KR100244647B1 - 연속주조용 용융형 몰드 플럭스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조시 사용되는 몰드 플럭스의 제조 방법에 관한 것이며, 그 목적은 충분한 윤활작용과 균일한 냉각능을 갖는 용융형 몰드 플럭스를 제공함에 있다.

본 발명은 연속주조시 사용되는 몰드 플럭스의 제조방법에 있어서, 플럭스원료를 균일하게 혼합하고 혼합된 원료를 용융시킨 다음 상기 용융혼합물을 내열성 벨트 위에 8mm 이하의 두께의 층으로 퍼뜨린후, 여기에 물을 분사하여 급냉시키는 연속주조용 용융형 몰드 플럭스의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

연속주조용 용융형 몰드 플럭스 제조방법

제1도는 일반적인 연속주조 과정을 설명하기 위한 설명도.

제2도는 본 발명 및 종래의 몰드 플럭스를 사용하여 각각 연속주조 완료한 후 주형벽에 형성된 슬래그 필름두께를 주형폭에 따라 비교 도시한 그래프.

제3도는 본 발명 및 종래의 몰드 플럭스를 사용하여 연속주조할 때의 용강의 온도 변화를 나타내는 그래프.

제4도는 본 발명 및 종래의 몰드 플럭스를 사용하여 제조된 연속주조 주편내에 발생된 결함정도를 비교 도시한 그래프.

제5도는 본 발명 및 종래의 몰드 플럭스에 대한 수분 흡수율을 비교도시한 그래프.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 턴디쉬 2 : 용강

3 : 침지노즐 4 : 몰드

5 : 몰드 플럭스

본 발명은 연속주조시 사용되는 몰드 플럭스의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충분한 윤활작용과 균일한 냉각능을 갖는 용융형 몰드 플럭스의 제조방법에 관한 것이다.

연속주조 공정은, 제1도에 도시된 바와같이, 턴디쉬(1)내 수강되어 있는 용강(2)이 침지노즐(3)을 통해 몰드(4)로 유입되면 수냉되어 있는 몰드(4)내에서 용강(2)의 응고가 개시되어 중간제품인 주편이 얻어지면서 이루어진다. 이때, 연속주조중 몰드(4)내 용강(2)위에 몰드 플럭스(5)가 투입되어 미용융층, 반용융층, 융용슬라그층을 형성하면서 이 용융슬라그가 상하로 진동하는 몰드(4)와 응고쉘(shell)(2a)간의 틈사이로 유입되어 얇은 막(슬라그 필름)을 형성하며, 이 슬라그 필름은 연속주조기 아래방향으로 인발되는 주편과 함께 따라 내려 가면서 주편을 냉각시키기 위해 뿌려지는 물에 의해 몰드 플럭스(5)가 씻겨지면서 소모된다.

몰드플럭스(5)는 용강위에 투입되는 분말 또는 과립형상의 인공합성 슬래그로서 이와같이 수냉되는 몰드와 접촉된 표면만이 응고된 얇은 주편이 파단되는 것을 방지하기 위한 윤활작용을 한다. 또한, 몰드 플럭스는 주편과 몰드간의 마찰력을 감소시키는 윤활작용 이외에도 용강으로부터 분리부상되는 비금속 개재물의 흡수 용해, 용강을 도포하여 대기와의 재산화방지, 대기로의 열방출을 억제시켜 용강을 보온 유지시키는 역할 뿐만아니라 주편에서 몰드로의 열전달 매체 역할을 한다.

한편, 종래에는 이러한 몰드 플럭스로서 여러종류의 광물상들을 단순히 혼합시킨 분말(이하, 단지 '혼합형 몰드 플럭스'라함)을 사용하여 왔다.

이러한 종래의 혼합형 몰드 플럭스는 용강의 탄소성분 또는 주편의 주조속도에 따라 구분된다. 예를들면, 용강의 탄소함유량이 극저탄소(0.01%이하)인 경우 U플럭스를, 저탄소(0.01-0.08%)인 경우 O.P.W 플럭스를 중탄소(0.08-0.18%)인 경우 Q. R. X플럭스를, 그리고, 고탄소(0.18-0.90%)인 경우 W. M. O 플럭스를 사용한다. 또한, 주편속도의 경우 1.2m/min이하의 저속일때는 O. Q 플럭스를 1.2-1.5m/min의 중속일 때는 P.R플럭스를, 1.5m/min이상의 고속일때는 W. X 플럭스를 사용하여 왔다.

그러나, 상기한 단순혼합형 몰드 플럭스들은 대부분 CaO계 원료에 알카리염이 혼합된 것이기 때문에 그 입자표면에 수분을 흡수하여 수화물로 변화되기 쉽다. 특히, 습한 대기에서 오랜기간 저장할 경우 수분의 흡수가 불가피하고 이러한 수분은 용강의 표층부에 산소와 수소농도의 증가를 일으키며, 결국 최종적으로는 주편내에 핀홀(pin hole) 결함을 야기시킬수 있다. 또한, 이러한 단순혼합형 몰드 플럭스는 각 성분들이 혼합된 상태이므로 각성분의 융점의 차이로 인하여 몰드 플럭스자체가 균일한 용융이 되지 않아 결국 주편의 응고시 균일한 열전달이 불가하다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 플럭스에 따른 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 종래의 몰드 플럭스분말 원료를 이용하여 적절히 용융처리하므로서, 윤활성능이 우수하면서도 균일한 냉각능을 갖는 연속주조용 용융형 몰드 플럭스의 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명은 연속주조시 사용되는 몰드 플럭스의 제조방법에 있어서, 플럭스분말원료를 균일하게 혼합하고 혼합된 원료를 용융시킨 다음 상기 용융혼합물을 내열성 벨트위에 8mm이하의 두께의 층으로 퍼뜨린후, 여기에 물을 분사하여 급냉시키는 연속주조용 용융형 몰드 플럭스의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 종래의 몰드플럭스 분말 원료를 기계적으로 균일하게 혼합한 다음, 이를 재용융시킨후 용융상태에서 균일하게 각 성분들을 분포시킴을 특징으로 한다. 이때 용융은 플럭스를 용융시킬수 있는 온도, 예를들면 1200-1300℃정도이면 충분하다. 또한, 본 발명에서 대상으로 하고 있는 몰드플럭스 분말원료는 종래의 단순 혼합형 몰드플럭스라면 어느것이나 가능하며, 예를들면, 종래의 U. O. P. W. R. X 타입의 플럭스 분말중에서 선택된 1종을 들수 있다.

무엇보다도 중요한 것은 용융된 플럭스원료를 용이하게 다시 분말형태로 얻기 위해서는 수분사에 의해 급냉함이 필요하다. 예를들면, 내열성 벨트 콘베이어가 구비되고 물탱크가 설치된 설비내에서 물을 분사하면 가능하다.

이경우 내열성벨트위에 적층 이송되는 용융형 몰드플럭스는 8mm이하로 함이 바람직한데, 그 이유는 8mm 초과시에는 벨트위의 용융물이 100% 분말화되지 않기 때문이다.

이렇게 제조된 용융형 몰드 플럭스는 그 분말 입자크기가 70-250 메쉬로 제어하면 보다 바람직하다.

이와같이 제조된 용융형 몰드플럭스는 종래의 단순 혼합형몰드 플럭스에 비하여 그 입자들의 조성이 매우 균일하여 용융과정이 균질함은 물론 수분의 흡수가 거의 없고, 충분한 윤활 및 균일한 냉각능을 발휘할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

중량%로, CaO: 34.99%, SiO₂: 39.55%, Al₂O₃: 6.02%, Na₂O: 1.53%, MgO: 5.43%, 염기도 0.88인 종래의 U타입 몰드플럭스를 약 1톤정도 균일하게 혼합한뒤, 혼합된 플럭스원료를 도가니로에 장입하고 약 1200℃로 가열하여 용융시켰다. 용융된 플럭스는 내열성 벨트위에 약 3mm 정도의 층으로 얇게 퍼지게 한 다음, 물분사가 가능한 물탱크를 통과시켰다. 이때, 압력을 약 5bar 정도로 하여 물을 분사하면서 급냉시켜 열적충격으로 분말형상의 플럭스 원료를 얻었다.

이와같이 제조된 본 발명의 용융형 몰드 플럭스와 상기 동일한 조성을 갖는 종래의 단순혼합형 몰드플럭스인 U타입 플럭스를 각각 연속주조시 몰드내로 투입하였다. 이렇게 주조완료된 후, 각각의 경우 주형벽에 형성된 슬래그 필름(slag film)의 두께를, 그 주형의 폭방향을 따라 측정하고, 그 결과를 제2도에 나타내었다.

또한, 각각의 주형 동판의 장변부 상부와 하부의 2곳에 열전대를 설치하고 주조중 몰드내로 전달되는 용강의 온도를 측정하고 그결과를 제3도에 나타내었다.

또한, 이와같이 제조된 각각의 슬라브에 대하여 결함정도를 측정하고 그 결과를 제4도에 나타내었다.

한편, 종래의 몰드 플럭스와 본 발명재에 대한 수분흡수율을 측정하고, 그 결과를 제5도에 나타내었다.

제2도에서와 같이 본 발명의 용융형 몰드 플럭스를 사용한 경우 종래의 단순 혼합형에 비하여 완전히 용융처리를 하기 때문에 조성은 극히 균일하고 빠르게 용융슬래그가 형성됨을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 플럭스를 사용하는 경우 균일한 슬래그 필름의 빠른 형성으로 인해 충분한 윤활과 균일한 냉각능이 제공됨이 확인되었다.

또한, 연속주조시 몰드동판의 온도를 측정하여 몰드 플럭스의 주형 동판과 응고쉘 사이의 유입형태를 나타내고 있는 제3도에서 나타난 바와같이, 본 발명에 의한 용융형 몰드 플럭스의 경우 단순혼합형 비하여 온도의 거동이 균일한 것으로 보아 균일용융, 균일 유입됨을 알 수 있다.

실제 연속주조기에서 연속주조할 경우 제4도에서와 같이 높은 무결함율을 나타내는 고품질의 슬라브를 생산할수 있었다.

또한, 제5도에 도시된 바와같이, 본 발명에 의한 용융형몰드 플럭스가 완전히 유리질화 되었기 때문에 수분흡수가 단순혼합형에 비해 감소됨을 보이고 있다.

이와같이, 본 발명에 의한 용융형 몰드 플럭스는 원료 혼합물을 균질화 시키므로서 단순혼합형에 비해 입자들의 조성이 매우 균일하게 용융과정이 균질하고 수분의 흡수가 거의 없음을 알 수 있다.

한편, 상기 종래의 U타입 몰드플럭스 대신 종래의 Q 타입 몰드 플럭스, 즉 중량%로, CaO: 34.8%, SiO₂; 32.6%, Al₂O₃: 7.64%, Na₂O: 8.46%, MgO: 0.33%, F: 5.6%, Fe: 0.35%, CaO:8.37%, free C: 2.28%, 염기도: 1.07인 몰드 플럭스를 사용한 것은 제외하고 상기와 동일한 방법에 의해서 실험을 한 결과, 상기와 유사한 결과를 얻었다.

이와같이, 본 발명에 의한 용융형 몰드 플럭스는 원료혼합물을 균질화시키므로서 단순혼합형 몰드플럭스에 비해 입자들의 조성이 매우 균일하여 용융과정이 균질하고 수분의 흡수가 거의 없어 개재물에 의한 결함이 거의 없는 연속주조 주편의 제조에 매우 적합하다.

Claims (4)

1. 연속주조시 사용되는 몰드 플럭스의 제조방법에 있어서, 플럭스분말원료를 균일하게 혼합하고 혼합된 원료를 용융시킨 다음 상기 용융혼합물을 내열성 벨트위에 8mm 이하의 두께의 층으로 퍼뜨린후, 여기에 물을 분사하여 급냉시킴을 특징으로 하는 연속주조용 용융형 몰드 플럭스의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 플럭스 분말 원료는 단순 혼합된 플럭스 분말임을 특징으로 하는 연속주조용 용융형 몰드 플럭스의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 플럭스 분말 원료는 U-, O-, P-, W-, Q-, R-, X-타입 플럭스중에서 선택된 1종임을 특징으로 하는 연속주조 용융형 몰드 플럭스의 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 급냉 분말의 입자크기가 70-250 메쉬임을 특징으로 하는 연속주조용 용융형 몰드 플럭스의 제조방법.