JP2001167899A - Anode torch for heating plasma - Google Patents
Anode torch for heating plasmaInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク放電により
気体をプラズマ化して得られた高温のプラズマにより、
固体、液体あるいは気体を加熱するプラズマ加熱装置に
係り、さらに詳しくは、プラズマを発生させるプラズマ
トーチの寿命延長技術に関するものである。The present invention relates to a high-temperature plasma obtained by converting a gas into a plasma by arc discharge.
The present invention relates to a plasma heating apparatus for heating a solid, liquid, or gas, and more particularly, to a technique for extending the life of a plasma torch for generating plasma.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、溶融金属、例えば溶融した鉄に対
して、プラズマ加熱装置による加熱が行われている。そ
のプラズマ加熱用トーチの内、アノードトーチの先端に
プラズマを発生させる非消耗性の電極が設置されてお
り、電極材質は、銅または他の非消耗性金属からなって
いる。2. Description of the Related Art In recent years, a molten metal, for example, molten iron has been heated by a plasma heating apparatus. Of the plasma heating torch, a non-consumable electrode for generating plasma is installed at the tip of the anode torch, and the electrode material is made of copper or other non-consumable metal.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本来、プラズマ加熱装
置では、プラズマ電極から直接加熱対象物に流れるので
あるが、その使用状況によってプラズマ電流が電極から
直接加熱対象物の間に流れるのではなく、電極１からそ
の周囲に位置するノズル４を介して加熱対象物に流れる
ケースが発生する。これをサイドアーク９と称す（図１
参照）。Originally, in the plasma heating apparatus, the plasma current flows directly from the plasma electrode to the object to be heated. However, depending on the use condition, the plasma current does not flow directly from the electrode to the object to be heated. A case occurs in which the heat flows from the electrode 1 to the object to be heated via the nozzle 4 located around the electrode. This is called a side arc 9 (FIG. 1).
reference).
【０００４】サイドアークが発生すると、ノズルあるい
は、本来アークで使用しない電極部分にプラズマアー
ク、すなわちプラズマ電子が到達し、その箇所が溶損す
る。電極やノズルが溶損して水漏れに至ると操業あるい
は、溶融金属の品質などに支障を来し、トーチを交換せ
ざるを得なくなる。トーチ交換時には操業を停止する必
要があり、電極の寿命延長が操業安定などのための大き
な課題となっていた。When a side arc is generated, a plasma arc, that is, a plasma electron reaches a nozzle or an electrode portion which is not originally used for the arc, and the portion is melted. If the electrodes and nozzles are melted and water leaks, the operation or the quality of the molten metal is hindered, and the torch must be replaced. When replacing the torch, it is necessary to stop the operation, and extending the life of the electrode has been a major issue for stable operation.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明者らが検討した結果、電極の材質を周囲のノ
ズルに比較して、導電率の高い材質を使用することによ
り、加熱対象物からのプラズマ電子をノズルよりも電極
に積極的に到達させることができ、それによってサイド
アーク発生比率を低減させることができることを知見
し、本発明を完成するに至った。As a result of investigations made by the present inventors to solve the above-mentioned problems, the material of the electrode is compared with that of the surrounding nozzles, and by using a material having a higher conductivity, the heating is performed. The inventors have found that plasma electrons from the object can more positively reach the electrode than the nozzle, thereby reducing the side arc generation ratio, and completed the present invention.
【０００６】すなわち、本発明の要旨は次の通りであ
る。 （１）アノード電極と当該電極を囲むノズルからなり、
前記アノード電極とノズルの間にプラズマガスの流通路
を設けたプラズマトーチにおいて、前記電極の導電率が
前記ノズルの導電率に比較して高いことを特徴とするプ
ラズマ加熱用アノードトーチ。 （２）前記電極の材質がＺｒ銅またはＣｒ銅であり、前
記ノズルの材質がＣｒ−Ｚｒ銅であることを特徴とする
（１）記載のプラズマ加熱用アノードトーチ。 （３）前記電極の材質が無酸素銅であり、上記ノズルの
材質がＺｒ銅、Ｃｒ銅またはＣｒ−Ｚｒ銅であることを
特徴とする（１）記載のプラズマ加熱用アノードトー
チ。That is, the gist of the present invention is as follows. (1) An anode electrode and a nozzle surrounding the electrode,
An anode torch for plasma heating, wherein the conductivity of the electrode is higher than the conductivity of the nozzle in a plasma torch having a plasma gas flow path between the anode electrode and a nozzle. (2) The anode for plasma heating according to (1), wherein the material of the electrode is Zr copper or Cr copper, and the material of the nozzle is Cr-Zr copper. (3) The anode torch for plasma heating according to (1), wherein the material of the electrode is oxygen-free copper, and the material of the nozzle is Zr copper, Cr copper or Cr-Zr copper.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】次に、本発明を実際に適用した例
によって本発明を更に詳細に説明する。図１は、アノー
ドトーチを拡大して示したものである。アノードトーチ
先端は、平坦な端部の電極１と該電極１を取り巻くよう
にノズル４が配置されている。なお、図において、２は
電極アセンブリー、３は電極１内部のクーリングチュー
ブ、５はノズルアセンブリー、６はクーリングチューブ
３内の冷却水流れ方向、７は電極１とノズル４間のプラ
ズマガス流れ方向、８は本来のプラズマアークをそれぞ
れ示す。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples in which the present invention is actually applied. FIG. 1 is an enlarged view of the anode torch. At the tip of the anode torch, a flat end electrode 1 and a nozzle 4 are arranged so as to surround the electrode 1. In the drawing, reference numeral 2 denotes an electrode assembly, 3 denotes a cooling tube inside the electrode 1, 5 denotes a nozzle assembly, 6 denotes a flow direction of cooling water in the cooling tube 3, and 7 denotes a plasma gas flow direction between the electrode 1 and the nozzle 4. , 8 indicate the original plasma arc, respectively.
【０００８】本実施例では、上記の電極１にＺｒ銅（導
電率９０％ＩＡＣＳ）を、ノズル４にＣｒ−Ｚｒ銅（導
電率８０％ＩＡＣＳ）を適用した。また、比較ケースと
して、電極とノズルに同レベルの導電率の材質である、
電極に無酸素銅（導電率１００％ＩＡＣＳ）、ノズルに
タフピッチ銅（導電率１００％ＩＡＣＳ）を適用し、本
発明トーチと比較した。その結果、比較トーチに対し、
本発明によるトーチのサイドアーク発生率はほぼ半減し
た。In the present embodiment, Zr copper (conductivity 90% IACS) is applied to the electrode 1 and Cr-Zr copper (conductivity 80% IACS) is applied to the nozzle 4. Further, as a comparative case, the electrode and the nozzle are made of a material having the same level of conductivity.
Oxygen-free copper (conductivity 100% IACS) was applied to the electrode, and tough pitch copper (conductivity 100% IACS) was applied to the nozzle, and compared with the torch of the present invention. As a result, for the comparative torch,
The side arc occurrence rate of the torch according to the present invention was almost halved.
【０００９】[0009]
【発明の効果】以上のように本発明によると、サイドア
ークの発生を低減し得るため、トーチの寿命が伸び、交
換の頻度が減少し、例えば、タンディッシュの溶鋼加熱
装置の稼働率が上昇し、連続鋳造操業の安定化や品質悪
化防止に大きく貢献できた。As described above, according to the present invention, the occurrence of side arcs can be reduced, so that the life of the torch is extended, the frequency of replacement is reduced, and, for example, the operating rate of a molten steel heating device for a tundish increases. This has contributed greatly to stabilizing the continuous casting operation and preventing quality deterioration.
【図１】本発明を適用するプラズマトーチの拡大図。FIG. 1 is an enlarged view of a plasma torch to which the present invention is applied.
１ 電極 ２ 電極アセンブリー ３ クーリングチューブ ４ ノズル ５ ノズルアセンブリー ６ 冷却水流れ方向 ７ プラズマガス流れ方向 ８ 本来のプラズマアーク ９ サイドアーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode 2 Electrode assembly 3 Cooling tube 4 Nozzle 5 Nozzle assembly 6 Cooling water flow direction 7 Plasma gas flow direction 8 Original plasma arc 9 Side arc
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 欣晃 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 土岐 正弘 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 三武 裕幸 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 山村 和人 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 河内 毅 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (72) Inventor Yoshiaki Kimura 1 Kimitsu, Kimitsu-shi, Chiba Inside Nippon Steel Corporation Kimitsu Works (72) Inventor Masahiro Toki 1 Kimitsu, Kimitsu-shi, Chiba Nippon Steel Inside Kimitsu Works, Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Mitake 20-1, Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Kazuto Yamamura 20-1, Shintomi, Futtsu-shi, Chiba New Japan (72) Inventor Takeshi Kawachi 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation Technology Development Division
Claims (3)
なり、前記アノード電極とノズルの間にプラズマガスの
流通路を設けたプラズマトーチにおいて、前記電極の導
電率が前記ノズルの導電率に比較して高いことを特徴と
するプラズマ加熱用アノードトーチ。1. A plasma torch comprising an anode electrode and a nozzle surrounding the electrode, wherein a conductivity of the plasma gas is provided between the anode electrode and the nozzle. An anode torch for plasma heating characterized by a high height.
あり、前記ノズルの材質がＣｒ−Ｚｒ銅であることを特
徴とする請求項１記載のプラズマ加熱用アノードトー
チ。2. An anode torch for plasma heating according to claim 1, wherein a material of said electrode is Zr copper or Cr copper, and a material of said nozzle is Cr-Zr copper.
ノズルの材質がＺｒ銅、Ｃｒ銅またはＣｒ−Ｚｒ銅であ
ることを特徴とする請求項１記載のプラズマ加熱用アノ
ードトーチ。3. An anode torch for plasma heating according to claim 1, wherein a material of said electrode is oxygen-free copper, and a material of said nozzle is Zr copper, Cr copper or Cr-Zr copper.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34972299A JP2001167899A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Anode torch for heating plasma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34972299A JP2001167899A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Anode torch for heating plasma |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001167899A true JP2001167899A (en) | 2001-06-22 |
Family
ID=18405668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34972299A Withdrawn JP2001167899A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Anode torch for heating plasma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001167899A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002064290A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Nippon Steel Corporation | Plasma torch for heating molten steel |
-
1999
- 1999-12-09 JP JP34972299A patent/JP2001167899A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002064290A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Nippon Steel Corporation | Plasma torch for heating molten steel |
| US6794600B2 (en) | 2001-02-14 | 2004-09-21 | Nippon Steel Corporation | Plasma torch used for heating molten steel |
| AU2002232195B2 (en) * | 2001-02-14 | 2005-12-01 | Nippon Steel Corporation | Plasma torch for heating molten steel |
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