KR100312128B1 - 미니밀 연주기 침지노즐 막힘 방지를 위한 연속주조법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로-로외 정련법에 의해 준비된 용강을 미니밀 연주기에서 연속주조하여 열연 및 냉연 강판을 제조하는 방법에 관한것으로 특히, 연속주조시 미니밀 연주기의 침지노즐에 비금속개재물이 부착되어 침지노즐 막힘 현상이 발생되는것을 방지할수 있는 연속주조방법에 관한것이다.

본 발명은 전기로에서 제강되고 로외정련로에서 처리된 알루미늄 탈산강을 턴디쉬를 통해 몰드로 공급하여 연속주조하는 방법에 있어서, 상기 로외정련로에서 정련 처리된 알루미늄 탈산강을 용존산소농도의 4-40배를 유지하도록 Ca이 첨가되어 있으며, 상기 알루미늄 탈산강이 턴디쉬를 통해 몰드로 공급될때 턴디쉬내의 용강 중으로 연주개시부터 정상주조개시 때까지 용강톤당 10-90g의 Ca을 추가공급하는것을 특징으로 하는 미니밀 연주기의 침지 노즐 막힘방지를 위한 연속주조방법이다.

Description

미니밀 연주기 침지노즐 막힘 방지를 위한 연속주조법.

본 발명은 전기로-로외 정련법에 의해 준비된 용강을 미니밀 연주기에서 연속주조하여 열연 및 냉연 강판을 제조하는 방법에 관한것으로 특히, 연속주조시 미니밀 연주기의 침지노즐에 비금속개재물이 부착되어 침지노즐 막힘 현상이 발생되는것을 방지할수 있는 연속주조방법에 관한것이다.

현대 대량 생산 체제하에서의 강재의 제조는 일단 용융 상태의 용강을 제조한 다음 일정 형상으로 주조하여 응고시킨 뒤 압연 등의 가공 공정을 거쳐 제조하고 있다. 용융 상태의 용강을 제조하는 방법으로는 크게 용광로-전로법과 전기로법으로 대별된다. 용광로-전로법은 1차로 용광로내에서 철광석을 원료로 하여 선철을 제조한 뒤 전로에서 2차 처리하여 용강을 제조하는 방법으로서 비교적 경제적이므로 오늘날 가장 보편적으로 이용되고 있다. 이에 반해 전기로법에서는 고철을 용해하여 용강을 제조하고 있으므로 제품의 가격과 고철 원료의 수급 등 시황에 민감하고 원가도 높아 적용에 제한을 받아 왔다. 전로와 전기로에서 제조된 용강은 레이들(Ladle)이라는 용강 보관 용기에 출탕되어 후속되는 주조공정에 적합하도록 처리되고 있다. 용강의 주조는 조괴법과 연속주조법이 이용되고 있는데 조괴법은 제품의 품질 특성은 좋으나, 생산성, 실수율 및 에너지의 경제성이 낮은 단점이 있기 때문에 일부 특수강 및 고급강에 한정적으로 적용되고 있다. 반면에 연속 주조법은 조괴법의 단점을 해결하고 또한 제품의 품질이 균일하도록 제어할 수 있는 장점이 있어 오늘날 널리 이용되고 있다.

표면 성상과 품질이 양호한 냉연 강판 소재로는 림드강(Rimmed steel), 캡드강(Capped steel) 및 알루미늄 킬드강(Al-killed steel)이 주로 사용되고 있다. 림드강 및 캡트강은 주조시 핀홀(Pin hole)과 같은 결함을 일으키고 응고층의 성장이 불안정하여 연속주조법으로 제조하기가 곤란하다. 따라서, 연속 주조법에 의해 생산되는 열연 및 냉연 강판은 알루미늄 킬드강이어야 한다. 알루미늄 킬드강에서는 강중에 실리콘( [Si] )이 함유되어 있으면 가공성과 도금성이 매우 불량하게 되고 제품용도에서 큰 제한이 되므로 통상 [Si] 는 0.03%이하가 되도록 엄격하게 관리하고 있다. 강중에 혼입되는 [Si] 는 전기로에서 용강을 제조할 때 생성되어 레이들에 유입되는 전기로 슬래그로부터 기인되므로 전기로에서 출강시 슬래그가 혼입되는 것을 감지하고 혼입되지 않도록 하는 각종 방법과 장치가 고안되고 실용화 되고 있다.

레이들 내에 전기로 슬래그가 혼입되는 것은 자연 현상인 용강의 와류(Vortex)에 슬래그가 섞여 나오는 현상이므로 슬래그의 유입을 막으면 필연적으로 전기로에서 출강되는 용강의 실수율이 낮아지게 된다.

또한 연속 주조된 알루미늄 킬드강은 주편 표층부에 비금속 개재물이 다량 존재하여 표층부를 제거해야 되기 때문에 실수율이 크게 감소되는 요인이 되며, 연속 주조 작업에 있어서도 사용되는 내화물제 노즐의 내벽에 비금속 개재물이 부착, 성장하여 노즐내면을 축소시키므로 주조가 더이상 곤란하게 되는 문제를 안고 있다. 특히 미니밀 연주기는 종래 연주기에 비해 노즐의 내면 공간의 두께가 극히 작아 약간의 부착층이 형성되더라도 연속 주조 작업이 중단되게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 용강을 처리하는 마지막 단계에서 용강에 칼슘(Ca)을 첨가하여 주조성을 확보하고자 하고 있지만 주조 중단 문제를 완전히 해결하고 있지는 못한다.

본 발명은 연속주조에 의해 생산되는 냉연용 알루미늄 킬드강을 미니밀 연주기에서 연속주조시 미니밀 연주기의 노즐 막힘 발생을 방지하면서 열연 및 냉연 강판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1 은 칼슘 실수율에 미치는 용존 산소의 영향을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 전기로에서 제강되고 로외정련로에서 처리된 알루미늄 탈산강을 턴디쉬를 통해 몰드로 공급하여 연속주조하는 방법에 있어서,

상기 로외정련로에서 정련 처리된 알루미늄 탈산강은 용존산소농도의 4-40배를 유지하도록 Ca이 첨가되어 있으며,

상기 알루미늄 탈산강이 턴디쉬를 통해 몰드로 공급될때 턴디쉬내의 용강 중으로 연주개시부터 정상주조개시 때까지 용강톤당 10-90g의 Ca을 추가공급하는것을 특징으로 하는 미니밀 연주기의 침지 노즐 막힘방지를 위한 연속주조법으로 구성된다.

본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

알루미늄 탈산강은 탈산과정에서 융점이 2000 ℃이상인 알루미나를 생성시킨다. 알루미나는 융점이 용강보다 높고 부착성이 좋아서 제강 과정에서 각종 내화물벽에 쉽게 부착되는 성질을 갖고 있다. 특히 노즐 단면적이 작은 미니밀 연속 주조법에서는 알루미나가 소량 부착되어도 노즐 막힘이 발생하여 연주기에 용강을 공급할 수 없게 되므로 주조를 중단해야만 한다. 알루미나 부착에 의한 주조 중단 사태를 방지하기 위해 용강중에 칼슘을 공급하는 방법은 널리 알려져 있다. 이것은 투입된 칼슘이 용강중에 부유해 있는 알루미나 입자와 결합되어 융점이 용강보다 낮은 저융점 칼슘 알루미네이트계 산화물로 쉽게 변화되는 성질을 이용한것이나 용강중 산화물은 저융점 칼슘 알루미네이트가 되는데 필요한 칼슘의 양은 산소 농도가 낮을수록 많아지므로 0.5ppm이상으로 유지하고 있다. 이러한 조건에서 필요한 칼슘의 양은 통상 20ppm이상이 되어야 하는 것으로 알려져 있다. 한편 본 발명에서는 투입된 칼슘이 용강중에 잔류되는 비율 즉 실수율은 전술한 바와 가티 칼슘 투입전 용존 산소 농도( [0] f)에 따라 달라지는 것이 밝혀 졌다. 즉 제 1 도에 보인 바와 같이 5ppm이상이 되면 칼슘의 실수율이 급격히 감소되므로 용존 산소 농도는 5ppm이하로 하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에서는 용강의 승온에 의해 온도를 조절한 후 용존 산소(free oxgen, [0] f)를 측정하여, 용존 산소 농도의 4-40배가 되는 Ca농도를 유지할 수 있도록 하는 방안을 제시하였다.

LF에서 Ca농도를 조정한 용강은 연속 주조 공정으로 보내어진다. 연속 주조법에서는 통상 턴디쉬(Tundish)라고 불리는 중간 용기를 거쳐 몰드(mold)에 용강이 공급된다. 이때 초기에 용강은 대기와의 접촉을 완전히 방지할 수 없기 때문에 대기에 의해 산화되어 LF에서 일단 칼슘 농도를 조절했더라도 연주 초기에는 칼슘이 소실되어 노즐 막힘을 유발하게 된다. 따라서 본 발명에서는 연주 개시에서 정상주조 개시때까지 턴디쉬(Tundish)내에 담겨 있는 용강에 대해 용강톤당 10-90g의 Ca을 추가로 공급하여 칼슘손실량을 보충하는것을 특징으로 하는 공정을 추가하였다. 10g이하의 칼슘투입으로는 노즐 막힘을 완전히 방지할 수 없고 90g이상은 과량으로 투입되어 칼슘의 손실을 초래하기 때문에 칼슘투입량을 10-90g으로 한정하였다.

본 발명에서와 같이 턴디쉬에 칼슘을 투입하지 않고 열연 및 냉연용 알루미늄 킬드강을 침지노즐의 단면적이 작은 미니밀 연속주조기에서 연속주조하였을때와 종래방법에 의해 연속주조하였을때의 노즐 막힘 발생을 비교한 결과 본 발명 방법에 의할시에는 노즐 막힘이 0.8%발생되나 종래방법은 5%발생되는것으로 나타나고 있는바 본 발명 방법이 종래방법에 비해 현저한 노즐 막힘 방지 효과가 있음을 알수있다.

Claims (1)

1. 전기로에서 제강되고 로외정련로에서 정련 처리된 알루미늄 탈산강을 턴디쉬를 통해 몰드로 공급하여 연속주조하는 방법에 있어서,

   상기 로외정련로에서 정련 처리된 알루미늄 탈산강은 용존산소농도의 4-40배를 유지하도록 Ca이 첨가되어 있으며,

   상기 알루미늄 탈산강이 턴디쉬를 통해 몰드로 공급될때 턴디쉬내의 용강 중으로 연주개시부터 정상주조개시 때까지 용강톤당 10-90g의 Ca을 추가공급하는것을 특징으로 하는 미니밀 연주기의 침지 노즐 막힘방지를 위한 연속주조법.

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