JP2018014157A - Atomizing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、六方晶フェライト粉体用非晶質体の製造方法、六方晶フェライト粉体の製造
方法およびアトマイズ装置に関し、詳しくは、アトマイズ装置を用いて高密度の磁気記録
に適した六方晶フェライト粉体用の非晶質体を製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an amorphous body for hexagonal ferrite powder, a method for producing hexagonal ferrite powder, and an atomizing device, and more specifically, hexagonal ferrite suitable for high-density magnetic recording using the atomizing device. The present invention relates to a method for producing an amorphous body for powder.
近年、より高速でより大容量のデータを転送するための技術が進展し、あわせて該デー
タを保存する技術も必要になってきている。データを保存する技術としては、たとえば、
磁性体の磁化を利用する磁気記録が用いられている。
In recent years, a technique for transferring a larger amount of data at a higher speed has been developed, and a technique for storing the data has also become necessary. Examples of techniques for storing data include:
Magnetic recording using the magnetization of a magnetic material is used.
磁気記録に用いられる磁性体としては、たとえば、Fe系磁性粉等のメタル磁性粉など
が例示される。このようなメタル磁性粉を用いて高密度の磁気記録を達成するために、メ
タル磁性粉を微粒子化することが行われている。
Examples of the magnetic material used for magnetic recording include metal magnetic powder such as Fe-based magnetic powder. In order to achieve high-density magnetic recording using such metal magnetic powder, the metal magnetic powder is finely divided.
しかしながら、メタル磁性粉を微粒子化しようとすると、磁性粉の酸化による磁気特性
の劣化という問題があり、微粒子化には限界があった。
However, there is a problem that deterioration of magnetic characteristics due to oxidation of the magnetic powder when the metal magnetic powder is made into fine particles, and there is a limit to the formation of fine particles.
そこで、酸化による磁気特性の劣化が少なく、保磁力の高い磁性粉として、六方晶フェ
ライトの粉体を用いることが検討されている。六方晶フェライトは酸化物であるため、微
粒子化しても上記の問題は生じず、高密度の磁気記録に好適である。
Therefore, it has been studied to use hexagonal ferrite powder as a magnetic powder with little deterioration in magnetic properties due to oxidation and high coercive force. Since hexagonal ferrite is an oxide, the above problem does not occur even if it is made fine particles, and is suitable for high-density magnetic recording.
このような六方晶フェライトの粉体を得るには、たとえば、下記に示すガラス結晶化法
が用いられる(特許文献1および2を参照)。ガラス結晶化法では、まず、ガラス成分と
磁性体原料であるフェライト成分とを高温で溶融し、溶融物を得る。次に、この溶融物を
溶融状態から急冷することにより、非晶質体(ガラス体)を得る。得られた非晶質体を熱
処理することにより、非晶質体中に六方晶フェライトを析出させた六方晶フェライト粉体
の前駆体を得る。この六方晶フェライト粉体の前駆体からガラス成分を分離することによ
り、微粒子状の六方晶フェライト粉体が得られる。
In order to obtain such hexagonal ferrite powder, for example, the following glass crystallization method is used (see Patent Documents 1 and 2). In the glass crystallization method, first, a glass component and a ferrite component, which is a magnetic material, are melted at a high temperature to obtain a melt. Next, an amorphous body (glass body) is obtained by rapidly cooling the melt from a molten state. By heat-treating the obtained amorphous body, a precursor of hexagonal ferrite powder in which hexagonal ferrite is precipitated in the amorphous body is obtained. By separating the glass component from the precursor of the hexagonal ferrite powder, a particulate hexagonal ferrite powder can be obtained.
上記の方法により得られる六方晶フェライト粉体の磁気特性を良好とするために、たと
えば、急冷時における溶融物の冷却速度を速くすることが行われている。溶融物を急冷す
る方法として、上記の特許文献1には、回転する一対の圧延ロール間に溶融物を供給して
冷却する方法が開示されている。また、上記の特許文献2には、溶融物にアトマイズガス
を噴射して溶融物を微粉状として急冷する方法が開示されている。
In order to improve the magnetic properties of the hexagonal ferrite powder obtained by the above method, for example, the cooling rate of the melt during rapid cooling is increased. As a method of rapidly cooling the melt, Patent Document 1 discloses a method of cooling by supplying the melt between a pair of rotating rolling rolls. Further, Patent Document 2 discloses a method in which atomized gas is injected into a melt to rapidly cool the melt as a fine powder.
一方、コンピュータ用のデータストレージ等の高密度磁気記録媒体の市場では、高特性
と安定供給とを両立できる磁性粉が求められている。そのため、高密度の磁気記録に適し
た六方晶フェライト粉体の歩留まりを向上させることが求められている。
On the other hand, in the market of high-density magnetic recording media such as data storage for computers, magnetic powder capable of achieving both high characteristics and stable supply is required. Therefore, there is a demand for improving the yield of hexagonal ferrite powder suitable for high-density magnetic recording.
しかしながら、特許文献1に示すような圧延ロールを用いる冷却方法では大規模な装置
が必要であるという問題、また、メンテナンスに費用および時間が掛かり、安定した供給
の実現が困難であるという問題があった。また、特許文献2に示すようなガスアトマイズ
による冷却方法では、微粉状の溶融物のうち、比較的に小さな径を有するものは冷却され
やすいため、冷却速度を十分に速くすることができる。しかしながら、微粉状の溶融物の
大部分を占め比較的に大きな径を有する微粉状の溶融物の冷却速度を十分に速くすること
ができない。その結果、特性の低い六方晶フェライト粉体が多くなってしまい、高密度の
磁気記録に適した六方晶フェライト粉体の生産効率が悪化するという問題があった。
However, the cooling method using a rolling roll as shown in Patent Document 1 has a problem that a large-scale apparatus is required, and that maintenance requires cost and time, and it is difficult to realize a stable supply. It was. Moreover, in the cooling method by gas atomization as shown to patent document 2, since what has a comparatively small diameter among the fine powder-like melts is easy to be cooled, a cooling rate can be made sufficiently fast. However, the cooling rate of the fine powdered melt that occupies most of the fine powdered melt and has a relatively large diameter cannot be sufficiently increased. As a result, the hexagonal ferrite powder having low characteristics increases, and there is a problem that the production efficiency of the hexagonal ferrite powder suitable for high-density magnetic recording is deteriorated.
本発明は、上記の状況を鑑みてなされ、高密度な磁気記録に好適な六方晶フェライト粉
体を歩留まりよく製造するために、比較的に大きな径を有する溶融物の冷却速度を速くし
て、六方晶フェライト粉体の前駆体としての非晶質体を得ることができる六方晶フェライ
ト粉体用非晶質体の製造方法および該六方晶フェライト粉体の製造方法を提供することを
目的とする。また、本発明の別の目的は、非晶質体等のアトマイズ粉の冷却速度を速くす
ることができるアトマイズ装置を提供することである。
The present invention was made in view of the above situation, in order to produce a hexagonal ferrite powder suitable for high-density magnetic recording with a high yield, the cooling rate of a melt having a relatively large diameter is increased, It is an object to provide a method for producing an amorphous body for hexagonal ferrite powder and a method for producing the hexagonal ferrite powder capable of obtaining an amorphous body as a precursor of hexagonal ferrite powder. . Another object of the present invention is to provide an atomizing device capable of increasing the cooling rate of atomized powder such as an amorphous material.
本発明者らは、六方晶フェライト粉体の前駆体としての非晶質体の製造工程に着目し、
比較的に径の大きな溶融物の冷却速度を速くするために、該溶融物の冷却時に該溶融物の
表面積を増加させ、該溶融物の内部まで迅速に冷却することにより、上記の課題を解決で
きることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
The present inventors pay attention to the manufacturing process of an amorphous body as a precursor of hexagonal ferrite powder,
In order to increase the cooling rate of the melt having a relatively large diameter, the surface area of the melt is increased when the melt is cooled, and the above-mentioned problem is solved by rapidly cooling to the inside of the melt. We have found what we can do and have completed the present invention.
すなわち、本発明の態様は、
六方晶フェライト成分の原料とガラス成分の原料とを少なくとも含む溶融物を溶湯供給
部から供給し、供給された溶融物にアトマイズガス噴射部からアトマイズガスを噴射して
溶融物を微粉化するアトマイズ工程を有し、
アトマイズ工程において、溶融物を微粉化して得られる微粉の少なくとも一部をアトマ
イズガス噴射部の下方に微粉を取り囲むように配置された冷却部材に衝突させ、塑性変形
させる六方晶フェライト粉体用非晶質体の製造方法である。
That is, the aspect of the present invention is
An atomizing process in which a melt containing at least a raw material of a hexagonal ferrite component and a raw material of a glass component is supplied from a molten metal supply unit, and atomized gas is injected into the supplied melt from an atomizing gas injection unit to pulverize the melt. Have
In the atomization process, at least a part of the fine powder obtained by atomizing the melt is made to collide with a cooling member arranged so as to surround the fine powder below the atomizing gas injection part, and is amorphous for hexagonal ferrite powder to be plastically deformed. It is a manufacturing method of a mass.
なお、本明細書では、「微粉が塑性変形する」とは、微粉が冷却部材に衝突する前後に
おいて、微粉の形状が異なっており、かつ微粉は、衝突後の形状を保っていることを意味
する。
In the present specification, “the fine powder is plastically deformed” means that the fine powder has different shapes before and after the fine powder collides with the cooling member, and the fine powder maintains the shape after the collision. To do.
好ましくは、微粉の少なくとも一部を溶融状態で冷却部材に衝突させることにより微粉
の少なくとも一部を扁平状に塑性変形させ、扁平状を保ちながら微粉を冷却して非晶質体
を得る。
Preferably, at least a part of the fine powder is made to collide with the cooling member in a molten state to plastically deform at least a part of the fine powder into a flat shape, and the fine powder is cooled while maintaining the flat shape to obtain an amorphous body.
なお、本明細書では、「扁平状」とは、球状、塊状等の立体形状のものを一方向に押し
潰した形状を意味する。なお、扁平状には、部分的に凹凸があり、変形が見られても、全
体として見た場合に、平板または厚みの薄い直方体を含み、また、薄片状および鱗片状を
含む。たとえば、一般的にフレーク状と称するものもこれに含まれる。また、「球状」と
は、部分的に凹凸があり、変形が見られても、全体として見た場合に、直方体よりは立方
体に近い立体形状を意味しており、粒状を含む。
In the present specification, “flat” means a shape obtained by crushing a solid shape such as a spherical shape or a lump shape in one direction. Note that the flat shape is partially uneven and includes a flat plate or a thin rectangular parallelepiped, and includes a flaky shape and a flaky shape when viewed as a whole even if deformation is observed. For example, what is generally called flake shape is also included in this. In addition, “spherical” means a three-dimensional shape closer to a cube than a rectangular parallelepiped when viewed as a whole even when there is unevenness and deformation is seen, and includes a granular shape.
好ましくは、冷却部材は、筒状の部材である。より好ましくは、冷却部材は、円筒状の
部材である。あるいは、好ましくは、冷却部材は、複数の部材から構成される。
Preferably, the cooling member is a cylindrical member. More preferably, the cooling member is a cylindrical member. Alternatively, preferably, the cooling member is composed of a plurality of members.
好ましくは、冷却部材は、冷却部材を振動させるための振動機構を有している。 Preferably, the cooling member has a vibration mechanism for vibrating the cooling member.
好ましくは、冷却部材は、流体を該冷却部材内に循環させることにより冷却する機構を
有している。
Preferably, the cooling member has a mechanism for cooling by circulating a fluid in the cooling member.
好ましくは、六方晶フェライト成分の原料に炭酸バリウムを含む。 Preferably, the raw material of the hexagonal ferrite component contains barium carbonate.
好ましくは、アトマイズガスの圧力が0.2〜1.0MPaである。また、好ましくは
、アトマイズガスの流量が1.5〜10Nm3/分である。
Preferably, the pressure of the atomizing gas is 0.2 to 1.0 MPa. Moreover, Preferably, the flow volume of atomizing gas is 1.5-10 Nm < 3 > / min.
本発明の別の態様は、上記のいずれかに記載の六方晶フェライト粉体用非晶質体の製造
方法を有する六方晶フェライト粉体の製造方法である。
Another aspect of the present invention is a method for producing a hexagonal ferrite powder having the method for producing an amorphous body for a hexagonal ferrite powder as described above.
本発明の別の態様は、
チャンバと、
溶融物をチャンバ内に供給する溶湯供給部と、
溶融物にアトマイズガスを噴射するアトマイズガス噴射部と、
冷却部材と、を有し、
冷却部材は、アトマイズガスにより溶融物を微粉化して得られる微粉の少なくとも一部
が冷却部材に衝突するようにアトマイズガス噴射部の下方に微粉を取り囲むように配置さ
れているアトマイズ装置である。
Another aspect of the present invention provides:
A chamber;
A melt supply unit for supplying the melt into the chamber;
An atomizing gas injection unit for injecting atomizing gas into the melt;
A cooling member,
The cooling member is an atomizing device arranged so as to surround the fine powder below the atomizing gas injection section so that at least a part of the fine powder obtained by atomizing the melt with the atomizing gas collides with the cooling member.
好ましくは、冷却部材は筒状の部材である。あるいは、好ましくは、冷却部材は複数の
部材から構成される。
Preferably, the cooling member is a cylindrical member. Alternatively, preferably, the cooling member is composed of a plurality of members.
本発明によれば、高密度な磁気記録に好適な六方晶フェライト粉体を歩留まりよく製造
するために、六方晶フェライト粉体の前駆体としての非晶質体の冷却速度を速くすること
ができる六方晶フェライト粉体用非晶質体の製造方法を提供することができる。また、本
発明によれば、非晶質体等のアトマイズ粉の冷却速度を速くすることができるアトマイズ
装置を提供することができる。
According to the present invention, in order to produce a hexagonal ferrite powder suitable for high-density magnetic recording with a high yield, the cooling rate of the amorphous body as a precursor of the hexagonal ferrite powder can be increased. A method for producing an amorphous body for hexagonal ferrite powder can be provided. Moreover, according to this invention, the atomizing apparatus which can make the cooling rate of atomized powder, such as an amorphous body, faster can be provided.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき、以下の順序で詳細に説明する。
1.六方晶フェライト粉体
2.六方晶フェライト粉体の製造方法
3.本実施形態の効果
4.変形例
Hereinafter, the present invention will be described in detail in the following order based on embodiments shown in the drawings.
1. 1. Hexagonal ferrite powder 2. Method for producing hexagonal ferrite powder Effect of the present embodiment 4. Modified example
(1.六方晶フェライト粉体)
本実施形態に係る方法により製造される六方晶フェライト粉体は、六方晶フェライト粒
子の集合体である。六方晶フェライト粒子は、六方晶型結晶構造を有し、組成式がAFe
12O19で表される六方晶フェライトで主に構成されている。六方晶フェライトは、結
晶のc軸異方性に起因する磁気異方性を示し、保磁力が高いハードフェライトである。
(1. Hexagonal ferrite powder)
The hexagonal ferrite powder produced by the method according to this embodiment is an aggregate of hexagonal ferrite particles. Hexagonal ferrite particles have a hexagonal crystal structure and the composition formula is AFe
It is mainly composed of hexagonal ferrite represented by 12 O 19 . Hexagonal ferrite is a hard ferrite that exhibits magnetic anisotropy due to the c-axis anisotropy of the crystal and has a high coercivity.
組成式中の「A」は、アルカリ土類金属であることが好ましく、本実施形態では、「A
」がBaであることが好ましい。また、六方晶フェライト粒子には、所望の特性に応じて
添加成分が含有されてもよい。添加成分としては、保磁力を調整するために2価あるいは
4価の元素が含有されてもよいし、粒子の形状を制御するためにビスマス(Bi)が含有
されてもよいし、粒子の熱安定性を高めるためにニオブ(Nb)が含有されてもよい。
“A” in the composition formula is preferably an alkaline earth metal. In this embodiment, “A”
Is preferably Ba. Further, the hexagonal ferrite particles may contain an additive component depending on desired characteristics. As an additive component, a divalent or tetravalent element may be contained in order to adjust the coercive force, bismuth (Bi) may be contained in order to control the shape of the particle, or the heat of the particle. Niobium (Nb) may be contained to increase the stability.
本実施形態に係る方法により製造される六方晶フェライト粉体は、粒子体積あたりの保
磁力が高く、高密度の磁気記録に好適な磁性粉である。
The hexagonal ferrite powder produced by the method according to the present embodiment has a high coercive force per particle volume and is a magnetic powder suitable for high-density magnetic recording.
(2.六方晶フェライト粉体の製造方法)
本実施形態では、上記の六方晶フェライト粉体を製造する方法を図1に示すフローチャ
ートを用いて説明する。該六方晶フェライト粉体は、ガラス結晶化法を用いて製造される
非晶質体から製造される。したがって、六方晶フェライト粉体を製造する方法は、該六方
晶フェライト粉体用非晶質体を製造する方法を含んでいる。まず、出発原料として、ガラ
ス成分の原料と、六方晶フェライト成分の原料と、を準備し、必要に応じて添加成分の原
料をさらに準備する。
(2. Manufacturing method of hexagonal ferrite powder)
In the present embodiment, a method for producing the above hexagonal ferrite powder will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The hexagonal ferrite powder is produced from an amorphous material produced using a glass crystallization method. Therefore, the method for producing the hexagonal ferrite powder includes a method for producing the amorphous body for the hexagonal ferrite powder. First, as a starting material, a glass component material and a hexagonal ferrite component material are prepared, and an additional component material is further prepared as necessary.
ガラス成分の原料としては、急冷により非晶質となる各種化合物等であれば特に制限さ
れないが、本実施形態では、ホウ酸を原料として用いる。また、六方晶フェライト成分の
原料としては、後述する熱処理工程により六方晶フェライトを形成する各種化合物等を用
いることができる。たとえば、酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハロゲ
ン化物等が例示される。本実施形態では、酸化鉄および炭酸バリウムを原料として用いる
。また、添加成分の原料としては、六方晶フェライト成分の原料と同様に、後述する熱処
理工程により六方晶フェライトに含有される各種化合物等を用いることができる。本実施
形態では、酸化ニオブを原料として用いる。
The raw material for the glass component is not particularly limited as long as it is various compounds that become amorphous by rapid cooling, but boric acid is used as a raw material in this embodiment. In addition, as a raw material for the hexagonal ferrite component, various compounds that form hexagonal ferrite by a heat treatment process described later can be used. Examples thereof include oxides, carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, halides, and the like. In this embodiment, iron oxide and barium carbonate are used as raw materials. Further, as the raw material of the additive component, various compounds contained in the hexagonal ferrite by the heat treatment step described later can be used in the same manner as the raw material of the hexagonal ferrite component. In this embodiment, niobium oxide is used as a raw material.
準備した出発原料(ガラス成分の原料、六方晶フェライト成分の原料および添加成分の
原料)を所定の組成比となるように秤量して混合し、混合物を得る。出発原料が均一に混
合されていれば、混合する方法は特に制限されないが、本実施形態では、乾式ミキサーを
用いて行う乾式混合が挙げられる。
The prepared starting materials (a glass component raw material, a hexagonal ferrite component raw material, and an additive component raw material) are weighed and mixed to obtain a predetermined composition ratio to obtain a mixture. As long as the starting materials are uniformly mixed, the mixing method is not particularly limited, but in the present embodiment, dry mixing performed using a dry mixer is exemplified.
(溶融工程S10)
溶融工程S10では、得られる混合物を溶融して溶湯(溶融物)を得る。溶融温度は1
250〜1500℃であることが好ましく、1300〜1500℃であることがより好ま
しく、1350〜1450℃であることがさらに好ましい。溶融時には、溶湯を混合しな
がら撹拌してもよい。溶融時間は、ガラス成分と、六方晶フェライト成分と、添加成分と
、が均一に溶融されていれば、短い方が好ましい。
(Melting step S10)
In the melting step S10, the obtained mixture is melted to obtain a molten metal (melt). Melting temperature is 1
It is preferable that it is 250-1500 degreeC, It is more preferable that it is 1300-1500 degreeC, It is further more preferable that it is 1350-1450 degreeC. At the time of melting, stirring may be performed while mixing the molten metal. The melting time is preferably shorter as long as the glass component, the hexagonal ferrite component, and the additive component are uniformly melted.
(アトマイズ工程S20)
アトマイズ工程S20では、溶融工程S10において得られた溶湯を、ガスアトマイズ
法を用いて急冷し、微粉状の非晶質体を形成する。この非晶質体は、ガラス成分と六方晶
フェライト成分と添加成分とから構成される。本実施形態では、図2に示すアトマイズ装
置を用いてアトマイズ工程S20を行う。
(Atomization process S20)
In the atomizing step S20, the molten metal obtained in the melting step S10 is rapidly cooled using a gas atomizing method to form a fine powdery amorphous body. This amorphous body is composed of a glass component, a hexagonal ferrite component and an additive component. In the present embodiment, the atomizing step S20 is performed using the atomizing apparatus shown in FIG.
該アトマイズ装置は、チャンバ10と、るつぼ11と、溶湯供給部12と、アトマイズ
ガス噴射部13と、冷却部材20と、を備えている。るつぼ11は、溶融工程S10にお
いて得られる溶湯50を保持している。溶湯供給部12は、るつぼ11に連通しているノ
ズルを通じて、チャンバ10内に溶湯50を供給する。溶湯供給部12の下部に配置され
るアトマイズガス噴射部13は、溶湯供給部12から供給される溶湯50にアトマイズガ
スを噴出して、溶湯50を微粉状とする。微粉は、アトマイズガスにより図2に示す矢印
の方向に加速され、一部の微粉(たとえば、比較的に小さな径を有する微粉)は冷却部材
に衝突することなく冷却され非晶質体となり、それ以外の微粉は溶融状態で冷却部材20
に衝突し塑性変形して冷却され非晶質体となる。微粉状の非晶質体はチャンバ10の下部
からサイクロン15に集められブロワーで吸引されて回収される。
The atomizing device includes a chamber 10, a crucible 11, a molten metal supply unit 12, an atomizing gas injection unit 13, and a cooling member 20. The crucible 11 holds the molten metal 50 obtained in the melting step S10. The molten metal supply unit 12 supplies the molten metal 50 into the chamber 10 through a nozzle communicating with the crucible 11. The atomizing gas injection unit 13 disposed at the lower part of the molten metal supply unit 12 ejects the atomized gas to the molten metal 50 supplied from the molten metal supply unit 12 to make the molten metal 50 into a fine powder form. The fine powder is accelerated in the direction of the arrow shown in FIG. 2 by the atomizing gas, and a part of the fine powder (for example, a fine powder having a relatively small diameter) is cooled without colliding with the cooling member to become an amorphous body. The fine powder other than the cooling member 20 in the molten state
And is deformed plastically and cooled to become an amorphous body. The fine powdery amorphous body is collected in the cyclone 15 from the lower part of the chamber 10 and is collected by being sucked by a blower.
溶湯供給部12は、溶湯供給部12から線状に流出される溶湯50が冷却部材20の壁
面で囲まれた空間(冷却部材20の内部)を通過するように配置されている。また、溶湯
供給部12から供給される溶湯量は、所望の特性に応じて決定すればよい。
The molten metal supply unit 12 is disposed so that the molten metal 50 flowing out from the molten metal supply unit 12 passes through a space surrounded by the wall surface of the cooling member 20 (inside the cooling member 20). Moreover, what is necessary is just to determine the amount of molten metal supplied from the molten metal supply part 12 according to a desired characteristic.
アトマイズガス噴射部13は、噴射されたアトマイズガスが溶湯50を微粉化し、微粉
化された溶湯50が冷却部材20に衝突するように、噴射角度が調整されていることが好
ましい。また、アトマイズガスとして用いるガスの種類は、ガスアトマイズ法において通
常用いられるガスであれば特に制限されず、たとえば、空気、アルゴン等の不活性ガス等
が例示される。また、アトマイズガスの流量および圧力は、溶湯量、微粉の形状、微粉の
粒子径等に応じて決定すればよいが、本実施形態では、流量は、1.5〜10Nm3/分
であることが好ましく、圧力は0.2〜1.0MPaであることが好ましい。
The atomizing gas injection unit 13 preferably has an injection angle adjusted so that the injected atomized gas atomizes the molten metal 50 and the atomized molten metal 50 collides with the cooling member 20. Moreover, the kind of gas used as atomizing gas will not be restrict | limited especially if it is gas normally used in the gas atomizing method, For example, inert gas, such as air and argon, etc. are illustrated. The flow rate and pressure of the atomizing gas may be determined according to the amount of molten metal, the shape of the fine powder, the particle diameter of the fine powder, etc., but in this embodiment, the flow rate is 1.5 to 10 Nm 3 / min. The pressure is preferably 0.2 to 1.0 MPa.
冷却部材は、アトマイズガス噴射部13の下方に、該噴射部からアトマイズガスが溶湯
50に噴射されて生成した微粉を取り囲むように設置され、該微粉の少なくとも一部が冷
却部材に衝突し、微粉に塑性変形が生じるように構成されていれば、その構造、寸法は制
限されない。本実施形態では、冷却部材20は、筒状部材であり、アトマイズガスにより
加速された微粉を筒状部材の内部の壁面に衝突させるために、生成した微粉を内部の壁面
が取り囲むように配置されている。したがって、本実施形態では、冷却部材20は、筒状
部材の両端の開口部のうち一方をアトマイズガス噴射部に向けて設置することが好ましい
。
The cooling member is installed below the atomizing gas injection unit 13 so as to surround the fine powder generated when the atomized gas is injected from the injection unit into the molten metal 50, and at least a part of the fine powder collides with the cooling member, As long as it is configured to cause plastic deformation, its structure and dimensions are not limited. In the present embodiment, the cooling member 20 is a cylindrical member, and is arranged so that the inner wall surface surrounds the generated fine powder in order to collide the fine powder accelerated by the atomizing gas with the inner wall surface of the cylindrical member. ing. Therefore, in this embodiment, it is preferable that the cooling member 20 is installed with one of the openings at both ends of the cylindrical member facing the atomizing gas injection unit.
筒状部材を冷却部材として用いることで、アトマイズガスにより加速された微粉のほぼ
全てが冷却部材20に衝突するため、溶融状態にある微粉が塑性変形する量を増やすこと
ができる。したがって、比較的に大きな径を有する微粉が扁平状となり、冷却部材との熱
交換を効率的に進めることができる。筒状部材としては、たとえば、図3(a)に示すよ
うに、断面形状が円形である円筒状の部材、図3(b)に示すように、断面形状が、六角
形等の多角形である多角形筒形状の部材等が例示される。なお、筒状部材には、スリット
のような隙間が設けることができるが、微粉が冷却部材に衝突する確率を高めるためには
、隙間は設けない方が好ましい。
By using the cylindrical member as the cooling member, almost all of the fine powder accelerated by the atomizing gas collides with the cooling member 20, and therefore the amount of plastic deformation of the fine powder in the molten state can be increased. Therefore, the fine powder having a relatively large diameter becomes flat, and heat exchange with the cooling member can be efficiently advanced. As the cylindrical member, for example, as shown in FIG. 3 (a), a cylindrical member having a circular cross-sectional shape, and as shown in FIG. 3 (b), the cross-sectional shape is a polygon such as a hexagon. A polygonal cylindrical member or the like is exemplified. In addition, although a clearance gap like a slit can be provided in a cylindrical member, in order to raise the probability that a fine powder will collide with a cooling member, it is preferable not to provide a clearance gap.
特に、本実施形態では、筒状部材として、図2に示すように、両端が開放された円筒管
を用いることが好ましい。筒状部材としての円筒管は、側面に角部を有していないため、
微粉が角部に付着することを抑制することができる。その結果、微粉の回収率を高めるこ
とができる。円筒管の寸法は、たとえば、長さが300mm、内径がφ60程度である。
In particular, in the present embodiment, as the cylindrical member, it is preferable to use a cylindrical tube having both ends opened as shown in FIG. Since the cylindrical tube as a cylindrical member does not have a corner on the side,
It can suppress that a fine powder adheres to a corner | angular part. As a result, the fine powder recovery rate can be increased. The dimensions of the cylindrical tube are, for example, a length of 300 mm and an inner diameter of about φ60.
冷却部材20の材質としては、微粉との熱交換を十分に行える程度の材質であれば特に
制限されない。本実施形態では、熱伝導率が10W/mK以上400W/mK以下の範囲
にある材質を用いる。具体的には、SUS304、銅等が例示される。また、冷却部材2
0において、微粉が衝突する部分を平滑とすることが好ましい。微粉の付着を抑制するこ
とができるからである。
The material of the cooling member 20 is not particularly limited as long as the material can sufficiently exchange heat with the fine powder. In the present embodiment, a material having a thermal conductivity in the range of 10 W / mK to 400 W / mK is used. Specifically, SUS304, copper, etc. are illustrated. In addition, the cooling member 2
At 0, it is preferable to smooth the portion where the fine powder collides. It is because adhesion of fine powder can be suppressed.
図2において、冷却部材20は両端が開放された円筒管形状を有しており、一方の端部
は、溶湯供給部12およびアトマイズガス噴射部13側に開放されており、円筒管の外周
方向に突出しているフランジ部を有している。他方の端部は、チャンバ10の下部側に開
放されている。また、冷却部材20は、溶湯供給部12およびアトマイズガス噴射部13
の下方に配置され、これらに近接している。また、冷却部材20のフランジ部とチャンバ
の蓋部との間には隙間が設けられており、ガスの流路を形成している。冷却部材20が微
粉を取り囲むように配置されることにより、ガスの流路が制限され、生成した微粉の流路
も含めて流路を制御できるため、微粉の飛散の防止およびアトマイズ装置内での気流の安
定も図ることができる。なお、後述するように、溶湯にアトマイズガスが噴射されて形成
される微粉が冷却部材20に衝突する確率を増やすため、冷却部材20はアトマイズガス
の噴射方向の延長線より上部に上端が位置するよう設けることが好ましい。
In FIG. 2, the cooling member 20 has a cylindrical tube shape with both ends open, and one end is open to the molten metal supply unit 12 and the atomizing gas injection unit 13 side, and the outer peripheral direction of the cylindrical tube And a flange portion projecting from the head. The other end is open to the lower side of the chamber 10. The cooling member 20 includes a molten metal supply unit 12 and an atomized gas injection unit 13.
Is located below and close to them. In addition, a gap is provided between the flange portion of the cooling member 20 and the lid portion of the chamber to form a gas flow path. By disposing the cooling member 20 so as to surround the fine powder, the flow path of the gas is limited, and the flow path including the flow path of the generated fine powder can be controlled. Air flow stability can also be achieved. As will be described later, the cooling member 20 has an upper end located above the extended line in the atomizing gas injection direction in order to increase the probability that fine powder formed by the atomization gas being injected into the molten metal will collide with the cooling member 20. It is preferable to provide it.
アトマイズ工程S20では、溶湯供給部12から溶湯50が線状に流出されると、冷却
部材20の内部を通過する。また、アトマイズガス噴射部13から噴射されるアトマイズ
ガスも冷却部材20の内部に向かって(図2に示す矢印の方向に)噴射される。したがっ
て、冷却部材20の近傍において、溶湯50が微粉化されることになる。このとき、微粉
はその表面張力によりほぼ球状となっている。また、この冷却部材20は、微粉の少なく
とも一部を取り囲むように配置されているため、冷却部材20の近傍では、多くの微粉は
球状で溶融状態を保っており、凝固していない。
In the atomizing step S <b> 20, when the molten metal 50 flows out linearly from the molten metal supply unit 12, the molten metal 50 passes through the inside of the cooling member 20. Further, the atomized gas injected from the atomized gas injection unit 13 is also injected toward the inside of the cooling member 20 (in the direction of the arrow shown in FIG. 2). Therefore, the molten metal 50 is pulverized in the vicinity of the cooling member 20. At this time, the fine powder is almost spherical due to its surface tension. Further, since the cooling member 20 is disposed so as to surround at least a part of the fine powder, in the vicinity of the cooling member 20, many fine powders are spherical and kept in a molten state and are not solidified.
また、アトマイズガスは、冷却部材20の内部に向かって噴射されているため、微粉は
アトマイズガスの噴射方向(図2に示す矢印の方向)に加速され、その延長線上にある冷
却部材20に衝突する。このとき、比較的に小さな径を有する微粉は冷却部材20と衝突
する前に冷却され、非晶質体となるが、多くの微粉は溶融状態を保ったままで冷却部材2
0に衝突し、衝突時に容易に変形する。その結果、微粉の形状が球状から扁平状になり、
冷却部材20との接触面積が大きくなることで、微粉が有する熱が冷却部材20に効率よ
く交換される。すなわち、冷却部材20は微粉を塑性変形させると共に、微粉を冷却する
。
Further, since the atomized gas is injected toward the inside of the cooling member 20, the fine powder is accelerated in the atomizing gas injection direction (the direction of the arrow shown in FIG. 2) and collides with the cooling member 20 on the extension line. To do. At this time, the fine powder having a relatively small diameter is cooled before colliding with the cooling member 20 and becomes an amorphous body, but many fine powders remain in a molten state while being kept in the molten state.
Collides with 0 and easily deforms at the time of collision. As a result, the shape of the fine powder changes from spherical to flat,
By increasing the contact area with the cooling member 20, the heat of the fine powder is efficiently exchanged for the cooling member 20. That is, the cooling member 20 plastically deforms the fine powder and cools the fine powder.
また、冷却部材20の大きさは、微粉の大きさに比べて十分に大きいため、速やかに熱
交換が行われ、微粉は急冷される。その結果、微粉は扁平状を保った状態で凝固して非晶
質体となり、冷却部材20の他方の端部を通過してチャンバ10中を落下しチャンバ10
の下部から吸引された後、サイクロン15で回収される。
Moreover, since the size of the cooling member 20 is sufficiently larger than the size of the fine powder, heat exchange is quickly performed and the fine powder is rapidly cooled. As a result, the fine powder is solidified in a flat state to become an amorphous body, passes through the other end of the cooling member 20, falls in the chamber 10, and then falls into the chamber 10.
After being sucked from the lower part of the water, it is recovered by the cyclone 15.
したがって、比較的に大きな径を有する微粉の形状を扁平状とすることにより、溶湯5
0の微粉の冷却速度を速くして凝固させ、非晶質体とすることができる。その結果、アト
マイズガスにより微粉化された溶湯の冷却速度を速くすることができる。
Therefore, by making the shape of the fine powder having a relatively large diameter flat, the molten metal 5
The fine powder of 0 can be solidified by increasing the cooling rate to obtain an amorphous body. As a result, the cooling rate of the molten metal pulverized by the atomizing gas can be increased.
また、本実施形態では、冷却部材20を強制冷却するための冷却機構として、冷却部材
20の外周部を覆うようにジャケット21が配置されており、冷却された流体がジャケッ
ト21の内部を循環している。該流体が、微粉との熱交換により冷却部材20に加えられ
た熱を奪い、冷却部材20を一定の温度に保つことにより、微粉と冷却部材20との熱交
換をより効率的に行うことができる。
In the present embodiment, as a cooling mechanism for forcibly cooling the cooling member 20, the jacket 21 is disposed so as to cover the outer periphery of the cooling member 20, and the cooled fluid circulates inside the jacket 21. ing. The fluid removes heat applied to the cooling member 20 by heat exchange with the fine powder, and keeps the cooling member 20 at a constant temperature, whereby heat exchange between the fine powder and the cooling member 20 can be performed more efficiently. it can.
また、本実施形態では、冷却部材20は、該冷却部材を振動させる振動機構としてのピ
ストンバイブレーター22を有している。微粉が、溶融状態で冷却部材20の内壁に衝突
すると、場合によっては、内壁に付着することがある。微粉が内壁に付着すると、微粉の
回収率が低下する傾向にあることに加え、微粉と冷却部材20との熱交換が効率的に進ま
ない可能性がある。そこで、ピストンバイブレーター22により冷却部材20を振動させ
ることで、微粉の付着を解消して、微粉の回収率を高めることができる。ピストンバイブ
レーター22の取り付け位置としては特に制限されないが、冷却部材20の下部に取り付
けることが好ましい。なお、ピストンバイブレーター22による振動は冷却部材20周辺
に気流をほとんど生じさせないため、ガスの流れを阻害しない。
Moreover, in this embodiment, the cooling member 20 has the piston vibrator 22 as a vibration mechanism which vibrates this cooling member. When the fine powder collides with the inner wall of the cooling member 20 in a molten state, the fine powder may adhere to the inner wall in some cases. When the fine powder adheres to the inner wall, the recovery rate of the fine powder tends to decrease, and heat exchange between the fine powder and the cooling member 20 may not proceed efficiently. Therefore, by vibrating the cooling member 20 by the piston vibrator 22, adhesion of fine powder can be eliminated, and the collection rate of fine powder can be increased. Although the attachment position of the piston vibrator 22 is not particularly limited, it is preferably attached to the lower portion of the cooling member 20. In addition, since the vibration by the piston vibrator 22 hardly generates an air flow around the cooling member 20, the gas flow is not hindered.
回収した非晶質体の微粉は粉砕してもよい。粉砕方法としては、特に制限されず、所望
の粒子径に応じて、公知の方法を採用することができる。たとえば、ボールミルによる粉
砕が例示される。また、非晶質体の微粉を篩い分けして、微粉に含まれる粗大粒子を除去
することが好ましい。微粉の粒子径を所定の範囲内とすることにより、均一な磁気特性を
有する六方晶フェライト粉体が得られやすい。
The recovered amorphous fine powder may be pulverized. The pulverization method is not particularly limited, and a known method can be adopted depending on the desired particle diameter. For example, pulverization by a ball mill is exemplified. In addition, it is preferable to screen the amorphous fine powder to remove coarse particles contained in the fine powder. By setting the particle size of the fine powder within a predetermined range, a hexagonal ferrite powder having uniform magnetic properties can be easily obtained.
(熱処理工程S30)
熱処理工程S30では、アトマイズ工程S20において得られる非晶質体の微粉に熱処
理を行う。この熱処理により、非晶質体の微粉において、六方晶フェライト粒子を析出さ
せ六方晶フェライト粉体の前駆体を得る。このとき、非晶質体の微粉を静置して熱処理を
行ってもよいし、転動させながら熱処理を行ってもよい。
(Heat treatment step S30)
In the heat treatment step S30, the amorphous fine powder obtained in the atomization step S20 is heat treated. By this heat treatment, hexagonal ferrite particles are precipitated in the amorphous fine powder to obtain a precursor of hexagonal ferrite powder. At this time, the amorphous fine powder may be left standing for heat treatment, or the heat treatment may be performed while rolling.
熱処理の温度は、非晶質体の微粉中に六方晶フェライト粒子が析出する温度であれば特
に制限されない。本実施形態では、熱処理温度は、450℃以上750℃以下の範囲内で
あることが好ましく、500℃以上750℃以下の範囲内であることがより好ましい。熱
処理は単一の処理温度で行う、いわゆる一段階処理でもよいし、異なる処理温度で数段階
に分けて行う、いわゆる多段階処理であってもよい。熱処理の時間は、30分以上である
ことが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。
The temperature of the heat treatment is not particularly limited as long as the hexagonal ferrite particles are precipitated in the amorphous fine powder. In the present embodiment, the heat treatment temperature is preferably in the range of 450 ° C. or higher and 750 ° C. or lower, and more preferably in the range of 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower. The heat treatment may be a so-called one-stage process performed at a single processing temperature, or a so-called multi-stage process performed in several stages at different processing temperatures. The heat treatment time is preferably 30 minutes or more, and more preferably 1 hour or more.
(分離工程S40)
分離工程S40では、熱処理工程S30において析出した六方晶フェライト粒子を含む
前駆体から、非晶質成分を分離、除去して六方晶フェライト粉体を得る。非晶質成分を分
離する方法としては化学的な手法が好ましい。本実施形態では、酸を用いて非晶質成分を
溶解し、分離除去することが好ましい。たとえば、10質量%程度に希釈された希酢酸を
用いることができる。また、処理温度は50℃以上で行うことが好ましい。非晶質成分を
除去するために、酢酸を煮沸させてもよいし、また非晶質成分を均一に除去するために撹
拌してもよい。この時の処理液のpHは4.0以下の酸性とすることが好ましい。このよ
うにして、非晶質成分を分離し、六方晶フェライト粉体を得ることができる。
(Separation step S40)
In the separation step S40, the amorphous component is separated and removed from the precursor containing the hexagonal ferrite particles precipitated in the heat treatment step S30 to obtain a hexagonal ferrite powder. A chemical method is preferable as a method for separating the amorphous component. In this embodiment, it is preferable to dissolve and remove the amorphous component using an acid. For example, dilute acetic acid diluted to about 10% by mass can be used. The treatment temperature is preferably 50 ° C. or higher. In order to remove the amorphous component, acetic acid may be boiled, or it may be stirred to remove the amorphous component uniformly. At this time, the pH of the treatment liquid is preferably 4.0 or less acidic. In this way, the hexagonal ferrite powder can be obtained by separating the amorphous component.
その後、得られる六方晶フェライト粉体を、必要に応じて、洗浄・乾燥させる。洗浄お
よび乾燥は公知の方法により行えばよい。
Thereafter, the obtained hexagonal ferrite powder is washed and dried as necessary. Washing and drying may be performed by a known method.
以上より、本実施形態に係る方法により得られる六方晶フェライト粉体は、粗大粒子が
少なく粒度分布が狭いことに加え、保磁力が高い。したがって、高密度の磁気記録用の磁
性粉として好適である。
From the above, the hexagonal ferrite powder obtained by the method according to the present embodiment has a high coercive force in addition to a small number of coarse particles and a narrow particle size distribution. Therefore, it is suitable as a magnetic powder for high-density magnetic recording.
(3.本実施形態の効果)
本実施形態に係る方法によれば、溶湯がアトマイズガスの噴射により微粉形状となった
直後に、比較的に大きな径を有する微粉が溶融状態で冷却部材に衝突する。そのため、衝
突の衝撃により、該微粉は球状から扁平状に塑性変形させられることに加え、溶融状態の
微粉と冷却部材との温度差により、微粉が有する熱が冷却部材と熱交換されて急冷される
。その結果、扁平状の形状のままで凝固した非晶質体の微粉が得られる。特に、微粉の形
状が扁平状である場合には、比較的に大きな径を有する微粉であっても、微粉の内部まで
迅速に冷却される。そのため、比較的に小さな径を有する微粉だけでなく、比較的に大き
な径を有する微粉についても、冷却速度を高めることができる。
(3. Effects of the present embodiment)
According to the method according to the present embodiment, immediately after the molten metal becomes fine powder shape by atomizing gas injection, fine powder having a relatively large diameter collides with the cooling member in a molten state. For this reason, in addition to the plastic powder being deformed plastically from a spherical shape to a flat shape due to the impact of a collision, the heat of the fine powder is rapidly exchanged with the cooling member due to the temperature difference between the molten fine powder and the cooling member. The As a result, a fine powder of an amorphous body solidified in the flat shape is obtained. In particular, when the shape of the fine powder is flat, even the fine powder having a relatively large diameter is rapidly cooled to the inside of the fine powder. Therefore, not only the fine powder having a relatively small diameter but also the fine powder having a relatively large diameter can increase the cooling rate.
したがって、該微粉の冷却後に得られる非晶質体を熱処理した前駆体からガラス成分を
分離することにより、粒子体積あたりの保磁力が高い六方晶フェライト粉体が歩留まり良
く得られる。特に、六方晶フェライト粉体がバリウムフェライト粉体である場合には、磁
気特性が冷却速度に影響されやすく、冷却速度が遅い場合に良好な磁気特性が得られにく
いため、本実施形態に係る方法は好適である。
Therefore, a hexagonal ferrite powder having a high coercive force per particle volume can be obtained with a high yield by separating the glass component from the precursor obtained by heat-treating the amorphous material obtained after cooling the fine powder. In particular, when the hexagonal ferrite powder is a barium ferrite powder, the magnetic properties are easily affected by the cooling rate, and it is difficult to obtain good magnetic properties when the cooling rate is slow. Is preferred.
また、冷却部材が筒状である場合、アトマイズガスにより微粉化された溶融物の微粉の
ほとんどが冷却部材に衝突し、塑性変形して冷却される。さらに、冷却部材の壁面に囲ま
れた空間において、溶融物が微粉化されるため、チャンバ内で発生する気流の乱れには影
響されない。その結果、粗大粒子が少なく粒度分布が良好な微粉を得ることができ、磁気
特性が均一な六方晶フェライト粉体を得ることができる。
When the cooling member is cylindrical, most of the fine powder of the melt that has been atomized by the atomizing gas collides with the cooling member and is plastically deformed and cooled. Furthermore, since the melt is pulverized in the space surrounded by the wall surface of the cooling member, it is not affected by the turbulence of the airflow generated in the chamber. As a result, a fine powder with few coarse particles and a good particle size distribution can be obtained, and a hexagonal ferrite powder with uniform magnetic properties can be obtained.
また、冷却部材に冷却水を循環させるジャケットが備えられていることにより、微粉と
の熱交換をより効率的に行うことができるため、微粉の冷却速度が速くなり、上記の効果
をより高めることができる。
Moreover, since the cooling member is provided with a jacket for circulating the cooling water, heat exchange with the fine powder can be performed more efficiently, so that the cooling speed of the fine powder becomes faster and the above effect is further enhanced. Can do.
また、冷却部材にピストンバイブレーターが備えられていることにより、冷却部材の内
壁への微粉の付着を抑制できるため、微粉の回収率を高めることができる。その結果、六
方晶フェライト粉体の生産効率を向上させることができる。
Moreover, since the cooling member is provided with the piston vibrator, the fine powder can be prevented from adhering to the inner wall of the cooling member, so that the fine powder recovery rate can be increased. As a result, the production efficiency of the hexagonal ferrite powder can be improved.
本実施形態に係るアトマイズ装置は、上述した冷却部材を有しているため、アトマイズ
粉の冷却速度を速くすることができる。
Since the atomizing apparatus according to this embodiment includes the cooling member described above, the cooling rate of the atomized powder can be increased.
(4.変形例)
上記の実施形態では、冷却部材として両端が開放された円筒状の部材を用いたが、たと
えば、図4(a)〜(c)に示す断面形状を有するように、複数の部材を用いて、溶融物
が線状に流出されるチャンバ内の空間が囲まれるように配置して冷却部材を構成してもよ
い。このように構成された冷却部材においては、部材と部材との間に隙間が形成される。
したがって、筒状の冷却部材を用いる場合に比べて、部材に衝突しない微粉が多くなる傾
向にある。
(4. Modifications)
In said embodiment, although the cylindrical member by which both ends were open | released was used as a cooling member, for example, using a some member so that it may have the cross-sectional shape shown to Fig.4 (a)-(c), The cooling member may be configured so as to surround a space in the chamber through which the melt flows out linearly. In the cooling member configured as described above, a gap is formed between the members.
Therefore, compared with the case where a cylindrical cooling member is used, there exists a tendency for the fine powder which does not collide with a member to increase.
また、円筒管の下方に向かって断面形状が大きくなる構造であってもよい。 Moreover, the structure where a cross-sectional shape becomes large toward the downward direction of a cylindrical tube may be sufficient.
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変すること
ができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the embodiment mentioned above at all, and can be variously modified within the range which does not deviate from the summary of this invention.
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に
限定されない。
Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
六方晶フェライト成分の原料として、酸化鉄(テツゲン製HRT)5551g、炭酸バ
リウム(SOLVAY製/工業用)8186gを準備し、ガラス成分の原料として、ホウ
酸(Borax製/工業用)3713gを準備し、添加成分の原料として、酸化ニオブ(
高純度化学研究所製/試薬)90.99gを準備した。準備した出発原料をそれぞれ秤量
し、均一になるようにヘンシェルミキサーで混合した。得られた混合物を白金製るつぼに
投入し、1400℃で60分間保持することで、混合物を完全に溶解させ、溶湯(溶融物
)を得た。
Example 1
As the raw material for the hexagonal ferrite component, 5551 g of iron oxide (HRT made by Tetgen) and 8186 g of barium carbonate (made by SOLVAY / industrial) are prepared, and as the raw material for the glass component, 3713 g of boric acid (made by Borax / industrial) are prepared. Niobium oxide (as a raw material for additive components)
99.9 g of a high purity chemical laboratory / reagent) was prepared. Each of the prepared starting materials was weighed and mixed with a Henschel mixer so as to be uniform. The obtained mixture was put into a platinum crucible and held at 1400 ° C. for 60 minutes, whereby the mixture was completely dissolved to obtain a molten metal (melt).
次に、アトマイズ装置内において、溶湯供給部のノズルの下方に位置するアトマイズガ
ス噴射部の下部から28mmの下方位置に、円筒管状の冷却部材を設置した。この冷却部
材の寸法は、長さが300mm、内径が59.5mmであり、その材質はSUS304(
熱伝導率:16.7W/mK)であった。また、冷却部材の上端から長さ方向に150m
mの位置まで冷却部材の外周部を覆うジャケットを設け、冷却部材の下端から長さ方向に
19mmの位置にピストンバイブレーター(エクセン株式会社製EPV18)を設置した
。
Next, in the atomizing apparatus, a cylindrical tubular cooling member was installed at a position 28 mm below the lower part of the atomizing gas injection part located below the nozzle of the molten metal supply part. The cooling member has a length of 300 mm and an inner diameter of 59.5 mm. The material is SUS304 (
Thermal conductivity: 16.7 W / mK). Also, 150m in the length direction from the upper end of the cooling member
The jacket which covers the outer peripheral part of a cooling member was provided to the position of m, and the piston vibrator (EXV Corporation EPV18) was installed in the position of 19 mm in the length direction from the lower end of the cooling member.
得られた溶湯をアトマイズ装置のるつぼに投入し、溶湯供給部のノズルから供給すると
共に、アトマイズガスとしての常温空気を流量が3.7Nm3/分、圧力が0.4MPa
の条件で溶湯に噴射しアトマイズを行った。
The obtained molten metal is put into a crucible of an atomizing device and supplied from a nozzle of a molten metal supply unit, and room temperature air as an atomizing gas is supplied at a flow rate of 3.7 Nm 3 / min and a pressure of 0.4 MPa.
Atomized by spraying into the molten metal under the conditions of
アトマイズ時には、冷却部材のジャケット内に水60%、エタノール40%の割合で混
合し、−20℃に冷却した不凍液を循環させた。また、冷却部材をピストンバイブレータ
ーにより振動させた。
During atomization, 60% water and 40% ethanol were mixed in the jacket of the cooling member, and the antifreeze liquid cooled to −20 ° C. was circulated. The cooling member was vibrated by a piston vibrator.
アトマイズにより、微粉化した溶湯は、少なくとも一部が冷却部材に衝突して扁平状に
塑性変形し、かつ冷却部材との熱交換により急冷され、非晶質体の微粉となり、チャンバ
の下部からサイクロンに集められブロワーで吸引されて回収された。得られた非晶質体の
SEM写真を図5(a)に示す。
At least part of the molten metal atomized by atomization collides with the cooling member and plastically deforms into a flat shape, and is rapidly cooled by heat exchange with the cooling member to become amorphous fine powder. Collected by suction with a blower. An SEM photograph of the obtained amorphous body is shown in FIG.
回収された非晶質体の微粉を篩い分けした。得られた粒度分布を表1に示す。また、目
開きが250μmであるメッシュを用いて篩い分けした際に、メッシュ上に残った粒子を
粗大粒子として除去し、メッシュを通過した微粉を以降の工程では用いた。
The recovered amorphous fine powder was sieved. The obtained particle size distribution is shown in Table 1. Moreover, when sieving using a mesh having an opening of 250 μm, particles remaining on the mesh were removed as coarse particles, and fine powder that passed through the mesh was used in the subsequent steps.
得られた非晶質体の微粉を、5℃/分の昇温速度で670℃まで昇温し、670℃で5
時間保持することにより熱処理を行い、非晶質体の微粉中に六方晶フェライトを生成させ
た前駆体を得た。
The obtained amorphous fine powder was heated to 670 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C./min, and 5% at 670 ° C.
Heat treatment was carried out by holding for a time to obtain a precursor in which hexagonal ferrite was generated in amorphous fine powder.
六方晶フェライトが生成した前駆体を60℃に加熱した10質量%酢酸に60分浸漬す
ることによりガラス成分を除去し、純水を用いて粉体の表面に付着した酢酸を除去し、六
方晶フェライト粉体を得た。さらに、この六方晶フェライト粉体を、1.0mol/Lの
苛性ソーダで洗浄し、濾液の導電率が0.8mS/m以下になるまで洗浄を繰返した。そ
の後、六方晶フェライト粉体を純水で洗浄し、大気中110℃で4時間乾燥した。乾燥後
の六方晶フェライト粉体について、以下に示す保磁力Hcの測定および粒子体積の算出を
行った。
A glass component is removed by immersing the precursor in which hexagonal ferrite is formed in 10% by mass acetic acid heated to 60 ° C. for 60 minutes, and acetic acid adhering to the surface of the powder is removed using pure water. Ferrite powder was obtained. Furthermore, this hexagonal ferrite powder was washed with 1.0 mol / L caustic soda, and washing was repeated until the electrical conductivity of the filtrate was 0.8 mS / m or less. Thereafter, the hexagonal ferrite powder was washed with pure water and dried in air at 110 ° C. for 4 hours. For the hexagonal ferrite powder after drying, the following measurement of coercive force Hc and calculation of particle volume were performed.
(保磁力Hc)
六方晶フェライト粉体をφ6mmのプラスチック製容器に詰め、振動試料型磁力計(東
英工業株式会社製VSM−P7−15)を使用して、外部磁場を795.8kA/m(1
0kOe)とした条件で、保磁力Hc(kA/m)を測定した。結果を表2に示す。
(Coercivity Hc)
Hexagonal ferrite powder is packed in a plastic container of φ6 mm, and an external magnetic field is 795.8 kA / m (1) using a vibrating sample magnetometer (VSM-P7-15 manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.).
The coercive force Hc (kA / m) was measured under the condition of 0 kOe). The results are shown in Table 2.
(粒子体積)
六方晶フェライト粉体についてX線回折測定を行い、六方晶フェライトの(220)の
回折面におけるピークの半値幅から算出される結晶子径を板面方向の結晶子径とし、六方
晶フェライトの(006)の回折面におけるピークの半値幅から算出される結晶子径を板
厚方向の結晶子径とした。これらの結晶子径の値を用いて、結晶子径体積を下記の式に基
づき算出した。
結晶子径体積=(板厚方向の結晶子径)×π×(板面方向の結晶子径/2)2
本実施例では、この結晶子径体積を「粒子体積」とした。結果を表2に示す。また、粒子
体積あたりの保磁力Hcを図6に示す。
(Particle volume)
X-ray diffraction measurement was performed on the hexagonal ferrite powder, and the crystallite diameter calculated from the half-value width of the peak on the (220) diffraction plane of the hexagonal ferrite was defined as the crystallite diameter in the plate direction. The crystallite diameter calculated from the half width of the peak on the (006) diffraction plane was taken as the crystallite diameter in the plate thickness direction. Using these crystallite size values, the crystallite size volume was calculated based on the following formula.
Crystallite diameter volume = (crystallite diameter in the plate thickness direction) × π × (crystallite diameter in the plate surface direction / 2) 2
In this example, the crystallite diameter volume was defined as “particle volume”. The results are shown in Table 2. Further, the coercive force Hc per particle volume is shown in FIG.
(比較例1)
アトマイズ装置内に冷却部材を設けずに、溶湯をアトマイズガスで微粉化して冷却した
以外は実施例1と同様にして、六方晶フェライト粉体を得た。得られた六方晶フェライト
の保磁力および粒子体積を表2に示す。また、粒子体積と保磁力Hcとの関係を図6に示
す。また、得られた非晶質体のSEM写真を図5(b)に示す。
(Comparative Example 1)
A hexagonal ferrite powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that the cooling member was not provided in the atomizer and the molten metal was atomized with an atomizing gas and cooled. Table 2 shows the coercive force and particle volume of the obtained hexagonal ferrite. FIG. 6 shows the relationship between the particle volume and the coercive force Hc. Moreover, the SEM photograph of the obtained amorphous body is shown in FIG.5 (b).
(比較例2)
冷却部材として、回転するローラをアトマイズ装置のチャンバ下部に設置して、溶湯を
アトマイズガスで微粉化して冷却した以外は実施例1と同様にして、六方晶フェライト粉
体を得た。得られた非晶質体の微粉の粒度分布を表1に示し、得られた六方晶フェライト
粉体の保磁力および粒子体積を表2に示す。また、粒子体積あたりの保磁力Hcを図6に
示す。
(Comparative Example 2)
As a cooling member, a hexagonal ferrite powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that a rotating roller was installed at the lower part of the chamber of the atomizer and the molten metal was atomized with an atomizing gas and cooled. The particle size distribution of the obtained amorphous fine powder is shown in Table 1, and the coercive force and particle volume of the obtained hexagonal ferrite powder are shown in Table 2. Further, the coercive force Hc per particle volume is shown in FIG.
表1より、比較例2の試料の非晶質体の粒度分布が広く、粗大粒子が多いことが確認で
きた。これは、冷却部材が気流の流れを遮る場所に設けられたことにより、アトマイズ装
置のチャンバ内の気流が乱れた結果、粒度分布が広くなったと考えられる。
From Table 1, it was confirmed that the particle size distribution of the amorphous body of the sample of Comparative Example 2 was wide and there were many coarse particles. This is considered to be because the particle size distribution is widened as a result of the airflow in the chamber of the atomizing device being disturbed due to the cooling member being provided at a location that blocks the flow of the airflow.
図5(a)より、実施例1において得られた非晶質体は、そのほとんどが扁平状となっ
ていることが確認できた。したがって、実施例1では、比較的に大きな径を有する微粉の
冷却速度は十分に速かったと考えられる。その結果、表2および図6から明らかなように
、実施例1の試料は、粒子体積あたりの保磁力が高い粉体が歩留まりよく得られており、
高密度の磁気記録用の磁性粉として好適であり、かつその生産効率が高いことが確認でき
た。
From FIG. 5A, it was confirmed that most of the amorphous body obtained in Example 1 was flat. Therefore, in Example 1, it is thought that the cooling rate of the fine powder having a relatively large diameter was sufficiently high. As a result, as is clear from Table 2 and FIG. 6, the sample of Example 1 has a high yield of powder having a high coercive force per particle volume,
It was confirmed that it was suitable as a magnetic powder for high-density magnetic recording and its production efficiency was high.
一方、図5(b)より、比較例1において得られた非晶質体は、そのほとんどが球状で
あることが確認できた。したがって、比較例1では、比較的に大きな径を有する微粉の冷
却速度が遅かったと考えられる。その結果、表2および図6から明らかなように、実施例
1の試料は、粒子体積あたりの保磁力が高い粉体の歩留まりが悪いことが確認できた。
On the other hand, from FIG. 5B, it was confirmed that most of the amorphous body obtained in Comparative Example 1 was spherical. Therefore, in Comparative Example 1, it is considered that the cooling rate of the fine powder having a relatively large diameter was slow. As a result, as is clear from Table 2 and FIG. 6, it was confirmed that the sample of Example 1 had a poor powder yield with a high coercive force per particle volume.
1…アトマイズ装置
10…チャンバ
11…るつぼ
12…溶湯供給部
13…アトマイズガス噴射部
15…サイクロン
20…冷却部材
21…冷却ジャケット
22…ピストンバイブレーター
50…溶湯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Atomizing apparatus 10 ... Chamber 11 ... Crucible 12 ... Molten metal supply part 13 ... Atomizing gas injection part 15 ... Cyclone 20 ... Cooling member 21 ... Cooling jacket 22 ... Piston vibrator 50 ... Molten metal
Claims (6)
溶融物を前記チャンバ内に供給する溶湯供給部と、
前記溶融物にアトマイズガスを噴射するアトマイズガス噴射部と、
冷却部材と、を有し、
前記冷却部材は、前記アトマイズガスにより前記溶融物を微粉化して得られる微粉の少なくとも一部が前記冷却部材に衝突して塑性変形するように、前記アトマイズガス噴射部の下方に前記微粉を取り囲むように配置されていることを特徴とするアトマイズ装置。 A chamber;
A melt supply section for supplying a melt into the chamber;
An atomizing gas injection unit for injecting atomizing gas into the melt;
A cooling member,
The cooling member surrounds the fine powder below the atomizing gas injection section so that at least a part of the fine powder obtained by pulverizing the melt with the atomizing gas collides with the cooling member and plastically deforms. An atomizing device characterized by being arranged in
溶融物を前記チャンバ内に供給する溶湯供給部と、
前記溶融物にアトマイズガスを噴射するアトマイズガス噴射部と、
冷却部材と、を有し、
前記冷却部材は、前記アトマイズガスにより前記溶融物が微粉化した溶融状態の微粉の少なくとも一部が衝突するように、前記アトマイズガス噴射部の下方に前記微粉を取り囲むように配置され、
前記冷却部材に衝突して冷却された微粉が回収されることを特徴とするアトマイズ装置。 A chamber;
A melt supply section for supplying a melt into the chamber;
An atomizing gas injection unit for injecting atomizing gas into the melt;
A cooling member,
The cooling member is disposed so as to surround the fine powder below the atomizing gas injection unit so that at least a part of the fine powder in a molten state in which the melt is pulverized by the atomizing gas collides,
An atomizing apparatus characterized in that fine powder cooled by colliding with the cooling member is collected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017145329A JP6412220B2 (en) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Atomizing device |
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| JP2017145329A JP6412220B2 (en) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Atomizing device |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH08215793A (en) * | 1995-02-20 | 1996-08-27 | Daido Steel Co Ltd | Continuous casting method and continuous casting apparatus |
| JP2010090410A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Seiko Epson Corp | Metal powder production apparatus |
-
2017
- 2017-07-27 JP JP2017145329A patent/JP6412220B2/en active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
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| JP6412220B2 (en) | 2018-10-24 |
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