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公開番号2025035596
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023142733
出願日2023-09-04
発明の名称ガスアトマイズ装置
出願人大同特殊鋼株式会社
代理人弁理士法人上野特許事務所
主分類B22F 9/08 20060101AFI20250307BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】溶湯ノズルの構造や、金属溶湯の過剰な加熱によらなくても、溶湯ノズルの閉塞を抑制することができるガスアトマイズ装置を提供する。
【解決手段】中空筒状のシリンダ21と、シリンダ21の一端に連結され、シリンダ21と内部空間が相互に連通した中空のチャンバ22と、シリンダ21の他端に取り付けられたアトマイズユニット5と、チャンバ22およびシリンダ21の内部空間を、圧力可変に排気することができる排気装置6と、を有し、アトマイズユニット5は、金属溶湯を貯留するタンディッシュ4と、タンディッシュ4内の金属溶湯をシリンダ内に向かって吐出する溶湯ノズル31と、溶湯ノズル31と一体に配置され、溶湯ノズル31から吐出された金属溶湯にガスを噴射するガスノズル32と、を備え、シリンダ21の軸方向に直交する内部空間の断面積が、シリンダ21において、チャンバ22よりも小さくなっている、ガスアトマイズ装置1とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
中空筒状のシリンダと、
前記シリンダの軸方向の一端に連結され、前記シリンダと内部空間が相互に連通した中空のチャンバと、
前記シリンダの前記軸方向の他端に取り付けられたアトマイズユニットと、
前記チャンバおよび前記シリンダの前記内部空間を、圧力可変に排気することができる排気装置と、を有し、
前記アトマイズユニットは、金属溶湯を貯留するタンディッシュと、前記タンディッシュ内の前記金属溶湯を前記シリンダ内に向かって吐出する溶湯ノズルと、前記溶湯ノズルと一体に配置され、前記溶湯ノズルから吐出された前記金属溶湯にガスを噴射するガスノズルと、を備え、
前記シリンダの前記軸方向に直交する前記内部空間の断面積が、前記シリンダにおいて、前記チャンバよりも小さくなっている、ガスアトマイズ装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記ガスアトマイズ装置は、排気制御部をさらに有し、
前記排気制御部は、前記溶湯ノズル内の前記金属溶湯の温度、および製造すべき金属粉末の粒径の少なくとも一方に基づいて、前記排気装置の出力を制御し、前記内部空間の圧力を調整する、請求項１に記載のガスアトマイズ装置。
【請求項３】
前記排気制御部は、前記溶湯ノズル内の前記金属溶湯の温度が基準値よりも低い場合に、前記内部空間の圧力を低くする制御を行う、請求項２に記載のガスアトマイズ装置。
【請求項４】
前記排気制御部は、製造すべき金属粉末の粒径が小さいほど、前記内部空間の圧力を高くする制御を行う、請求項２に記載のガスアトマイズ装置。
【請求項５】
前記シリンダは、前記チャンバに対して、前記軸方向に沿って進退可能に取り付けられており、
前記アトマイズユニットは、前記シリンダに対して着脱可能となっている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスアトマイズ装置。
【請求項６】
前記溶湯ノズルおよび前記ガスノズルを備えたガスアトマイズノズルが、前記タンディッシュに対して固定されて、前記アトマイズユニットが構成されている、請求項５に記載のガスアトマイズ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスアトマイズ装置に関し、さらに詳しくは、コンファインド型のガスアトマイズノズルを備えたガスアトマイズ装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
粉末冶金や積層造形の原料等として、金属粉末材料に対する需要が大きい。金属粉末材料を製造する方法の１つとして、ガスアトマイズ法が広く用いられている。ガスアトマイズ法においては、溶湯ノズルから吐出した金属溶湯に、ガスノズルからガスを噴射することで、金属溶湯を微細な溶滴とし、凝固させて、金属粉末を形成する。中でも、溶湯ノズルとガスノズルが一体に設けられ、金属溶湯の吐出位置とガスの噴射位置を近接させたコンファインド型のガスアトマイズノズルを用いることで、噴射ガスによって金属溶湯に与える粉砕エネルギーを大きくし、微細な金属粉末を高効率で製造することができる。コンファインド型のガスアトマイズノズルは、例えば下記の特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－０６９５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンファインド型のガスアトマイズノズルを備えたガスアトマイズ装置においては、溶湯ノズルのすぐ近傍で、高圧の噴射ガスによって、高温の金属溶湯を急冷する。そのため、溶湯ノズルの先端部が噴射ガスによって過剰に冷却されることで、溶湯ノズル内の金属溶湯が凝固し、凝固した金属によって溶湯ノズルの閉塞が起こる場合がある。特に、金属溶湯中の介在物が、溶湯ノズル内に蓄積することで、閉塞の原因となりやすい。そのような溶湯ノズルの閉塞を防ぐ手段として、上記特許文献１では、溶湯ノズルのノズル孔断面積を、溶湯入口部で最小に形成している。しかし、そのような特殊な構造の溶湯ノズルを用いなくても、溶湯ノズルの閉塞を回避できるように、ガスアトマイズ装置を構成しておくことが望まれる。また、閉塞を起こりにくくした特殊な構造のガスアトマイズノズルを用いるとしても、溶湯ノズルの閉塞を完全に避けることは難しく、溶湯ノズルの閉塞が起こりそうになった時に、ガスアトマイズにかかる条件を調整することで、溶湯ノズルの閉塞を回避できるようにすることが好ましい。
【０００５】
ガスアトマイズにかかる条件の調整によって溶湯ノズルの閉塞を回避する方法の１つとして、溶湯ノズルに供給する金属溶湯を貯留しているタンディッシュにおいて、金属溶湯を高温になるまで加熱する手法がある。しかし、金属溶湯を高温に加熱すると、耐火物をはじめとして、タンディッシュや溶湯ノズルを構成する材料が劣化する可能性がある。構成材料の劣化は、タンディッシュや溶湯ノズルの寿命を短縮する要因となる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、溶湯ノズルの構造や、金属溶湯の過剰な加熱によらなくても、溶湯ノズルの閉塞を抑制することができるガスアトマイズ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明にかかるガスアトマイズ装置は、以下の構成を有している。
［１］本発明にかかるガスアトマイズ装置は、中空筒状のシリンダと、前記シリンダの軸方向の一端に連結され、前記シリンダと内部空間が相互に連通した中空のチャンバと、前記シリンダの前記軸方向の他端に取り付けられたアトマイズユニットと、前記チャンバおよび前記シリンダの前記内部空間を、圧力可変に排気することができる排気装置と、を有し、前記アトマイズユニットは、金属溶湯を貯留するタンディッシュと、前記タンディッシュ内の前記金属溶湯を前記シリンダ内に向かって吐出する溶湯ノズルと、前記溶湯ノズルと一体に配置され、前記溶湯ノズルから吐出された前記金属溶湯にガスを噴射するガスノズルと、を備え、前記シリンダの前記軸方向に直交する前記内部空間の断面積が、前記シリンダにおいて、前記チャンバよりも小さくなっている。
【０００８】
［２］上記［１］の態様において、前記ガスアトマイズ装置は、排気制御部をさらに有し、前記排気制御部は、前記タンディッシュ内の前記金属溶湯の温度、および製造すべき金属粉末の粒径の少なくとも一方に基づいて、前記排気装置の出力を制御し、前記内部空間の圧力を調整するとよい。
【０００９】
［３］上記［２］の態様において、前記排気制御部は、前記タンディッシュ内の前記金属溶湯の温度が基準値よりも低い場合に、前記内部空間の圧力を低くする制御を行うとよい。
【００１０】
［４］また、上記［２］または［３］の態様において、前記排気制御部は、製造すべき金属粉末の粒径が小さいほど、前記内部空間の圧力を高くする制御を行うとよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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