KR100333074B1 - Large steel ingot casting by hot top heating method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대형강괴를 주조하는 공정에 있어서 주조결함으로 발생하는 수축공, 응고균열, 기공 등 주형 내에 부적합한 응고조건에 의해 발생하는 응고결함의 발생을 방지하여 건전한 대형강괴를 주조하는 방법에 관한 것으로서, 대형강괴 몰드의 상부 압탕부(1) 또는 핫 탑(Hot top) 부분에 표면이 내화성 테이프 및 분말이 도포되어 절연된 유도가열 코일(2)을 설치하고, 상기 압탕부(1)의 용강온도가 주괴의 응고종료시까지 용융상태에 있도록 유도가열 코일(2)에 의하여 융점 이상의 초가열온도(ΔT)로 가열하고, 강괴의 응고진행에 따라 상기 유도가열 코일(2)의 가열유지시간을 관리하고, 상기 압탕부(1) 상부 중앙에 설치된 열전쌍(3)에서 측정된 용강의 온도에 따라 유도가열 코일(2)에 의하여 연동식으로 가열하여 대형강괴를 주조함으로써 강괴가 용강내에 존재할 수 있는 비금속개재물의 부상분리효과와 가스의 제거, 응고수축에 발생되는 수축공 및 내부 기공과 같은 주조결함을 방지하여 건전한 강괴를 주조할 수 있는 장점이 있는 것이다.The present invention relates to a method of casting a healthy large ingot by preventing the occurrence of solidification defects caused by inappropriate solidification conditions in the mold, such as shrinkage holes, solidification cracks, pores caused by casting defects in the process of casting large ingots The induction heating coil 2 having an insulated surface of fire resistant tape and powder is applied to the upper hot water part 1 or the hot top of the large ingot mold, and the molten steel temperature of the hot water part 1 is provided. The induction heating coil 2 is heated to a superheating temperature ΔT above the melting point so as to remain in the molten state until the end of the solidification of the ingot, and the heating and holding time of the induction heating coil 2 is managed as the ingot solidifies. The steel ingot is formed by casting the large ingot by interlocking heating by the induction heating coil 2 according to the temperature of the molten steel measured by the thermocouple 3 installed at the upper center of the hot water part 1. To prevent casting defects, such as the elimination of injury and the gas separation effect of the non-metallic inclusions, shrinkage and internal pores occurs in the solidification shrinkage that may exist will be in the advantage of being able to cast a sound ingot.

Description

압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법{Large steel ingot casting by hot top heating method}Large steel ingot casting by hot top heating method

본 발명은 대형강괴를 주조하는 공정에 있어서 주조결함으로 발생하는 수축공, 응고균열, 기공 등 주형 내에 부적합한 응고조건에 의해 발생하는 응고결함의 발생을 방지하여 건전한 대형강괴를 주조하는 방법에 관한 것으로서, 특히 대형강괴 몰드에 용강을 주입하고 몰드 내에서 시간의 경과에 따라 방열과 함께 응고되어 강괴가 형성되는 과정에서 몰드의 핫 탑(hot top)부분을 인위적으로 유도가열법에 의하여 간헐적으로 가열을 반복하면서 용강의 응고진행을 조정하여 대형강괴의 응고시 발생되는 내부 수축공, 응고균열, 기공 등의 발생을 억제함으로써 핫 탑 아래의 주괴가 건전한 주조조직을 형성하도록 주조하는 압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of casting a healthy large ingot by preventing the occurrence of solidification defects caused by inappropriate solidification conditions in the mold, such as shrinkage holes, solidification cracks, pores caused by casting defects in the process of casting large ingots In particular, during the process of injecting molten steel into a large ingot mold and solidifying with heat dissipation as time passes in the mold to form a steel ingot, the hot top of the mold is intermittently heated by an induction heating method. By adjusting the progress of solidification of molten steel by suppressing the occurrence of internal shrinkage holes, solidification cracks, and pores generated during solidification of large steel ingots, the large size by the induction heating method to cast the ingot under the hot top to form a sound casting structure. It relates to a steel ingot casting method.

일반적으로 용강을 일정한 형상에 주입하고 응고시켜 목적하는 형상과 크기로 제품을 제조하는 주조기술은 용강의 유동성을 이용하여 낮은 공정비용으로 복잡한 형상의 제조, 같은 형상 및 크기의 제품을 반복적으로 제조하는 장점을 가지고 있으나, 기계가공, 열처리 등과 같은 공정에 비하여 작업자의 의지와는 관계없이 주조제품의 내부결함이 발생하기 쉬운 단점이 있으며, 용강의 응고 중에는 인위적으로 조절할 제조변수가 적은 문제점이 있어 왔다. 특히 강괴의 크기가 수십 톤이 넘는 주괴는 응고시간이 길고 작은 변수에도 장시간 영향을 받기 때문에 실제 주조결과에서는 2톤 미만의 경량주조품에서 예측되지 못한 수축공, 기공, 편석 등의 문제점이 심각하게 나타나게 되어 큰 제품손실을 초래하는 경우가 많다.In general, casting technology in which molten steel is injected into a specific shape and solidified to manufacture a product in a desired shape and size is manufactured using a fluidity of molten steel to produce a complicated shape at a low process cost, and to repeatedly manufacture a product of the same shape and size. Although it has an advantage, there is a disadvantage that the internal defect of the cast product is easy to occur irrespective of the intention of the operator, compared to the process such as machining, heat treatment, etc., there has been a problem that there are few artificially controlled manufacturing parameters during the solidification of molten steel. In particular, ingots with a size of more than a few tens of tonnes have long solidification time and are affected by small variables for a long time. Actual casting results show that unpredictable shrinkage holes, pores, and segregation problems occur in light weight castings less than 2 tons. This often leads to large product losses.

따라서 최근에는 실제 주조공정에 의한 제품을 제조하기 전에 컴퓨터에 의한 모의주조를 통하여 결함을 예측하고 모의주조 조건에서 실제 발생할 수 있는 결함을 최소화하는 몰드설계 및 주조공정 조건을 설정하여 주조를 시도하거나, 주조공정조건 중에 압탕부에의 발열제의 사용법, 아크 가열법, 바닥 정반냉각법 등 인위적인 변수 조절을 위한 노력이 시도되고 있다.Therefore, in recent years, before manufacturing a product by an actual casting process, casting is attempted by setting mold design and casting process conditions to predict defects through computer simulation and to minimize defects that can actually occur in simulation casting conditions. Efforts have been made to artificially control the parameters of the casting process, including the use of heating elements in the hot water section, the arc heating method, and the bottom surface cooling method.

대형강괴에서는 주조공정에서 발생할 수 있는 여러가지 주조결함, 즉 주괴편석, 비금속개재물 혼입 및 잔류, 응고수축, 응고균열, 기공 등과 같은 다양한 주조결함의 발생빈도가 높고 그에 따른 손실이 크게 된다. 또한 주조결함 발생시 대형강괴내 내재된 결함을 검사하여 판정하는데도 용이하지 않기 때문에 단조공정중 균열발생, 최종제품에서의 불량검출 등 많은 공정비 손실을 부가하게 된다.In large ingots, various casting defects, such as ingot segregation, incorporation and retention of non-metallic inclusions, solidification shrinkage, solidification cracking, and porosity, which occur in the casting process, are frequently generated and the losses are large. In addition, when casting defects occur, it is not easy to inspect and determine the defects inherent in large ingots, which adds a lot of process cost loss such as cracking during the forging process and defect detection in the final product.

이와 같은 대형강괴의 내부결함은 대부분 주조조건의 부적합 즉, 응고모델의 부적합에서 기인하는 경우가 대부분이기 때문에 용강을 주형에 채울 때의 용강온도 및 용강공급조건과 몰드에 용강이 채워진 후 몰드 내에서 응고하는 조건에 따라 주괴의 품질이 좌우된다.Since the internal defects of large ingots are mostly due to inadequate casting conditions, that is, inadequate solidification models, the molten steel temperature and molten steel conditions when the molten steel is filled into the mold and the molten steel is filled in the mold, The quality of the ingot depends on the solidification conditions.

따라서 이러한 대형강괴의 주조공정중 강괴의 내부결함을 최소화 하기 위한 종래의 방법으로는 미국특허 제4,134,433호와 같이 대형강괴의 압탕부에 흑연 전극봉을 설치하여 몰드에 용강이 채워진 후 주괴의 응고를 조절하기 위하여 용강이 응고하는 동안에 흑연 전극봉에 간헐적으로 전류를 공급하고 압탕부 표면에서 아크를 발생시켜 압탕부의 온도를 다른 부분의 강괴온도보다 높게 하고 최종적으로 응고되게 관리하는 방법이 있다. 이로서 대형강괴 용강중에 존재할 수 있는 비금속개재물의 부상분리, 가스의 제거, 수축공 및 응고균열의 방지효과를 추구하고 있다.Therefore, as a conventional method for minimizing the internal defects of the steel in the casting process of the large steel ingots, as shown in US Patent No. 4,134,433, graphite electrode rods are installed in the hot water ingots to control the solidification of the ingot after the molten steel is filled in the mold. To this end, while molten steel is solidifying, there is a method of intermittently supplying a current to the graphite electrode and generating an arc at the surface of the hot water part to make the hot water temperature higher than the ingot temperature of the other part and finally manage the solidification. As a result, it seeks to prevent the floating separation of non-metallic inclusions, gas removal, shrinkage hole and solidification crack which may exist in the large ingot molten steel.

상기한 방법 이외에도 압탕부에 덮개를 설치하고 방열을 최소화하여 압탕부의 온도를 높게 유지하는 방법, 몰드에 용강이 충진되는 시점에 압탕부 표면에 발열제 분말 또는 발열판재를 첨가하여 추가열원을 공급하는 방법들이 대형강괴 주조공정중에 현장기술로서 사용되고 있다.In addition to the above method, a cover is installed in the hot water unit to minimize heat dissipation to maintain the high temperature of the hot water unit, and at the time when the molten steel is filled, a heating material powder or a heating plate material is added to the surface of the hot water to supply an additional heat source. Methods are being used as in situ techniques in the large ingot casting process.

그러나 이들 방법들중 미국특허 제 4,134,433호와 같이 대형강괴의 압탕부에 흑연 전극봉을 설치하여 가열하는 방법은 전극봉에 공급되는 전류 및 시간을 조절하여 대형강괴 압탕부의 온도를 인위적으로 관리하는데는 용이한 장점이 있으나,흑연전극에 의한 장시간 아크발생시 흑연전극이 압탕부 용강표면에 의해 침식 소모되고 그 소모된 흑연이 강괴중에 혼입되어 원하지 않는 탄소 및 기타 불순물(산화물)들이 혼입될 가능성이 높다고 하는 문제점이 있다. 또한 흑연전극의 설치공간 확보로 인하여 높은 공간소모 및 흑연 전극봉의 거치대 등 높은 설비 투자비가 요구된다고 하는 문제점도 있다.However, among these methods, a method of heating graphite rods by heating them in the ingot of large ingots, such as US Patent No. 4,134,433, is easy to artificially manage the temperature of the large ingots ingot by controlling the current and time supplied to the electrodes. One advantage is that the graphite electrode is eroded and consumed by the molten steel surface during prolonged arc generation by the graphite electrode, and the consumed graphite is mixed in the steel ingot, so that unwanted carbon and other impurities (oxides) are mixed. There is this. In addition, due to securing the installation space of the graphite electrode, there is a problem that a high facility cost, such as high space consumption and a cradle of the graphite electrode rod is required.

한편 압탕부 표면에 발열제 분말 및 발열판 적용과 같은 방법은 압탕부의 용강온도를 정상적으로 상승하는 효과가 기대되지만 발열제의 량, 적용시기, 압탕부의 표면적 등에 따라 실제적으로 압탕부의 온도에 기여하는 정도가 다르기 때문에 많은 숙련과 적용 데이터가 축적되어야 하는 어려움이 있고, 몰드의 용강이 응고되는 동안에 지속적으로 열량을 조절하여 세밀한 압탕의 온도조절이 사실상 불가능한 문제점이 있다.On the other hand, the method of applying the heating element powder and the heating plate on the surface of the hot water part is expected to increase the molten steel temperature of the hot water part normally, but the degree of actual contribution to the temperature of the hot water part depending on the amount of the heat generating agent, the application time and the surface area of the hot water part. Since there is a difficulty in accumulating many skills and application data, there is a problem that it is practically impossible to control the temperature of the fine hot water by continuously adjusting the calorie while the molten steel of the mold solidifies.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 대형강괴 주조방법에서 야기되는 각종 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 대형강괴 몰드 압탕부에 유도가열 코일을 설치하여 주괴의 응고진행에 따라 간헐적으로 전류를 공급하여 불순물의 혼입이 없이 압탕부의 온도를 정확히 조절함으로써 대형강괴의 주조품질을 향상시키는 압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve various problems caused by the conventional large ingot casting method in view of the above situation, by installing an induction heating coil in the large ingot mold quenching part to supply the current intermittently in accordance with the progress of solidification of the ingot It is an object of the present invention to provide a large ingot casting method by a hot-dip heating method that improves the casting quality of large ingots by precisely controlling the temperature of the ingot without incorporation of impurities.

도 1은 본 발명에 따른 대형강괴 주조용 몰드형상 및 유도가열장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a mold shape for induction casting and induction heating apparatus according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 압탕부 2 : 유도가열 코일1: hot water unit 2: induction heating coil

3 : 열전쌍 4 : 주괴부3: thermocouple 4: ingot

5 : 정반 및 주탕부5: surface plate and pouring part

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법은 대형광괴 몰드의 상부 압탕부(1) 또는 핫 탑(Hot top) 부분에 표면이 내화성 테이프 및 분말이 도포되어 절연된 유도가열 코일(2)을 설치하고, 상기 압탕부(1)의 용강온도가 주괴의 응고종료시까지 용융상태에 있도록 유도가열 코일(2)에 의하여 융점이상의 초가열온도(ΔT)로 가열하고, 강괴의 응고진행에 따라 상기 유도가열 코일(2)에 의하여 연동식으로 가열하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the large-scale ingot casting method according to the present invention of the induction heating method induces the surface of the large ingot mold by applying a fire-resistant tape and powder to the upper inlet part 1 or a hot top portion of the large ingot mold. The heating coil 2 is installed, and heated by the induction heating coil 2 to the superheating temperature ΔT above the melting point so that the molten steel temperature of the hot water portion 1 is in a molten state until the solidification of the ingot is completed. As the coagulation progresses, the induction heating coil (2) is characterized in that the intermittent heating.

또한 대형강괴 압탕부(1) 용강의 초가열온도(ΔT)를 20∼50℃ 범위로 관리하고, 강괴의 응고진행에 따른 유도가열 코일(2)의 가열유지시간은 0.3∼0.6시간/톤 으로 관리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the superheating temperature (ΔT) of the molten steel of the large ingot molten steel part 1 is managed in the range of 20 to 50 ° C, and the heating and holding time of the induction heating coil 2 according to the solidification progress of the steel ingot is 0.3 to 0.6 hours / ton. It is characterized by managing.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명 압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a large ingot casting method according to the present invention hot water heating method.

도 1은 본 발명에 따른 대형강괴 주조용 몰드형상 및 유도가열장치를 나타낸 도면으로서 도면부호 1은 압탕부, 2는 유도가열 코일, 3은 열전쌍, 4는 주괴부, 5는 정반 및 주탕부를 각각 나타낸다. 대형강괴 몰드의 상부 압탕부(1) 또는 핫 탑 부분에 표면이 내화성 테이프 및 분말이 도포되어 절연된 유도가열 코일(2)을 설치하고, 용강이 몰드 내에 완전히 충진된 후 용강의 응고진행에 따라 유도가열을 실시하여 압탕부(1)의 용강온도가 주괴의 응고종료시까지 용융상태에 있도록 한다. 전체 유도가열시간 및 간헐적 시간조절은 강괴의 크기 및 용강의 종류, 몰드의 조건에 따라 다르게 됨으로써 실제주조에서 얻어진 강괴의 응고시간 또는 컴퓨터를 이용한 모의주조에서의 강괴응고시간 및 진행을 근거로 가열조건을 설정하여 실시한다. 예를 들어 AISI 1045(JIS S45C)의 FC20 재질의 8톤 몰드에 융점보다 45℃ 높은 온도의 용강을 주입하여 주조한 후 자연냉각시킬 경우, 주괴부(4) 상부까지 응고가 종료되는데 약 210분이 소요된다. 이러한 초기 근거에 의하여 초기 가열조건을 설정하고, 유도가열 도중에는 압탕부의 실제온도를 압탕부(1) 상부 용강표면에 침적된 상태로 설치한 열전쌍(3)으로 측정하여 목적하는 온도관리를 정확히 한다. 상기 유도가열 코일(2)의 유도가열중에는 자기장의 영향에 의하여 측정온도에 큰 오차를 발생시키므로 유도가열 코일(2)의 전원이 꺼진 상태에서의 온도측정값을 읽도록 한다. 간헐적인 유도가열 중간중간에 압탕부의 실제온도를 측정하여 용강의 응고진행에 따른 유도가열 조건을 반영시킴으로써 보다 정확한 압탕부의 온도관리를 실현할 수 있다.1 is a view showing a mold shape and induction heating apparatus for large ingot casting according to the present invention, reference numeral 1 is a hot water part, 2 is an induction heating coil, 3 is a thermocouple, 4 is an ingot, 5 is a surface plate and a pouring part, respectively. Indicates. The induction heating coil (2) having an insulated surface of fire resistant tape and powder is applied to the upper hot water portion (1) or the hot top portion of the large ingot mold, and after the molten steel is completely filled in the mold, Induction heating is performed so that the molten steel temperature of the inlet portion 1 is in a molten state until the ingot is solidified. The overall induction heating time and intermittent time control vary depending on the size of steel ingot, the type of molten steel, and the mold condition, so that the heating conditions are based on the solidification time of steel ingot obtained in actual casting or steel ingot casting time and progress in simulation casting using computer. Set up and run. For example, when casting molten steel at a temperature of 45 ° C higher than the melting point in an 8-ton mold made of FC20 of AISI 1045 (JIS S45C) and casting it naturally, the solidification is completed to the upper part of the ingot (4). It takes Based on this initial basis, the initial heating conditions are set, and during induction heating, the actual temperature of the hot water part is measured with a thermocouple (3) installed in the state of being deposited on the molten steel surface above the hot water part (1) to precisely manage the desired temperature. . During the induction heating of the induction heating coil 2, a large error occurs in the measurement temperature under the influence of the magnetic field, so that the temperature measurement value in the state in which the induction heating coil 2 is turned off is read. Intermittent induction heating It is possible to realize more accurate temperature management of the hot water part by measuring the actual temperature of the hot water part and reflecting the induction heating condition according to the solidification progress of the molten steel.

다음에는 대형강괴의 주조공정에서 용강이 몰드에 충진된 후 압탕부(1)를 유도가열에 의해 온도조절하여 응고진행을 조절함으로써 주괴 내부의 주조결함이 적은 건전한 강괴를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a sound ingot with less casting defects in the ingot by controlling the solidification progress by controlling the solidification progress by controlling the temperature of the hot water part 1 by induction heating after the molten steel is filled in the mold in the casting process of a large ingot. .

먼저 주조하는 강괴의 크기와 종류에 따른 응고시간과 압탕부(1)의 크기에 따른 유도가열 용량 및 시간을 설정하여 초기가열 조건으로 채택하고, 도 1에 나타낸 바와 같이 몰드의 압탕부(1)에 유도가열 코일(2) 및 전력공급 제어장치를 설치한다. 주조공정에서 일반적으로 FC20 재질의 몰드를 사용하고 용강의 재질을 JIS규격으로 S45C, SUS304, SCM440 등의 강종으로 적용할 때 강괴의 자연응고시간을 0.5∼0.6시간/톤으로 설정하고, 유도가열용량은 압탕의 크기에 따라 10∼100kWh/100kg의 용량으로 결정하여 응고진행에 따라 간헐적인 압탕부(1) 유도가열을 실시한다.First, set the solidification time according to the size and type of the ingot to be cast and the induction heating capacity and time according to the size of the inlet unit 1, and adopt it as the initial heating condition, as shown in FIG. Install the induction heating coil (2) and the power supply control device in the. In the casting process, in general, FC20 mold is used, and when the molten steel is applied to steel grades such as S45C, SUS304, SCM440, etc. according to JIS standards, the natural solidification time of the steel ingot is set to 0.5 to 0.6 hours / ton, and induction heating capacity. According to the size of the hot water is determined by the capacity of 10 ~ 100kWh / 100kg and the intermittent hot water induction (1) induction heating according to the solidification progress.

유도가열의 용량이 10kWh/100kg 미만이 되면 가열효과가 미약하여 충분한 압탕부(1)의 열공급을 충족시키기 위해서는 연속적인 가열시간이 필요하고 온도의 조절이 어렵기 때문에 적합하지 않고, 유도가열 용량이 100kWh/100kg을 초과하게 되면 높은 열공급으로 몰드가 부분적으로 용해되어 손상을 입을 수 있으며, 불필요하게 높은 설비투자를 하게 되므로 적합하지 못하다. 따라서 유도가열 용량의 보다 적합한 용량범위는 40∼70kWh/100kg로 하는 것이 적합하다. 유도가열의 작동주기 및 주기별 가열시간은 압탕부(1) 상부 중앙에 침적되어 있는 열전쌍(3)에서 측정되는 용강의 온도에 따라 연동식(On-Off type)으로 작동하게 한다. 이러한 압탕부(1)의 용강온도 관리시간은 용강의 주입이 시작되는 시점 또는 주입이 종료되는 시점부터 0.2∼1시간/톤 으로 관리한다. 유도가열에 의한 압탕부(1) 온도 관리시간이 0.2시간/톤 미만으로 할 경우 응고시간이 수시간 이상 되는 대형강괴에서는 내부결함 감소효과가 미약하며, 유도가열에 의한 압탕부(1) 온도관리를 1시간/톤 을 초과할 경우는 강괴의 응고시간이 길어지고 그에 따른 생산성이 감소되어 필요이상의 처리가 되기 때문에 적합하지 못하다. 따라서 보다 적합한 압탕부의 유도가열시간 범위는 0.3∼0.6시간/톤 의 범위이다.If the capacity of induction heating is less than 10kWh / 100kg, the heating effect is weak, so continuous heating time is required to satisfy the sufficient heat supply of the hot water unit 1, and it is not suitable because the temperature is difficult to control. If it exceeds 100 kWh / 100 kg, the mold may be partially melted and damaged due to high heat supply and unnecessarily high equipment investment is not suitable. Therefore, it is appropriate that the capacity range of induction heating capacity is 40 to 70 kWh / 100 kg. The induction heating operation cycle and the heating time for each cycle are operated in an on-off type according to the temperature of the molten steel measured in the thermocouple 3 deposited on the upper center of the hot water unit 1. The molten steel temperature management time of the hot water unit 1 is managed at 0.2 to 1 hour / ton from the start of injection of the molten steel or the end of injection. When the temperature control time of induction heating (1) by induction heating is less than 0.2 hours / ton, the effect of reducing internal defects is weak in the large ingots where the solidification time is several hours or more, and the temperature management of the induction heating (1) by induction heating If it exceeds 1 hour / ton, it is not suitable because the solidification time of the steel ingot becomes longer and the productivity decreases accordingly, which is more than necessary. Therefore, the induction heating time range of a more suitable hot water part is 0.3-0.6 hours / ton.

한편, 대형강괴 압탕부(1)의 용강온도는 유도가열시간 범위 내에서 융점보다 10∼50℃ 높게 유지하여야 한다. 즉, 압탕부 초가열(ΔT)을 5∼100℃ 범위로 관리한다. 여기서 ΔT가 5℃ 미만인 경우 용강의 점도가 높아짐으로 인하여 용강 내부에서 부상하는 비금속개재물 및 가스 등의 부상이 억제되어 압탕부 하단에 머물게 되어 주조내부결함을 일으키게 되므로 적합하지 않다. 그리고 ΔT가 100℃ 이상인 경우 용강의 온도가 높기 때문에 수시간 이상동안 유지될 경우 압탕부 내화물의 침식이 심해지며 몰드 자체에도 열적 손상을 일으키고 경제성 면에서도 필요이상의 전력을 소비하기 때문에 적합하지 않은 조건이다. 따라서 보다 적합한 압탕부 초가열(ΔT)은 20∼50℃의 범위이다. 이상과 같이 대형강괴 주조공정에서 압탕부(1)를 유도가열법에 의해 온도관리를 실시할 경우 내부결함이 적은 건전한 주조제품을 제조할 수 있다.On the other hand, the molten steel temperature of the large ingot sintering unit (1) should be maintained 10 ~ 50 ℃ higher than the melting point within the induction heating time range. That is, superheating part (DELTA) T of a hot water part is managed in 5-100 degreeC range. If ΔT is less than 5 ° C., the viscosity of the molten steel is increased, so that the injuries of non-metallic inclusions and gases, which float in the molten steel, are suppressed and remain at the bottom of the hot water part, thereby causing defects in the casting. And if ΔT is over 100 ℃, the temperature of molten steel is high, so if it is maintained for more than a few hours, erosion of the hot water refractories is severe, it causes thermal damage to the mold itself, and it is not suitable condition because it consumes more power than necessary in terms of economy. . Therefore, more suitable hot water part (DELTA) T is 20-50 degreeC. As described above, when the hot water unit 1 is subjected to temperature control by an induction heating method in a large ingot casting process, a sound cast product having less internal defects may be manufactured.

실시예 1Example 1

이하, 실시예로서 본 발명 압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법을 설명한다.Hereinafter, the large-size ingot casting method by the present invention hot water heating method will be described.

합금강을 도 1과 같은 몰드에 융점보다 45℃ 높게 초가열된 용강을 주입하고, 용강이 최종 응고되는 시점까지 간헐적으로 압탕부(1)에 설치된 유도가열 코일The induction heating coil is intermittently installed in the molten steel part 1 by injecting molten steel super alloyed at 45 ° C. higher than the melting point into the mold as shown in FIG. 1.

(2)을 가열하여 압탕부(1) 용강의 온도가 융점보다 5∼100℃ 높은 온도범위를 유지하도록 조절하기 위해 50∼200kWh 용량의 고주파(1000Hz) 유도가열장치로 유도가열 코일(2)을 가열하였다.Induction heating coil (2) with a high frequency (1000 Hz) induction heating device of 50 to 200 kWh capacity in order to control the temperature of the molten steel to maintain the temperature range of 5 to 100 ℃ higher than the melting point by heating (2). Heated.

이때 강괴의 압탕비[P=(압탕단면적/(압탕단면적+주괴단면적))×100]를 15로 하고, 형상비(높이/직경)를 2로 하여 주조하고, 상기한 바와 같이 각각의 다른 유도가열 조건으로 가열하여 압탕부(1)의 유지온도를 각각 0.1∼1.5시간/톤 으로 관리하여 주조할 때 얻은 강괴의 주조내부결함 및 품질을 정성적으로 비교평가하여얻은 결과를 표 1에 나타냈다.At this time, the ingot's melt ratio [P = (melt cross section area / (melt cross section area + ingot cross section)) × 100] is set to 15, and the shape ratio (height / diameter) is set to 2, and each other induction heating as described above. Table 1 shows the results obtained by qualitatively comparing and evaluating the casting defects and the quality of the steel ingots obtained by heating and maintaining the holding temperature of the hot water unit 1 at 0.1 to 1.5 hours / ton.

표 1로부터 대형강괴 압탕부(1)의 용강 초가열온도(ΔT)를 20∼50℃ 범위로 관리하고, 강괴의 응고진행에 따른 유도가열 코일(2)의 가열유지시간은 0.3∼0.6시간/톤 으로 관리하는 것이 주조결함 없는 건전한 강괴를 주조할 수 있음을 알 수 있다.From Table 1, the molten steel superheating temperature (ΔT) of the large ingot molten part 1 was managed in the range of 20 to 50 ° C., and the heating holding time of the induction heating coil 2 according to the solidification progress of the steel ingot was 0.3 to 0.6 hours / It can be seen that managing in tonnes can cast sound ingots without casting defects.

압탕부 초가열온도(ΔT) 및 가열유지시간에 따른 강괴품질 평가표Ingot Quality Evaluation Table According to Superheating Temperature (ΔT) 유지시간(시간/톤)Retention time (hours / tons) ΔT(℃)ΔT (℃) 수축공(%)Shrinkage (%) 응고균열Coagulation crack 균열위치Crack location 주괴품질Ingot Quality 0.10.1 55 88 많음plenty 주괴중간Ingot ×× 1010 88 많음plenty 주괴중단Ingot ×× 3030 55 약간slightly 주괴상단Ingot top 5050 44 약간slightly 주괴상단Ingot top 7070 33 약간slightly 압탕부Pressure 100100 33 약간slightly 압탕부Pressure 0.250.25 55 77 많음plenty 주괴상단Ingot top ×× 2020 55 약간slightly 주괴상단Ingot top 3030 44 약간slightly 압탕부Pressure 5050 22 적음Less 압탕부Pressure 7070 22 적음Less 압탕부Pressure 0.50.5 1010 44 약간slightly 주괴상단Ingot top 3030 22 적음Less 압탕부Pressure 4040 1One 적음Less 압탕부Pressure 5050 0.50.5 없음none 압탕부Pressure 6060 0.10.1 없음none 압탕부Pressure 0.70.7 1010 22 약간slightly 주괴상단Ingot top 2020 1One 적음Less 압탕부Pressure 3030 0.50.5 없음none 압탕부Pressure 4040 0.10.1 없음none 압탕부Pressure 5050 0.10.1 없음none 압탕부Pressure 1One 55 22 약간slightly 주괴상단Ingot top 1010 1One 없음none 압탕부Pressure 2020 0.20.2 없음none 압탕부Pressure 3030 0.10.1 없음none 압탕부Pressure 4040 0.10.1 없음none 압탕부Pressure 1.51.5 55 22 약간slightly 주괴상단Ingot top 1515 0.50.5 없음none 압탕부Pressure 2020 0.20.2 없음none 압탕부Pressure 3030 0.10.1 없음none 압탕부Pressure

※ 우수 : ◎, 양호 : ○, 미달 :↓, 불량 : ×Excellent ※: ◎, good: ○, under: ↓, bad: ×

상기한 바와 같이 본 발명 압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법은 대형강괴의 주조공정에서 유도가열법에 의하여 압탕부를 합금의 융점 이상으로 초가열하여 응고과정동안 조절함으로써 강괴의 용강내 존재할 수 있는 비금속개재물의 부상분리효과와 가스의 제거, 응고수축에 발생되는 수축공 및 내부 기공과 같은 주조결함을 방지하여 건전한 강괴를 주조할 수 있는 장점이 있다.As described above, the large ingot casting method by the induction heating method of the present invention may be present in the molten steel of the steel ingot by controlling the solidification process during the solidification process by superheating the hot water over the melting point of the alloy by induction heating in the casting process of the large ingot. Preventing casting defects such as floating separation effect of non-metallic inclusions and gas removal, shrinkage holes and internal pores generated in solidification shrinkage, has the advantage of casting sound ingots.

Claims (3)

삭제delete 대형강괴의 주조결함을 저감시키는 주조방법에 있어서,In the casting method for reducing the casting defect of large ingots, 상기 대형강괴 몰드의 상부 압탕부(1) 또는 핫 탑(Hot top)부분의 표면에 내화성테이프 및 분말이 도포되어 절연된 유도가열 코일(2)을 설치하고, 상기 압탕부(1)의 용강온도가 주괴의 응고종료시까지 용융상태에 있도록 유도가열 코일(2)에 의하여 융점 이상의 초가열온도(ΔT)로 가열하고, 강괴의 응고진행에 따라 상기 유도가열 코일(2)의 가열유지시간을 관리하고, 상기 압탕부(1) 상부 중앙에 설치된 열전쌍(3)에서 측정된 용강의 온도에 따라 유도가열 코일(2)에 의하여 연동식으로 가열하는 것을 특징으로 하는 압탕가열법에 의한 대형강괴 주조방법.Install the induction heating coil 2 insulated by applying a refractory tape and powder on the surface of the upper hot water unit 1 or the hot top of the large ingot mold, and the molten steel temperature of the hot water unit 1 The induction heating coil 2 is heated to a superheating temperature ΔT above the melting point so as to remain in the molten state until the end of the solidification of the ingot, and the heating and holding time of the induction heating coil 2 is managed as the ingot solidifies. The large ingot casting method according to the hot water heating method, characterized in that the heating by the induction heating coil (2) in accordance with the temperature of the molten steel measured by the thermocouple (3) installed in the upper center of the hot water. 제2항에 있어서, 상기 초가열온도(ΔT)를 20∼50℃ 범위로 관리하고, 상기 가열유지시간은 0.3∼0.6시간/톤으로 하는 것을 특징으로 하는 압탕가열법에 의한 대형강괴 주조방법.The method of claim 2, wherein the superheating temperature (ΔT) is controlled in a range of 20 to 50 ° C., and the heating holding time is 0.3 to 0.6 hours / ton.
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