特開 2024-149438 遠心噴霧装置及び微粉末の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024149438

(43)【公開日】2024-10-18

(54)【発明の名称】遠心噴霧装置及び微粉末の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22F 9/10 20060101AFI20241010BHJP

   F27B 14/18 20060101ALI20241010BHJP

   F27D 3/14 20060101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

B22F9/10

F27B14/18

F27D3/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024060861

(22)【出願日】2024-04-04

(31)【優先権主張番号】P 2023062484

(32)【優先日】2023-04-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137486

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 雅直

(72)【発明者】

【氏名】中本 尚樹

(72)【発明者】

【氏名】米虫 悠

(72)【発明者】

【氏名】峯岸 佳弘

(72)【発明者】

【氏名】津田 正徳

【テーマコード（参考）】

4K017

4K046

4K055

【Ｆターム（参考）】

4K017ED02

4K017FA04

4K046AA01

4K046BA01

4K046BA02

4K046BA03

4K046CB15

4K046CD02

4K046CE06

4K046EA03

4K055AA03

4K055JA13

4K055JA17

(57)【要約】

【課題】ディスク上に金属凝固物が形成される問題に善処し、微粉末の製造に係る歩留まりの向上とディスクの損傷防止を図った遠心噴霧装置を実現する。
【解決手段】コールドクルーシブル溶解炉１の出湯部である出湯ノズル１５の周囲に配置した出湯コイル１６によりスカル３ｂを溶解させて出湯ノズル１５から金属３の溶湯３ａを出湯させ、その溶湯３ａの流下方向に配置したディスク２１上に供給して遠心噴霧により微粉末３ｃを製造する遠心噴霧装置Ａを構成するものであって、出湯コイル１６とディスク２１の間に、ディスク２１から出湯コイル１６への溶湯３ａの跳ね返りを阻止する保護部材４を配置するとともに、保護部材４の少なくとも一部に、出湯コイル１６の磁束Φをディスク２１に及ぼすための磁束透過部４１を設けることとした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コールドクルーシブル溶解炉の出湯部の周囲に配置した出湯コイルによりスカルを溶解させて前記出湯部から金属の溶湯を出湯させ、当該溶湯の流下方向に配置したディスク上に供給して遠心噴霧により微粉末を製造する遠心噴霧装置であって、
前記出湯コイルと前記ディスクの間に、当該ディスクから前記出湯コイルへの溶湯の跳ね返りを阻止する保護部材を配置するとともに、当該保護部材の少なくとも一部に、前記出湯コイルの磁束を前記ディスクに及ぼすための磁束透過部を設けたことを特徴とする、遠心噴霧装置。

【請求項2】

前記保護部材は金属製の遮蔽板であり、前記磁束透過部は前記遮蔽板の内周に嵌め合わせたセラミック板である、請求項１に記載の遠心噴霧装置。

【請求項3】

前記セラミック板の外径は前記ディスクの直径よりも大きく、当該セラミック板には、前記出湯コイルの内径と略同等若しくはそれよりも小さい内径の溶湯通過部が設けられている、請求項２に記載の遠心噴霧装置。

【請求項4】

前記出湯コイルは、前記出湯部からの溶湯の出湯方向に沿って複数ターン設けられている、請求項１に記載の遠心噴霧装置。

【請求項5】

コールドクルーシブル溶解炉のるつぼ内の金属を溶解コイルで溶解するとともに、前記出湯部の周囲に配置した出湯コイルによりスカルを溶解させて出湯部から金属の溶湯を出湯させ、当該溶湯の流下方向に配置したディスク上に供給して遠心噴霧により微粉末を製造する微粉末の製造方法であって、
前記溶解コイルにより前記るつぼ内を加熱して溶湯が凝固しない状態を保持しつつ、
前記出湯コイルにより、前記出湯部から溶湯を出湯させない範囲で前記ディスクを予熱する予熱工程と、前記予熱工程後に前記出湯部から溶湯を出湯させつつ前記ディスクを加熱する出湯工程と、を実施することを特徴とする、微粉末の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスク上に金属凝固物が形成される問題に善処した、遠心噴霧装置及び微粉末の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

金属微粉末の製造方法として、水噴霧法（水アトマイズ法）、ガス噴霧法（ガスアトマイズ法）及び遠心噴霧法（ディスクアトマイズ法）が知られている。このうち遠心噴霧法は、るつぼから溶湯を出湯させ、当該溶湯の流下方向に配置したディスク上に供給して微粉末を製造するもので、例えば１００μｍ以下の粒径を容易に制御することができ、かつ真球を作り易いというメリットがある。

【0003】

図７（ａ）は金属微粉末の遠心噴霧法（ディスクアトマイズ法）を実施するための遠心噴霧装置を示す原理図である。この装置は、耐火物るつぼ１０１と回転ディスク機構１０２により構成されている（例えば特許文献１）。

【0004】

耐火物るつぼ１０１では、底部に出湯部１０１ａが設けられ、図示しない加熱手段で加熱した溶湯１０３を出湯部１０１ａから底出湯し、その溶湯１０３を高速で回転するディスク１０２ａ上へ滴下することで、ディスク１０２ａの外周部から水平に溶湯１０３が噴霧された後、周囲にある気体によって冷却されて凝固することで球状の金属粉末１０３ａを製造することができる。

【0005】

この場合、耐火物るつぼ１０１は溶湯１０３を融点以上でディスク１０２ａ上に到達させる必要があるために、加熱手段により溶湯１０３を融点よりも十分に高い温度になるように加熱して出湯することが好適とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－４３９３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、耐火物るつぼ１０１に代えて、図７（ｂ）に示すコールドクルーシブル（ＣＣ）溶解炉１０４を採用することが、遠心噴霧装置の一つの態様として考えられる。

【0008】

コールドクルーシブル溶解炉１０４は、従来の耐火物るつぼ１０１の底出湯に比べて、活性金属や高融点金属の溶解に対応可能であり、純度を下げずに溶解できるメリットがある。

【0009】

このコールドクルーシブル溶解炉１０４は、炉側壁１０４ａや底床１０４ｂが水冷銅セグメント構造となっており、冷却により炉側壁１０４ａや炉床１０４ｂにスカル（凝固部）１０４ｃを形成するとともに、スカル１０４ｃの一部を出湯コイル１０４ｄにより溶解して、出湯部１０４ｅを通して溶湯１０６を底出湯する原理である。

【0010】

図７（ｂ）に示す出湯コイル１０４ｄは平コイル（１ターン４層形式）で構成されている。

【0011】

しかしながら、コールドクルーシブル溶解炉１０４と回転ディスク機構１０５を組み合わせて遠心噴霧装置を構成する場合、スカル１０４ｃを完全に溶解させることができないため、原理的に供給溶湯１０６を融点よりも十分に高い温度に加熱することは難しい。このため、ディスク１０５ａの温度が溶融金属よりも低いと、供給した溶湯１０６がディスク１０５ａ上で冷却され、ディスク１０５ａ上面において薄い薄膜状に溶湯１０６が濡れ広がらず、次の問題が生じ得る。

【0012】

（１） 溶湯１０６がディスク１０５ａの上面ではねて噴霧されずに歩留まりが悪化する。
（２） 溶湯１０６の凝固物１０６ａがディスク１０５ａの上面に回転中心軸に対して偏って成長し続け、過大な遠心力がかかることによってディスク１０５ａが破損する。一方、ディスク１０５ａの強度をより強くすると、アンバランスしたまま回転することとなるので、過大振動および負荷が発生するため、モータの故障につながる。

【0013】

これに対して、ディスク１０５ａを加熱することが一つの手段として考えられる。その際、部品点数やコストを増加させずに対応するために、ディスク１０５ａを出湯コイル１０４ｄに近づけ、出湯コイル１０４ｄでディスク１０５ａの表面を加熱することが考えられるが、このようにすると、ディスク１０５ａからの溶湯１０６の跳ね返りで出湯コイル１０４ｄが損傷、破損するおそれがある。

【0014】

本発明は、このような課題を有効に解決し得る、遠心噴霧装置及び微粉末の製造方法を実現することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

【0016】

すなわち、本発明に係る遠心噴霧装置は、コールドクルーシブル溶解炉の出湯部の周囲に配置した出湯コイルによりスカルを溶解させて前記出湯部から金属の溶湯を出湯させ、当該溶湯の流下方向に配置したディスク上に供給して遠心噴霧により微粉末を製造するものであって、前記出湯コイルと前記ディスクの間に、当該ディスクから前記出湯コイルへの溶湯の跳ね返りを阻止する保護部材を配置するとともに、当該保護部材の少なくとも一部に、前記出湯コイルの磁束を前記ディスクに及ぼすための磁束透過部を設けたことを特徴とする。

【0017】

このようにすると、出湯コイルとディスクを近づけてもディスクからの溶湯の跳ね返りを保護部材で阻止することができる。そして、出湯コイルの磁束は保護部材の磁束透過部を通じてディスクに及ぼすことができる。このため、別途に熱源を用いずとも、予熱の際は出湯コイルでディスクを効果的に誘導加熱し、ディスク温度を溶湯温度に近づけて、ディスクアトマイズの際は溶湯を誘導加熱することで溶湯温度が融点以下となることを抑制し、微粉末製造に係る歩留まりの低下や、凝固物の成長によるディスクの損傷、破損の問題を解消することができる。

【0018】

前記保護部材は金属製の遮蔽板であり、前記磁束透過部は前記遮蔽板の内周に嵌め合わせたセラミック板であることが好ましい。このようにすると、遮蔽板に強度を持たせることができ、必要に応じて水冷できるとともに、遮蔽板（機構自体）を取り付け易い構造にすることができる。

【0019】

この場合、前記セラミック板の外径は前記ディスクの直径よりも大きく、当該セラミック板には、前記出湯コイルの内径と略同等若しくはそれよりも小さい内径の溶湯通過部を設けておくことが好ましい。このようにすると、溶湯の跳ね返りの阻止と磁束の透過を適切に実現することができる。

【0020】

前記出湯コイルは、前記出湯部からの溶湯の出湯方向に沿って複数ターン設けられていることが好ましい。このようにすると、出湯後にディスクに向かう溶湯の温度降下を抑制することができる。

【0021】

また、本発明に係る微粉末の製造方法は、コールドクルーシブル溶解炉のるつぼ内の金属を溶解コイルで溶解するとともに、前記出湯部の周囲に配置した出湯コイルによりスカルを溶解させて前記出湯部から金属の溶湯を出湯させ、当該溶湯の流下方向に配置したディスク上に供給して遠心噴霧により微粉末を製造するにあたり、前記溶解コイルにより前記るつぼ内を加熱して溶湯が凝固しない状態を保持しつつ、前記出湯コイルにより、前記出湯部から溶湯を出湯させない範囲で前記ディスクを予熱する予熱工程と、前記予熱工程後に前記出湯部から溶湯を出湯させつつ前記ディスクを加熱する出湯工程と、を実施することを特徴とする。

【0022】

このようにすれば、予めディスクを予熱しておくことができるので、出湯部からディスクに溶湯が供給されたときに溶湯とディスクの温度差を小さくしておくことができる。

【発明の効果】

【0023】

以上説明した本発明によれば、ディスク上に金属凝固物が形成される問題に善処し、微粉末の製造に係る歩留まりの向上とディスクの損傷、破損防止を図った遠心噴霧装置及び微粉末の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る遠心噴霧装置の模式的な構成図。

【図2】図１の要部に対応した拡大図。

【図3】本発明の変形例を示す図。

【図4】本発明の変形例を示す図。

【図5】図４に対応した構成説明図。

【図6】本発明の他の変形例を示す図。

【図7】従来例及び改良案を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

【0026】

図１に示す遠心噴霧装置Ａは、コールドクルーシブル溶解炉１と、回転ディスク機構２とを含んで構成される。

【0027】

コールドクルーシブル溶解炉１は、炉側壁１１と炉床１２を備えている。炉側壁１１は、図示されない機構により水冷された銅製のもので、短冊状に分割されたセグメント１１ａが集合してるつぼ１ａを構成しており、誘導加熱のための溶解コイル１３がその外周に螺旋状に巻回され、第１の電源装置１４から高周波電力が給電されるようにしている。溶解コイル１３の電流により誘導された磁場は、前記セグメント１１ａ、１１ａ間の空隙を介して、るつぼ１ａ内の金属３に渦電流を惹起し、金属３は自己加熱して溶解する。

【0028】

炉床１２は、コールドクルーシブル溶解炉１の底部を構成するための炉側壁１１の外周より大きい平板状のもので、炉床１２も前記炉側壁１１と同様に、水冷された銅製で、円周方向に略分割されたセグメント１２ａの集合体となっている。

【0029】

炉床１２には、中心部から金属３をるつぼ１ａの外に排出することのできる出湯部（いわゆる底出湯部）１５が設けられている。

【0030】

溶解コイル１３によって金属３を加熱すると、金属３は融解して溶湯３ａとなり、水冷されている炉側壁１１と相対する外側、及び炉床１２との接触面から凝固する。凝固した金属塊をスカル３ｂという。出湯部１５はスカル３ｂで覆われる。炉床２の出湯部１５から溶湯３ａを出湯するためには、出湯部１５付近のスカル３ｂを溶融させる必要がある。

【0031】

そこで、出湯部１５を囲むように巻回した出湯コイル１６を炉床１２の下面に配置し、第２の電源装置１７から高周波電力を給電して、炉床１２上に形成されたスカル３ｂの一部の領域を、出湯部１５のスカル３ｂを含めて誘導加熱により溶解する。

【0032】

これにより、スカル３ｂの一部が溶解することで、スカル３ｂにより閉塞していた出湯部１５が開栓し、開口から溶湯３ａが出湯可能となる。出湯方向は鉛直方向（Ｚ方向）である。

【0033】

第１、第２の電源装置１４、１７は、コイル制御部１８を通じてオンオフや供給電力等が制御される。

【0034】

一方、回転ディスク機構２は、円盤状のディスク２１と、ディスク２１を中心軸２ａ回りに駆動するモータ２２と、モータ２２を制御するモータ制御部２３とを含んで構成される。ディスク２１は、上面が中心軸２ａに対して直交するように、かつ、上面の中心部が出湯ノズル１５の中心部に対応する位置に配置される。この実施形態では、ディスク２１はカーボン製のもので、水平な姿勢で配置され、鉛直上方から出湯される溶湯３ａを中心で受ける構造をなしている。モータ２２は、例えばサーボモータであり、モータ制御部２３を通じてディスク２１の回転のオンオフや回転数等が制御される。

【0035】

コールドクルーシブル溶解炉１の出湯前にモータ２２によってディスク２１が高速で回転駆動された後、出湯ノズル１５から出湯された溶湯３ａがディスク２１の上面に供給される。その後溶湯３ａは、ディスク２１の遠心力によりディスク２１の上面を伝って、ディスク２１の周縁に向けて移動し、周縁から径方向外側に向かって噴霧される。噴霧された溶湯３ａは、ディスク２１の周囲にある気体によって冷却されることにより凝固して、微粉末３ｃが形成される。気体は、例えば不活性ガスである。

【0036】

このような構成において、前述したように、コールドクルーシブル溶解炉１では出湯時にセグメント１１ａ、１１ａ間、セグメント１２ａ、１２ａ間のスカル３ｂまで完全に溶解させることはできないため、原理的に供給溶湯を融点よりも十分に高い温度に加熱することは難しい。一方で、ディスク２１は特段加熱されているわけではない。このため、ディスク２１上に溶湯３ａを供給した際にディスク２１の温度が低いと、溶湯３ａの温度が融点よりも下がってディスク２１の上面において薄い薄膜状に濡れ広がらず、微粉末製造における歩留まりが低下するのみならず、溶湯３ａがディスク２１上で凝固し、その凝固物が原因でディスクやモータの破損、故障につながる。

【0037】

そこで本実施形態は、図２に示すように、出湯コイル１６の磁束Φを利用してディスク２１を加熱するために、出湯コイル１６とディスク２１の間に保護部材４を配置し、その保護部材４の一部に磁束透過部４１を設けてディスク２１を誘導加熱するとともに、出湯中の溶湯３ａの温度が下がらないように出湯コイル１６の巻き方に工夫を凝らしている。出湯部は出湯ノズル１５で構成されている。

【0038】

出湯ノズル１５は、逆円錐状の拡径部１５ａ及び円筒状のストレート部１５ｂからなる漏斗状のもので、炉床１２に設けた貫通孔１２ｂに着脱可能に取り付けられる。具体的には、貫通孔１２ｂの一部は上方に開口するテーパ構造をなしており、このテーパ部に出湯ノズル１５の拡径部１５ａを装着し、円筒部１５ｂの下端を炉床１２から下方に突出した状態に配される。出湯ノズル１５には溶湯３ａに応じた異種材料ノズルが使用される。

【0039】

保護部材４は、放熱性や耐久性に優れた銅製の遮蔽板４０で構成されるもので、この遮蔽板４０の一部を、磁束の影響を受けない磁束透過部４１、具体的には透磁性材料を用いたセラミック板４１ａ（例えば窒化ホウ素など）で構成している。銅製の遮蔽板４０だけだと出湯コイル１６の磁束Φが遮蔽板４０で遮断されてディスク２１に到達しないためである。ここでは、遮蔽板４０を円環状に形成し、その内周を段付き孔４０ａとして、その段付き孔４０ａにセラミック板４１ａを嵌め込んでいる。セラミック板４１ａの位置は、出湯コイル１６の下端１６ｂから所定距離（例えば約１ｍｍ）で、ディスク２１との間はアトマイズを阻害しない所定距離（例えば１０ｍｍ）を空けて設置される。セラミック板４１ａには、中央に溶湯３ａを通過させる溶湯通過孔４１ａ１が設けられている。

【0040】

出湯コイル１６は、銅管１６ａのターン数を４ターンとしたもので、平巻きではなく、軸方向に２ターン、径方向に１層の内周部と、軸方向に２ターン、径方向に１層の外周部とで構成している。具体的には、内周部を軸方向に２ターン巻き、径方向に段上がりして２層目の軸方向への２ターンを巻いた２ターン２層構造としている。なお、出湯コイル１６の外径ｒ１はディスク２１の直径ｒ２よりもやや大きいか若しくは同程度とされる。出湯コイル１６の上端１６ｃは、水冷銅セグメント構造である炉床１２の下面１２ａに近接ないし接する位置に設置される。

【0041】

出湯コイル１６が２ターン、２層巻きであり、この出湯コイル１６が炉床１２の下に配置されることから、炉床１２とディスク２１のあいだ（ここでは略中間位置）にセラミック板４１ａが位置する関係にある。

【0042】

また、セラミック板４１ａの直径ｒ３は、ディスク２１の直径ｒ２の２倍程度とし、出湯コイル１６が形成する磁束Φが銅製の遮蔽板４０に阻止されずに周回するために必要な磁路空間を確保している。

【0043】

セラミック板４１ａの溶湯通過孔４１ａ１の孔径ｒ４は、出湯コイル１６の内径ｒ５と略同径に設定されている。勿論、溶湯通過孔４１ａ１の孔径ｒ４は、出湯コイル１６の内径ｒ５よりも小さく設定されてもよい。

【0044】

次に、微粉末の製造工程について説明する。

【0045】

るつぼ１ａに対する冷却が開始され、るつぼ１ａが冷えたら、るつぼ１ａに金属３を投入し、コイル制御部１８を通じて溶解コイル１３に通電して金属３を誘導加熱する工程を開始する。金属３が溶解して図１に示すような溶湯３ａになり、炉側壁１１や炉床１２に接した部分にスカル３ｂが形成されたら、コイル制御部１８は溶解コイル１３への通電を溶湯３ａが凝固しない状態に維持しつつ、出湯コイル１６への通電を開始する予熱工程に入る。このとき、コイル制御部１８は出湯ノズル１５から溶湯３ａが出湯しない電力以下に保持する。これにより、出湯コイル１６の磁束Φが磁束透過部４１であるセラミック板４１ａを通ってディスク２１に到達する。磁束Φはディスク２１の表面を通って、ディスク表面のみを加熱し（表皮効果）、ディスク２１の内部には熱伝導により熱が伝わり、ディスク２１の表面を含む全体が予熱される。

【0046】

このときの予熱温度は、ディスク２１の表面が金属３の融点付近の温度となるように設定する。ディスク制御部２３は、予熱開始前もしくは予熱開始後にディスク２１を所定の回転数で回転させる。

【0047】

予熱工程が終わると、アトマイズ工程に入り、ディスク制御部２３により、所定の回転数で予熱工程よりも高速回転させる。コイル制御部１８により出湯コイル１６の電力を上げ、スカル３ｂを溶解させて出湯ノズル１５から溶湯３ａを出湯させる。溶湯３ａは出湯コイル１６の内周を通り、セラミック板４１ａの溶湯通過孔４１ａ１を通ってディスク２１に供給される。

【0048】

この段階で、ディスク２１の表面は金属３の融点に近い温度に予熱されており、出湯後に軸方向に配置した出湯コイル１６内を通過することで温度降下が防がれつつディスク２１に到達した溶湯３ａは、ディスク２１によっても即座に冷却されなくなる。これにより、溶湯３ａはディスク２１の上面において薄い薄膜状に溶湯が濡れ広がって遠心噴霧され、ディスク２１の上面で凝固物を発生することなく微粉末３ｃになる。さらに、ディスク２１の上面での溶湯３ａの跳ねやディスク２１の破損がなくなり、安定した微粉末３ｃが製造可能となる。

【0049】

以上のように、本実施形態に係る遠心噴霧装置Ａは、コールドクルーシブル溶解炉１の出湯部である出湯ノズル１５の周囲に配置した出湯コイル１６によりスカル３ｂを溶解させて出湯ノズル１５から金属３の溶湯３ａを出湯させ、その溶湯３ａの流下方向に配置したディスク２１上に供給して遠心噴霧により微粉末３ｃを製造するものであって、出湯コイル１６とディスク２１の間に、ディスク２１から出湯コイル１６への溶湯３ａの跳ね返りを阻止する保護部材４を配置するとともに、保護部材４の少なくとも一部に、出湯コイル１６の磁束Φをディスク２１に及ぼすための磁束透過部４１を設けたものである。

【0050】

このようにすると、出湯コイル１６とディスク２１を近づけてもディスク２１からの溶湯３ａの跳ね返りを保護部材４で阻止することができる。そして、出湯コイル１６の磁束Φは保護部材４の磁束透過部４１を通じてディスク２１に及ぼすことができる。このため、別途に熱源を用いずとも、予熱の際は出湯コイル１６でディスク２１を効果的に誘導加熱し、ディスク温度を溶湯温度に近づけて、ディスクアトマイズの際は溶湯を誘導加熱することで溶湯温度が融点以下となることを抑制し、微粉末３ｃの製造に係る歩留まりの低下や、凝固物の成長によるディスク２１の損傷、破損の問題を解消することができる。

【0051】

具体的には、保護部材４を金属製の遮蔽板４０とし、磁束透過部４１を遮蔽板４０の内周に嵌め合わせたセラミック板４１ａとしているため、遮蔽板４０に強度を持たせることができ、必要に応じて遮蔽板４０を水冷できるとともに、遮蔽板４０（機構自体）を取り付け易い構造にすることができる。

【0052】

この場合、セラミック板４１ａの外径ｒ３はディスクｒ２の直径よりも大きく、セラミック板４１ａには、出湯コイル１６の内径ｒ５と略同等の内径ｒ４の溶湯通過部４１ａ１が設けてあるため、溶湯３ａの跳ね返りの阻止と磁束Φの透過を適切に実現することができる。

【0053】

また、出湯コイル１６は、出湯ノズル１５からの溶湯３ａの出湯方向（Ｚ方向）に沿って複数ターン（２ターン）設けられているため、出湯後にディスク２１に向かう溶湯３ａの温度降下を抑制することができる。

【0054】

また、本実施形態に係る微粉末３ｃの製造方法は、コールドクルーシブル溶解炉１のるつぼ１ａ内の金属３を溶解コイル１３で溶解するとともに、出湯ノズル１５の周囲に配置した出湯コイル１６によりスカル３ｂを溶解させて出湯ノズル１５から金属３の溶湯３ａを出湯させ、その溶湯３ａの流下方向に配置したディスク２１上に供給して遠心噴霧により微粉末３ｃを製造するにあたり、溶解コイル１３によりるつぼ１内を加熱して溶湯３ａが凝固しない状態を保持しつつ、出湯コイル１６により、出湯ノズル１５から溶湯３ａを出湯させない範囲でディスク２１を予熱する予熱工程と、予熱工程後に出湯ノズル１５から溶湯３ａを出湯させつつディスク２１を加熱する出湯工程と、を実施するものである。

【0055】

このようにすれば、予めディスク２１を予熱しておくことができるので、出湯ノズル１５からディスク２１に溶湯３ａが供給されたときに溶湯３ａとディスク２１の温度差を小さくしておくことができる。

【0056】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではない。

【0057】

例えば、図３に示すように、出湯コイル１６を３ターン１層の内周部と、１ターン１層の外周部とで構成し、２層が平コイル状をなす上端部位がセグメント構造をなす炉床１２の底面１２ａ側に位置する形状としても良い。この場合は、平コイル状の部位で炉床１２を加熱しながら、平コイルと比べて、溶湯３ａが出湯からディスク２１に到達するまでに、出湯コイル１６の間を通過する時間がより長くなるため、溶湯３ａが冷めづらくなるという効果が得られる。なお、出湯コイル１６の巻数は、電源の整合と会うように任意に変更してもよい。図３において遮蔽板や磁束透過部は省略している。

【0058】

また、図４に示す出湯部１１５のように、炉床１２を構成する水冷銅セグメント１２ａと一体化した形状としてもよい。炉床１２は炉側壁１１と同様に、水冷された銅製で、円周方向に略分割されたセグメント１２ａの集合体となっていることは上述した通りである。出湯部１１５の形状は内面が出湯ノズル１５の内面と略同様のもので、図４及び図５に示すように、逆円錐形状の拡径部１１５ａの内側に位置する細径の内径部が鉛直方向のストレート部１１５ｂに連なった漏斗形状をなしている。本実施例では、先端部１１５ｃが下部に突き出る形状となっているが、先端部１１５ｃが下部に突き出ない形状であっても良い。炉床１２は、扇形をなす銅底セグメント１２ａに内設された冷却路に冷却水が供給される一般的な冷却構造である。出湯部１１５がセグメント一体型であることで、出湯部１１５も冷却されるため、出湯に必要な出湯コイル１６の電力を大きく（例えば２倍程度）しても、出湯部１１５の溶損が発生せず、ノズル形状が維持される。すなわち、ディスク２１の予熱時のコイル電力も大きくすることができる。よって、ディスク上面の凝固物をさらに薄くし、凝固物の偏心によるアンバランスが軽減されるため、ディスクの周速を大きくすることができ、ディスクが折損することなく、さらに小さい粒径のアトマイズ粉が得られる。

【0059】

さらに、遮蔽板をガラスで構成したり、ディスクをカーボン以外の材料で構成するなど、本発明の基本的な作用効果が得られる範囲内で、素材は特に限定されない。

【0060】

また、上記実施形態の保護部材は銅板であり、その一部に磁束透過部であるセラミックを設けたが、水冷等が必要なく、取付強度も確保できるなど、実施上支障がなければ、セラミック板のような透磁性部材のみで溶湯の跳ね返りを阻止する保護部材を構成し、同時に磁束透過部として機能させるようにしても構わない。

【0061】

さらに、保護部材の形状は必ずしも板状であるものに限定されない。例えば、図６に示す保護部材４Ｘは、磁束透過部を兼ねるセラミック製の円筒管４０Ｘで構成されたもので、溶湯の出湯空間の周囲を覆うことで出湯コイル１６を出湯空間から隔離する構成となっている。このようにしても、ディスク２１から飛散する溶湯が出湯コイル１６に付着してしまうことを阻止することができる。

【0062】

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0063】

Ａ…遠心噴霧装置
１…コールドクルーシブル溶解炉
３ａ…溶湯
３ｂ…スカル
３ｃ…微粉末
４…保護部材
１５…出湯部（出湯ノズル）
１６…出湯コイル
２１…ディスク
４０…遮蔽板
４１…磁束透過部
４１ａ…セラミック板
ｒ２…ディスクの直径
ｒ３…セラミック板の外径
ｒ４…磁束透過部の内径
ｒ５…出湯コイルの内径
Ｚ…出湯方向
Φ…磁束

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】