KR0162030B1 - 연속주조 피복법을 이용한 이종재료의 피복방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤, 롤러 및 샤프트 등에 사용되는 바아 또는 강관의 표면에 이종재료를 피복하는 방법에 관한 것으로, 연속주조 피복장치의 수냉각형 몰드의 내경을 적정각도 범위로 테이퍼 가공하여 수냉각형 몰드와 이종재료 피복층간의 접촉면적을 줄여 모재의 하강시 발생되는 인장응력을 줄여주므로서 탕주름, 편석 및 크랙이 없을 뿐만 아니라, 그 조직이 균일한 이종재료 피복층을 얻을 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내화물 용기 및 수냉각형 몰드를 포함하여 구성되는 연속주조 피복장치를 이용하여 모재의 표면에 이종재료 피복층을 형성시키는 방법에 있어서, 상기 수냉각형 몰드가 하부내경이 상부내경보다 1-5°의 각도범위로 큰 테이퍼 형상인 것을 포함하여 이루어지는 연속주조 피복법을 이용한 이종재료의 피복방법을 그 요지로 한다.

Description

연속주조 피복법을 이용한 이종재료의 피복방법

제1도는 종래 방법에 의한 이종재료의 피복을 나타낸 개략도.

제2도는 시간변화에 따른 이종재료 피복측과 용탕간의 계면의 변화를 나타낸 개략도.

제3도는 본 발명의 방법에 의한 이종재료의 피복을 나타낸 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 모재 2 : 내화물 용기

3 : 수냉각형 몰드 4 : 턴디시

5 : 용탕 6 : 이종재료 피복층

7 : 용재 8 : 냉각수 유출구

9 : 냉각수 유입구 S : 고상

L : 액상

본 발명은 롤, 롤러 및 샤프트 등에 사용되는 바아 또는 강관의 표면에 이종재료를 피복하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 바아 또는 강관을 연속적으로 하강시키면서 이종재료를 피복하는 방법에 관한 것이다.

롤, 롤러 및 샤프트 등에 사용되는 바아 또는 강관은 장시간 사용함에 따라 그 표면에 마모 손실되어 사용이 불가능해진다. 그러나 이와같이 마모손실된 바아 또는 강관을 그대로 폐기 처분하는 것은 그 손실이 너무나 크다.

따라서 이와같이 표면이 마모손실된 바아 또는 강관을 재사용하기 위하여 그 표면에 사용목적에 부합되는 특성을 나타낼 수 있는 금속을 피복하여 목적하는 용도로 사용하여 왔으며, 이에는 주로 육성 용접법을 이용하였다.

육성 용접법은 그 외면에 피복하고자 하는 그속을 직접 일정두께 이상 용접하여 목적하는 특성을 발휘하도록 하는 방법으로서, 이 방법의 경우 용접량의 한계로 인해, 두꺼운 육성 용접층을 제조하는데 문제점이 있을 뿐만 아니라 용접 자국(Bead Mark)이 잔존하는 문제점이 있다. 특히 육성 용접된 강관 또는 바아를 테이블 롤러(Table Roller)에 사용하게 될 경우에는 용접자국이 압연판에 그대로 인쇄되어 압연판 품질을 저하시킬 수 있다.

이러한 육성용접법에 의한 문제점을 해결하기 위하여 제1도와 같은 연속주조 피복장치를 이용하여 그 표면에 이종재료를 피복하는 방법이 제안되어 사용되어지고 있다.

상기 방법은 먼저 내화물 용기(2)와 그 아래에 수냉각형 몰드(3)를 수직으로 등축으로 배열하고 내화물 용기(2)와 수냉각형 몰드(3) 내부에 모재(바아 또는 강관)(1)를 등축적으로 배열한 후, 턴디시(4)에 준비된 용탕(5)을 내화물 용기(2)에 연속적으로 주입하면서 모재(1)를 단속적으로 하강하는 방법이다.

즉, 제2도에 나타난 바와같이, 용탕(5) 주입시 이종재료 피복측(6)의 응고는 최초①번과 같은 형태로 이루어진다.

이때, 모재(1)를 연속적으로 하강시키게 되면 응고셀과 수냉각형 몰드(3) 내면간의 마찰에 의해 인장응력이 발생하며 그 결과 응고셀중 취약한 부분인 A 부분에서 크랙이 발생하여 용탕(5)이 누출되거나 또는 크랙이 발생하는 문제가 발생한다.

따라서 종래에는 상기와 같은 문제 발생을 방지하기 위하여 용탕(5)의 응고가 ④번까지 이루어져 응고셀의 두께가 충분히 두꺼워진 다음 하강시켰기 때문에 모재(1)의 하강은 단속적으로 행한 결과 이종재료 피복층(6)이 정상상태(Steady State)로 응고가 일어나지 못하여 그 조직이 불균일하게 형성되는 문제점이 발생할 뿐만 아니라, 이종 재료 피복층(6) 표면에서 탕주름 또는 크랙이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 정지시마다 이종재료 피복층(6)의 중심부에 미세편석 또는 수축공이 발생할 우려가 크며 설비의 정지시간 증가에 따른 생산성 감소의 문제점이 있다.

이에, 본 발명자는 상기한 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행한 결과, 수냉각형 몰드(3)와 이종재료 피복층(6)의 응고셀 층과의 마찰계수를 줄이든지 혹은 접촉부위를 적게하여 인장응력의 발생을 줄여 주면 상기한 문제점들을 제거할 수 있다는 사실에 착안하여 본 발명을 제안하게 된 것이다.

본 발명은 연속주조 피복장치의 수냉각형 몰드의 내경을 적정각도 범위로 테이퍼 가공하여 수냉각형 몰드와 이종재료 피복층간의 접촉면적을 줄여 모재의 하강시 발생되는 인장응력을 줄여주므로서, 탕주름, 편석 및 크랙이 없을 뿐만 아니라 그 조직이 균일한 이종재료 피복층을 얻을 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 용탕이 담겨지는 내화물 용기 및 이종재료 피복층과 접하는 수냉각형 몰드를 포함하여 구성되는 연속주조 피복장치를 이용하여 모재의 표면에 이종재료 피복층을 형성시키는 방법에 있어서, 상기 수냉각형 몰드가 하부내경이 상부내경보다 1-5°의 각도범위로 큰 테이퍼 형상인 것을 포함하여 이루어지는 연속주조 피복법을 이용한 이종재료의 피복방법에 관한 것이다.

이하, 제3도를 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

상기한 목적달성을 위하여 본 발명에서는 제3도에서와 같이 수냉각형 몰드(3)의 내경을 하부내경이 더 크도록 테이퍼 가공하여 수냉각형 몰드(3)와 이종재료 피복층(6)의 응고셀층간의 접촉면적을 줄이므로서 모재(1)의 하강시에 수냉각형 몰드(3)와 응고셀층간의 마찰력을 줄일 수 있게 되어 모재(1)의 연속하강 조업이 가능하다.

상기 방법에서는 수냉각형 몰드(3)의 내경을 테이퍼 가공하므로서 응고셀층과 수냉각형 몰드(3)간의 접촉시간이 줄어들기 때문에 이종재료 피복층(6)에서 수냉각형 몰드(3) 방향으로의 열방출량이 줄어들게 되어 응고에 많은 시간이 소요될 가능성이 있다. 그러나, 이러한 우려는 테이퍼 가공된 수냉각형 몰드(3)의 내면 두께를 얇게 하거나 또는 수냉각형 몰드(3)의 재료를 변화시켜 냉각능을 높이므로서 그 해 결이 가능하다.

본 발명에서는 상기와 같이 수냉각형 몰드(3)의 내경을 테이퍼 가공할 때 하부내경이 상부 내경보다 크고 그 각도차(θ)가 1°내지 5°범위가 되도록 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.

상기 각도차가 1°이하일 경우에는 수냉각형 몰드(3)를 테이퍼 가공한 효과를 얻을 수 없으며, 5°이상일 경우에는 각도가 너무 커 모재(1)의 하강도중 응고셀층 외부로 미응고 용탕(5)이 흐르게 되어 탕주름이 발생할 우려가 크기 때문에 수냉각형 몰드(3)의 상부 내경과 하부내경간의 각도차는 1°내지 5°범위로 제한함이 바람직하다.

본 발명에서는 상기와 같이 수냉각형 몰드(3)를 가공한 후, 내화물 용기(2)내에 용탕(5)을 채우고 모재(1)를 연속적으로 하강하게 되면 결함발생이 없는 우수한 이종재료 피복층(6)을 얻을 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 1과 같은 수냉각형 몰드의 테이퍼 각도 및 수냉각형 몰드 내벽 두께를 갖도록 수냉각형 몰드를 내화물용기의 하부에 설치한 다음, 용탕을 내화물 용기에 채우고 모재를 연속하강시켜 그 표면에 이종재료 피복층을 형성시키고, 그 결과를 측정하여 하기표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 부합되는 발명예(1-3)의 경우 결함발생이 없는 양호한 이종재료 피복층을 얻을 수 있는 반면에, 본 발명에 부합되지 못하는 비교예(1-3)의 경우 표면크랙 및 탕주름과 같은 결함이 이종재료 피복층에 발생됨을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 수냉각형 몰드의 내경을 테이퍼 가공하므로서 미세편석 및 수축공의 발생이 없고 균일한 조직을 갖는 이종재료 피복층을 얻을 수 있으며, 표면크랙 및 탕주름이 발생되지 않아 가공손실이 줄어들어 가공비가 절감된다.

뿐만 아니라 설비의 정지시간이 줄어들어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 내화물 용기 및 수냉각형 몰드를 포함하여 구성되는 연속주조 피복장치를 이용하여 모재의 표면에 이종재료 피복층을 형성시키는 방법에 있어서, 상기 수냉각형 몰드가 하부내경이 상부내경보다 1-5°의 각도 범위로 큰 테이퍼 형상인 것을 포함하여 이루어지는 연속주조 피복법을 이용한 이종재료의 피복방법.