KR100332919B1

KR100332919B1 - A method for continuous casting high alloyed steel plate containing high Ni

Info

Publication number: KR100332919B1
Application number: KR1019970074573A
Authority: KR
Inventors: 양대욱; 김장갑
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2002-11-02
Also published as: KR19990054707A

Abstract

PURPOSE: A method for continuous casting high alloyed steel plate containing high Ni suitable for use in gas vessel such as LNG vessel is provided. CONSTITUTION: In a continuous casting method where molten steel refined in converter is cast continuously as it is injected into mold, the method is characterized in that the molten steel contains 6 to 15 wt.% of Ni for use in high alloyed steel plate; the continuous casting is performed at a casting rate of 0.8 to 1.0 m/min while pouring a carbon flux with a basicity of 0.9 to 1.2 under a condition that cross sectional taper of the mold is controlled within 1.05 and 1.10 %; and the amount of secondly cooling water to be injected through lower bottom of the mold is regulated in the range of 0.40 to 0.45 L/kg.

Description

A method for continuous casting high alloyed steel plate containing high Ni}

본 발명은 LNG 등 저온 가스 용기에 사용되는 고 Ni함유 고합금 후판재의 제조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상 주괴-분괴과정을 통해 제조되던 6~15% Ni 함유 고합금 후판재를 연속주조에 의해 생산하기 위한 연속주조방법에 관한 것이다.The present invention relates to the manufacture of high Ni-containing high alloy thick plate material used in low temperature gas containers such as LNG, more specifically, continuous casting of 6-15% Ni-containing high alloy thick plate material which is usually manufactured through the ingot-deposition process It relates to a continuous casting method for producing by.

보통 프로판, 프로필렌, 아세틸렌, LNG 등과 같은 저온의 가스를 담는 저장탱크용 소재로는 니켈이 6~15% 정도로 다량함유된 고합금강 후판재를 사용한다.표1에는 그 대표적인 조성을 나타내었다.In general, a high alloy steel plate containing 6 to 15% of nickel is used as a storage tank containing low temperature gas such as propane, propylene, acetylene, LNG, etc. Table 1 shows the typical composition.

이러한 후판재는 대개 전로조업, 노외정련 및 탈가스 처리에서 정련과정을 거친 용강을 주괴(ingot)로 만든 후 주괴를 분괴공정에서 후판압연하여 약 6~30mm 두께를 갖는 최종 제품으로 제조된다. 그러나, 고 Ni함유 합금강 후판재를 기존의 주괴-분괴공정에 의해 제조하는 경우 응고과정중에 발생되는 응고 파이프로 인하여 분괴, 압연후 제품의 실수율이 50% 수준밖에 이르지 못하는 등 생산성이 크게 열악하다. 더욱이, 최근 가스의 소비가 많아짐에 따라 고니켈함유 합금강후판재도 수요가 증가되고 대량생산이 요구되어지고 이와함께 고품질의 제품이 필요하게 되었다. 따라서 고니켈 고합금 후판재를 연속주조공정을 적용하여 제조할 필요가 있다.These thick plates are usually made of molten steel that has been refined in converter operation, external refining and degassing process into ingots, and then the ingots are thick-rolled in the slag process to produce a final product having a thickness of about 6 to 30 mm. However, when the high Ni-containing alloy steel thick plate is manufactured by the existing ingot-fragmentation process, due to the coagulation pipes generated during the solidification process, the productivity of the high Ni-containing alloy steel is poor, such as the failure rate of the product after the rolling and rolling reaches only 50%. In addition, the recent increase in gas consumption has led to an increase in demand for high nickel-containing alloy steel sheets, which requires mass production and high quality products. Therefore, it is necessary to manufacture high nickel high alloy thick plate material by applying continuous casting process.

그러나, 상기 고 Ni함유 고합금강은 보통 오스테나이트 영역이 넓어 응고시간이 길어 이로 인해 연주기 내에서의 미응고 잔류용강이 존재하게 되며 용질원소의 편석이 심해지고, 주편 중심부에 잔류원소의 편석이 심하다. 특히 고Ni에 의해 그 주편의 주조조직이 조대하여 취할 뿐만아니라 최종 후판제품에도 악영향을 미쳐 표면 및 내부품질이 열악하여 통상적인 연주공정으로는 그 제조가 곤란하다. 예를들면, 극저온 고압가스탱크용 고Ni 합금강은 보다 엄격한 품질이 요구되는데, 연주공정을 적용하는 경우 주편 내부의 중심편석과 중심부 단면 균열이 빈번히 발생되는 문제가 있다.However, the high Ni-containing high alloy steel usually has a wide austenite region and thus a long solidification time, thereby causing uncoagulated residual molten steel in the playing machine, causing segregation of solute elements and severe segregation of residual elements in the center of the cast steel. . In particular, high Ni not only makes the cast structure coarse, but also adversely affects the final thick plate product, and the surface and internal quality are poor, making the production difficult in a normal playing process. For example, high-Ni alloy steel for cryogenic high-pressure gas tanks are required to be more stringent in quality, and when the casting process is applied, there is a problem in that central segregation and central section cracks are frequently generated inside the cast steel.

이에 본 발명은 저온 가스 저장용 탱크 소재로 사용되는 고 Ni함유 합금 후판재의 제조시 적절한 연속주조공정을 도입하므로써 내부 중심편석과 단면균열 발생이 방지되어 고품질의 후판재를 얻을 수 있는 연주방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a method of playing a high quality thick plate material by preventing the occurrence of internal center segregation and cross-sectional cracking by introducing an appropriate continuous casting process in the manufacture of a high Ni-containing alloy thick plate material used as a tank material for low temperature gas storage. The purpose is to provide.

도1은 일반 연주기의 개략 구성도1 is a schematic configuration diagram of a general player

도2는 비교예와 발명예에 의해 제조된 주편 내부의 단면균열을 보이는 조직사진Figure 2 is a tissue photograph showing the cross-sectional crack inside the cast steel produced by Comparative Example and Example

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 ....... 레이들 2 ........ 턴디쉬1 ....... ladle 2 ........ tundish

3 ....... 주형 10 ....... 연주기3 ....... Mould 10 .......

상기 목적달성을 위한 본 발명은 전로정련된 용강을 주형에 주입하면서 연속주조하는 방법에 있어서,In the present invention for achieving the above object in the continuous casting method while injecting molten steel refined in the mold,

상기 용강은 니켈이 6~15% 함유된 고합금 후판재용 용강이고; 상기 주형의 단변의 테이퍼를 1.05~1.10%의 범위로 조절한 상태에서 용강 표면에 염기도가 0.9~1.2인 중탄소용 플럭스를 투입하면서 주조속도를 0.8~1.0m/분의 속도로 하고; 그리고 상기 주형의 하부에 주수되는 2차냉각비수량을 0.40~0.45ℓ/㎏ 의 범위로 하여 연속 주조하는 고니켈함유 고합금 후판재의 연주방법에 관한 것이다.The molten steel is a molten steel for high alloy thick plate material containing 6-15% nickel; Casting rate is 0.8-1.0 m / min while injecting a flux for medium carbon having a basicity of 0.9-1.2 into the molten steel surface while adjusting the taper of the short side of the mold in the range of 1.05-1.10%; And it relates to a method of playing high nickel-containing high alloy thick plate material continuously cast in the range of 0.40 ~ 0.45L / kg secondary cooling ratio water to be poured into the bottom of the mold.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 대상강종은 Ni이 약 6~15% 함유된 고합금강으로서 보통 가스 저장탱크용 소재로 사용되는 것이다. 이러한 고 Ni함유 고합금강은 보통 탄소가 0.13%이하로 저탄소영역에 속하나 Ni함량이 다량함유되어 있어 도1과 같은 연주기(10)의 주형 (3)내의 용강 표면상에는 중탄소용 몰드플럭스를 도포함이 바람직하다. 중탄소강용 몰드플럭스중에서도 염기도가 약 0.9~1.2인 플럭스가 바람직한데, 염기도가0.9이하인 플럭스를 사용하면 주형내의 응고쉘(solidificatin shell) 형성이 불균일해져 균열이 발생하기 쉽고 1.2이상되면 윤활능이 부족하여 조업불안정을 야기시킬 우려가 있다. 이러한 플럭스는 몰드슬래그의 결정질율을 상승시켜 주형내 완만한 냉각효과를 발휘하여 균열방지에 일조한다.The subject steel grade of the present invention is a high alloy steel containing about 6 to 15% of Ni, which is usually used as a material for gas storage tanks. These high Ni-containing high alloy steels are usually in the low carbon region with less than 0.13% of carbon, but they contain a large amount of Ni. Thus, the molten steel surface in the mold (3) of the machine 10 as shown in FIG. This is preferred. Among the mold fluxes for medium carbon steels, fluxes having a basicity of about 0.9 to 1.2 are preferred. If fluxes having a basicity of 0.9 or less are used, solidificatin shell formation is uneven in the mold, and cracks are easily generated. It may cause instability. These fluxes increase the crystallinity of the mold slag and exhibit a moderate cooling effect in the mold, thus contributing to crack prevention.

한편, 본 발명의 고Ni합금강은 오스테나이트 영역이 넓어 응고시간이 길어 연주기 내에서의 미응고 잔류용강이 존재하게 되며 용질원소의 편석이 심해지고, 주편 중심부에 잔류원소의 편석이 심한 경향이 있다. 또한, 상기 강은 약 700℃ 부근에서 오스테나이트 금속조직은 페라이트로 변태함에 따라 약 600~850℃ 사이의 250℃ 정도되는 구간에서 취화영역이 존재하여 열간상태의 주편은 연주조건에 따라 민감하게 영향을 받는다. 따라서, 상기 강의 취화영역이 연주기(1)의 굽혀진 열간상태의 주편이 다시 펴지면서 발생하는 주편내부의 응력이 최대가 되는 교정영역 (straightening zone)에 존재하면 주편 표면 결함 내지 중심편석 등 주편의 품질에 악영향을 끼치게 된다. 본 발명의 경우 상기 강의 취화영역이 연주기의 교정영역에 존재하지 않도록 연주속도와 2차냉각패턴을 적절히 제어함에 특징이 있다.On the other hand, the high-Ni alloy steel of the present invention has a wide austenite region, so that the solidification time is long, so that uncoagulated residual steel exists in the instrument, and segregation of solute elements is severe, and segregation of residual elements in the center of the cast steel tends to be severe. . In addition, the steel has an embrittlement zone in a section of about 600 ~ 850 ℃ 250 ℃ as the austenite metal structure is transformed to ferrite in the vicinity of about 700 ℃ hot slabs are sensitive to the playing conditions Receive. Therefore, when the embrittlement area of the steel is present in the straightening zone where the stress inside the slab generated by the bending of the bent hot state of the rewinder 1 is maximized, It will adversely affect the quality. In the present invention, it is characterized in that the playing speed and the secondary cooling pattern are appropriately controlled so that the embrittlement area of the steel does not exist in the calibration area of the player.

먼저, 본 발명의 연주속도는 낮게 관리하여 주형내의 주편 냉각을 균일하게 하고 주형내 용강의 방출열을 크게 하고, 동시에 주형내로 유입되는 주편 용강의 량을 적게함으로써 상기 강의 취약영역이 연주기의 교정영역외에 존재하도록 하여 주편의 내부결함과 단면균열을 방지한다. 구체적으로 주편표면과 설비와의 접촉시간을 길게 하여 냉각효과가 커지도록 하므로써 주편의 주조입도를 미세화할 수 있도록 본 발명의 주조속도는 약 0.8m/분 이상으로 한다. 그러나, 주조속도는 연주생산성과 직결되며 또한 주조속도를 낮게 하는 경우 저속으로 인한 주편정체 현상 등을 고려하여 주조속도는 적어도 1.2m/분 이하로 함이 바람직하다.First, the playing speed of the present invention is controlled to be low so that the cooling of the cast steel in the mold is made uniform, the heat of release of molten steel in the mold is increased, and at the same time, the amount of the molten steel flowing into the mold is reduced so that the weak area of the steel is the calibration region of the machine. Exist to be present to prevent internal defects and cracks in the section. Specifically, the casting speed of the present invention is about 0.8 m / min or more so as to increase the cooling effect by increasing the contact time between the surface of the cast steel and the equipment to increase the cooling effect. However, the casting speed is directly connected to the performance and the casting speed is also low, the casting speed is preferably at least 1.2m / min or less in consideration of the cast slag phenomenon due to the low speed.

또한, 주편의 단위중량당 냉각수의 비수량은 연주기의 교정영역이 850℃이상을 유지하도록 기존 보다는 강랭을 실시하여 2차냉각의 비수량을 0.4~0.45ℓ/㎏ 의 범위로 함이 적당하다. 물론 연주기의 굽힘부에서 상기 강의 주편온도를 600℃이하로 유지하여 상기 강의 취화영역이 연주기 굽힘부에 들지 않도록 할 수도 있지만 이 경우 용강의 응고가 빨라 주편표면에 강한 응력이 작용하여 표면결함 등을 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 바람직하게는 상기 2차 냉각패턴을 각각 21~25ℓ/분, 255~265ℓ/분, 261~271ℓ/분, 221~271ℓ/분, 221~230ℓ/분, 104~150ℓ/분, 및 241~151ℓ/분으로 구분하여 주수하는 것이다.In addition, the specific water quantity of the cooling water per unit weight of the cast steel is appropriate to make the specific water amount of the secondary cooling in the range of 0.4 ~ 0.45ℓ / kg by performing a strong cooling than conventional so that the calibration region of the machine to maintain more than 850 ℃. Of course, it is possible to keep the cast steel temperature of the steel at the bending portion of the machine below 600 ℃ so that the embrittlement area of the steel does not fall into the bending portion of the machine, but in this case the solidification of the molten steel is fast, so that a strong stress acts on the surface of the cast steel surface defects, etc. It is not desirable because it can occur. Preferably, the secondary cooling pattern is 21-25 l / min, 255-265 l / min, 261-271 l / min, 221-271 l / min, 221-230 l / min, 104-150 l / min, and 241-151 l, respectively. Divided by / minute.

또한, 본 발명의 경우 상기 강의 수축정도와 주조속도를 고려하여 주형의 단변의 테이퍼(taper)를 0.05%증가시켜 중탄소강과 동일한 정도로 주형기울기를 부여하므로써 주형내에서 발생하기 쉬운 면세로균열을 방지할 필요가 있다. 그러나, 상기 강종은 균열에 민감하므로 주형의 단변 테이퍼를 1.10% 이상을 부여하는 것은 위험하다.In addition, in the case of the present invention by increasing the taper of the short side of the mold by 0.05% in consideration of the degree of shrinkage and casting speed of the steel by imparting the mold slope to the same degree as the medium-carbon steel to prevent the duty-free vertical cracks that tend to occur in the mold Needs to be. However, it is dangerous to give more than 1.10% of the short side taper of the mold since the steel is sensitive to cracking.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

[실시예]EXAMPLE

표 2와 같이 조성되는 강을 주조하여 연속주조와 후판압연을 통해 두께 10mm의 판재를 제조하였다. 이때 연주기 주형의 주폭은 모두 1600mm이었으며, 각각 표 3과 같은 연주조건을 통해 이루어졌다. 본 발명의 경우는 표 4와 같은 조성을 갖는중 탄소용 몰드 플럭스(SGP20-04)를 사용하였다.Casting a steel composition as shown in Table 2 to prepare a plate of 10mm thickness through continuous casting and thick plate rolling. At this time, the casting machine's mold width was all 1600mm, and each of them was made through the playing conditions as shown in Table 3. In the case of the present invention, a mold flux for heavy carbon (SGP20-04) having a composition as shown in Table 4 was used.

또한, 비교예와 발명예의 경우 각 강종이 실제 연주기내에 존재하는 취성영역을 확인하기 위해 연주기의 굽힘부에 열전대를 삽입하여 주편의 표면온도를 측정하였다. 본 발명의 경우 연주기의 굽힘부에 위치된 주편의 온도는 883℃이었으며, 비교예의 경우 968℃인바, 본 발명의 경우 취화영역이 연주기의 교정영역을 지나고 있음을 알 수 있었다.In addition, in the case of the comparative example and the invention example, the surface temperature of the cast steel was measured by inserting a thermocouple into the bent part of the instrument to confirm the brittle region where each steel species actually exists in the instrument. In the case of the present invention, the temperature of the cast steel located in the bent portion of the instrument was 883 ° C, the comparative example was 968 ° C, in the case of the present invention it can be seen that the embrittlement region passes the calibration region of the instrument.

한편, 비교예와 발명예를 통해 제조된 각각의 주편을 절단하여 주편내의 내부균열을 관찰하고 그 결과를 도2에 나타내었다.On the other hand, by cutting the respective slabs prepared through the comparative example and the invention example to observe the internal cracks in the slab and the results are shown in FIG.

도2에서도 알 수 있듯이, 비교예(도2a)의 경우 주편내에 단면균열이 발생되어 후판재로 사용불가한 반면, 본 발명(도2b)의 경우 주편내에 단면균열이 전혀 발생되지 않았다.As can be seen in Figure 2, in the case of the comparative example (Fig. 2a) is a cross-section crack generated in the slab can not be used as a thick plate material, in the case of the present invention (Fig. 2b) did not generate any cross-section crack in the cast.

또한, 본 발명의 경우 용강량에 대한 실제품의 회수율을 계산한 결과, 약 82.4%인 반면 기존의 주괴-분괴공정에 의한 실제품의 회수율은 44.6%였다.In addition, in the case of the present invention, the recovery rate of the actual product with respect to the molten steel was about 82.4%, while the recovery rate of the actual product by the existing ingot-fracture process was 44.6%.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 고 Ni합금강을 연주공정을 통해 후판재로 제조하는 경우 주편의 내부품질이 우수할 뿐만아니라 실수율이 크게 증대되어 저온가스 저장용 탱크 등과 같은 소재의 대량생산에 매우 유용한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, when the high Ni alloy steel is manufactured as a thick plate through a reproducing process, the internal quality of the cast steel is not only excellent, but the error rate is greatly increased, which is very useful for mass production of materials such as low temperature gas storage tanks. It has a useful effect.

Claims

In the method of continuous casting while injecting molten steel refined into the mold,

The molten steel is a molten steel for high alloy thick plate material containing 6-15% nickel; Casting rate is 0.8-1.0 m / min while injecting a flux for medium carbon having a basicity of 0.9-1.2 into the molten steel surface while adjusting the taper of the short side of the mold in the range of 1.05-1.10%; And a method of playing the high nickel-containing high alloy thick plate material characterized by continuous casting with the secondary cooling ratio water poured into the lower part of the mold in the range of 0.40 to 0.45 l / kg.

The method of claim 1, wherein the secondary cooling pattern is 21-25 l / min, 255-265 l / min, 261-271 l / min, 221-271 l / min, 221-230 l / min, 104-150 l / min, and How to play, characterized by pour water divided into 241 ~ 151ℓ / min