KR100497640B1 - Apparatus for manufacturing the fiber and sheet of metal and intermetallic compound, using plasma torch - Google Patents

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KR100497640B1 KR10-2002-0064774A KR20020064774A KR100497640B1 KR 100497640 B1 KR100497640 B1 KR 100497640B1 KR 20020064774 A KR20020064774 A KR 20020064774A KR 100497640 B1 KR100497640 B1 KR 100497640B1
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Abstract

본 발명은 정량적으로 공급된 원료금속을 플라즈마 토치를 이용하여 용융시켜 회전하는 휠에 안정적으로 공급하여 여과장치, 필터류, 고효율 저공해용 버너, 전자파 차폐용, 정전기 방전, 콘크리트 강화 및 복합 재료용 등 광범위한 영역에 적용되는 내열, 고온강도의 금속섬유를 제조하기 위한 플라즈마 토치를 이용한 용융이 가능한 금속, 비금속, 금속간화합물 등을 이용하여 섬유, 박판, 파우더 등을 제조하는 제조장치에 관한 것으로서, 장치 상부에 설치된 다수의 원료저장호퍼(1a,1b,1c)로부터 정량 이송된 원료를 혼합하는 혼합기(3)와; 이로부터 혼합 배출된 원료를 이송받아 저장 배출하면서 불활성가스가 공급되는 원료공급호퍼(4)와; 이의 공급관(6)이 상부에 관통 설치되면서 하부에는 용융물 레벨을 감지하는 감지수단(29)을 구비하는 용융챔버(7)와; 이의 상부에서 수직 관통하는 플라즈마 토치(8)와; 플라즈마 토치(8)의 아크에 의하여 용융된 용융물(12)을 배출하도록 용융챔버(7)의 하부면에 형성되는 용융물 배출구(13) 및 이의 일측부에 경사형으로 관통 형성되는 불활성가스 취입구(14)와; 상기 배출구(13)로부터 배출되는 용융물(12)을 섬유 또는 박판물로 제조하도록 상기 용융챔버(7)의 하부에 형성되는 제조실(15)에 회전가능하도록 설치되는 고속회전롤(26)과; 이로부터 제조되는 고온의 섬유 또는 박판물을 단계별로 냉각하는 다수의 냉각실(19,20)로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공한다.The present invention melts quantitatively supplied raw metal using a plasma torch and stably supplies it to a rotating wheel, thereby providing a wide range of filters, filters, high efficiency low pollution burners, electromagnetic shielding, electrostatic discharge, concrete reinforcement, and composite materials. The present invention relates to a manufacturing apparatus for manufacturing fiber, sheet, powder, etc. using a metal, nonmetal, intermetallic compound, etc., which can be melted using a plasma torch for producing metal fibers of heat and high temperature strength applied to a region. A mixer (3) for mixing the raw materials quantitatively transferred from the plurality of raw material storage hoppers (1a, 1b, 1c) installed in the; A raw material supply hopper 4 to which inert gas is supplied while receiving and storing the mixed discharged raw materials therefrom; A melting chamber 7 having a supply means 6 through which the supply pipe 6 is installed in the upper portion and a sensing means 29 for detecting a melt level; A plasma torch 8 penetrating vertically thereon; The melt discharge port 13 is formed on the lower surface of the melting chamber 7 to discharge the molten melt 12 by the arc of the plasma torch 8, and the inert gas inlet is formed obliquely through the one side thereof ( 14); A high-speed rotary roll 26 rotatably installed in a manufacturing chamber 15 formed below the melting chamber 7 so as to manufacture the melt 12 discharged from the discharge port 13 into fibers or thin plates; It provides a fiber and sheet manufacturing apparatus of metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that consisting of a plurality of cooling chambers (19, 20) for cooling step by step the high-temperature fiber or sheet produced therefrom.

Description

플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING THE FIBER AND SHEET OF METAL AND INTERMETALLIC COMPOUND, USING PLASMA TORCH}FIELD OF MANUFACTURING THE FIBER AND SHEET OF METAL AND INTERMETALLIC COMPOUND, USING PLASMA TORCH}

본 발명은 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정량적으로 공급된 원료금속을 플라즈마 토치를 이용하여 용융시켜 회전하는 휠에 공급하여 여과장치, 필터류, 고효율 저공해용 버너, 전자파 차폐용, 정전기 방전, 콘크리트 강화 및 복합 재료용 등 광범위한 영역에 적용되는 고순도의 금속섬유를 제조하기 위한 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber and sheet manufacturing apparatus for metals and intermetallic compounds using a plasma torch, and more particularly, to supplying a quantitatively supplied raw metal to a rotating wheel by melting the plasma using a torch. Of high efficiency low pollution burner, electromagnetic shielding, electrostatic discharge, concrete reinforcement and composite materials for plasma and sheet metal manufacturing apparatus of metal and intermetallic compound using plasma torch for high purity metal fiber will be.

일반적으로, 금속섬유는 금속 특유의 성질과 동시에 섬유의 유연성을 지니고 있기 때문에 극악한 환경 하에서 적용되는 여과장치, 필터류, 고효율 저공해용 버너, 전자파 차폐용, 정전기 방전, 콘크리트 강화 및 복합 재료용 등 광범위한 영역에 있어서 실용화되고 있다.In general, metal fiber has the characteristics of metal and the flexibility of the fiber, so it has a wide range of fields such as filtration device, filter, high efficiency low pollution burner, electromagnetic shielding, electrostatic discharge, concrete reinforcement, and composite material which are applied under harsh environment. It has been put into practical use.

특히 연료 전지용 전극이나 화학 반응용 촉매류, 배기가스 여과장치 등 단위 부피당 넓은 표면적이 요구되는 분야에서의 응용이 광범위하게 진행되고 있는 실정이다. In particular, applications are widely applied in fields requiring a large surface area per unit volume, such as fuel cell electrodes, chemical reaction catalysts, and exhaust gas filtration devices.

기존 금속 섬유 제조 공정은 다발 인발법(Bundle Drawing), 진동 절삭법등과 같은 소성변형을 주요 제조 방법으로 채용한공정과 단롤 멜트 스피닝(Single Roll Melt Spinning), 멜트 익스트렉션(Melt Extraction), 멜트 드랙깅(Melt Dragging),듀얼롤 멜트 스피닝(Dual Roll Melt Spinning) 등 과 같은 급속 응고법(Rapid Solidification)을 기본 공정으로 채용하여 제조 되어진다.Existing metal fiber manufacturing process adopts plastic deformation such as Bundle Drawing and Vibration Cutting as the main manufacturing methods, Single Roll Melt Spinning, Melt Extraction, Melt It is manufactured by adopting Rapid Solidification as a basic process such as drag dragging and dual roll melt spinning.

이러한 기본 공정들 중 현재 양산에 성공적으로 적용되어 실제 제품을 생산하고 있는 방법으로는 다발 인발법 및 단롤 멜트 스피닝법이 대표적인 금속섬유 제조공정이라 할 수 있다.Among these basic processes, the bundle drawing method and the single roll melt spinning method are the representative metal fiber manufacturing processes that have been successfully applied to mass production and produce actual products.

상기 다발 인발법의 경우에는 원소재의 구성 성분과 동일한 금속 섬유를 제조할 수 있으며, 금속 섬유의 물리-화학적 특성이 벌크재의 특성과 동일하여 금속 섬유의 품질이 가장 우수한 것으로 알려져 있으며 실제 금속 섬유로 제조된 각종 부품에 주로 적용되고 있다.In the case of the bundle drawing method, the same metal fiber as the constituent of the raw material can be manufactured, and the physical-chemical properties of the metal fiber are the same as those of the bulk material, so that the quality of the metal fiber is known to be the best and the actual metal fiber Mainly applied to various manufactured parts.

그러나 실제 생산공정에서 과도한 소성 변형과 회복을 위한 열처리 공정이 복합적으로 진행됨에 따라 그 생산 원가는 지수 급수적으로 증가하여 스테인리스 304 기준으로 원소재 가격은 대략 ㎏ 당 3000원 정도이나 금속섬유의 가격은 그 100배 이상을 호가하는 상당히 높은 가격을 형성하고 있다.However, as the actual heat-treatment process for excessive plastic deformation and recovery proceeds in combination, the production cost increases exponentially, and the raw material price is about 3000 won per kg based on stainless steel 304. The price is very high, with more than 100 times the price.

또한, 급속응고 공정의 하나인 상기 멜트 스피닝법은 기존 소재를 용융상태에서 고속으로 회전하는 롤에 직접 분사하여 판재나, 선재를 만드는 방법으로 급속 응고 공정 적용이 가능하여 고강도 경량 합금 제조에 필요로 하는 분말이나 리본 형태의 스트립 제조 공정에 적용될 수 있으며,In addition, the melt spinning method, which is one of the rapid solidification processes, can be applied to a rapid solidification process by directly injecting an existing material into a roll rotating at high speed in a molten state to form a plate or a wire rod, which is required for manufacturing a high strength lightweight alloy. It can be applied to the strip manufacturing process in the form of powder or ribbon,

이점으로는 생산공정이 간단하고 단위 중량당 제조 원가가 낮은 장점을 가지고 있으나, 멜트스피닝법은 용융장치등 대용량의 부가 장치가 필요하며 진공 중에서 작업시 증기압 차이로 인해 원소재 내 합금 원소의 증발로 인하여 원소재의 조성과 상이한 형태의 금속 섬유가 제조될 수 있으며, 금속 섬유의 구경대 길이 비의 조절이 용이하지 않고 주입속도에 따라 제품 품질이 균일하지 않은 단점을 가지고 있다.Its advantages include the simple production process and low manufacturing cost per unit weight. However, the melt spinning method requires a large amount of additional equipment such as a melter and the evaporation of alloying elements in raw materials due to the difference in vapor pressure during working in vacuum. Due to the composition of the raw material and a metal fiber can be produced in a different form, there is a disadvantage that the adjustment of the diameter ratio of the length of the metal fiber is not easy and the product quality is not uniform according to the injection speed.

특히, 멜트스피닝법은 대량생산이나 혹은 정밀한 품질 제어에 의한 제품의 생산이 어려운 공정상의 한계를 가지고 있으며 용융 금속을 분사하는 노즐의 수명이 제한됨에 따라 고융점 금속에 적합하지 않다는 단점을 가지고 있다.In particular, the melt spinning method has a disadvantage in that it is difficult to mass-produce or produce products by precise quality control, and has a disadvantage in that it is not suitable for high melting point metals due to the limited lifetime of nozzles for injecting molten metal.

또한, 기존의 멜트 스피닝법에 이용되는 용융방식은 주로 인덕션(Induction)에 의한 유도가열방식으로서, 이러한 가열방식은 가열되는 챔버, 즉 가열분위기를 금속 및 비금속재료의 용융시 산화를 방지하기 위하여 고진공 상태로 유지하여야 하는 문제점이 있으며,In addition, the melting method used in the conventional melt spinning method is mainly an induction heating method by induction, and this heating method is a high vacuum in order to prevent oxidation during melting of the metal and nonmetallic material in the chamber, that is, the heating atmosphere. There is a problem that must be kept in a state,

더욱이, 고주파 유도코일을 이용하여 가열하는 방식은 금속막대의 온도를 단순히 출력만으로 제어하기 곤란할 뿐만 아니라, 순간적인 온도의 변동이 심하며,Moreover, the heating method using the high frequency induction coil is not only difficult to control the temperature of the metal rod by simply outputting, but also causes a sudden change in temperature.

특히, 용융금속의 온도를 측정하기 위한 열전대를 사용할 경우, 유도코일에 의해 발생되는 자기장과 고주파로 인하여 열전대의 오동작이 유발될 수 있으며, 광학적인 방법으로 온도를 측정하고자 하는 경우에는 용융금속이 유도코일에 의해 차단되기 때문에 측정할 수 있는 부위가 극히 한정되는 문제점이 있다.In particular, when using a thermocouple for measuring the temperature of the molten metal, the magnetic field and the high frequency generated by the induction coil may cause a malfunction of the thermocouple, and when the temperature is measured by an optical method, the molten metal is induced Since it is blocked by the coil, there is a problem that the area that can be measured is extremely limited.

또한 주변장치 및 디스크회전에 의해 발생하는 진동과 순간적인 온도변동의 영향으로 유도코일 내부에 있던 용융금속이 자중을 극복하지 못하고 용락되어 용융금속의 공급이 안정적이지 못하게 되어 생산효율이 현저히 저하되는 등 여러 가지 문제점이 있다.In addition, due to the vibration caused by the peripheral device and the disk rotation and the instantaneous temperature fluctuation, the molten metal inside the induction coil does not overcome its own weight and melts, and the supply of molten metal becomes unstable, resulting in a significant decrease in production efficiency. There are several problems.

또한, 대한민국 특허공개2001-82884호에 “금속섬유 제조장치 및 방법”이 개시되어 있으나, 이는 금속판재를 용해하여 사용하는 것이므로 종래에 비하여 설비가 간단해지는 이점은 있으나, 회전디스크가 하나인 경우에는 유도코일에서 발생된 유도기전력에 의해 용해된 금속판재와 디스크의 날에 전류의 흐름이 생기지 않지만, 다수개의 날에 용해된 금속판재가 존재하였을 경우에는 수없이 교번되는 유도기전력에 의해 인접하는 디스크의 날과 용해된 금속판재와의 사이에 회로가 형성되어 전류가 흐르게 되므로 그 접촉부분에서 스파크현상이 발생하여 연속적으로 금속섬유가 형성되어 나오지 못하고 금속섬유가 절단되거나 알갱이가 형성되는 현상이 나타나는 것으로 알려져 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 2001-82884 discloses "Metal Fiber Manufacturing Apparatus and Method", but since it is used to dissolve the metal plate material has the advantage of simplifying the installation compared to the prior art, in the case of one rotating disk Although no current flows on the molten metal sheet and the disk blades due to the induced electromotive force generated in the induction coil, the adjacent disk blades are alternated by numerous alternating induced electromotive forces when there are molten metal sheets on the blades. It is known that a circuit is formed between the molten metal plate and the current flows, so that a spark phenomenon occurs at the contact portion and metal fiber is not continuously formed, and metal fiber is cut or granulated. .

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 정량적으로 제어 공급된 원료금속을 순간에너지(열량)가 높아 연속으로 피처리물(재료)을 넣어도 순간적으로 용융되는 열플라즈마 토치를 이용하여 용융시켜 하방 또는 측방으로 회전하는 휠에 배출하여 여과장치, 필터류, 고효율 저공해용 버너, 전자파 차폐용, 정전기 방전, 콘크리트 강화 및 복합 재료용 등 광범위한 영역에 적용되는 고순도의 금속섬유를 제조하기 위한 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention melts down by using a thermal plasma torch that is quantitatively controlled and supplied with a thermal plasma torch that is instantaneously melted even when a workpiece (material) is continuously inserted due to high instantaneous energy (heat). Alternatively, the plasma torch is used to produce high-purity metal fibers that are applied to a wide range of areas such as filtration devices, filters, high efficiency low pollution burners, electromagnetic shielding, electrostatic discharge, concrete reinforcement, and composite materials. It is an object of the present invention to provide a fiber and sheet manufacturing apparatus for metals and intermetallic compounds.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 장치 상부에 설치된 다수의 원료저장호퍼로부터 정량 이송된 원료를 혼합하는 혼합기와; 상기 혼합기로부터 혼합 배출된 원료를 이송받아 저장 배출하면서 불활성가스가 공급되는 원료공급호퍼와; 상기 원료공급호퍼의 공급관이 상부에 관통 설치되면서 하부에는 용융물 레벨을 감지하는 감지수단을 구비하는 용융챔버와; 상기 용융챔버의 상부에서 수직 관통하여 상승 및 하강 가능한 플라즈마 토치와; 상기 플라즈마 토치의 아크에 의하여 용융된 용융물을 배출하도록 상기 용융챔버의 하부면에 형성되는 용융물 배출구 및 이의 일측부에 경사형으로 관통 형성되는 불활성가스 취입구와; 상기 배출구로부터 배출되는 용융물을 섬유 또는 박판물로 제조하도록 상기 용융챔버의 하부에 형성되는 제조실에 회전가능하도록 설치되는 고속회전롤과; 상기 고속회전롤로부터 제조되는 고온의 섬유 또는 박판물을 단계별로 냉각하는 다수의 냉각실로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises a mixer for mixing the raw material quantitatively transferred from a plurality of raw material storage hopper installed in the upper portion; A raw material supply hopper to which an inert gas is supplied while receiving and storing the mixed discharged raw materials from the mixer; A melting chamber having a sensing means for sensing a melt level in a lower portion of the feed pipe of the raw material supply hopper; A plasma torch capable of raising and lowering vertically through the upper portion of the melting chamber; A melt discharge port formed on a lower surface of the melting chamber and an inert gas inlet formed obliquely on one side thereof so as to discharge the melt melted by the arc of the plasma torch; A high-speed rotary roll rotatably installed in a manufacturing chamber formed below the melting chamber to manufacture the melt discharged from the outlet into fibers or thin plates; It provides a metal and intermetallic compound fiber and sheet manufacturing apparatus using a plasma torch, characterized in that consisting of a plurality of cooling chambers for cooling the high-temperature fiber or sheet produced from the high-speed rotary roll in stages.

또한, 본 발명은 상기 용융물 배출구가 상기 용융챔버의 하측방부에 관통 형성되어 이의 외측에 설치되는 용탕받이에 용융물을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공하며,In another aspect, the present invention is the fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that the melt discharge port is penetrated through the lower side of the melting chamber to supply the melt to the molten metal is installed on the outside thereof. To provide

상기 고속회전롤은 열전도가 좋은 고융점 금속, 구리 또는 구리합금, 지르코늄합금, 세라믹 재질로 조성되면서 그 표면형상이 평면형상이거나 요철형상인 것을 특징으로 하면서 회전속도가 제어 가능하면서 내부가 냉각수로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공하게 된다.The high-speed rotary roll is made of a high melting point metal, copper or copper alloy, zirconium alloy, ceramic material with good thermal conductivity, and its surface shape is planar or uneven, and the rotation speed is controllable, while the inside is cooled with coolant. It is to provide a fiber and sheet manufacturing apparatus of a metal and intermetallic compound using a plasma torch.

본 발명을 구성하는 상기 다수의 원료저장호퍼 및 원료공급호퍼는 각각의 배출관에 원료의 정량 배출제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하며,The plurality of raw material storage hopper and the raw material supply hopper constituting the present invention is characterized in that each discharge pipe is provided with a quantitative discharge control means of the raw material,

상기 용융챔버는 이에 취입되어 사용된 불활성가스의 정제 및 재활용을 위하여 배출되는 불활성가스를 포집하여 정제하도록 집진기가 부착된 1차 반응조와, 이로부터 정제된 불활성가스를 냉각시키는 냉각조와, 이로부터 냉각 배출된 불활성가스를 고순도로 정제하는 불활성가스 정제조와, 이로부터 정제되어 배출되는 불활성가스를 저장하는 저장조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공한다.The melting chamber is a primary reaction tank equipped with a dust collector to collect and purify the inert gas discharged for purification and recycling of the inert gas used and used therein, a cooling tank for cooling the inert gas purified therefrom, and cooling therefrom. Fiber and sheet production of metal and intermetallic compounds using a plasma torch, comprising: an inert gas purification tank for purifying the discharged inert gas with high purity; and a storage tank for storing the inert gas purified and discharged therefrom Provide the device.

한편, 본 발명은 상기 고속회전롤이 회전가능하도록 설치되는 제조실에 이에 취입되는 불활성가스의 정제 및 재활용을 위하여 배출되는 불활성가스를 포집하여 정제하는 불활성가스 정제조와, 이로부터 정제되어 배출되는 불활성가스를 저장하는 저장조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공하게 된다.On the other hand, the present invention is an inert gas purification tank for collecting and purifying the inert gas discharged for the purification and recycling of the inert gas blown in the manufacturing chamber installed so that the high-speed rotary roll is rotatable, and is purified and discharged therefrom It is to provide a fiber and sheet manufacturing apparatus of a metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that it comprises a reservoir for storing an inert gas.

또한, 본 발명을 구성하는 상기 용융챔버 및 제조실은 각각의 내부공간을 감시할 수 있도록 감시창 및 감시카메라가 설치되고, 상기 냉각실이 독립적으로 개방 또는 폐쇄되도록 슬라이딩 도어 및 육안으로 내부를 감시할 수 있는 감시창을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 제공하게 된다.In addition, the melting chamber and the manufacturing chamber constituting the present invention is equipped with a monitoring window and a monitoring camera to monitor the respective internal space, and the interior of the cooling chamber to monitor the interior with a sliding door and the naked eye so as to open or close independently. It provides a fiber and sheet manufacturing apparatus of metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that it comprises a monitoring window.

본 발명에 적용된 플라즈마 토치에서 발생되는 열플라즈마(Thermal plasma)는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형(Local Thermodynamic Equilibrium) 상태를 유지하여 구성입자가 모두 섭씨 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 불꽃 형태를 이루고 있다.Thermal plasma generated in the plasma torch applied to the present invention is a partially ionized gas mainly composed of electrons, ions, and neutral particles (atoms and molecules) generated by arc discharge, and is known as Local Thermodynamic Equilibrium. By maintaining their state, the particles all form a high-speed jet flame with the same temperature, ranging from thousands to tens of thousands of degrees Celsius.

이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 다양하고 효율적이며 환경 면에서 깨끗한 고온 열원이나 물리화학 반응로로 사용되어, 여러 산업분야에서 첨단기술에 활용되고 있다.By utilizing the characteristics of thermal plasma having high temperature, high heat capacity, high speed, and a large amount of active particles, it is used as a high temperature heat source or physicochemical reactor that is various and efficient and clean in the environment. have.

현재 열플라즈마 기술은 소재, 산업설비제조 공정과 폐기물처리 및 재활용으로 나뉘어 그 개발이 진행되고 있으며, 소재공정기술은 열플라즈마를 이용한 신물질 창출, 신소재 생산 및 가공 등에 활용되고 있으며 표면경화용도로 플라즈마 용사코팅, 플라즈마 코팅(PVD), 열플라즈마 화학증착(TPCVD)등에 사용되고 있으며 금속의 절단, 용접, 용융 등의 산업분야에 널리 쓰이고 있다.At present, thermal plasma technology is divided into materials, industrial equipment manufacturing process, waste treatment and recycling, and the material processing technology is used to create new materials, produce and process new materials using thermal plasma, and use plasma spray for surface hardening. It is used in coating, plasma coating (PVD), thermal plasma chemical vapor deposition (TPCVD), etc., and is widely used in industrial fields such as cutting, welding and melting of metal.

폐기물처리 기술은 고온고열의 플라즈마 소각로를 사용해서 생활 및 산업 폐기물을 열분해 또는 유리화 시켜 유해물질 파괴와 부피감량을 통해 공해문제를 해결하려는 환경기술로 석탄가스화도 이에 속하는 기술분야로 볼 수 있다.Waste treatment technology is an environmental technology that solves pollution problems by destroying harmful substances and reducing volume by pyrolyzing or vitrifying household and industrial wastes using high temperature and high temperature plasma incinerators.

상기한 공정들에 있어서 열플라즈마 발생장치는 고온고열로 대상재료를 용융, 기화 시켜 물리적 상변화를 유발하는 열원의 역할을 하거나 생성시킨 이온, 들뜬 원자 및 분자 등과 같은 라디칼에 의해 화학반응을 촉진하는 화학반응로로서 작용하는 경우가 많다.In the above processes, the thermal plasma generator is used as a heat source to induce physical phase change by melting and vaporizing a target material at high temperature and high temperature, or to promote chemical reaction by radicals such as ions, excited atoms and molecules generated. Often acts as a chemical reactor.

이와 같은 열플라즈마 기술은 우리나라 산업의 근간을 이루고 있는 재료, 전기전자, 일반기계, 자동차, 항공, 조선, 제철제강, 섬유, 인쇄, 원자력, 전력, 화학, 의료, 환경 산업분야에 있어 한계기술 극복, 신기술 창출, 에너지이용 효율화, 생산성 향상, 공해 극소화, 경제성 제고에 핵심적인 역할을 할 수 있어서 다가오는 21세기에 매우 중요한 첨단기술로 부각되고 있는 실정이다.Such thermal plasma technology overcomes limitations in the fields of materials, electrical and electronics, general machinery, automobiles, aviation, shipbuilding, steelmaking, textiles, printing, nuclear power, power, chemical, medical, and environmental industries. It is emerging as a very important high technology in the upcoming 21st century because it can play a key role in creating new technology, efficient use of energy, improving productivity, minimizing pollution and enhancing economic efficiency.

상기와 같은 플라즈마 공정에 사용되는 열플라즈마의 생성은, 도 1a의 (A) 및 (B)도에 도시된 직류아크(DC Arc) 방전이나, (C)도에 도시된 고주파 유도결합(RF Inductively Coupled) 방전에 의해 이루어진다.The generation of thermal plasma used in the plasma process as described above may be performed by direct current arc (DC Arc) discharge shown in FIGS. 1A and 1B, or high frequency inductive coupling shown in FIG. Coupled) discharge.

원리적으로는 모두 대상 기체에 강한 전장을 발생시켜 가속된 전자들의 연속된 충돌에 의해 충분한 전하 입자가 생성되어 전기전도성을 갖는 절연파괴에 이르도록 하여, 고전류가 흐르는 아크 방전으로 플라즈마 상태를 유지시킨다.In principle, all of them generate a strong electric field in the target gas, so that sufficient charge particles are generated by successive collisions of accelerated electrons, leading to dielectric breakdown with electrical conductivity, thereby maintaining a plasma state with an arc discharge with high current flow. .

도 1a의 (A) 및 (B)에 도시된 직류아크 토치의 경우 양극의 노즐(50) 내부에 설치된 음극(53)에 직접 전장을 걸어주는 반면에, 도 1a의 (C)도에 도시된 유도결합 플라즈마 토치는 전극 없이 고주파 코일(57)에 의한 자기장 변화로 생긴 유도 전기장을 사용하는 것이 다르다.In the case of the DC arc torch shown in (A) and (B) of FIG. 1A, the electric field is directly applied to the cathode 53 installed inside the nozzle 50 of the anode, whereas the DC arc torch shown in FIG. The inductively coupled plasma torch differs from using an induction electric field resulting from a magnetic field change by the high frequency coil 57 without an electrode.

사용기체(52)로는 Ar, He과 같은 불활성기체나 N2, H2, 공기가 보편적으로 많이 쓰이나 공정 종류에 따라서는 O2, 수증기, 탄화수소기체(CnHm), 또는 화학공정에 따른 반응기체들이 혼합되기도 한다.As the used gas 52, inert gases such as Ar and He, N2, H2, and air are commonly used, but depending on the type of process, O2, water vapor, hydrocarbon gas (CnHm), or reactants according to chemical processes may be mixed. .

일반적으로 이용되는 플라즈마 토치의 직류아크 전극은 도 1a의 (A) 및 (B)도에 도시된 수 kW∼1MW 급으로 막대형 음극(53)이나, 도 1b에 도시된 수십 kW∼10 MW급의 공동형(Hollow) 전극(60,61)을 사용하는 두 가지 형태로 크게 나눌 수 있으며, 이들은 다시 토치 내부의 두 전극 사이이거나 또는 토치전극(50)과 공정대상물(56)을 한 전극으로 사용한 아크 방전방법에 따라 (A)도의 비이송식(Non-Transferred)과 (B)도의 이송식(Transferred)으로 각각 나뉜다.A DC arc electrode of a plasma torch that is generally used is a rod-type cathode 53 of several kW to 1 MW class shown in FIGS. 1A and 1B, but several tens of kW to 10 MW class shown in FIG. It can be divided into two types using the hollow electrode (60, 61) of the two, they are again between the two electrodes inside the torch or using the torch electrode 50 and the process object 56 as one electrode Depending on the arc discharge method, it is divided into non-transferred (A) and non-transferred (B).

상기 이송식 아크 플라즈마토치의 특징은 토치내부 전극과 토치외부의 전극사이에서 플라즈마를 발생시키기 때문에 아크가 토치 밖에 발생하므로 처리대상물 근처에서 온도가 매우 높으며, 처리대상물질(용융대상물질)을 전극으로 사용하여 에너지가 직접 전달되므로 열효율이 매우 높다.The characteristic of the transfer arc plasma torch is that the arc is generated outside the torch because the plasma is generated between the electrode inside the torch and the electrode outside the torch, so the temperature is very high near the object to be treated. The energy is transferred directly, so the thermal efficiency is very high.

특히, 이송식 아크 플라즈마토치의 경우 전도성을 가진 처리대상물을 양전극으로 대치하거나, 별도의 양전극을 반응로 하부에 설치하기도 한다.In particular, in the case of a transfer arc plasma torch, a conductive object may be replaced with a positive electrode, or a separate positive electrode may be installed at the bottom of the reactor.

반면에, 비이송식 아크 플라즈마토치는 양전극과 음전극이 토치 내에 설치되어 가스를 플라즈마화 시키면 반응은 양 전극사이에서 일어나는 것으로서 이송식 플라즈마토치에 비해 열효율이 떨어지며 고온인 영역이 짧다는 단점을 가지고 있다.On the other hand, the non-conveying arc plasma torch has a disadvantage in that when the positive electrode and the negative electrode are installed in the torch and the gas is plasmaized, the reaction occurs between the positive electrodes, which is less thermally efficient and has a shorter temperature region than the transfer plasma torch. .

플라즈마토치를 적용하는 공정에서는 보통 50∼10,000 A 아크 전류와 0.1∼5 기압의 압력에서 운전하여 국부열평형 상태로 5,000∼20,000 K와 500∼2,000 m/s의 제트 불꽃을 발생시킨다. 이때 원하는 형상의 제어된 불꽃으로 안정화시키는 방법에 따라 전극 모양 배치와 함께 다양한 설계의 토치가 존재한다.In the process of applying a plasma torch, it is usually operated at a pressure of 50 to 10,000 A arc current and a pressure of 0.1 to 5 atm to generate a jet flame of 5,000 to 20,000 K and 500 to 2,000 m / s in local thermal equilibrium. There are various designs of torches with electrode-like arrangements, depending on how to stabilize the controlled flame of the desired shape.

벽안정화(Wall Stabilization) 방법은 원통형 냉각관 안에 긴 아크 발생을 한정시키면, 아크 기둥이 관 벽쪽으로 치우치더라도 벽쪽으로의 열전도가 증가하여 온도 감소와 함께 전기전도도가 떨어져, 아크 기둥은 다시 원래의 평형 위치인 축쪽으로 되돌려져 안정화된다.The Wall Stabilization method limits the generation of long arcs in a cylindrical cooling tube, which increases the thermal conductivity towards the wall even if the arc column is biased towards the wall of the tube, resulting in a decrease in electrical conductivity with temperature reduction, and the arc column again in its original form. It is returned to the equilibrium position and stabilized.

와류안정화(Vortex Stabilization)에서는 기체를 접선방향으로 주입하여 두 전극 사이에 와류를 형성시키면 원심력 차이에 의해 상대적으로 차가운 기체는 벽쪽으로, 뜨거운 기체는 아크 축으로 몰려 열적으로 잘 보호된 상태에서 아크 방전이 축을 따라 수축된 형태로 안정된다.In vortex stabilization, when a gas is injected in a tangential direction to form a vortex between two electrodes, an arc discharge is performed while the cold gas is driven to the wall and the hot gas is thermally well protected due to the centrifugal force difference. It is stabilized in a contracted form along this axis.

고전류의 흐름인 아크는 그 주변에 자연적으로 자기장이 발생되거나 또는 토치 외부에서 자기장을 걸어주면, 이 자기장과 아크 전류에 의한 Lorentz힘(j×B)에 의해 플라즈마 유체의 항력(Drag Force)과 균형을 이루고 축 안쪽으로 향하는 힘에 의해 수축된 형태로 아크의 자기안정화(Magnetic Stabilization)를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 아크점(Arc Spot)이 전극 표면의 한점에 고정되지 않고 회전이 일어나서 전극물질의 침식이 완화되어 전극 수명을 연장시킬 수가 있다.Arcs, which are flows of high current, naturally generate a magnetic field around them, or when a magnetic field is applied outside the torch, balances the drag force of the plasma fluid by the Lorentz force (j × B) caused by this magnetic field and the arc current. Magnetic stabilization of the arc in the form of contraction by force directed toward the axis, and the arc spot is not fixed to one point on the electrode surface, causing rotation to erode the electrode material. This can be alleviated to extend the life of the electrode.

일반적으로 많은 열전자 방출과 높은 융점이 요구되는 막대형 음극(53)은 W에 2% 정도의 ThO2이 첨가된 소재가 가장 많이 쓰이고 있으며, LaO2, CeO2, Y2O3, 또는 0.1 % LaB6를 첨가시키기도 하며, 노즐 양극(50)이나 공동형 전극(60,61)으로는 열 및 전기 전도도가 좋은 고순도 무산소동이 주로 전극재료로 사용된다.In general, the rod-type cathode 53, which requires a lot of hot electron emission and a high melting point, is most commonly used with a material containing about 2% of ThO2 in W, and may also add LaO2, CeO2, Y2O3, or 0.1% LaB6. As the nozzle anode 50 or the cavity type electrodes 60 and 61, high purity oxygen-free copper having good thermal and electrical conductivity is mainly used as the electrode material.

고주파 토치로는 축전결합(Capacitively Coupled)형이 변위전류에 의한 방전으로 열플라즈마 발생에는 매우 높은 주파수를 요구하기 때문에, 대부분 자기유도결합형을 사용하고 있다. 유도결합 토치에서는 공기 또는 수냉각 수정관이나 세라믹관 원둘레에 3∼7회 정도의 유도코일(57)을 감아 임피던스 정합회로를 통해 100kHz∼100MHz 범위의 고주파 전원에 연결하면, 이때 나타나는 시변 자기장에 의해 유기된 방위각방향 전장이 주입된 기체를 절연파괴 시킨 후 유도코일 전류와는 반대 방향의 원형 전류를 구동하여 방전을 유지시키면서 열플라즈마를 생성한다.As a high frequency torch, a capacitively coupled type requires a very high frequency for generating a thermal plasma due to a discharge caused by a displacement current. In an inductively coupled torch, three or seven induction coils (57) are wound around an air or water-cooled crystal tube or ceramic tube and connected to a high frequency power source in the range of 100 kHz to 100 MHz through an impedance matching circuit. After thermal insulation of the injected azimuthal electric field, the thermal plasma is generated while maintaining the discharge by driving the circular current in the opposite direction to the induction coil current.

플라즈마의 높은 전기전도도와 고주파 자기장에 의한 껍질효과(skin effect) 때문에 유도된 전장분포와 결과적으로 나타나는 Ohmic 저항가열에 의한 플라즈마 온도 분포는 첨두치가 축에서 벗어나 관 벽쪽으로 치우친 지름방향 분포를 가지고 환단면 껍질(Annular Shell) 형태의 불꽃을 나타내게 된다. 이는 직류아크 토치에서 볼 수 있었던 축에서 첨두치를 가지면서 지름 및 축방향으로 급격하게 감소하는 물매(Gradient)를 가지는 집속된 제트 불꽃 모양과는 두드러진 차이를 나타낸다.Due to the high electrical conductivity of the plasma and the skin effect caused by the high frequency magnetic field, the plasma temperature distribution due to the induced electric field distribution and the resulting ohmic resistance heating has a radial distribution with the peak peak off the axis and biased toward the tube wall. It will show a flame in the form of an annular shell. This is a noticeable difference from the shape of a focused jet flame with a sharp peak in diameter and axial direction with a peak at the axis seen in the DC arc torch.

상기한 고주파 토치는 직류 아크 토치에 비해 낮은 전력(수∼200 kW)에서 운전하기 때문에 불꽃은 상대적으로 낮은 10,000K 이하, 100 m/s 이하의 온도와 속도를 갖는 외형적으로 길쭉한 럭비 공 모양의 열플라즈마가 생성되며, 단면적이 직류 플라즈마 제트에 비해 40∼50배로 커서 상대적으로 온도 및 속도 변화 물매가 완만하고, 플라즈마와의 반응물이 비교적 오랫동안 불꽃 속에 머무를 수 있어서 더 많은 운동량과 에너지를 플라즈마로부터 전달받을 수 있다. 또한 다양한 기체, 액체, 고체 형태의 반응물을 플라즈마 내에 고르게 혼합할 수 있어 특히 화학반응로로서 이점이 많으나, 토치 열효율이 직류의 60∼85 %에 비해 훨씬 낮은 40∼50 %에 머무르는 단점이 있다.Since the high frequency torch operates at a lower power (several to 200 kW) than the DC arc torch, the flame has an elongated rugby ball shape with a temperature and speed of less than 10,000 K and less than 100 m / s. Thermal plasma is generated and its cross-sectional area is 40-50 times larger than that of a direct-current plasma jet, so the temperature and velocity change flux is relatively slow, and the reactant with the plasma can stay in the flame for a relatively long time to transfer more momentum and energy from the plasma. I can receive it. In addition, various gases, liquids, and solid forms of reactants may be evenly mixed in the plasma, which is particularly advantageous as a chemical reactor, but has a disadvantage in that the torch thermal efficiency remains at 40 to 50%, which is much lower than 60 to 85% of direct current.

직류토치와 고주파 유도결합토치를 직렬로 연결한 형태의 혼성토치는 온도 물매가 완만하면서 큰 부피의 플라즈마 불꽃을 생성하며, 각각의 토치를 사용한 공정에서 오는 단점을 보완할 수 있어서, 혼성토치로 공정을 개선하려는 시도들도 있다. 최근에는 10GHz까지의 마이크로파를 사용하여 0.1기압 이상에서 표면진행파 방전으로 국소열평형 특성을 나타내는 열플라즈마 생성도 연구되고 있으나, 높은 손실 때문에 고출력의 마이크로파원이 요구되어 공정에 실용화되지는 못하고 있다. Hybrid torches in the form of connecting a DC torch and a high frequency inductively coupled torch in series produce a large volume of plasma flame with a gentle temperature seal, and can compensate for the disadvantages of the process using each torch. There are also attempts to improve. Recently, the generation of thermal plasma showing local thermal equilibrium characteristics by surface traveling wave discharge at 0.1 atm or higher using microwaves up to 10 GHz has been studied, but a high power microwave source is required due to the high loss, and thus it has not been applied to the process.

도 2는 본 발명에 적용된 이송식 플라즈마 직류아크토치의 노즐부를 확대 도시한 단면도이다.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the nozzle portion of the transfer plasma DC arc torch applied to the present invention.

따라서, 본 발명에서는 원료를 용융하기 열원으로서 온도제어가 쉽고, 저 운전비 및 카메라와 같은 광학센싱수단에 영향을 주지 않으며, 자동 제어가 가능한 플라즈마 토치를 도입하였으며, 도 2에 도시된 바와 같은 이송식 아크 플라즈마토치를 적용하였다.Therefore, in the present invention, the temperature control is easy as a heat source for melting the raw material, has a low operating cost and does not affect the optical sensing means such as a camera, and introduces a plasma torch capable of automatic control, the transfer type as shown in FIG. Arc plasma torch was applied.

이송식 아크 플라즈마토치를 적용한 이유는 처리대상물질(용융대상물질)을 전극으로 사용하여 에너지가 직접 전달되므로 에너지 절감과 열효율이 좋아 저비용 운전이 가능하기 때문이다.The reason why the transfer arc plasma torch is applied is that energy can be directly transmitted by using a material to be treated (a material to be melted) as an electrode, which enables low-cost operation due to energy saving and good thermal efficiency.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용된 이송식 아크 플라즈마토치는 음극(67)의 팁(Tip)이 텅스텐(W)재질로 형성되며,As shown in Figure 2, the transfer arc plasma torch applied in the present invention is a tip (Tip) of the cathode 67 is formed of a tungsten (W) material,

상기 음극(Cathode; 67)의 내부(65)는 스테인리스 스틸(STS), 외부(66)는 구리(Cu)재질로 구성되며, 상기 내부(65)전극의 공간으로 냉각수가 공급(74)가 공급되어 상기 내부(65)전극과 외부(66)전극 사이로 냉각수가 배출(75)된다.The cathode 65 is made of stainless steel (STS) and the outer 66 is made of copper (Cu), and cooling water is supplied to the space of the electrode 65. The cooling water is discharged (75) between the inner (65) electrode and the outer (66) electrode.

상기와 같이 내부(65) 및 외부(66)전극으로 이루어진 음극(67)의 외부로 노즐부(72)가 감싸도록 형성되며,As described above, the nozzle unit 72 is formed to surround the cathode 67 formed of the inner 65 and outer 66 electrodes.

상기 노즐부(72)의 팁 재료는 구리(Cu)재질로 조성되고, 그 외에는 모두(70,71) 스테인리스 스틸(STS)재질로 조성되며, 상기 노즐부(72)에도 냉각수가 공급(76)되고 배출(77)되어진다.The tip material of the nozzle portion 72 is made of copper (Cu) material, and all other (70, 71) is made of stainless steel (STS) material, and cooling water is supplied to the nozzle part 72 (76). And discharge 77.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치의 전체 구성을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 구성하는 용융챔버 및 토치 승하강수단을 도시한 개략도이다.Figure 3 is a block diagram showing the overall configuration of the metal and intermetallic compound fiber and sheet manufacturing apparatus using a plasma torch according to the present invention, Figure 4 is a fiber of the metal and intermetallic compound using a plasma torch according to the present invention And a melt chamber and a torch elevating means constituting the sheet manufacturing apparatus.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치는 먼저, 장치 상부에 설치된 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판을 제조하는 원료가 되는 분말형태의 금속 내지 합금물을 저장할 수 있는 다수의 원료저장호퍼(1a,1b,1c)가 설치된다.As shown in Figure 3, the fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and intermetallic compound using the plasma torch according to the present invention, first, the powder that is a raw material for manufacturing the fiber and sheet of the metal and intermetallic compound installed on the upper device A plurality of raw material storage hoppers (1a, 1b, 1c) that can store the metal or alloy in the form is installed.

상기 저장호퍼(1a,1b,1c)의 배출관(2a,2b,2c)에는 정량제어수단이 구비되어 배출되는 원료의 정량을 제어할 수 있도록 구성된다.The discharge pipes 2a, 2b and 2c of the storage hoppers 1a, 1b and 1c are provided with quantitative control means so as to control the quantity of the discharged raw materials.

상기 저장호퍼(1a,1b,1c)로부터 정량 배출되어 이송된 원료를 혼합하는 혼합기(3)가 설치되며, 상기 혼합기(3)의 형태는 분말형태의 금속물질을 혼합할 수 있는 다양한 종류가 적용될 수 있다. 예를 들면, 텀블러(Tumbler)형태라든가 V형태의 혼합기(3)가 적용 될 수 있는 것이다.A mixer 3 is installed to mix raw materials quantitatively discharged from the storage hoppers 1a, 1b, and 1c, and the type of the mixer 3 is applicable to various types of metal powders mixed in powder form. Can be. For example, a tumbler type or V type mixer 3 may be applied.

상기 혼합기(3)에서 공급된 여러 종류의 원료가 적절히 혼합되면, 혼합기(3)로부터 혼합된 원료가 원료공급호퍼(4)로 배출되어 저장되며,When various kinds of raw materials supplied from the mixer 3 are properly mixed, the mixed raw materials from the mixer 3 are discharged and stored in the raw material supply hopper 4,

상기 원료공급호퍼(4)는 상부에서 불활성가스인 Ar가스가 공급될 수 있는 가스공급수단이 형성되어 있으며, 이를 통하여 Ar가스가 항시 공급되어진다.The raw material supply hopper 4 is formed with a gas supply means for supplying Ar gas which is an inert gas from the top, through which Ar gas is always supplied.

상기와 같이 항시 불활성가스인 Ar가스가 공급되는 원료공급호퍼(4)의 공급관(6)이 용융챔버(7)의 상부에 관통되어 있으며, 상기 공급관(6)에는 혼합원료를 정량적으로 제어하여 공급할 수 있는 정량제어수단(6a)이 구비되어 있다.As described above, the supply pipe 6 of the raw material supply hopper 4 through which Ar gas, which is inert gas, is always supplied, penetrates the upper portion of the melting chamber 7, and the feed pipe 6 is capable of quantitatively controlling and supplying the mixed raw materials. There is provided a quantitative control means 6a.

상기와 혼합된 원료가 정량적으로 제어되어 공급된 용융챔버(7)의 상부에서 수직 관통하는 플라즈마 토치(8)가 설치되며,The plasma torch 8 vertically penetrating the upper part of the melting chamber 7 supplied with quantitatively controlled raw materials mixed with the above is installed,

상기 플라즈마 토치(8)는, 상기 설명한 도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마가스로 불활성가스인 Ar가스가 취입(9)되는 수십 kW∼10 MW급의 이송식 아크 플라즈마토치(8)를 적용하였다.The plasma torch 8, as shown in FIG. 2 described above, was applied to a dozen kW to 10 MW class transfer arc plasma torch 8 in which Ar gas, which is an inert gas, is blown 9 as a plasma gas. .

상기와 같은 원리의 플라즈마 토치(8)의 아크에 의하여 원료는 상기 용융챔버(7)에서 용융물(12)로 용융되며,The raw material is melted into the melt 12 in the melting chamber 7 by the arc of the plasma torch 8 of the above principle,

상기 용유챔버(7)는 용융물이 수용되는 부위에는 융점이 높은 흑연(Graphite; 7c)재질로 구성되며, 외부는 고온에 강한 알루미나(Al2O3)와 같은 세라믹재질로 구성된다.The oil chamber 7 is composed of a graphite (7c) material having a high melting point at the site where the melt is accommodated, and the outside is made of a ceramic material such as alumina (Al 2 O 3) resistant to high temperature.

상기 용융물(12)을 배출하도록 용융챔버(7)의 하부면에 다수의 용융물 배출구(13)가 형성되어 있으며, 용융챔버(7)의 일측에는 일정수준의 용탕레벨을 감지하도록 레벨계와 같은 용탕감지수단(29)이 마련되어 있다.A plurality of melt outlets 13 are formed on the lower surface of the melting chamber 7 to discharge the melt 12, and on one side of the melting chamber 7, a melt detection such as a level meter to detect a predetermined level of melt level Means 29 are provided.

특히, 본 발명에 적용된 플라즈마토치(8)는 상기 용융챔버(7)의 상부에 마련된 토치상승수단(8a)에 의하여 용융챔버(7)에서 용융되는 용융물 레벨의 상승 및 하강에 따라 승하강할 수 있도록 구성된다.In particular, the plasma torch 8 applied to the present invention can be raised and lowered according to the rise and fall of the melt level melted in the melting chamber 7 by the torch raising means 8a provided at the upper portion of the melting chamber 7. It is composed.

상기 용융물 배출구(13)의 크기가 점도가 있는 용융물(12)이 자연적으로 통과될 수 있을 정도로 크지 않아 용융물의 용이한 배출을 위하여 상기 용융물 배출구(13)의 측부에 근접하여 경사형으로 불활성가스 취입구(14)가 형성되어 있다.The size of the melt outlet 13 is not large enough to allow the melt 12 having a viscosity to pass naturally, so that the inlet gas is inclined close to the side of the melt outlet 13 for easy discharge of the melt. An inlet 14 is formed.

즉, 도 3의 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 용융물 배출구(13)로 배출되는 용융물의 원활한 배출작용을 위하여, 상기 불활성가스 취입구(14)의 단부가 소정각도의 경사형으로 용융물 배출구(13)의 단부에 근접하도록 형성되어 있어 용융물 배출구(13)로부터 낙하하는 용융물의 배출작용을 취입되는 불활성가스가 더욱 원활하게 하는 작용을 하는 것이다.That is, as shown in the enlarged view of FIG. 3, in order to smoothly discharge the melt discharged to the melt outlet 13, the end of the inert gas inlet 14 is inclined at a predetermined angle to form a melt outlet ( It is formed so as to be close to the end of 13, the inert gas to take the action of the discharge of the melt falling from the melt discharge port 13 to act more smoothly.

상기 용융물 배출구(13)로부터 배출되는 용융물(12)은 불활성가스 취입구(14)로 취입된 Ar가스의 힘에 의하여 경사형으로 배출되어 후술하는 고속회전롤(26)의 상부로 낙하하게 된다.The melt 12 discharged from the melt outlet 13 is discharged in an inclined manner by the force of Ar gas blown into the inert gas inlet 14 to fall to the top of the high-speed rotary roll 26 to be described later.

상기와 같이 낙하된 용융물(12)을 섬유 또는 박판물로 제조하도록 상기 용융챔버(7)의 하부에 형성되는 제조실(15)에 고속회전롤(26)이 구동모터와 같은 회전수단에 의하여 회전가능하도록 설치된다.The high-speed rotary roll 26 is rotated by a rotating means such as a driving motor in the manufacturing chamber 15 formed below the melting chamber 7 so as to manufacture the melt 12 dropped as described above into fibers or thin plates. It is installed to be possible.

또한, 상기 고속회전롤(26)은 고온의 용융물로부터 안전한 고융점 금속, 구리, 구리합금, 지르코늄합금 또는 세라믹재질로 조성되면서, 그 표면형상이 평면형상이거나 요철형상인 것을 채용하는데, 이는 목적하는 제조물의 형상(섬유, 박판)에 부합하는 형태의 고속회전롤(26)을 적용하기 위함이다.In addition, the high-speed rotary roll 26 is made of a high melting point metal, copper, copper alloy, zirconium alloy or ceramic material safe from high temperature melt, the surface shape of the planar or uneven shape is adopted, which is intended to This is to apply the high-speed rotary roll 26 of the shape corresponding to the shape (fiber, sheet) of the product.

또한, 상기와 같은 재질 및 형태로 이루어지는 고속회전롤(26)은 고온의 용융물(12)과 접촉하기 때문에 롤을 보호하고, 섬유 또는 박판 제조효율을 높이기 위하여 롤(26)의 내부에는 냉각수가 순환될 수 있는 냉각자켓(미도시)이 형성되어 있다.In addition, the high-speed rotary roll 26 made of the material and form as described above is in contact with the hot melt 12, so as to protect the roll and to improve the fiber or sheet manufacturing efficiency, the cooling water circulates inside the roll 26. Cooling jacket (not shown) may be formed.

상기와 같은 구성의 고속회전롤(26)의 회전동작에 의하여 제조되는 고온의 섬유 또는 박판물을 단계별로 수용하여 냉각하는 다수의 냉각실(19,20)이 상기 제조실(15)의 하부에 설치된다.A plurality of cooling chambers (19, 20) for accommodating and cooling step by step the high-temperature fiber or sheet produced by the rotation operation of the high-speed rotating roll 26 of the configuration as described above in the lower part of the manufacturing chamber (15) Is installed.

즉, 도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 냉각실(19,20)은 고속회전롤(26)에 의하여 제조되는 금속 박판 및 섬유(28a)가 포집되는 제조실(15)의 일측 하부에 다단식으로 설치된다.That is, as shown in Figure 3 or 5, the cooling chambers (19, 20) constituting the present invention is a manufacturing chamber 15 in which the metal sheet and fibers 28a produced by the high-speed rotary roll 26 is collected At the bottom of one side of the multi-stage installation.

상기 제조실(15)의 일측에 일정량의 금속 박판 및 섬유(28a)가 제조되어 포집되면, 이의 하부에 마련된 제1슬라이딩 도어(24)가 개방되어 고온의 제조물(28a)을 하방의 제1냉각실(19)로 배출하여 냉각시키며,When a certain amount of metal thin plate and fiber 28a is manufactured and collected on one side of the manufacturing chamber 15, the first sliding door 24 provided at the lower portion thereof is opened to cool the high-temperature product 28a downwardly. Discharged to the chamber 19 to cool,

상기 제1냉각실(19)로 포집되어 일정온도까지 냉각된 제조물(28b)이 일정 범위까지 누적되면, 이의 하부에 마련된 제2슬라이딩 도어(25)가 개방되어 제2냉각실(20)로 제조물(28b)을 배출하게 된다.When the product 28b collected in the first cooling chamber 19 and cooled to a predetermined temperature accumulates to a certain range, the second sliding door 25 provided at the lower portion thereof is opened to the second cooling chamber 20. Will discharge 28b.

상기 제2냉각실(20)에서 일정 시간 경과하여 완전하게 냉각된 제조물(28c)은 제2냉각실(20)의 일측에 마련된 제조물 배출구(23)를 통하여 장치로부터 배출하게 되는 구성으로 이루어진다.The product 28c completely cooled after a predetermined time in the second cooling chamber 20 is configured to be discharged from the device through the product outlet 23 provided on one side of the second cooling chamber 20.

또한, 상기 제조실(15)은 제조실(15)이 오염된 경우, 또는 고속회전롤(26)과 같은 내부 장치의 수리를 위하여 제조실(15)을 개방할 수 있는 오픈도어(16)가 일측에 설치되어진다.In addition, the manufacturing chamber 15 has an open door 16 which can open the manufacturing chamber 15 when the manufacturing chamber 15 is contaminated or for repair of an internal device such as the high-speed rotating roll 26. It is installed on one side.

한편, 상기 용융챔버(7)와 제조실(15)에는 항시 불활성의 Ar가스가 공급되어 배출되는데, 그 취입되고 배출되는 양이 상당함으로써 이를 다시 포집 정제하여 재활용하여야 한다.Meanwhile, inert Ar gas is always supplied to and discharged from the melting chamber 7 and the manufacturing chamber 15. Since the amount of the blown and discharged is considerable, the molten chamber 7 and the manufacturing chamber 15 must be collected and purified again.

따라서, 본 발명을 구성하는 상기 용융챔버(7)에는 항시 이에 취입되어 사용되어 배출되는 불활성가스를 포집하여 정제하도록 집진기(31)가 부착된 1차 반응조(32)가 연통 설치되어 있으며,Therefore, the melting chamber 7 constituting the present invention is provided with a primary reactor 32 having a dust collector 31 attached thereon so as to collect and purify the inert gas that is blown in and used and discharged.

상기 1차 반응조(32)로부터 정제된 고온의 불활성가스를 냉각시키도록 냉각조(33)가 연통 설치되어 있으며,The cooling tank 33 is provided in communication so as to cool the high temperature inert gas purified from the primary reaction tank 32,

상기 냉각조(33)로부터 냉각 배출된 불활성가스를 고순도로 정제하도록 불활성가스 정제조(34)가 연통 설치되어 마련되며, 이로부터 정제된 고순도의 불활성가스를 저장할 수 있도록 저장조(35)가 마련된다.An inert gas purification tank 34 is provided in communication so as to purify the inert gas cooled and discharged from the cooling tank 33 with high purity, and a storage tank 35 is provided to store the purified high purity inert gas therefrom. .

또한, 상기 고속회전롤(26)이 회전가능하도록 설치되는 제조실(15)에는 이에 취입되는 불활성가스의 정제 및 재활용을 위하여 배출되는 불활성가스를 포집하여 정제하도록 불활성가스 정제조(42)가 상기 제조실(15)의 일측에 연통되어 설치되며,In addition, in the manufacturing chamber 15 in which the high-speed rotary roll 26 is rotatable, an inert gas purification tank 42 collects and purifies the inert gas discharged for purification and recycling of the inert gas blown therein. It is installed in communication with one side of the manufacturing room 15,

상기 불활성가스 정제조(42)로부터 정제되어 배출되는 불활성가스를 저장하도록 별도의 저장조(43)가 마련된다.A separate storage tank 43 is provided to store the inert gas purified and discharged from the inert gas purification tank 42.

한편, 본 발명을 구성하는 용융챔버(7) 및 제조실(15)에는 각각의 내부공간을 감시할 수 있도록 이 마련되며, 상기 각각의 감시창(11a,17a,18a)에는 내부공간을 실시간으로 감시할 수 있는 감시카메라(11,17,18)가 설치된다.On the other hand, the melting chamber 7 and the manufacturing chamber 15 constituting the present invention is provided so as to monitor the respective internal space, and each of the monitoring windows (11a, 17a, 18a) in real time Surveillance cameras 11, 17 and 18 are installed.

또한, 본 발명을 구성하는 냉각실(19,20)에는 육안으로 내부를 감시할 수 있도록 감시창(21,22)이 각각 설치되어진다.In addition, the monitoring windows 21 and 22 are provided in the cooling chambers 19 and 20 which comprise this invention so that the inside may be visually monitored.

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이다.Figure 5 is a block diagram showing another embodiment of the fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and intermetallic compound using the plasma torch according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치의 다른 실시예를 살펴보면, 여타 구성장치는 상기 설명한도 3에 도시된 실시예와 동일하지만, 플라즈마 토치(8)에 의하여 용융챔버(7a)에서 용융된 용융물을 배출하기 위한 용융물 배출구(13a)가 상기 용융챔버(7a)의 하부 일측면부에 형성되어 있는 것이 특징이다.As shown in FIG. 5, another embodiment of the fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and the intermetallic compound using the plasma torch according to the present invention will be described. Other components are the same as the embodiment shown in FIG. In addition, a melt discharge port 13a for discharging the melt melted in the melting chamber 7a by the plasma torch 8 is characterized in that it is formed at one side of the lower side of the melting chamber 7a.

즉, 용융챔버(7a)의 하부 일측면부에 형성된 용융물 배출구(13a)는 상기 도 3에서 설명한 용융물 배출구(13)보다는 그 크기가 현저히 크기 때문에 용융물이 자연스럽게 상기 용융물 배출구(13a)를 통하여 배출되어지며,That is, since the melt outlet 13a formed at the lower side of the melt chamber 7a is significantly larger than the melt outlet 13 described with reference to FIG. 3, the melt is naturally discharged through the melt outlet 13a. ,

상기 용융물 배출구(13a)를 통하여 배출된 용융물은 용융챔버(7a)의 외부 하측부에 고정 설치되는 용탕받이(27)로 배출되는 것이다.The melt discharged through the melt discharge port 13a is discharged to the molten metal receiver 27 fixedly installed at the outer lower side of the melt chamber 7a.

상기와 같이 용탕받이(27)로 배출된 용융물이 일정레벨 이상 차게 되면, 용탕받이(27)의 외측부에 근접하면서 회전가능하도록 설치된 고속회전롤(26a)과 접촉하게 됨으로써 용융물이 박판 또는 섬유형태로 제조되어 제조실(15)의 일측에 포집되는 것이다.As described above, when the melt discharged to the molten metal 27 fills a predetermined level or more, the molten material is brought into contact with the high-speed rotating roll 26a installed to be rotatable while being close to the outer side of the molten metal 27 so that the molten material is in the form of a thin plate or fiber. It is manufactured and collected on one side of the manufacturing chamber 15.

상기 포집된 제조물은 도 3에 도시된 바와 같은 방식으로 각각의 슬라이딩 도어(24,25)를 거치고, 냉각실(19,20)을 거쳐 냉각되어 배출되는 것이다.The collected product is cooled and discharged through the sliding doors 24 and 25 and the cooling chambers 19 and 20 in the manner as shown in FIG. 3.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 원료를 정량적으로 제어하여 공급하고, 공급된 원료를 플라즈마 토치와 같은 용융수단으로서 용융시키고, 장치 전체 분위기를 불활성분위기로 안정적으로 유지함으로써 고순도의 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판재를 용이하게 제조할 수 있음과 동시에 금속섬유 및 박판재와 같은 제조물의 성분조성에 대한 정확한 조정 및 품질의 균일성 등을 확보할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the raw materials are quantitatively controlled and supplied, the supplied raw materials are melted as a melting means such as a plasma torch, and the entire atmosphere of the apparatus is stably maintained in an inert atmosphere, thereby providing high purity metals and intermetallic compounds. It is possible to easily manufacture the fiber and the sheet material of the same time, and there is an effect of ensuring the precise adjustment and uniformity of the quality of the composition of the composition, such as metal fibers and sheet material.

도 1a는 여러 가지 열플라즈마 직류아크 토치 형태를 개략적으로 도시한 개념도;1A is a conceptual diagram schematically showing various thermal plasma DC arc torch shapes;

도 1b는 비이송식 공동형 전극 플라즈마 토치를 도시한 단면도;1B is a cross-sectional view of a non-conveying cavity electrode plasma torch;

도 2는 본 발명에 적용된 이송식 플라즈마 직류아크토치의 노즐부를 확대 도시한 단면도;Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the nozzle portion of the transfer plasma DC arc torch applied to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치의 전체 구성을 도시한 구성도;3 is a block diagram showing the overall configuration of the fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and intermetallic compound using the plasma torch according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치를 구성하는 용융챔버 및 토치 승하강수단을 도시한 개략도;Figure 4 is a schematic diagram showing a melting chamber and torch lifting means constituting the fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and intermetallic compound using the plasma torch according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이다.Figure 5 is a block diagram showing another embodiment of the fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and intermetallic compound using the plasma torch according to the present invention.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

1a,1b,1c:원료저장호퍼 3:혼합기 4:원료공급호퍼1a, 1b, 1c: Raw material storage hopper 3: Mixer 4: Raw material supply hopper

29:레벨감지수단 7:용융챔버 8:플라즈마 토치29: level detection means 7: melting chamber 8: plasma torch

13:용융물 배출구 14:불활성가스 취입구 15:제조실13: Melt outlet 14: Inert gas inlet 15: Manufacturing room

26:고속회전롤 19,20:냉각실26: high speed rotary roll 19, 20: cooling chamber

Claims (10)

장치 상부에 설치되며 배출관에 정량제어수단이 구비된 다수의 원료저장호퍼(1a,1b,1c)로부터 정량 이송된 원료를 혼합하는 혼합기(3)와;A mixer (3) installed at the top of the apparatus and mixing the raw materials quantitatively transferred from the plurality of raw material storage hoppers (1a, 1b, 1c) equipped with a quantitative control means in the discharge pipe; 상기 혼합기(3)로부터 혼합 배출된 원료를 이송받아 저장 배출하면서 불활성가스가 공급되며 배출관에 정량제어수단이 구비된 원료공급호퍼(4)와;A raw material supply hopper (4) provided with an inert gas while receiving and storing the mixed discharged raw materials from the mixer (3) and having a quantitative control means in the discharge pipe; 상기 원료공급호퍼(4)의 공급관(6)이 상부에 관통 설치되면서 하부에는 용융물 레벨을 감지하는 감지수단(29)을 구비하는 용융챔버(7)와;A melting chamber (7) having a sensing means (29) for detecting a melt level at a lower portion thereof while the supply pipe (6) of the raw material supply hopper (4) is installed through the upper portion; 상기 용융챔버(7)의 상부에서 수직 관통하여 상승 및 하강 가능한 플라즈마 토치(8)와;A plasma torch (8) capable of raising and lowering vertically through the upper portion of the melting chamber (7); 상기 플라즈마 토치(8)의 아크에 의하여 용융된 용융물(12)을 배출하도록 상기 용융챔버(7)의 하부면에 형성되는 용융물 배출구(13) 및 이의 일측부에 경사형으로 관통 형성되는 불활성가스 취입구(14)와;Inert gas blowing formed through the melt outlet port 13 formed in the lower surface of the melting chamber 7 and the one side thereof inclined to discharge the molten melt 12 by the arc of the plasma torch 8 An inlet 14; 상기 배출구(13)로부터 배출되는 용융물(12)을 섬유 또는 박판물로 제조하도록 상기 용융챔버(7)의 하부에 형성되는 제조실(15)에 회전가능하도록 설치되는 고속회전롤(26)과;A high-speed rotary roll 26 rotatably installed in a manufacturing chamber 15 formed below the melting chamber 7 so as to manufacture the melt 12 discharged from the discharge port 13 into fibers or thin plates; 상기 고속회전롤(26)로부터 제조되는 고온의 섬유 또는 박판물을 단계별로 냉각하는 다수의 냉각실(19,20)로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.Fiber and sheet of metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that composed of a plurality of cooling chambers (19, 20) for cooling step by step the high-temperature fiber or sheet produced from the high-speed rotary roll (26) Manufacturing equipment. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용융물 배출구(13)는 상기 용융챔버(7)의 하측방부에 관통 형성되어 이의 외측에 설치되는 용탕받이(27)에 용융물을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The melt discharge port 13 is formed through the lower side of the melting chamber 7 to supply the melt to the molten metal receiving 27 which is installed on the outside of the metal of the metal and intermetallic compound using a plasma torch And sheet manufacturing apparatus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고속회전롤(26)은 고융점 금속, 구리합금, 지르코늄합금 또는 세라믹 재질로 조성되면서 그 표면형상이 평면형상이거나 요철형상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The high-speed rotary roll 26 is made of a high melting point metal, a copper alloy, a zirconium alloy or a ceramic material, and its surface shape is flat or uneven fiber and sheet metal of the metal and intermetallic compound using a plasma torch. Manufacturing equipment. 제1항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 고속회전롤(26)은 회전속도가 제어 가능하면서 내부가 냉각수로 냉각되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The high-speed rotary roll 26 is a fiber and sheet manufacturing apparatus of a metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that the rotational speed is controllable and the inside is cooled with a cooling water. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용융챔버(7)는 이에 취입되어 사용된 불활성가스의 정제 및 재활용을 위하여 배출되는 불활성가스를 포집하여 정제하도록 집진기(31)가 부착된 1차 반응조(32)와, 이로부터 정제된 불활성가스를 냉각시키는 냉각조(33)와, 이루부터 냉각 배출된 불활성가스를 고순도로 정제하는 불활성가스 정제조(34)와, 이로부터 정제되어 배출되는 불활성가스를 저장하는 저장조(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The melting chamber 7 includes a primary reaction tank 32 having a dust collector 31 attached thereto to collect and purify the inert gas discharged for purification and recycling of the inert gas used therein, and the inert gas purified therefrom. A cooling tank 33 for cooling the gas, an inert gas purification tank 34 for purifying the inert gas cooled and discharged therefrom with high purity, and a storage tank 35 for storing the inert gas purified and discharged therefrom. Fiber and sheet manufacturing apparatus of the metal and intermetallic compound using a plasma torch. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고속회전롤(26)이 회전가능하도록 설치되는 제조실(15)은 이에 취입되는 불활성가스의 정제 및 재활용을 위하여 배출되는 불활성가스를 포집하여 정제하는 불활성가스 정제조(42)와, 이로부터 정제되어 배출되는 불활성가스를 저장하는 저장조(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The manufacturing chamber 15 in which the high-speed rotary roll 26 is rotatable is provided with an inert gas purification tank 42 for collecting and refining the inert gas discharged for purification and recycling of the inert gas blown therefrom, and Fiber and sheet manufacturing apparatus of a metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that it comprises a storage tank for storing the purified inert gas discharged. 제1항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 1 or 6, 상기 용융챔버(7) 및 제조실(15)은 각각의 내부공간을 감시할 수 있도록 감시창(11a,17a,18a) 및 감시카메라(11,17,18)가 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The melting chamber 7 and the manufacturing chamber 15 are plasma torch, characterized in that the monitoring windows (11a, 17a, 18a) and the monitoring cameras (11, 17, 18) are installed to monitor the respective internal spaces. Fiber and sheet manufacturing apparatus of metal and intermetallic compound using. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각실(19,20)은 독립적으로 개방 또는 폐쇄되도록 슬라이딩 도어(24,25) 및 육안으로 내부를 감시할 수 있는 감시창(21,22)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The cooling chamber (19, 20) is a plasma torch, characterized in that it comprises a sliding door (24, 25) and the monitoring window (21, 22) to monitor the interior with the naked eye to independently open or closed Fiber and sheet manufacturing apparatus of metal and intermetallic compound. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 감시창(11a,17a,18a) 및 감시카메라(11,17,18)는 불활성가스에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치를 이용한 금속 및 금속간화합물의 섬유 및 박판제조장치.The monitoring window (11a, 17a, 18a) and the monitoring camera (11, 17, 18) is a fiber and sheet manufacturing apparatus of a metal and intermetallic compound using a plasma torch, characterized in that the cooling by an inert gas.
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