專利名稱：球狀粉末制造裝置、粉末處理用燃燒器、球狀粉末的制造方法、球狀氧化物粉末以及氧化 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及球狀粉末制造裝置及球狀粉末的制造方法等。
背景技術(shù)：
以前，在涂料、復(fù)合材料等陶瓷填料的制造中，為提高粉末的分散性、填充性以及流動(dòng)性，要求粉末粒子具有呈球狀且表面平滑等特性。
為使粉末粒子球狀化，有利用溶膠-凝膠法或噴霧熱分解法等合成法、直接制作球狀粒子的方法，但是存在成本和產(chǎn)量方面的限制。
作為使粉末粒子球狀化的其它方法，有在燃燒火焰和熱等離子體等的火焰中或在高溫電爐中以懸浮狀態(tài)熔化粒子、利用液體的表面張力使粒子成圓形的方法，一般使用的是通過(guò)采用燃燒火焰使原料粉末熔化而獲得球狀的粉末(球狀粉末)的方法(例如，可參照日本專利特開(kāi)2003-40680號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求書))。
日本專利第3312228號(hào)公報(bào)業(yè)已公開(kāi)在原料粉末供給通路和燃燒室之間，配置具有許多小孔的粉末分散板，通過(guò)粉末分散板向燃燒室的火焰內(nèi)供給原料粉末，由此便獲得無(wú)機(jī)質(zhì)球狀化粒子。
另外，日本專利第3001561號(hào)公報(bào)業(yè)已公開(kāi)將原料粉末供給管的開(kāi)口設(shè)定為喇叭口的形狀。此外，在本申請(qǐng)的說(shuō)明書中，所謂粉末就是指粒子的集合體。作為粒子的集合體，在判斷稱為粉末適當(dāng)時(shí)優(yōu)選稱為“粉末”，在判斷稱為作為粉末構(gòu)成單位的“粒子”適當(dāng)時(shí)優(yōu)選稱為“粒子”，但是，由于其基本單位實(shí)質(zhì)上都是共同的，所以在以下的說(shuō)明中，除特別優(yōu)選稱為“粒子”的情況以外，就基本上稱為“粉末”。
在此，就在使用燃燒火焰的球狀粉末制造裝置中的處理流程加以說(shuō)明。首先，由送料器供給的原料粉末與載氣一起被運(yùn)送到燃燒器。往該燃燒器中分別由氧供給手段供給氧氣、由燃燒氣體供給手段供給LPG等燃燒氣體，通過(guò)燃燒器，在設(shè)置于燃燒器下部的燃燒室內(nèi)生成燃燒火焰。然后，在燃燒室內(nèi)的燃燒火焰中熔融而實(shí)現(xiàn)球狀化的原料粉末，就可以用后面的旋風(fēng)集料筒和袋式集塵器加以回收。
原料粉末的尺寸(粒徑)根據(jù)最終想得到的球狀粉末的尺寸(粒徑)來(lái)決定。但是，原料粉末在收容于送料器期間會(huì)自然凝聚。特別在原料粉末的平均粒徑細(xì)微的情況下，自然凝聚的程度更為顯著。如果自然凝聚的原料粉末就那樣供給燃燒器而進(jìn)行熔化處理，就會(huì)產(chǎn)生尺寸數(shù)倍于原本想要的尺寸的巨大粒子，或者主要是因凝聚體的產(chǎn)生而引起的燃燒火焰內(nèi)部的局部溫度的降低等原因，產(chǎn)生了未熔化粒子。
作為解碎原料粉末的凝聚的方法，也有使用如上述日本專利第3312228號(hào)公報(bào)所述的粉末分散板的方法。但是，通過(guò)粉末分散板時(shí)，原料粉末會(huì)粘附在粉末分散板自身上，實(shí)際上，使用粉末分散板難以解碎原料粉末的凝聚。
即使是如上述日本專利第3001561號(hào)公報(bào)所述那樣，將原料粉末供給管的開(kāi)口設(shè)定為喇叭口的形狀，也不能解碎原料粉末的凝聚，因而在抑制巨大粒子的產(chǎn)生方面不能說(shuō)是有效的方法。
另外，如果原料粉末的粒徑變得微細(xì)，則在球狀粉末制造裝置的供給系統(tǒng)中，流動(dòng)性就會(huì)急劇惡化。如果粉末的流動(dòng)性惡化，則有時(shí)在送料器的加料斗內(nèi)產(chǎn)生橋連，從而使供料中斷。進(jìn)而產(chǎn)生如下的問(wèn)題，或者原料粉末在通至燃燒器的供給通路和燃燒器內(nèi)產(chǎn)生堵塞，或者使供料中斷，或脈動(dòng)變得嚴(yán)重。如果產(chǎn)生脈動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生如下的麻煩或者大量的原料粉末一下子進(jìn)入火焰，沒(méi)有徹底熔化就那樣直接混入產(chǎn)品中；或者以大的團(tuán)塊狀熔融而導(dǎo)致巨大粒子的產(chǎn)生。
這樣一來(lái)，在微細(xì)的球狀粉末的制造過(guò)程中，如何確保原料粉末的流動(dòng)性、如何以穩(wěn)定且良好的分散狀態(tài)供給原料粉末就成為本發(fā)明的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是基于這樣的技術(shù)性課題而完成的，目的在于提供一種能夠抑制起因于凝聚粒子的巨大粒子或未熔化粒子產(chǎn)生的球狀粉末制造裝置、粉末處理用燃燒器以及球狀粉末的制造方法。另外，其目的還在于提供一種以穩(wěn)定且良好的分散狀態(tài)供給原料粉末、能夠抑制起因于凝聚粒子的巨大粒子或未熔化粒子產(chǎn)生的球狀粉末的制造方法等。
基于這樣的目的，本發(fā)明者為了在解碎原料粉末的凝聚的狀態(tài)下向燃燒火焰內(nèi)供給原料粉末，進(jìn)行了各種各樣的研究。結(jié)果獲得了如下見(jiàn)解，即從原料運(yùn)送管的外周側(cè)向原料運(yùn)送管的內(nèi)部噴射氣體，在解碎原料粉末的凝聚方面是極其有效的。也就是說(shuō)，本發(fā)明提供一種球狀粉末制造裝置，其具有在上下方向上有軸線的筒狀燃燒室和設(shè)置在燃燒室的上部、使燃燒室內(nèi)產(chǎn)生燃燒火焰的燃燒器，該球狀粉末制造裝置的特征在于燃燒器具有將原料粉末運(yùn)送到從該燃燒器產(chǎn)生的燃燒火焰中的原料運(yùn)送管和從該原料運(yùn)送管的外周側(cè)、向原料運(yùn)送管內(nèi)部噴射氣體的氣體噴射部。在此，本發(fā)明的原料運(yùn)送管的外周側(cè)廣義上包含原料運(yùn)送管的管壁外周部和管壁內(nèi)周部以及原料運(yùn)送管的外部。這樣一來(lái)，本發(fā)明的球狀粉末制造裝置由于使之從原料運(yùn)送管的外周側(cè)噴射氣體，所以能夠在解碎原料粉末的凝聚的狀態(tài)下向燃燒火焰內(nèi)供給原料粉末。
在本發(fā)明的球狀粉末制造裝置中，氣體噴射部可以設(shè)定為具有在原料運(yùn)送管的管壁上形成的缺口部。
對(duì)于本發(fā)明的球狀粉末制造裝置，可以采用如下的方案在原料運(yùn)送管的周圍形成有氣體得以流動(dòng)的氣體流道，使氣體從設(shè)置在原料運(yùn)送管的管壁上的缺口部流入原料運(yùn)送管的內(nèi)部。
再者，本發(fā)明提供一種新型粉末處理用燃燒器，其使用燃燒火焰對(duì)原料粉末進(jìn)行預(yù)定的處理，該粉末處理用燃燒器的特征在于所具有的構(gòu)造適于解碎原料粉末的凝聚。也就是說(shuō)，本發(fā)明提供一種粉末處理用燃燒器，其特征在于，它具有在頂端有開(kāi)口部、從該開(kāi)口部向燃燒火焰內(nèi)供給原料粉末的第1供給管，供給用于解碎原料粉末的凝聚的凝聚解碎用氣體的第2供給管，以及連通第1供給管與第2供給管、并以預(yù)定角度向第1供給管導(dǎo)入凝聚解碎用氣體的連通部。在本發(fā)明的粉末處理用燃燒器中，第1供給管作為原料運(yùn)送管發(fā)揮作用，但是，通過(guò)連通部使凝集解碎用氣體流入第1供給管內(nèi)，藉此可以向燃燒火焰內(nèi)供給凝聚已解碎的原料粉末。由此可以對(duì)凝聚已解碎的原料粉末進(jìn)行使用燃燒火焰的預(yù)定的處理。在此，作為對(duì)原料粉末進(jìn)行的預(yù)定的處理，可以列舉出球狀化處理、復(fù)合粒子的制造、通過(guò)氧化處理金屬粒子而制造氧化物粒子等。
本發(fā)明的粉末處理用燃燒器可以設(shè)定為如下的結(jié)構(gòu)，即將第2供給管設(shè)計(jì)成在其內(nèi)部收容著第1供給管的雙層管結(jié)構(gòu)，從而使凝聚解碎用氣體在第1供給管與第2供給管之間進(jìn)行流通。這時(shí)，優(yōu)選使第1供給管相對(duì)于第2供給管可以裝卸自由。作為原料運(yùn)送管發(fā)揮作用的第1供給管，由于與原料粉末之間產(chǎn)生摩擦而使磨損嚴(yán)重。因此，優(yōu)選每隔一定時(shí)間更換第1供給管，但是，由于第1供給管的構(gòu)成是相對(duì)于第2供給管可以裝卸自由，所以，可以使粉末處理用燃燒器的維護(hù)變得容易，而且設(shè)備費(fèi)用也得以降低。
使凝聚解碎用氣體流入第1供給管時(shí)的預(yù)定角度、即凝聚解碎用氣體的噴射角度，以第1供給管的軸線為基準(zhǔn)設(shè)定為5～85°，這在解碎原料粉末的凝聚方面是有效的。
另外，本發(fā)明還提供一種球狀粉末的制造方法，其在燃燒火焰內(nèi)使原料粉末熔化，藉此實(shí)現(xiàn)球狀化而得到球狀粉末，該球狀粉末的制造方法包括借助于載氣將原料粉末運(yùn)送到燃燒火焰內(nèi)的運(yùn)送工序，通過(guò)在燃燒火焰內(nèi)進(jìn)行熔化而使被運(yùn)送來(lái)的原料粉末球狀化、從而得到熔化處理物的球狀化工序，以及將熔化處理物移送到燃燒火焰之外、藉此使熔化處理物得以凝固的凝固工序。在此，在上述的運(yùn)送工序中，噴射對(duì)原料粉末施加剪切力的氣體，在防止巨大粒子和未熔化粒子的產(chǎn)生方面是極其有效的。
作為施加上述剪切力的氣體，可以使用與載氣種類相同的氣體。例如，將N2氣用作載氣時(shí)，作為施加剪切力的氣體也可以使用N2氣，而將空氣用作載氣時(shí)，作為施加剪切力的氣體也可以使用空氣。
不過(guò)，如果要在平均粒徑為1～2μm、最大粒徑為5μm這樣更加嚴(yán)格的條件下制作球狀粉末，則上述的問(wèn)題變得非常突出，達(dá)到對(duì)球狀粉末的穩(wěn)定制造造成妨礙那樣的程度，所以需要進(jìn)一步想辦法加以解決。
于是，本發(fā)明者在進(jìn)行潛心研究的過(guò)程中，著眼于硬脂酸等高級(jí)脂肪酸、或它的衍生物、高級(jí)烴、高級(jí)醇等蠟類。以至于考慮是否可以通過(guò)用蠟類對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理以謀求防止原料粉末的凝聚。再者，本發(fā)明者在進(jìn)行原料粉末的表面改性處理方法和各種各樣的處理劑的研究過(guò)程中，也著眼于偶聯(lián)劑。以至于考慮，雖然偶聯(lián)劑主要用于有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之間的橋連，是否可以通過(guò)用偶聯(lián)劑對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理以謀求防止原料粉末的凝聚。
由此所完成的本發(fā)明的球狀粉末的制造方法的特征在于，其包括表面處理工序使用用于防止凝聚的處理劑或偶聯(lián)劑對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理；和球狀粉末生成工序?qū)⒈砻嫣幚磉^(guò)的原料粉末投向在燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的燃燒火焰中，使其在燃燒火焰內(nèi)熔化并由此實(shí)現(xiàn)球狀化，再將原料粉末移動(dòng)到燃燒火焰之外進(jìn)行凝固并由此獲得球狀粉末。
此時(shí)，在表面處理工序中，有效的方法是在以水為溶劑將原料粉末和偶聯(lián)劑混合后，通過(guò)除去水分而對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理。這是因?yàn)樵谟们蚰サ葘⒃戏勰┓鬯榈筋A(yù)定粒徑的工序中本來(lái)就有干燥工序，如果在該干燥工序之前用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理，那么在干燥工序中就可以除去水分，因而幾乎不會(huì)增加工序數(shù)，而且也不會(huì)引起成本的增加。
作為這樣的偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸鹽系偶聯(lián)劑等是合適的。用硅烷偶聯(lián)劑處理的處理物與用鈦酸鹽系偶聯(lián)劑處理的處理物相比，其潤(rùn)滑性更為優(yōu)良。為此，作為本發(fā)明的用途，如果要說(shuō)是哪一個(gè)的話，優(yōu)選使用硅烷偶聯(lián)劑，特別優(yōu)選使用甲基三甲氧基硅烷。
偶聯(lián)劑相對(duì)于原料粉末的添加量?jī)?yōu)選設(shè)定為0.1～3.0重量％，更優(yōu)選設(shè)定為0.5～1.5重量％，特別優(yōu)選設(shè)定為0.5～1.0重量％。
另外，在表面處理工序中，當(dāng)使用用于防止凝聚的處理劑時(shí)，作為處理劑，可以使用高級(jí)脂肪酸、或它的衍生物、高級(jí)烴、高級(jí)醇之中的至少一種。更具體地說(shuō)，作為處理劑，優(yōu)選使用硬脂酸、硬脂酰胺、硬化蓖麻油之中的任何一種。此時(shí)，在表面處理工序中，最好是將原料粉末和處理劑加熱到預(yù)定溫度后進(jìn)行攪拌，由此對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理。再者，上述的預(yù)定溫度優(yōu)選設(shè)定為至少在處理劑的熔點(diǎn)或以上，進(jìn)而更優(yōu)選設(shè)定在處理劑燃燒飛濺、或蒸發(fā)汽化的溫度范圍內(nèi)。
除此之外，加熱攪拌后，再度加熱攪拌，這樣使工序循環(huán)進(jìn)行也是有效的。此時(shí)，在再加熱之前，優(yōu)選暫時(shí)冷卻到處理劑的熔點(diǎn)或以下。由此可以使原料粉末的表面處處粘附著處理劑。
另外，處理劑相對(duì)于原料粉末的添加量?jī)?yōu)選設(shè)定為0.1～8.0重量％。
然而，在球狀粉末的生成工序中，投入到于燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的燃燒火焰中的原料粉末，在原料粉末處于凝聚狀態(tài)時(shí)，也可以采用使其分散的分散手段進(jìn)行分散。
作為這樣的分散手段，可以采用具有如下構(gòu)成等的各種各樣的手段，即通過(guò)使原料粉末發(fā)生碰撞來(lái)分散處于凝聚狀態(tài)的原料粉末，其中特別優(yōu)選的構(gòu)成是，對(duì)用于向燃燒火焰中供給原料粉末的流道，以預(yù)定的角度噴射氣體。
另外，根據(jù)上述的球狀粉末的制造方法，可以制造這樣的球狀氧化物粉末，其平均粒徑為5μm或以下，最大粒徑為10μm或以下，更優(yōu)選的是，平均粒徑為3μm或以下，最大粒徑為5μm或以下的。
此時(shí)，作為原料粉末，就是通過(guò)在燃燒火焰內(nèi)產(chǎn)生熔化以得到球狀粉末的粉末，優(yōu)選使用的氧化物粉末的特征在于為防止凝聚，采用由高級(jí)脂肪酸、或它的衍生物、高級(jí)烴、高級(jí)醇之中的至少一種組成的處理劑或偶聯(lián)劑對(duì)氧化物粉末的表面進(jìn)行表面處理，且該粉末的平均粒徑為5μm或以下。


圖1是表示本實(shí)施方案的粒狀粉末制造裝置的構(gòu)成的剖視圖(燃燒器沒(méi)有在剖面上表示)。
圖2是示意地表示本實(shí)施方案的燃燒器的特征的圖。
圖3是表示燃燒器的構(gòu)成的剖視圖。
圖4(a)是圖3的A-A向剖視圖、(b)是圖3的B-B向剖視圖、(c)是圖3的C-C向剖視圖。
圖5是表示構(gòu)成燃燒器的一部分的原料粉末供給管的變形例的說(shuō)明圖。
圖6是表示實(shí)施例1的結(jié)果的圖表。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)果的圖表。
圖8表示在實(shí)施例2的結(jié)果中處理劑的添加量和休止角之間的關(guān)系。
圖9表示在實(shí)施例2的結(jié)果中處理劑的添加量和堆積密度之間的關(guān)系。
圖10表示在實(shí)施例2的結(jié)果中處理劑的添加量和粒徑分布之間的關(guān)系。
圖11是試料11、12、13的組織照片。
圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的結(jié)果的圖表。
圖13表示在實(shí)施例3的結(jié)果中添加劑的添加量和休止角之間的關(guān)系。
圖14表示在實(shí)施例3的結(jié)果中添加劑的添加量和堆積密度之間的關(guān)系。
圖15表示一種裝置的構(gòu)成，該裝置在粒子從燃燒器中噴射出來(lái)的狀態(tài)下，用于測(cè)量粒徑分布。
圖16表示用圖15的裝置測(cè)量的粒徑分布。
圖17表示簡(jiǎn)單混合時(shí)的粒徑分布。
圖18表示球磨時(shí)的粒徑分布。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的球狀粉末制造裝置的特征在于在產(chǎn)生燃燒火焰的燃燒器上，設(shè)置用于解碎原料粉末的凝聚的機(jī)構(gòu)。在原料粉末供給至燃燒火焰內(nèi)之前，通過(guò)解碎原料粉末的凝聚，可以抑制起因于凝聚粒子的巨大粒子或未熔化粒子的產(chǎn)生。
下面以附圖所示的實(shí)施方案為基礎(chǔ)詳細(xì)說(shuō)明該發(fā)明。
圖1是用于說(shuō)明本實(shí)施方案的球狀粉末制造裝置之構(gòu)成的圖。
如圖1所示，球狀粉末制造裝置10具有燃燒室20和設(shè)置在燃燒室20上部的燃燒器(粉末處理用燃燒器)30。在燃燒室20的下部，設(shè)置著由回收容器41和旋風(fēng)集料筒42構(gòu)成的處理粉末回收手段和氣體排出手段50。旋風(fēng)集料筒42構(gòu)成處理粉末回收手段的一部分，同時(shí)也構(gòu)成氣體排出手段50的一部分。
燃燒室20例如可以用耐熱性高的SUS、氧化鋁等形成，呈上下方向具有軸線的圓筒狀，包括具有同一內(nèi)徑的圓筒壁部20a和在其下端部連續(xù)形成、且向下方行進(jìn)內(nèi)徑逐漸變小的圓錐部20b。
燃燒室20的上部有開(kāi)口，在該開(kāi)口部設(shè)置著蓋體21。該蓋體21在面對(duì)燃燒室20的中心部的位置上具有燃燒器30，在其外周部?jī)?nèi)包有圖中沒(méi)有示出的水冷套管。水冷套管用于調(diào)節(jié)由燃燒器30產(chǎn)生的燃燒火焰F以及防止因燃燒火焰F的熱而損傷球狀粉末制造裝置10。此外，不限于蓋體21，構(gòu)成燃燒室20的圓筒壁部20a和圓錐部20b也采用圖中沒(méi)有示出的水冷套管進(jìn)行水冷。
燃燒器30本身的詳細(xì)構(gòu)成將在后面說(shuō)明，但是，該燃燒器30設(shè)計(jì)為可以進(jìn)行水冷的多層管構(gòu)造，在各自的區(qū)域，連接著供給原料粉末(氧化物的粉末)100a的原料粉末供給系統(tǒng)31、供給氧氣作為助燃?xì)怏w的氧氣供給系統(tǒng)32以及供給燃燒氣體的燃燒氣體供給系統(tǒng)33。
作為從原料粉末系統(tǒng)31供給的原料粉末100a，例如，可以采用作為電介質(zhì)材料、磁性材料加以使用的氧化物組合物。作為電介質(zhì)材料，例如可以列舉出鈦酸鋇系、鈦酸鉛系、鈦酸鈣系、鈦酸鍶系、二氧化鈦系、鋇釹鈦系(BNT系)氧化物。作為磁性材料，可以列舉出Mn-Zn系鐵氧體、Ni-Zn系鐵氧體、Mn-Mg-Zn系鐵氧體、Ni-Cu-Zn系鐵氧體等。另外，也可以將Fe2O3和Fe3O4等氧化鐵用作原料粉末100a。
原料粉末100a的制造方法沒(méi)有什么特別的限定，例如，可以使用粉碎粉末作為原料粉末100a。
原料粉末100a的尺寸可以根據(jù)最終想得到的球狀粉末的尺寸來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臎Q定。例如，當(dāng)最終想得到平均粒徑為1～10μm的球狀粉末時(shí)，可以使用1～10μm的原料粉末100a。再例如，當(dāng)最終想得到平均粒直徑為1～2μm的球狀粉末時(shí)，可以使用1～2μm的原料粉末100a。
從向燃燒器30穩(wěn)定地供給原料粉末100a的角度考慮，原料粉末100a優(yōu)選其平均粒徑為2μm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為3～10μm。但是，原料粉末100a在原料粉末供給系統(tǒng)31中的流動(dòng)性，如果處在能夠穩(wěn)定供給粉末的水平上，那么也可以使用平均粒徑不足2μm的原料粉末100a。
如果使用平均粒徑為1～2μm的原料粉末100a，那么對(duì)于原料粉末100a，優(yōu)選在添加用于提高其流動(dòng)性的處理劑和添加劑(偶聯(lián)劑)之后，通過(guò)向球狀粉末制造裝置10供給該原料粉末100a、并投入到燃燒器30的燃燒火焰F中來(lái)得到球狀粉末。
作為添加到原料粉末100a中的處理劑，用作分散劑、表面處理劑的高級(jí)脂肪酸、或它的衍生物、高級(jí)烴、高級(jí)醇等蠟類是合適的。作為蠟類，更具體地說(shuō)，硬脂酸、硬脂酰胺、硬化蓖麻油是合適的。
這些蠟類，由于不含有金屬元素，所以即使經(jīng)過(guò)后面將要詳細(xì)敘述的球狀化處理，原料粉末100a的組成也不會(huì)產(chǎn)生偏離。
在此，處理劑相對(duì)于原料粉末100a的添加量?jī)?yōu)選設(shè)定為0.1～8.0重量％，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)定為1.0～5.0重量％。
這樣的處理劑，優(yōu)選在混入到原料粉末100a中之后，放入幾乎封閉的容器中(為了控制處理劑的飛濺)，再投入到加熱溫度在處理劑的熔點(diǎn)或以上的加熱爐(干燥爐等)中。
這樣一來(lái)，通過(guò)將原料粉末100a和處理劑投入到加熱爐中，就有可能使處理劑熔化，進(jìn)而也有可能使其蒸發(fā)和汽化，藉此可以使處理劑薄薄地且均勻地附著在原料粉末100a的表面。
將處理劑和原料粉末100a投入到加熱爐中，在預(yù)定的溫度保持預(yù)定的時(shí)間后，從加熱爐中將其取出，攪拌原料粉末100a和熔化的處理劑。
這個(gè)在加熱爐中進(jìn)行的加熱～攪拌工序，優(yōu)選根據(jù)需要重復(fù)多次。
另外，作為添加到原料粉末100a中的添加劑，有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸鹽系偶聯(lián)劑等，其中特別合適的是硅烷偶聯(lián)劑。
硅烷偶聯(lián)劑通過(guò)水解與作為氧化物的原料粉末100a表面的OH形成氫鍵，從而形成覆蓋其表面的硅烷膜。然后，通過(guò)干燥在表面形成有硅烷膜的原料粉末100a，進(jìn)行脫水并發(fā)生聚合反應(yīng)而成為牢固的化學(xué)鍵。其結(jié)果，原料粉末100a的吸水性降低而處于穩(wěn)定的狀態(tài)。
作為這樣的硅烷偶聯(lián)劑，例如甲基三甲氧基硅烷是合適的，具體地說(shuō)，GE東芝シリコ一ン株式會(huì)社生產(chǎn)的TSL-8113(商品名)是合適的。
在此，添加劑相對(duì)于原料粉末100a的添加量也取決于粉末的比表面積，但是，平均粒徑為1～5μm的粉末優(yōu)選設(shè)定為0.5重量％或以上，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)定為0.5重量％～1.5重量％。
這樣的添加劑例如優(yōu)選以水或溶劑為溶媒，在該溶媒中與原料粉末100a混合后進(jìn)行干燥。
另外，在此作為溶媒優(yōu)選使用水。在生成預(yù)定粒徑的原料粉末100a時(shí)，通常用球磨機(jī)等將原料粉碎后，再使其干燥。因此，在用水作為溶媒的情況下，如果以水為溶媒混合到原料粉末100a中，進(jìn)行粉碎后使其干燥，通過(guò)本來(lái)就在球磨等粉碎工序中進(jìn)行的過(guò)濾和干燥工序就可以除去作為溶媒的水分，而不需要特別的工序。此外，在干燥工序中，例如通過(guò)在100℃的干燥爐中加熱預(yù)定時(shí)間，就可以使水分蒸發(fā)，從而使原料粉末100a得以干燥。
原料粉末100a的供給可以使用空氣、氧化性氣體、惰性氣體等載氣來(lái)進(jìn)行。作為氧化性氣體，可以使用氧濃度為20％或以上的氣體。作為惰性氣體，可以使用N2氣、He氣、Ne氣、Ar氣、Kr氣、Xe氣、Rn氣等。
另外，盡管是理所當(dāng)然的，但是為增加供給的原料粉末100a，需要增加載氣的數(shù)量，如果是在載氣中使用氧，就需要減少作為助燃?xì)怏w的氧量，調(diào)節(jié)載氣和助燃?xì)怏w的混合比率。但是，以作為助燃?xì)怏w的氧氣為載氣時(shí)，由于火焰溫度過(guò)度升高，溫度分布變得不均勻，所以有時(shí)原料粉末100a的元素的一部分發(fā)生蒸發(fā)，有時(shí)組成的變動(dòng)變得明顯。
這樣的燃燒器30一邊將由氧供給系統(tǒng)32供給的氧和由燃燒氣體供給系統(tǒng)33供給的燃燒氣體朝燃燒室20內(nèi)的下方噴出，一邊使其著火，藉此便在燃燒室20的中心部的上部生成燃燒火焰F。
用于得到燃燒火焰F的燃燒氣體并沒(méi)有特別的限制?？梢允褂肔PG、氫、乙炔等公知的燃燒氣體。想得到的球狀粉末為氧化物時(shí)，需要控制燃燒火焰的氧化度，優(yōu)選相對(duì)于燃燒氣體供給適當(dāng)數(shù)量的氧(助燃?xì)怏w)。如果在使用LPG作為燃燒氣體時(shí)，供給LPG供給量5倍的氧，在使用乙炔作為燃燒氣體時(shí)，供給乙炔供給量2.5倍的氧，另外在使用氫作為燃燒氣體時(shí)，供給氫供給量0.5倍的氧，則燃燒氣體與氧量就成為等當(dāng)量。以該值為基準(zhǔn)，通過(guò)適當(dāng)設(shè)定氧的供給量，就可以控制燃燒火焰F的氧化度。這些燃燒氣體的流量可以根據(jù)燃燒器30的尺寸適當(dāng)?shù)貨Q定。
燃燒火焰F的溫度隨著燃燒氣體的種類、數(shù)量、與氧的比率、原料粉末100a的供給量等的變化而變化。使用LPG時(shí)可以獲得大約到2100℃的溫度，使用乙炔時(shí)可以獲得大約到2600℃的溫度。
燃燒火焰F在其燃燒區(qū)域內(nèi)的不同位置、例如在中心部和外周部的溫度是不同的。因此，根據(jù)原料粉末100a的種類和處理的種類，可以對(duì)燃燒火焰F的大小等進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)也可以適當(dāng)調(diào)節(jié)原料粉末100a向燃燒火焰F供給的位置。此外，借助于燃燒火焰F的熱，熔化原料粉末100a而使之球狀化，在這種情況下，應(yīng)設(shè)定燃燒火焰F的溫度以便使其達(dá)到原料粉末100a的熔點(diǎn)或以上。
往大小和溫度進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整的燃燒火焰F中投入的原料粉末100a，一邊自然落下，一邊在燃燒火焰F中逗留預(yù)定的時(shí)間，并被燃燒火焰F的熱所熔化，或接受化學(xué)的、物理的修飾，之后落入燃燒室20內(nèi)。此時(shí)，原料粉末100a在落入燃燒室20內(nèi)的期間內(nèi)，其溫度降低而得以凝固。
這樣通過(guò)燃燒火焰F的原料粉末100a成為處理粉末100b。此外，所謂化學(xué)的、物理的修飾，意味著使原料粉末100a的物質(zhì)形態(tài)、純度、粒子尺寸、粒子構(gòu)造、形狀或表面特性發(fā)生了變化。
進(jìn)行上述處理的燃燒室20的圓錐部20b的下端部有開(kāi)口，并與回收容器41相連接。在該回收容器41的側(cè)面，連接著旋風(fēng)集料筒42。
落入燃燒室20內(nèi)的處理粉末100b堆積在回收容器41的底部，而且其中的一部分隨氣體一起被送入旋風(fēng)集料筒42(以下將堆積的處理粉末100b稱為處理粉末(熔化處理物、球狀粉末、球狀氧化物粉末)100c)。
在旋風(fēng)集料筒42中，將混在處理粉末100b中氣態(tài)的氣體(氣態(tài))和固體(處理粉末100b)在上下方向上分離開(kāi)來(lái)。與氣體分離的處理粉末100c堆積在旋風(fēng)集料筒42的底部。
通過(guò)回收這些堆積在回收容器41和旋風(fēng)集料筒42的底部的處理粉末100c，就可以得到球狀的處理粉末100c。
另外，在旋風(fēng)集料筒42的上部連接著袋式集塵器等過(guò)濾裝置52，用過(guò)濾器主體52a回收殘留在從旋風(fēng)集料筒42排出的氣體中的處理粉末100c，便只有氣體通過(guò)排風(fēng)機(jī)53從排出管54排出。
其次，使用圖2～圖4就本發(fā)明的特征部分即燃燒器30進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下面以原料粉末100a的流動(dòng)為基準(zhǔn)，將圖2和圖3的紙面左側(cè)稱為燃燒器30的上游側(cè)，將紙面右邊稱為燃燒器30的下游側(cè)。
圖2示意表示了本實(shí)施方案的燃燒器30的特征。
如圖2表示，在燃燒器30中，原料粉末100a隨載氣一起在原料運(yùn)送通路O內(nèi)被運(yùn)送。在燃燒器30中，于原料運(yùn)送通路O的下游端形成了燃燒火焰F，在該燃燒火焰F內(nèi)對(duì)原料粉末100a進(jìn)行球狀化處理。原料粉末100a由于在收容于圖中未示出的送料器期間會(huì)自然凝聚，所以，如果照那樣在原料運(yùn)送通路O內(nèi)運(yùn)送而供給到燃燒火焰F內(nèi)，就會(huì)產(chǎn)生巨大粒子和未熔化粒子。于是，本發(fā)明通過(guò)從原料運(yùn)送通路O的外周側(cè)向其內(nèi)部噴射凝聚解碎用氣體G，以解碎原料粉末100a的凝聚。這樣，可以將凝聚已被解碎的原料粉末100a導(dǎo)入燃燒火焰F內(nèi)。因此，根據(jù)本實(shí)施方案的燃燒器30，可以抑制巨大粒子和未熔化粒子的產(chǎn)生。
在此，作為凝聚解碎用的氣體G，可以使用與上述的載氣同樣的氣體，即可以使用空氣、氧化性氣體、惰性氣體等。另外，也可以將作為燃燒氣體舉出的LPG、氫、乙炔等用作凝聚解碎用氣體G。
下面，在說(shuō)明通過(guò)對(duì)運(yùn)送中的原料粉末100a噴射凝聚解碎用氣體G而使原料粉末100a的凝聚得以解碎的機(jī)理之后，將就本實(shí)施方案的燃燒器30的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
為解碎并分散由原料粉末100a構(gòu)成的凝聚粒子，需要比作用在構(gòu)成凝聚粒子的1次粒子間的附著力更大的外力作用在凝聚粒子上。作為該外力，本發(fā)明主要是利用2個(gè)力，即通過(guò)使氣流噴射到凝聚粒子上而產(chǎn)生的剪切力和通過(guò)氣流的加速而產(chǎn)生的力。
在本發(fā)明中，以預(yù)定的角度向載氣流過(guò)的原料運(yùn)送通路O內(nèi)，噴射凝聚解碎用氣體G。這樣，通過(guò)使2個(gè)氣流、即載氣和凝聚解碎用氣體G以某一相對(duì)角度流動(dòng)，在原料運(yùn)送通路O內(nèi)形成剪切流場(chǎng)。如果凝聚粒子投入剪切流場(chǎng)，剪切力也就會(huì)作用在構(gòu)成凝聚粒子的1次粒子之間。而且當(dāng)比作用在構(gòu)成凝聚粒子的1次粒子之間的附著力更大的剪切力作用在凝聚粒子上時(shí)，凝聚粒子便得以解碎。
另外，當(dāng)載氣和凝聚解碎用氣體G的速度不同時(shí)，速度較快一方的氣體就會(huì)使另一方的氣體加速。例如，當(dāng)載氣的速度設(shè)定為1、而凝聚解碎用氣體G的速度為2時(shí)，載氣就會(huì)被凝聚解碎用氣體G加速。也就是說(shuō)，在載氣上就會(huì)產(chǎn)生因凝聚解碎氣體G引起的加速度。隨著載氣以某一恒定速度運(yùn)動(dòng)的凝聚粒子，受該加速度的影響，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)發(fā)生改變。而且當(dāng)比作用在構(gòu)成凝聚粒子的1次粒子之間的附著力更大的外力作用在凝聚粒子上時(shí)，凝聚粒子就會(huì)被解碎。另外，當(dāng)載氣一方的速度比凝聚解碎用氣體G更快時(shí)，根據(jù)同樣的機(jī)理，凝聚粒子也會(huì)被解碎。
圖3是燃燒器30的剖視圖。另外，圖4(a)是圖3的A-A向剖視圖，圖4(b)是圖3的B-B向剖視圖，圖4(c)是圖3的C-C向剖視圖。
如圖3和圖4所示，本實(shí)施方案的燃燒器30具有大致呈圓筒狀的外殼80。
在外殼80的內(nèi)部，于外殼80的同心圓上配置著原料粉末供給管60。原料粉末供給管60作為上述的原料運(yùn)送通路O發(fā)揮作用。原料粉末供給管60與收容原料粉末100a的送料器(圖中未示出)一起，構(gòu)成原料粉末供給系統(tǒng)31。
另外，在外殼80的內(nèi)部，以包圍原料粉末供給管60的外周的方式，排列著預(yù)定根數(shù)的氧供給管70。此外，在圖3中，氧供給管70排列成2層，但本發(fā)明并不只限定于此。
外殼80的上游與燃燒氣體供給系統(tǒng)33相連接，使之從下游側(cè)產(chǎn)生燃燒火焰F。燃燒氣體供給系統(tǒng)33由燃燒氣體供給手段(圖中未示出)、燃燒氣體供給管33a和小室33b構(gòu)成。由燃燒氣體供給手段供給的LPG等燃燒氣體，通過(guò)燃燒氣體供給管33a供給到小室33b。小室33b內(nèi)的氣室33c與外殼80連通。由此，LPG等燃燒氣體從小室33b內(nèi)的氣室33c，流入在外殼80的內(nèi)側(cè)、在氧供給管70的外側(cè)的空間，并從燃燒器30下游側(cè)的開(kāi)口處噴出。
氧氣供給系統(tǒng)32與燃燒氣體供給系統(tǒng)33并列設(shè)置，通過(guò)螺栓81、法蘭盤F1、F2互相固定。
氧氣供給系統(tǒng)32由圖中沒(méi)有標(biāo)示的氧供給手段、氧供給管70、氧供給管32a和小室32b構(gòu)成。作為由氧供給手段供給的助燃?xì)怏w的氧，通過(guò)氧供給管32a供給到小室32b內(nèi)的氣室32c。配置在外殼80內(nèi)部的氧供給管70與氣室33c相貫通，其上游側(cè)在氣室32c處開(kāi)口。為此，由氧供給手段供給的氧氣，從氣室32c流入氧供給管70內(nèi)，從燃燒器30的下游側(cè)的開(kāi)口處噴出。
由此，在燃燒器30的下游側(cè)噴出LPG等燃燒氣體和氧等助燃?xì)怏w，使其著火便產(chǎn)生出燃燒火焰F。
本實(shí)施方案的燃燒器30的特征在于在原料粉末供給管60上具有用于解碎原料粉末100a的凝聚的機(jī)構(gòu)(分散手段)。原料粉末供給管60與小室32b、33b相貫通，其上游側(cè)連接到圖中沒(méi)有標(biāo)示的送料器，下游側(cè)構(gòu)成開(kāi)口部61h。從原料粉末供給管60的上游側(cè)由載氣運(yùn)送來(lái)的原料粉末100a，從燃燒器30下游側(cè)的開(kāi)口部61h向燃燒火焰F內(nèi)供給。本發(fā)明認(rèn)真設(shè)計(jì)原料粉末供給管60的構(gòu)成，在原料粉末100a向燃燒火焰F內(nèi)供給之前，對(duì)運(yùn)送中的原料粉末100a噴射凝聚解碎用氣體G，從而使原料粉末100a的凝聚得以解碎。
原料粉末供給管60為二層管構(gòu)造，即具有第1供給管(原料運(yùn)送管、流道)61，和有比第1供給管61的外徑d1更大的內(nèi)徑d2、且收容著第1供給管61的第2供給管62。第1供給管61呈圓筒狀，在頂端具有開(kāi)口部61h，且作為原料運(yùn)送通路O發(fā)揮作用。另外，第2供給管62相對(duì)于第1供給管61為可以自由裝卸的構(gòu)成。
這里，在第1供給管61和第2供給管62的空隙內(nèi)，設(shè)置著圓筒狀的套筒63，以由該套筒63支持的形式，第1供給管61位于第2供給管62的中心部。第2供給管62和第1供給管61之間作為凝聚解碎用氣體G的氣體流路P發(fā)揮作用。凝聚解碎用氣體G從燃燒器30的上游側(cè)向下游側(cè)供給。在第2供給管62的內(nèi)徑d2和第1供給管61的外徑d1之間形成的間隙L，例如可以設(shè)定為0.5～10mm。通過(guò)適當(dāng)設(shè)定該間隙L，可以控制凝聚解碎用氣體G的流量和速度。
第1供給管61在其管壁上，具有在圓周方向上間隔一定距離而形成的數(shù)條切縫(slit)或在圓周方向上連續(xù)的切縫(缺口部、連通部)S，通過(guò)切縫S使原料運(yùn)送通路O和氣體流路P連通起來(lái)。
切縫S的尺寸可以根據(jù)第1供給管61的尺寸和原料粉末100a的處理量進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定。切縫S的軸向位置，要考慮至燃燒火焰F的距離后進(jìn)行決定。具體地說(shuō)，在第1供給管61上形成切縫S，使之到燃燒火焰F的距離為10～300mm的范圍。如果從切縫S到燃燒火焰F的距離不足10mm，則在確實(shí)地解碎了凝聚粒子之后，難以向燃燒火焰F供給原料粉末100a。另一方面，如果從切縫S到燃燒火焰F的距離超過(guò)300mm，則凝聚暫時(shí)被解碎的原料粉末100a，恐怕會(huì)在運(yùn)送期間產(chǎn)生再凝聚，所以是不優(yōu)選的。
在此，以第1供給管61的軸線為基準(zhǔn)，優(yōu)選以5～85°的角度噴射凝聚解碎用氣體G。凝聚解碎用氣體G的噴射角度θ不足5°時(shí)，對(duì)原料粉末100a的沖擊較小，難以充分解碎由原料粉末100a構(gòu)成的凝聚粒子。
另一方面，當(dāng)凝聚解碎用氣體G的噴射角度θ超過(guò)85°時(shí)，原料粉末100a容易附著在第1供給管61和第2供給管62的內(nèi)壁。
因此，凝聚解碎用氣體G優(yōu)選的噴射角度θ為5～85°。為了將凝聚解碎用氣體G的噴射角度設(shè)定為5～85°，例如可以在第1供給管61上形成切縫S時(shí)，以其角度相對(duì)于第1供給管61的軸線成為5～85°的角度切斷第1供給管61的一部分。再者，通過(guò)使第1供給管61的端面61a和套筒63的端面63a連續(xù)，可以在第2供給管62的管壁內(nèi)部的、第1供給管61和套筒63上，形成其角度相對(duì)于第2供給管62的軸線為5～85°的圓錐部(連通部)R。凝聚解碎用氣體G更優(yōu)選的噴射角度θ是15～75°，進(jìn)一步優(yōu)選的噴射角度θ是20～60°。
設(shè)置切縫S的數(shù)量并沒(méi)有特別的限定，但是，為有效解碎原料粉末100a的凝聚，優(yōu)選在第1供給管61的圓周方向上設(shè)置多個(gè)切縫S。另外，關(guān)于切縫S的形狀也沒(méi)有特別的限定，例如可以設(shè)定為圓形狀、橢圓狀、矩形狀、楔形狀。
從筒狀部62a到圓錐部R的上游端R1，在第2供給管62和第1供給管61之間設(shè)置預(yù)定的間隙L，從而形成上述的凝聚解碎用氣體G的氣體流路P。另一方面，圓錐部R的下游端R2與第1供給管61的外周接觸而成為氣體流路P的終端。
在本實(shí)施方案的燃燒器30中，通過(guò)切縫S和圓錐部R連通第1供給管61和第2供給管62，從而構(gòu)成以預(yù)定角度將凝聚解碎用氣體G導(dǎo)入第1供給管61的連通部。另外，切縫S也作為從第1供給管61的外周側(cè)向第1供給管61內(nèi)部噴射凝聚解碎用氣體G的氣體噴射部發(fā)揮作用。
由此，送入第2供給管62和第1供給管61之間的間隙的凝聚解碎用氣體G，從切縫S的部分流入第1供給管61內(nèi)。此時(shí)，所形成的圓錐部R與第2供給管62的軸線相交成預(yù)定的角度θ，凝聚解碎用氣體G通過(guò)該圓錐部R噴出，使得氣體G在第1供給管61內(nèi)相對(duì)于載氣和原料粉末100a的氣流，相交成預(yù)定的角度。由此，在原料粉末100a向燃燒火焰F內(nèi)供給之前，對(duì)運(yùn)送中的原料粉末100a噴射凝聚解碎用氣體G，從而使原料粉末100a的凝聚得以解碎。
在該燃燒器30中，由燃燒氣體供給系統(tǒng)33送入的燃燒氣體，通過(guò)收容在外殼80內(nèi)的多根氧供給管70之間的間隙X，從燃燒器30的下端部向下方噴出。另外，作為由氧氣供給系統(tǒng)32送入的助燃?xì)怏w的氧，通過(guò)外殼80內(nèi)的氧供給管70，從燃燒器30的下端部向下方噴出。由此，從燃燒器30向下方噴出燃燒氣體和助燃?xì)怏w，使其著火便向下方產(chǎn)生出燃燒火焰F。
從原料粉末供給系統(tǒng)31送入的原料粉末100a和載氣，通過(guò)由第1供給管61形成的原料運(yùn)送通路O，供給在燃燒器30的下方產(chǎn)生的燃燒火焰F內(nèi)。本實(shí)施方案在構(gòu)成原料運(yùn)送通路O的第1供給管61的外周側(cè)，設(shè)置有收容著第1供給管61的第2供給管62，在第1供給管61和第2供給管62之間形成氣體流路P。而且設(shè)計(jì)燃燒器30的結(jié)構(gòu)，使得通過(guò)氣體流路P的凝聚解碎用氣體G以預(yù)定的噴射角度θ向原料運(yùn)送通路O內(nèi)噴射，這樣原料粉末100a在向燃燒火焰F內(nèi)供給之前，原料粉末100a的凝聚便得以解碎。其結(jié)果，可以將凝聚已被解碎的原料粉末100a供給至燃燒火焰F。
另外，在向球狀粉末制造裝置10供給的原料粉末100a中，如果添加用于防止凝聚的處理劑和添加劑，那么與以前相比較，原料粉末100a為了向燃燒器30供給，在收容于圖中沒(méi)有標(biāo)示的送料器內(nèi)的期間很難自然凝聚，而且在運(yùn)送中也難以凝聚。而且在加熱爐中加熱原料粉末100a和處理劑，使處理劑至少熔化、進(jìn)而使之汽化，藉此可以在原料粉末100a的表面薄薄地且均勻地、即處處粘附著處理劑，這樣，防止凝聚的效果也更加切實(shí)可靠。
由此，能夠以凝聚已被解碎的、良好的分散狀態(tài)將原料粉末100a導(dǎo)入燃燒火焰F內(nèi)。
因此，與以前方式的構(gòu)成相比較，可以大幅度抑制巨大粒子的產(chǎn)生和未熔化粒子的產(chǎn)生，可以穩(wěn)定所生成的球狀粉末的質(zhì)量并使之得到提高。假設(shè)產(chǎn)生巨大粒子，就會(huì)產(chǎn)生燃燒火焰F的溫度降低和溫度分布的不均勻化，從而難以切實(shí)地進(jìn)行原料粉末100a的熔化，隨之未熔化粒子的產(chǎn)生就會(huì)增加。另外，如果巨大粒子的產(chǎn)生率增加，那么獲得原料粉末100a的粒徑和球狀粉末的粒徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系變得困難，球狀粉末的粒度分布的控制也變得困難。對(duì)此，根據(jù)本實(shí)施方案的燃燒器30，原料粉末100a即使凝聚，在原料粉末100a供給到燃燒火焰F內(nèi)進(jìn)行熔化的階段，它的凝聚已經(jīng)被解碎。其結(jié)果，可以獲得原料粉末100a的粒徑和球狀粉末的粒徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也容易進(jìn)行球狀粉末的粒度分布的控制。由此，可以切實(shí)地獲得具有所要求的粒度分布的球狀粉末。另外，在本實(shí)施方案的燃燒器30中，由于第1供給管61相對(duì)于第2供給管62具有可以自由裝卸的構(gòu)成，所以，雖然第1供給管61因原料粉末100a的沖擊而容易產(chǎn)生磨損，但當(dāng)?shù)?供給管61產(chǎn)生磨損時(shí)，只要更換第1供給管61就行，很容易。
在此，第1供給管61的內(nèi)徑可以設(shè)定為3～50mm。這樣，通過(guò)增大第1供給管61的內(nèi)徑，就可以增加原料粉末100a的處理量。如果增大第1供給管61的內(nèi)徑，則可能會(huì)擔(dān)心凝聚的原料粉末100a就以那樣的狀態(tài)流入燃燒火焰F，從而成為巨大粒子，但是，本實(shí)施方案的燃燒器30，由于具有從原料運(yùn)送通路O的外周側(cè)向其內(nèi)部噴射凝聚解碎用氣體G、可以解碎原料粉末100a的凝聚的構(gòu)造，因而可以避免這樣的巨大粒子的產(chǎn)生等不良情況，而且還可以增加原料粉末100a的處理量。第1供給管61的長(zhǎng)度可以設(shè)定為100～500mm。此外，第1供給管61的管壁的厚度可以適當(dāng)設(shè)定在1～10mm的范圍內(nèi)。
此外，作為第1供給管61，也可以事先準(zhǔn)備多根切縫S的尺寸不同的通路，根據(jù)原料粉末100a的凝聚程度和處理量，適當(dāng)?shù)仂`活應(yīng)用不同的通路。例如，原料粉末100a的凝聚較強(qiáng)(凝聚程度高)時(shí)，可以使用切縫S的尺寸小的通路，以提高凝聚解碎用氣體G的噴射速度。
以上就本實(shí)施方案的燃燒器30和具有燃燒器30的球狀粉末制造裝置10進(jìn)行了詳細(xì)的敘述。使用具有本實(shí)施方案的燃燒器30的球狀粉末制造裝置10而得到的處理粉末100c，具有由結(jié)晶性良好的致密粒子、單晶粒子和球形粒子(球狀度高的粒子)構(gòu)成的粉末等、與處理目的相適應(yīng)的、優(yōu)良的特性。本實(shí)施方案得到的粉末的平均粒徑為0.1～20μm左右，特別可以得到1～10μm左右的粒子，進(jìn)而可以得到1～5μm左右的粒子。通過(guò)與其它的材料組合或混合等方式來(lái)使用這樣的處理粉末100c，可以得到具有優(yōu)越特性的產(chǎn)品、具有特殊的構(gòu)造和功能的材料與零部件。具體地說(shuō)，可以得到高頻用濾波器等。
再者，本實(shí)施方案可以得到粒子的球狀度為0.8～1的粉末，進(jìn)一步可以得到球狀度為0.9～1的粉末。通過(guò)將處理粉末100c的球狀度設(shè)定為0.8～1，在將處理粉末100c和樹(shù)脂材料復(fù)合化時(shí)，處理粉末100c的填充性得以提高。另外，當(dāng)使用球狀度為0.8或以上的處理粉末100c時(shí)，則容易在樹(shù)脂材料中進(jìn)行均勻分散。使處理粉末100c成為球狀時(shí)，優(yōu)選的球狀度為0.85～1，進(jìn)一步優(yōu)選為0.9～1。這里所謂的“球狀”，除表面平滑的完整的球狀外，還包含極其接近于真球的多面體。具體地說(shuō)，還包含用以Wulff模型表示的穩(wěn)定的結(jié)晶面包圍的、各向同性的、具有對(duì)稱性的、且球狀度接近1的多面體粒子。另外，即使是在表面形成有微細(xì)凹凸的粒子或具有橢圓形橫截面的粒子，只要球狀度為0.8～1的范圍，就符合本發(fā)明所說(shuō)的球狀。這里所謂的“球狀度”，就是Wadell的實(shí)用球狀度，即面積與粒子的投影面積相等的圓的直徑與同粒子的投影像外切的最小圓的直徑之比。
此外，在上述實(shí)施方案中，以在第1供給管61和第2供給管62之間形成供給凝聚解碎用氣體G的氣體流路P的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以采用其它形式。例如，在載氣流過(guò)的第1供給管61的管壁內(nèi)周側(cè)，設(shè)計(jì)以預(yù)定的噴射角度θ噴射凝聚解碎用氣體G的噴嘴，從該噴嘴流出與構(gòu)成凝聚粒子的一次性粒子的流體阻力相比、相對(duì)速度較大的凝聚解碎用氣體G，藉此也可以使原料粉末100a的凝聚得以解碎。
另外，圖3所示的燃燒器30表示的是這樣一個(gè)實(shí)例，即用下游側(cè)開(kāi)口部的位置互相一致的第1供給管61和第2供給管62構(gòu)成原料粉末供給管60，流過(guò)用第1供給管61和第2供給管62形成的氣體流路P的凝聚解碎用氣體G，從第1供給管61上形成的切縫S噴射到第1供給管61內(nèi)。但這只是一個(gè)例子，只要在不脫離以預(yù)定角度向原料運(yùn)送通路O內(nèi)噴射凝聚解碎用氣體G這一本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，就可以采用各種各樣的構(gòu)成。圖5表示的是一個(gè)變形例。
圖5是用于說(shuō)明構(gòu)成燃燒器30的一部分的原料粉末供給管60的變形例的圖。在圖5中，用第1供給管(原料運(yùn)送管)91和收容第1供給管91的第2供給管(原料運(yùn)送管)92構(gòu)成原料粉末供給管90。
如圖5所示，使作為原料運(yùn)送通路O發(fā)揮作用的第1供給管91的頂端開(kāi)口部91h位于第2供給管92內(nèi)、且相對(duì)于第2供給管92的頂端開(kāi)口部92h處在上游側(cè)。而且從在第1供給管91的下游端形成的圓錐部(連通部)RA和與圓錐部RA相對(duì)的在第2供給管92的下游側(cè)形成的圓錐部(連通部)RB的間隙，也可以以預(yù)定角度向原料運(yùn)送通路O內(nèi)噴射凝聚解碎用氣體G。
在圖5所示的例子中，將有恒定直徑的第1供給管91的下游端的管壁設(shè)置成尖塔狀而形成圓錐部RA。另一方面，第2供給管92的構(gòu)成包括有恒定直徑的筒狀部92a，與圓錐部RA相向設(shè)置、并具有向下游側(cè)行進(jìn)其內(nèi)徑逐漸變小的圓錐形狀的圓錐部RB以及連續(xù)設(shè)置在圓錐部RB的下游端的筒狀部92b。筒狀部92b的內(nèi)徑是與第1供給管91的內(nèi)徑大致相同，筒狀部92b也作為原料運(yùn)送通路O發(fā)揮作用。也就是說(shuō)，原料粉末100a通過(guò)第1供給管91和第2供給管92的筒狀部92b，供給至燃燒火焰F。此外，第1供給管91和第2供給管92用圖中沒(méi)有標(biāo)示的接頭連接。
為了從圓錐部RA和圓錐部RB的間隙以預(yù)定角度即5～85°將凝聚解碎用氣體G噴射到原料運(yùn)送通路O內(nèi)，可以按照?qǐng)A錐部RA和圓錐部RB與第1供給管91和第2供給管92的軸線所成的角度為5～85°的方式形成圓錐部RA和圓錐部RB。與在管壁的一部分上形成切縫S相比，將下游端的管壁設(shè)置成尖塔狀是更為容易的，所以，采用圖5所示的原料粉末供給管90構(gòu)成燃燒器30時(shí)，可以更簡(jiǎn)單地制造燃燒器30。
此外，在上述實(shí)施方案中，以對(duì)原料粉末100a進(jìn)行球狀化處理的情況為例，說(shuō)明了燃燒器30的用途，但是，燃燒器30的用途并不只限于這些。例如，在對(duì)原料粉末100a進(jìn)行表面處理和氧化還原處理的情況下，也可以使用燃燒器30。
下面以具體的實(shí)施例為基礎(chǔ)就本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
(實(shí)施例1)充分干燥D50(D50粉末的累積體積比率達(dá)50％的粒徑)為1.8μm、D100(D100粉末的累積體積比率達(dá)100％的粒徑)為4.6μm的BNT系陶瓷電介質(zhì)粉末(BaNd2Ti4O12)，按預(yù)定的供給方法、供給量投入到LPG燃燒器的火焰中，進(jìn)行球狀化處理，從而制作出8種試料。
在此，在采用上述實(shí)施方案表示的構(gòu)成的凝聚解碎用氣體供給方式中，將凝聚解碎用氣體G相對(duì)于燃燒器30的中心軸線的噴出角度θ設(shè)定為7種角度，即5°、15°、30°、45°、60°、75°、85°，分別制作出試料1～7。此外，圖3所示的燃燒器30的空隙L為1.5mm，切縫S由橫截面為0.5mm×1.0mm的6個(gè)切口構(gòu)成。另外，第1供給管61的內(nèi)徑是16mm。
在第1供給管61內(nèi)以20L/min的速度流過(guò)作為載氣的空氣，同時(shí)在第2供給管62內(nèi)以10L/min的速度流過(guò)作為凝聚解碎用氣體G的空氣。作為燃燒氣體的LPG以15L/min的流量流動(dòng)，而作為助燃?xì)怏w的氧以75L/min的流量流動(dòng)。
另外，為比較起見(jiàn)，使用沒(méi)有形成切縫S和圓錐部R的以前方式的裝置，制作了試料8。除了沒(méi)有向試料8供給凝聚解碎用氣體G外，試料8在試料1～7同樣的條件下進(jìn)行制作。
將如上述那樣生成的試料1～8分別用SEM(Scanning ElectronMicroscope)在5000倍的倍率下觀察20個(gè)視野區(qū)域，記錄未熔化粒子的數(shù)目，求出每個(gè)視野區(qū)域的平均數(shù)。另外，巨大粒子的產(chǎn)生率以熔化粉末中4.6μm或以上的粒子的累積率進(jìn)行評(píng)價(jià)。
其結(jié)果如圖6所示。
如圖6所示，已經(jīng)確認(rèn)對(duì)于采用凝聚解碎用氣體供給方式的試料1～7的情況，與沒(méi)有供給凝聚解碎用氣體G而制作的試料8相比，未熔化粒子的數(shù)目較少。特別是將角度θ設(shè)定為15°、30°、45°、60°、75°的試料2～6，與角度θ設(shè)定為5°的試料1、角度θ設(shè)定為85°的試料7相比，未熔化粒子的數(shù)目減少。
與此相對(duì)照，以前方式的試料8特別與角度θ設(shè)定為15～75°的試料2～6相比，未熔化粒子的數(shù)目較多。
在此，在圖6中示出了制作試料1～8時(shí)所使用的原料供給量。關(guān)于采用凝聚解碎用氣體供給方式的試料1～7，原料供給量為4.2kg/h，與此相對(duì)照，關(guān)于以前方式的試料8，原料供給量為2.5kg/h，之所以如此，這是因?yàn)樵谝郧胺绞降娜紵髦?，不能再進(jìn)一步增加原料供給量。與此相對(duì)照，采用凝聚解碎用氣體供給方式的試料1～7可以將巨大粒子的產(chǎn)生率抑制較低水平，僅為1％或以下，而且即使在4.2kg/h的原料供給量之下，也可以進(jìn)行球狀粉末的生成。
此外，著重看看球狀粉末粒度分布欄，可知采用凝聚解碎用氣體供給方式的試料1～7的D50為2.0～2.4μm、D100為4.6～7.8μm，與原料粉末的粒度分布(D501.8μm，D1004.6μm)幾乎相對(duì)應(yīng)。其中，關(guān)于角度θ為30～75°的試料3～6，其球狀粉末粒度分布和原料粉末的粒度分布能夠很好地相對(duì)應(yīng)。與此相對(duì)照，以前方式的試料8，其球狀粉末的D100為18.5μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了原料粉末的D100(4.6μm)。
(實(shí)施例2)在此就處理劑的添加所產(chǎn)生的凝聚防止效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并示出了其結(jié)果。
原料原料使用鈦酸鋇。
處理劑處理劑使用硬脂酸或硬脂酰胺。
試料11～16將上述的原料和處理劑設(shè)定為以下的配比。
試料11原料粉末800g、處理劑0重量％試料12原料粉末800g、硬脂酸2.0重量％試料13原料粉末800g、硬脂酸1.5重量％試料14原料粉末800g、硬脂酸1.0重量％試料15原料粉末800g、硬脂酸0.5重量％試料16原料粉末800g、硬脂酰胺1.0重量％在此，處理劑的量以原料的量為基準(zhǔn)。
將這樣得到的原料、處理劑投入加熱到100℃的加熱爐中，保溫10分鐘后，從加熱爐中取出并進(jìn)行攪拌。像這樣的加熱～攪拌共計(jì)重復(fù)3次，冷卻后通過(guò)有74μm的開(kāi)口的篩子，然后進(jìn)行如下的流動(dòng)性評(píng)價(jià)。
關(guān)于流動(dòng)性的評(píng)價(jià)，就是通過(guò)500μm的篩孔，使試料11～16分別落在位于下方大約20mL(毫升)的小室(容器)上，由此在小室上形成有頂點(diǎn)的原料粉末100a的小山堆，測(cè)量形成的小山堆的休止角(小山堆的傾斜面相對(duì)于小室表面的角度)。
再者，將在小室的上方突出出來(lái)的小山堆的部分粉末用圓頭刮刀沿著小室的上面刮掉除去后，測(cè)量填充在小室上的粉末重量，然后根據(jù)小室的容量算出堆積密度。
圖7、圖8以及圖9示出了它們的結(jié)果。
如圖7、圖8以及圖9所示，在試料12～15中，與沒(méi)有添加處理劑的試料11相比較，休止角稍許降低，而且還表現(xiàn)出如下傾向，即硬脂酸的添加量越多，休止角變得越小。與此相對(duì)照，堆積密度在試料12～15中與硬脂酸的添加量無(wú)關(guān)，基本上保持恒定。
由此，可以說(shuō)通過(guò)硬脂酸的添加可以提高原料粉末100a的流動(dòng)性。
繼而將得到的原料粉末100a(試料11～12)投入到球狀粉末制造裝置10的送料器(圖中未示出)中，通過(guò)在燃燒器30中產(chǎn)生的燃燒火焰F使其球狀化。
此時(shí)，在燃燒器30中，以75L(升)/min的流量從氧供給系統(tǒng)32供給氧，以15L/min的流量從燃燒氣體供給系統(tǒng)33供給LPG，使其產(chǎn)生燃燒火焰F，在原料粉末供給系統(tǒng)31中，以70L/min的流量供給N2氣作為載氣，同時(shí)，通過(guò)以1.20rpm的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)送料器將原料粉末100a供給至燃燒火焰F中進(jìn)行熔化。
然后，觀察熔化時(shí)原料粉末100a的供給情況。
再者，在進(jìn)行了上述的熔化處理，回收了處理粉末100c后，將燃燒器30的載氣(N2氣)的流量提高到120～140L/min，使殘留在原料粉末供給系統(tǒng)31的配管中及燃燒器30的內(nèi)部的原料粉末100a噴出，并在燃料火焰F中熔化。然后，回收得到的處理粉末100c。
其結(jié)果，在沒(méi)有添加處理劑的試料11、添加量為0.5重量％的試料15和添加硬脂酰胺的試料16中，已經(jīng)確認(rèn)在燃燒器30內(nèi)存在原料粉末100a的堵塞。
另一方面，在添加量為1.0重量％或以上的試料12～14的情況下，則沒(méi)有出現(xiàn)堵塞。
除此以外，還測(cè)量了在上述熔化處理中得到的處理粉末100c的粒度分布。其結(jié)果如圖10所示。
如圖10所示，與沒(méi)有添加處理劑的試料11相比較，試料12～16的粒度分布峰都向小的一側(cè)移動(dòng)。另外，在沒(méi)有添加處理劑的試料11和添加量為1.0重量％或以下的試料14、15中，可以確認(rèn)有5μm或以上的巨大粒子的存在。
另外，在添加1.0重量％的硬脂酸的試料14和添加1.0重量％的硬脂酰胺的試料16中，添加了硬脂酰胺的試料16，其粒度分布的集中度較高。
圖11是沒(méi)有添加處理劑的試料11(圖11(a))、添加了2.0重量％的硬脂酸的試料12(圖11(b))、添加了1.5重量％的硬脂酸的試料13(圖11(c))的組織照片。
如圖11(a)所示，在沒(méi)有添加處理劑的試料11中，未熔化且沒(méi)有球狀化的不定形粒子Y較多。與此相對(duì)照，在圖11(b)所示的添加了2.0重量％的硬脂酸的試料12中，正如圖10所示的那樣，粒度分布較差，正如圖11(b)所示的那樣，可以確認(rèn)有巨大粒子Z的存在，但未熔化的不定形粒子Y較少，熔化已經(jīng)進(jìn)行。在添加1.5重量％硬脂酸的試料13中，正如圖10所示的那樣，粒度分布整齊，正如圖11(c)所示的那樣，巨大粒子Z較少，且未熔化的不定形粒子Y也較少，熔化已經(jīng)進(jìn)行。
從上述的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，通過(guò)添加處理劑，可以提高原料粉末100a的流動(dòng)性。另外，綜合流動(dòng)性、抑制巨大粒子Z和不定形粒子Y這些方面，處理劑的添加量?jī)?yōu)選設(shè)定為1.5重量％左右。
(實(shí)施例3)在此就處理劑的添加所產(chǎn)生的凝聚防止效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并示出了其結(jié)果。
原料原料使用BaO(13.9摩爾％)-Nd2O3(17.2摩爾％)-Bi2O3(2.3摩爾％)-TiO2(66.6摩爾％)的MR2粉末。
添加劑添加劑使用硅烷偶聯(lián)劑(GE東芝シリコ一ン株式會(huì)社生產(chǎn)的TSL-8113(商品名))。
將上述的原料和添加劑以及純水(水)按以下的配比進(jìn)行混合。
條件1原料粉末800g、添加劑0重量％、純水400g條件2原料粉末800g、添加劑0.1重量％、純水400g條件3原料粉末800g、添加劑0.3重量％、純水400g條件4原料粉末800g、添加劑0.5重量％、純水400g條件5原料粉末800g、添加劑0.8重量％、純水400g條件6原料粉末800g、添加劑1.0重量％、純水400g條件7原料粉末800g、添加劑1.2重量％、純水400g條件8原料粉末800g、添加劑1.5重量％、純水400g條件9原料粉末800g、添加劑2.0重量％、純水400g
在此，添加劑的量以原料的量為基準(zhǔn)。
關(guān)于混合，把不使用球磨混合用介質(zhì)、而是將條件1～9的原料、添加劑以及純水簡(jiǎn)單地進(jìn)行混合所得到的混合物作為試料21～29，另外，把使用介質(zhì)將一部分條件4、6、8的原料、添加劑以及純水進(jìn)行球磨混合所得到的混合物作為試料30、31和32。
這樣得到的混合后的原料、添加劑以及純水的混合物在干燥爐中于100℃加熱8小時(shí)，除去水分使其干燥，便得到原料粉末100a。
干燥后的原料粉末100a(試料21～32各自)通過(guò)具有74μm的開(kāi)口的篩子后，進(jìn)行如下的流動(dòng)性評(píng)價(jià)。
關(guān)于流動(dòng)性的評(píng)價(jià)，分別將250g的原料粉末100a放入Φ27mm的不銹鋼制粉末漏斗中，測(cè)量從粉末漏斗的流出時(shí)間。
另外，通過(guò)500μm的篩孔，使原料粉末100a落在位于下方大約20mL的小室(容器)上，由此在小室上形成有頂點(diǎn)的原料粉末100a的小山堆，測(cè)量形成的小山堆的休止角(小山堆的傾斜面相對(duì)于小室表面的角度)。
再者，將在小室的上方突出出來(lái)的小山堆的部分粉末用圓頭刮刀沿著小室的上面刮掉除去后，測(cè)量填充在小室上的粉末重量，然后根據(jù)小室的容量算出堆積密度。
圖12、圖13以及圖14示出了它們的結(jié)果。此外，圖12是關(guān)于采用球磨進(jìn)行混合的試料30、31、32的結(jié)果。
如圖12所示，用球磨混合的試料30、31、32在非常短的時(shí)間內(nèi)從漏斗中流出，流動(dòng)性、特別是試料31、32具有特別大的流動(dòng)性。
另外，正如圖12、圖13、圖14所示的那樣，簡(jiǎn)單混合的試料21～28、球磨混合的試料30、31、32雙方都表現(xiàn)出如下的傾向添加劑的添加量越多，休止角越小，而且堆積密度也越大。
由此，業(yè)已清楚通過(guò)添加添加劑可以提高原料粉末100a的流動(dòng)性。
接著將得到的原料粉末100a(試料21～32)投入到球狀粉末制造裝置10的送料器(圖中未示出)中，借助于在燃燒器30中產(chǎn)生的燃燒火焰F使之球狀化。
此時(shí)，在燃燒器30中，以113L/min的流量從氧供給系統(tǒng)32供給氧，以15L/min的流量從燃燒氣體供給系統(tǒng)33供給LPG，使其產(chǎn)生燃燒火焰F，在原料粉末供給系統(tǒng)31中，以70L/min的流量供給N2氣作為載氣，同時(shí)，通過(guò)以1.20rpm的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)送料器將原料粉末100a供給至燃燒火焰F中進(jìn)行熔化。
然后，觀察熔化時(shí)原料粉末100a的供給情況。
其結(jié)果，添加量為0.5重量％或以上的試料24～32中，可以順利地進(jìn)行原料粉末100a的供給。但是，關(guān)于添加量為1.5重量％或以上的試料27、28、29、32，已經(jīng)確認(rèn)有大量的原料粉末100a急劇涌出的現(xiàn)象發(fā)生。
再者，進(jìn)行上述的熔化處理、并回收處理粉末100c后，將燃燒器30的載氣(N2氣)的流量提高到120～140L/min，并給予振動(dòng)等，使殘留在原料粉末供給系統(tǒng)31的配管中及燃燒器30的內(nèi)部的原料粉末100a噴出，使其在燃料火焰F中熔化。然后，回收得到的處理粉末100c。
其結(jié)果，如果添加量為0.5重量％或以上，則處理粉末100c幾乎不能回收。即由此可知當(dāng)添加量為0.5重量％或以上時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生燃燒器30的堵塞等。
另外，在上述的熔化處理中，進(jìn)行了用于評(píng)價(jià)從燃燒器30噴射的處理粉末100c的粒度分布的實(shí)驗(yàn)。
其中，正如圖15所示的那樣，使用了燃燒器30的原料粉末供給管60和用于解碎原料粉末100a的凝聚的機(jī)構(gòu)(切縫S)的一部分，不使其產(chǎn)生燃燒火焰F就那樣噴射原料粉末100a。此時(shí)，以30L/min的流量流過(guò)N2氣作為凝聚解碎用氣體G，并噴射原料粉末100a，用SYMPTEC公司的HELOS & RODOS干式粒度分布儀(以下簡(jiǎn)稱粒度分布儀)95測(cè)量飛行中的原料粉末100a的粒度分布。具體地說(shuō)，使從燃燒器30噴射的原料粉末100a通過(guò)粒度分布儀95的激光源96和受光、測(cè)量部97之間，以此來(lái)測(cè)量粒度分布。通過(guò)激光源96和受光、測(cè)量部97之間的原料粉末100a用回收部98進(jìn)行回收。
圖16示出了它們的結(jié)果。正如該圖16所示的那樣，對(duì)于熔化(混合)前的原料(未處理)，用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理的試料23、24、25、26、29，其中5μm或以上的凝聚體較少，特別是添加量為0.8重量％的試料25、添加量為1.0重量％的試料26、添加量為2.0重量％的試料29，可以得到良好的粒度分布。
除此以外，還評(píng)價(jià)了經(jīng)上述熔化處理后得到的處理粉末100c的粒度分布。其結(jié)果如圖17、圖18所示。在此，圖17是關(guān)于簡(jiǎn)單混合的試料21～29以及熔化(混合)前的原料本身的粒度分布。另外，圖18是關(guān)于用球磨機(jī)進(jìn)行混合的試料30～32和原料的粒度分布。
如圖17所示，在簡(jiǎn)單混合的試料21～29中，在任何的添加量上，相對(duì)于熔化前的原料粒度分布峰，熔化后的試料21～29的粒度分布峰向大的一側(cè)移動(dòng)。
另外，在添加添加物的試料22～29中，正如圖17中帶符號(hào)(P)的部分所表示的那樣，與添加物的添加量為0～0.3重量％的試料21～23、添加量為1.2～2.0重量％的試料27～29比較，在添加物的添加量為0.5～1.0重量％的試料24～26中，粒子的最大粒徑明顯較小。這就表示，在添加物的添加量為0～0.3重量％的試料21～23、添加量為1.2～2.0重量％的試料27～29中，10μm或以上的巨大粒子較多，而在添加物的添加量為0.5～1.0重量％的試料24～26中，巨大粒子較少。
即由此可知，由于將添加物的添加量設(shè)定為0.5～1.0重量％，所以最大粒徑得以減少。
如圖18所示，在球磨混合的試料30～32中，粒度分布峰也向大的一側(cè)移動(dòng)，但是，10μm或以上的巨大粒子較少(或者沒(méi)有發(fā)現(xiàn))，最大粒徑可以減小。
球磨混合的試料30～32對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單混合時(shí)能夠得到良好結(jié)果的添加物的添加量(0.5～1.0重量％)。如果分別與同條件的簡(jiǎn)單混合的試料24、25、26相比較，可知球磨混合的試料30～32的最大粒徑較小，且粒度分布峰向小的一側(cè)移動(dòng)。由此可以說(shuō)，球磨混合的一方，其平均粒徑、最大粒徑都可以減小。
從上述的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，通過(guò)添加添加劑，可以使原料粉末100a的分散性和流動(dòng)性得以提高。另外，還可知其添加量?jī)?yōu)選設(shè)定為0.5～1.0重量％左右，特別是在該范圍內(nèi)，可以有效地減小最大粒徑。如果在0.5重量％或以下，則分散性和流動(dòng)性不夠，不能順利地供給。另外，如果在1.5重量％或以上，反而是分散性和流動(dòng)性太好，粉體容易崩塌，所以在送料器的供給中，將會(huì)產(chǎn)生原料粉末100a像雪崩那樣大量涌現(xiàn)的現(xiàn)象，從而成為熔化不足和巨大粒子的原因。
此外，在上述實(shí)施方案中，例示了對(duì)于由載氣運(yùn)送的原料粉末100a能夠以預(yù)定角度噴射凝聚解碎用氣體G的燃燒器30的具體構(gòu)造，但是，只要能夠發(fā)揮同樣的作用，就可以適當(dāng)?shù)夭捎闷渌臉?gòu)造。
另外，關(guān)于球狀粉末制造裝置10的其它的部分，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，可以取舍選擇上述實(shí)施方案所示的構(gòu)成，或適當(dāng)變換為其它的構(gòu)成，或者適當(dāng)進(jìn)行其它構(gòu)成的追加等。
根據(jù)本發(fā)明，可以抑制起因于凝聚粒子的巨大粒子或未熔化粒子的產(chǎn)生，可以高效率地得到球狀粉末。另外，可以降低制作球狀粉末時(shí)的設(shè)備維持費(fèi)用。
再者，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)添加處理劑或偶聯(lián)劑，可以提高原料粉末的流動(dòng)性，可以以穩(wěn)定且良好的分散狀態(tài)供給原料粉末，而且可以抑制起因于凝聚粒子的巨大粒子或未熔化粒子的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種球狀粉末制造裝置，其具有在上下方向上具有軸線的筒狀燃燒室和設(shè)置在所述燃燒室的上部、使該燃燒室內(nèi)產(chǎn)生燃燒火焰的燃燒器，該球狀粉末制造裝置的特征在于，所述燃燒器具有能夠?qū)⒃戏勰┻\(yùn)送到從所述燃燒器產(chǎn)生的所述燃燒火焰中的原料運(yùn)送管，和從所述原料運(yùn)送管的外周側(cè)向所述原料運(yùn)送管內(nèi)部噴射氣體的氣體噴射部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球狀粉末制造裝置，其特征在于所述氣體噴射部具有在所述原料運(yùn)送管的管壁上形成的缺口部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球狀粉末制造裝置，其特征在于在所述原料運(yùn)送管的周圍形成有所述氣體得以流動(dòng)的氣體流道，使氣體從所述缺口部流入所述原料運(yùn)送管的內(nèi)部。
4.一種粉末處理用燃燒器，其使用燃燒火焰對(duì)原料粉末進(jìn)行預(yù)定的處理，該粉末處理用燃燒器的特征在于，它具有在頂端有開(kāi)口部、從所述開(kāi)口部向所述燃燒火焰內(nèi)供給所述原料粉末的第1供給管，供給用于解碎所述原料粉末的凝聚的凝聚解碎用氣體的第2供給管，以及連通所述第1供給管與所述第2供給管、并以預(yù)定角度向所述第1供給管導(dǎo)入所述凝聚解碎用氣體的連通部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粉末處理用燃燒器，其特征在于所述第2供給管具有在其內(nèi)部收容著第1供給管的雙層管結(jié)構(gòu)，所述凝聚解碎用氣體在所述第1供給管與所述第2供給管之間進(jìn)行流通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉末處理用燃燒器，其特征在于所述第1供給管相對(duì)于所述第2供給管是可自由裝卸的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粉末處理用燃燒器，其特征在于以所述第1供給管的軸線為基準(zhǔn)，所述預(yù)定角度是5～85°。
8.一種球狀粉末的制造方法，其在燃燒火焰內(nèi)使原料粉末熔化，藉此實(shí)現(xiàn)球狀化而得到球狀粉末，該球狀粉末的制造方法的特征在于，其包括借助于載氣將所述原料粉末運(yùn)送到所述燃燒火焰內(nèi)的運(yùn)送工序，通過(guò)在所述燃燒火焰內(nèi)進(jìn)行熔化而使之球狀化、從而得到熔化處理物的球狀化工序，以及將所述熔化處理物移送到所述燃燒火焰之外、藉此使熔化處理物得以凝固的凝固工序；其中，在所述運(yùn)送工序中，噴射對(duì)所述原料粉末施加剪切力的氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于施加所述剪切力的氣體與所述載氣是同一種類。
10.一種球狀粉末的制造方法，其特征在于，該制造方法包括下列工序表面處理工序用由高級(jí)脂肪酸、或它的衍生物、高級(jí)烴、高級(jí)醇之中的至少一種構(gòu)成的處理劑或偶聯(lián)劑對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理；和球狀粉末生成工序?qū)⒈砻嫣幚磉^(guò)的所述原料粉末投向在燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的燃燒火焰中，使其在燃燒火焰內(nèi)熔化并由此實(shí)現(xiàn)球狀化，再將所述原料粉末移動(dòng)到燃燒火焰之外進(jìn)行凝固并由此獲得球狀粉末。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于在所述表面處理工序中，以水為溶劑將所述原料粉末和所述偶聯(lián)劑混合后，通過(guò)除去水分而對(duì)所述原料粉末進(jìn)行表面處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于所述偶聯(lián)劑是甲基三甲氧基硅烷。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于所述偶聯(lián)劑相對(duì)于所述原料粉末的添加量為0.1～3.0重量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于在所述表面處理工序中，將所述原料粉末和所述處理劑加熱到預(yù)定溫度后進(jìn)行攪拌，由此對(duì)所述原料粉末進(jìn)行表面處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于所述處理劑是硬脂酸、硬脂酰胺、硬化蓖麻油之中的任意一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于所述處理劑相對(duì)于所述原料粉末的添加量為0.1～8.0重量％。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于在所述球狀粉末的生成工序中，投入到于所述燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的燃燒火焰中的所述原料粉末，在該原料粉末處于凝聚狀態(tài)時(shí)，采用使其分散的分散手段進(jìn)行分散。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的球狀粉末的制造方法，其特征在于在所述原料粉末處于凝聚狀態(tài)時(shí)，為了使其分散，對(duì)用于向燃燒火焰中供給所述原料粉末的流道，以預(yù)定的角度噴射氣體。
19.一種球狀氧化物粉末，其特征在于該球狀氧化物粉末是通過(guò)下述方法制造的，用由高級(jí)脂肪酸、或它的衍生物、高級(jí)烴、高級(jí)醇之中的至少一種構(gòu)成的處理劑或偶聯(lián)劑對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理，將進(jìn)行過(guò)所述表面處理的原料粉末投向在燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的燃燒火焰中，使其熔化并由此實(shí)現(xiàn)球狀化，再將所述原料粉末移動(dòng)到燃燒火焰之外進(jìn)行凝固；該球狀氧化物粉末的平均粒徑為5μm或以下，最大粒徑為10μm或以下。
20.一種用于通過(guò)在燃燒火焰內(nèi)熔化而得到球狀粉末的氧化物粉末，其特征在于所述氧化物的粉末的表面為防止凝聚，用由高級(jí)脂肪酸、或它的衍生物、高級(jí)烴、高級(jí)醇之中的至少一種構(gòu)成的處理劑或偶聯(lián)劑對(duì)原料粉末進(jìn)行表面處理，而且其平均粒徑為5μm或以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種球狀粉末制造裝置，其具有在上下方向上具有軸線的筒狀燃燒室和設(shè)置在燃燒室的上部、使燃燒室內(nèi)產(chǎn)生燃燒火焰的燃燒器(30)，在該球狀粉末制造裝置中，使其從構(gòu)成原料運(yùn)送通路(O)的第1供給管(61)的外周側(cè)向第1供給管(61)的內(nèi)部噴射凝聚解碎用氣體(G)。由此，可以在原料粉末的凝聚得以解碎的狀態(tài)下向燃燒火焰內(nèi)供給原料粉末，可以抑制起因于凝聚粒子的巨大粒子或未熔化粒子的產(chǎn)生。另外，在對(duì)球狀粉末制造裝置供給的原料粉末中，為防止凝聚，也可以添加硬脂酸等處理劑或偶聯(lián)劑。
文檔編號(hào)B01J19/00GK1756595SQ20048000562
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者車聲雷 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社