KR20130075884A - Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this - Google Patents

Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this Download PDF

Info

Publication number
KR20130075884A
KR20130075884A KR1020110144179A KR20110144179A KR20130075884A KR 20130075884 A KR20130075884 A KR 20130075884A KR 1020110144179 A KR1020110144179 A KR 1020110144179A KR 20110144179 A KR20110144179 A KR 20110144179A KR 20130075884 A KR20130075884 A KR 20130075884A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
torch
power supply
torches
power
Prior art date
Application number
KR1020110144179A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101359056B1 (en
Inventor
하태종
최준
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020110144179A priority Critical patent/KR101359056B1/en
Publication of KR20130075884A publication Critical patent/KR20130075884A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101359056B1 publication Critical patent/KR101359056B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

PURPOSE: A surface reforming apparatus using plasma and a method for supplying power to the same are provided to generate the plasma having a uniform intensity in the width direction of a steel sheet and to regularly improve the surface quality of the steel sheet. CONSTITUTION: A surface reforming apparatus using plasma includes a power supply part (10) and a plasma generating part (20). The plasma generating part is placed in the width direction of a steel sheet, and has multiple plasma torches respectively generating the plasma. The power supply part supplies torch power to each plasma torch which is a jet type plasma torch. The plasma generating part has matching circuits connected between the plasma torches and the power supply part. [Reference numerals] (11) Power supply part; (12) Frequency controller; (13) Frequency extractor

Description

플라즈마를 이용한 표면 개질 장치 및 이 장치에 대한 전원 공급 방법 {Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this}Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this}

본 발명은 플라즈마를 이용한 표면 개질 장치 및 이 장치에 대한 전원 공급 방법에 관한 것으로서, 특히 강판의 폭 방향으로 균일한 강도의 플라즈마를 형성할 수 있는 표면 개질 장치 및 이 장치에 대한 전원 공급 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface modification apparatus using plasma and a power supply method for the apparatus, and more particularly, to a surface modification apparatus capable of forming a plasma having a uniform intensity in the width direction of a steel sheet and a power supply method for the apparatus. will be.

표면 개질이란 재료의 표면으로부터 수십 ㎚ ~ 수 ㎛ 이내의 번위에 있는 표면만을 적당한 공정을 통해 특성을 변화시키는 것을 말한다. 최근에는 표면 개질 및 산화피막 제거 등의 공정을 수행하기 위해 플라즈마를 이용한 표면 개질 장치를 이용한다. Surface modification refers to the change of properties through suitable processes only those surfaces that are in the range of tens of nm to several micrometers from the surface of the material. Recently, a surface modification apparatus using plasma is used to perform processes such as surface modification and oxide film removal.

그런데, 플라즈마의 강도(intensity)가 강판의 폭 방향으로 일정하지 않을 경우에는 도 1과 같이 산화층이 적게 제거되거나, 경우에 따라서는 제거되지 않을 수도 있다. 따라서, 강판의 폭 방향으로 강도(intensity)가 일정한 플라즈마를 발생시킬 필요가 있다.However, when the intensity of the plasma is not constant in the width direction of the steel sheet, as shown in FIG. 1, less oxide layers may be removed or may not be removed in some cases. Therefore, it is necessary to generate a plasma with a constant intensity in the width direction of the steel sheet.

본 발명의 목적은 강판의 폭 방향으로 균일한 강도의 플라즈마를 형성할 수 있는 표면 개질 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a surface modification apparatus capable of forming a plasma of uniform intensity in the width direction of the steel sheet.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 표면 개질 장치에 대한 전원 공급 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a power supply method for a surface modification apparatus for achieving the above object.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 개질 장치는 강판의 폭 방향으로 배치되고, 각각 플라즈마를 발생시키는 복수개의 플라즈마 토치들을 구비하는 플라즈마 발생부, 및 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각으로 토치 전원을 공급하는 전원부를 구비한다.Surface modification apparatus of the present invention for achieving the object of the present invention is disposed in the width direction of the steel plate, each plasma generation unit having a plurality of plasma torch for generating a plasma, and each of the plurality of torch power supply It is provided with a power supply for supplying.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 개질 장치의 상기 복수개의 플라즈마 토치들은 제트 타입의 플라즈마 토치일 수 있다.The plurality of plasma torches of the surface modification apparatus of the present invention for achieving the above object may be a jet type plasma torch.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 개질 장치의 상기 플라즈마 발생부는 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각과 상기 전원부 사이에 연결되는 복수개의 매칭 회로를 더 구비할 수 있다.The plasma generator of the surface modification apparatus of the present invention may further include a plurality of matching circuits connected between each of the plurality of plasma torches and the power supply unit.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 개질 장치의 상기 전원부는 상기 복수개의 플라즈마 토치들이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하도록 상기 토치 전원들을 공급할 수 있다.The power supply unit of the surface modification apparatus of the present invention for achieving the above object may supply the torch power supplies so that the plurality of plasma torch to generate the plasma of the same intensity.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 개질 장치의 상기 전원부는 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 주파수 특성을 검출하는 주파수 검출기, 상기 주파수 특성을 이용하여 상기 복수개의 플라즈마 토치들이 동일한 강도의 플라즈마를 발생하는 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점을 검출하는 주파수 제어기, 및 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점에 따라 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각으로 상기 토치 전원을 공급하는 전원 분배기를 구비할 수 있다.The power supply unit of the surface modification apparatus of the present invention for achieving the above object is a frequency detector for detecting the frequency characteristics of each of the plurality of plasma torch, the plurality of plasma torch to generate the plasma of the same intensity by using the frequency characteristics A frequency controller for detecting an operating point of each of the plurality of plasma torches, and a power distributor for supplying the torch power to each of the plurality of plasma torches in accordance with an operating point of each of the plurality of plasma torches. have.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 표면 개질 장치에 대한 전원 공급 방법은 강판의 폭 방향으로 배치되고, 각각 플라즈마를 발생시키는 복수개의 플라즈마 토치들을 구비하는 플라즈마 발생부를 구비하는 표면 개질 장치에 대한 전원 공급 방법에 있어서, 복수개의 토치 전원들을 발생하는 발생 단계, 및 상기 복수개의 토치 전원들 각각을 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각으로 인가하는 인가 단계를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power supply method for a surface modification apparatus of the present invention, the surface modification apparatus including a plasma generator having a plurality of plasma torches disposed in the width direction of a steel plate and generating plasma, respectively. A power supply method, comprising: generating a plurality of torch powers, and applying each of the plurality of torch powers to each of the plurality of plasma torches.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원 공급 방법은 상기 발생 단계는 상기 복수개의 플라즈마 토치들이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하도록 상기 복수개의 토치 전원들을 발생할 수 있다.In the power supply method of the present invention for achieving the above another object, the generating step may generate the plurality of torch power sources so that the plurality of plasma torch to generate the plasma of the same intensity.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원 공급 방법은 상기 발생 단계는 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 주파수 특성을 파악하는 단계, 상기 주파수 특성을 이용하여 상기 복수개의 플라즈마 토치들이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하는 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점을 파악하는 단계, 및 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점에 따라 상기 복수개의 토치 전원들을 발생하는 단계를 구비할 수 있다.In the power supply method of the present invention for achieving the above another object, the generating step is to identify the frequency characteristics of each of the plurality of plasma torch, the plurality of plasma torch are all the same intensity plasma using the frequency characteristics Identifying an operating point of each of the plurality of plasma torch generating a, and generating the plurality of torch power according to the operating point of each of the plurality of plasma torch.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원 공급 방법은 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각과 상기 토치 전원을 공급하는 전원부 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 단계를 더 구비할 수 있다.The power supply method of the present invention for achieving the another object may further comprise the step of performing impedance matching between each of the plurality of plasma torch and the power supply for supplying the torch power.

따라서, 본 발명의 플라즈마를 이용한 표면 개질 장치 및 이 장치를 위한 전원 공급 방법에 따르면, 강판의 폭 방행으로 균일한 강도를 가지는 플라즈마를 발생시킬 수 있으며, 결과적으로 강판의 표면 품질을 일정하게 개선시킬 수 있다.Therefore, according to the surface modification apparatus using the plasma of the present invention and the power supply method for the apparatus, it is possible to generate a plasma having a uniform intensity by the width of the steel sheet, and as a result, the surface quality of the steel sheet can be constantly improved. Can be.

도 1은 강판의 폭 방향으로 플라즈마의 강도가 균일하지 않은 경우에 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 표면 개질 장치가 적용되는 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 표면 개질 장치의 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 표면 개질 장치에 의해 발생되는 플라즈마의 강도를 나타낸 도면이다.
도 5는 플라즈마 토치에 인가되는 전원의 주파수와 플라즈마 토치를 통해 발생되는 플라즈마의 강도 사이의 상관관계를 나타내는 그래프이다.1 is a view for explaining a problem that may occur when the intensity of the plasma is not uniform in the width direction of the steel sheet.
2 shows an embodiment to which the surface modification apparatus of the present invention is applied.
3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a surface modification apparatus of the present invention.
4 is a view showing the intensity of the plasma generated by the surface modification apparatus of the present invention.
5 is a graph showing a correlation between the frequency of power applied to the plasma torch and the intensity of the plasma generated through the plasma torch.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있는 것을 의미한다.
In addition, when a part is referred to as being "comprising" an element, it is understood that other elements may be included in the element, not the other element.

도 2는 본 발명의 표면 개질 장치가 적용되는 실시예를 나타낸 것으로서, 도 2에서 1은 강판을, 2는 강판을 이송시키는 이송롤을, 3은 본 발명의 표면 개질 장치를 나타낸다.Figure 2 shows an embodiment to which the surface modification apparatus of the present invention is applied, in Figure 2 1 is a steel sheet, 2 is a feed roll for transferring the steel sheet, 3 is a surface modification apparatus of the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 표면 개질 장치(3)는 강판의 폭 방향으로 배치된 복수개의 플라즈마 토치를 구비한다. 즉, 본 발명의 표면 개질 장치는 강판의 폭 방향으로 배치된 복수개의 플라즈마 토치들을 구비하는 플라즈마 생성부와 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각에 전원을 공급하는 전원부를 구비할 수 있다.As shown in FIG. 2, the surface modification apparatus 3 of this invention is equipped with the some plasma torch arrange | positioned in the width direction of a steel plate. That is, the surface modification apparatus of the present invention may include a plasma generation unit including a plurality of plasma torches disposed in the width direction of the steel sheet and a power supply unit supplying power to each of the plurality of plasma torches.

폭 방향으로 균일한 강도를 가지는 플라즈마를 발생시키기 위해, 일정한 길이의 토치 구조를 가지는 플라즈마 생성부를 고려할 수 있다. 그러나, 강판의 폭 방향의 길이를 전부 커버할 수 있는 토치는 제작하기가 어려울 뿐만 아니라, 토치 전체에서 균일한 강도를 가지는 플라즈마를 생성하는 것도 용이하지 않다. 따라서, 본 발명의 표면 개질 장치의 플라즈마 생성부는 강판의 폭 방향으로 배치된 복수개의 플라즈마 토치들을 구비한다. 따라서, 본 발명의 표면 개질 장치(3)는 강판의 폭 방향의 길이 전부를 커버할 수 있는 플라즈마를 보다 용이하게 발생시킬 수 있다. 이 경우, 상기 복수개의 플라즈마 토치들은 플라즈마 제트를 발생시키는 제트 타입(jet type)의 플라즈마 토치일 수 있다. 또한, 플라즈마 토치들 사이의 간격이 최소가 되도록 플라즈마 토치들을 배열함으로써, 도 3에 나타낸 바와 같이 강판의 폭방향 전체에서 균일한 강도를 가지는 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
In order to generate a plasma having a uniform intensity in the width direction, a plasma generating unit having a torch structure having a predetermined length may be considered. However, a torch that can cover the entire length of the steel plate in the width direction is not only difficult to manufacture, but also difficult to generate a plasma having a uniform intensity throughout the torch. Therefore, the plasma generating unit of the surface modification apparatus of the present invention includes a plurality of plasma torches arranged in the width direction of the steel sheet. Therefore, the surface modification apparatus 3 of this invention can generate the plasma which can cover all the length of the width direction of a steel plate more easily. In this case, the plurality of plasma torches may be a jet type plasma torch for generating a plasma jet. Further, by arranging the plasma torches such that the interval between the plasma torches is minimized, it is possible to generate a plasma having a uniform intensity throughout the width direction of the steel sheet as shown in FIG. 3.

도 4는 본 발명의 표면 개질 장치(3)의 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 표면 개질 장치(3)는 전원부(10) 및 플라즈마 생성부(20)를 구비할 수 있다. 전원부(10)는 전원 분배기(11), 주파수 제어기(12), 및 주파수 검출기(13)를 구비할 수 있으며, 플라즈마 생성부(20)는 복수개의 매칭 회로들(21-1 ~ 21-n) 및 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)을 구비할 수 있다. 도 4에서 30은 외부 전원을 나타낸다.4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the surface modification apparatus 3 of the present invention. As shown in FIG. 4, the surface modification apparatus 3 of the present invention may include a power supply unit 10 and a plasma generation unit 20. The power supply unit 10 may include a power divider 11, a frequency controller 12, and a frequency detector 13, and the plasma generation unit 20 includes a plurality of matching circuits 21-1 to 21-n. And a plurality of plasma torches 22-1 to 22-n. 4, 30 represents an external power source.

도 4에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each of the blocks shown in FIG. 4 is as follows.

전원부(10)는 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각으로 토치 전원(P1 ~ Pn)을 공급한다. 이때, 전원부(10)는 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각이 발생시키는 플라즈마의 강도(intensity)가 모두 동일하도록 토치 전원(P1 ~ Pn)을 공급할 수 있다. 또한, 전원부(10)는 외부 전원(30)으로부터 전원(P_ext)을 입력받고, 상기 전원(P_ext)을 토치 전원들(P1 ~ Pn)으로 변환하여 출력할 수도 있다.The power supply unit 10 supplies the torch power P1 to Pn to each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n. In this case, the power supply unit 10 may supply the torch power P1 to Pn such that the intensity of the plasma generated by each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n is the same. In addition, the power supply unit 10 may receive the power P_ext from the external power supply 30, and convert the power P_ext into torch power P1 to Pn and output the converted power.

주파수 검출기(13)는 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각의 주파수 특성을 검출한다. 즉, 주파수 검출기(13)는 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각에 대하여, 플라즈마 토치로 인가되는 전원의 주파수와 플라즈마 토치에서 발생되는 플라즈마의 강도(intensity)의 상관관계를 파악한다. 이때, 주파수 검출기(13)는 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각으로 인가되는 전원의 전압 및 전류 정보를 이용하여 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각의 주파수 특성을 파악할 수 있다.The frequency detector 13 detects the frequency characteristic of each of the plasma torches 22-1 to 22-n. That is, the frequency detector 13 detects a correlation between the frequency of the power applied to the plasma torch and the intensity of the plasma generated in the plasma torch for each of the plasma torches 22-1 to 22-n. At this time, the frequency detector 13 uses the voltage and current information of the power applied to each of the plasma torches 22-1 to 22-n to adjust the frequency characteristics of each of the plasma torches 22-1 to 22-n. I can figure it out.

주파수 제어기(12)는 상기 주파수 검출기(13)가 파악한 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각의 주파수 특성을 분석하고, 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있는 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각의 동작점(즉, 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각으로 인가되는 전원의 주파수, 전압, 및 전류 등)을 파악한다.The frequency controller 12 analyzes the frequency characteristics of each of the plasma torches 22-1 to 22-n identified by the frequency detector 13, and the plasma torches 22-1 to 22-n all have the same intensity. The frequency, voltage, and power of the power source applied to each operating point (ie, each of the plasma torches 22-1 to 22-n) capable of stably generating plasma of the plasma torch 22-1 to 22-n. And current).

전원 분배기(11)는 상기 주파수 제어기(12)에서 파악한 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각의 동작점에 따라 토치 전원들(P1 ~ Pn)을 공급한다.
The power divider 11 supplies torch powers P1 to Pn according to operating points of the plasma torches 22-1 to 22-n identified by the frequency controller 12.

플라즈마 발생부(20)는 전원부(10)로부터 토치 전원들(P1 ~ Pn)을 인가받고, 토치 전원들(P1 ~ Pn)에 따라 플라즈마를 발생한다. The plasma generator 20 receives the torch power sources P1 to Pn from the power supply unit 10, and generates plasma according to the torch power sources P1 to Pn.

복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)은 강판의 폭 방향으로 배열된다. 이때, 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)은 인접한 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 사이의 거리가 최소가 되도록 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각은 토치 전원들(P1 ~ Pn) 중 대응하는 토치 전원을 인가받아 플라즈마를 발생시킨다. 이때, 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)은 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키고 유지할 수 있다.The plurality of plasma torches 22-1 to 22-n are arranged in the width direction of the steel sheet. In this case, the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n may be disposed such that the distance between adjacent plasma torches 22-1 to 22-n is minimized. In addition, each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n receives a corresponding torch power among the torch power supplies P1 to Pn to generate plasma. In this case, the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n may generate and maintain plasma under atmospheric pressure.

복수개의 매칭 회로들(21-1 ~ 21-n) 각각은 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각에 대응하여 배치되며, 임피던스 매칭을 통해 전원부(10)에서 공급되는 토치 전원들(P1 ~ Pn) 각각이 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각으로 안정적이고 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 상술한 바와 같이, 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)은 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키고 유지할 수 있으며, 이를 위해 토치 전원들(P1 ~ Pn)의 주파수는 높아야 한다. (일반적으로, 토치 전원들(P1 ~ Pn)의 주파수는 MHz 단위이다.) 따라서, 토치 전원들(P1 ~ Pn)의 주파수가 높더라도 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)이 안정적으로 동작하도록 하기 위하여, 본 발명의 표면 개질 장치(3)의 플라즈마 발생부(20)는 복수개의 매칭 회로들(21-1 ~ 21-n)을 구비할 수 있다.
Each of the plurality of matching circuits 21-1 to 21-n is disposed corresponding to each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n, and the torch power supplied from the power supply unit 10 through impedance matching. Each of the P1 to Pn can be stably and efficiently transmitted to each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n. As described above, the plasma torches 22-1 to 22-n may generate and maintain plasma under atmospheric pressure, and for this, the frequency of the torch power sources P1 to Pn should be high. (In general, the frequencies of the torch power supplies P1 to Pn are in MHz.) Therefore, the plasma torch 22-1 to 22-n is stable even if the frequency of the torch power sources P1 to Pn is high. In order to operate, the plasma generator 20 of the surface modification apparatus 3 of the present invention may include a plurality of matching circuits 21-1 to 21-n.

즉, 본 발명의 표면 개질 장치(3)의 플라즈마 발생부(20)는 강판의 폭 방향으로 배열된 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)을 구비할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 표면 개질 장치(3)는 강판의 폭 방향으로 균일한 강도를 가지는 플라즈마를 발생시킬 수 있다.That is, the plasma generating unit 20 of the surface modification apparatus 3 of the present invention may include a plurality of plasma torches 22-1 to 22-n arranged in the width direction of the steel sheet. For this reason, the surface modification apparatus 3 of this invention can generate the plasma which has uniform intensity | strength in the width direction of a steel plate.

또한, 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)을 구비하는 플라즈마 발생부(20)를 이용하여 강판의 폭 방향으로 균일한 강도를 가지는 플라즈마를 발생시킬 경우, 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각이 안정적으로 동작하여야 한다. 특히, 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 중 일부라도 주파수 매칭(matching)이 정확하게 이루어지지 않아 플라즈마 토치의 동작 자체에 오류(fault)가 발생한 경우에는 표면 개질 동작(및/또는 산화층 제거 동작) 자체가 수행되지 않을 수도 있다.In addition, when the plasma generating unit 20 includes a plurality of plasma torches 22-1 to 22-n to generate plasma having a uniform intensity in the width direction of the steel sheet, the plurality of plasma torches ( 22-1 ~ 22-n) Each should operate stably. In particular, when some of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n are not accurately matched with frequency, and a fault occurs in the operation of the plasma torch itself, the surface modification operation (and / or Oxide layer removal operation) itself may not be performed.

복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)의 안정적인 동작을 위하여, 본 발명의 표면 개질 장치(3)의 전원부(10)는 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각에 대하여 개별적으로 전원(즉, 토치 전원(P1 ~ Pn))을 인가한다. 이때, 상기 전원부(10)는 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각의 주파수 특성을 검출하고, 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하도록 토치 전원들(P1 ~ Pn)을 발생하여 플라즈마 발생부(20)로 인가할 수 있다. 또한, 전원부(10)는 상기 주파수 특성을 실시간으로 파악하고, 이를 반영하여 상기 토치 전원들(P1 ~ Pn)을 플라즈마 발생부(20)로 인가할 수 있다.
For the stable operation of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n, the power supply unit 10 of the surface modification apparatus 3 of the present invention is each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n. Apply power separately (ie, torch power P1 to Pn). At this time, the power supply unit 10 detects the frequency characteristics of each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n, and the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n all have the same intensity plasma. Torch power sources P1 to Pn may be generated to be applied to the plasma generator 20 to generate. In addition, the power supply unit 10 may grasp the frequency characteristics in real time, and apply the torch power sources P1 to Pn to the plasma generator 20 by reflecting the frequency characteristics.

도 5는 플라즈마 토치에 인가되는 전원의 주파수와 플라즈마 토치를 통해 발생되는 플라즈마의 강도 사이의 상관관계를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing a correlation between the frequency of power applied to the plasma torch and the intensity of the plasma generated through the plasma torch.

플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각은 서로 상이한 주파수 특성(도 5의 Toarch load curve A, B, 및 C 참조)을 가질 수 있다. 즉, 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각은 제조 상의 오차에 의하여, 또는 각각의 특성 변화는 서로 상이함에 의하여 서로 상이한 주파수 특성을 가질 수 있다. 본 발명의 표면 개질 장치(3)의 전원부(10)는 이러한 상이한 주파수 특성을 가지는 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n)이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하도록 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각으로 적절한 토치 전원을 인가한다. 예를 들면, 본 발명의 표면 개질 장치(3)의 플라즈마 발생부(20)가 제1 내지 제3 플라즈마 토치로 구성되고, 제1 플라즈마 토치의 주파수 특성은 도 5의 Toarch load curve A와 같고, 제2 플라즈마 토치의 주파수 특성은 도 5의 Toarch load curve B와 같고, 제3 플라즈마 토치의 주파수 특성은 도 5의 Toarch load curve C같다면, 본 발명의 표면 개질 장치(3)의 전원부(10)는 제1 플라즈마 토치로 인가되는 전원의 주파수는 f1이 되고, 제2 플라즈마 토치로 인가되는 전원의 주파수는 f2가 되고, 제3 플라즈마 토치로 인가되는 전원의 주파수는 f3이 되도록 제1 내지 제3 플라즈마 토치 각각으로 토치 전원을 인가한다. 따라서, 본 발명의 표면 개질 장치(3)는 복수개의 플라즈마 토치들(22-1 ~ 22-n) 각각의 주파수 특성이 상이하거나, 사용 중에 주파수 특성이 상이해지더라도, 강판의 폭 방향으로 균일한 강도를 가지는 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
Each of the plasma torches 22-1 to 22-n may have different frequency characteristics (see Toarch load curves A, B, and C of FIG. 5). That is, each of the plasma torches 22-1 to 22-n may have different frequency characteristics due to manufacturing errors, or each characteristic change is different from each other. The power supply unit 10 of the surface modification apparatus 3 of the present invention includes a plurality of plasma torches such that the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n having such different frequency characteristics generate plasma having the same intensity. 22-1 ~ 22-n) Apply the appropriate torch power to each. For example, the plasma generating unit 20 of the surface modification apparatus 3 of the present invention is composed of first to third plasma torches, and the frequency characteristics of the first plasma torch are the same as those of Toarch load curve A of FIG. If the frequency characteristic of the two plasma torch is the same as the Toarch load curve B of FIG. 5, and the frequency characteristic of the third plasma torch is the same as the Toarch load curve C of FIG. 5, the power supply unit 10 of the surface modification apparatus 3 of the present invention is The frequency of the power applied to the first plasma torch is f1, the frequency of the power applied to the second plasma torch is f2, and the frequency of the power applied to the third plasma torch is f3 to each of the first to third plasma torches. Apply torch power. Accordingly, the surface modification apparatus 3 of the present invention is uniform in the width direction of the steel sheet even if the frequency characteristics of each of the plurality of plasma torches 22-1 to 22-n are different or the frequency characteristics are different during use. It is possible to generate a plasma having an intensity.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

1: 강판 2: 이송 롤
3: 표면 개질 장치 10: 전원부
20: 플라즈마 발생부1: steel sheet 2: feed roll
3: surface modification apparatus 10: power supply
20: plasma generating unit

Claims (9)

강판의 폭 방향으로 배치되고, 각각 플라즈마를 발생시키는 복수개의 플라즈마 토치들을 구비하는 플라즈마 발생부; 및
상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각으로 토치 전원을 공급하는 전원부를 구비하는 플라즈마를 이용한 표면 개질 장치.A plasma generating unit disposed in the width direction of the steel sheet and having a plurality of plasma torches, each generating a plasma; And
Surface modification apparatus using a plasma having a power supply for supplying torch power to each of the plurality of plasma torch. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 플라즈마 토치들은
제트 타입의 플라즈마 토치인 것을 특징으로 하는 표면 개질 장치.The method of claim 1, wherein the plurality of plasma torches
A surface modification apparatus, characterized in that the jet type plasma torch. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는
상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각과 상기 전원부 사이에 연결되는 복수개의 매칭 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표면 개질 장치.The method of claim 1, wherein the plasma generating unit
And a plurality of matching circuits connected between each of the plurality of plasma torches and the power supply unit. 제1항에 있어서, 상기 전원부는
상기 복수개의 플라즈마 토치들이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하도록 상기 토치 전원들을 공급하는 것을 특징으로 하는 표면 개질 장치.The method of claim 1, wherein the power supply unit
And supply the torch powers such that the plurality of plasma torches all generate plasma of the same intensity. 제4항에 있어서, 상기 전원부는
상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 주파수 특성을 검출하는 주파수 검출기;
상기 주파수 특성을 이용하여 상기 복수개의 플라즈마 토치들이 동일한 강도의 플라즈마를 발생하는 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점을 검출하는 주파수 제어기; 및
상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점에 따라 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각으로 상기 토치 전원을 공급하는 전원 분배기를 구비하는 것을 특징으로 하는 표면 개질 장치.The method of claim 4, wherein the power supply unit
A frequency detector for detecting frequency characteristics of each of the plurality of plasma torches;
A frequency controller using the frequency characteristic to detect an operating point of each of the plurality of plasma torches, wherein the plurality of plasma torches generate plasma of the same intensity; And
And a power distributor for supplying the torch power to each of the plurality of plasma torches in accordance with an operating point of each of the plurality of plasma torches. 강판의 폭 방향으로 배치되고, 각각 플라즈마를 발생시키는 복수개의 플라즈마 토치들을 구비하는 플라즈마 발생부를 구비하는 표면 개질 장치에 대한 전원 공급 방법에 있어서,
복수개의 토치 전원들을 발생하는 발생 단계; 및
상기 복수개의 토치 전원들 각각을 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각으로 인가하는 인가 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법.In the power supply method for a surface modification apparatus disposed in the width direction of the steel sheet, and having a plasma generating unit having a plurality of plasma torch, each generating a plasma,
A generating step of generating a plurality of torch power sources; And
And applying each of the plurality of torch power sources to each of the plurality of plasma torches. 제6항에 있어서, 상기 발생 단계는
상기 복수개의 플라즈마 토치들이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하도록 상기 복수개의 토치 전원들을 발생하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법.The method of claim 6, wherein the generating step
And generating the plurality of torch power sources such that the plurality of plasma torches all generate plasma of the same intensity. 제7항에 있어서, 상기 발생 단계는
상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 주파수 특성을 파악하는 단계;
상기 주파수 특성을 이용하여 상기 복수개의 플라즈마 토치들이 모두 동일한 강도의 플라즈마를 발생하는 상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점을 파악하는 단계; 및
상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각의 동작점에 따라 상기 복수개의 토치 전원들을 발생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법.8. The method of claim 7, wherein said generating step
Identifying frequency characteristics of each of the plurality of plasma torches;
Identifying an operating point of each of the plurality of plasma torches, wherein the plurality of plasma torches all generate plasma having the same intensity using the frequency characteristic; And
Generating the plurality of torch power sources according to an operating point of each of the plurality of plasma torches. 제6항에 있어서, 상기 전원 공급 방법은
상기 복수개의 플라즈마 토치들 각각과 상기 토치 전원을 공급하는 전원부 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법.The method of claim 6, wherein the power supply method
And performing impedance matching between each of the plurality of plasma torches and a power supply unit supplying the torch power.
KR1020110144179A 2011-12-28 2011-12-28 Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this KR101359056B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110144179A KR101359056B1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110144179A KR101359056B1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130075884A true KR20130075884A (en) 2013-07-08
KR101359056B1 KR101359056B1 (en) 2014-02-06

Family

ID=48989594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110144179A KR101359056B1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101359056B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172044U1 (en) * 2016-01-26 2017-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Транс-Атом" Installation for plasma surface hardening of steel and cast iron parts

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH072147Y2 (en) * 1991-04-17 1995-01-25 オリジン電気株式会社 Multi-plasma arc generator
JP4948973B2 (en) * 2006-11-08 2012-06-06 新日本製鐵株式会社 Method for measuring molten depth of cast steel slab and surface treatment method for cast steel slab
JP4959293B2 (en) 2006-11-08 2012-06-20 新日本製鐵株式会社 Surface treatment apparatus for cast steel pieces and surface treatment method for cast steel pieces
JP5131008B2 (en) 2008-04-18 2013-01-30 新日鐵住金株式会社 Surface melting processing equipment for cast steel pieces

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172044U1 (en) * 2016-01-26 2017-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Транс-Атом" Installation for plasma surface hardening of steel and cast iron parts

Also Published As

Publication number Publication date
KR101359056B1 (en) 2014-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI436420B (en) Distributed power arrangements for localizing power delivery
KR101099714B1 (en) Apparatus for controlling multi electrode and plasma processing system
KR102412185B1 (en) Multi-segment electrode assembly and methods therefor
US10971338B2 (en) Active gas generating apparatus
TWI771577B (en) Plasma enhanced cvd with periodic high voltage bias
EP1146569A3 (en) Thin film forming method, thin film forming apparatus and solar cell
KR101359056B1 (en) Surface reforming apparatus using plasma and power supply method for this
KR20170051411A (en) Increasing the gas efficiency for an electrostatic chuck
EP4234767A3 (en) Electroforming assemblies for electrical machines
US9504136B2 (en) Inverter device, plasma generating device, sheet-member reforming device, and alternating-current voltage output method
JP5015517B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
CN108702837A (en) Device and method for generating non-thermal atmospheric pressure plasma
JP5559869B2 (en) Plasma processing equipment
US20080041830A1 (en) Method for Operating a Vacuum Plasma Process System
JP2008004488A (en) Ion generating element to supply space with ion having uniform concentration, ion generating unit, and destaticizer
US11049700B2 (en) Atmospheric plasma processing systems and methods for manufacture of microelectronic workpieces
KR101479374B1 (en) Plasma power supply arrangement
JP2004193462A (en) Plasma processing method
KR102114686B1 (en) High frequency power system and plasma processing apparatus provided therewith
JP2008251682A (en) Thin-film forming apparatus and plasma generation method
JP2011049103A (en) Plasma generation method
CN104302108A (en) Testing and forming method of printed circuit board
JP2005347205A (en) Power supply unit for atmospheric discharge process and atmospheric discharge processing device
JP2015198084A (en) High-frequency power system and plasma processing apparatus comprising the same
JP2002305182A (en) Method and apparatus for plasma processing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170131

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180126

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200129

Year of fee payment: 7