JP2023111851A - Apparatus for manufacturing metal powder and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

To provide an apparatus for manufacturing metal powder, capable of relaxing the limitation of the shape of a melting material thrown into a crucible, and a method for controlling the same.SOLUTION: An apparatus for manufacturing metal powder includes: a crucible 100 stored in a melting tank 1; a molten metal nozzle 11 attached to the bottom surface of the crucible; a plurality of gas injection nozzles 71 provided around the molten metal nozzle in a spray tank 4; and an orifice part 18 provided in the upstream part of a passage in the molten metal nozzle. A method for controlling the apparatus for manufacturing metal powder and including the orifice part having an inner diameter of 0.8 mm or more and 3 mm or less, comprises: increasing the pressure (Ps) of the spray tank more than the total value of a pressure (Ph) acting on the upper end of the molten metal nozzle and the pressure (Pm) of the melting tank when melting a melting material in the crucible; and reducing the pressure (Ps) of the spray tank more than the total value of the pressure (Ph) acting on the upper end of the molten metal nozzle and the pressure (Pm) of the melting tank when making molten metal in the crucible flow down into the spray tank through the molten metal nozzle.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は金属粉末製造装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a metal powder manufacturing apparatus and a control method thereof.

金属粉末製造装置には、溶解槽に収納され溶融金属を貯留するるつぼの下部に設けられた溶湯ノズルから溶湯を流下させ、噴霧槽内で当該溶湯ノズルの周囲に配置された複数の噴射孔より成るガス噴射ノズルから不活性ガスを当該溶湯に吹きつけることで微細な金属粉末を製造するガスアトマイザ（ガスアトマイズ装置）がある。 In the metal powder manufacturing apparatus, the molten metal is made to flow down from a molten metal nozzle provided at the bottom of a crucible that stores molten metal and is housed in a melting tank, and from a plurality of injection holes arranged around the molten metal nozzle in the spray tank. There is a gas atomizer (gas atomizer) that manufactures fine metal powder by spraying an inert gas from a gas injection nozzle consisting of a gas injection nozzle to the molten metal.

近年、３Dプリンティング技術の普及により、アトマイズ法に従前求められていた金属粉末よりも粒径の小さいもののニーズが高まっている。粉末冶金や溶接等に用いられる従前からの金属粉末の粒径は例えば７０－１００μｍ程度であったが、３次元プリンタに用いられる金属粉末の粒径は例えば２０－５０μｍ程度と非常に細かい。 In recent years, with the spread of 3D printing technology, there is an increasing need for metal powders with a smaller particle size than the conventional atomization method. The particle size of conventional metal powders used in powder metallurgy, welding, etc. has been about 70-100 μm, for example, but the particle size of metal powders used in three-dimensional printers is as fine as about 20-50 μm, for example.

金属粉末製造装置で微細な金属粉末を効率良く製造する方法として、特許文献１（国際公開第２０１９／１１２０５２号）は、噴霧槽内の溶湯ノズルの本数を増加することで１つの噴霧槽における単位時間あたりの出湯量を増加している。これにより各溶湯ノズルの断面積は変わらずガス圧の増加（変更）も不要となるので、噴霧槽の体型を変えずに微細な金属粉末を効率良く製造することができる。 As a method for efficiently producing fine metal powder in a metal powder production apparatus, Patent Document 1 (International Publication No. 2019/112052) discloses that the unit in one spray tank by increasing the number of molten metal nozzles in the spray tank Increased hot water output per hour. This eliminates the need to increase (change) the gas pressure without changing the cross-sectional area of each molten metal nozzle, so that fine metal powder can be produced efficiently without changing the shape of the spray tank.

国際公開第２０１９／１１２０５２号WO2019/112052

ガスアトマイザにおいて、溶湯ノズルが取り付けられたるつぼ内で溶解素材を溶解する場合には、溶湯ノズルに繋がるるつぼの開口部を閉塞するストッパが通常設けられる。溶解素材を溶解するときには、るつぼの開口部をストッパで塞いだ状態でるつぼ内に溶解素材を投入し、るつぼをヒータで加熱する。溶解素材の溶解が完了したら、ストッパを上方に移動させ、るつぼの開口部からストッパを離間させることで溶湯ノズルから溶湯を流下（出湯）させ、金属粉末の製造を開始する。 In a gas atomizer, when melting a material to be melted in a crucible to which a melt nozzle is attached, a stopper is usually provided to block an opening of the crucible connected to the melt nozzle. When the material to be melted is melted, the material to be melted is put into the crucible with the opening of the crucible closed with a stopper, and the crucible is heated by a heater. When the melting of the material to be melted is completed, the stopper is moved upward and is separated from the opening of the crucible to cause the molten metal to flow down (or tap) from the melting nozzle, thereby starting the production of metal powder.

このようにストッパは溶湯の出湯制御に必要なものであるが、溶解素材の溶解時にるつぼ内に位置するため溶解素材の形状を制限してしまう。特に、１つのるつぼに溶湯ノズルが複数取り付けられている場合にはストッパも溶湯ノズルと同数必要であり、溶解素材の形状はさらに制限され得るし、ストッパの数に応じてコストも増加する。 As described above, the stopper is necessary for controlling the flow of molten metal, but it restricts the shape of the material to be melted because it is positioned inside the crucible when the material to be melted is melted. In particular, when a plurality of molten metal nozzles are attached to one crucible, the same number of stoppers as the molten metal nozzles are required, which further limits the shape of the molten material and increases the cost according to the number of stoppers.

本発明の目的は、るつぼに投入される溶解素材の形状の制限を緩和できる金属粉末製造装置及びその制御方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a metal powder manufacturing apparatus and a method of controlling the same, which can relax restrictions on the shape of molten material charged into a crucible.

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、溶解槽に収納され、溶解前の溶解素材を受け入れ可能なるつぼと、前記るつぼの底面に設けられた開口部に取り付けられ、下端が噴霧槽内に位置する溶湯ノズルと、前記噴霧槽内において前記溶湯ノズルの周囲に設けられ、前記溶湯ノズルから流下される溶融金属に対してガス流体を噴出する複数のガス噴射ノズルと、溶湯ノズルにおける流路の上流部に設けられたオリフィス部とを備え、前記オリフィス部の内径が０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下である金属粉末製造装置の制御方法であって、前記るつぼ内で溶解素材を溶解する時には、前記溶湯ノズルの上端に作用する圧力と前記溶解槽の圧力との合計値よりも前記噴霧槽の圧力を高くし、前記るつぼ内の溶湯を前記溶湯ノズルを介して前記噴霧槽に流下させる時には、前記合計値よりも前記噴霧槽の圧力を低くすることとした。 The present application includes a plurality of means for solving the above problems. One example of such a crucible is a crucible that is housed in a melting tank and can receive the material to be melted before melting, and an opening provided on the bottom surface of the crucible. A molten metal nozzle having a lower end located in the spray tank, and a plurality of gas nozzles provided around the molten metal nozzle in the spray tank and ejecting gas fluids against the molten metal flowing down from the molten metal nozzle. A control method for a metal powder production apparatus comprising an injection nozzle and an orifice provided upstream of a flow path in the molten metal nozzle, wherein the orifice has an inner diameter of 0.8 mm or more and 3 mm or less, wherein the inside of the crucible When melting the material to be melted, the pressure in the spray tank is set higher than the sum of the pressure acting on the upper end of the melt nozzle and the pressure in the dissolution tank, and the melt in the crucible is passed through the melt nozzle. When flowing down to the spray tank, the pressure of the spray tank is made lower than the total value.

本発明によれば、少なくとも１つのストッパを省略できるので、るつぼに投入される溶解素材の形状の制限を緩和でき、装置の簡素化及び部品の損傷リスクの低減が可能になる。 According to the present invention, since at least one stopper can be omitted, restrictions on the shape of the material to be melted that is put into the crucible can be relaxed, and the device can be simplified and the risk of damage to parts can be reduced.

本発明の実施形態に係る金属粉末製造装置であるガスアトマイズ装置（ガスアトマイザ）の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a gas atomizer (gas atomizer), which is a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 図１の実施形態に係るガスアトマイズ装置の溶湯ノズル１１及びガス噴射器２００周辺の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view around a molten metal nozzle 11 and a gas injector 200 of the gas atomizer according to the embodiment of FIG. 1; 溶湯ノズル（オリフィス部）の変形例の１つを示した図である。It is the figure which showed one of the modifications of a molten metal nozzle (orifice part). 溶湯ノズル（オリフィス部）の変形例の１つを示した図である。It is the figure which showed one of the modifications of a molten metal nozzle (orifice part). 溶湯保持中（素材溶解中）の条件の異なる１５の場合について出湯・粉末化の可否を観察した結果をまとめた図である。FIG. 10 is a diagram summarizing the results of observing whether or not molten metal can be tapped and pulverized in 15 cases under different conditions during holding of the molten metal (during melting of the material).

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明の実施形態に係る金属粉末製造装置であるガスアトマイズ装置（ガスアトマイザ）の全体構成図である。図１のガスアトマイズ装置は、液体状の金属である溶融金属（溶湯）７が蓄えられるるつぼ（タンディッシュとも称する）１００が収納される溶解槽１と、るつぼ１００から溶湯ノズル１１を介して細流となって流下する溶湯に対して高圧ガス（ガス流体）を吹き付けて多数の微粒子（金属粒子）に粉砕することで溶融金属を液体噴霧するガス噴射器２００と、ガス噴射器２００に高圧ガス４１を供給するためのガス供給管（噴射流体供給管）３１と、不活性ガス雰囲気に保持された容器であってガス噴射器２００から噴霧された微粒子状の液体金属が落下中に急冷凝固される噴霧槽４とを備えている。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas atomizer (gas atomizer), which is a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. The gas atomizer shown in FIG. 1 comprises a dissolution tank 1 containing a crucible (also called a tundish) 100 in which molten metal (molten metal) 7, which is a liquid metal, is stored, and a thin stream from the crucible 100 through a molten metal nozzle 11. A gas injector 200 for liquid spraying the molten metal by spraying a high-pressure gas (gas fluid) against the flowing molten metal to pulverize it into a large number of fine particles (metal particles), and a high-pressure gas 41 is injected into the gas injector 200. A gas supply pipe (injection fluid supply pipe) 31 for supply, and a container held in an inert gas atmosphere, where the liquid metal in the form of fine particles sprayed from the gas injector 200 is rapidly cooled and solidified while falling. A tank 4 is provided.

（溶解槽１）
溶解槽１内は不活性ガス雰囲気に保持することが好ましい。ここでは溶解槽１の圧力をＰｍと表記する。溶解槽１にはガス排出管３０が接続されており、ガス排出管３０からは溶解槽１内の不活性ガス４０を装置外（溶解槽１の外）に排気できる。ガス排出管３０による排気量は例えば図示しないバルブの開度を変更することで調整可能であり、これにより溶解槽１内の圧力Ｐｍを所望の値に調整できる。なお、溶解槽１にさらに給気用のガス供給管を接続し、当該ガス供給管による給気量とガス排出管３０による排気量とを調整することで溶解槽１内の圧力Ｐｍを調整しても良い。 (Dissolution tank 1)
It is preferable to keep the inside of the dissolving tank 1 in an inert gas atmosphere. Here, the pressure in the dissolving tank 1 is expressed as Pm. A gas discharge pipe 30 is connected to the dissolution tank 1, through which the inert gas 40 in the dissolution tank 1 can be discharged to the outside of the apparatus (outside the dissolution tank 1). The amount of gas exhausted by the gas exhaust pipe 30 can be adjusted, for example, by changing the opening of a valve (not shown), thereby adjusting the pressure Pm in the dissolving tank 1 to a desired value. A gas supply pipe for air supply is further connected to the dissolution tank 1, and the pressure Pm in the dissolution tank 1 is adjusted by adjusting the amount of air supplied by the gas supply pipe and the amount of discharge by the gas discharge pipe 30. can be

（るつぼ１００）
るつぼ１００は溶解前の溶解素材（金属）を受け入れ可能であり、るつぼ１００の周囲には、溶解素材を加熱溶融するための加熱装置（例えば、るつぼ１００の周囲に巻き付けられる高周波加熱コイル（図示せず））が取り付けられている。また、るつぼ１００には、るつぼ１００内の溶湯７を噴霧槽４内に流下させる溶湯ノズル１１が取り付けられている。 (Crucible 100)
The crucible 100 can receive a material to be melted (metal) before melting, and a heating device for heating and melting the material to be melted (for example, a high-frequency heating coil (not shown) wrapped around the crucible 100) is provided around the crucible 100. )) is installed. Further, the crucible 100 is attached with a molten metal nozzle 11 for causing the molten metal 7 in the crucible 100 to flow down into the spray tank 4 .

（噴霧槽４）
噴霧槽４は、上部及び中部では同一の径を有する円筒状の容器である。ここでは噴霧槽４の圧力をＰｓと表記する。噴霧槽４にはガス供給管３２が接続されており、ガス供給管３２からは噴霧槽４に不活性ガス４２を給気できる。給気するガスは溶湯中の酸素を除去する目的等で還元性のガスを用いてもよい。ガス供給管３２による給気量は例えば図示しないバルブの開度を変更することで調整可能であり、これにより噴霧槽４内の圧力Ｐｓを所望の値に調整できる。なお、噴霧槽４にさらに排気用のガス排出管を接続し、当該ガス排出管による排気量とガス供給管３２による給気量とを調整することで噴霧槽４内の圧力Ｐｓを調整しても良い。 (Spray tank 4)
The spray tank 4 is a cylindrical container having the same diameter in the upper and middle parts. Here, the pressure of the spray tank 4 is written as Ps. A gas supply pipe 32 is connected to the spray tank 4 , and inert gas 42 can be supplied to the spray tank 4 from the gas supply pipe 32 . As the gas to be supplied, a reducing gas may be used for the purpose of removing oxygen in the molten metal. The amount of air supplied by the gas supply pipe 32 can be adjusted, for example, by changing the opening of a valve (not shown), thereby adjusting the pressure Ps in the spray tank 4 to a desired value. A gas discharge pipe for exhaust gas is further connected to the spray tank 4, and the pressure Ps in the spray tank 4 is adjusted by adjusting the amount of gas discharged by the gas discharge pipe and the amount of air supplied by the gas supply pipe 32. Also good.

（ホッパ２）
噴霧槽４の下部にはホッパ２が設けられている。ホッパ２は、噴霧槽４内で落下中に凝固した粉末状の固体金属を回収するためのものであり、採集部５とテーパ部３から構成されている。テーパ部３は、ホッパ２による金属粉末の回収を促進する観点から採集部５に近づくほど径が小さくなっている。テーパ部３の下端は採集部５の上端に接続されている。採集部５は不活性ガスの流れ方向の下流側に位置し、採集部５にはガス排出管３３が接続されている。ガス排出管３３からは凝固した金属粉末とともに不活性ガス４３が装置外に排気されている。 (Hopper 2)
A hopper 2 is provided below the spray tank 4 . The hopper 2 is for recovering powdered solid metal solidified during dropping in the spray tank 4, and is composed of a collecting portion 5 and a tapered portion 3. As shown in FIG. The tapered portion 3 has a smaller diameter as it approaches the collecting portion 5 from the viewpoint of promoting collection of the metal powder by the hopper 2 . The lower end of tapered portion 3 is connected to the upper end of collecting portion 5 . The collection unit 5 is located downstream in the flow direction of the inert gas, and a gas discharge pipe 33 is connected to the collection unit 5 . An inert gas 43 is discharged out of the apparatus from the gas discharge pipe 33 together with the solidified metal powder.

図２は本実施形態に係るガスアトマイズ装置の溶湯ノズル１１及びガス噴射器２００周辺の断面図である。 FIG. 2 is a sectional view around the molten metal nozzle 11 and the gas injector 200 of the gas atomizer according to this embodiment.

（溶湯ノズル１１）
図２に示すように、るつぼ１００の底面１０１（底部）には開口部１０２が設けられており、開口部１０２に溶湯ノズル１１が取り付けられている。溶湯ノズル１１は、るつぼ１００内の溶融金属７を噴霧槽４内に流下させるもので、るつぼ１００の底面から鉛直下方に向かって突出して設けられている。溶湯ノズル１１は、その内部に溶湯が流下する鉛直方向に延びた縦長の孔を有している。この縦長の孔は、るつぼ１００の底面１０１から鉛直下方に向かって溶融金属が流下する溶湯流路となる。るつぼ１００に取り付ける溶湯ノズル１１の本数は１本に限定されず、例えば２本以上設けても構わない。 (Molten metal nozzle 11)
As shown in FIG. 2, a bottom surface 101 (bottom portion) of the crucible 100 is provided with an opening 102 , and the molten metal nozzle 11 is attached to the opening 102 . The molten metal nozzle 11 causes the molten metal 7 in the crucible 100 to flow down into the spray tank 4, and is provided so as to protrude vertically downward from the bottom surface of the crucible 100. As shown in FIG. The molten metal nozzle 11 has a vertically elongated hole through which the molten metal flows. This vertically elongated hole serves as a molten metal flow path through which the molten metal flows vertically downward from the bottom surface 101 of the crucible 100 . The number of molten metal nozzles 11 attached to the crucible 100 is not limited to one, and may be two or more, for example.

溶湯ノズル１１の下端に位置する開口端１７は、ガス噴射器２００の底面から突出して噴霧槽４内に位置している。るつぼ１００内の溶融金属は溶湯ノズル１１の内部の孔を溶湯流となって流下し開口端１７を介して噴霧槽４内に放出（流下）される。 An open end 17 positioned at the lower end of the molten metal nozzle 11 protrudes from the bottom surface of the gas injector 200 and is positioned within the spray tank 4 . The molten metal in the crucible 100 flows down as a molten metal flow through the hole inside the molten metal nozzle 11 and is discharged (flowed down) into the spray tank 4 through the open end 17 .

（オリフィス部１８）
溶湯ノズル１１の最小内径は、溶湯ノズル１１の内部に設けられるオリフィス部１８の内径（オリフィス径）によって規定され、このオリフィス径（溶湯ノズル１１の最小内径）は噴霧槽４内に導入される溶湯の径の大きさに寄与する。溶湯ノズル１１の最小内径は溶湯ノズル１１の開口端１７の径以下の値にすることもできる。 (Orifice portion 18)
The minimum inner diameter of the molten metal nozzle 11 is defined by the inner diameter (orifice diameter) of the orifice portion 18 provided inside the molten metal nozzle 11, and this orifice diameter (minimum inner diameter of the molten metal nozzle 11) determines the molten metal introduced into the spray tank 4. contributes to the size of the diameter of The minimum inner diameter of the molten metal nozzle 11 can also be set to a value equal to or smaller than the diameter of the open end 17 of the molten metal nozzle 11 .

オリフィス部１８は、溶湯ノズル１１における溶湯の流路の上流部に設けることが好ましく、可能であれば図２に示すように溶湯ノズルにおける溶湯の流路の上端に設けることが好ましい。なお、上流部とは、溶湯ノズル１１の流路長を３分割したときにるつぼ１００側に位置する部分を示す。溶湯ノズル１１の流路長を３分割した部分のうち、上流部の下流側の部分は「中央部」、中央部の下流側の部分は「下流部」と称する。 The orifice portion 18 is preferably provided upstream of the molten metal flow path in the molten metal nozzle 11, and if possible, preferably provided at the upper end of the molten metal flow path in the molten metal nozzle as shown in FIG. Note that the upstream portion indicates a portion located on the crucible 100 side when the flow path length of the molten metal nozzle 11 is divided into three. Of the portions obtained by dividing the flow path length of the molten metal nozzle 11 into three, the downstream portion of the upstream portion is referred to as the "central portion", and the downstream portion of the central portion is referred to as the "downstream portion".

オリフィス部１８は、図２に示すように上下方向に所定の長さＬを有しても良い。長さＬは、１０ｍｍ以下とすることが好ましく、可能であれば１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下とすることが好ましい。オリフィス部１８の流路は凝固した溶湯により詰まりを生じることがあるが、長さＬが１０ｍｍ以下（より好ましくは５ｍｍ以下）とするとその詰まりを解消しやすい。ただし、長さＬは、短すぎると溶湯の流れの安定性が阻害される可能性（溶湯流の軸がぶれる可能性）が高くなるため、１ｍｍ以上にした方が好ましい。 The orifice portion 18 may have a predetermined length L in the vertical direction as shown in FIG. The length L is preferably 10 mm or less, preferably 1 mm or more and 5 mm or less if possible. The flow path of the orifice portion 18 may be clogged by solidified molten metal, but clogging can be easily eliminated if the length L is 10 mm or less (more preferably 5 mm or less). However, if the length L is too short, the possibility that the stability of the flow of the molten metal will be hindered (the possibility that the axis of the molten metal flow will deviate) will increase, so it is preferable to set the length L to 1 mm or more.

オリフィス部１８の内径は、０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることが好ましく、可能であれば１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下とすることが好ましい。内径を３ｍｍ以上とすると、溶湯保持中に溶湯がオリフィスを通って溶解槽に数滴垂れる湯漏れ（意図しない出湯）が生じ得る。ただし、内径が小さすぎると溶湯の流量の安定性が阻害される可能性が高くなるため、０．８ｍｍ以上にした方が好ましい。 The inner diameter of the orifice portion 18 is preferably 0.8 mm or more and 3 mm or less, and preferably 1 mm or more and 2 mm or less if possible. If the inner diameter is 3 mm or more, a few drops of molten metal may flow through the orifice and drip into the dissolving tank while the molten metal is being held (unintentional pouring of molten metal). However, if the inner diameter is too small, the stability of the flow rate of the molten metal is likely to be hindered, so it is preferable that the inner diameter is 0.8 mm or more.

（ガス噴射器２００）
略円柱状の外形を有するガス噴射器２００は、図２に示すように、溶湯ノズル１１が挿入される溶湯ノズル挿入孔１２と、溶湯ノズル１１から流下する溶融金属に対してガスを噴射して粉砕するガス噴射ノズル７１を備えている。ガス噴射器２００は、不活性の高圧ガスで満たされる中空構造の円柱形状の外形を有しており、その内部は溶湯ノズル挿入孔１２の周囲にガス流を形成するガス流路５０となっている。ガス流路５０は、ガス噴射器２００の側面（円柱の側面）に設けられたガス吸入孔（図示せず）に接続されるガス供給管３１から高圧ガス４１の供給を受ける。 (Gas injector 200)
As shown in FIG. 2, the gas injector 200 having a substantially cylindrical outer shape injects gas into the molten metal nozzle insertion hole 12 into which the molten metal nozzle 11 is inserted and the molten metal flowing down from the molten metal nozzle 11. A pulverizing gas injection nozzle 71 is provided. The gas injector 200 has a cylindrical outer shape with a hollow structure filled with an inert high-pressure gas, and the interior of the gas injector 200 forms a gas flow path 50 that forms a gas flow around the molten metal nozzle insertion hole 12 . there is The gas flow path 50 is supplied with the high-pressure gas 41 from a gas supply pipe 31 connected to a gas suction hole (not shown) provided on the side surface (the side surface of the cylinder) of the gas injector 200 .

（ガス噴射ノズル７１）
ガス噴射ノズル７１は、溶湯ノズル挿入孔１２の周囲に円を描くように配置された複数の噴射孔（貫通孔）９１からなる。ガス噴射ノズル７１は、溶湯ノズル１１から流下する溶融金属に対して複数の噴射孔９１からガスを噴射する。 (Gas injection nozzle 71)
The gas injection nozzle 71 is composed of a plurality of injection holes (through holes) 91 arranged in a circle around the molten metal nozzle insertion hole 12 . The gas injection nozzle 71 injects gas from a plurality of injection holes 91 toward the molten metal flowing down from the molten metal nozzle 11 .

（噴霧ノズル２０）
噴射ノズル７１と溶湯ノズル１１は、噴霧槽４内に溶融金属を液体噴霧する噴霧ノズル２０を構成する。 (Spray nozzle 20)
The injection nozzle 71 and the molten metal nozzle 11 constitute a spray nozzle 20 for liquid spraying the molten metal into the spray tank 4 .

（溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈ）
溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈ（図２参照）の少なくとも１つとして、るつぼ１００内の溶湯７の重量による圧力がある。この圧力を溶湯７のヘッド圧と称する。ヘッド圧は、るつぼ１００に投入される溶解素材の密度と量（容積）とに基づいて演算できる。溶解素材の量（容積）は例えば溶湯７の液面高さ（湯面高さ）Ｈから把握できる。なお、溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈは、溶湯の表面張力など、ヘッド圧以外の圧力も含まれている。 (Pressure Ph acting on the upper end of the molten metal nozzle 11)
At least one of the pressures Ph (see FIG. 2) acting on the upper end of the melt nozzle 11 is the pressure due to the weight of the melt 7 in the crucible 100 . This pressure is called head pressure of the molten metal 7 . The head pressure can be calculated based on the density and amount (volume) of the material to be melted put into the crucible 100 . The amount (volume) of the material to be melted can be grasped, for example, from the liquid surface height (melt surface height) H of the molten metal 7 . The pressure Ph acting on the upper end of the molten metal nozzle 11 includes pressure other than the head pressure, such as the surface tension of the molten metal.

（ガスアトマイズ装置の制御）
上記のように構成されるガスアトマイズ装置の制御（使用方法）について説明する。 (Control of gas atomizer)
The control (usage method) of the gas atomizer configured as described above will be described.

まず、るつぼ１００に溶解素材を投入してるつぼ１００を加熱して溶湯７をつくる。るつぼ１００内で溶解素材を溶解している間は、溶湯７が溶湯ノズル１１を介して噴霧槽４に流下しないように（つまり、るつぼ１００内に溶湯７を保持するために）、溶解槽１の圧力Ｐｍと溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈとの合計値よりも高くなるように噴霧槽４の圧力Ｐｓを保持する（すなわち、Ｐｍ＋Ｐｈ＜Ｐｓ を保持する）。溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈは上記のように溶解素材の密度と量に関係する値なので、この圧力条件（Ｐｍ＋Ｐｈ＜Ｐｓ）を満たすように溶解槽１の圧力Ｐｍと噴霧槽４の圧力Ｐｓを調整することになる。噴霧槽４の圧力Ｐｓの調整はガス供給管３２による噴霧槽４へのガス供給により行い、溶解槽１の圧力Ｐｍの調整はガス排出管３０による溶解槽１からのガス排出により行う。ガス供給管３２から噴霧槽４内に不活性ガス４２を供給すると、噴霧槽４の圧力Ｐｓが上昇する。また、ガス排出管３０から溶解槽１外に不活性ガス４０を排出すると、溶解槽１の圧力Ｐｍが低下する。なお、溶解槽１と噴霧槽４のそれぞれの内部に圧力計を設置して各圧力計の値をコンピュータ等の制御装置に入力し、Ｐｍ＋Ｐｈ＜Ｐｓが満たされるように当該制御装置からガス排出管３０とガス供給管３１の各バルブに制御信号（開度指令）を出力し、溶解槽１と噴霧槽４の圧力Ｐｍ，Ｐｓを自動的に調整しても良い。また、溶解槽と噴霧槽を繋ぐバイパスを作り、間に圧縮機を備え、ガスを循環しつつ圧力差を制御してもよい。 First, the molten metal 7 is made by putting the molten material into the crucible 100 and heating the crucible 100 . During the melting of the material to be melted in the crucible 100, the melting tank 1 is arranged such that the molten metal 7 does not flow down into the spray tank 4 through the molten metal nozzle 11 (that is, to retain the molten metal 7 within the crucible 100). The pressure Ps of the spray tank 4 is maintained so as to be higher than the sum of the pressure Pm and the pressure Ph acting on the upper end of the molten metal nozzle 11 (that is, Pm+Ph<Ps is maintained). The pressure Ph acting on the upper end of the molten metal nozzle 11 is a value related to the density and amount of the material to be melted as described above. The pressure Ps will be adjusted. The pressure Ps of the spray tank 4 is adjusted by supplying gas to the spray tank 4 through the gas supply pipe 32 , and the pressure Pm of the dissolving tank 1 is adjusted by discharging gas from the dissolving tank 1 through the gas discharge pipe 30 . When the inert gas 42 is supplied into the spray tank 4 from the gas supply pipe 32, the pressure Ps of the spray tank 4 rises. Further, when the inert gas 40 is discharged from the gas discharge pipe 30 to the outside of the dissolving tank 1, the pressure Pm of the dissolving tank 1 decreases. In addition, a pressure gauge is installed inside each of the dissolving tank 1 and the spray tank 4, and the value of each pressure gauge is input to a control device such as a computer. The pressures Pm and Ps of the dissolving tank 1 and the spray tank 4 may be automatically adjusted by outputting a control signal (opening command) to each valve of 30 and gas supply pipe 31 . Alternatively, a bypass connecting the dissolving tank and the spray tank may be provided, and a compressor may be provided between them to control the pressure difference while circulating the gas.

Ｐｍ＋Ｐｈ＜Ｐｓが満たされるように圧力Ｐｍ，Ｐｓを調整すると、従前のようなストッパが無くても、るつぼ１００内に溶湯７を保持することができる。このとき、噴霧槽４内の不活性ガス４２が溶湯ノズル１１を介してるつぼ１００内に逆流し、るつぼ１００内の溶湯７に泡９（図２参照）が発生する。このように噴霧槽４から溶解槽１に流入したガスは溶解槽１の圧力Ｐｍを上昇させ得るが、溶解槽１に接続したガス排出管３０から溶解槽１外にガスを適宜排出することで、溶解槽１の圧力Ｐｍを安定させる（つまり、圧力Ｐｍを所定値に近い状態で維持する）ことができる。 By adjusting the pressures Pm and Ps so that Pm+Ph<Ps is satisfied, the molten metal 7 can be held in the crucible 100 without a conventional stopper. At this time, the inert gas 42 in the spray tank 4 flows back into the crucible 100 through the molten metal nozzle 11, and bubbles 9 (see FIG. 2) are generated in the molten metal 7 in the crucible 100. FIG. The gas flowing into the dissolving tank 1 from the spray tank 4 in this way can increase the pressure Pm of the dissolving tank 1. , the pressure Pm of the dissolving tank 1 can be stabilized (that is, the pressure Pm can be maintained close to a predetermined value).

溶解素材の溶解が完了したら、溶湯ノズル１１からの出湯を開始しつつ、ガス噴射ノズル７１からガスを噴射して金属粉末を製造する（出湯操作とも称する）。出湯を開始する場合（噴霧槽４内での溶融金属の噴霧を開始する場合）には、溶解槽１の圧力Ｐｍと溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈとの合計値よりも噴霧槽４の圧力Ｐｓを低くする。すなわち、Ｐｍ＋Ｐｈ＞Ｐｓ とし、素材溶解時と圧力の大小関係を逆転させる。このように圧力を制御すると、るつぼ１００内の溶湯７を溶湯ノズル１１を介して噴霧槽４内に流下させることができる。そして、出湯中には、Ｐｍ＋Ｐｈ＞Ｐｓが満たされるように圧力Ｐｍ，Ｐｓを調整する。 When the melting of the material to be melted is completed, the metal powder is manufactured by injecting gas from the gas injection nozzle 71 while starting to pour the molten metal from the molten metal nozzle 11 (also referred to as pouring operation). When starting to pour molten metal (when starting to spray molten metal in the spray tank 4), the pressure Pm in the melting tank 1 and the pressure Ph acting on the upper end of the molten metal nozzle 11 are higher than the total value of the pressure Ph in the spray tank 4. lower the pressure Ps of . That is, Pm+Ph>Ps, and the magnitude relationship of the pressure is reversed from that when the material is melted. By controlling the pressure in this manner, the molten metal 7 in the crucible 100 can flow down into the spray tank 4 through the molten metal nozzle 11 . The pressures Pm and Ps are adjusted so that Pm+Ph>Ps is satisfied during pouring.

なお、溶湯ノズル１１に詰まりが発生した場合には、出湯に際して、詰まりの無い場合よりも溶解槽１の圧力Ｐｍを高くすることで当該詰まりを解消できる場合がある。詰まりが解消できた場合には、噴霧槽４の圧力Ｐｓが急上昇する可能性があるため、噴霧槽４にガス排出管を接続し、当該ガス排出管を介してガスを噴霧槽４外に排出することで噴霧槽４の圧力Ｐｓを低減することが好ましい。つまり、噴霧槽４にガス排出管を接続しておけば、溶湯ノズル１１に詰まりが生じたときに噴霧槽４の圧力Ｐｓが急上昇することを防止でき、噴霧槽４の圧力Ｐｓを安定化できる。 If clogging occurs in the molten metal nozzle 11, the clogging may sometimes be resolved by increasing the pressure Pm of the dissolving tank 1 to a level higher than that in the case of no clogging. If the clogging is resolved, the pressure Ps of the spray tank 4 may rise sharply, so a gas discharge pipe is connected to the spray tank 4, and the gas is discharged out of the spray tank 4 through the gas discharge pipe. It is preferable to reduce the pressure Ps of the spray tank 4 by doing so. In other words, by connecting a gas discharge pipe to the spray tank 4, it is possible to prevent the pressure Ps of the spray tank 4 from rising sharply when clogging occurs in the molten metal nozzle 11, and stabilize the pressure Ps of the spray tank 4. .

（効果）
上記のように、本実施形態では、るつぼ１００内で溶解素材を溶解する時に、溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈと溶解槽１の圧力Ｐｍとの合計値よりも噴霧槽４の圧力Ｐｓを高くし、るつぼ１００内の溶湯７を溶湯ノズル１１を介して噴霧槽４に流下させる時に、溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力Ｐｈと溶解槽１の圧力Ｐｍとの合計値よりも噴霧槽の圧力Ｐｓを低くするようにガスアトマイズ装置を制御した。このようにガスアトマイズ装置を制御すると、素材溶解中に発生させた溶解槽１と噴霧槽４との圧力差で溶湯７をるつぼ１００内に保持することができるので、素材溶解中に従前利用していたストッパを省略できる。これにより、るつぼ１００に投入される溶解素材の形状の制限を緩和でき、また、ガスアトマイズ装置の簡素化やストッパが損傷した際の交換の手間をなくすことができる。 (effect)
As described above, in the present embodiment, when the melting material is melted in the crucible 100, the pressure Ps of the spray tank 4 is higher than the total value of the pressure Ph acting on the upper end of the molten metal nozzle 11 and the pressure Pm of the dissolving tank 1. is higher than the total value of the pressure Ph acting on the upper end of the melt nozzle 11 and the pressure Pm of the dissolving tank 1 when the melt 7 in the crucible 100 is flowed down to the spray tank 4 through the melt nozzle 11. The gas atomizer was controlled so as to lower the pressure Ps of . By controlling the gas atomizer in this way, the molten metal 7 can be held in the crucible 100 by the pressure difference between the dissolving tank 1 and the spray tank 4 generated during material melting. A stopper can be omitted. This makes it possible to relax restrictions on the shape of the material to be melted into the crucible 100, simplify the gas atomizing device, and eliminate the trouble of replacing the stopper when it is damaged.

また、上記のガスアトマイズ装置は、溶湯ノズル１１における流路の上流部（好ましくは当該流路の上端）に設けられたオリフィス部１８を備えている。素材溶解時に噴霧槽４のガスを溶湯ノズル１１を介してるつぼ１００内に導入すると、当該ガスによって溶湯が凝固してオリフィス部１８に詰まりを生じさせることがある。しかし、本実施形態のように溶湯ノズル１１の上流部にオリフィス部１８を設けると、るつぼ１００内で高温に保持された溶湯７とオリフィス部１８の距離が近いため、詰まりを溶湯７の熱で再溶解させ易く、出湯時の詰まりの発生を抑制できる。また、発明者らは、素材溶解中（溶湯７の保持中）にるつぼ１００内に発生する泡９が小さくなると溶湯ノズル１１に詰まりが生じやすいことに気づいたが、上記の位置にオリフィス部１８を設けると素材溶解中の泡９の縮小化を抑制でき、詰まりの発生を抑制できることを知見した。 The gas atomizing device described above also includes an orifice portion 18 provided at an upstream portion (preferably an upper end of the flow passage) of the molten metal nozzle 11 . When the gas in the spray tank 4 is introduced into the crucible 100 through the molten metal nozzle 11 when the material is melted, the molten metal may be solidified by the gas, causing the orifice 18 to become clogged. However, if the orifice portion 18 is provided upstream of the molten metal nozzle 11 as in the present embodiment, clogging is clogged with the heat of the molten metal 7 because the distance between the orifice portion 18 and the molten metal 7 maintained at a high temperature in the crucible 100 is short. It is easy to re-melt and can suppress the occurrence of clogging at the time of tapping. In addition, the inventors have found that when the bubbles 9 generated in the crucible 100 during the melting of the material (during the holding of the molten metal 7) become smaller, the molten metal nozzle 11 is likely to be clogged. is provided, it is possible to suppress the shrinkage of the bubbles 9 during the melting of the material, and it is possible to suppress the occurrence of clogging.

なお、上記では溶湯ノズル１１がるつぼ１００に１本だけ取り付けられている場合について説明したが、本実施形態は、るつぼ１００に複数の溶湯ノズル１１が取り付けられており、当該複数の溶湯ノズル１１のそれぞれの周囲にガス噴射ノズル７１が設けられているガスアトマイズ装置にも適用できる。このように溶湯ノズル１１が複数存在する場合には、少なくとも１つのストッパを省略することもできるし、全てのストッパを省略することもできる。省略できたストッパの数に応じた相乗的な効果が得られるので、ストッパの省略に伴う上記の各効果が顕著になる。 In the above description, a case where only one molten metal nozzle 11 is attached to the crucible 100 has been described, but in the present embodiment, a plurality of molten metal nozzles 11 are attached to the crucible 100, and the plurality of molten metal nozzles 11 are attached to the crucible 100. It can also be applied to a gas atomizer in which gas injection nozzles 71 are provided around each. When there are a plurality of molten metal nozzles 11 as described above, at least one stopper can be omitted, or all stoppers can be omitted. Since a synergistic effect is obtained according to the number of stoppers that can be omitted, each of the above effects associated with the omission of stoppers becomes remarkable.

＜溶湯ノズル（オリフィス部）の変形例＞
図３は溶湯ノズル（オリフィス部）の変形例の１つを示した図である。図３の溶湯ノズル１１Ａは、溶湯ノズル１１Ａの下端（開口端１７）に向かって内径が拡大する逆テーパ型の流路を有するオリフィス部１８Ａを備えている。このようなオリフィス部１８Ａを設けると、素材溶解中（溶湯７の保持中）に溶湯ノズル１１（オリフィス部１８Ａ）の上端よりも下方に詰まりが生じても、流路が下方に向かって拡大しているのでその詰まりの位置まで溶湯７を導き易くなり、出湯時に詰まりを解消しやすくなる。 <Modified Example of Molten Metal Nozzle (orifice)>
FIG. 3 is a view showing one modification of the molten metal nozzle (orifice). The molten metal nozzle 11A of FIG. 3 includes an orifice portion 18A having an inversely tapered flow path whose inner diameter increases toward the lower end (open end 17) of the molten metal nozzle 11A. By providing such an orifice portion 18A, even if clogging occurs below the upper end of the molten metal nozzle 11 (orifice portion 18A) during melting of the material (during holding of the molten metal 7), the flow path expands downward. Therefore, the molten metal 7 can be easily guided to the position of the clogging, and the clogging can be easily eliminated at the time of tapping.

図４は溶湯ノズル（オリフィス部）の変形例の１つを示した図である。図４の溶湯ノズル１１Ｂは、その上端１９がるつぼ１００の底面１０１より上方に位置している。このように溶湯ノズル１１Ｂを構成すると、図２に示した場合と比較して、るつぼ１００内で高温に保持された溶湯７にオリフィス部１８をさらに近づけることができるため、出湯時の詰まりの発生をさらに抑制できる。また、素材溶解中（溶湯７の保持中）にオリフィス部１８が周囲の溶湯７によって加熱されるため、詰まりが発生し難い点もメリットとなる。 FIG. 4 is a view showing one modification of the molten metal nozzle (orifice). The molten metal nozzle 11B of FIG. 4 has its upper end 19 located above the bottom surface 101 of the crucible 100. As shown in FIG. When the molten metal nozzle 11B is configured in this way, the orifice portion 18 can be brought closer to the molten metal 7 held at a high temperature in the crucible 100 as compared with the case shown in FIG. can be further suppressed. Further, since the orifice portion 18 is heated by the surrounding molten metal 7 during melting of the material (during holding of the molten metal 7), there is an advantage in that clogging is less likely to occur.

＜実施例＞
図５は、溶湯保持中（素材溶解中）の条件の異なる１５の場合について出湯・粉末化の可否を観察し、その結果を実施例としてまとめた図である。ここでは図中の番号を各実施例の番号として説明する（例えば、図中のＮｏ．１は第１実施例と称する）。なお、図に記載の無い条件（例えば、オリフィスの内径や長さ等）は各実施例で共通とする。 <Example>
FIG. 5 is a diagram summarizing the results as an example of observing whether or not molten metal can be tapped and pulverized in 15 different conditions during the holding of the molten metal (during melting of the material). Here, the numbers in the drawing are used as the numbers of the respective embodiments (for example, No. 1 in the drawing is referred to as the first embodiment). Note that conditions not shown in the drawings (for example, the inner diameter and length of the orifice, etc.) are common to each embodiment.

溶湯保持中の条件としては、噴霧槽と溶解槽の圧力差［ｋＰａ］、溶湯ノズルの上端に作用する圧力［ｋＰａ］、溶湯ノズルの本数、オリフィス位置がある。このうち「噴霧槽と溶解槽の圧力差［ｋＰａ］」は、噴霧槽４の圧力Ｐｓと溶解槽１の圧力Ｐｍの測定値の差（Ｐｓ－Ｐｍ）を示す。「溶湯ノズルの上端に作用する圧力［ｋＰａ］」は、図２の圧力Ｐｈである。「溶湯ノズルの本数」は１つのるつぼ１００に取り付けられた溶湯ノズル１１の本数を示す。「オリフィスの位置」における“上流部”は、溶湯ノズル１１の上端から１０ｍｍ以内の位置にオリフィス部１８を設けた場合を示し、“その他”は、溶湯ノズル１１の上端から１０ｍｍより下側の位置にオリフィス部１８を設けた場合を示す。「オリフィス部の詰まり」は溶湯保持中の泡９の発生状況から判定しており、泡が発生している場合には詰まりなしと判定し、泡９の発生が停止した場合には詰まりありと判定した。なお、溶湯保持中に詰まりが発生したと判定されても、出湯が可能であれば使用上の支障は無いと判断する。「出湯・粉末化可否」は、出湯操作後（つまり、Ｐｍ＋Ｐｈ＞Ｐｓとした後）に速やかに出湯が開始されるか否かで可否を判断した。 The conditions for holding the molten metal include the pressure difference [kPa] between the spray tank and the dissolving tank, the pressure acting on the upper end of the molten metal nozzle [kPa], the number of molten metal nozzles, and the orifice position. The "pressure difference [kPa] between the spray tank and the dissolving tank" indicates the difference between the pressure Ps of the spray tank 4 and the pressure Pm of the dissolving tank 1 (Ps−Pm). "The pressure [kPa] acting on the upper end of the molten metal nozzle" is the pressure Ph in FIG. “Number of molten metal nozzles” indicates the number of molten metal nozzles 11 attached to one crucible 100 . "Upstream part" in "orifice position" indicates the case where the orifice part 18 is provided at a position within 10 mm from the upper end of the molten metal nozzle 11, and "Other" indicates a position below 10 mm from the upper end of the molten metal nozzle 11. shows a case where an orifice portion 18 is provided at . "Clogging of the orifice part" is determined from the state of generation of bubbles 9 during holding of the molten metal. When bubbles are generated, it is determined that there is no clogging, and when generation of bubbles 9 stops, it is determined that there is clogging. Judged. Even if it is determined that clogging has occurred while the molten metal is being held, it is determined that there is no problem in use as long as the molten metal can be tapped. "Possibility of tapping/powderization" was determined based on whether tapping was started immediately after tapping operation (that is, after Pm+Ph>Ps).

各実施例の結果をまとめると下記のようになる。 The results of each example are summarized below.

第１－９実施例では、溶湯保持中にオリフィス詰まりが生じたものもあったが、出湯操作を行ったところいずれも速やかな出湯が観察された。第１０－１１実施例では、出湯操作後、１分以上遅れて出湯が観察され、実用的ではないと判断して出湯・粉末化を「否」と判定した。なお、第１０実施例では溶湯保持中に溶湯がオリフィスを通って溶解槽に数滴垂れるという湯漏れ（意図しない出湯）が生じた。第１２－１５実施例では、いずれも出湯は観察されなかった。 In Examples 1 to 9, some orifices were clogged during the holding of the molten metal, but when the tapping operation was performed, rapid tapping was observed in all of them. In the 10th and 11th examples, pouring of hot water was observed with a delay of 1 minute or more after the hot water pouring operation, and it was determined that it was not practical, and the hot water pouring/pulverization was determined as "No". In the tenth example, a few drops of molten metal passed through the orifice and dripped into the dissolving tank while the molten metal was being held (unintentional pouring of molten metal). No hot water was observed in any of the 12th to 15th examples.

オリフィス部を上流部以外に設けた第１１，１３－１５実施例では、出湯・粉末化は「否」であった。 In the 11th, 13th to 15th embodiments in which the orifice portion was provided at a location other than the upstream portion, the tapping and pulverization were "no".

オリフィス部を上流部に設けた第１－１０，１２実施例のうち、圧力差と溶湯ノズルの上端に作用する圧力との差（Ｐｓ－Ｐｍ－Ｐｈ）が１［ｋＰａ］と０［ｋＰａ］の第１０，１２実施例では、出湯・粉末化は「否」であった。その一方で、圧力差と溶湯ノズルの上端に作用する圧力との差が３．５［ｋＰａ］以上の第１－９実施例では出湯・粉末化は「可」であった。このことから、圧力差と溶湯ノズルの上端に作用する圧力との差は少なくとも１［ｋＰａ］より大きい（すなわち、噴霧槽４の圧力は、溶解槽１の圧力と溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力との合計値より少なくとも１ｋＰａより高い（つまり、Ｐｓ＞Ｐｍ＋Ｐｈ＋１［ｋＰａ］））ことが好ましく、さらに３．５［ｋＰａ］以上であること（つまり、Ｐｓ＞Ｐｍ＋Ｐｈ＋３．５［ｋＰａ］）がより好ましいと分かった。また、図５に示されていないが、圧力差と溶湯ノズルの上端に作用する圧力との差（Ｐｓ－Ｐｍ－Ｐｈ）が２０［ｋＰａ］より大きいとき、溶湯が跳ねたり、溶湯の流れが不安定となり、熱電対の保護管が割れた。このことから、噴霧槽４の圧力Ｐｓは、溶湯ノズル１１の上端に作用する圧力と溶解槽１の圧力との合計値に対して２０［ｋＰａ］より低くなるように制御することが好ましく（つまり、２０［ｋＰａ］＋Ｐｍ＋Ｐｈ＞Ｐｓ）、さらには、同合計値に対して１５［ｋＰａ］より低くなるように制御することがより好ましいこと（つまり、１５［ｋＰａ］＋Ｐｍ＋Ｐｈ＞Ｐｓ）が分かった。 Among the 1-10th and 12th embodiments in which the orifice part was provided in the upstream part, the difference (Ps-Pm-Ph) between the pressure difference and the pressure acting on the upper end of the molten metal nozzle was 1 [kPa] and 0 [kPa]. In the 10th and 12th embodiments of No. 1, hot water tapping and pulverization were "no". On the other hand, in Examples 1-9, in which the difference between the pressure difference and the pressure acting on the upper end of the molten metal nozzle was 3.5 [kPa] or more, the tapping and pulverization was "possible". From this, the difference between the pressure difference and the pressure acting on the upper end of the molten metal nozzle is at least greater than 1 [kPa] (that is, the pressure in the spray tank 4 acts on the pressure in the dissolving tank 1 and the upper end of the molten metal nozzle It is preferably at least 1 kPa higher than the total value of the pressure (that is, Ps>Pm+Ph+1 [kPa]), and more preferably 3.5 [kPa] or more (that is, Ps>Pm+Ph+3.5 [kPa]). I found it preferable. Also, although not shown in FIG. 5, when the difference (Ps-Pm-Ph) between the pressure difference and the pressure acting on the upper end of the molten metal nozzle is greater than 20 [kPa], the molten metal splashes or the molten metal flow is interrupted. It became unstable and the protective tube of the thermocouple cracked. For this reason, the pressure Ps of the spray tank 4 is preferably controlled to be lower than 20 [kPa] with respect to the total value of the pressure acting on the upper end of the molten metal nozzle 11 and the pressure of the dissolving tank 1 (that is, , 20 [kPa]+Pm+Ph>Ps), and it is more preferable to control the total value to be lower than 15 [kPa] (that is, 15 [kPa]+Pm+Ph>Ps).

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。 <Others>
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications without departing from the scope of the invention. For example, the present invention is not limited to those having all the configurations described in the above embodiments, and includes those having some of the configurations omitted. Also, part of the configuration according to one embodiment can be added to or replaced with the configuration according to another embodiment.

１…溶解槽，２…ホッパ，４…噴霧槽，５…採集部，７…溶融金属（溶湯），９…泡，１１，１１Ａ，１１Ｂ…溶湯ノズル，１２…溶湯ノズル挿入孔，１７…溶湯ノズルの開口端（下端），１８…オリフィス部，１８Ａ…オリフィス部，１９…溶湯ノズルの上端，２０…噴霧ノズル，３０…ガス排出管，３１…ガス供給管，３２…ガス供給管，３３…ガス排出管，４０…不活性ガス，４２…不活性ガス，４３…不活性ガス，５０…ガス流路，７１…ガス噴射ノズル，９１…噴射孔（貫通孔），１０１…底面，１０２…開口部，２００…ガス噴射器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Dissolution tank, 2... Hopper, 4... Spray tank, 5... Collection part, 7... Molten metal (molten metal), 9... Bubbles, 11, 11A, 11B... Molten metal nozzle, 12... Molten metal nozzle insertion hole, 17... Molten metal Opening end (lower end) of nozzle 18 Orifice portion 18A Orifice portion 19 Upper end of molten metal nozzle 20 Spray nozzle 30 Gas discharge pipe 31 Gas supply pipe 32 Gas supply pipe 33 Gas discharge pipe 40 Inert gas 42 Inert gas 43 Inert gas 50 Gas flow path 71 Gas injection nozzle 91 Injection hole (through hole) 101 Bottom surface 102 Opening part 200 gas injector

Claims (15)

溶解槽に収納され、溶解前の溶解素材を受け入れ可能なるつぼと、
前記るつぼの底面に設けられた開口部に取り付けられ、下端が噴霧槽内に位置する溶湯ノズルと、
前記噴霧槽内において前記溶湯ノズルの周囲に設けられ、前記溶湯ノズルから流下される溶融金属に対してガス流体を噴出する複数のガス噴射ノズルと、
前記溶湯ノズルにおける流路の上流部に設けられたオリフィス部とを備え、
前記オリフィス部の内径が０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下である金属粉末製造装置の制御方法であって、
前記るつぼ内で溶解素材を溶解する時には、前記溶湯ノズルの上端に作用する圧力と前記溶解槽の圧力との合計値よりも前記噴霧槽の圧力を高くし、
前記るつぼ内の溶湯を前記溶湯ノズルを介して前記噴霧槽に流下させる時には、前記合計値よりも前記噴霧槽の圧力を低くすることを特徴とする金属粉末製造装置の制御方法。 a crucible contained in the melting tank and capable of receiving molten material prior to melting;
a molten metal nozzle attached to an opening provided in the bottom surface of the crucible and having a lower end positioned in the spray tank;
a plurality of gas injection nozzles that are provided around the molten metal nozzle in the spray tank and that eject a gas fluid toward the molten metal that flows down from the molten metal nozzle;
and an orifice provided upstream of a flow path in the molten metal nozzle,
A control method for a metal powder production apparatus, wherein the orifice portion has an inner diameter of 0.8 mm or more and 3 mm or less,
When the material to be melted is melted in the crucible, the pressure of the spray tank is set higher than the sum of the pressure acting on the upper end of the melt nozzle and the pressure of the dissolving tank,
A control method for a metal powder production apparatus, wherein when the molten metal in the crucible is caused to flow down to the spray tank through the melt nozzle, the pressure in the spray tank is made lower than the total value. 請求項１の金属粉末製造装置の制御方法において、
前記オリフィス部の内径は１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする金属粉末製造装置の制御方法。 In the control method of the metal powder manufacturing apparatus according to claim 1,
A control method for a metal powder manufacturing apparatus, wherein the inner diameter of the orifice portion is 1 mm or more and 2 mm or less. 請求項１の金属粉末製造装置の制御方法において、
前記るつぼ内で溶解素材を溶解する時には、前記噴霧槽の圧力は、前記溶湯ノズルの上端に作用する圧力と前記溶解槽の圧力との合計値に対して少なくとも１ｋＰａより高く２０ｋＰａより低いことを特徴とする金属粉末製造装置の制御方法。 In the control method of the metal powder manufacturing apparatus according to claim 1,
When the material to be melted is melted in the crucible, the pressure of the spray tank is at least higher than 1 kPa and lower than 20 kPa with respect to the sum of the pressure acting on the upper end of the melting nozzle and the pressure of the dissolving tank. A control method for a metal powder manufacturing apparatus. 請求項１の金属粉末製造装置の制御方法において、
前記溶湯ノズルの上端に作用する圧力の少なくとも１つであるヘッド圧を、前記溶解素材の密度と量に基づいて演算することを特徴とする金属粉末製造装置の制御方法。 In the control method of the metal powder manufacturing apparatus according to claim 1,
A method of controlling a metal powder manufacturing apparatus, wherein a head pressure, which is at least one pressure acting on the upper end of the molten metal nozzle, is calculated based on the density and amount of the molten material. 請求項１の金属粉末製造装置の制御方法において、
前記噴霧槽の圧力の調整は、前記噴霧槽にガスを供給することで行い、
前記溶解槽の圧力の調整は、前記溶解槽からガスを排出することで行うことを特徴とする金属粉末製造装置の制御方法。 In the control method of the metal powder manufacturing apparatus according to claim 1,
The pressure of the spray tank is adjusted by supplying gas to the spray tank,
A control method for a metal powder manufacturing apparatus, wherein the adjustment of the pressure of the dissolving tank is performed by discharging gas from the dissolving tank. 請求項３の金属粉末製造装置の制御方法において、
前記噴霧槽の圧力の調整は、前記噴霧槽へのガスの供給と前記噴霧槽からのガスの排出により行うことを特徴とする金属粉末製造装置の制御方法。 In the method for controlling a metal powder manufacturing apparatus according to claim 3,
A control method for a metal powder production apparatus, wherein the pressure of the spray tank is adjusted by supplying gas to the spray tank and discharging gas from the spray tank. 請求項１の金属粉末製造装置の制御方法において、
前記溶湯ノズルは、前記るつぼに複数取り付けられた複数の溶湯ノズルであり、
前記複数のガス噴射ノズルは、前記複数の溶湯ノズルのそれぞれの周囲に設けられていることを特徴とする金属粉末製造装置の制御方法。 In the control method of the metal powder manufacturing apparatus according to claim 1,
The molten metal nozzle is a plurality of molten metal nozzles attached to the crucible,
A control method for a metal powder manufacturing apparatus, wherein the plurality of gas injection nozzles are provided around each of the plurality of molten metal nozzles. 溶解槽に収納され、溶解前の溶解素材を受け入れ可能なるつぼと、
前記るつぼの底面に設けられた開口部に取り付けられ、下端が噴霧槽内に位置する溶湯ノズルと、
前記噴霧槽内において前記溶湯ノズルの周囲に設けられ、前記溶湯ノズルから流下される溶融金属に対してガス流体を噴出する複数のガス噴射ノズルと、
前記溶湯ノズルにおける流路の上流部に設けられたオリフィス部とを備え、
前記オリフィス部の内径が０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする金属粉末製造装置。 a crucible contained in the melting tank and capable of receiving molten material prior to melting;
a molten metal nozzle attached to an opening provided in the bottom surface of the crucible and having a lower end positioned in the spray tank;
a plurality of gas injection nozzles that are provided around the molten metal nozzle in the spray tank and that eject a gas fluid toward the molten metal that flows down from the molten metal nozzle;
and an orifice provided upstream of a flow path in the molten metal nozzle,
A metal powder production apparatus, wherein the inner diameter of the orifice is 0.8 mm or more and 3 mm or less. 請求項８の金属粉末製造装置において、
前記オリフィス部は、前記溶湯ノズルにおける流路の上端に設けられていることを特徴とする金属粉末製造装置。 In the metal powder production apparatus of claim 8,
A metal powder production apparatus, wherein the orifice portion is provided at an upper end of a flow path in the molten metal nozzle. 請求項８の金属粉末製造装置において、
前記オリフィス部は、前記溶湯ノズルの下端に向かって内径が拡大する逆テーパ型の流路を有することを特徴とする金属粉末製造装置。 In the metal powder production apparatus of claim 8,
The metal powder manufacturing apparatus, wherein the orifice portion has an inversely tapered flow path whose inner diameter increases toward the lower end of the molten metal nozzle. 請求項８の金属粉末製造装置において、
前記溶湯ノズルの上端は、前記るつぼの底面より上方に位置することを特徴とする金属粉末製造装置。 In the metal powder production apparatus of claim 8,
A metal powder manufacturing apparatus, wherein the upper end of the molten metal nozzle is located above the bottom surface of the crucible. 請求項８の金属粉末製造装置において、
前記オリフィス部の内径は１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下であることを特徴とする金属粉末製造装置。 In the metal powder production apparatus of claim 8,
A metal powder production apparatus, wherein the inner diameter of the orifice is 1 mm or more and 2 mm or less. 請求項８の金属粉末製造装置において、
前記オリフィス部の長さは１０ｍｍ以下であることを特徴とする金属粉末製造装置。 In the metal powder production apparatus of claim 8,
A metal powder manufacturing apparatus, wherein the orifice portion has a length of 10 mm or less. 請求項８の金属粉末製造装置において、
前記オリフィス部の長さは１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下であることを特徴とする金属粉末製造装置。 In the metal powder production apparatus of claim 8,
A metal powder production apparatus, wherein the orifice portion has a length of 1 mm or more and 5 mm or less. 請求項８の金属粉末製造装置の制御方法において、
前記溶湯ノズルは、前記るつぼに複数取り付けられた複数の溶湯ノズルであり、
前記複数のガス噴射ノズルは、前記複数の溶湯ノズルのそれぞれの周囲に設けられていることを特徴とする金属粉末製造装置。 In the method for controlling a metal powder manufacturing apparatus according to claim 8,
The molten metal nozzle is a plurality of molten metal nozzles attached to the crucible,
The metal powder manufacturing apparatus, wherein the plurality of gas injection nozzles are provided around each of the plurality of molten metal nozzles.
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