１ａで溶融金属が固化しない温度であり、金属の融点以上、例えば溶湯３と同程度の温度に加熱される。アトマイズガスとしては、不活性ガスである窒素ガスや、アルゴンガス、ヘリウムガスなどが使用される。アトマイズガスを金属の融点以上に加熱することにより、溶湯３の吹き上がりが発生しても、ノズル付近で金属が固化しないので、ノズルの閉塞を確実に防ぐことができる。 The atomizing gas is pressurized by the pressurizing device 7 and further heated by a heating means such as an atomizing gas heater 9 disposed around the atomizing gas pipe 8. The temperature of the atomizing gas at this time varies depending on the metal material, but is a temperature at which the molten metal does not solidify at the molten metal port 21a, and is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal, for example, the same level as the molten metal 3. As the atomizing gas, nitrogen gas, argon gas, helium gas, or the like, which is an inert gas, is used. By heating the atomizing gas above the melting point of the metal, even if the molten metal 3 blows up, the metal does not solidify in the vicinity of the nozzle, so that the nozzle can be reliably prevented from being blocked.
図２〜図４は、アトマイズノズル２の先端部の構造を示す拡大図であり、図２はガスノズル部２２の側方から見た縦断面図、図３は底面図、図４はガスノズル部２２の正面側から見た縦断面図である。 2 to 4 are enlarged views showing the structure of the tip portion of the atomizing nozzle 2, FIG. 2 is a longitudinal sectional view as seen from the side of the gas nozzle portion 22, FIG. 3 is a bottom view, and FIG. It is the longitudinal cross-sectional view seen from the front side.
アトマイズノズル２は、例えばステンレス等の金属によりいくつかの部品に分けて成形されたものを、メタルシール等により一体化させて用いられる。あるいは、例えばセラミックスにより一体成形される。 For example, the atomizing nozzle 2 is divided into several parts using a metal such as stainless steel, and is integrated with a metal seal or the like. Alternatively, it is integrally formed with ceramics, for example.
図２に示すように、アトマイズノズル２の中央上部に、図１の溶湯管５が取り付けられる溶湯供給部２３が設けられ、溶湯供給部２３の先端から連続して、小径の溶湯ノズル部２１が設けられている。溶湯ノズル部２１は、例えば０．５ｍｍ程度の径の円筒形である。溶湯供給部２３を挟んで、アトマイズガスが供給されるガス供給部２４，２４が一対設けられ、ガス供給部２４，２４の先端から連続して、小径のガスノズル部２２，２２が設けられている。溶湯ノズル部２１と一対のガスノズル部２２，２２は、先端、即ち溶湯口２１ａと一対の噴射口２２ａ，２２ａが同一平面上に形成されている。 As shown in FIG. 2, a molten metal supply part 23 to which the molten metal pipe 5 of FIG. 1 is attached is provided at the center upper part of the atomizing nozzle 2, and a small diameter molten metal nozzle part 21 is continuously provided from the tip of the molten metal supply part 23. Is provided. The molten metal nozzle portion 21 has a cylindrical shape with a diameter of about 0.5 mm, for example. A pair of gas supply parts 24 and 24 to which the atomized gas is supplied are provided across the molten metal supply part 23, and small diameter gas nozzle parts 22 and 22 are provided continuously from the tips of the gas supply parts 24 and 24. . The molten metal nozzle portion 21 and the pair of gas nozzle portions 22 and 22 have tips, that is, a molten metal port 21a and a pair of injection ports 22a and 22a formed on the same plane.
ガスノズル部２２，２２は、図３に示すように、溶湯ノズル部２１を挟んで対向して配置され、それぞれの噴射口２２ａ，２２ａはスリット状に形成されている。かかるスリット状とは、１つの噴射口２２ａの形状がスリット状の長方形である場合に加え、複数の円形または四角形の噴射口が併設され全体がスリット状に構成されている場合を含む。また、対向するガスノズル部２２，２２の側面から見た縦断面は、図２に示すように、略Ｖ字状を呈している。即ち、ガスノズル部２２の下端よりも少し下方において、対向するガスノズル部２２，２２の延長線が交差するように形成される。 As shown in FIG. 3, the gas nozzle portions 22 and 22 are arranged to face each other with the molten metal nozzle portion 21 interposed therebetween, and the respective injection ports 22 a and 22 a are formed in a slit shape. Such a slit shape includes a case where a plurality of circular or square injection ports are provided side by side in addition to the case where the shape of one injection port 22a is a slit-shaped rectangle. Moreover, as shown in FIG. 2, the longitudinal cross section seen from the side surface of the gas nozzle parts 22 and 22 which oppose is exhibiting substantially V shape. That is, it is formed so that the extension lines of the opposing gas nozzle portions 22 and 22 intersect slightly below the lower end of the gas nozzle portion 22.
図２に示すように、対向するガスノズル部２２，２２の先端と、ガスノズル部２２，２２の延長線が交差する点とで形成される鉛直方向の三角形状に壁面２６を有する壁体２５が設けられる。壁体２５は、図３および図４に示すように、スリット状のガスノズル部２２の長手方向の両側端から下方に、対向して設けられる。そして、図４に示すように、溶湯ノズル部２１の溶湯口２１ａは、必ず対向する壁体２５の内側に配置される。壁面２６の形状および大きさを詳細に説明すると、例えば図５に示すように、ガスノズル部２２，２２の噴射口２２ａ，２２ａ間の距離ｂ、溶湯口２１ａからガスノズル部２２，２２の延長線が交差する位置Ａまでの距離ａ、アトマイズガスの交差角度θとすると、壁面２６は底辺の長さがｂ以上、高さがａ＝ｂ／２（１／tan（θ／２））以上の三角形であることが好ましい。なお、壁面２６は、少なくとも該三角形を含んでいれば、形状は問わない。 As shown in FIG. 2, a wall body 25 having a wall surface 26 in a triangular shape in the vertical direction formed by the tips of the opposing gas nozzle portions 22 and 22 and the points where the extended lines of the gas nozzle portions 22 and 22 intersect is provided. It is done. As shown in FIGS. 3 and 4, the wall body 25 is provided facing the lower side from both side ends in the longitudinal direction of the slit-shaped gas nozzle portion 22. And as shown in FIG. 4, the molten metal opening 21a of the molten metal nozzle part 21 is necessarily arrange | positioned inside the wall body 25 which opposes. The shape and size of the wall surface 26 will be described in detail. As shown in FIG. 5, for example, a distance b between the injection ports 22a and 22a of the gas nozzle portions 22 and 22 and an extension line of the gas nozzle portions 22 and 22 from the molten metal port 21a. When the distance a to the intersecting position A and the intersecting angle θ of the atomizing gas are assumed, the wall surface 26 is a triangle having a base length of b or more and a height of a = b / 2 (1 / tan (θ / 2)) or more. It is preferable that The wall surface 26 may have any shape as long as it includes at least the triangle.
図６および図７は、溶湯およびアトマイズガスの流れを示し、溶湯の流れを実線の矢印、アトマイズガスの流れを破線の矢印で示している。図６に示すように、溶湯は、中央の溶湯ノズル部２１から下方に放出され、アトマイズガスは、対向するガスノズル部２２から斜め下方に向けて噴射される。両側のガスノズル部２２，２２から噴射されたアトマイズガスが交差する位置Ａにおいて、溶湯にアトマイズガスが吹き付けられ、粉砕されて、下方へ噴霧される。図７に示すように、溶湯ノズル部２１の径ｃは、対向する壁面２６間の距離ｄよりも小さいものとされる。 6 and 7 show the flow of the molten metal and the atomized gas, and the flow of the molten metal is indicated by a solid line arrow and the flow of the atomized gas is indicated by a broken line arrow. As shown in FIG. 6, the molten metal is discharged downward from the central molten metal nozzle portion 21, and the atomized gas is injected obliquely downward from the opposing gas nozzle portion 22. At the position A where the atomized gas injected from the gas nozzle parts 22 on both sides intersects, the atomized gas is sprayed on the molten metal, pulverized, and sprayed downward. As shown in FIG. 7, the diameter c of the molten metal nozzle portion 21 is smaller than the distance d between the opposing wall surfaces 26.
図８に示すように、本発明によれば、Ｖ字状に噴射されて形成されるアトマイズガスの噴射面Ｇの両端辺側が、壁体２５により囲まれる。そして、溶湯ノズル部２１から供給された溶湯３は、噴射面Ｇと壁体２５とに囲まれた範囲からはみ出すことなく流下する。したがって、溶湯が確実にアトマイズガスに吹き付けられるので、均一な粒度の金属粉末を得ることができる。 As shown in FIG. 8, according to the present invention, both end sides of the atomized gas injection surface G formed by being injected in a V shape are surrounded by the wall body 25. And the molten metal 3 supplied from the molten metal nozzle part 21 flows down without protruding from the range surrounded by the injection surface G and the wall body 25. Therefore, since the molten metal is reliably sprayed onto the atomizing gas, a metal powder having a uniform particle size can be obtained.
次に、以上述べた本発明のアトマイズノズルを用いた金属粉末の製造装置における金属粉末の製造方法について説明する。 Next, the metal powder manufacturing method in the metal powder manufacturing apparatus using the atomizing nozzle of the present invention described above will be described.
先ず、原料の金属材料がタンディッシュ４（図１）内に投入され、タンディッシュ４加熱用のヒータ６により金属が融点以上に加熱されて溶湯３が形成される。 First, the raw metal material is put into the tundish 4 (FIG. 1), and the metal is heated to the melting point or higher by the heater 6 for heating the tundish 4 to form the molten metal 3.
次に、タンディッシュ４内の溶湯３は、自然落下または適宜圧力を加える溶湯供給手段によって、溶湯管５を介してアトマイズノズル２の溶湯ノズル部２１に供給されるとともに、ガスノズル部２２から、金属材料の融点以上の温度に加熱されたアトマイズガスが溶湯３に対して吹き付けられる。 Next, the molten metal 3 in the tundish 4 is supplied to the molten metal nozzle portion 21 of the atomizing nozzle 2 through the molten metal pipe 5 by a natural drop or a molten metal supply means that applies an appropriate pressure. Atomized gas heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the material is blown against the molten metal 3.
アトマイズガスは、対向するガスノズル部２２，２２から斜め下方に向けて噴射され側面Ｖ字状の噴射面を形成する。また、噴射面Ｇの両側端側に壁体２５が設けられているので、図８に示すように、溶湯３は、アトマイズガスの噴射面Ｇと壁体２５とに囲まれた範囲を通過する。これにより、溶湯３が、確実にアトマイズガスに吹き付けられて、微細粒化される。 The atomized gas is ejected obliquely downward from the opposing gas nozzle portions 22 and 22 to form a side surface V-shaped ejection surface. Further, since the wall body 25 is provided on both side ends of the injection surface G, the molten metal 3 passes through a range surrounded by the atomization gas injection surface G and the wall body 25 as shown in FIG. . Thereby, the molten metal 3 is reliably sprayed on atomizing gas, and is atomized.
このようにして微細粒化された金属粒子は、アトマイズ容器１０内を浮遊し、徐々に落下していく。十分な滞留時間を要して流動落下することで、アトマイズ容器１０内で金属粒子が冷却されて凝固し、金属の粉体３ａが回収容器１１内に収容される。 The finely divided metal particles float in the atomizing container 10 and gradually fall. By flowing and dropping with a sufficient residence time, the metal particles are cooled and solidified in the atomizing container 10, and the metal powder 3 a is accommodated in the recovery container 11.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば、溶湯ノズル部２１は、０．５ｍｍ程度の幅のスリット状であっても構わない。溶湯ノズル部がスリット状の場合には、その長手方向の長さが、図７に示す壁面２６間の距離ｄよりも小さいものとされる。また、アトマイズノズル２の上部に、溶湯管５が一体に成形されてもよい。 For example, the molten metal nozzle portion 21 may have a slit shape with a width of about 0.5 mm. When the molten metal nozzle portion is slit-like, the length in the longitudinal direction is smaller than the distance d between the wall surfaces 26 shown in FIG. Further, the molten metal pipe 5 may be integrally formed on the upper portion of the atomizing nozzle 2.
さらに、対向するガスノズル部２２，２２は、図３に示すように左右対称の角度を有するものには限らない。左右非対称の場合でも、それぞれのガスノズル部２２，２２の両端辺側において、対向するガスノズル部２２，２２の延長線上の交点と、各ガスノズル部２２，２２の先端とを結ぶ垂直方向の三角形を少なくとも含む壁面を有する壁体を設ければよい。また、壁面の垂直方向の形状は、少なくとも前述するような三角形を含むことが必要であるが、三角形に限ることはない。図９は、異なる実施の形態として、ガスノズル部２２の傾きが左右対称ではなく、さらに矩形の壁面２７を有する壁体２５を設けた例を示す。前述の実施形態と同様の形状および用途の部分については、共通の符号で示している。 Furthermore, the gas nozzle parts 22 and 22 which oppose are not restricted to what has a left-right symmetric angle, as shown in FIG. Even in the case of left-right asymmetry, at least the vertical triangles connecting the intersections on the extension lines of the opposing gas nozzle portions 22 and 22 and the tips of the gas nozzle portions 22 and 22 are provided at both ends of each gas nozzle portion 22 and 22. A wall body having a wall surface to be included may be provided. Further, the shape of the wall surface in the vertical direction needs to include at least the triangle as described above, but is not limited to the triangle. FIG. 9 shows an example in which a wall body 25 having a rectangular wall surface 27 is provided, in which the inclination of the gas nozzle portion 22 is not bilaterally symmetric as another embodiment. Parts having the same shape and application as those of the above-described embodiment are denoted by common reference numerals.
以下、上記の製造装置を用いて金属粉末を製造した実施例を述べる。 Hereinafter, examples in which metal powder is manufactured using the above manufacturing apparatus will be described.
前述の壁体を設けたアトマイズノズルを用いた金属粉末の製造装置を用い、ビスマス（Ｂｉ）の粉末を製造した。溶湯ノズル部は円柱状とし、直径を０．５ｍｍとした。アトマイズガスのガスノズル部のスリット幅を０．５７mm、長手方向の寸法を２．５ｍｍ
とした。溶湯温度を３７０℃とし、アトマイズガスを４００℃に加温した。Ｂｉの溶湯流速を０．２ｋｇ／分、ガス圧力を１．２ＭＰａ、ガス流量を０．２４Ｎｍ３
／分とした。同じ条件で、壁体を設けない従来のアトマイズノズルを用いた場合でも、同様にＢｉの粉末を製造した。このようにして得られたＢｉの粉末について、粒径を測定してＤ５０粒径を求めた。
Bismuth (Bi) powder was manufactured using the metal powder manufacturing apparatus using the atomizing nozzle provided with the above-mentioned wall body. The molten metal nozzle part had a cylindrical shape and a diameter of 0.5 mm. The slit width of the atomizing gas nozzle is 0.57mm and the longitudinal dimension is 2.5mm.
It was. The molten metal temperature was 370 ° C., and the atomized gas was heated to 400 ° C. The molten metal flow rate of Bi is 0.2 kg / min, the gas pressure is 1.2 MPa, and the gas flow rate is 0.24 Nm 3.
/ Min. Bi powder was produced in the same manner even when a conventional atomizing nozzle without a wall was used under the same conditions. For the Bi powder thus obtained, the particle diameter was measured to obtain the D50 particle diameter.
図１０および図１１は、本発明のアトマイズノズルを用いて製造した粉末の粒度分布および顕微鏡写真を示し、図１２および図１３は、従来のアトマイズノズルを用いて製造した粉末の粒度分布および顕微鏡写真を示す。図１１と図１３の顕微鏡写真の倍率は同じである。従来のアトマイズノズルを用いた場合には、Ｄ５０粒径が６３．９μｍであり、本発明のアトマイズノズルを用いた場合は、Ｄ５０粒径が３．６μｍの粒度分布が得られた。粒度の違いは、顕微鏡写真からも明かであった。これにより、本発明により、粒度のばらつきの少ない微細な金属粉末が得られることが検証された。 FIGS. 10 and 11 show the particle size distribution and micrograph of the powder produced using the atomizing nozzle of the present invention, and FIGS. 12 and 13 show the particle size distribution and micrograph of the powder produced using the conventional atomizing nozzle. Indicates. The magnifications of the micrographs of FIGS. 11 and 13 are the same. When a conventional atomizing nozzle was used, the D50 particle size was 63.9 μm, and when the atomizing nozzle of the present invention was used, a particle size distribution with a D50 particle size of 3.6 μm was obtained. The difference in particle size was also apparent from micrographs. Thus, it was verified that a fine metal powder with little variation in particle size can be obtained by the present invention.
本発明は、ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する際のアトマイズノズルおよび製造装置に適用できる。 The present invention can be applied to an atomizing nozzle and a manufacturing apparatus for manufacturing a metal powder by a gas atomizing method.
１ 製造装置
２ アトマイズノズル
３ 溶湯
３ａ 金属粉末
４ タンディッシュ
５ 溶湯管
６ ヒータ
７ 加圧装置
８ アトマイズガス配管
９ アトマイズガス用ヒータ
１０ アトマイズ容器
１１ 回収容器
２１ 溶湯ノズル部
２２ ガスノズル部
２２ａ 噴射口
２３ 溶湯供給部
２４ ガス供給部
２５ 壁体
２６，２７ 壁面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus 2 Atomizing nozzle 3 Molten metal 3a Metal powder 4 Tundish 5 Molten pipe 6 Heater 7 Pressurizing apparatus 8 Atomizing gas piping 9 Atomizing gas heater 10 Atomizing container 11 Recovery container 21 Molten nozzle part 22 Gas nozzle part 22a Injection port 23 Molten metal Supply part 24 Gas supply part 25 Wall body 26, 27 Wall surface
Claims (3)
前記ガスノズル部の噴射口がスリット状であり、前記噴射口を備えたノズル底面部と、前記噴射口から噴射された前記アトマイズガスの噴射面同士との間に形成される空間の両端を覆うように、前記噴射口の両端間に配置された壁面を有する一対の壁体が設けられていることを特徴とするアトマイズノズル。 An atomizing nozzle having a molten nozzle portion and a pair of gas nozzle portions disposed so as to face each other with the molten nozzle portion interposed therebetween, wherein the gas nozzle portion is provided in a substantially V shape in a longitudinal section;
The injection port of the gas nozzle part is slit-shaped so as to cover both ends of a space formed between the nozzle bottom surface part provided with the injection port and the injection surfaces of the atomized gas injected from the injection port. A pair of wall bodies having wall surfaces arranged between both ends of the injection port are provided on the atomizing nozzle.
金属を溶融して溶湯にする金属加熱手段と、前記溶湯を供給する溶湯供給手段と、前記溶湯に対してアトマイズガスを噴射するアトマイズガス噴射手段と、を備えたことを特徴とする、ガスアトマイズ法による金属粉末の製造装置。 A metal powder manufacturing apparatus using the atomizing nozzle according to claim 1 or 2,
A gas atomizing method comprising: a metal heating unit that melts a metal into a molten metal; a molten metal supply unit that supplies the molten metal; and an atomized gas injection unit that injects an atomized gas to the molten metal. Metal powder production equipment by.
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