KR100295954B1 - 긴강재의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조주형에서 연속주조에 의하여 긴 강재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 강재는 길이방향 압연기의 초기 패스에 대응하는 크기를 갖는다. 용강이 수냉식 연속주조주형에 주입되면, 원형 또는 타원형이거나 4개 이상의 모서리를 갖는 다각형 단면을 갖고 그 둘레 길이가 200mm인 선재는 그 환형 쉘이 부분적으로 응고하게 된다. 이러한 방법으로 제조되는 선재는 지지부재에 의하여 충분히 응고될 때까지 주형의 형태로 단면적이 줄어들게 되나, 그 원주 길이는 그대로 유지된다.

Description

긴 강재의 제조방법

본 발명은 연속주조주형에서 연속주조에 의한 긴 강재(鋼材)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 강재는 길이방향 압연기(rolling mill)의 초기 패스(initial pass)에 대응하는 크기를 갖는다.

DE 36 06 507 C2에는 원형의 주조 단면을 갖는 긴 제품을 연속주조설비에서 제조하고, 연속주조설비에 수반되는 변형단계에서 선재(strand)를 원형-여기서 원형은 그 치수에 있어서 로드(rod), 거더(girder), 와이어(wire), 또는 레일(rail)과 같은 긴 제품을 제조하기 위한 압연기의 초기 패스 단면과 대응함-으로 변형시키는 것이 개시되어 있다. 상기 주조 선재는 자체의 충분히 응고된 부분이 주로 변형된다.

DE OS 15 83 620에는 사각형의 단면을 갖는 선재를 연속주조주형에서 제조하고 상기 선재가 아직 충분하게 응고되지 않은 부분을 작은 규모의 일정하고 연속적인 단계에서 변형시켜 상기 선재의 단면은 감소되지만 단면형상은 그대로 유지되는 방법이 개시되어 있다.

이 방법은 선재의 품질 및 주조될 강의 품질에 관한 한 정사각형 및 직사각형 크기의 빌릿(billet)을 제조하는 연속주조공정에 비교될 수 있으며, 비용에 관한 한 강괴 주조에 비교될 수 있다.

그러나, 이러한 방법은 여전히 선재의 내부에 편석이 발생하는 문제를 안고 있다. 용융 온도보다 단지 10 내지 15°K 높은 턴디쉬(tundish) 내에서 용융물이 과열되는 저온주조 및/또는 용융물의 전자기 교반에 의한 시도가 편석과 최종제품의 품질의 저하를 막기 위하여 지금까지 계속되고 있다.

그러나, 이렇게 얻을 수 있는 제품의 품질은 베어링의 생산을 위한 니들(needle) 또는 볼(ball)과 같은 수많은 제품의 요구를 충족시키지는 못하고 있다.

본 발명의 주요한 목적은 상기 문제점들을 제거하고 강의 연속주조에 의하여 제조되는 선재가 응고 시에 내부 편석이 억제되거나 또는 실제적으로 제거되도록 하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 용강이 수냉식 연속주조주형에 주입되어 단면적의 형상이 원형 또는 타원형이거나 적어도 4개 이상의 모서리를 갖는 다각형이고 그 원주둘레가 200mm 이상인 선재의 환형 쉘(shell) 부분이 응고하게 된다.

이와 같은 방법으로 주형에서 제조된 선재는 그 단면적이 지지부재-여기서 지지부재는 선재를 변형시키는 작용을 함-에 의해서 완전히 응고할 때까지 주형의 아래에서 줄어들게 되어 적어도 4개의 모서리를 갖는 다각 단면 또는 원형의 단면을 갖는 상기 요건들을 충족시키는 형상으로 변형되지만 그 둘레길이는 그대로 유지된다.

더욱 개선된 본 발명에 따르면, 상기 선재는 과열점보다 낮은 2상 영역(2-phase range)에서 변형된다.

본 발명의 다른 특징은 상기 선재의 단면적이 적어도 하나의 변형 단계에서 적어도 5%에서 50%까지 줄어들게 된다는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전체 변형은 3개의 변형 단계에서 수행된다.

본 발명의 또 다른 특징은 상기 선재의 둘레를 줄이기 위해 각각의 변형 단계에서 인장력(tensile force)을 인가하여 선재를 변형시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 선재의 변형은 지지부재-여기서 지지부재는 각각의 변형 단계에서 서로 마주보는 자체의 표면들이 제조될 최종 제품의 형상과 크기에 매우 근접한 단면 형상을 갖는 선재를 제공함-에 의해 수행된다. 즉, 최종 제품의 형상에 근접한 크기를 갖는 제품이 주물 공정에서 제조된다.

마지막으로, 직선 변형이 타원형으로 휘어진 설비에서 선재의 직경을 줄이는 변형 후에 수행된다.

선재 내부의 편석이 제거됨과 더불어 본원 발명의 방법의 단계는 정교한 결정 구조를 제공하고 최종 크기에 대한 주조정도를 향상시킨다. 이는 주물의 단면이 블룸(bloom) 크기에서 빌릿 크기로 변화될 수 있기 때문이다. 본 발명은 긴 제품을 제조하기 위한 다른 인-라인 제조 라인(in-line production line)을 이용할 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징은 첨부된 도면에 관련된 하기의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 상기 도면은 단지 예증을 목적으로 할 뿐 첨부된 청구범위에 언급되는 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.

도면에서 유일 도는 본 발명의 방법에 따른 긴 강재를 제조하기 위한 장치의 개략도이다.

연속주조설비에 의해 생산되는 제품은 측면 길이가 100mm인 4각 단면을 갖는 빌릿이다. 이를 목적으로, 직경 127.4mm를 갖는 원형 선재(2)가 통상적인 구조의 연속주조주형(1)에서 주조된다. 상기 선재가 직경 127.4mm이므로 그 둘레는 400mm이고 단면 크기는 12,741mm²다. 상기 선재는 롤(3)에 의해 주형 아래 곡선부로 안내된다. 휘어진 주형의 반지름과 상기 곡선부(4)의 반지름은 대략 7,000mm다. 상기 선재의 5m/min의 인출 속도는 약 15,000mm의 야금학적 길이를 초래한다. 이 길이에 따라서, 상기 선재(2)의 단면은 2쌍의 롤러-여기서 2쌍의 롤러는 매끄러운 원통을 가지며 평면상에서 서로 마주보는 쌍으로 배치됨-에 의해 원형에서 사각형으로 변형된다. 상기 변형은 강의 품질에 따라 하나 또는 다수의 단계에서 일어날 수 있다. 균열(crack)에 민감한 품질은 4개의 단계(7, 8, 9, 10)까지 사용되는 것이 바람직하다. 각 단계에서의 변형은 고상과 액상 사이의 경계에서 내부 변형이 재료의 항복강도를 넘지 않을 정도로 선택된다. 이러한 조건을 고려할 때, 변형 정도는 모든 단계에서 동일하게 될 수 있다. 변형 단계(7 내지 10)에서, 원형 선재의 직경은 127mm에서 각각 6.8mm 씩 줄어들며, 변형 단계(10)에서 상기 원형 선재와 동일한 원주둘레를 갖지만 그 단면적은 상기 원형 선재와 비교할 때 줄어든 측면 길이 100mm의 빌릿을 얻게 된다.

상기 변형은 용융물의 과열온도의 최저점 아래 2-상 영역에서 수행되며, 압연된 구조에 대응하는 작은 입자 크기를 갖는 구조의 가공된 제품의 상당 부분이 주조 선재에 이미 존재한다. 따라서, 상기 변형은 선재 단면의 20% 내지 70%가 아직 액상인 선재의 일부분에서 수행된다. 균열에 민감한 강의 품질에 있어서는, 타원형으로 휘어진 설비의 직선 단계와 같은 추가적인 변형이 단면적 감소를 위한 변형에 중복되어서는 안 된다.

예증된 실시예에 있어서, 2개의 직선 단계는 참조 번호 11과 12로 표시되며 용융물을 갖는 선재 부분 내에 위치된다. 그러나, 본 발명의 범위는 직선 단계 중 하나가 항상 2개의 연속적인 변형 단계 사이에 위치하는 방법으로 배치되는 것을 포함한다.

상기 바람직한 실시예 및 예증은 단지 예시를 위한 것이며 첨부된 청구범위에 적절하게 기재된 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 해석되지는 않아야 한다.

Claims (7)

1. 연속주조주형에서 연속주조에 의하여 길이방향 압연기의 초기 패스에 대응하는 크기를 갖는 긴 강재를 제조하는 방법으로서, 용강을 수냉식 연속주조주형으로 주입하고, 상기 강이 부분적으로 응고하여 선재- 여기서 선재는 원형 또는 타원형과 4개 이상의 모서리를 가지는 다각형 중의 하나의 형상을 가지며, 그 둘레가 최소한 200mm 임- 의 환형 쉘을 형성하는 단계; 및 상기 선재가 롤러들(rolls)에 의하여 충분히 응고될 때까지 상기 주형 하부의 주형에서 제조되는 선재의 원주길이는 그대로 유지하면서 그 단면 표면적을 감소시켜 선재를 원형 또는 타원형과 4개 이상의 모서리를 가지는 다각형 중의 하나의 형상으로 변형시키는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 최저 과열점 이하의 2-상 영역에서 상기 변형을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 선재의 단면 표면적이 적어도 하나의 변형 단계에서 적어도 5% 내지 50% 줄어드는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 변형이 3개의 변형 단계에서 수행되는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 선재의 원주를 줄이기 위하여 각각의 변형 단계 사이에서 선재를 인장력에 의해 변형시키는 단계를 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 롤러들- 여기서 롤러들의 표면은 각 변형 단계의 단면에서 서로 대향하도록 배치되어 생산될 최종 제품의 형상과 본질적으로 동일한 단면 형상을 갖는 선재를 제공함- 에 의해 상기 선재를 변형시키는 단계를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 타원형으로 휘어진 설비를 사용하여 상기 선재의 직경을 줄이기 위한 변형에 수반되는 직선 변형을 수행하는 단계를 포함하는 방법.