JPH0740011A - タンディッシュ溶鋼用プラズマ加熱装置 - Google Patents

タンディッシュ溶鋼用プラズマ加熱装置

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Publication number
JPH0740011A
JPH0740011A JP5208189A JP20818993A JPH0740011A JP H0740011 A JPH0740011 A JP H0740011A JP 5208189 A JP5208189 A JP 5208189A JP 20818993 A JP20818993 A JP 20818993A JP H0740011 A JPH0740011 A JP H0740011A
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JP
Japan
Prior art keywords
plasma torch
molten steel
plasma
tundish
heating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5208189A
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English (en)
Inventor
Tsuyoshi Shinoda
強志 篠田
Toru Ashikari
透 芦刈
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Plant Designing Corp
Original Assignee
Nittetsu Plant Designing Corp
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nittetsu Plant Designing Corp, Nippon Steel Corp filed Critical Nittetsu Plant Designing Corp
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既存の連続鋳造設備に導入する際の設備制約
条件が少ないプラズマ加熱装置を得る。 【構成】 プラズマトーチ1を水平状態に配置し、タン
ディッシュ13内の加熱室に適宜進退自在に構成する。
プラズマトーチ先端部3をその基軸部2の軸芯aと直交
するように水平方向に曲げ、かつその最先端部4を溶鋼
表面側である下方向に曲げて形成する。プラズマトーチ
基軸部2をその軸芯aを中心に回転自在に構成してプラ
ズマトーチ最先端部4のカソード電極5と溶鋼表面との
距離を調整自在にする。 【効果】 既存の連続鋳造設備に導入する際の設備制約
条件が少ないので、既存設備の改造費の低減及び工事期
間の短縮が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、取鍋から溶鋼を受け鋳
型に注入するタンディッシュ内の溶鋼の加熱用に使用す
るプラズマ加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造設備におけるタンディッシュ内
溶鋼温度は、鋳込み初期や末期及び取鍋交換時には低下
が避けられない。この温度低下は非金属介在物や偏析等
の鋳片品質に悪影響を与える。
【0003】この問題に応える技術としてタンディッシ
ュでの溶鋼加熱技術があり、「新日鉄技報」第345号
(1992)23〜29頁に記載されているように、誘
導加熱及びプラズマ加熱の二つの方式が採用されてい
る。
【0004】これらの加熱装置を既存の連続鋳造設備に
導入する際の設備制約として、誘導加熱についてはタン
ディッシュ内外の水平方向に充分な空間が必要であり、
インダクター取り付けによるタンディッシュ容量の減少
があるのに対し、プラズマ加熱の場合はタンディッシュ
内に加熱室を設け、その上方にプラズマトーチを設置す
るのみでタンディッシュ容量に制約を与えない。このた
め一般的にはプラズマ加熱の方が装置の小型化が可能
で、また装置がタンディッシュや取鍋と完全に分離して
いるため保守性が良い。
【0005】プラズマアークの出力はアーク電流とアー
ク電圧の積で表され、一般にプラズマの安定性確保のた
め電流は外部の電源で電流制御を行い、設定値として与
えられる。従って、アーク電流一定の条件で出力増大を
図るにはアーク電圧を高める必要がある。タンディッシ
ュ溶鋼加熱で用いるアーク電圧は、雰囲気条件が一定な
らばアーク長に比例して増加する。
【0006】従来の代表的なプラズマ加熱装置が「新日
鉄技報」第345号(1992)24頁に記載されてい
る。このプラズマ加熱装置はタンディッシュ内に加熱室
を設置し、その上部に長円筒上のプラズマトーチとその
移動装置及び冷却水配管・ガス配管・通電用ケーブルの
ためのケーブルベアを設置する。プラズマトーチは移動
装置によって位置決めされる。溶鋼加熱時には加熱室に
プラズマトーチを挿入し、溶鋼表面の高さに合わせて移
動装置によりプラズマトーチを上下方向に直線運動さ
せ、プラズマトーチ先端にあるカソード電極の位置を変
えてアーク長を調整し出力の調整を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】プラズマ加熱を効果的
に行うためには、溶鋼の均一な加熱が重要であり、これ
にはタンディッシュ内の適正な位置で加熱を行う必要が
ある。このようにプラズマ加熱装置を適正位置に設置す
るためには、タンディッシュ内加熱適正位置の上方向に
ある程度の空間が必要である。しかし、既存の連続鋳造
設備に導入する場合、タンディッシュ形状及び取鍋との
取合等により適正位置に設置するための空間を確保出来
ないことが多い。そのためプラズマ加熱装置を導入でき
なかったり、導入するために多大な改造費や工事期間が
必要になったり、また適正位置に設置出来ず効果が低減
するといった問題点がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の通
りである。
【0009】 タンディッシュ内に設けた加熱室にプ
ラズマトーチを挿入し、プラズマトーチを陰極にし溶鋼
を陽極にしてその間にプラズマアークを生起させ、発生
した熱を溶鋼の昇温に利用するプラズマ加熱装置におい
て、プラズマトーチは水平状態に配置し、タンディッシ
ュ内の加熱室に適宜進退自在に構成すると共に、該プラ
ズマトーチの先端部をその基軸部の軸芯と直交するよう
に水平方向に曲げ、かつその最先端部を溶鋼表面側であ
る下方向に曲げて形成し、更に該プラズマトーチの基軸
部をその軸芯を中心に回転自在に構成してプラズマトー
チ最先端部のカソード電極と溶鋼表面との距離を調整自
在にしたことを特徴とするタンディッシュ溶鋼用プラズ
マ加熱装置。
【0010】 タンディッシュ内に設けた加熱室にプ
ラズマトーチを挿入し、プラズマトーチを陰極にし溶鋼
を陽極にしてその間にプラズマアークを生起させ、発生
した熱を溶鋼の昇温に利用するプラズマ加熱装置におい
て、プラズマトーチは水平状態に配置し、タンディッシ
ュ内の加熱室に適宜進退自在に構成すると共に、プラズ
マトーチの最先端部を溶鋼表面側である下方向に曲げて
形成し、更に該プラズマトーチの基軸部を基軸部の軸芯
と直交する回転軸を中心として上下方向に揺動自在に構
成してプラズマトーチ最先端部のカソード電極と溶鋼表
面との距離を調整自在にしたことを特徴とするタンディ
ッシュ溶鋼用プラズマ加熱装置。
【0011】
【作用】本発明のプラズマ加熱装置は、溶鋼加熱時には
プラズマトーチを水平方向から挿入し、その先端部と最
先端部をタンディッシュ内の加熱室上部に配置する。そ
して、本発明の第一の装置では、タンディッシュ内の溶
鋼表面の高さに合わせてプラズマトーチ全体を基軸部の
軸芯を回転中心としてアーク長調整角度だけ回転させ
る。また、本発明の第二の装置では、タンディッシュ内
の溶鋼表面の高さに合わせてプラズマトーチ全体を基軸
部の軸芯と直交する回転軸を中心としてアーク長調整角
度だけ上下方向に揺動させる。このようにして、溶鋼表
面とプラズマトーチの最先端部にあるカソード電極との
間の距離を換えることでアーク長の調整、即ち出力の調
整を行う。
【0012】本発明の装置は、いずれもプラズマトーチ
を水平状態に配置しているため、タンディッシュと水平
方向の位置にプラズマトーチの挿入、回転又は揺動に必
要な駆動系を設置できる。これにより、タンディッシュ
の上部にはプラズマトーチの先端部と最先端部しか挿入
されないため、プラズマトーチ高さより少し大きい隙間
があればプラズマ加熱を行うことができる。このよう
に、本発明の装置はタンディッシュの上方向に広い空間
を必要とせず、比較的余裕のあるタンディッシュの水平
方向の空間を利用してプラズマ加熱を行うことを可能に
する。
【0013】
【実施例】本発明の第一の装置の構成と動作を図1と図
2を参照して説明する。
【0014】プラズマトーチ1は水平状態に配置する。
プラズマトーチ先端部3はプラズマトーチ基軸部2の軸
芯aと直交するように水平方向に曲げ、かつプラズマト
ーチ最先端部4を溶鋼表面17側である下方向に曲げて
形成する。最先端部4の軸芯cの先にはカソード電極5
が取り付けられており、基軸部2には通電用ブスバー9
と冷却水及びガス供給用継手10が取り付けられてい
る。プラズマトーチ1全体は、基軸部2を支持部8で支
持することで拘束されている。支持部8はたとえばプラ
ンマブロック等で構成されており、軸芯aを中心に回転
自在とする。そして軸芯aを中心にアーク長調整角度γ
だけ回転させるため、たとえば電動機駆動の回転装置6
を設置する。支持部8及び回転装置6は、プラズマトー
チ1と電気的に絶縁されている。そしてこれらを上設す
るため、たとえば台車構造の挿入装置7をタンディッシ
ュ13と水平方向の位置に設置する。挿入装置7の下部
にはガイドレール11を置き、挿入装置7の移動方向X
に沿って冷却水配管、ガス配管、通電用ケーブルのため
のケーブルベア12を配設する。この場合、回転装置6
として油圧シリンダー等を使用しても同様の動作を得る
ことができる。
【0015】溶鋼加熱を行う場合は、挿入装置7をタン
ディッシュ13の方へ水平移動させ、プラズマトーチ最
先端部4と先端部3をタンディッシュ13の上方の狭い
空間、たとえば取鍋下面16とタンディッシュ13内に
設けた加熱室15の上面の隙間L2 に水平方向より挿入
し、プラズマトーチ最先端部4を加熱室15に設けた開
口位置まで移動させる。その位置で回転装置6により軸
芯aを中心にして反時計方向に回転させることで、加熱
室15の開口よりプラズマトーチ最先端部4を挿入す
る。そして溶鋼表面17の高さに合わせて回転装置6に
よりアーク長調整角度γの範囲でさらに回転させる。そ
して溶鋼表面17とカソード電極5との間の距離を調整
し、着火した後にアーク長をL3 〜L4 の範囲で変える
ことにより出力を調整する。プラズマトーチ最先端部4
の曲げ角度βは、プラズマアーク18の安定性の点か
ら、アーク長調整角度γの回転範囲内では溶鋼表面17
に対するカソード電極5の傾き角度αが15°以下とな
るよう決定することが望ましい。
【0016】本発明の第二の装置の構成と動作を図3を
参照して説明する。
【0017】プラズマトーチ1は水平状態に配置する。
プラズマトーチ最先端4は、溶鋼表面17側である下方
向に曲げて形成する。最先端部4の軸芯cの先にはカソ
ード電極5が取り付けられており、基軸部2には通電用
ブスバー9と冷却水及びガス供給用継手10が取り付け
られている。基軸部2には、その軸芯aと直交する揺動
Zのための回転軸19を設ける。プラズマトーチ1全体
は、回転軸19を支持部8で支持することで拘束されて
いる。支持部8はたとえばプランマブロック等で構成さ
れており、回転軸19を中心に揺動自在とする。そして
回転軸19を中心にアーク長調整角度γだけ上下方向に
揺動させるため、たとえば電動機駆動の揺動装置20を
設置する。支持部8及び揺動装置20は、プラズマトー
チ1と電気的に絶縁されている。そしてこれらを上設す
るため、たとえば台車構造の挿入装置7をタンディッシ
ュ13と水平方向の位置に設置する。挿入装置7の下部
にはガイドレール11を置き、挿入装置7の移動方向X
に沿って冷却水配管、ガス配管、通電用ケーブルのため
のケーブルベア(本図には図示しない)を配設する。こ
の場合、揺動装置20として油圧シリンダー等を使用し
ても同様の動作を得ることができる。
【0018】溶鋼加熱を行う場合は、挿入装置7をタン
ディッシュ(本図には図示しない)の方へ水平移動さ
せ、プラズマトーチ最先端部4をタンディッシュの上方
の狭い空間、たとえば取鍋(本図には図示しない)の下
面とタンディッシュ内に設けた加熱室(本図には図示し
ない)の上面の隙間に水平方向より挿入し、プラズマト
ーチ最先端部4を加熱室に設けた開口位置まで移動させ
る。その位置で揺動装置20により回転軸19を中心に
して下方に揺動させることで、加熱室の開口よりプラズ
マトーチ最先端部4を挿入する。そして溶鋼表面17の
高さに合わせて揺動装置20によりアーク長調整角度γ
の範囲で上下方向に揺動させる。そして溶鋼表面17と
カソード電極5との間の距離を調整し、着火した後にア
ーク長をL3 〜L4 の範囲で変えることにより出力を調
整する。プラズマトーチ最先端部4の曲げ角度βは、プ
ラズマアーク18の安定性の点から、アーク長調整角度
γの揺動範囲内では溶鋼表面17に対するカソード電極
5の傾き角度αが15°以下となるよう決定することが
望ましい。
【0019】
【発明の効果】本発明のプラズマ加熱装置は、既存の連
続鋳造設備に導入する際の制約条件が少ないため、既存
設備の改造費の低減及び工事期間の短縮が可能になる。
また、設備制約条件が少なく、加熱位置を自由に選択で
きるため、最適位置でのプラズマ加熱が可能となり、冶
金的効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマ加熱装置を示す図である。
【図2】図1のA−A断面を示す図である。
【図3】本発明のプラズマ加熱装置を示す図である。
【符号の説明】
1 プラズマトーチ 2 プラズマトーチ基軸部 3 プラズマトーチ先端部 4 プラズマトーチ最先端部 5 カソード電極 6 回転装置 7 挿入装置 8 支持部 9 通電用ブスバー 10 冷却水及びガス供給用継手 11 ガイドレール 12 ケーブルベア 13 タンディッシュ 14 取鍋 15 加熱室 16 取鍋下面 17 溶鋼表面 18 プラズマアーク 19 回転軸 20 揺動装置 a プラズマトーチ基軸部の軸芯 b プラズマトーチ先端部の軸芯 c プラズマトーチ最先端部の軸芯 L1 プラズマトーチ高さ L2 取鍋下面と加熱室上面の隙間 L3 最大アーク長 L4 最小アーク長 α 溶鋼表面に対するカソード電極の傾き角度 β プラズマトーチ最先端部の曲げ角度 γ アーク長調整角度 X 挿入装置の移動方向 Y 回転装置の回転方向 Z 揺動装置の揺動方向

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンディッシュ内に設けた加熱室にプラ
    ズマトーチを挿入し、プラズマトーチを陰極にし溶鋼を
    陽極にしてその間にプラズマアークを生起させ、発生し
    た熱を溶鋼の昇温に利用するプラズマ加熱装置におい
    て、プラズマトーチは水平状態に配置し、タンディッシ
    ュ内の加熱室に適宜進退自在に構成すると共に、該プラ
    ズマトーチの先端部をその基軸部の軸芯と直交するよう
    に水平方向に曲げ、かつその最先端部を溶鋼表面側であ
    る下方向に曲げて形成し、更に該プラズマトーチの基軸
    部をその軸芯を中心に回転自在に構成してプラズマトー
    チ最先端部のカソード電極と溶鋼表面との距離を調整自
    在にしたことを特徴とするタンディッシュ溶鋼用プラズ
    マ加熱装置。
  2. 【請求項2】 タンディッシュ内に設けた加熱室にプラ
    ズマトーチを挿入し、プラズマトーチを陰極にし溶鋼を
    陽極にしてその間にプラズマアークを生起させ、発生し
    た熱を溶鋼の昇温に利用するプラズマ加熱装置におい
    て、プラズマトーチは水平状態に配置し、タンディッシ
    ュ内の加熱室に適宜進退自在に構成すると共に、プラズ
    マトーチの最先端部を溶鋼表面側である下方向に曲げて
    形成し、更に該プラズマトーチの基軸部を基軸部の軸芯
    と直交する回転軸を中心として上下方向に揺動自在に構
    成してプラズマトーチ最先端部のカソード電極と溶鋼表
    面との距離を調整自在にしたことを特徴とするタンディ
    ッシュ溶鋼用プラズマ加熱装置。
JP5208189A 1993-08-02 1993-08-02 タンディッシュ溶鋼用プラズマ加熱装置 Withdrawn JPH0740011A (ja)

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JPH0740011A true JPH0740011A (ja) 1995-02-10

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JP5208189A Withdrawn JPH0740011A (ja) 1993-08-02 1993-08-02 タンディッシュ溶鋼用プラズマ加熱装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007275914A (ja) * 2006-04-04 2007-10-25 Nippon Steel Corp タンディッシュのプラズマ加熱装置
CN111136253A (zh) * 2020-01-13 2020-05-12 北京科技大学 一种中间包钢液的等离子加热方法和等离子加热系统
CN115824118A (zh) * 2022-11-30 2023-03-21 南昌大学 一种基于旋转电弧传感信号特征的旋转电弧长度改变值的检测方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 20001003