(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されていく鋳鋼片との間にプラズマアークを発生させるプラズマトーチを備えた表層溶融処理装置であって、
前記プラズマトーチと鋳鋼片の間に、プラズマアークを形成させる処理開始機構を有し、
前記処理開始機構は、前記プラズマトーチの直下に位置するプラズマアーク電極と、前記プラズマアーク電極を昇降させる昇降装置とを備え、
前記プラズマアーク電極は、前記昇降装置によって、前記プラズマトーチとの間でプラズマアークを形成できる位置まで上昇可能であり、かつ前記鋳鋼片の上面よりも低い位置まで下降可能であり、
前記プラズマアーク電極は、前記鋳鋼片の搬送を妨げない位置まで退避可能であることを特徴とする、表層溶融処理装置。
【請求項２】
前記プラズマアーク電極は、前記鋳鋼片の下面よりも低い位置まで下降して退避することを特徴とする、請求項１に記載の表層溶融処理装置。
【請求項３】
前記プラズマアーク電極は、前記鋳鋼片の搬送方向前方に倒れることで退避することを特徴とする、請求項１に記載の表層溶融処理装置。
【請求項４】
前記プラズマアーク電極の上面が鋳鋼片の上面と同じ高さとなる位置において、当該プラズマアーク電極への電圧の印加を停止又は開始する制御部を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の表層溶融処理装置。
【請求項５】
搬送されていく鋳鋼片とプラズマトーチとの間にプラズマアークを発生させて鋳鋼片の表層を溶融処理する方法において、
前記鋳鋼片とプラズマトーチとの間にプラズマアークを発生させるにあたり、
前記鋳鋼片の上方かつ前記プラズマトーチの直下に位置するプラズマアーク電極とプラズマトーチとの間にプラズマアークを形成し、
その後この状態で前記プラズマアーク電極を、前記鋳鋼片の少なくとも上面位置まで下降させて、プラズマアーク電極とプラズマトーチとの間に発生しているプラズマアークを鋳鋼片側に移行し、
次いで前記プラズマアーク電極を前記鋳鋼片の搬送を妨げない位置まで退避させることを特徴とする、表層溶融処理開始方法。
【請求項６】
前記プラズマアーク電極を、前記鋳鋼片の少なくとも上面位置まで下降させた時点で、プラズマアーク電極への電圧の印加を停止することを特徴とする、請求項５に記載の表層溶融処理開始方法。
【請求項７】
前記プラズマアーク電極を、前記鋳鋼片の少なくとも上面位置まで上昇させた時点で、プラズマアーク電極への電圧の印加を開始することを特徴とする、請求項５又は６に記載の表層溶融処理開始方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鋼の連続鋳造鋳片あるいは圧延途上の鋼片の表層を、プラズマによって加熱したり、溶融処理するための表層溶融処理装置及び表層溶融処理開始方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば連続鋳造後の鋳片や圧延途中の鋼片等の鋳鋼片の表層を改質する処理方法として、例えば搬送される鋳鋼片の表層をプラズマアークの熱によって加熱して溶融し、この溶融した表層部分に他の溶質成分を添加することにより表層を改質する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
このように鋳鋼片の表層を溶融処理する場合には、鋳鋼片に対し、プラズマアークによって均一に加熱、溶融させ、可能な限り鋳鋼片の表層を均一に溶融処理する必要がある。そこで、交流磁場の電磁力を用いてプラズマアークを鋳鋼片の搬送方向と直交する方向に往復運動させて、鋳鋼片の表層を溶融し、表面処理を行う方法が提案されている（特許文献２）。なお、本願において「鋳鋼片」とは、「鋳片」と「鋼片」を総称したものであり、「鋳片」とは鋳造後の鋼材を、「鋼片」とは鋳片を圧延した後の鋼材を意味している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９５５１２号公報
【特許文献２】特開昭５４−１４２１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような鋳鋼片の表層溶融処理においては、切断された鋳鋼片に対して直流プラズマによって溶融処理を開始する際に、直流プラズマの着火を行う必要がある。この直流プラズマの着火を行うための装置として、従来より、例えば図６に示す鋳片の表層溶融処理装置１００が用いられている。表層溶融処理装置１００は、例えば直方体形状のチャンバ１０１を有している。チャンバ１０１の側面には、鋳片Ｈをチャンバ１０１内に搬入するための搬入口１０２と、鋳片Ｈを搬出するための搬出口１０３とが形成されている。チャンバ１０１の上面には、鋳片Ｈとの間に直流プラズマによるプラズマアークＰを形成するプラズマトーチ１０４が貫通して設けられている。プラズマトーチ１０４は、例えば鋳片Ｈの搬送方向Ｄと直角方向に並列に複数配置され、これらの複数のプラズマトーチ１０４は、チャンバ１０１の上面外側に設けられた昇降装置１０５によって昇降自在になっている。チャンバ１０１の内部であって鋳片Ｈの上方には、例えばループ状の電磁コイル１０６がプラズマトーチ１０４を挟んで鋳片Ｈの搬送方向Ｄの前方及び後方の両側に設けられている。チャンバ１０１の外部には、直流電源１０７が設けられている。直流電源１０７は、プラズマトーチ１０４と鋳片Ｈに接触するアース１０８に接続され、プラズマトーチ１０４内の電極（陰極）と鋳片Ｈ（陽極）との間に直流電流を流すことができる。
【０００６】
そして、先ず、図６（ａ）に示すように、プラズマトーチ１０４を鋳片Ｈから例えば１０ｍｍ程度の距離に下降させる。次に、プラズマトーチ１０４内の電極（陰極）とプラズマトーチ１０４の外筒であるノズルとの間に例えば数１０ｋＨｚの高周波電圧を印加し、放電させて直流プラズマを発生させる。そして、直流電源１０７によってプラズマトーチの電極（陰極）とプラズマアーク電極（陽極）との間に直流電流を供給し、プラズマトーチ１０４内の電極（陰極）とノズルとの間に例えばアルゴンガス等の不活性ガスを流す。そうすると、プラズマトーチ１０４と鋳片Ｈとの間に直流プラズマによるプラズマアークＰが形成される。そして、図６（ｂ）に示すように、プラズマトーチ１０４を上昇させ、電磁コイル１０６によって交流磁場を発生させて、扁平プラズマアークＰを形成する。そして、鋳片Ｈの表層の溶融処理が開始する。
【０００７】
しかしながら、この表層溶融処理装置１００を用いた場合、並列に配置したプラズマトーチ１０４をその電流ケーブルも併せて昇降装置１０５によって機械的に昇降させる必要があり、表層溶融処理装置１００が大型化していた。また、チャンバ１０１の内部は、通常、酸化を抑制するために不活性ガス雰囲気に維持されるため、プラズマトーチ１０４が昇降する部分では、チャンバ１０１とプラズマトーチ１０４との間でガスシール性を保つ必要がある。そして、このチャンバ１０１とプラズマトーチ１０４との隙間のガスシールは、プラズマトーチ１０４による高温の輻射雰囲気という過酷な温度の中に対しても耐久性を有し、また、プラズマトーチ１０４の昇降に対する耐久性も有している必要がある。ガスシールにはこのような耐久性が要求されるため、表層溶融処理装置１００が高価な装置となっていた。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、プラズマを用いた鋳鋼片の表層の溶融処理において、当該溶融処理する表層溶融処理装置の小型化及び低廉化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、搬送されていく鋳鋼片との間にプラズマアークを発生させるプラズマトーチを備えた表層溶融処理装置であって、前記プラズマトーチと鋳鋼片の間に、プラズマアークを形成させる処理開始機構を有し、前記処理開始機構は、前記プラズマトーチの直下に位置するプラズマアーク電極と、前記プラズマアーク電極を昇降させる昇降装置とを備え、前記プラズマアーク電極は、前記昇降装置によって、前記プラズマトーチとの間でプラズマアークを形成できる位置まで上昇可能であり、かつ前記鋳鋼片の上面よりも低い位置まで下降可能であり、前記プラズマアーク電極は、前記鋳鋼片の搬送を妨げない位置まで退避可能であることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、プラズマトーチの直下に昇降自在のプラズマアーク電極が設けられ、プラズマアーク電極は、プラズマトーチとの間でプラズマアークを形成できる位置まで上昇可能なので、例えば鋳鋼片の表層の溶融処理を開始する際に、プラズマアーク電極を上昇させてプラズマアーク電極とプラズマトーチとの間にプラズマアークを形成することができる。そして、プラズマアーク電極は、鋳鋼片の上面よりも低い位置まで下降可能なので、プラズマアークが形成された状態のプラズマアーク電極を下降させ、プラズマトーチとプラズマアーク電極との距離がプラズマトーチと鋳鋼片との距離よりも長くなる位置、すなわちプラズマアーク電極の上面が鋳鋼片の上面と同じ高さあるいは低い位置において、プラズマアークを鋳鋼片に円滑に移行させることができる。これによって、従来のようにプラズマトーチを昇降させずに、プラズマトーチと鋳鋼片との間にプラズマアークを形成することができるので、プラズマトーチを昇降させるための大掛かりな昇降装置が不要となる。したがって、表層溶融処理装置を小型化することができる。また、従来のようにプラズマトーチを昇降させる必要がなくなるので、プラズマトーチとチャンバとの間に設けられていた高価なガスシールが不要になり、表層溶融処理装置を低廉化することができる。したがって、本発明によれば、表層溶融処理装置の小型化及び低廉化を図ることができる。さらに、本発明のプラズマアーク電極は、鋳鋼片の搬送を妨げない位置まで退避可能であるので、鋳鋼片の表層溶融処理の稼動効率が悪化することもない。
【００１１】
前記プラズマアーク電極は、前記鋳鋼片の下面よりも低い位置まで下降して退避してもよい。
【００１２】
前記プラズマアーク電極は、前記鋳鋼片の搬送方向前方に倒れることで退避してもよい。
【００１３】
前記プラズマアーク電極の上面が鋳鋼片の上面と同じ高さとなる位置において、当該プラズマアーク電極への電圧の印加を停止又は開始する制御部を有していてもよい。
【００１４】
別な観点による本発明は、搬送されていく鋳鋼片とプラズマトーチとの間にプラズマアークを発生させて鋳鋼片の表層を溶融処理する方法において、前記鋳鋼片とプラズマトーチとの間にプラズマアークを発生させるにあたり、前記鋳鋼片の上方かつ前記プラズマトーチの直下に位置するプラズマアーク電極とプラズマトーチとの間にプラズマアークを形成し、その後この状態で前記プラズマアーク電極を、前記鋳鋼片の少なくとも上面位置まで下降させて、プラズマアーク電極とプラズマトーチとの間に発生しているプラズマアークを鋳鋼片側に移行し、次いで前記プラズマアーク電極を前記鋳鋼片の搬送を妨げない位置まで退避させることを特徴としている。
【００１５】
前記プラズマアーク電極を、前記鋳鋼片の少なくとも上面位置まで下降させた時点で、プラズマアーク電極への電圧の印加を停止してもよい。
【００１６】
前記プラズマアーク電極を、前記鋳鋼片の少なくとも上面位置まで上昇させた時点で、プラズマアーク電極への電圧の印加を開始してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来設けられていたプラズマトーチを昇降させる機構やガスシールが不要になり、表層溶融処理装置の小型化及び低廉化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１及び図２は、本実施の形態にかかる鋳片Ｈの表層溶融処理装置１の構成の概略を示す縦断面図である。鋳片Ｈは、例えば厚さ２５０ｍｍ、幅１２００ｍｍの連続鋳造鋳片であり、０．２質量％の炭素を含有する炭素鋼である。
【００１９】
表層溶融処理装置１は、水平方向に搬送される鋳片Ｈの搬送ライン上に設けられている。表層溶融処理装置１は、図１及び図２に示すように、例えば直方体形状のチャンバ２を有している。チャンバ２の側面には、鋳片Ｈを搬入するための搬入口３が形成され、搬入口３には、開閉シャッター４が設けられている。チャンバ２の搬入口３に対向する側面には、鋳片Ｈを搬出するための搬出口５が形成され、搬出口５には、開閉シャッター６が設けられている。なお、鋼片Ｈの表層の溶融処理中、チャンバ２の雰囲気は、例えばアルゴンガスや水素とアルゴンガスの混合ガスの雰囲気に維持されている。
【００２０】
チャンバ２の上面には、チャンバ２の上面を貫通し、チャンバ２に固定されたプラズマトーチ７が設けられている。プラズマトーチ７は外筒であるノズル７ａを有し、ノズル７ａの内部には電極７ｂが設けられている。プラズマトーチ７は、搬送方向Ｄと直角方向に沿って、例えば１００ｍｍ間隔で並列に複数、例えば１２本配置されている。プラズマトーチ７は、電圧の印加によって、直流プラズマを発生させることができ、直流電源８から電圧を印加し直流電流を供給することによって、後述するプラズマアーク電極１１あるいは鋳片Ｈとの間に直流プラズマによるプラズマアークＰを形成することができる。なお、プラズマアークＰを生成するために、プラズマトーチ７内には、例えばアルゴンガスや水素とアルゴンガスの混合ガスがプラズマガスとして流される。
【００２１】
プラズマトーチ７の下方には、プラズマトーチ７と鋳片Ｈとの間にプラズマアークＰを形成するための処理開始機構１０が設けられている。処理開始機構１０は、鋳片Ｈの搬送方向Ｄと直角方向に延び、チャンバ２内を昇降自在のプラズマアーク電極１１を有している。プラズマアーク電極１１は、プラズマトーチ７の直下であって、鋳片Ｈの搬送方向Ｄの前方に位置している。プラズマアーク電極１１は、その両端を支持部材１２によって支持されている。支持部材１２の下端には、プラズマアーク電極１１を昇降させる昇降装置１３が設けられている。昇降装置１３は、チャンバ２の下面の外側に設けられている。昇降装置１３の上部には、チャンバ２の下面を貫通するケーシング１４が設けられ、支持部材１２はケーシング１４内を昇降できるようになっている。ケーシング１４とチャンバ２との間の隙間にはシール材が設けられている。このように構成された処理開始機構１０によって、プラズマアーク電極１１は、プラズマトーチ７との間でプラズマアークＰを形成できる位置まで上昇することができ、鋳片Ｈの搬送を妨げない位置、すなわち鋳片Ｈの下面より低い位置まで下降することができる。プラズマアーク電極１１と直流電源８との間には、プラズマアーク電極１１への直流電流の供給を制御するスイッチ１５が設けられている。そして、プラズマアーク電極１１は、鋳片Ｈの上方の位置において、スイッチ１５を入れた状態で直流電源８から電圧を印加し直流電流を供給することによって、直流プラズマの陽極となり、プラズマトーチ７との間でプラズマアークＰを形成できる。なお、プラズマアーク電極１１は、例えば長さ１２００ｍｍ、直径６ｍｍのタングステン棒材を用いることができる。タングステン棒材には、トリア（二酸化トリウム）が含有されているのが好ましい。
【００２２】
プラズマトーチ７と鋳片Ｈの間には、プラズマアークＰに対して交流磁場を発生させるための電磁コイル２１、２２が、プラズマアークＰ（プラズマアーク電極１１）を挟んで対向して平行に設けられている。電磁コイル２１、２２は、例えばループ状で、鋳片Ｈの搬送方向Ｄと直角方向に延びている。これらの電磁コイル２１、２２の水平距離は、プラズマアーク電極１１を通過させることができる距離、例えば８０ｍｍである。そして、電磁コイル２１、２２は、交流電源（図示せず）からの交流電流の供給によって、電磁コイル２１、２２の間に交流磁場を発生させ、プラズマアークＰに周期的に電磁力を作用させる。そうすると、プラズマアークＰを、供給される交流の周波数に応じて鋳片Ｈの搬送方向Ｄと直角方向に往復移動させることができる。
【００２３】
鋳片Ｈの下面には、直流電源８に接続されたアース２３が接触している。アース２３に、直流電源８から電圧を印加し直流電流を供給することによって、鋳片Ｈを直流プラズマの陽極にすることができる。
【００２４】
これらの直流電源８からプラズマトーチ７への直流電流の供給、プラズマアーク電極１１への直流電流の供給（スイッチ１５の制御）、アース２３への直流電流の供給は、チャンバ２の外部に設けられた制御部３０によって制御される。
【００２５】
本実施の形態にかかる表層溶融処理装置１は以上のように構成されており、次にその表層溶融処理装置１で行われる鋳片Ｈの溶融処理について説明する。本実施の形態においては、鋳片Ｈの上面からの深さが例えば５ｍｍまでの表層について溶融処理を行う。
【００２６】
先ず、搬入口３の開閉シャッター４を開き、鋳片Ｈをチャンバ２内に搬入する。搬入された鋳片Ｈは、プラズマアーク電極１１から鋳片Ｈの搬送方向Ｄの後方で停止させる。鋳片Ｈの停止位置は、プラズマアーク電極１１と鋳片Ｈとの隙間の搬送方向Ｄの水平距離が、プラズマアークＰの直径以下、例えば２０ｍｍ以下となる位置である。このとき、プラズマアーク電極１１は、昇降装置１３によって、プラズマトーチ７の下端から１０ｍｍ下方の位置に配置されている。
【００２７】
次に、プラズマトーチ７のノズル７ａと電極７ｂ（陰極）との間に、例えば２０ｋＨｚ、３００Ｖの高周波電圧を印加する。この高周波電圧によって、プラズマトーチ７内では直流プラズマが発生する。そして、スイッチ１５を入れた状態で、直流電源８によってプラズマトーチ７の電極７ｂ（陰極）とプラズマアーク電極１１（陽極）との間に例えば１００Ａの直流電源を流し、プラズマトーチ７のノズル７ａと電極７ｂ（陰極）との間に例えばアルゴンガスを流入させる。そうすると、図１及び図２に示すように、プラズマトーチ７とプラズマアーク電極１１との間に直流プラズマによるプラズマアークＰが形成される。
【００２８】
プラズマトーチ７とプラズマアーク電極１１との間に直流プラズマによるプラズマアークＰが形成されると、図３に示すように、昇降装置１３によってプラズマアーク電極１１を下降させる。このとき、直流電源８はアース２３を通じて鋳型Ｈと接続されており、鋳片Ｈを直流プラズマの陽極にしておく。そして、プラズマトーチ７とプラズマアーク電極１１との距離がプラズマトーチ７と鋳片Ｈとの距離よりも長くなる位置、すなわちプラズマアーク電極１１の上面が鋳片Ｈの上面と同じ高さあるいは低い位置まで、プラズマアーク電極１１が下降すると、プラズマアーク電極１１と鋳片Ｈとの水平距離がプラズマアークＰの直径以下なので、プラズマアークＰがプラズマアーク電極１１から鋳片Ｈに円滑に移行する。なお、プラズマアークＰが鋳片Ｈに移行すると、制御部３０によって、所定のタイミングでスイッチ１５を切りプラズマアーク電極１１への直流電流の供給が停止される。
【００２９】
その後、プラズマアーク電極１１をさらに下降させ、図４に示すように、鋳片Ｈよりも低い位置まで下降させる。そして、例えば５ｍｍ／秒の搬送速度で鋳片Ｈを搬送し、鋳片Ｈの表層の溶融処理を開始する。このとき、制御部３０によって、プラズマトーチ７と鋳片Ｈとの間の直流電流を例えば５００Ａまで上昇させると共に、電磁コイル２１、２２に交流電源（図示せず）から交流電流を供給し、交流電流により発生する電磁力によってプラズマアークＰを鋳片Ｈの搬送方向Ｄと直角方向に往復運動させる。そして、鋳片Ｈの表層はプラズマアークＰの熱によって溶融し、この溶融した部分に他の溶質成分を添加することによって鋳片Ｈの表層が改質される。
【００３０】
以上の実施の形態によれば、鋳片Ｈの表層の溶融処理を開始する際に、プラズマトーチ７で直流プラズマを発生させた後、プラズマアーク電極１１を上昇させた状態で、直流電源８によって、プラズマトーチ７の電極（陰極）とプラズマアーク電極（陽極）との間に直流電流を流しているので、プラズマトーチ７とプラズマアーク電極１１との間にプラズマアークＰを形成することができる。そして、このプラズマアーク電極１１を、当該プラズマアーク電極１１の上面が鋳片Ｈの上面と同じ高さあるいは低い位置まで下降させることで、プラズマアークＰを鋳片Ｈに円滑に移行させることができる。これによって、従来のようにプラズマトーチを昇降させずに、プラズマトーチと鋳鋼片との間にプラズマアークを形成することができるので、プラズマトーチを昇降させるための大掛かりな昇降装置が不要となる。したがって、表層溶融処理装置１を小型化することができる。また、従来のようにプラズマトーチを昇降させずに、プラズマトーチ７をチャンバ２に固定することができるので、従来のプラズマトーチとチャンバとの間に設けられていた高価なガスシールが不要になり、高いシール性を確保しつつ、表層溶融処理装置１を低廉化することができる。さらに、従来のガスシールを交換する必要がなくなるので、表層溶融処理装置１のメンテナンスコストも削減することができる。したがって、本発明によれば、表層溶融処理装置１の小型化及び低廉化を図ることができる。
【００３１】
また、従来のようにプラズマトーチを昇降させる必要がなくなるので、電磁コイルの間にプラズマトーチの直径分の距離を確保する必要がなくなる。これによって、電磁コイル２１、２２の間の水平距離が短くなるので（本実施例では約８０ｍｍ）、電磁コイル２１、２２の間に発生する交流磁場の制御性を向上させることができると共に、電磁コイル２１、２２に供給する交流電流を省力でき、交流電源を小型化できる。したがって、表層溶融処理装置１の小型化を図ることができる。
【００３２】
さらに、本発明のプラズマアーク電極１１は、鋳片Ｈの搬送方向Ｄの前方に位置し、鋳片Ｈの下面より低い位置まで下降するので、鋳片Ｈの表層の溶融処理が開始後も鋳片Ｈの搬送を妨げず、鋳片Ｈの表層溶融処理の稼動効率が悪化することもない。
【００３３】
以上の実施の形態では、処理開始機構１０の昇降装置１３はチャンバ２の外部に設けられ、プラズマアーク電極１１は鋳片Ｈの下方まで下降できるようになっていたが、図５に示すように、昇降装置１３はチャンバ２の内部に設けられ、処理開始機構１０は、昇降装置１３の下部を中心として鋳片Ｈの搬送方向Ｄ前方に倒れる構造であってもよい。かかる場合、先ず、前記の実施の形態と同様に、プラズマトーチ７とプラズマアーク電極１１との間にプラズマアークＰを形成した後、プラズマアーク電極１１を鋳片Ｈの上面と同じ高さあるいは低い位置まで下降させ、プラズマアークＰをプラズマアーク電極１１から鋳片Ｈに移行させる。そして、処理開始機構１０を昇降装置１３の下端を中心に例えば水平になるまで倒す。これによって、鋳片Ｈの表層の溶融処理が開始後も鋳片Ｈの搬送を妨げず、鋳片Ｈの表層溶融処理の稼動効率が悪化することがない。
【００３４】
以上の実施の形態における制御部３０において、直流電源８からプラズマアーク電極１１への直流電流の供給を自動制御するようにしてもよい。例えば昇降装置１３でプラズマアーク電極１１の上下方向の位置を計測し、その計測結果を昇降装置１３から制御部３０に出力する。そして制御部３０では、プラズマアーク電極１１の上面が鋳片Ｈの上面と同じ高さの位置まで、プラズマアーク電極１１が下降した際に、プラズマアーク電極１１への直流電流の供給を停止するようにスイッチ１５を切る。このようにプラズマアーク電極１１への直流電流の供給が停止すると、プラズマアーク電極１１が直流プラズマの陽極でなくなる。そうすると、プラズマアークＰは、プラズマアーク電極１１から直流プラズマの陽極である鋳片Ｈに円滑に移行する。また、次の鋳片Ｈの表層の溶融処理を開始する際には、プラズマアーク電極１１が再び上昇し、プラズマアーク電極１１の上面と鋳片Ｈの上面とが同じ高さとなる位置において、制御部３０によってスイッチ１５を入れ、直流電源８からプラズマアーク電極１１への直流電流の供給を開始する。そして、プラズマトーチ７とプラズマアーク電極１１との間にプラズマアークＰが形成される。このように、制御部３０で直流電源８からの直流電流の供給をプラズマアーク電極１１の位置に基づいて自動制御しているので、直流電流の供給の無駄がなくなり、エネルギー資源の節約につながる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、例えば鋼の連続鋳造鋳片あるいは圧延途上の鋼片の表層を、プラズマによって加熱したり、溶融処理するための表層溶融処理装置及び表層溶融処理開始方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態にかかる表層溶融処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】本実施の形態にかかる表層溶融処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】プラズマアークがプラズマアーク電極から鋳片に移動した様子を示す説明図である。
【図４】プラズマアーク電極が鋳片の下方まで下降した様子を示す説明図である。
【図５】他の形態にかかる表層溶融処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図６】従来の表層溶融処理装置の構成の概略を示す縦断面図であり、（ａ）はプラズマトーチを下降させた状態を示し、（ｂ）はプラズマトーチを上昇させた状態を示している。
【符号の説明】
【００３７】
１    表層溶融処理装置
２    チャンバ
３    搬入口
４、６  開閉シャッター
５    搬出口
７    プラズマトーチ
７ａ  ノズル
７ｂ  電極
８    直流電源
１０  処理開始機構
１１  プラズマアーク電極
１２  支持部材
１３  昇降装置
１４  ケーシング
１５  スイッチ
２１、２２  電磁コイル
２３  アース
３０  制御部
Ｄ    搬送方向
Ｈ    鋳片
Ｐ    プラズマアーク
【図１】
0005014947.tif 000002
【図２】
0005014947.tif 000003
【図３】
0005014947.tif 000004
【図４】
0005014947.tif 000005
【図５】
0005014947.tif 000006
【図６】
0005014947.tif 000007