KR102262760B1

KR102262760B1 - 금속 분말 제조 장치, 그리고 그 가스 분사기 및 도가니

Info

Publication number: KR102262760B1
Application number: KR1020197036913A
Authority: KR
Inventors: 다카시 시바야마; 시게노부 에구치; 유팅 왕; 신야 이마노
Original assignee: 미츠비시 파워 가부시키가이샤
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2021-06-09
Also published as: JPWO2019112052A1; JP6906631B2; EP3722029A4; US20200215615A1; CN111432963A; WO2019112052A1; KR20200007911A; CA3067702A1; CN111432963B; JP2020109212A; AU2018379291A1; CA3067702C; US11602789B2; EP3722029A1; AU2018379291B2

Abstract

금속 분말 제조 장치는, 분무조(4)와, 분무조(4) 내에 용융 금속을 액체 분무하는 복수의 분무 노즐(20A, 20B)을 구비한다. 복수의 분무 노즐(20A, 20B)은 각각, 분무조(4) 내를 향하여 용융 금속을 유하시키는 용탕 노즐(11A, 11B)과, 용탕 노즐의 주위에 복수 배치되어 용탕 노즐로부터 유하하는 용융 금속에 가스 유체를 충돌시키기 위한 가스 분사 구멍을 갖는 가스 분사 노즐(2A, 2B)을 갖는다.

Description

금속 분말 제조 장치, 그리고 그 가스 분사기 및 도가니

본 발명은 용탕 노즐로부터 유하하는 용융 금속에 고압 가스 유체를 충돌시킴으로써 미립자상의 금속(금속 분말)을 제조하는 금속 분말 제조 장치, 그리고 그 가스 분사기 및 도가니에 관한 것이다.

용융 금속으로부터 미립자상의 금속(금속 분말)을 제조하는 방법에 가스 아토마이즈법이나 물 아토마이즈법을 포함하는 아토마이즈법이 있다. 가스 아토마이즈법은, 용융 금속을 저류하는 용해조의 하부의 용탕 노즐로부터 용탕을 유하시켜, 용탕 노즐의 주위에 배치된 복수의 가스 분사 노즐로부터 불활성 가스를 용탕에 불어댄다. 용탕 노즐로부터의 용융 금속의 흐름은, 가스 분사 노즐로부터의 불활성 가스류에 의해 분단되어 미세한 다수의 금속 액적이 되어서 분무조 내에서 낙하하고, 표면 장력에 의해 구상화되면서 응고한다. 이에 의해 분무조 저부의 채집 호퍼로 구형의 금속 분말이 회수된다.

예를 들어 일본 특허 공개 제2016-211027호 공보에는, 분무 챔버(분무조) 상부에 마련되어 금속 용탕을 보유 지지하는 도가니와, 상기 도가니의 저부에 접속하여 상기 불활성 가스를 분사하면서 상기 금속 용탕을 상기 분무 챔버 내에 낙하시키는 아토마이즈 노즐과, 상기 분무 챔버 내를 가스 치환시키는 가스 도입구 및 가스 배출구와, 상기 분무 챔버 내를 산화 분위기 및/또는 질화 분위기로 하기 위한 가스를 부여하는 제2 가스 도입구를 갖는 금속 분말의 제조 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2016-211027호 공보

대량의 금속 입자를 적층하여 원하는 형상의 금속을 조형하는 금속 3차원 프린터의 재료 등을 비롯하여, 아토마이즈법에 종전 요구되던 금속 분말보다도 입경이 작은 것에 대한 요구가 근년 높아지고 있다. 분말 야금이나 용접 등에 사용되는 종전부터의 금속 분말의 입경은 예를 들어 70-100㎛ 정도였지만, 3차원 프린터에 사용되는 금속 분말의 입경은 예를 들어 20-50㎛ 정도로 매우 미세하다.

이렇게 종전보다 미세한 금속 입자를 단시간에 대량 생산하는 방책의 하나로서 용탕 노즐의 직경을 확대하는 방법이 있지만, 원하는 입경을 갖는 금속 분말의 수율 저하가 염려된다. 수율 향상을 위하여 분사 노즐로부터 분사되는 가스압을 증강하여 금속 입자의 입경의 미세화와 균일화를 도모하는 것이 생각될 수 있지만, 가스압 증강으로 가속된 금속 입자가 응고 전에 분무조의 벽면에 충돌하여 변형되기 쉬워져, 수율의 증가를 기대할 수 없을 우려가 있다. 금속 입자와 분무조의 충돌을 회피하기 위하여 분무조의 직경을 거대화하는 것도 생각할 수 있지만, 분무조의 교체에 수반하는 비용 증가나 설치 스페이스를 확보할 수 없는 등의 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은, 분무조의 바디 형상을 바꾸지 않고 미세한 금속 분말을 효율적으로 제조할 수 있는 금속 분말 제조 장치 그리고 그 가스 분사기 및 도가니를 제공하는 데 있다.

본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 분무조와, 상기 분무조 내에 용융 금속을 액체 분무하는 복수의 분무 노즐을 구비하고, 상기 복수의 분무 노즐은 각각, 상기 분무조 내를 향하여 용융 금속을 유하시키는 용탕 노즐과, 상기 용탕 노즐의 주위에 복수 배치되어 상기 용탕 노즐로부터 유하한 용융 금속에 가스 유체를 충돌시키기 위한 가스 분사 구멍을 갖는 가스 분사 노즐을 갖는 것으로 한다.

본 발명에 따르면 분무 조의 바디 형상을 바꾸지 않고 미세한 금속 분말을 효율적으로 제조할 수 있다.

도 1은, 금속 분말 제조 장치인 가스 아토마이즈 장치의 전체 구성도.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치(200)의 주변의 단면도.
도 3은, 제1 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도.
도 4는, 제1 가스 분사 노즐(2A)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향과 제1 용탕 노즐(11A)의 용탕의 유하 영역(27)의 관계도.
도 5는, 제2 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도.
도 6은, 제3 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도.
도 7은, 제4 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도.
도 8은, 금속 분무 장치(200)의 중심축(Cg0)과 후술하는 2점(Tc1, Tc2)을 포함하는 수직면에 의한 금속 분무 장치(200)의 모식 단면도.
도 9는, 도 7의 제1 가스 분사 노즐(2A)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향과 제1 용탕 노즐(11A)의 용탕의 유하 영역(27)의 관계도.
도 10은, 각 분무 노즐 분무 조건이 동일한 가스 아토마이즈 장치에 의해 제조되는 금속 분말의 입도 분포도.
도 11은, 제5 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치의 일례의 주변의 단면도.
도 12는, 제5 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치의 일례의 주변의 단면도.
도 13은, 제5 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치의 일례의 주변의 단면도.
도 14는, 제5 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치의 일례의 주변의 단면도.
도 15a는, 제5 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치의 일례의 주변의 단면도.
도 15b는, 제5 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치의 일례에 있어서의 용탕 노즐의 확대.
도 16은, 기준으로 되는 분무 노즐로부터 얻어지는 금속 분말 입도에 대한, 6개의 분무 조건 (1) 내지 (6)의 어느 것을 변경한 6개의 실시예로부터 얻어지는 금속 분말의 입도의 경향을 표형식으로 통합한 도면
도 17은, 각 분무 노즐의 분무 조건이 다른 가스 아토마이즈 장치의 일례에 의해 제조되는 금속 분말의 입도 분포도.
도 18은, 각 분무 노즐의 분무 조건이 다른 가스 아토마이즈 장치의 일례에 의해 제조되는 금속 분말의 입도 분포도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 분말 제조 장치인 가스 아토마이즈 장치의 전체 구성도이다. 도 1의 가스 아토마이즈 장치는, 액체 상태의 금속인 용융 금속(용탕)이 축적되는 용기인 용해조(턴디쉬나 도가니부라고도 칭함)(1)와, 용해조(1)로부터 용탕 노즐(후술)(11)을 통해 세립으로 되어서 유하하는 용탕에 대하여 고압 가스(가스 유체)를 불어대어 다수의 미립자로 분쇄하여 용융 금속을 액체 분무하는 금속 분무 장치(200)와, 금속 분무 장치(200)에 고압 가스를 공급하기 위한 분사 가스 공급관(분사 유체 공급관)(3)과, 불활성 가스 분위기에 보유 지지된 용기이며 금속 분무 장치(200)로부터 분무된 미립자상의 액체 금속이 낙하 중에 급랭 응고되는 분무조(4)와, 분무조(4)의 저부에 마련되어 분무조(4)에서의 낙하 중에 응고한 분말상의 고체 금속을 회수하는 채집 호퍼(5)를 구비하고 있다.

용해조(1) 내는 불활성 가스 분위기로 유지하는 것이 바람직하다. 분무조(4)는, 상부 및 중부에서는 동일한 직경을 갖는 원통형 용기이지만, 채집 호퍼(5)에 의한 금속 분말의 회수 용이성의 관점에서, 하부에서는 채집 호퍼(5)에 접근할수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 채집 호퍼(5)로부터는 불활성 가스가 적절히 배기(6)로서 배출되고 있다.

<제1 실시 형태>

도 2는 제1 실시 형태에 따른 가스 아토마이즈 장치의 금속 분무 장치(200) 주변의 단면도이고, 도 3은 제1 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도이다. 또한, 도 3에서는 후술하는 제1, 제2 용탕 노즐(11A, 11B)의 도시를 생략하고 있다.

-분무 노즐(20A, 20B)-

금속 분무 장치(200)는, 분무조(4) 내를 향하여 용융 금속을 유하시키는 복수의 용탕 노즐(11A, 11B)과, 용해조(도가니부)(1)의 하방에 설치되어 복수의 가스 분사 노즐(2A, 2B)로부터 가스를 분사하는 가스 분사기(70)를 구비하고 있다. 금속 분무 장치(200)는, 가스 분사기(70)의 분무조(4) 내에 면하는 저면에, 분무조(4) 내에 용융 금속을 액체 분무하는 복수의 분무 노즐(20A, 20B)을 구성하고 있다. 본 실시 형태의 가스 아토마이즈 장치는 제1 분무 노즐(20A)과 제2 분무 노즐(20B)의 두 분무 노즐을 구비하고 있다. 제1, 제2 분무 노즐(20A, 20B)은, 각각, 분무조(4) 내에 용융 금속을 유하시키는 용탕 노즐(11A, 11B)과, 용탕 노즐(11A, 11B)의 주위에 복수 배치된 가스 분사 노즐(2A, 2B)을 갖고 있다. 즉 각 분무 노즐(20)은 용탕 노즐(11)과 가스 분사 노즐(2)을 한 쌍으로 갖고 있다.

-용탕 노즐(11A, 11B)-

도 2에 도시한 바와 같이, 용해조(도가니부)(1)의 저부에는, 용해조(1) 내의 용융 금속을 분무조(4) 내로 각각 유하시키는 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)이 용해조(1)의 저면으로부터 연직 하방을 향하여 돌출되어서 마련되어 있다. 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)은, 동일한 형상을 갖고 있고, 각각의 내부에 용탕이 유하하는 연직 방향으로 연장된 세로로 긴 구멍을 갖고 있다. 이 세로로 긴 구멍은, 용해조(도가니부)(1)의 저부로부터 연직 하방을 향하여 용융 금속이 유하하는 용탕 유로로 된다.

도 3에 도시한 바와 같이 대략 원기둥형 외형을 갖는 가스 분사기(70)에는, 당해 원기둥의 축(Cg0)과 평행의 축(Cm1, Cm2)을 갖는 2개의 원기둥형 관통 구멍인 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)과 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)이 마련되어 있다. 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)은, 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)과 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B) 각각에 삽입되어 있다. 용해조(1)는 가스 분사기(70)에 의해 지지된다. 또한, 도시는 생략하지만, 용해조(1)와 가스 분사기(70) 사이에는, 용해조(1)로부터의 열전도를 방지하는 관점에서 단열재를 삽입하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시한 바와 같이 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)과 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 중심은 원통형 가스 분사기(70)의 중심과 동일 직선 상에 배치할 수 있고, 가스 분사기(70)의 중심축(Cg0)으로부터 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)과 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 중심축(Cm1, Cm2)까지의 거리는 각각 동일해지도록 배치할 수 있다. 또한 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)과 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 중심축(Cm1, Cm2)은 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)의 구멍의 중심축과 일치시킬 수 있다.

제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)의 하단에 위치하는 개구단(21A, 21B)은, 가스 분사기(70)의 저면으로부터 돌출되어서 분무조(4) 내의 공동에 면하도록 각각 배치되어 있다. 용해조(1) 내의 용융 금속은 제1, 제2 용탕 노즐(11A, 11B)의 내부의 구멍을 용탕류(8)로 되어서 유하하고 개구단(21A, 21B)을 통해 분무조(4) 내로 방출(유하)된다. 분무조(4) 내에 도입되는 용탕의 직경의 크기(후술하는 유하 영역(27)의 직경의 크기)에 기여하는 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)의 최소 내경으로서는, 예를 들어 종전보다 작은 1-2mm를 선택할 수 있다.

-가스 분사 노즐(2A, 2B)-

가스 분사기(70)는, 불활성의 고압 가스로 채워지는 중공 구조의 원기둥 형상의 외형을 갖고 있고, 그 내부는 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)의 각각의 주위에 가스류를 형성하는 가스 유로(50)로 되어 있다. 가스 유로(50)는, 가스 분사기(70)의 원기둥 측면에 마련된 가스 흡입 구멍(도시하지 않음)에 접속되는 분사 가스 공급관(3)으로부터 고압 가스의 공급을 받는다. 가스 분사기(70)는, 가스 유로(50)에 공급된 그 고압 가스를 가스 분사기(70)의 저면에 마련된 복수의 분사 구멍(9)을 통해 지향성이 있는 분사 가스제트(가스 분류)(10)로서 불어댄다. 복수의 분사 구멍(9)은 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)의 분무조측 개구단의 주위와 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 분무조측 개구단의 주위에 각각 원을 그리듯이 배치되어 있고, 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)의 분무조측 개구단을 둘러싸는 복수의 분사 구멍(9)은 각각 제1 가스 분사 노즐(제1 가스 분사부)(2A)을, 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 분무조측 개구단을 둘러싸는 복수의 분사 구멍(9)은 각각 제2 가스 분사 노즐(제2 가스 분사부)(2B)을 구성하고 있다. 가스 분사 노즐(2A, 2B)은, 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)별로 마련되어 있고, 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)의 개구단부로부터 가스 분사기(70)의 외측을 향하여 가스 유로(50) 내의 가스를 불어댄다.

도 4는 각 제1 가스 분사 노즐(제1 가스 분사부)(2A)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향과 제1 용탕 노즐(11A)의 용탕의 유하 영역(27)의 관계도이다.

도 4에는 복수의 제1 가스 분사 노즐(제1 가스 분사부)(2A)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향을 직선(25)으로 나타내고 있고, 각 분사 구멍(9)은 대응하는 직선(25)과 일치하는 중심축을 갖는 관통 구멍을 가스 분사기(70)의 저면에 뚫음으로써 형성되어 있다. 이 복수의 분사 구멍(9)은 가스 분사기(70)의 저면에 있어서 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)의 중심축(Cm1)과 동심원 상에 등간격으로 배치되어 있다. 도 4에서는 복수의 분사 구멍(9)이 형성하는 이 원을 원(90)으로 하고 있다. 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)을 구성하는 모든 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향(직선(25))은 공통의 초점(제1 초점)(26)을 통과하고 있다. 즉 모든 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향은 1점(초점(26))에 집중되어 있다. 초점(26)은 제1 용탕 노즐(11A)(도 4에는 도시하지 않음)로부터 유하하는 용융 금속의 외형에 의해 규정되는 대략 원기둥형 유하 영역(27) 내에 위치하고 있다. 유하 영역(27)의 직경은, 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)의 직경보다 작고, 제1 용탕 노즐(11A)을 구성하는 구멍의 최소 내경을 따라서 적절히 조정할 수 있다. 유하 영역(27)의 직경은 예를 들어 제1 용탕 노즐(11A)의 개구단(21A)의 직경 이하의 값으로 할 수도 있다.

또한, 설명은 생략하지만, 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)도 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)과 마찬가지로 형성되어 있다. 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)에 관한 초점(26)은 제2 초점이라 칭하는 경우가 있다.

-동작·효과-

상기와 같이 구성되는 금속 분말 제조 장치에 있어서, 분사 가스 공급관(3)으로부터 고압 가스를 공급하면, 금속 분무 장치(200)에 있어서의 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A) 및 제2 가스 분사 노즐(2B)을 구성하는 모든 분사 구멍(9)으로부터 분무조(4)의 내부를 향하여 분사 구멍(9)별로 미리 정해진 분사 방향(직선(25))을 따라서 동일한 압력의 고압 가스가 분사된다. 이때, 제1 가스 분사 노즐(2A) 및 제2 가스 분사 노즐(2B)에서는, 각각의 초점(제1 초점, 제2 초점)(26)에 대하여 가스가 집중 분사되어, 도 4에 도시한 바와 같은 초점(26)을 정점으로 하고 복수의 분사 구멍(9)이 배치된 원(90)을 저면으로 하는 역원추형(제1 역원추형, 제2 역원추형)의 유체 막이 형성된다.

한편, 용해조(1)에 용융 금속을 투입하면, 용해조(1)의 저면에 마련된 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)을 통해 분무조(4)의 내부에 대하여 2개의 용탕류(8)가 유하 영역(27) 내에 유하된다. 그리고, 그 용탕류(8)는, 제1 가스 분사 노즐(2A) 및 제2 가스 분사 노즐(2B)에 관한 두 초점(26)의 근방에서 고압 가스가 형성하는 역원추형(제1 역원추형, 제2 역원추형)의 유체 막과 충돌하여 다수의 미립자(15)로 분쇄된다. 제1, 제2 가스 분사 노즐(2A, 2B)로부터의 분사 가스에 의해 액체 상태의 미립자(미립자(15))로 된 금속은, 분무조(4) 내의 낙하 중에 급속 냉각되어서 응고하여 다수의 금속 분말로서 채집 호퍼(5)로 회수된다.

본 실시 형태에서는 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)을 구성하는 구멍의 최소 내경으로서 종전(예를 들어 5mm 정도)보다도 작은 값(예를 들어 1-2mm)을 선택하였기 때문에, 예를 들어 가스 분사 노즐(2A, 2B)로부터 종전과 같은 압력으로 가스를 분사해도 종전보다도 직경이 미세한 금속 입자를 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 종전과 동일한 압력으로 가스를 분사 한 경우에는 분무조(4) 내에서의 금속 입자의 비거리도 억제할 수 있으므로, 금속 입자의 변형 방지의 관점에서 직경이 큰 분무조(4)로 교체할 필요나 분무조(4)의 설치 스페이스를 확대할 필요도 없다. 한편, 종전보다도 최소 내경을 축소하였기 때문에, 용탕 노즐(11A, 11B)별로 보면 시간당 용탕류(8)의 유량이 종전보다 저하되어서 수율이 저하되기는 하지만, 본 실시 형태에서는 하나의 분무조(4)에 대하여 두 용탕 노즐(11A, 11B)(즉 두 분무 노즐(20A, 20B)을 갖기 때문에, 시간당 수율을 2배로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 두 초점(26)을 용탕 유하 영역(27)의 중심에 각각 설정하였고, 또한, 분사 구멍(9)은 제1, 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)의 중심축(Cm1, Cm2)과 동심원 상에 균등하게 배치되어 있기 때문에, 분사 구멍(9)으로부터의 고압 가스는 용탕류(8)에 대하여 360도 균등하게 분사된다. 이에 의해 미립자(15)의 입경 균일화를 도모할 수 있다.

즉, 본 실시 형태에 따르면 분무조(4)의 바디 형상을 바꾸지 않고 미세한 금속 분말을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 두 분무 노즐(20A, 20B)은 각각 용탕 노즐(11)과 가스 분사 노즐(2)을 한 쌍으로 갖고 있다. 이렇게 분무 노즐(20)을 1조의 용탕 노즐(11)과 분사 노즐(2)로 구성하면, 예를 들어 복수의 용탕 노즐(11)을 마련하여 그 모든 용탕 노즐(11)을 둘러싸도록 복수의 분사 구멍(9)을 배치한 분무 노즐에 비하여, 각 분무 노즐(20)로부터 분무되는 액체 금속의 입경을 미세하게 제어하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 후술하는 제5 실시 형태와 같이 각 노즐의 분무 조건을 변경함으로써 금속 분말의 입도 분포를 세립으로부터 조립까지의 사이에서 원하는 분포로 하는 것도 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 가스 분사기(70)는, 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)과, 그 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)의 각각의 주위에 가스류를 형성하는 가스 유로(50)를 갖고 있다. 가스 유로(50) 내의 가스류는, 분사 구멍(9)으로부터 분사되기 전에, 용탕 유하 중의 용탕 노즐(11A, 11B)을 열교환에 의해 냉각하는 기능을 갖는다. 본 실시 형태의 가스 분사기(70)에서는 복수의 용탕 노즐(11A, 11B)의 각각의 주위에 가스 유로(50)가 형성되는 구조로 되어 있고, 그 유로(50) 내의 가스류와의 열교환에 의해 용탕 노즐(11A, 11B)은 각각의 주위로부터 냉각된다. 이에 의해 용탕 노즐(11A, 11B)에 국소적인 온도 상승, 즉 불균일한 온도 분포가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 불균일한 온도 분포가 원인이 되어 용탕 노즐(11A, 11B)이 손상될 가능성을 저감할 수 있다. 특히 본 실시 형태의 가스 분사기(70)에서는, 그 중심축(Cg0)을 기준으로 하여 대칭으로 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B), 분사 구멍(9) 및 가스 유로(50)가 마련되어 있기 때문에, 중심축(Cg0)에 직교하는 면에 있어서의 가스 분사기(70) 및 용탕 노즐(11A, 11B)의 온도 분포를 균일화할 수 있는 점이 장점으로 된다.

또한, 상기 실시 형태에서 설명한, 용융 금속이 축적되는 도가니부(용해조)(1)와, 도가니부(1)의 저부로부터 하방을 향하여 마련되고, 도가니부(1)의 저부로부터 하방을 향하여 용융 금속이 유하하는 용탕 유로를 형성하는 용탕 노즐(11A, 11B)을 「도가니」라고 총칭하는 경우가 있다.

<제2 실시 형태>

상기 제1 실시 형태에서는 종전과 동일한 직경의 분무조(4)에 두 분무 노즐(20A, 20B)을 마련했기 때문에, 각 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 미립자(15)가 분무조(4) 내에서 응고 전에 충돌하여 변형될 우려가 있다. 본 실시 형태는 이 과제의 해결을 시도하는 실시 형태의 하나이다.

도 5는 제2 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도이다. 또한, 도 3과 마찬가지로, 제1, 제2 용탕 노즐(11A, 11B)의 도시를 생략하였다. 다른 부분에 대해서는 제1 실시 형태와 마차가지의 구성으로 하고 설명은 생략한다.

도 5의 가스 분사기(70)의 저면에는, 인접하는 두 분무 노즐(20A, 20B)(바꿔 말하면, 두 용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)) 사이에 직선형으로 소정의 간격을 개재하여 배치된 복수의 분사 구멍(31)에 의해 시일 가스 분류 노즐(30A)이 마련되어 있다. 복수의 분사 구멍(31)이 배치되는 직선은 가스 분사기(70)의 중심축(Cg0)과 교차하고 있고, 가스 분사기(70)의 저면 중심을 통과하고 있다. 각 분사 구멍(31)은 대략 연직 방향으로 연장되는 중심축을 갖는 관통 구멍을 가스 분사기(70)의 저면에 뚫음으로써 형성되어 있다. 각 분사 구멍(31)에는 분사 구멍(9)과 마찬가지로 분사 가스 공급관(3)으로부터 고압 가스가 공급 가능하게 구성되어 있고, 각 분사 구멍(31)의 축 방향인 연직 하측 방향으로 고압 가스를 불어댄다. 이에 의해 분무조(4)의 적어도 상방의 영역(공간)을 둘로 구획하는 막상 분류(에어 커튼, 시일 가스 분류)(35)가 형성된다.

이렇게 형성한 막상 분류(35)는 에어 커튼으로서 기능하고, 제1 분무 노즐(20A)로부터 분무된 미립자(15)(용탕 노즐(11A)로부터 유하되는 용융 금속)와 제2 분무 노즐(20B)로부터 분무된 미립자(15)(용탕 노즐(11B)로부터 유하되는 용융 금속)가 충돌하는 것을 방지한다. 그 결과, 변형된 금속 입자의 발생이 방지되고, 제1 실시 형태보다도 금속 분말의 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 종전과 동일한 직경의 분무조(4)를 이용한 경우라도 미립자(15)의 충돌을 방지할 수 있으므로, 분무조(4)의 교환 비용이나 설치 스페이스의 증대를 방지할 수도 있다.

또한, 복수의 분사 구멍(31)은, 입자끼리의 충돌 방지의 관점에서는 도 5에 도시하는 바와 같이 가스 분사기(70)의 저면을 횡단하도록 배치하는 것이 바람직하지만, 입자끼리의 충돌이 빈번히 일어날 것으로 예측되는 부분(예를 들어, 중심축(Cg0) 부근)에만 집중하여 배치하고 다른 부분으로의 배치는 생략해도 된다. 상기 예에서는 복수의 분사 구멍(31)을 직선형으로 배치했지만 곡선형으로 배치해도 된다. 또한, 가스 분사기(70)의 내부를 구획하고, 분사 구멍(31)에는 분사 구멍(9)과는 다른 압력이나 종류의 가스 공급을 가능하게 해도 된다.

<제3 실시 형태>

본 실시 형태는 제2 실시 형태의 변형예이고, 다음에 설명한 바와 같이 금속 분무 장치(200)(가스 분사기(70))를 구성해도 막상 분류(35)에 의해 미립자(15)끼리의 충돌을 방지할 수 있다.

도 6은 제3 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도이다. 또한, 도 3 등과 마찬가지로, 제1, 제2 용탕 노즐(11A, 11B)의 도시를 생략하였다. 다른 부분에 대해서는 제1 실시 형태와 같은 구성으로 하고 설명은 생략한다.

도 6의 가스 분사기(70)의 저면에는, 시일 가스 분류 노즐(30B)로서, 인접하는 두 분무 노즐(20A, 20B) 사이에 직선형으로 연장되는 가늘고 긴 간극인 슬릿(32)이 마련되어 있다. 슬릿(32)은 가스 분사기(70)의 중심축(Cg0)과 교차하고 있고, 가스 분사기(70)의 저면 중심을 통과하고 있다. 슬릿(32)은 관통 구멍을 가스 분사기(70)의 저면에 뚫음으로써 형성되어 있다. 슬릿(32)에는 분사 구멍(9)과 마찬가지로 분사 가스 공급관(3)으로부터 고압 가스가 공급 가능하게 구성되어 있고, 슬릿(32)으로부터 연직 하측 방향으로 고압 가스를 불어댄다. 이에 의해 분무조(4)의 적어도 상방의 영역을 둘로 구획하는 막상 분류(에어 커튼)(35)가 형성된다.

이렇게 형성한 막상 분류(35)는, 제1 분무 노즐(20A)로부터 분무된 미립자(15)와 제2 분무 노즐(20B)로부터 분무된 미립자(15)가 충돌하는 것을 방지하므로, 변형된 금속 입자의 발생이 방지되고, 제1 실시 형태보다도 금속 분말의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 슬릿(32)은, 입자끼리의 충돌 방지의 관점에서는 도 6에 도시하는 바와 같이 가스 분사기(70)의 저면을 횡단하도록 배치하는 것이 바람직하지만, 입자끼리의 충돌이 빈번히 일어날 것으로 예측되는 부분(예를 들어, 중심축(Cg0) 부근)에만 집중하여 배치하고 다른 부분에의 배치는 생략해도 된다. 또한, 가스 분사기(70)의 내부를 구획하고, 슬릿(32)에는 분사 구멍(9)과는 다른 압력이나 종류의 가스 공급을 가능하게 해도 된다.

<제4 실시 형태>

본 실시 형태는, 상기 제2, 제3 실시 형태와 동일 과제(인접하는 두 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 응고 전의 미립자(15)의 충돌·변형)의 해결을 시도하는 실시 형태의 하나이고, 제1 실시 형태의 복수의 가스 분사 노즐(2A, 2B)을 소정 각도 θ만큼 틸트한 것에 상당한다.

도 7은 제4 실시 형태의 금속 분무 장치(200)의 사시도이고, 도 8은 가스 분사기(70)의 중심축(Cg0)과 후술하는 2점(Tc1, Tc2)을 포함하는 수직면에 의한 가스 분사기(70)의 모식 단면도이다. 또한, 도 7에서는 제1, 제2 용탕 노즐(11A, 11B)의 도시를 생략하였고, 도 8에서는 가스 분사기(70)의 외형의 단면 형상만을 도시하였다. 전술한 실시 형태와 동일 부분의 설명은 적절히 생략한다.

먼저 제1 실시 형태의 복수의 제1 가스 분사 노즐(제1 가스 분사부)(2A)을 구성하는 모든 분사 구멍(9)이 배치되는 원(90)과 같은 중심을 갖고, 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)을 구성하는 모든 분사 구멍(9)이 그 내부에 포함되는 직경을 갖는 제1 원형면(45A)(도 3 참조)을 설정한다. 이때, 도 7에 도시한 제4 실시 형태에 따른 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)에 있어서의 제1 원형면(46A)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 원형면(45A)의 원주상에서 중심축(Cg0)에 가장 가까운 점으로 설정되는 점(틸트 중심)(Tc1)을 중심으로 상방으로 당해 제1 원형면(45A)을 소정 각도 θ만큼 틸트한 것에 상당한다. 복수의 제2 가스 분사 노즐(제2 가스 분사부)(2B)에 대해서도 마찬가지로 제2 원형면(45B)(도시하지 않음)을 설정하면, 도 7의 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)에 있어서의 제2 원형면(46B)은 제2 원형면(45B)의 원주 상에서 중심축(Cg0)에 가장 가까운 점에 설정되는 점(틸트 중심)(Tc2)을 중심으로 상방으로 당해 제2 원형면(45B)을 소정 각도 θ만큼 틸트한 것에 상당한다.

또한, 도 7에 있어서, 복수의 제1 가스 분사 노즐(제1 가스 분사부)(2A)과 복수의 제2 가스 분사 노즐(제2 가스 분사부)(2B)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)은 제1 원형면(46A)과 제2 원형면(46B) 상의 점이며 중심축(Cg0)으로부터 등거리에 있는 2점(Pg1, Pg2)을 중심으로 하는 동일한 직경의 원(90)의 원주 상에 각각 등간격으로 배치되어 있다. 2점(Pg1, Pg2)은 복수의 제1, 제2 가스 분사 노즐(2A, 2B)의 분사 가스가 형성하는 유체 막에 관한 제1, 제2 역원추형의 저면의 중심점이다.

제1 실시 형태와 달리, 역원추의 저면의 중심점(Pg1)은 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)의 중심축(Cm1)으로부터 이격되어 있고, 복수의 분사 구멍(9)이 구성하는 원(90)의 내부에 위치하고 있다. 마찬가지로 중심점(Pg2)도 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 중심축(Cm2)으로부터 이격되어 있고, 복수의 분사 구멍(9)이 구성하는 원(90)의 내부에 위치하고 있다. 보다 구체적으로는, 제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)의 개구단과 분사 구멍(9)의 개구단이 겹치지 않는 범위에서(즉, 제1 용탕 노즐(11A)과 그것에 대응하는 복수의 가스 분사 노즐(2A)이 겹치지 않는 범위에서), 중심점(Pg1)보다도 가스 분사기(70)의 저면의 직경 방향 외측(즉 분무조(4)의 내측면측)에 중심축(Cm1)이 위치하고 있고, 마찬가지로, 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 개구단과 분사 구멍(9)의 개구단이 겹치지 않는 범위에서(즉, 제2 용탕 노즐(11B)과 그것에 대응하는 복수의 가스 분사 노즐(2B)이 겹치지 않는 범위에서), 중심점(Pg2)보다도 가스 분사기(70)의 저면의 직경 방향 외측(분무조(4)의 내측면측)에 중심축(Cm2)이 위치하고 있다.

복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)의 분사 가스가 형성하는 유체 막에 관한 제1 역원추형의 저면(즉 원(90))의 중심점(Pg1)과 그 정점(제1 초점(26))을 연결하는 직선(41A)과, 마찬가지로 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)이 형성하는 유체 막에 관한 제2 역원추형의 저면(즉 원(90)(다만 도시하지 않음))의 중심점(Pg2)과 그 정점(제2 초점(26))을 연결하는 직선(41B)을 정의한다. 그리고, 두 직선(41A, 41B)에 있어서 중심점(Pg1, Pg2)으로부터 제1, 제2 초점(26)을 향하는 방향을 초점 방향으로 정의하고, 도 7 중에서는 그 방향을 화살표로 나타내었다.

본 실시 형태에서는, 직선(41A)과 직선(41B)이 도 7에 도시하는 바와 같이 역 V자를 그리도록, 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)과 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)에 있어서의 각각의 복수의 구멍(9)의 가스 분사 방향(25)(즉 분사 구멍(관통 구멍)(9)의 축방향)이 도 9에 도시하는 바와 같이 조정되어 있다. 단, 직선(41A)과 직선(41B)은 중심축(Cg0)을 통과하는 동일 평면 상에 배치되도록 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)과 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)을 구성하는 복수의 구멍(9)의 가스 분사 방향(25)을 각각 조정하는 것이 바람직하다.

도 9는 도 7의 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향과 제1 용탕 노즐(11A)의 용탕의 유하 영역(27)의 관계도이다. 또한, 도 9에서는 제1 용탕 노즐(11A)의 도시를 생략하고 있다.

이 도면의 복수의 제1 가스 분사 노즐(제1 가스 분사부)(2A)을 구성하는 복수의 분사 구멍(9)은 각각 도면 중에 도시한 직선(25)과 일치하는 중심축을 갖는 관통 구멍을 가스 분사기(70)의 저면에 뚫음으로써 형성되어 있다. 즉 본 실시 형태에서는 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)에 관한 모든 분사 구멍(9)의 중심축도 도 4의 상태(제1 실시 형태의 상태)로부터 θ만큼 틸트하고 있고, 초점(26)의 방향이 θ만큼 분무조(4)의 내측면을 향하여 기울어 있다.

또한, 도 9에 있어서, 제1 초점(26)은 제1 용탕 노즐(11A)(도 9에는 도시하지 않음)로부터 유하하는 용융 금속의 외형에 의해 규정되는 대략 원기둥형 유하 영역(27) 내에 위치하고 있다. 그리고, 역원추의 저면의 중심점(Pg1)보다도 가스 분사기(70)의 저면의 직경 방향 외측에 제1 초점(26)이 위치하고 있다. 또한, 설명은 생략하지만, 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)에 관한 역원추의 저면의 중심점(Pg1)과 그 정점인 제2 초점(26)도 제1 가스 분사 노즐(2A)의 중심점(Pg1)과 제1 초점(26)과 마찬가지의 위치 관계로 배치되어 있다.

-동작·효과-

상기와 같이 구성되는 금속 분말 제조 장치에 있어서, 분사 가스 공급관(3)으로부터 고압 가스를 공급하면, 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A) 및 제2 가스 분사 노즐(2B)을 구성하는 모든 분사 구멍(9)으로부터 미리 정해진 분사 방향(직선(25))을 따라서 동일한 압력의 고압 가스가 분사된다. 이때, 제1 가스 분사 노즐(2A) 및 제2 가스 분사 노즐(2B)에서는, 각각의 초점(제1 초점, 제2 초점)(26)에 대하여 가스가 집중 분사되고, 도 9에 도시한 바와 같은 초점(26)을 정점으로 하고 복수의 분사 구멍(9)이 배치된 원을 저면으로 하는 역원추형(제1 역원추형, 제2 역원추형) 유체 막이 형성된다. 이때의 역 원추는 소정 각도 θ만큼 틸트하고 있지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로 원추 저면의 중심(Pg1, Pg2)과 정점을 연결하는 직선(41A, 41B)이 원추 저면과 직교하는 직원추로 된다.

한편, 제1 용탕 노즐(11A)과 제2 용탕 노즐(11B)을 통해 유하하는 용탕류(8)는, 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A) 및 제2 가스 분사 노즐(2B)에 관한 두 초점(26)의 근방에서 고압 가스가 형성하는 틸트한 역원추형(직원추형)의 유체 막과 충돌하여 다수의 미립자(15)로 분쇄된다. 그 때, 미립자(15)는 틸트한 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)과 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)에 의해 분무조(4)의 직경 방향 외측(분무조(4)의 내측면측)을 향하는 속도가 부여되어 도 7에 도시하는 바와 같이 분무조(4)의 내측면을 향하여 비산한다. 즉 제1 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 미립자(15)와 제2 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 미립자(15)는 다른 방향을 향하여 비산하므로, 분무조(4) 내의 낙하 중에 충돌하여 변형되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태보다도 금속 분말의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제4 실시 형태로서 설명한 것보다도 원하는 입경의 금속 분말의 수율은 저하될 가능성도 있지만, 제1 실시 형태의 구성에 있어서 복수의 분사 구멍(9)의 가스 분사 방향(중심축의 방향)을 적절히 변경하여 복수의 가스 분사 노즐(2A, 2B)이 가스로 형성하는 유체 막을 직원추로부터 경사 원추로 바뀌어도 분무조(4)의 내측면측을 향하는 속도를 미립자(15)에 부여할 수 있으므로, 미립자(15)끼리가 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 미립자(15)끼리의 충돌 회피 관점에서는, 제1 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 미립자(15)와 제2 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 미립자(15)의 수평 방향에 있어서의 비산 방향을 정반대로 하는 것이 바람직하고, 그를 위해서는 중심축(Cg0)과 2개의 중심점(Pg1, Pg2)이 동일 평면에 위치하도록 복수의 제1 가스 분사 노즐(2A)과 복수의 제2 가스 분사 노즐(2B)을 마련하는 것이 바람직하다.

또한, 상기에서는 설명을 간략화하기 위해서 두 분무 노즐(20A, 20B)에 관한 가스 분사 노즐(2A, 2B)의 틸트각을 일치시켰지만, 양자의 틸트각은 다르게 해도 된다.

<제5 실시 형태>

본 실시 형태에서는 복수의 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건을 각각 다르게 함으로써 1기의 가스 아토마이즈 장치(금속 분말 제조 장치)로 제조되는 금속 분말의 입경 분포(「입도 분포」라고도 칭함)를 제어 가능하게 하고 있는 점에 특징이 있다.

상기 제1 내지 제4 실시 형태와 같이 복수의 분무 노즐(20A, 20B)에서 분무 조건을 동일하게 하면, 통상, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제조되는 금속 분말의 입경 분포는 그 분무 조건에 의해 규정되는 평균 입경(평균 직경)을 피크로 하는 정규 분포로 된다. 즉 분무 조건을 동일하게 하면, 제조되는 금속 분말의 입경은 하나의 피크값에 집중되는 경향이 있다. 그러나 여러가지 유저가 희망하는 입경이 항상 당해 피크값과 일치하는 것만은 아니며, 당해 피크값으로부터 벗어난 입경(예를 들어 μ(평균)±σ(표준 편차)의 범위(1σ 구간)를 벗어난 입경)의 분말이나, 비교적 광범위(예를 들어 1σ 구간보다도 넓은 구간)의 입경의 분말을 희망하는 유저도 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 요구가 있을 경우에는, 금속 분말의 입도 분포가 하나의 피크를 갖는 정규 분포로 되는 가스 아토마이즈 장치(즉, 각 분무 노즐의 분무 조건이 동일한 가스 아토마이즈 장치)에서는 금속 분말의 수율이 저하될 가능성이 있다.

그래서 본 실시 형태에서는 복수의 분무 노즐(20A, 20B)의 각각의 분무 조건을 다르게 하기로 하였다. 구체적으로 변경 가능한 분무 조건으로서는, 예를 들어 (1) 복수의 가스 분사 노즐(2)로부터 분사되는 가스 유체의 분사압, (2) 복수의 가스 분사 노즐(2)에 있어서의 분사 구멍(9)의 각도, (3) 복수의 가스 분사 노즐(2)에 있어서의 분사 구멍(9)의 직경, (4) 복수의 가스 분사 노즐(2)에 있어서의 분사 구멍(9)의 수, (5) 용탕 노즐(11)의 최소 구멍 직경(오리피스 직경), (6) 용탕 노즐(11)의 선단 형상이 있다. 다음으로 이들 분무 조건을 실현하기 위한 구조에 대하여 도 11 내지 도 15를 사용하여 설명한다.

분무 조건 (1): 복수의 가스 분사 노즐(2)로부터 분사되는 가스 유체의 분사압

도 11은 분무 노즐(20A)에 관한 가스 분사 노즐(2A)과 분무 노즐(20B)에 관한 가스 분사 노즐(2B)로부터 분사되는 가스 유체(고압 가스)의 분사압을 각각 다르게 하는 것이 가능한 금속 분무 장치(210) 주변의 단면도이다. 이 도면의 금속 분무 장치(210)는, 두 가스 분사 노즐(2A, 2B)이 공통의 가스 유로(50)를 이용하는 제1 실시 형태와 달리, 압력이 다른 가스 공급원(도시하지 않음)에 접속된 독립된 내부 유로(50A, 50B)를 구비하고 있다. 각 내부 유로(50A, 50B)에는 다른 분사 가스 공급관(3A, 3B)을 통해 압력이 다른 가스 공급원으로부터 가스 유체가 공급되고 있고, 가스 분사 노즐(2A, 2B)로부터는 분사압이 다른 가스 유체가 분사된다.

예를 들어, 내부 유로(50B)에 상대적으로 고압의 가스를 도입하여, 가스 분사 노즐(2B)로부터 가스 분사 노즐(2A)보다도 고압의 가스 유체를 분사하면, 제2 용탕 노즐(11B)로부터 유하하는 용융 금속은 가스 분사 노즐(2B)로부터 분사되는 고압 가스에 의해 제1 용탕 노즐(11A)로부터 유하하는 용융 금속보다도 미세하게 분쇄되므로, 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 금속의 입도는 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 것에 비하여 세립화된다. 즉 가스 분사 노즐(2)로부터 분사되는 가스 유체의 분사압을 증가시킬수록 금속 분말은 세립화되는 경향이 있다. 이에 의해 가스 분사압이 다른 두 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 금속의 입도 분포가 달라지고, 예를 들어 도 17에 도시하는 바와 같이 금속 분말의 입도 분포에 두 피크(평균 입경 μ1, μ2)가 나타난다. 도 17에 있어서 가령 분무 노즐(20A)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경을 μ1이라 하면, 분무 노즐(20B)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경은 μ1에 비하여 작은 μ2가 된다. 이에 의해, 이 경우의 금속 분말 입경 분포는, 두 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건에 의해 규정되는 평균 입경 μ1, μ2의 다른 두 정규 분포를 합성한 분포로 된다. 따라서, 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건이 동일한 경우(도 10 참조)에 비하여 광범위한 입도를 갖는 금속 분말을 한번에 제조할 수 있다.

도 16은, 기준으로 되는 분무 노즐(도면 중에서는 「비교예」라고 표기하고 있고, 예를 들어 제1 실시 형태의 분무 노즐(20A, 20B)의 어느 것)에 대하여, 상기 분무 조건 (1) 내지 (6)의 어느 것을 변경한 여섯 실시예로부터 얻어지는 금속 분말의 입도의 경향을 표 형식으로 정리한 도면이다.

도 16의 실시예 1은, 비교예(여기서는 제1 실시 형태의 분무 노즐(20A))에 대하여 상기 분무 조건 (1)을 변경한 도 11의 분무 노즐(20B)에 상당하고, 가스 유로(내부 유로(50A, 50B))의 독립화에 의해 가스 분사 노즐(2)의 분사 가스압의 값을 비교예의 1.5배로 한 것이다. 이 경우, 실시예 1의 분무 노즐에 의한 금속 분말의 입도는 비교예에 비하여 미립으로 된다.

분무 조건 (2): 복수의 가스 분사 노즐(2)에 있어서의 분사 구멍(9)의 각도

도 12는 분무 노즐(20A)에 관한 가스 분사 노즐(2A)의 분사 구멍(9a)과 분무 노즐(20B)에 관한 가스 분사 노즐(2B)의 분사 구멍(9)의 각도(경사 각도)를 각각 다르게 한 금속 분무 장치(220) 주변의 단면도이다. 분사 구멍(9)(분사 구멍(9a))의 각도는, 도면 중에 도시하는 바와 같이, 분사 구멍(9)(분사 구멍(9a))의 중심축(25)과 제2 용탕 노즐 삽입 구멍(12B)의 중심축(Cm2)(제1 용탕 노즐 삽입 구멍(12A)의 중심축(Cm1))이 이루는 각 θ9(θ9a)로 정의할 수 있다(단, θ9와 θ9a는 90도 미만으로 함). 이 도면의 금속 분무 장치(220)는, 두 가스 분사 노즐(2A, 2B)에서 공통된 분사 구멍(9)의 각도를 이용하던 제1 실시 형태와 달리, 가스 분사 노즐(2A)에 속하는 복수의 분사 구멍(9a)의 각도 θ9a와, 가스 분사 노즐(2B)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 각도 θ9를 다르게 하고 있다. 구체적으로는, 가스 분사 노즐(2A)에 속하는 복수의 분사 구멍(9a)의 각도 θ9a는, 가스 분사 노즐(2B)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 각도 θ9보다도 작게 설정되어 있다.

도 12에 도시하는 바와 같이 가스 분사 노즐(2B)(분무 노즐(20B))에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 각도 θ9보다도 가스 분사 노즐(2A)(분무 노즐(20A))에 속하는 복수의 분사 구멍(9a)의 각도 θ9a를 작게 하면, 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 금속의 입도는 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 것에 비하여 조립화(粗粒化)된다. 즉 분사 구멍(9, 9a)의 각도를 저감시킬수록 금속 분말은 조립화되는 경향이 있다(환언하면, 분사 구멍(9, 9a)의 각도를 증가시킬수록(수평에 가깝게 할수록) 금속 분말은 미립화되는 경향이 있음). 이에 의해 분사 구멍(9, 9a)의 각도가 다른 두 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 금속의 입도 분포가 상이해지고, 예를 들어 도 17에 도시하는 바와 같이 금속 분말의 입도 분포에 두 피크(평균 입경 μ1, μ2)가 나타난다. 도 17에 있어서 가령 분무 노즐(20A)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경을 μ1이라 하면, 분무 노즐(20B)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경은 μ1에 비하여 작은 μ2가 된다. 즉, 분무 조건 (1)을 변경한 상기 경우와 마찬가지로, 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건이 동일했던 경우(도 10 참조)에 비하여 광범위한 입도를 갖는 금속 분말을 한번에 제조할 수 있다.

도 16의 실시예 2는, 비교예(여기서는 제1 실시 형태의 분무 노즐(20B))에 대하여 상기 분무 조건 (2)를 변경한 도 12의 분무 노즐(20A)에 상당하고, 분사 구멍(9a)의 각도 θ9a를 비교예의 각도 θ9로부터 10도 저감한 값으로 한 것이다. 이 경우, 실시예 2의 분무 노즐(20A)에 의한 금속 분말의 입도는 비교예에 비하여 조립(粗粒)으로 된다.

분무 조건 (3): 복수의 가스 분사 노즐(2)에 있어서의 분사 구멍(9)의 직경

도 13은 분무 노즐(20A)에 관한 가스 분사 노즐(2A)의 분사 구멍(9)과 분무 노즐(20B)에 관한 가스 분사 노즐(2B)의 분사 구멍(9)의 직경을 각각 다르게 한 금속 분무 장치(230) 주변의 단면도이다. 이 도면의 금속 분무 장치(230)는, 두 가스 분사 노즐(2A, 2B)에서 공통된 분사 구멍(9)의 직경을 이용한 제1 실시 형태와 달리, 가스 분사 노즐(2A)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 직경과, 가스 분사 노즐(2B)에 속하는 복수의 분사 구멍(9r)의 직경을 다르게 하고 있다. 구체적으로는, 가스 분사 노즐(2B)에 속하는 복수의 분사 구멍(9r)의 직경은, 가스 분사 노즐(2A)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 직경보다도 크게 설정되어 있다.

도 13에 도시하는 바와 같이 가스 분사 노즐(2A)(분무 노즐(20)A)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 직경보다도 가스 분사 노즐(2B)(분무 노즐(20B))에 속하는 복수의 분사 구멍(9r)의 직경을 크게 하면 가스 분사 노즐(2B)의 가스양이 증가하고, 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 금속의 입도는 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 것에 비하여 세립화된다. 즉 분사 구멍(9, 9r)의 직경을 증가시킬수록 금속 분말은 세립화되는 경향이 있다(환언하면, 분사 구멍(9, 9r)의 직경을 저감시킬수록 금속 분말은 조립화되는 경향이 있음). 이에 의해 분사 구멍(9, 9r)의 직경이 다른 두 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 금속의 입도 분포가 달라지고, 예를 들어 도 17에 도시하는 바와 같이 금속 분말의 입도 분포에 두 피크(평균 입경 μ1, μ2)가 나타난다. 도 17에 있어서 가령 분무 노즐(20A)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경을 μ1이라 하면, 분무 노즐(20B)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경은 μ1에 비하여 작은 μ2가 된다. 즉, 분무 조건 (1)을 변경한 상기 경우와 마찬가지로, 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건이 동일한 경우(도 10 참조)에 비교하여 광범위한 입도를 갖는 금속 분말을 한번에 제조할 수 있다.

도 16의 실시예 3은, 비교예(여기서는 제1 실시 형태의 분무 노즐(20A))에 대하여 상기 분무 조건 (3)을 변경한 도 13의 분무 노즐(20B)에 상당하고, 분사 구멍(9r)의 직경을 비교예의 분사 구멍(9)의 직경 2배로 증대한 값으로 한 것이다. 이 경우, 실시예 3의 분무 노즐(20B)에 의한 금속 분말의 입도는 비교예에 비하여 세립으로 된다.

분무 조건 (4): 복수의 가스 분사 노즐(2)에 있어서의 분사 구멍(9)의 수

이 분무 조건(4)에 관한 금속 분무 장치(도시하지 않음)는, 두 가스 분사 노즐(2A, 2B)에서 공통된 분사 구멍(9)의 수를 이용한 제1 실시 형태와 달리, 가스 분사 노즐(2A)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 수와, 가스 분사 노즐(2B)에 속하는 복수의 분사 구멍(9r)의 수를 다르게 하고 있다. 예를 들어, 가스 분사 노즐(2B)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 수를, 가스 분사 노즐(2A)에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 수보다도 많게 설정한 금속 분무 장치가 있다. 이렇게 가스 분사 노즐(2A)(분무 노즐(20A))에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 수보다도 가스 분사 노즐(2B)(분무 노즐(20B))에 속하는 복수의 분사 구멍(9)의 수를 많이 마련하면 가스 분사 노즐(2B)의 가스량이 증가하고, 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 금속의 입도는 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 것에 비하여 세립화된다. 즉 분사 구멍(9)의 수를 증가시킬수록 금속 분말은 세립화되는 경향이 있다(환언하면, 분사 구멍(9)의 수를 저감시킬수록 금속 분말은 조립화되는 경향이 있음). 이에 의해 분사 구멍(9)의 수가 다른 두 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 금속의 입도 분포가 달라지고, 예를 들어 도 17에 도시하는 바와 같이 금속 분말의 입도 분포에 두 피크(평균 입경 μ1, μ2)가 나타난다. 도 17에 있어서 가령 분무 노즐(20A)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경을 μ1이라 하면, 분무 노즐(20B)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경은 μ1에 비하여 작은 μ2가 된다. 즉, 분무 조건 (1)을 변경한 상기 경우와 마찬가지로, 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건이 동일한 경우(도 10 참조)에 비교하여 광범위한 입도를 갖는 금속 분말을 한번에 제조할 수 있다.

도 16의 실시예 4는, 비교예(여기서는 제1 실시 형태의 분무 노즐(20A))에 대하여 상기 분무 조건 (4)를 변경한 상기 예에 있어서의 분무 노즐(20B)에 상당하고, 분사 구멍(9)의 수를 비교예의 분사 구멍(9)의 수의 2배로 증대한 값으로 한 것이다. 이 경우, 실시예 4의 분무 노즐(20B)에 의한 금속 분말의 입도는 비교예에 비하여 세립으로 된다.

분무 조건 (5): 용탕 노즐(11)의 최소 구멍 직경(오리피스 직경)

도 14는 분무 노즐(20A)에 제1 용탕 노즐(11A)의 최소 구멍 직경(60a)과 분무 노즐(20B)에 관한 제2 용탕 노즐(11B)의 최소 구멍 직경(60b)을 각각 다르게 한 금속 분무 장치(240) 주변의 단면도이다. 이 도면의 금속 분무 장치(240)는, 두 제1 용탕 노즐(11A, 11B)에서 공통된 최소 구멍 직경을 이용한 제1 실시 형태와 달리, 제1 용탕 노즐(11A)의 최소 구멍 직경(60a)과, 제2 용탕 노즐(11B)의 최소 구멍 직경(60b)을 다르게 하고 있다. 구체적으로는, 제1 용탕 노즐(11A)의 최소 구멍 직경(60a)은, 제2 용탕 노즐(11B)의 최소 구멍 직경(60b)보다도 크게 설정되어 있다. 또한, 도 14의 두 용탕 노즐(11A, 11B)의 구멍 직경은 축 방향을 따라서 일정하지만, 구멍 내에 다른 부분보다도 직경이 작은 오리피스를 마련함으로써 용탕 노즐(11A, 11B)의 최소 구멍 직경을 설정해도 되고, 이 경우의 최소 구멍 직경은 오리피스 직경과 일치한다.

도 14에 도시하는 바와 같이 제2 용탕 노즐(11B)(분무 노즐(20B))의 최소 구멍 직경(60b)보다도 제1 용탕 노즐(11A)(분무 노즐(20A))의 최소 구멍 직경(60a)을 크게 하여 단위 시간당 출탕량을 증가시키면, 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 금속의 입도는 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 것에 비하여 조립화된다. 즉 최소 구멍 직경(60a, 60b)을 증가시킬수록 금속 분말은 조립화되는 경향이 있다(환언하면, 최소 구멍 직경(60a, 60b)을 저감시킬수록 금속 분말은 세립화되는 경향이 있음). 이에 의해 최소 구멍 직경(60a, 60b)이 다른 두 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 금속의 입도 분포가 달라지고, 예를 들어 도 17에 도시하는 바와 같이 금속 분말의 입도 분포에 두 피크(평균 입경 μ1, μ2)가 나타난다. 도 17에 있어서 가령 분무 노즐(20A)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경을 μ1이라 하면, 분무 노즐(20B)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경은 μ1에 비하여 작은 μ2가 된다. 즉, 분무 조건 (1)을 변경한 상기 경우와 마찬가지로, 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건이 동일한 경우(도 10 참조)에 비교하여 광범위한 입도를 갖는 금속 분말을 한번에 제조할 수 있다.

도 16의 실시예 5는, 비교예(여기서는 제1 실시 형태의 분무 노즐(20B))에 대하여 상기 분무 조건 (5)를 변경한 도 14의 분무 노즐(20A)에 상당하고, 최소 구멍 직경(60a)(오리피스 직경)을 비교예의 값의 1.5배로 증대한 값으로 한 것이다. 이 경우, 실시예 5의 분무 노즐(20A)에 의한 금속 분말의 입도는 비교예에 비하여 조립이 된다.

분무 조건 (6): 용탕 노즐(11)의 선단 형상

도 15a는 분무 노즐(20A)에 관한 제1 용탕 노즐(11A)의 선단 형상(65a)과 분무 노즐(20B)에 관한 제2 용탕 노즐(11B)의 선단 형상(65b)을 각각 다르게 한 금속 분무 장치(250) 주변의 단면도이고, 도 15b는 제1, 제2 용탕 노즐(11A, 11B)의 선단부의 확대도이다. 이들의 도면의 금속 분무 장치(250)는, 두 제1 용탕 노즐(11A, 11B)에서 공통된 선단 형상을 이용한 제1 실시 형태와 달리, 제1 용탕 노즐(11A)의 선단 형상(65a)과, 제2 용탕 노즐(11B)의 선단 형상(65b)을 다르게 하고 있다. 도 15a 및 도 15b의 예에서는 선단 형상으로서 용탕 노즐(11A, 11B)의 선단 각도 θ65a, θ65b를 다르게 하고 있다. 도 15b에 도시하는 바와 같이, 용탕 노즐(11A, 11B)의 선단 각도 θ65a, θ65b는, 용탕 노즐(11A, 11B)의 선단부의 축 방향 단면에 있어서의 외형 형상이 용탕 노즐(11A, 11B)의 중심축(용탕 노즐 삽입 구멍(12A, 12B)의 중심축(Cm1, Cm2))과 이루는 각 θ65a, θ65b로 규정할 수 있다. 도 15a 및 도 15b의 예에서는, 제1 용탕 노즐(11A)의 선단 각도 θ65a는 대략 90도이고, 제2 용탕 노즐(11B)의 선단 각도 θ65b보다도 크게 설정되어 있다.

도 15a에 도시하는 바와 같이 제2 용탕 노즐(11B)(분무 노즐(20B))의 선단 각도 θ65b보다도 제1 용탕 노즐(11A)(분무 노즐(20A))의 선단 각도 θ65a를 크게 하면, 분무 노즐(20A)로부터 분무되는 금속의 입도는 분무 노즐(20B)로부터 분무되는 것에 비하여 조립화된다. 즉 선단 각도 θ65a, θ65b를 증가시킬수록 금속 분말은 조립화되는 경향이 있다(환언하면, 선단 각도 θ65a, θ65b를 저감시킬수록 금속 분말은 세립화되는 경향이 있음). 이에 의해 선단 각도 θ65a, θ65b가 다른 두 분무 노즐(20A, 20B)로부터 분무되는 금속의 입도 분포가 달라지고, 예를 들어 도 17에 도시하는 바와 같이 금속 분말의 입도 분포에 두 피크(평균 입경 μ1, μ2)가 나타난다. 도 17에 있어서 가령 분무 노즐(20A)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경을 μ1이라 하면, 분무 노즐(20B)로부터 분무된 금속 분말의 평균 입경은 μ1에 비하여 작은 μ2가 된다. 즉, 분무 조건 (1)을 변경한 상기 경우와 마찬가지로, 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건이 동일한 경우(도 10 참조)에 비교하여 광범위한 입도를 갖는 금속 분말을 한번에 제조할 수 있다.

도 16의 실시예 6은, 비교예(여기서는 제1 실시 형태의 분무 노즐(20B))에 대하여 상기 분무 조건 (6)을 변경한 도 15a 및 도 15b의 분무 노즐(20A)에 상당하고, 선단 각도 θ65a를 비교예의 값으로부터 20도 증가시킨 값으로 한 것이다. 이 경우, 실시예 6의 분무 노즐(20A)에 의한 금속 분말의 입도는 비교예에 비하여 조립으로 된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 복수의 분무 노즐(20A, 20B)의 분무 조건을 다르게 함으로써, 1기의 가스 아토마이즈 장치에서 제조되는 금속 분말의 입도 분포를 요구에 맞춰서 적절히 조절할 수 있다. 즉, 상기와 같이 구성한 본 실시 형태에 따르면, 입도 분포에 복수의 피크를 출현시킬 수 있고, 한번에 광범위한 입도 분포의 금속 분말을 제조할 수 있으므로, 폭넓은 고객 요구에 유연하게 대응할 수 있다.

또한, 상기 예에서는, 두 분무 노즐(20A, 20B)을 구비한 가스 아토마이즈 장치를 예로 들어 설명했지만, 셋 이상의 분무 노즐을 구비하는 가스 아토마이즈 장치에 있어서도 분무 조건을 적절히 변경함으로써 입도 분포가 조정 가능해짐은 물론이다. 예를 들어, 분무 노즐을 셋 이상 구비하는 가스 아토마이즈 장치에 있어서 각 분무 노즐로 다른 평균 입경의 금속 분말을 제조 가능하도록 분무 조건을 설정하면, 도 18에 도시하는 바와 같이 복수의 피크가 연속적으로 겹침으로써 입도 분포의 치우침이 억제된 편평한 분포로 조절하는 것도 가능하다.

또한, 상기에서는 예시한 6가지 분무 조건 (1) 내지 (6)을 하나씩 변경하는 경우에 대하여 설명했지만, 6가지 분무 조건 (1) 내지 (6) 중 둘 이상을 적절히 조합한 것을 하나의 분무 노즐(20)의 분무 조건으로 해도 된다. 즉, 복수의 분무 노즐(20)에 있어서의 분무 조건은, 상기 (1) 내지 (6)의 분무 조건의 적어도 하나에 의해 다르게 할 수 있다. 즉, 복수의 용탕 노즐(11)에는, 최소 구멍 직경 및 선단 형상 중 적어도 한쪽이 다른 용탕 노즐(11)과 다른 용탕 노즐(11)이 포함되어 있는 경우가 있고, 복수의 가스 분사 노즐(2)에는, 가스 유체의 분사압, 분사 구멍의 각도, 분사 구멍의 직경 및 분사 구멍의 수 중 적어도 하나가 다른 가스 분사 노즐(2)과 다른 가스 분사 노즐(2)이 포함되어 있는 경우가 있다.

<기타>

본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내의 여러가지 변형예가 포함된다. 예를 들어, 본 발명은 상기 실시 형태에서 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되지 않고, 그 구성의 일부를 삭제한 것도 포함된다. 또한, 어느 실시 형태에 관한 구성의 일부를, 다른 실시 형태에 관한 구성에 추가 또는 치환하는 것이 가능하다.

상기 실시 형태에서는 하나의 분무조에 대해서 두 분무 노즐(20A, 20B)을 구비하는 경우에 대하여 설명했지만, 분무 노즐(20A, 20B)의 수는 셋 이상으로 증가해도 상관없다.

또한, 가스 분사 노즐(2A, 2B)로부터 기체(가스 유체)를 분사하는 경우에 대하여 설명했지만 물 등의 액체를 분사해도 괜찮다. 즉 유체를 분사하는 노즐이면 본 발명은 적용할 수 있을 가능성이 있다.

Cg0: 금속 분무 장치(200)의 중심축
Cm1, Cm2: 용탕 노즐 삽입 구멍의 중심축
Pg1, Pg2: 역원추 저면의 중심점
Tc1, Tc2: 틸트 중심
1: 용해조
2A, 2B: 가스 분사 노즐,
3: 분사 가스 공급관
4: 분무조
5: 채집 호퍼
6: 배기
7: 용융 금속(용탕)
8: 용탕류
9: 분사 구멍
10: 분사 가스제트
11A, 11B: 용탕 노즐
12: 용탕 노즐 삽입 구멍
15: 미립자
20A, 20B: 분무 노즐
21: 용탕 노즐의 개구단
25: 가스 분사 방향(분사 구멍 중심축)
26: 초점
27: 용탕 유하 영역
30A, 30B: 시일 가스 분류 노즐
31: 분사 구멍
32: 슬릿
35: 막상 분류(에어 커튼)
41: 직선(초점 방향)
45: 원형면
46: 원형면
50: 가스 유로
70: 가스 분사기
90: 분사 구멍(9)이 형성하는 원
200: 금속 분무 장치

Claims

분무조와,
상기 분무조 내에 용융 금속을 액체 분무하는 복수의 분무 노즐을 구비하고,
상기 복수의 분무 노즐은 각각, 상기 분무조 내를 향하여 용융 금속을 연직 하방으로 유하시키는 용탕 노즐과, 상기 용탕 노즐의 주위에 복수 배치되어 상기 용탕 노즐로부터 유하한 용융 금속에 가스 유체를 충돌시키기 위한 분사 구멍을 갖는 가스 분사 노즐을 갖고,
상기 복수의 분무 노즐에 있어서의 적어도 하나의 분무 노즐에서는, 상기 복수의 가스 분사 노즐로부터 분사되는 가스 유체의 초점이 상기 용탕 노즐로부터 유하되는 용융 금속의 유하 영역 내에 위치하고, 상기 용탕 노즐의 중심축이, 상기 용탕 노즐과 상기 복수의 가스 분사 노즐이 겹치지 않는 범위에서, 상기 복수의 가스 분사 노즐의 분사 구멍이 형성하는 원의 중심으로부터 상기 분무조의 내측면측에 위치하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 장치.
제1항에 있어서,
용융 금속이 축적되는 하나의 도가니부와, 해당 하나의 도가니부 하방에 설치되는 가스 분사기를 구비하고,
상기 용탕 노즐은, 상기 하나의 도가니부 저부로부터 하방을 향하여 복수 마련되고,
상기 가스 분사기는, 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍과, 해당 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍 각각의 주위에 가스류를 형성하는 가스 유로를 갖고,
상기 분사 구멍은, 상기 가스 분사기의 저면이면서 상기 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍 각각의 개구단의 주위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 분무 노즐 중 인접하는 두 분무 노즐 사이에 마련되고, 가스 유체를 불어대어 상기 두 분무 노즐로부터 분무된 용융 금속끼리의 충돌을 억제하기 위한 분류를 형성하는 시일 가스 분류 노즐을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 장치.
제3항에 있어서,
상기 시일 가스 분류 노즐은, 가스 유체를 각각 분사하는 복수의 구멍이고,
상기 복수의 구멍은, 상기 두 분무 노즐 사이에 선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 장치.
제3항에 있어서,
상기 시일 가스 분류 노즐은, 가스 유체를 각각 분사하는 슬릿이고,
상기 슬릿은, 상기 두 분무 노즐 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수의 분무 노즐에 있어서의 분무 조건은 각각 다른 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 장치.
제7항에 있어서,
상기 복수의 분무 노즐에 있어서의 분무 조건은, 상기 복수의 가스 분사 노즐로부터 분사되는 가스 유체의 분사압, 상기 복수의 가스 분사 노즐에 있어서의 분사 구멍의 각도, 상기 복수의 가스 분사 노즐에 있어서의 분사 구멍의 직경, 상기 복수의 가스 분사 노즐에 있어서의 분사 구멍의 수, 상기 용탕 노즐의 최소 구멍 직경 및 상기 용탕 노즐의 선단 형상의 적어도 하나에 의해 다른 것을 특징으로 하는 금속 분말 제조 장치.
금속 분말 제조 장치의 가스 분사기이며,
용융 금속이 연직 하방으로 유하하는 용탕 노즐이 삽입되는 용탕 노즐 삽입 구멍을 복수 갖고,
해당 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍 각각의 주위에 가스류를 형성하는 가스 유로와,
상기 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍별로 마련되고, 상기 용탕 노즐 삽입 구멍의 개구 단부보다 상기 가스 분사기의 외측을 향하여 상기 가스 유로 내의 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 구비하고,
상기 가스 분사 노즐은, 상기 가스 분사기의 저면이면서 상기 용탕 노즐 삽입 구멍의 개구단의 주위에 복수 형성된 분사 구멍으로 이루어지고,
상기 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍에 있어서의 적어도 하나의 용탕 노즐 삽입 구멍에서는, 상기 복수의 가스 분사 노즐로부터 분사되는 가스 유체의 초점이 상기 용탕 노즐로부터 유하되는 용융 금속의 유하 영역 내에 위치하고, 상기 용탕 노즐 삽입 구멍의 중심축이, 상기 용탕 노즐과 상기 복수의 가스 분사 노즐이 겹치지 않는 범위에서, 상기 가스 분사 노즐의 분사 구멍이 형성하는 원의 중심으로부터 상기 가스 분사기의 저면의 직경 방향 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 분사기.
금속 분말 제조 장치의 도가니이며,
용융 금속이 축적되는 하나의 도가니부와,
상기 하나의 도가니부 저부로부터 연직 하방을 향하여 마련되고, 상기 하나의 도가니부 저부로부터 연직 하방을 향하여 상기 용융 금속이 유하하는 용탕 유로를 형성하는, 복수의 용탕 노즐을 구비하고,
상기 용탕 노즐은 제9항의 가스 분사기의 상기 용탕 노즐 삽입 구멍에 삽입되는 것을 특징으로 하는 도가니.
제9항에 있어서,
상기 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍별로 마련된 가스 분사 노즐에는, 가스 유체의 분사압, 분사 구멍의 각도, 분사 구멍의 직경 및 분사 구멍의 수 중 적어도 하나가 다른 가스 분사 노즐과 다른 가스 분사 노즐이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 분사기.
제9항에 있어서,
상기 복수의 용탕 노즐 삽입 구멍 중 인접하는 두 용탕 노즐 삽입 구멍 사이에 마련되고, 가스 유체를 불어대어 상기 복수의 용탕 노즐로부터 유하되는 용융 금속끼리의 충돌을 억제하기 위한 분류를 형성하는 시일 가스 분류 노즐을 상기 가스 분사기의 저면에 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 분사기.