(57)【要約】      （修正有）【課題】粒径の均一性が高い金属粉末を長期間にわたって連続的に製造することができる金属粉末の製造方法を提供する。【解決手段】金属溶湯保持炉１２に収容されている金属溶湯１を、金属溶湯ノズル２１を用いて上向きに噴霧することによって、前記金属溶湯１を微細な液滴として急冷凝固する金属粉末の製造方法であって、前記金属溶湯保持炉１２は、前記金属溶湯１を受けて、受けた前記金属溶湯１を前記金属溶湯保持炉１２内に送る樋１３を有し、前記金属を溶解するための金属溶解炉３０を用意し、前記金属溶解炉３０で溶解した前記金属溶湯１を前記樋に供給して、前記金属溶湯保持炉１２の溶湯レベルを制御する工程を含む金属粉末の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶湯保持炉に収容されている金属の溶湯を、金属溶湯ノズルを用いて上向きに噴霧することによって、前記金属の溶湯を微細な液滴として急冷凝固する金属粉末の製造方法であって、
前記金属溶湯保持炉は、前記金属の溶湯を受けて、受けた前記金属の溶湯を前記金属溶湯保持炉内に送る樋を有し、
前記金属を溶解するための金属溶解炉を用意し、前記金属溶解炉で溶解した前記金属の溶湯を前記樋に供給して、前記金属溶湯保持炉の溶湯レベルを制御する工程を含む金属粉末の製造方法。
【請求項２】
前記金属の溶湯がアルミニウムもしくはアルミニウム合金の溶湯である請求項１に記載の金属粉末の製造方法。
【請求項３】
前記金属溶解炉を２基用意し、一方の金属溶解炉で溶解した前記金属の溶湯を前記樋に供給しているときは、他方の金属溶解炉で前記金属を溶解する請求項１または２に記載の金属粉末の製造方法。
【請求項４】
前記金属溶解炉は、前記金属溶湯保持炉の溶湯レベルが±１７０ｍｍ以内となるように、前記金属の溶湯を前記樋に供給する請求項１から３のいずれか一項に記載の金属粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属粉末の製造方法として、アトマイズ法が知られている。アトマイズ法とは、金属溶湯を、金属溶湯ノズルを用いて噴霧することによって、金属溶湯を微細な液滴として急冷凝固させる方法である。このアトマイズ法は、微細でかつ粒径が揃った金属粉末を工業的に効率良く製造できる方法として、多様な金属、例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニッケル、鉄、銅、錫、鉛およびこれら金属の合金を含む粉末の製造に適用されている。
【０００３】
アトマイズ法としては、金属溶湯の噴霧方向を上方向とする方法、下方向とする方法、水平方向とする方法がある。アルミニウムやアルミニウム合金などの比較的比重が小さい軽金属の粉末では、金属溶湯の噴霧方向を上方向とする方法が広く利用されている。金属溶湯の噴霧方向を上方向とする方法では、上端に金属溶湯を吐出する金属溶湯吐出口を有し、下端に金属溶湯を導入する金属溶湯導入口を有する金属溶湯ノズルに、その金属溶湯ノズルの金属溶湯吐出口に向けて、気体（アトマイズガス）を下方から上方に噴射する金属溶湯噴霧装置を装着して、金属溶湯を噴霧する。すなわち、金属溶湯ノズルの金属溶湯導入口を、金属溶湯保持炉に収容されている金属溶湯に浸漬し、金属溶湯ノズルの金属溶湯吐出口に向けて、アトマイズガスを下方から上方に向けて噴射して、金属溶湯吐出口の周囲に負圧を生成させることにより、金属溶湯吐出口から金属溶湯を上方向に噴霧させる。
【０００４】
特許文献１には、アルミニウム合金粉末を、金属溶湯の噴霧方向を上方向とする方法を用いて製造する方法が開示されている。この特許文献１に開示されているアトマイズ装置では、金属溶湯ノズルの金属溶湯導入口は、溶湯保持室内のアルミニウム合金溶湯に浸漬されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１５５２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属溶湯を上方向に向けて噴霧するアトマイズ法を用いて、粒径の均一性が高い金属粉末を高い生産性で安定して製造するためには、金属溶湯ノズルの金属溶湯吐出口から噴霧される金属溶湯の平均量を増加させ、一定に維持する（時間による変動を小さくする）ことが必要である。しかしながら、特許文献１に開示されているアトマイズ装置を用いてアルミニウム合金粉末を製造すると、噴霧時間の経過と共に金属溶湯の溶湯レベル（湯面高さ）が下がり、金属溶湯の溶湯レベルと金属溶湯ノズルの吸上げ高さの距離が長くなること、すなわちヘッドロスが大きくなることにより、アルミニウム溶湯の噴霧量が低下し、それに伴い粉末の粒径も小さくなる現象が発生する。
【０００７】
上記の課題を解決する方法として、噴霧時間による金属溶湯保持炉内の金属溶湯の溶湯レベルの変化量を小さくする方法が考えられる。例えば、深さが浅い金属溶湯保持炉を用いることによって、金属溶湯の溶湯レベルの変化量を小さくすることができる。しかしこの場合は、金属溶湯保持炉内に収容できる金属溶湯の量が少ないため、金属溶湯の保持炉に金属溶湯を短い間隔で繰り返し傾注しなければならない。また、操業が間歇的になるため、金属溶湯保持炉が冷えて、傾注した金属溶湯の温度を一定に制御する時間が必要となる。さらに金属溶湯保持炉の炉壁が空気に晒され、炉壁に残留した金属溶湯が酸化物となることによって、原料ロスが生じると共に、毎回傾注する前に金属溶湯保持炉の清掃が必要となり、非効率である。
【０００８】
また、金属溶湯噴霧装置（アトマイズ装置）の高さを、金属溶湯の溶湯レベルに同期するように制御する方法も考えられる。しかし、この場合は、金属溶湯噴霧装置の構成上、昇降範囲の制限があるという問題がある。更に、溶湯レベルが下がると、金属溶湯ノズルに金属溶湯と接触しない部分が発生し、これより、金属溶湯ノズル内の温度が部分的に低下して、金属溶湯が固化してノズルが閉塞することがある。
【０００９】
さらに別の方法として、金属溶湯保持炉内の金属溶湯を加圧することにより、ヘッドロスの変化を補償する手段も考えられる。しかし、この場合は、高温の金属溶湯を加圧するため、装置の構造が複雑化し、量産で効率的に運転できる装置を設計することは困難である。
【００１０】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、金属溶湯を上向きに噴霧するアトマイズ装置を用いて、粒径の均一性が高い金属粉末を、より効率的に長期間にわたって連続的に製造することができ、かつ生産性が向上した金属粉末の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、金属溶湯保持炉に樋を設けて、金属溶湯保持炉とは別に、金属を溶解するための金属溶解炉を用意し、この金属溶解炉で溶解した金属の溶湯を樋に供給し、その樋で受けた金属溶湯を金属溶湯保持炉内に送って、金属溶湯保持炉内の溶湯レベルを一定にすることによって、金属溶湯を上向きに噴霧するアトマイズ装置を用いても、粒径の均一性が高い金属粉末を、より効率的に長期間にわたって連続的に製造することができ、かつ生産性が向上することを見出して、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【００１２】
（１）本発明の第１の態様に係る金属粉末の製造方法は、金属溶湯保持炉に収容されている金属の溶湯を、金属溶湯ノズルを用いて上向きに噴霧することによって、前記金属の溶湯を微細な液滴として急冷凝固する金属粉末の製造方法であって、前記金属溶湯保持炉は、前記金属の溶湯を受けて、受けた前記金属の溶湯を前記金属溶湯保持炉内に送る樋を有し、前記金属を溶解するための金属溶解炉を用意し、前記金属溶解炉で溶解した前記金属の溶湯を前記樋に供給して、前記金属溶湯保持炉の溶湯レベルを制御する工程を含む。
【００１３】
（２）上記（１）に記載の態様において、前記金属の溶湯がアルミニウムもしくはアルミニウム合金の溶湯である構成としてもよい。
【００１４】
（３）上記（１）または（２）に記載の態様において、前記金属溶解炉を２基用意し、一方の金属溶解炉で溶解した前記金属の溶湯を前記樋に供給しているときは、他方の金属溶解炉で前記金属を溶解する構成としてもよい。
【００１５】
（４）上記（１）から（３）のいずれか一つに記載の態様において、前記金属溶解炉は、前記金属溶湯保持炉の溶湯レベルが±１７０ｍｍ以内となるように、前記金属の溶湯を前記樋に供給する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金属溶湯を上向きに噴霧するアトマイズ装置を用いて、粒径の均一性が高い金属粉末を、より効率的に長期間にわたって連続的に製造することができ、かつ生産性が向上した金属粉末の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属粉末製造方法に使用することができる金属粉末製造システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る金属粉末製造方法に使用することができる金属溶湯タンクの拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る金属粉末製造方法に使用することができる金属粉末製造装置の平面図である。
【図４】図３に示す金属粉末製造装置の側面図である。
【図５】図３に示す金属粉末製造装置の金属溶解炉にて生成した金属溶湯を金属溶湯タンクの樋に供給する作業を説明する部分断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る金属粉末の製造方法について、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造方法に使用することができる金属粉末製造システムの構成図である。図２は、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造方法に使用することができる金属溶湯タンクの拡大断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造方法に使用することができる金属粉末製造装置の平面図である。図４は、図３に示す金属粉末製造装置の側面図である。図５は、図３に示す金属粉末製造装置の金属溶解炉にて生成した金属溶湯を金属溶湯タンクの樋に供給する作業を説明する部分断面側面図である。
【００２０】
金属粉末製造システム１００は、図１に示すように、金属粉末製造装置１０と、金属粉末回収装置５０と、サイクロン６０と、金属粉末回収タンク７０とを有する。金属粉末製造装置１０は金属粉末４を製造する。金属粉末回収装置５０は、金属粉末製造装置１０にて製造した金属粉末４を、エアーブロワー（不図示）により発生させた搬送気流を用いて吸引する。そして、サイクロン６０は、吸引した搬送気流中の金属粉末４を回収し、金属粉末回収タンク７０は、回収した金属粉末４を一時的に貯留する。
【００２１】
金属粉末製造装置１０は、金属溶湯タンク１１と、金属溶湯噴霧装置２０と、金属溶解炉３０と、金属溶湯供給手段４０を有する。
金属溶湯タンク１１は、金属溶湯１を収容する金属溶湯保持炉１２と、金属溶湯保持炉１２の側部に備えられた樋１３とを有する。樋１３は、金属溶湯を受けて、受けた金属溶湯を金属溶湯保持炉１２に送る。金属溶湯保持炉１２は、金属溶湯を設定された温度に維持するための加熱手段を有する。加熱手段としては、重油バーナー、抵抗加熱器、誘導加熱器などの金属溶湯温度を一定の制御する公知の加熱制御装置を用いることができる。金属溶湯保持炉１２に収容されている金属溶湯１の表面には、金属酸化物を含むスラグ層２が生成している。スラグ層２は、金属溶湯１内部の酸化を防止する作用がある。
【００２２】
金属溶湯噴霧装置２０は、図２に示すように、金属溶湯ノズル２１と、気体噴射器２５とを備える。金属溶湯ノズル２１は、上端に金属溶湯１を吐出する金属溶湯吐出口２２を有し、下端に金属溶湯１を導入する金属溶湯導入口２３を有する。気体噴射器２５は、気体３を導入する気体導入口２６と、気体３を噴射する気体ノズル部２７とを有する。気体噴射器２５には、円筒状の気体流入空間２８を有し、気体導入口２６は、気体噴射器２５の接線方向に沿って対角に配置されている。これによって、気体導入口２６から気体流入空間２８に導入された気体は気体流入空間２８内を旋回して、気体の旋回流が生成する。気体ノズル部２７は、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯吐出口２２に向けて、下方から上方に流れる気体３の旋回流を噴射する。
【００２３】
金属溶解炉３０は、図３に示すように、２基備えられている。２基の金属溶解炉３０ａ、３０ｂは、それぞれ金属溶湯保持炉１２に樋１３を通して金属溶湯１ａを供給することができるように配置されている。２基の金属溶解炉３０ａ、３０ｂを備えることによって、例えば、一方の金属溶解炉３０ａを用いて金属溶湯１ａを金属溶湯タンク１１の樋１３に供給しているときは、他方の金属溶解炉３０ｂを用いて金属塊を溶解して金属溶湯１ａを生成させることができる。２基の金属溶解炉３０ａ、３０ｂを用いて、金属溶湯１ａを交互供給することによって、金属溶湯保持炉１２内の金属溶湯１の溶湯レベルを一定に制御した連続噴霧が可能となる。金属溶解炉３０ａ、３０ｂは、それぞれ金属を溶解するための加熱手段を有する。加熱手段としては、重油バーナー、抵抗加熱器、誘導加熱器などの金属を溶解するための加熱炉として用いられている公知の装置を用いることができる。
【００２４】
金属溶解炉３０ａ、３０ｂは、溶解した金属溶湯１ａを、ガスバブリング処理で、水素ガスや酸化物を浮上分離除去して清浄化した金属溶湯１ａを供給するようにすることが好ましい。
【００２５】
金属溶湯供給手段４０は、基台４１と、基台４１に対して垂直方向に延びた支柱４２と、支柱４２の上端に、回転軸４３によって固定された金属溶湯取出具４４と、基台４１に固定されている伸縮可能な伸縮アーム４５と、金属溶解炉３０を回転可能に伸縮アーム４５に連結する連結具４６とを備える。金属溶湯供給手段４０は、図５示すように、伸縮アーム４５を伸して、金属溶解炉３０を樋１３側に傾けることによって金属溶湯１ａを樋１３に傾注し、金属溶湯保持炉１２に金属溶湯１ａを補給する。金属溶湯供給手段４０は、金属溶湯保持炉１２内あるいは樋１３内の金属溶湯１の溶湯レベルを計測し、溶湯レベルが設定値となるように、金属溶湯１ａを樋１３に供給するフィードバック制御機構（図示せず）を組込むことによって安定した連続噴霧が実現できる。金属溶湯１の溶湯レベルの計測方式としては、例えば、光学的な溶湯レベルセンサーで行う方式、金属溶湯保持炉１２の重量をロードセルで計測する方式を用いることができる。どちらの方式も利用可能であり、作業性や安定性や設備コストを考慮して選定すればよい。
【００２６】
この金属溶湯１ａの傾注においては、金属溶湯保持炉１２内の金属溶湯１の溶湯レベルが変動することによって、スラグ層２が金属溶湯１中に巻き込まれないように、溶湯レベルの変動を抑制することが好ましい。溶湯レベルの変動を抑制する方法としては、例えば、金属溶湯１ａを少量ずつ連続傾注する方法を用いることができる。また、スラグ層２を金属溶湯１中に巻き込む流れの生成を抑制するために、樋１３から金属溶湯保持炉１２の金属溶湯１の湯面よりも下方に延びるパイプ（不図示）を設けて、パイプを通じて、金属溶湯１の湯面の下から金属溶湯を供給する方式を採用してもよい。また、アルミニウムの連続鋳造で利用されている連続ガスバブリング装置（例えばＧＢＦ）やセラミックフィルターを組込む装置にすることで、介在物等の除去を連続的に実施し、材料欠陥を低減した高い品質の粉末を製造するプロセスとすることも可能である。
【００２７】
金属粉末製造システム１００を用いた金属粉末の製造方法は、金属溶湯保持炉１２に収容されている金属溶湯１を、金属溶湯ノズル２１を用いて上向きに噴霧することによって、金属溶湯を微細な液滴として急冷凝固する金属粉末４の製造工程と、金属溶解炉３０ａ、３０ｂで溶解した金属の溶湯を樋１３に供給して、金属溶湯保持炉１２の溶湯レベルを制御する溶湯レベル制御工程とを含む。
【００２８】
金属溶湯ノズル２１は、金属溶湯導入口２３が金属溶湯保持炉１２の底部近傍に位置するように浸漬する。これによって、金属溶湯１の湯面に、金属溶湯１の吸引による巻き込み渦の発生が抑制され、スラグ層２が破壊されて、そのスラグの一部が金属溶湯１内に巻き込まれて、金属溶湯１が懸濁することが起こりにくくなる。また、金属溶湯１内に巻き込まれたスラグが金属溶湯１と共に金属溶湯ノズル２１に吸い上げられて、金属溶湯ノズル２１を閉塞すること、更には、生成する金属粉末４にスラグがコンタミとして混入して品質劣化を引く起こすことを予防することができる。金属溶湯ノズル２１によるスラグの吸い込みを防止するためには、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯導入口２３と金属溶湯１の湯面との距離が１００ｍｍ以上あることが好ましい。さらに、製造する金属粉末の組成の切換え、操業停止等の作業時には、金属溶湯保持炉１２内の金属溶湯１を、金属溶湯ノズル２１を用いて全量吸上げることが望ましく、その観点から、金属溶湯導入口２３は、金属溶湯保持炉１２の底部近傍、具体的には底部から１００ｍｍ以内の位置に設置することが適切である。
【００２９】
金属粉末４の製造工程では、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯吐出口２２に向けて気体噴射器２５の気体ノズル部２７から気体３の旋回流（アトマイズガス）を噴射する。この気体３の旋回流によって、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯吐出口２２の周囲に負圧が生成する。この負圧によって、金属溶湯保持炉１２内の金属溶湯１が、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯導入口２３から吸い上げられて、金属溶湯吐出口２２から上方に噴霧される。噴霧された金属溶湯は、気体３の旋回流によって急冷凝固されて、金属粉末４が生成する。
【００３０】
金属粉末４は、金属粉末回収装置５０にて、エアーブロワー（不図示）により発生させた搬送気流によって吸引され、サイクロン６０に送られる。送られた搬送気流中の金属粉末４は、サイクロン６０にて、回収され、金属粉末回収タンク７０にて一時的に貯留される。
【００３１】
溶湯レベル制御工程では、金属溶解炉３０ａ、３０ｂ内の金属溶湯１ａを樋１３に供給する。樋１３は、供給された金属溶湯１ａを受けて、受けた金属溶湯１ａを金属溶湯保持炉１２に送る。金属溶湯１ａは、金属溶湯保持炉１２内の金属溶湯１の溶湯レベルが一定に制御されるように供給することが好ましい。これによって、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯吐出口２２から噴霧される金属溶湯１の噴霧量の変動をより確実に抑えることができるため、一定の噴霧量が維持でき、粒径の均一性が高い金属粉末を効率よく安定して製造することが可能となる。更に、溶湯レベルの変動によってスラグ層２が金属溶湯１中に巻き込まれることが起こりにくく、金属溶湯保持炉１２に清浄な金属溶湯１ａを補給することができる。
【００３２】
金属粉末製造中の金属溶湯保持炉１２内の金属溶湯１の溶湯レベルは、金属溶湯タンク１１や金属溶湯ノズル２１のサイズや金属溶湯の組成などの条件によっても異なるが、好ましくは±１７０ｍｍ以内、より好ましくは±１００ｍｍ、特に好ましくは±５０ｍｍ以内となるように調整することが望ましい。これによって、生成する金属粉末の中心粒径の変動を±５μｍ以内に抑えることができる。
【００３３】
本実施形態の金属粉末の製造方法では、溶湯レベル制御工程により、金属粉末製造中の金属溶湯保持炉１２内の金属溶湯１の溶湯レベルを一定に維持することによって、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯吐出口２２から噴霧される金属溶湯１の噴霧量を一定に維持することができる。このため、本実施形態の金属粉末の製造方法によれば、粒径の均一性が高い金属粉末を、より効率的に長期間にわたって連続的に製造することができ、かつ生産性が向上する。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態では、製造目的物の金属粉末を、アルミニウムもしくはアルミニウム合金の粉末として説明したが、金属粉末はこれらに限定されるものではない。本実施形態の金属粉末の製造方法は、金属溶湯の噴霧方向を上方向とすることができる軽金属（密度４．５ｇ／ｃｍ３以下）の粉末の製造方法として利用することができる。軽金属としては、マグネシウムやチタンなどを用いることができる。
【実施例】
【００３５】
［比較例１］
図１〜図５に示す金属粉末製造装置１０を用意した。金属溶湯タンク１１の金属溶湯保持炉１２のサイズは、直径３９０ｍｍ×高さ６１０ｍｍとした。金属溶湯保持炉１２にアルミニウム合金（組成：Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系）を投入し、次いでアルミニウム合金を加熱して、溶解させ、アルミニウム合金溶湯６０Ｌを生成させた。２基の金属溶解炉３０ａ、３０ｂには、アルミニウム合金を投入しなかった。次いで、金属溶湯保持炉１２内のアルミニウム合金溶湯に、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯導入口２３を浸漬した。金属溶湯導入口２３は、アルミニウム合金溶湯の湯面から−５３０ｍｍの位置とした。そして、気体噴射器２５の気体導入口２６に空気を供給して、気体ノズル部２７から空気の旋回流を２５００Ｌ／分の流量で噴射して、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯吐出口２２からアルミニウム合金溶湯を噴霧させることにより、アルミニウム合金粉末を製造した。
【００３６】
下記の表１に示すアルミニウム合金粉末の製造時間での溶湯レベル、金属溶湯ノズルから噴霧された金属溶湯の溶湯噴霧量、得られたアルミニウム合金粉末の中心粒径を下記の方法により測定した。その結果を表１に示す。
【００３７】
（溶湯レベル）
光学式レベルセンサー計を用いて測定した。なお、溶湯レベルは、アルミニウム合金粉末の製造開始前の溶湯レベルを０ｍｍとして測定した。
【００３８】
（溶湯流量）
下記の表１に示す製造時間から１分間に生成したアルミニウム合金粉末を分取し、分取したアルミニウム合金粉末の質量を、アルミニウム溶湯の噴霧量として、その１分間当たりのアルミニウム溶湯の噴霧量として算出した。
【００３９】
（中心粒径）
上記溶湯噴霧量の測定で分取したアルミニウム合金粉末の粒度分布を、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いて測定し、得られた粒度分布の中心粒径Ｄ５０を得た。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
上記表１の結果から、アルミニウム合金粉末の製造の経過と共に、金属溶湯保持炉１２の溶湯レベルが低下し、これに伴ってアルミニウム合金溶湯の溶湯噴霧量が減少し、得られるアルミニウム合金粉末が微細となることが確認された。
【００４２】
［実施例１］
比較例１で使用した金属粉末製造装置１０の金属溶湯タンク１１の金属溶湯保持炉１２と、２基の金属溶解炉３０ａ、３０ｂとにそれぞれアルミニウム合金を投入した。次いで、金属溶湯保持炉１２と一方の金属溶解炉３０ａに投入したアルミニウム合金を加熱して、溶解させ、アルミニウム合金溶湯を生成させた。次いで、比較例１と同様に金属溶湯保持炉１２内のアルミニウム合金溶湯に金属溶湯ノズル２１の金属溶湯導入口２３を浸漬した。そして、気体噴射器２５の気体ノズル部２７から空気の旋回流を噴射して、金属溶湯ノズル２１の金属溶湯吐出口２２からアルミニウム合金溶湯を噴霧させることにより、アルミニウム合金粉末を製造した。アルミニウム合金粉末の製造中、金属溶湯保持炉１２内のアルミニウム合金溶湯の溶湯レベルが、アルミニウム合金粉末の製造開始前の溶湯レベルに対して−２０ｍｍとなった時点で、金属溶解炉３０ａ内のアルミニウム合金溶湯を金属溶湯タンク１１の樋１３に供給した。金属溶湯保持炉１２内のアルミニウム合金溶湯の溶湯レベルは、噴霧開始前のアルミニウム合金溶湯の湯面高さに対して±２０ｍｍ以内となるように調整した。金属溶解炉３０ａ内のアルミニウム合金溶湯を供給している時間内に、金属溶解炉３０ｂにてアルミニウム合金溶湯を生成し、金属溶解炉３０ａ内のアルミニウム合金溶湯を消費した後に切換え、金属溶解炉３０ｂ内のアルミニウム合金溶湯を供給し、金属溶湯保持炉１２内のアルミニウム合金溶湯の溶湯レベルを調整した。
【００４３】
以上のようにして、アルミニウム合金粉末を８時間連続的に製造した。アルミニウム合金粉末の製造開始から２時間後に製造したアルミニウム合金粉末の粒度分布を測定したところ、平均粒子径は６０μｍであり、比較例１のアルミニウム合金粉末の製造開始直後と同等であった。この結果から、金属溶湯タンク１１の金属溶湯保持炉１２にアルミニウム合金溶湯を補給した実施例１によれば、粒径の均一性が高いアルミニウム合金粉末を連続的に製造することが可能となることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の金属粉末の製造方法は、旋回気流による負圧による溶湯吸上げ速度に、溶湯ヘッド高さがマイナスに作用することから、生産性向上の手段としての効果は高い。特に、アルミニウム及びその合金粉末は、その工業的な生産規模から効率性の追求のニーズが高く、この生産性の向上で、高品質かつ安価な製造ができれば、用途開発による市場拡大の実現に寄与すると言える。
【符号の説明】
【００４５】
１  金属溶湯
２  スラグ層
３  気体
４  金属粉末
１０  金属粉末製造装置
１１  金属溶湯タンク
１２  金属溶湯保持炉
１３  樋
２０  金属溶湯噴霧装置
２１  金属溶湯ノズル
２２  金属溶湯吐出口
２３  金属溶湯導入口
２５  気体噴射器
２６  気体導入口
２７  気体ノズル部
２８  気体流入空間
３０、３０ａ、３０ｂ  金属溶解炉
４０  金属溶湯供給手段
４１  基台
４２  支柱
４３  回転軸
４４  金属溶湯取出具
４５  伸縮アーム
４６  連結具
５０  金属粉末回収装置
６０  サイクロン
７０  金属粉末回収タンク
１００金属粉末製造システム
【図１】
2020100880.tif 000004
【図２】
2020100880.tif 000005
【図３】
2020100880.tif 000006
【図４】
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【図５】
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