(57)【要約】      （修正有）【課題】出湯ノズルの形態に制約がなく、しかも金属の溶湯を細かく粉状化できるガスアトマイズノズル及びこれを用いた金属の溶解噴霧装置を提供する。【解決手段】溶湯ノズルとは別体でその下方にガス噴射ノズル３１を配置し、該ガス噴射ノズルを、環状のガス室３２と、該ガス室の外周側に連通した１本又は２本以上のガス供給管３３，３５と、該ガス室の内周側に形成した環状のラバールノズル３７とで構成して、ガスを該ガス供給管から該ガス室へ供給すると同時に該ガス室にて該ガスに旋回流を起こさせ、旋回流を起こさせたガスを該ラバールノズルから噴射して、噴射したガスを流下途中の溶湯Ｂにその周囲から当接させるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯ノズルとガス噴射ノズルとを備え、該溶湯ノズルから金属の溶湯を流下させ、流下途中の該溶湯に該ガス噴射ノズルからガスを噴射して、該溶湯を急冷粉状化するようにしたガスアトマイズノズルにおいて、溶湯ノズルとは別体でその下方にガス噴射ノズルが配置されており、該ガス噴射ノズルが、環状のガス室と、該ガス室の外周側に連通された１本又は２本以上のガス供給管と、該ガス室の内周側に形成された環状のラバールノズルとを備えていて、ガスを該ガス供給管から該ガス室へ供給すると同時に該ガス室にて該ガスに旋回流を起こさせ、旋回流を起こさせたガスを該ラバールノズルから噴射して、噴射したガスを流下途中の溶湯にその周囲から当接させるようにして成ることを特徴とするガスアトマイズノズル。
【請求項２】
溶湯ノズルが、相互に絶縁されて漏斗状に立設された複数の水冷銅製セグメントからなるノズル本体と、該ノズル本体の外周回りに配置されたコイルとを備え、該コイルへ高周波電流を流すことにより、該ノズル本体内を誘導加熱するようにしたものである請求項１記載のガスアトマイズノズル。
【請求項３】
溶湯ノズルとガス噴射ノズルとの間に双方の間を周囲から隔離する筒状体が接続された請求項１又は２記載のガスアトマイズノズル。
【請求項４】
筒状体が非導電性材製のものである請求項１〜３のいずれか一つの項記載のガスアトマイズノズル。
【請求項５】
ガスとして不活性ガスを噴射するものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載のガスアトマイズノズル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つの項記載のガスアトマイズノズルを用いた金属の溶解噴霧装置であって、該ガスアトマイズノズルの出湯ノズルの上部にレビテーション溶解炉が取付けられて成る金属の溶解噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスアトマイズノズル及びこれを用いた金属の溶解噴霧装置に関する。溶湯ノズルから金属の溶湯を流下させ、流下途中の該溶湯にガス噴射ノズルからガスを噴射して、該溶湯を急冷粉状化するとき、ガスアトマイズノズルが使用される。本発明はかかるガスアトマイズノズル及びこれを用いた金属の溶解噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスアトマイズノズルとして、溶湯ノズルの下部にガス噴射ノズルを一体化したものが知られている（例えば特許文献１及び２参照）。かかる従来のガスアトマイズノズルには、金属の溶湯を細かく粉状化できるという利点がある。しかし、かかる従来のガスアトマイズノズルには、出湯ノズルの形態に制約が伴うという問題がある。出湯ノズルの形態によっては、その構造上、該出湯ノズルにガス噴射ノズルを一体化するのが誠に厄介なのである。
【特許文献１】特開２００２−６９５１２号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、出湯ノズルの形態に制約がなく、しかも金属の溶湯を細かく粉状化できるガスアトマイズノズル及びこれを用いた金属の溶解噴霧装置を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記の課題を解決する本発明は、溶湯ノズルとガス噴射ノズルとを備え、該溶湯ノズルから金属の溶湯を流下させ、流下途中の該溶湯に該ガス噴射ノズルからガスを噴射して、該溶湯を急冷粉状化するようにしたガスアトマイズノズルにおいて、溶湯ノズルとは別体でその下方にガス噴射ノズルが配置されており、該ガス噴射ノズルが、環状のガス室と、該ガス室の外周側に連通された１本又は２本以上のガス供給管と、該ガス室の内周側に形成された環状のラバールノズルとを備えていて、ガスを該ガス供給管から該ガス室へ供給すると同時に該ガス室にて該ガスに旋回流を起こさせ、旋回流を起こさせたガスを該ラバールノズルから噴射して、噴射したガスを流下途中の溶湯にその周囲から当接させるようにして成ることを特徴とするガスアトマイズノズルに係る。また本発明は、以上のような本発明に係るガスアトマイズノズルの出湯ノズルの上部にレビテーション溶解炉が取付けられて成る金属の溶解噴霧装置に係る。
【０００５】
先ず、本発明に係るガスアトマイズノズルについて説明する。本発明に係るガスアトマイズノズルでも、溶湯ノズルとガス噴射ノズルとを備え、該溶湯ノズルから金属の溶湯を流下させ、流下途中の該溶湯に該ガス噴射ノズルからガスを噴射して、該溶湯を急冷粉状化するようになっている。
【０００６】
本発明に係るガスアトマイズノズルでは、前記した従来のガスアトマイズノズルのように溶湯ノズルとガス噴射ノズルとが一体化されているのではなく、ガス噴射ノズルは溶湯ノズルから切り離されており、該溶湯ノズルとは別体でその下方に配置されている。かかるガス噴射ノズルは、環状のガス室と、該ガス室の外周側に連通された１本又は２本以上のガス供給管と、該ガス室の内周側に形成された環状のラバールノズルとを備えており、ガスを該ガス供給管から該ガス室へ供給すると同時に該ガス室にて該ガスに旋回流を起こさせ、旋回流を起こさせたガスを該ラバールノズルから噴射して、噴射したガスを流下途中の溶湯にその周囲から当接させるようになっている。
【０００７】
溶湯ノズルから金属の溶湯を流下させつつ環状のラバールノズルからガスを噴射し、噴射したガスを、流下途中の溶湯にその周囲から当接させて、該溶湯を急冷粉状化するのであるから、該環状のラバールノズルはその軸線部に流下途中の溶湯が位置するように設け、したがってかかる環状のラバールノズルを内周側に形成した環状のガス室もその軸線部に流下途中の溶湯が位置するように設ける。またかかる環状のガス室にその外周側からガスを供給するガス供給管は、供給すると同時に該環状のガス室にて該ガスに旋回流を起こさせるのであるから、該環状のガス室の軸線部へ向かってガスを供給するように連通させるのではなく、該環状のガス室の軸線部からずれた方向、例えば該環状のガス室を形成する周側面に沿う方向へガスを供給するように連通させる。ガス供給管が２本以上である場合も同様であり、この場合にこれらのガス供給管は、これらから環状のガス室へ供給したガスが該環状のガス室にて相互に干渉することなく同方向の旋回流を起こすように連通させる。
【０００８】
中間がくびれた構造のラバールノズルは、通常のノズルに比べて、噴射したガスの方向性がよい。旋回流を起こさせたガスを環状のラバールノズルから噴射すると、噴射したガスの方向性は更によくなり、噴射したガスの拡散や吹き上げは殆ど生じない。旋回流を起こさせたガスを環状のラバールノズルから噴射すると、噴射したガスが流下途中の金属の溶湯にその周囲からあたかも一点集中して当接するのである。本発明に係るガスアトマイズノズルによると、ガス噴射ノズルを溶湯ノズルから切り離し、該溶湯ノズルとは別体で該溶湯ノズルの下方に配置するため、該溶湯ノズルの形態に制約がなく、しかも旋回流を起こさせたガスを環状のラバールノズルから噴射するため、噴射したガスの前記したような作用により、金属の溶湯を細かく粉状化できる。
【０００９】
本発明に係るガスアトマイズノズルにおいて、溶湯ノズルの形態は特に制限されない。溶湯ノズルとしては、相互に絶縁されて漏斗状に立設された複数の水冷銅製セグメントからなるノズル本体と、該ノズル本体の外周回りに配置されたコイルとを備え、該コイルへ高周波電流を流すことにより、該ノズル本体内を誘導加熱するようにしたものも適用できる。かかる溶湯ノズルは、前記したような誘導加熱により、ノズル本体内に金属の溶湯が付着して凝固し、該ノズル本体を閉塞させるのを防止できる。
【００１０】
また本発明に係るガスアトマイズノズルにおいて、溶湯ノズルとガス噴射ノズルとの間には双方の間を周囲から隔離する筒状体を接続するのが好ましい。旋回流を起こさせたガスを環状のラバールノズルから噴射するとき、溶湯ノズルとガス噴射ノズルとの間の周囲から不用意にガスが巻き込まれると、噴射したガスの前記したような一点集中の方向性が乱れ易いので、これを防止するためである。溶湯ノズルとして前記したように誘導加熱するようにしたものを用いる場合には、かかる筒状体として非導電性材製のもの、例えば石英製のものを用いるのが好ましい。
【００１１】
更に本発明に係るガスアトマイズノズルにおいて、ガス室へ供給し、環状のラバールノズルから噴射するガスの種類は特に制限されないが、かかるガスとしては不活性ガス、例えばアルゴンガスを用いるのが好ましい。得られる粉状化物の汚染をできるだけ防止するためである。
【００１２】
次に、本発明に係る金属の溶解噴霧装置について説明する。本発明に係る金属の溶解噴霧装置は、以上説明したような本発明に係るガスアトマイズノズルの出湯ノズルの上部にレビテーション溶解炉を取付けたものである。レビテーション溶解炉それ自体は公知の通り、相互に絶縁されて円筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントからなる炉本体と、該炉本体の外周回りに配置されたコイルとを備え、該コイルへ高周波電流を流すことにより該炉本体内の金属を誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により該金属を半浮揚状態で溶解するようになっている。
【００１３】
溶解炉として前記したようなレビテーション溶解炉を、また溶湯ノズルとして前記したような誘導加熱するようにしたものを、更にガスとして不活性ガスを用い、かかる溶湯ノズルとガス噴射ノズルとの間に前記したような非導電性材製の筒状体を接続したものは、金属の溶湯の汚染だけではなく、得られる粉状化物の汚染を最小限に抑えることができ、ＴｉやＴｉ合金等の活性金属の粉状化物を得るのに好適である。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明した本発明には、出湯ノズルの形態に制約がなく、しかも金属の溶湯を細かく粉状化できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係るガスアトマイズノズルをレビテーション溶解炉との関係で例示する縦断面図であり、したがって図１は本発明に係る金属の溶解噴霧装置をも同時に例示している。図２は図１のガスアトマイズノズルを示す部分拡大縦断面図、図３は図１のガスアトマイズノズルを示す部分拡大横断面図である。図示した本発明に係るガスアトマイズノズル１１は、溶湯ノズル２１と、溶湯ノズル２１から切り離して、溶湯ノズル２１とは別体で、溶湯ノズル２１の下方に配置されたガス噴射ノズル３１とを備えており、また図示した本発明に係る金属の溶解噴霧装置は、更に溶湯ノズル２１の上部に取付けられたレビテーション溶解炉４１を備えている。
【００１６】
溶湯ノズル２１は、相互に絶縁されて漏斗状に立設された複数の水冷銅製セグメント２２，２２・・からなるノズル本体２３と、ノズル本体２３の外周回りに配置されたコイル２４とを備え、コイル２４へ高周波電流を流すことにより、ノズル本体２３内の金属の溶湯Ａを誘導加熱するようになっている。
【００１７】
ガス噴射ノズル３１は、環状のガス室３２と、環状のガス室３２を形成する外周側壁に接続されてガス室３２と連通する合計４本のガス供給管３３〜３６と、環状のガス室３２を形成する内周側の底壁に開設された環状のラバールノズル３７とを備えている。環状のガス室３２と環状のラバールノズル３７とは同じ軸線部上に形成されており、この軸線部は溶湯ノズル２１のノズル本体２３から流下させた流下途中の金属の溶湯Ｂに位置している。合計４本のガス供給管３３〜３６は、これらから環状のガス室３２へ供給した不活性ガスがガス室３２内にて相互に干渉することなく協力して旋回流を起こすよう、ガス室３２の前記軸線部を臨む位置から同じ方向へ同じ角度だけずれた位置に接続されている。ガス噴射ノズル３１は、不活性ガスを合計４本のガス供給管３３〜３６からガス室３２へ供給すると同時にガス室３２内にて旋回流を起こし、旋回流を起こした不活性ガスが環状のラバールノズル３７から噴射するようになっており、かくして噴射した不活性ガスが流下途中の金属の溶湯Ｂにその周囲からあたかも一点集中して当接するようになっている。
【００１８】
溶湯ノズル２１のノズル本体２３の下部とガス噴射ノズル３１の環状のガス室３２を形成する内周側の上壁との間には石英製の筒状体５１が接続されており、筒状体５１は双方の間における周囲からガスが巻き込まれるのを防止している。
【００１９】
溶湯ノズル２１のノズル本体２３の上部に取付けられたレビテーション溶解炉４１は、相互に絶縁されて円筒状に立設された複数の水冷銅製セグメント４２，４２・・からなる炉本体４３と、炉本体４３の外周回りに配置されたコイル４４とを備え、コイル４４へ高周波電流を流すことにより炉本体４３内の金属を誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により該金属を半浮揚状態で溶解するようになっている。図１〜３において、Ａは半浮揚状態にある金属の溶湯Ａを示しており、またＢは流下途中の金属の溶湯Ｂを示していて、Ｃは凝固シェルを示している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るガスアトマイズノズルをレビテーション溶解炉との関係で例示する縦断面図。
【図２】図１のガスアトマイズノズルを示す部分拡大縦断面図。
【図３】図１のガスアトマイズノズルを示す部分拡大横断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１１        ガスアトマイズノズル
２１        溶湯ノズル
２２，４２  水冷銅製セグメント
２３        ノズル本体
２４，４４  コイル
３１        ガス噴射ノズル
３２        環状のガス室
３３〜３６  ガス供給管
３７        環状のラバールノズル
４１        レビテーション溶解炉
４３        炉本体
５１        筒状体
Ａ          浮揚状態の金属の溶湯
Ｂ          流下途中の金属の溶湯
Ｃ          凝固シェル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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