JPS5850283B2 - 粒状金属の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマグネシウム等の活性の高い金属の粒状物の
製造方法および装置に関するものである。

従来より金属の粒状体を製造するには多くの方法がなさ
れているが、マグネシウム等の活性の高い金属を粒状の
小粒にすることはかなり困難であり、その製造方法も限
定される。

従来よりこのような目的に適合する方法としては金属溶
湯を静置したノズルの小孔からヘリウム等の不活性ガス
中に滴下させる自然滴下法および高速で回転する容器の
側壁の小孔から遠心力ならびに回転周速度により水平方
向に溶湯をヘリウムガスや空気中に射出する回転カップ
法が使用されている。

これらの方法によれば運転条件をよく設定すれば球状ま
たは、それに近い製品を得ることができるが、一方つぎ
のような多くの欠点がある。

すなわち、自然滴下法では、 （ａ） 製品の粒径はノズルの開口寸度に直接に左右
されるので小さい粒子を得るためには通常１間以下の極
めて小さい孔のノズルが必要であり、ノズルの製作コス
トも高く運転中につまりやすく、また当然のことである
が生産性が極めて悪い。

（ｂ） ヘリウム等の不活性ガスの消耗が避けられず
、ランニングコストが高くなる。

（ｃ） ノズルから滴下した溶湯は高温であるから一
部が蒸発してヒユームとなり、これが装置内に付着、蓄
積すると装置の開放点検時等に着火、爆発するおそれが
あり、そのために高度の除塵対策が必要となる。

また回転カップ法では、 （ａ） 溶湯の水平方向の射出速度は１０米／秒前後
でかなり大きいので、粒子の水平方向の飛散距離が大き
く従って装置の規模が大形となる。

（ｂ） ヘリウム等の不活性ガス中で操業するときは
自然滴下法と同様に不活性ガスの消耗ならびにヒユーム
の発生は避けられない。

（ｃ） 不活性ガスを使用せず、溶湯中にフラックス
を混入して酸化を防止することにより空気中で運転する
こともできるが、この場合はフラックスの消耗が大きく
、またフラックスの混合比をよくコントロールしないと
製品の粒径の不揃いや形状不良あるいはノズルのつまり
等を生ずる。

さらに、空気はヘリウムに比べて熱の伝導性が悪いため
に粒子の冷却に長時間を要するので、装置の規模はさら
に大形となる。

（ｄ）回転カップは低温のガス中で高速回転するために
熱の放散が激しく、そのためにカップの温度を溶湯の温
度以下に降下させないような対策が必要となる。

（ｅ） 自然滴下法はどではないが製品粒径はやはり
流出孔の大きさに左右されるので、小径を得るにはやは
り１間前後のかなり小口径にする必要がある。

この発明は、つぎに示す方法を実施した装置を使用する
ことによって上記の欠点を解消し、極めて品質の優れた
粒状金属を製造することができるようにしたものである
○ この発明の粒状金属の製造方法および装置の基本的な考
え方はつぎのとおりである。

すなわち、（ａ） 従来の回転カップ法の欠点の殆ん
どは、ヘリウムや空気等のガス中で造粒操作しているた
めに生じたものであるので、これらは回転カップを造粒
しようとする金属の融点よりも高い温度に保持されたフ
ラックスの中で作動させることによりこの欠点を解消す
ることができる。

（ｂ） ガスよりも質量がはるかに大きいフラックス
中ではカップの溶湯が流出する孔をカップ側面より突出
した個所にあけること、すなわち、溶湯の流出部をノズ
ル（短管）状にすることによって流出する溶湯はフラッ
クス中に出た瞬間にノズル先端とフラックスとの同転速
度差により剪断されて分散するので、分散が均一に行わ
れ、かつ極めて分散能力が大きくなる。

つぎに、この発明の粒状金属の製造方法を実施した装置
の一実施例を図面によって説明する。

１はフラックスタンクで内部に溶融フラックス２を貯留
しており、また本図には示してないが、フラックス２の
温度を必要な高さに保つために、バーナあるいは電熱ヒ
ータ等の加熱装置が設けられている。

３は回転カップで中空回転体であり、回転軸４によって
回転自在に保持されている。

５．５′は回転軸４の軸受、６，６′は回転軸４を回転
駆動するためのプーリ、７はベルト、８は駆動モータで
ある。

９は回転カップ３の側壁に設けられた溶湯の流出用のノ
ズルで回転カップ３の外側面より適当な長さく通常５〜
２０闘程度）たけ突出している。

１０は回転カップ３の回転に伴いフラックス２が回転す
るのを適当に抑制するための邪魔板、１１は回転カップ
３内に金属溶湯を注入するための導管、１２は回転カッ
プ３を回転させたとき、回転カップ３内に残留したフラ
ックスである。

この発明の一実施例は上記のように構成されているので
、つぎのように操作することができる。

まず、フラックス２の温度を造粒しようとする金属の融
点よりも高く保っておく。

駆動モータ８を駆動して回転カップ３を回転させる。

回転カップ３が回転すると、回転カップ３内にあった大
部分のフラックス２は遠心力によりノズル９を経て回転
カップ３外に排出される。

残留したフラックス１２は垂直円筒面を自由表面として
回転カップ３内にたまっている。

なお、この自由表面の位置は当然のことであるが回転カ
ップ３の回転数が高くなるほど外方向に移動し、ついに
はノズル９内に入りこみ、回転カップ３の本体内は完全
な空室となることもあり得る。

すなわち、これらの場合においてノズル９の出口、開口
端においては回転カップ３内のフラックス１２が遠心力
によって発生している液圧と外部のフラックス側の圧力
とが釣合っていることになる。

このような状態で導管１１から金属溶湯を回転カップ３
内に注入すると溶湯は残留したフラックス１２と同心円
筒状にたまるが、その分たけ回転カップ３内の遠心力に
よる液圧が高くなるのでノズル９の開口部における圧力
バランスがくずれて回転カップ３内に残留したフラック
ス１２が押出される。

さらに溶湯の注入をつづけると回転カップ３内に残留し
たフラックス１２はなくなり、ついには金属溶湯がノズ
ル９から外部のフラックス２中に出ていくことになる。

一方、回転カップ３が回転すると回転カップ３の周辺の
フラックス２も回転カップ３とともに旋回するが、その
速度分布は第２図（第１図の矢印Ａ方向の断面図で矢印
Ｃは回転カップの回転方向を示す）で示すように回転カ
ップ３の外周面に接したフラックス２は当然回転カップ
３の外周と同速度Ｖｏで回転しているが回転カップ３の
外周力、）ら遠ざかるにつれて、その速度は曲線Ｂの如
く急激に小さくなる。

そしてノズル９の先端部の位置についてみると、ノズル
９の先端部がＶｎの速度とするとこの回転半径上のフラ
ックス２の速度は曲線ＢからＶｆとなり、その結果ノズ
ル開口部とフラックス２との間には△■の速度差がある
。

したがって、ノズル９からフラックス２中に流出する溶
湯はフラックス２中に出た瞬間に速度差△■のためにフ
ラックス２によって剪断され一瞬のうちに細粒に分断さ
れる。

そしてフラックス２との比重差により浮上してゆく。

このようにして浮上した粒子は、また溶融状態であるか
ら一部のフラックス２とともに、この金属の融点よりも
低い温度に保たれているフラックス中に導き入れるなど
の冷却操作を加えて凝固させて製品とする。

この発明を実施した装置の一実施例は上記のように構成
され、その構成によって上記のように操作されるのでつ
ぎに示すような効果がある。

（ａ） 回転カップ３は造粒しようとする金属の融点
よりも高い温度のフラックス２中に浸されているので、
その温度保持については特別の対策が不要である。

（ｂ） ノズル９から流出した溶湯は大きな初速度を
もっていてもフラックス２の流体抵抗がガス体のそれよ
りも極めて大きいので急速に減速される。

したかつて、ガス体中で運転する場合に比べて装置が極
めてコンパクトになる。

（ｃ） 溶湯はフラックス２中に流出分散させ、かつ
凝固を完了するまでの各操作はフラックス２の存在下で
行われるので強度の酸化、着火あるいはヒユームの発生
等によるトラブルが生じない。

（ａ） 溶湯の分散はノズル９の開口部とフラックス
２との速度差にもとすく剪断作用によって行われるので
粒子の大きさは主として回転カップ３の回転数と溶湯の
処理量に支配され、ノズル９の開口部の大きさには殆ん
ど影響されない。

したがって、大口径のノズル９が使用でき、フラックス
２中で操作されることとも相まってノズル９の閉塞トラ
ブルが発生し難く、また製品の粒径制御も容易である。

（ｅ） 突出したノズル９を有する回転カップ３をフ
ラックス２中で作動させるので分散能力が大きい０ また、ノズル９から出た溶湯の減速もよく行われので装
置がコンパクトになる。

（ｆ） 完全な連続操作が可能である。

なお、フラックスとしては主としてアルカリ金属または
アルカリ土類金属の塩化物の単独または混合物が使用さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した装置の一実施例の概略図、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図であって、ノズルの先端
部と回転カップの外周面に接するフラックスを中心とし
たフラックスの速度分布図を付記する。 １はフラックスタンク、２はフラックス、３は回転カッ
プ、４は回転軸、５，５′は軸受、６，６′はプーリ、
７はベルト、８は駆動モータ、９はノズル、１０は邪魔
板、１１は導管、１２は回転カップ３に残留したフラッ
クスの自由表面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属溶湯をその金属の融点よりも高い温度に保持さ
   れたフラックス中に浸されたノズルを有する中空回転体
   の中に注ぎこみ、中空回転体の回転により金属溶湯をノ
   ズルからフラックス中に流出分散させ、分散後浮上した
   ものを冷却することを特徴とする粒状金属の製造方法。 ２ フラックスタンク内に貯留されたフラックス中に回
   転装置に連結されたカップを浸漬し、カップの下部側壁
   にノズルを外側面より適当な長さほど突設させたことを
   特徴とする粒状金属の製造装置。