KR100321022B1 - 중탄소고망간강용몰드플럭스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중탄소 고망간강용 몰드플럭스에 관한 것이며; 그 목적은 상기 강을 연속주조시 구속성 브레이크 아웃을 방지함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 중량%로, CaO:25-40%, SiO₂:25-40%, Al₂O₃:3-8%, Na₂O:4-13%, 유리탄소:5-10%, Fe₂O₃:3-12% 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 슬래그 필름으로 응고시 그 결정질율이 10~25%가 되도록 제어된 중탄소 고망간강용 몰드플럭스에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

중탄소 고망간강용 몰드 플럭스

본 발명은 중탄소 고망간강용 몰드 플럭스(mold flux)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중탄소 고망간강 제조시 슬라브 연주기에서 다발하는 구속성 브레이크 아웃(break-out)을 저감하기 위한 몰드플럭스에 관한 것이다.

일반적으로 슬라브 연주기에서의 연속주조조업은, 도 1에 도시된 바와같이, 턴디쉬(1)에 수강된 용강이 침지노즐(2)을 통해 몰드(3)내로 주입되면서 용강의 응고가 개시되어 중간제품인 주편으로 제조되며 이루어지는데, 이러한 연주조업 과정에서 수냉되는 몰드(3)와 접촉된 표면만이 응고된 얇은 층(이하, '응고쉘')(4)이 형성된다. 보통 연주조업시 상기 응고쉘(4)이 몰드간의 마찰에 의해 파단되는 구속성 브레이크 아웃이 발생될 수 있는데, 이러한 대형사고를 막기 위해 몰드에는 플럭스(5)가 투입된다.

몰드 플럭스는 상기한 브레이크 아웃을 방지하기 위한 윤활역할을 하는 분만 또는 과립형상의 합성슬래그이며, 상기 윤활역할 이외에도 여러가지 복합적인 역할을 수행한다. 즉, 몰드플럭스는 용강으로 부터 분리부상하는 비금속 개재물을 흡수, 용해시키는 작용, 용강을 도포하여 대기와의 재산화를 방지하는 작용, 대기로의 열방출을 억제시켜 용강을 보온하는 작용, 및 주편에서 몰드로의 열전달 매체역할을 한다.

이러한 기능을 가진 몰드 플럭스는 연속주조중 몰드내 용강위로 투입되어 미용융층, 반용융층, 용융슬래그층을 형성하면서 용융하게 되고 이 용융슬래그가 상하로 진동하는 몰드와 응고쉘간의 틈 사이로 유입되어 얇은 막(이하, '슬라그 필름(SLAG FILM)(6)을 형성하며 이 슬래그 필름은 연속주조기 아래방향으로 인발되는 주편과 함께 따라내려 가면서 주편을 냉각시키기 위해 뿌려지는 물에 의해 씻겨지면서 소모하게 된다.

한편, 상기한 슬라브(SLAB) 연주기에서 중탄소 고망간강(0.08≤[C]%≤0.17, Mn≥1.10%)성분을 주조하는 경우 응고쉘 파단에 의한 브레이크 아웃이 다른 강종보다 자주 발생되는 경향이 있다.

이것은 도 2에서 보는 바와같이, Mn 성분이 다량 함유될 경우(1.0% 이상) Fe-C 상태도 상에서의 액상선 및 고상선을 낮추게 되어 동일한 냉각조건하에서는 응고가 지연되기 쉽기 때문인데, 액상선이 낮아지게 되면 초기 응고과정에서 고·액간의 영역이 확대되어 응고쉘의 악화로 인한 파단으로 구속성 브레이크 아웃의 발생 가능성이 상당히 높게 된다.

따라서, 슬라브 연주기에서의 중탄소 고망간강 성분 주조시 사용되는 몰드플럭스의 선정이 중요한데, 종래에는 몰드플럭스의 선정은 최소한의 소모량 확보가 0.4kg/㎡이상이고 염기도(CaO/SiO₂)가 1.0-1.2 이고, 점도(1300℃, Poise)가 인발속도(m/min)의 1.0-3.5배가 되도록 하였고, 대표적인 몰드플럭스의 조성은 다음 표 1과 같았다.

그러나 이러한 종래의 몰드플럭스는 열전달 및 윤활능 미약으로 응고쉘 파단에 의한 브레이크 아웃이 발생하는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 중탄소 고망간강의 제조시 구속성 브레이크 아웃을 줄일 수 있는 몰드 플럭스를 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 연속주조조업을 설명하기 위한 연주기의 일부 구성도

도 2는 중탄소 고망간강의 평형상태도

도 3은 일반적인 몰드플럭스의 염기도와 결정질율과의 관계를 개략적으로 도시한 그래프

도 4는 종래 및 본 발명에 따른 몰드플럭스를 적용했을 때 몰드의 온도변화를 나타내는 그래프

도 5는 종래 및 본 발명에 따른 몰드 플럭스를 적용했을 때 몰드로 방출되는 상대적인 열전달율을 나타내는 그래프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, CaO:25-40%, SiO₂:25-40%, Al₂O₃:3-8%, Na₂O:4-13%, 유리탄소:5-10%, Fe₂O₃:3-12% 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 슬래그 필름으로 응고시 그 결정질율이 10~25%가 되도록 제어된 중탄소고망간강용 몰드플럭스에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

우선, CaO 와 SiO₂는 염기도 조정성분으로서 CaO 를 40% 초과 첨가하거나 SiO₂를 25% 미만 첨가하는 경우는 슬래그의 점도가 떨어져 용강내에 슬래그 유입이 과다해지고, CaO를 25% 미만 첨가하거나 SiO₂를 40% 초과 첨가시는 슬래그의 점도가 높아지게 되어 용강내에 슬래그 유입이 곤란해지므로 몰드의 윤활능이 떨어져서 구속성 브레이크 아웃 발생율이 증가하여 바람직하지 않다.

또한, Al₂O₃를 8% 초과하여 첨가시에는 용강내에 비금속 개재물 흡수능이 저하되고 3% 미만 첨가시에는 Al₂O₃흡수능력 과다로 슬래그 점도가 과다하게 증가하여 바람직하지 않다.

Na₂O 를 4-13% 첨가하는 이유는 이 범위를 벗어날 경우 융제효과가 저하되어 융점이 낮아지고 슬래그화가 늦어지기 때문이다.

유리탄소(Free C)를 5% 미만첨가시는 몰드내 용강면의 보온성이 떨어져 충분한 슬래그 윤활능이 저하되고, 10% 초과시는 용융슬래그양이 과다해져서 품질에 악영향을 미친다.

Fe₂O 를 종래재 대비 증가시킨 이유는 유리탄소 증가에 따라 용융슬래그 부족이 생길 우려에 대비해 산화재 역할을 하는 Fe₂O₃를 증가시킨 것이다.

이렇게 조성된 본 발명의 몰드플럭스는 종래 몰드플럭스와는 달리 염기도가 1.22→1.15 로 감쇠되고, Fe₂O₃가 2-4%로, 그리고 유리탄소는 4-6.5% 로 증가되어 중탄소 고망간강의 연속주조시 브레이크 아웃 방지에 효과적이다.

한편, 몰드플럭스의 염기도의 저하는 제3도에서 보는 바와같이, 슬래그 필림의 결정질층을 감소시키고 유리질 층을 증가시켜 충분한 윤활능을 확보하게 되는데, 본 발명에서는 몰드플럭스가 녹아 슬래그 필름으로 응고시 그 결정질율을 브레이크 아웃 방지에 효과적인 범위인 10-25% 로 조절함이 보다 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명한다.

(실시예)

중량%로, C:0.08-0.17%, Mn≥1.10% 인 중탄소 고망간강을 슬라브 연속주조기에서 연속주조시 동일한 주조조건에서 다음 표 2와 같은 성분조성의 몰드플럭스를 투입 적용하였다.

상기 표2의 종래 몰드 플럭스(A,B)와 발명 몰드플럭스를 실제 슬라브 연주기에 적용하면서 구속성 브레이크 아웃발생율을 비교한 결과는 다음 표 3과 같다.

상기 표 3에 나타난 바와같이, 실제 슬라브 연속주조기에서 중탄소 고망간강을 반복적으로 연속주조한 결과, 종래의 몰드플럭스를 사용한 경우에 비하여 본 발명에 따른 몰드 플럭스를 사용한 경우 구속성 브레이크 아웃이 크게 감소함을 알 수 있었다.

한편, 종래 및 본 발명에 따른 몰드플럭스를 사용하는 경우 몰드의 동판온도를 측정한 결과, 제4도에 도시된 바와같이, 본 발명재의 경우가 종래재에 비하여 안정된 거동을 보이고 있음이 확인되고 있다.

또한, 종래 및 본 발명재를 사용한 경우 동판의 열전달 효과를 비교한 도 5에서와 같이, 발명재를 사용했을 때는 종래보다 열전달 효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.

상술한 바와같이, 본 발명은 종래의 몰드플럭스와는 달리 플럭스의 염기도및 조성을 적절히 제어하므로써, 몰드와 주편간의 윤활작용이 우수할 뿐만 아니라 몰드로의 열전단능도 우수하여 구속성 브레이크 아웃이 빈번히 발생되는 중탄소 고망간강의 연속주조 작업에 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 중량%로, CaO:25-40%, SiO₂:25-40%, Al₂O₃:3-8%, Na₂O:4-13%, 유리탄소:5-10%, Fe₂O₃:3-12% 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 슬래그 필름으로 응고시 그 결정질율이 10~25%가 되도록 제어된 중탄소 고망간강용 몰드플럭스