JP2576304Y2 - 直流ア−クによる取鍋内溶鋼加熱装置 - Google Patents
直流ア−クによる取鍋内溶鋼加熱装置Info
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- JP2576304Y2 JP2576304Y2 JP1992043174U JP4317492U JP2576304Y2 JP 2576304 Y2 JP2576304 Y2 JP 2576304Y2 JP 1992043174 U JP1992043174 U JP 1992043174U JP 4317492 U JP4317492 U JP 4317492U JP 2576304 Y2 JP2576304 Y2 JP 2576304Y2
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- arc
- electrode
- molten steel
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は取鍋に受けた溶鋼をさら
に精錬し、不純物の少ない溶鋼を得るための直流アーク
による取鍋内溶鋼加熱装置に関し、合金鋼、軸受鋼、電
磁鋼板等の高級鋼溶製の分野で広く利用されている。
に精錬し、不純物の少ない溶鋼を得るための直流アーク
による取鍋内溶鋼加熱装置に関し、合金鋼、軸受鋼、電
磁鋼板等の高級鋼溶製の分野で広く利用されている。
【０００２】
【従来の技術】転炉や電気炉などの製鋼炉において１次
精錬を行った溶鋼を取鍋に受鋼し、取鍋内で２次精錬を
行う取鍋精錬が知られている。取鍋精錬は、前記のよう
に製鋼炉で脱硫、脱燐、脱炭などを主として行い、この
１次精錬段階で生じた酸化性のスラグを除去して取鍋に
出鋼し、取鍋で新しいフラックスを添加して塩基性のス
ラグを造って還元精錬を行うものである。この取鍋精錬
は電極からのアークによる溶鋼の加熱段階とそれに続く
フラックス投入による精錬段階とに分かれている。
精錬を行った溶鋼を取鍋に受鋼し、取鍋内で２次精錬を
行う取鍋精錬が知られている。取鍋精錬は、前記のよう
に製鋼炉で脱硫、脱燐、脱炭などを主として行い、この
１次精錬段階で生じた酸化性のスラグを除去して取鍋に
出鋼し、取鍋で新しいフラックスを添加して塩基性のス
ラグを造って還元精錬を行うものである。この取鍋精錬
は電極からのアークによる溶鋼の加熱段階とそれに続く
フラックス投入による精錬段階とに分かれている。
【０００３】このため従来では、取鍋の上に可動鍋蓋を
被せ、上方より３本の電極を挿入し、３相交流電源を用
いて交流アークにより加熱していた。また例えば特開平
１−９６３２２に開示されている如く、溶鋼撹拌を行う
ために鍋底部にポーラスプラグを設け、ポーラスプラグ
を通してアルゴンなどの不活性ガスを導入している。さ
らに特開昭４９−２７４１４に開示の如く、ポーラスプ
ラグによる不活性ガス導入に加えて鍋蓋の上方からガス
吹込ランスを挿入し、不活性ガスを吹込むものもある。
被せ、上方より３本の電極を挿入し、３相交流電源を用
いて交流アークにより加熱していた。また例えば特開平
１−９６３２２に開示されている如く、溶鋼撹拌を行う
ために鍋底部にポーラスプラグを設け、ポーラスプラグ
を通してアルゴンなどの不活性ガスを導入している。さ
らに特開昭４９−２７４１４に開示の如く、ポーラスプ
ラグによる不活性ガス導入に加えて鍋蓋の上方からガス
吹込ランスを挿入し、不活性ガスを吹込むものもある。
【０００４】直流型の取鍋精錬炉としては、図３に示す
如く上部３本電極方式として、溶鋼２およびスラグ４を
収容した取鍋６の中央に陰極電極８を、両側に２本のコ
ンタクト電極として陽極電極１０を配し中央の陰極電極
８でアークを発生するものが知られている。また上部一
本電極方式として、図４に示す如く上部に１本の陰極電
極８を配し取鍋６の壁面にカーボンれんが１２を埋込
み、鋼製の鉄皮、ラグを介して鍋台車に設けた陽極銅板
１４上に積載導通するように構成したものである。さら
に上部２本の電極方式として図５に示す如く、上部にそ
れぞれ１本の陰極電極８および陽極電極１０を配置し中
央に１本のアークを発生させるものもある。
如く上部３本電極方式として、溶鋼２およびスラグ４を
収容した取鍋６の中央に陰極電極８を、両側に２本のコ
ンタクト電極として陽極電極１０を配し中央の陰極電極
８でアークを発生するものが知られている。また上部一
本電極方式として、図４に示す如く上部に１本の陰極電
極８を配し取鍋６の壁面にカーボンれんが１２を埋込
み、鋼製の鉄皮、ラグを介して鍋台車に設けた陽極銅板
１４上に積載導通するように構成したものである。さら
に上部２本の電極方式として図５に示す如く、上部にそ
れぞれ１本の陰極電極８および陽極電極１０を配置し中
央に１本のアークを発生させるものもある。
【０００５】しかしながら上記交流アークにより加熱す
る従来技術では、内径３〜４ｍ程度の取鍋内に炉蓋を貫
通して３本の電極を炉内に挿入しなければならず、鍋蓋
の貫通孔との取合いや、溶鋼撹拌用ランスの挿入口と副
原料、成分調整用合金鉄投入口との取合いが錯綜してい
て設備が複雑であるという問題点がある。このように設
備が複雑であると、通常、取鍋精錬の操業は、電極から
の交流アークによる溶鋼の加熱段階と、それに続くフラ
ックス投入による精錬段階に分かれているが、これらの
作業性が悪くなるという問題点を派生する。
る従来技術では、内径３〜４ｍ程度の取鍋内に炉蓋を貫
通して３本の電極を炉内に挿入しなければならず、鍋蓋
の貫通孔との取合いや、溶鋼撹拌用ランスの挿入口と副
原料、成分調整用合金鉄投入口との取合いが錯綜してい
て設備が複雑であるという問題点がある。このように設
備が複雑であると、通常、取鍋精錬の操業は、電極から
の交流アークによる溶鋼の加熱段階と、それに続くフラ
ックス投入による精錬段階に分かれているが、これらの
作業性が悪くなるという問題点を派生する。
【０００６】次に直流型取鍋精錬のうち、上部３本電極
方式は、上部電極が多いため構造が複雑となるばかりで
なく、電極コストが高くなり、２本の黒鉛製コンタクト
電極から溶鋼へ炭素が混入し易く、鋼中の炭素値を狂わ
す原因となる。また、上部１本電極方式は、上部電極廻
りは簡単になるが、取鍋の壁面に埋込むカーボンれんが
の構造およびその給電系統が複雑となり、取鍋耐火物が
壁面の電極廻りおよびスラグラインの両方で損傷し易
く、耐火物寿命が短くなるという問題がある。
方式は、上部電極が多いため構造が複雑となるばかりで
なく、電極コストが高くなり、２本の黒鉛製コンタクト
電極から溶鋼へ炭素が混入し易く、鋼中の炭素値を狂わ
す原因となる。また、上部１本電極方式は、上部電極廻
りは簡単になるが、取鍋の壁面に埋込むカーボンれんが
の構造およびその給電系統が複雑となり、取鍋耐火物が
壁面の電極廻りおよびスラグラインの両方で損傷し易
く、耐火物寿命が短くなるという問題がある。
【０００７】さらに、上部２本電極方式は、スラグ層が
厚いため発生するアークが長くなるので電力原単位が高
くなると共に、発生したアークが偏向し、陽極電極のコ
ンタクトによる溶鋼中の炭素量の上昇等の問題がある。
なお、上記の３方式の直流型取鍋精錬のいづれにおいて
もフラックスインジェクションによる同時処理はできな
い。電気炉操業において、電極からのアーク長さｌは電
圧Ｖによって決まり、交流電源の場合はアーク長さｌ≒
Ｖ／√２mmとなり、直流電源の場合はアーク長さｌ≒Ｖ
mmとなる。従って電極のスラグ中へのサブマージドアー
クによる溶鋼の加熱において交流に較べて直流の方がア
ーク長さｌが長いので有利である。また、交流電源によ
るアークは、周波数に合わせてアークの方向が変化して
不安定であるのに対して、直流電源の場合は、アークの
方向が安定している。
厚いため発生するアークが長くなるので電力原単位が高
くなると共に、発生したアークが偏向し、陽極電極のコ
ンタクトによる溶鋼中の炭素量の上昇等の問題がある。
なお、上記の３方式の直流型取鍋精錬のいづれにおいて
もフラックスインジェクションによる同時処理はできな
い。電気炉操業において、電極からのアーク長さｌは電
圧Ｖによって決まり、交流電源の場合はアーク長さｌ≒
Ｖ／√２mmとなり、直流電源の場合はアーク長さｌ≒Ｖ
mmとなる。従って電極のスラグ中へのサブマージドアー
クによる溶鋼の加熱において交流に較べて直流の方がア
ーク長さｌが長いので有利である。また、交流電源によ
るアークは、周波数に合わせてアークの方向が変化して
不安定であるのに対して、直流電源の場合は、アークの
方向が安定している。
【０００８】
【考案が解決しようとする課題】本考案の目的は、上記
の如き現状に鑑み、直流アークによる溶鋼の加熱の有利
な点を活かし、従来の欠点を解決できる直流アークによ
る取鍋内溶鋼加熱装置を提供するにある。
の如き現状に鑑み、直流アークによる溶鋼の加熱の有利
な点を活かし、従来の欠点を解決できる直流アークによ
る取鍋内溶鋼加熱装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本考案の要旨とするとこ
ろは次の如くである。すなわち、取鍋の上部を覆う取鍋
蓋に貫通して設けられた陰極電極および陽極電極と、前
記陰極電極および陽極電極のそれぞれの独立した昇降手
段および電圧、電流制御手段とを有して成る直流アーク
による取鍋内溶鋼加熱装置において、前記取鍋の側面外
側に電磁界を発生する導体を設け、前記陰極電極と陽極
電極および前記陰極電極と前記導体との距離をそれぞれ
ｒ 1 、ｒ 2 とし、アーク電極に流れる電流をＩ 1 とすれ
ば、前記導体に流れる電流Ｉは Ｉ＝Ｉ 1 ×ｒ 2 ／ｒ 1 となる如く、該導体を配置したことを特徴とする直流ア
ークによる取鍋内溶鋼加熱装置である。 なお、取鍋の周
辺設備は導磁率の小さい材料を使用し、導体の発生する
磁力の吸収を極力防止し、電磁界により直流アークの方
向を制御し高い効率で溶鋼の加熱を実施することができ
た。
ろは次の如くである。すなわち、取鍋の上部を覆う取鍋
蓋に貫通して設けられた陰極電極および陽極電極と、前
記陰極電極および陽極電極のそれぞれの独立した昇降手
段および電圧、電流制御手段とを有して成る直流アーク
による取鍋内溶鋼加熱装置において、前記取鍋の側面外
側に電磁界を発生する導体を設け、前記陰極電極と陽極
電極および前記陰極電極と前記導体との距離をそれぞれ
ｒ 1 、ｒ 2 とし、アーク電極に流れる電流をＩ 1 とすれ
ば、前記導体に流れる電流Ｉは Ｉ＝Ｉ 1 ×ｒ 2 ／ｒ 1 となる如く、該導体を配置したことを特徴とする直流ア
ークによる取鍋内溶鋼加熱装置である。 なお、取鍋の周
辺設備は導磁率の小さい材料を使用し、導体の発生する
磁力の吸収を極力防止し、電磁界により直流アークの方
向を制御し高い効率で溶鋼の加熱を実施することができ
た。
【００１０】
【実施例】実施例 １ 本考案の詳細を実施例１により説明する。図１は本考案
の導体を片側に設置した取鍋精錬装置を１部断面で示す
正面図である。底部にポーラスプラグ１６を埋設した取
鍋６に転炉から出鋼した溶鋼２を受け入れた後、台車１
８に乗せて搬送される。取鍋６には取鍋蓋２０が被せて
あり、中央には陰極電極８が電極ランス用孔２２を貫通
してスラグ４に浸漬している。取鍋６の縁寄りに先端が
溶鋼２に浸漬するように陽極電極１０が配置されてい
る。取鍋６の側方の外部の前記陽極電極１０の反対側に
本考案の特徴とする導体２４が配置されている。なお、
導体２４近傍の取鍋６は、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼の
如き非磁性鋼が採用されている。陰極電極８および陽極
電極１０はそれぞれ支持フレーム２６、ガイドポスト２
８、およびシリンダ３０により個別に昇降可能に支持さ
れている。交流電源３２からの交流電流は遮断機３４、
炉用トランス３６および整流装置３８を経て直流に整流
され、それぞれ陰極電極８、陽極電極１０および導体２
４に接続している。
の導体を片側に設置した取鍋精錬装置を１部断面で示す
正面図である。底部にポーラスプラグ１６を埋設した取
鍋６に転炉から出鋼した溶鋼２を受け入れた後、台車１
８に乗せて搬送される。取鍋６には取鍋蓋２０が被せて
あり、中央には陰極電極８が電極ランス用孔２２を貫通
してスラグ４に浸漬している。取鍋６の縁寄りに先端が
溶鋼２に浸漬するように陽極電極１０が配置されてい
る。取鍋６の側方の外部の前記陽極電極１０の反対側に
本考案の特徴とする導体２４が配置されている。なお、
導体２４近傍の取鍋６は、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼の
如き非磁性鋼が採用されている。陰極電極８および陽極
電極１０はそれぞれ支持フレーム２６、ガイドポスト２
８、およびシリンダ３０により個別に昇降可能に支持さ
れている。交流電源３２からの交流電流は遮断機３４、
炉用トランス３６および整流装置３８を経て直流に整流
され、それぞれ陰極電極８、陽極電極１０および導体２
４に接続している。
【００１１】
【作用】次に本考案の操作について説明する。整流装置
３８によつて整流した直流電流を電極に印加し、陰極電
極８のスラグ４中への浸漬深さを調整することによって
サブマージ直流アークにより溶鋼２を加熱する。この
時、アーク電極に流れる電流をＩ1、陰極電極８と陽極
電極１０との距離をｒ1、陰極電極８と導体２４との距
離をｒ2とすると、導体２４にはＩ＝Ｉ 1 ×ｒ 2 ／ｒ 1 の電
流が流れる如く該導体２４を調整配置する。
３８によつて整流した直流電流を電極に印加し、陰極電
極８のスラグ４中への浸漬深さを調整することによって
サブマージ直流アークにより溶鋼２を加熱する。この
時、アーク電極に流れる電流をＩ1、陰極電極８と陽極
電極１０との距離をｒ1、陰極電極８と導体２４との距
離をｒ2とすると、導体２４にはＩ＝Ｉ 1 ×ｒ 2 ／ｒ 1 の電
流が流れる如く該導体２４を調整配置する。
【００１２】一般にアークが電流磁界によって受ける力
Ｆと導体までの距離ｒ1と、導体２４中の電流Ｉとの間
にはＦ＝ｆ（Ｉ2／４ｒ2）の関係が成立するから、炉外
の導体２４中の電流Ｉを上記の如く調整すれば陰極電極
８のアークは両側からＦ＝−Ｆの作用を受けるので、ア
ークに作用する力が打ち消され、アークは湯面に対して
真直ぐになる。この作用が本考案の大きな特徴である。
なお、導体２４を流れる電流Ｉは、取鍋６の部材に非磁
性鋼が採用されていても電流Ｉによって生じる磁界は一
部が吸収されて減衰するのでその量を見込む必要があ
る。
Ｆと導体までの距離ｒ1と、導体２４中の電流Ｉとの間
にはＦ＝ｆ（Ｉ2／４ｒ2）の関係が成立するから、炉外
の導体２４中の電流Ｉを上記の如く調整すれば陰極電極
８のアークは両側からＦ＝−Ｆの作用を受けるので、ア
ークに作用する力が打ち消され、アークは湯面に対して
真直ぐになる。この作用が本考案の大きな特徴である。
なお、導体２４を流れる電流Ｉは、取鍋６の部材に非磁
性鋼が採用されていても電流Ｉによって生じる磁界は一
部が吸収されて減衰するのでその量を見込む必要があ
る。
【００１３】アークによる加熱と同時に、ポーラスプラ
グ１６からアルゴンガスを供給して取鍋６内で加熱され
る溶鋼２を撹拌して温度の均一化を図り、必要に応じて
合金鉄、副原料等を投入してその溶解も行う。このよう
にして取鍋６内の溶鋼２が２次精錬に必要な温度に上昇
したならば、直流アーク加熱を中止し、インジェクショ
ンランスを上部から挿入し、粉末状フラックスをキャリ
アガスのアルゴンと共にインジェクションして溶鋼２の
撹拌を行いつつ、脱硫、脱燐あるいは脱酸、脱窒を図る
ものである。
グ１６からアルゴンガスを供給して取鍋６内で加熱され
る溶鋼２を撹拌して温度の均一化を図り、必要に応じて
合金鉄、副原料等を投入してその溶解も行う。このよう
にして取鍋６内の溶鋼２が２次精錬に必要な温度に上昇
したならば、直流アーク加熱を中止し、インジェクショ
ンランスを上部から挿入し、粉末状フラックスをキャリ
アガスのアルゴンと共にインジェクションして溶鋼２の
撹拌を行いつつ、脱硫、脱燐あるいは脱酸、脱窒を図る
ものである。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】本考案においては、図１に示す如き直流ア
ークによる取鍋内溶鋼加熱装置において、該取鍋の側面
外側に電磁界を発生する導体を設け、該導体に流れる電
流を制御することによりアークの方向を制御して真直ぐ
にすることができ、取鍋内溶鋼を効率よく加熱すること
が可能であり、またアークによる加熱と同時にフラック
スインジェクションも実施できるので、従来よりも原単
位を向上し、処理時間を短縮することができた。さらに
表１に示す如く、取鍋精錬後の溶鋼成分においても極め
て優れた品質を得ることができた。
ークによる取鍋内溶鋼加熱装置において、該取鍋の側面
外側に電磁界を発生する導体を設け、該導体に流れる電
流を制御することによりアークの方向を制御して真直ぐ
にすることができ、取鍋内溶鋼を効率よく加熱すること
が可能であり、またアークによる加熱と同時にフラック
スインジェクションも実施できるので、従来よりも原単
位を向上し、処理時間を短縮することができた。さらに
表１に示す如く、取鍋精錬後の溶鋼成分においても極め
て優れた品質を得ることができた。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【考案の効果】本考案は上記実施例からも明らかな如
く、取鍋の側面外側に導体を設け、発生する磁界で直流
アークの方向を制御することによって、従来に比して簡
単でかつ操作が容易であるばかりでなく、溶鋼を効率よ
く加熱することが可能となり電力原単位、電極原単位等
の節減を達成できた。
く、取鍋の側面外側に導体を設け、発生する磁界で直流
アークの方向を制御することによって、従来に比して簡
単でかつ操作が容易であるばかりでなく、溶鋼を効率よ
く加熱することが可能となり電力原単位、電極原単位等
の節減を達成できた。
【図１】本考案の導体を有する実施例１に係る装置全体
を１部断面で示す正面図である。
を１部断面で示す正面図である。
【図２】 従来の上部３本電極方式の取鍋内溶鋼加熱装置
の模式断面図である。
の模式断面図である。
【図３】 従来の上部一本電極方式の取鍋内溶鋼加熱装置
の模式断面図である。
の模式断面図である。
【図４】 従来の上部２本電極方式の取鍋内加熱装置の模
式断面図である。
式断面図である。
２ 溶鋼 ４ スラグ ６ 取鍋 ８ 陰極電極 １０ 陽極電極 １６ ポーラスプラグ １８ 台車 ２０ 取鍋蓋 ２２ 電極、ランス孔 ２４ 導体 ２６ 支持フレーム ２８ ガイドポスト ３０ シリンダ ３２ 交流電源 ３４ 遮断機 ３６ 炉用トランス ３８ 整流装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21C 7/00 B22D 1/00 F27D 11/08 H05B 7/18 B22D 41/015
Claims (1)
- 【請求項１】 取鍋の上部を覆う取鍋蓋に貫通して設け
られた陰極電極および陽極電極と、前記陰極電極および
陽極電極のそれぞれの独立した昇降手段および電圧、電
流制御手段とを有して成る直流アークによる取鍋内溶鋼
加熱装置において、前記取鍋の側面外側に電磁界を発生
する導体を設け、前記陰極電極と陽極電極および前記陰
極電極と前記導体との距離をそれぞれｒ 1 、ｒ 2 とし、ア
ーク電極に流れる電流をＩ 1 とすれば、前記導体に流れ
る電流Ｉは Ｉ＝Ｉ 1 ×ｒ 2 ／ｒ 1 となる如く、該導体を配置したことを特徴とする直流ア
ークによる取鍋内溶鋼加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992043174U JP2576304Y2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | 直流ア−クによる取鍋内溶鋼加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992043174U JP2576304Y2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | 直流ア−クによる取鍋内溶鋼加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596047U JPH0596047U (ja) | 1993-12-27 |
| JP2576304Y2 true JP2576304Y2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=12656525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992043174U Expired - Lifetime JP2576304Y2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | 直流ア−クによる取鍋内溶鋼加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576304Y2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101129530B1 (ko) * | 2008-11-21 | 2012-03-29 | 황보기철 | 전기아크 반응장치에 사용되는 전극봉 어셈블리 |
| KR101269240B1 (ko) | 2010-07-01 | 2013-05-30 | 주식회사 로하스기술연구소 | 전기아크를 이용한 탄소용융 반응장치 및 이를 포함하는 열처리 장치 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4300835B2 (ja) * | 2003-03-19 | 2009-07-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 直流アーク加熱装置の絶縁監視方法および装置 |
| JP5624836B2 (ja) * | 2010-09-07 | 2014-11-12 | 特殊電極株式会社 | 取鍋予熱装置 |
| JP6772677B2 (ja) * | 2016-08-31 | 2020-10-21 | 日本製鉄株式会社 | タンディッシュ内溶鋼の加熱方法及びタンディッシュプラズマ加熱装置 |
| KR101821252B1 (ko) * | 2016-11-01 | 2018-01-23 | 주식회사 포스코 | 용강 처리 장치 및 이를 이용한 용강 처리 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6241188U (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-12 | ||
| JP2596592B2 (ja) * | 1988-07-14 | 1997-04-02 | 日立マクセル株式会社 | 磁気デイスクカートリツジ |
-
1992
- 1992-05-30 JP JP1992043174U patent/JP2576304Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101129530B1 (ko) * | 2008-11-21 | 2012-03-29 | 황보기철 | 전기아크 반응장치에 사용되는 전극봉 어셈블리 |
| KR101269240B1 (ko) | 2010-07-01 | 2013-05-30 | 주식회사 로하스기술연구소 | 전기아크를 이용한 탄소용융 반응장치 및 이를 포함하는 열처리 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0596047U (ja) | 1993-12-27 |
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