KR100244648B1 - 고유황 함유 법랑강연속주조용 몰드플럭스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고유황함유 법랑강의 연속주조시 사용되는 몰드플럭스에 관한 것이며, 그 목적은 주편내 면세로 크랙이 저감되는 고유황 함유 법랑강용 몰드플럭스를 제공함에 있다.

본 발명은 유황이 0.04-0.1중량% 함유된 법랑강을 연속주조시 사용되는 몰드플럭스에 있어서, 중량%로 CaO:32-35%, SiO₂: 25-28%, MgO : 10% 이하, Al₂O₃: 1.7-8.9%, F : 10% 이하, Na₂O : 14% 이하, 및 Li₂O : 1-3%로 조성되고, 염기도(CaO/SiO₂)가 1.2-1.3인 고유황 함유 법랑강 연속주조용 몰드플럭스에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

고유황 함유 법랑강연속주조용 몰드플럭스

제1도는 일반적인 연속주조 과정을 설명하기 위한 설명도.

제2도는 몰드 플럭스중의 Li₂O 함량과 결정질율과의 관계를 나타내는 그래프.

제3도는 몰드플럭수중의 염기도와 결정질율과의 관계를 나타내는 그래프.

제4도는 본 발명의 몰드 플럭스로 부터 형성된 슬래그 필림층의 조직 사진.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 턴디쉬 2 : 용강

3 : 침지노즐 4 : 몰드

5 : 몰드플럭스

본 발명은 고 S 함유 법랑강의 연속주조시 사용되는 몰드플럭스(mold flux)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 S 함량이 0.04-0.1% 함유된 법랑강을 연속주조할 때 주편내 면세로 크랙이 저감되는 몰드 플럭스에 관한 것이다.

통상 법랑강판이라 함은 강판에 유리질 유약을 도포한 후 800℃ 이상의 고온에서 소성하는 일종의 표면처리 냉연제품을 말하며, 주방용품, 건축용 내외장재, 욕조, 난방기기, 식기 등에 다양하게 사용되고 있다. 이러한 법랑강판은 대체로 하기표 1과 같이 고유황(S)함유 극저탄소로 조성됨을 특징으로 하고 있다.

상기 법랑용강은 통상의 연속주조공정을 거쳐 제조된다.

즉, 법랑용강의 연속주조공정은, 통상의 연주공정과 마찬가지로 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.

한편, 연속주조중 몰드(4)내의 용강(2)위에는 몰드플럭스(5)가 투입되는데 투입된 몰드플럭스는 미용융층, 반용융층, 용융슬라그층을 형성하면서 이 용융슬라그가 상하로 진동하는 몰드(4)의 응고쉘(Shell(2a)간의 틈 사이로 유입되어 얇은 막(슬라그 필름)이 형성되며, 이 슬라그 필름은 연속주조기 아래 방향으로 인발되는 주편과 함께 따라내려 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, 몰드플럭스는 주편과 몰드간의 마찰력을 감소시키는 윤활작용 이외에도 용강으로 부터 분리 부상되는 비금속 개재물의 흡수용해, 용강을 도포하여 대기와의 재산화방지, 대기로의 열방출을 억제시켜 용강을 보온유지시키는 역할 뿐만 아니라 주편에서 몰드로의 열전달 매체 역할을 한다.

그런데, 법랑용강의 경우에는 상술한 바와같이 고유황 극저탄소로 조성되기 때문에 이에 사용되는 몰드플럭스는 상기한 역할 이외에도 용강중 탄소의 증가를 야기하지 않아야 하며 개재물에 의한 결함을 일으키지 않아야 하는 등 매우 중요하다.

일반적으로 종래의 법랑용강에 사용되는 몰드플럭스는, 예를들면, 하기표 2와 같은 조성을 갖는 U 타입의 몰드플럭스가 주로 이용되는데, 이는 법랑용강의 탄소가 극저로 함유되어 있기 때문에 극저탄소용도에 U 타입 몰드 플럭스가 적합하기 때문이다.

그러나, 고유황 함유 법랑용강을 연속주조하는 경우 극저탄소용 U 타입 플럭스등과 같은 종래의 몰드플럭스를 사용함에도 불구하고 오히려 고유황에 의한 강의 연신저하로 주편내에 면세로 크랙이 빈번히 발생하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 우수한 윤활능이 확보되는 적정 결정질을 갖도록 몰드플럭스의 조성을 적절히 제어하므로서 주편내 면세로 크랙이 저감되는 고유황 함유 법랑용강에 적합한 몰드플럭스를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명은 유황이 0.04-0.1중량% 함유된 법랑강을 연속주조시 사용되는 몰드플럭스에 있어서, 중량%로 CaO:32-35%, SiO₂: 25-28%, MgO : 10% 이하, Al₂O₃: 1.7-8.9%, F : 10% 이하, Na₂O : 14% 이하, 및 Li₂O : 1-3%로 조성되고, 염기도(CaO/SiO₂)가 1.2-1.3인 고유황 함유 법랑강 연속주조용 몰드플럭스에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

일반적으로 강의 탄소함량이 0.13-0.16%인 경우 주편내에 면세로 크랙이 가장 크게 발생된다고 알려져 있다. 법랑용강의 경우 탄소가 극저로 함유되어 있기 때문에 면세로 크랙의 발생이 적어야 함에도 불구하고 오히려 면세로 크랙이 크게 되는 것은 고유황 함량에 의한 강의 연성저하로 빈번히 발생되는데, 이를 방지하기 위해서는 몰드와 주편응고층간의 윤활능을 크게 할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는 연속주조시 투입되는 몰드플럭스에 의한 슬래그 필림상에 경정질율을 적절히 확보해줌으로써, 주편의 윤활특성을 크게 하고 이에 따라 주편의 면세로 크랙을 방지하고자 하였다.

본 발명자들의 실험결과에 의하면, 주조완료후 형성된 몰드슬래그층의 조직에 있어 결정질율이 10-30% 정도로 유지될 때가 윤활특성이 가장 우수함을 알았다.

즉, 결정질율이 10% 미만인 경우에는 완냉효과가 미흡하여 오히려 표면크랙개선을 기대할 수 없으며 또한 30%를 초과하면 오히려 윤활능 부족으로 인해 몰드와 용강의 계면에서 마찰에 의한 용강 응고쉘(Shell)이 파단되는 조업이상(break out)이 발생될 우려가 있어 바람직하지 않다.

이와같이, 본 발명의 몰드플럭스가 슬래그화시 결정질율이 10-30% 유지되도록 하기 위해서는 무엇보다도 플럭스 성분조성중 Li₂O의 함량이 1-3%로 제한되어야 한다.

이러한 사실은 제2도에서도 확인되고 있다. 즉, 제2도에 도시된 바와같이, 플럭스내 LI₂O 함량이 1-3%인 경우 몰드플럭스가 10-30%의 결정질을 갖을 수 있다. 다시 말하면, Li₂O의 함량이 3% 초과시에는 결정질율 저하 및 용융성 과다로 재화속도(플럭스가 용융되어 슬래그 액상이 되는 속도)조절이 불가하며, 1% 미만으로 되면 용융상 부족에 의한 윤활능 역할이 미흡하여 작업성이 매우 불량하여 바람직하지 않다.

한편, 염기도(CaO/SiO₂)의 경우 염기도가 증가하면 열전달이 완화되는 결정질의 형성이 용이하여 몰드내에서 균일냉각이 가능하여 응고불균일에 의한 면세로 크랙을 방지할 수 있다.

그러나, 염기도가 1.3% 이상이면, 제3도와 같이 결정질율이 급격히 상승하여 몰드와 주편사이의 윤활부족현상이 생기고 또한, 점도의 하락에 기인한 소모량 과다로 주편 표면에 몰드 슬래그홈이 발생되며 또한 제조원가 상승등 여러 문제가 있어 바람직하지 않다.

그리고, 염기도가 1.2% 이하로 되면 결정질이 미흡하여 면세로 크랙 저감효과가 생기지 않는다.

이와같이, 본 발명에 의한 몰드플럭스는 Li₂O 함량 및 염기도를 상기와 같이 조절하므로서, 몰드 플럭스가 주조후 형성된 슬래그 필림층중 결정질율이 10-30% 가 유지되도록 함에 특징이 있다.

한편, 본 발명의 몰드플럭스중에 함유되는 기타 성분들의 조성들은 종래의 U 플럭스 등과 유사한 범위를 갖고 있으며, 따라서 본 발명에서는 이들 성분들은 종래의 몰드 플럭스 정도로 유지되면 충분하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

중량%로 CaO:0.0036%, SiO:0.01%, Mn:0.29%, P:0.12%, S:0.066%, Sol.Al:0.043% 및 Ti:0.078%를 함유한 법랑용강을 300톤 레이들에 수강한 다음, 수강된 용강을 연속주조기를 통하여 연속주조하여 주편을 제조하였다.

이때, 연속주조시 하기표 3과 같은 몰드플럭스를 각각 약 190kg 정도 몰드내로 투입하였다.

이와 같이 제조된 각각의 법랑용 주편에 대하여 면세로 크랙 및 불량율(흠정도)을 측정하고 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.

상기 표 4에 나타난 바와같이, 본 발명에 의한 몰드플럭스를 사용하여 고유황함유 법랑용 주편을 연속주조하는 경우 종래의 플럭스(A)(B)를 사용한 경우에 비하여 주편내에 면세로 크랙이 현저히 감소되고 또한 후공정에서의 불량율이 극히 저감됨을 알 수 있었다.

한편, 연속주조완료후 본 발명의 몰드 플럭스를 사용한 경우의 몰드벽에 형성된 몰드 슬래그 필림층을 채취하여 전자현미경으로 x50 배율로 관찰하고, 그 결과를 제4도에 나타내었다.

제4도에 나타난 바와같이, 본 발명의 몰드플럭스를 사용한 경우에는 적절한 결정질 조직이 형성됨을 알 수 있었다.

결국, 본 발명에 의한 몰드플럭스를 사용하여 고유황 함유 법랑용강을 연속주조하면 몰드와 용강 응고쉘(Shell)간에 결정질이 형성되어 이로 인해 몰드와 용강 응고쉘간의 윤활이 원활하여 주편내의 면세로 크랙이 현저히 저감됨이 반증되고 있다.

Claims (2)

1. 유황이 0.04-0.1중량% 함유된 법랑강을 연속주조시 사용되는 몰드플럭스에 있어서, 중량%로 CaO:32-35%, SiO₂:25-28%, MgO:10% 이하, Al₂O₃:1.7-8.9%, F:10% 이하, Na₂O:14% 이하, 및 Li₂O:1-3%로 조성되고, 염기도(CaO/SiO₂)가 1.2-1.3 임을 특징으로 하는 고유황함유 법랑강 연속주조용 몰드플럭스.
2. 제1항에 있어서, 상기 몰드플럭스의 결정질율이 10-30%임을 특징으로 하는 고유황함유 법랑강 연속주조용 몰드플럭스.