KR100423416B1 - Method for producing high quality strip in twin roll strip casting process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쌍롤식 박판주조기에서 박판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 그 목적은 산소의 분압에 대한 상대적인 불활성가스의 압력의 제어로 주조롤표면과 용강의 접촉성을 개선하고 이물질이나 외부기체의 유입을 막아 주조롤의 전폭에 걸쳐 균일한 응고를 조장하여 주편의 품질을 개선할 수 있는 방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin plate in a twin-roll type sheet casting machine, the purpose of which is to improve the contact between the surface of the casting roll and the molten steel by controlling the pressure of the inert gas relative to the partial pressure of oxygen and inflow of foreign matter or external gas It is to provide a method for improving the quality of the cast steel by preventing uniformity to promote uniform solidification over the entire width of the casting roll.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차단막에 의해 대기와 차단되는 한쌍의 주조롤의 사이로 노즐을 통해 용강을 공급하고, 이 차단막내로 불활성가스를 공급하면서 상기 주조롤의 사이로 용강을 통과시켜서 주조하는 쌍롤식 박판주조기에서 박판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 불활성가스의 압력을 대기압 보다 0.03기압 이상되도록 공급하는 것을 포함하여 이루어지는 쌍롤식 박판주조기에서 품질이 양호한 주편의 제조방법에 관한 것을 그 기술적요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a molten steel through a nozzle between a pair of casting rolls which are blocked from the atmosphere by a barrier film, and casts the molten steel through the casting roll while supplying an inert gas into the barrier film. In the method of manufacturing a thin plate in a twin roll sheet casting machine, the technical aspect relates to a method for producing a good quality cast in a twin roll sheet casting machine comprising supplying the pressure of the inert gas so that the pressure is more than 0.03 atmosphere than atmospheric pressure. Shall be.
Description
본 발명은 쌍롤식 박판주조기에서 산소의 분압에 대한 상대적인 불활성가스의 압력의 제어로 주조롤표면과 용강의 접촉성을 개선하고 이물질이나 외부기체의 유입을 막아 주조롤의 전폭에 걸쳐 균일한 응고를 조장하여 주편의 품질을 개선할수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention improves the contact between the surface of the casting roll and molten steel by controlling the pressure of the inert gas relative to the partial pressure of oxygen in the twin-roll type sheet casting machine, and prevents the inflow of foreign substances or external gas to uniform solidification over the entire width of the casting roll. To improve the quality of the cast.
일반적으로 박판주조방법에서는 도 1에서 도시된 바와 같이, 래들(1)에 수강된 용강을 노즐(2)을 통해 턴디쉬(3)로 주입한 다음, 차단막(5)에 의해 대기와 차단되는 한쌍의 주조롤(6a,6b)의 사이로 턴디쉬의 침지노즐(4)을 통해 용강을 공급하면, 이 용강은 주조롤(6a,6b)과 주조롤의 양단에 설치된 에지댐(7)에 의해 둘러싸여 용강풀(9)로 형성되고, 이어 수냉되는 주조롤을 서로 반대 방향으로 회전시키면서 그 사이로 용강을 통과시키면 주조롤에 의해 용강의 열이 빼앗겨서 응고되면서 10mm이하의 박판으로 생산된다.In general, in the thin plate casting method, as shown in FIG. 1, a pair of molten steel received in the ladle 1 is injected into the tundish 3 through the nozzle 2 and then blocked from the atmosphere by the barrier film 5. When molten steel is supplied through the tungsten immersion nozzle 4 between the casting rolls 6a and 6b of the casting rolls, the molten steel is surrounded by the casting rolls 6a and 6b and the edge dams 7 provided at both ends of the casting rolls. The molten steel is formed into a molten steel 9, and then the molten steel passes through the molten steel while being rotated in the opposite direction to each other.
이와 같이 박판주조기술은 빠른 속도로 서로 반대방향으로 회전하는 한쌍의 내부 수냉식 주조롤사이에 노즐을 통해 용강을 공급하여 원하는 두께의 박판을 직접생산하므로, 일반 연속주조공정에 비해 후처리 공정을 적게 거친다는 장점이 있으며, 그 만큼 박판의 표면품질을 확보할 수 있는 기술방안이 필요하다.As such, sheet metal casting technology produces molten steel directly through a nozzle between a pair of internal water-cooled casting rolls rotating in opposite directions at a high speed, thereby directly producing thin plates having a desired thickness, thereby reducing post-treatment processes compared to general continuous casting processes. There is an advantage in roughness, and a technical plan that can secure the surface quality of thin sheet is required.
종래 박판의 표면품질을 확보하기 위한 기술로는, 용강풀의 탕면에서 산화를 억제하고 롤과 용강의 접착성을 개선하기 위하여 탕면에 분위기가스를 공급하는 방법이 있으며, 그 대표적인 예가 일본 공개특허공보 8-281388호에 제시되어 있다. 이 기술은 질소(N2)와 아르곤(Ar)을 적절하게 혼합하여 공급함으로써 혼합기체에 의한 응고균열의 방지를 꾀하는 방법이다. 또 다른 기술로는 일본 공개특허공보 평 11-10288호에 제안된 바와 같이, 주조롤의 표면에 적절한 요철을 형성시키고, 탕면에 질소를 분위기로 공급하므로서 표면결함이 없는 주편을 얻는 방법이 있다. 이때, 질소가스는 단지 탕면의 분위기조성을 위한 것이며, 가장 중요한 요소는 주조롤 표면에 형성되는 요철의 형상과 크기 및 전사된 각도를 제어하므로서 주편의 품질을 향상시키고 있다. 이들 종래의 기술들은 주편의 표면결함을 억제하는 매우 중요한 기술로 평가되고 있으며, 어느 정도 효과를 보이고 있다.As a technique for securing the surface quality of a conventional thin plate, there is a method of supplying an atmosphere gas to the hot water surface in order to suppress oxidation at the hot water surface of the molten steel pool and improve the adhesion between the roll and the molten steel, and a representative example thereof is JP 8-281388. This technique is to prevent the coagulation crack by the mixed gas by supplying nitrogen (N 2 ) and argon (Ar) as appropriately mixed. As another technique, as proposed in JP-A-11-10288, there is a method of forming an appropriate unevenness on the surface of a casting roll and supplying nitrogen to the hot water in an atmosphere to obtain a cast without surface defects. At this time, the nitrogen gas is only for the composition of the atmosphere of the hot water, the most important factor is to improve the quality of the cast steel by controlling the shape and size of the irregularities formed on the surface of the casting roll and the transferred angle. These conventional techniques have been evaluated as a very important technique for suppressing surface defects of cast steel, and have shown some effects.
이들 종래의 기술들은 분위기 가스를 사용하고 있는데, 이는 단지 탕면내에 불활성 가스를 주입하여 비산화성 분위기를 유지하고, 산소의 공급을 차단하는 역할에 촛점이 맞추어 있는데 반해, 탕면 내부의 가스 유동이나 분포에 대해서는 크게 고려하지 않고 있다. 따라서, 주편 표면결함의 생성억제를 주조롤의 표면에 형성된 요철에 크게 의존하여 주조롤 표면에 형성되는 요철의 크기를 가능한 크게 하는 등, 요철과 용강의 접착성을 제어하는데 총력을 기울이고 있다. 그러므로, 주편에는 매우 큰 요철이 형성되게 되어 폭 방향으로 응고의 균일성도 확보하지 못할 뿐 아니라, 냉간압연시 광택도를 떨어뜨리는 등의 기술적 한계를 드러내고 있다.These conventional techniques use atmospheric gases, which focus on the role of injecting an inert gas into the hot water surface to maintain a non-oxidizing atmosphere and to block the supply of oxygen, whereas the gas flow or distribution inside the hot water surface is focused on. I do not consider much about it. Therefore, total effort is put into controlling the adhesion between the unevenness and the molten steel, for example, the size of the unevenness formed on the casting roll surface is made as large as possible depending on the unevenness of the cast surface defects. Therefore, very large irregularities are formed in the cast steel, which not only secures uniformity of solidification in the width direction, but also exposes technical limitations such as lowering glossiness during cold rolling.
본 발명은 상기와 같은 종래의 기술한계를 극복하기 위하여 탕면내 가스의 유동이나 분포 및 이들이 용강과 주조롤의 접촉성에 미치는 연구를 통하여 완성된 것으로, 대기압에 대한 상대적인 분위기가스 압력의 제어로 주편의 표면품질을 개선할 수 있는 주조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention was completed through the study on the flow or distribution of the gas in the hot water surface and the effect on the contact between the molten steel and the cast roll in order to overcome the conventional technical limitations as described above, the control of the atmospheric gas pressure relative to atmospheric pressure It is an object of the present invention to provide a casting method capable of improving surface quality.
도 1은 일반적인 쌍롤식 박판 제조장치의 개략도1 is a schematic view of a general twin roll sheet production apparatus
도 2는 본 발명에 적합한 쌍롤식 박판제조장치의 일례도Figure 2 is an example of a twin roll type sheet manufacturing apparatus suitable for the present invention
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1.....래들(Ladle) 3 ..... 턴디쉬(Tundish)Ladle 3 ..... Tundish
4.....침지노즐(Nozzle) 5, 15 ..... 차단막4 ..... Nozzle 5, 15 ..... Block
6.....주조롤(쌍롤)(Casting Roll) 7 ..... 에지댐(Edge Dam)6 ..... Casting Roll 7 ..... Edge Dam
8.....주편(Strip) 21 .... 가스 유량계(Gas Flowmeter)8 ..... Strip 21 .... Gas Flowmeter
23....가스 압력계(Gas Pressure Gage) 25 .... 미소압력계(Manometer)23 .... Gas Pressure Gage 25 .... Manometer
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차단막에 의해 대기와 차단되는 한쌍의 주조롤의 사이로 노즐을 통해 용강을 공급하고, 이 차단막내로 불활성가스를 공급하면서 상기 주조롤의 사이로 용강을 통과시켜서 주조하는 쌍롤식 박판주조기에서 박판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 불활성가스의 압력을 대기압 보다 0.03기압 이상되도록 공급하는 것을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a molten steel through a nozzle between a pair of casting rolls which are blocked from the atmosphere by a barrier film, and casts the molten steel through the casting roll while supplying an inert gas into the barrier film. In the method of manufacturing a thin plate in a twin-roll type sheet casting machine, the method includes supplying the pressure of the inert gas to be 0.03 atmosphere or more than atmospheric pressure.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에서는 한쌍의 주조롤과 에지댐에 의해 형성되는 용강풀을 차단막에 의해 대기와 차단하고 이 차단막내의 용강풀에 불활성가스를 공급할때 , 불활성가스의 압력을 대기압 보다 일정압력이상이 되도록 함으로써 기본적으로 산화분위기의 억제를 꾀하는 것 뿐만 아니라 주편표면의 품질을 개선하는데, 그 특징이 있다.In the present invention, when the molten steel pool formed by the pair of casting rolls and the edge dam is blocked from the atmosphere by the barrier film and the inert gas is supplied to the molten steel pool in the barrier film, the pressure of the inert gas is set to be higher than a certain pressure than the atmospheric pressure. Basically, it is not only to suppress the oxidizing atmosphere but also to improve the quality of the surface of the cast steel.
일반적으로 용강이 수냉되는 주조롤과 접촉하여 응고되면, 응고수축이나 변태수축에 의해 응고쉘이 주조롤의 표면과 부분적으로 들뜨게 되고, 이에 따라 불균일 응고가 조장되어 주편의 균일이 발생하는 것으로 보고되고 있다. 따라서, 주조롤의 표면에 일정한 요철을 만들어 주어 용강이 어느 정도 스며들게 하면, 주편이 들뜨게 될때 잡아주는 역할을 하면서 용강이 주조롤 표면의 요철안으로 스며들때, 전체적으로 롤과 접촉이 양호해져서 응고가 균일하게 되는 것으로 알려져 있다. 이때 적절한 요철의 직경과 깊이는 일반적으로, 직경 0.1-1.0mm, 깊이 10-100micron이 적절하다고 한다.In general, when molten steel solidifies in contact with a water-cooled casting roll, the solidification shell is partially lifted by the surface of the casting roll by solidification shrinkage or transformation shrinkage, and thus, non-uniform solidification is promoted, resulting in uniformity of the cast steel. have. Therefore, if a certain unevenness is made on the surface of the casting roll to allow the molten steel to penetrate to some extent, the molten steel is held in contact with the roll when the molten steel penetrates into the unevenness of the casting roll surface, so that the solidification is uniform. It is known to be done. In this case, the appropriate diameter and depth of the unevenness is generally 0.1-1.0mm in diameter, 10-100micron depth is appropriate.
이러한 요철의 크기는 분위기 가스의 종류에 따라 다르게 되는데, 예를 들어 질소가스를 사용하는 경우에는 질소가 용강내에 용해되므로서 주조롤 표면의 요철에 잘 스며든다. 반면에 아르곤 가스를 사용하는 경우에는 용강에 비용해성 가스이므로 전사가 잘 되지 않아 냉각능을 떨어뜨린다고 추정하고 있다. 종래의 분위기 가스 제어는 압력에는 상관없이 일정한 량을 공급하여 산소 농도가 일정이하가 되도록 제어하였으며, 대부분 산화분위기를 억제하는데 주목적이 있었다.The size of the unevenness varies depending on the type of the atmosphere gas. For example, when nitrogen gas is used, nitrogen dissolves in the molten steel and thus penetrates unevenness on the surface of the casting roll. On the other hand, when argon gas is used, it is estimated that molten steel is insoluble gas, and thus it is not transferred well and thus decreases cooling capacity. Conventional atmosphere gas control was to control the oxygen concentration to a certain amount by supplying a constant amount irrespective of the pressure, most of the main purpose was to suppress the oxidizing atmosphere.
본 발명에서는 이러한 관점에서 한 발 더 나아가, 불활성가스를 주편의 표면품질을 확보하기 위한 수단으로 적극적으로 이용한다. 본 발명에서는 불활성가스의 압력을 대기압에 대하여 상대적으로 관리하는데, 구체적으로 대기압 보다 0.03기압 이상이 되도록, 보다 바람직하게는 대기압 보다 0.03기압 이상에 0.3기압이내로 하는 것이다. 0.3기압보다 커지면 탕면의 유동이 심해지고 압력유지를 위해 가스의 공급량이 많이 소요되며, 또한 분위기가스를 세지 못하게 막는데 어려움이 있다. 본 발명에 따라 불활성가스의 압력을 관리하면 탕면내에 균일한 분위기 가스의 조성이 형성되면서 산소의 분압은 상대적으로 낮아지는 대신 불활성 기체의 분압이 높아지기 때문에 주조롤의 표면과 용강의 접촉시 접촉성을 양호하게 하고, 이물질이나 외부기체의 유입을 효과적으로 막는 것을 확인하였다. 또한, 상기와 같이 불활성가스의 압력을 관리하면, 불활성가스는 주조롤의 표면과 초기응고쉘에 가스압력이 미소하게나마 작용하여 주조롤 표면의 요철이 주편으로의 전사가 용이하도록 한다. 따라서, 본 발명에 따라 가스의 압력을 조절하므로써 롤 전폭에 대해 균일한 응고를 형성할 수 있어 양호한 품질의 주편을 확보할 수 있는 것이다.In the present invention, in view of the above, the inert gas is actively used as a means for securing the surface quality of the cast steel. In the present invention, the pressure of the inert gas is controlled relative to the atmospheric pressure. Specifically, the pressure of the inert gas is set to 0.03 atm or higher than the atmospheric pressure, more preferably 0.03 atm or higher than the atmospheric pressure. If the pressure is greater than 0.3 atm, the flow of the hot water surface increases, and a large amount of gas is supplied to maintain the pressure, and it is difficult to prevent the atmospheric gas from being counted. When the pressure of the inert gas is controlled according to the present invention, the composition of the uniform atmosphere gas is formed in the hot water surface, while the partial pressure of oxygen is relatively low, but the partial pressure of the inert gas is increased. It was confirmed that it was satisfactory and effectively prevented the inflow of foreign substances or external gas. In addition, when the pressure of the inert gas is controlled as described above, the inert gas acts on the surface of the casting roll and the initial solidification shell with a slight gas pressure so that the unevenness of the casting roll surface is easily transferred to the cast steel. Therefore, by adjusting the pressure of the gas according to the present invention, it is possible to form uniform solidification with respect to the full width of the roll, and to secure cast steel of good quality.
본 발명에 따라 불활성가스의 압력을 대기압 보다 0.03기압이상이 되도록 하기 위한 쌍롤식 박판주조기의 바람직한 일례가 도 2에 제시되어 있다. 본 발명의 쌍롤식 박판주조기는 압력을 미세하게 관리하여야 되므로, 주조롤의 표면부와 측면부로 분위기 가스가 새지 못하도록 최대한 막는 것이 중요하다. 가스누출 방지는 여러가지 단열재를 사용하여 이음부를 막으면 가능하다.A preferred example of a twin roll sheet caster for making the pressure of an inert gas above 0.03 atm according to the present invention is shown in FIG. 2. Since the twin roll sheet caster of the present invention has to manage the pressure finely, it is important to prevent the atmospheric gas from leaking to the surface portion and the side portion of the casting roll as much as possible. Gas leakage can be prevented by using various insulating materials to block the joints.
본 발명에서는 도 1과 같이, 한쌍의 주조롤(6a,6b)과 이 주조롤사이의 용강풀을 대기와 차단하는 차단막(5)을 기본 구성으로 하는 쌍롤식 박판주조기에, 가스유량계(21), 가스 압력계(23), 미소압력계(25)를 추가로 설치한다. 또한, 회전하는 주조롤(6a,6b)과 차단막(15)의 사이에는 단열천(도시 안함) 등으로 마감처리하여 분위기가스의 누출을 최대한 억제한다. 또한, 가스의 공급은 용강탕면에 균일하게 공급하기 위하여 좌우 대칭으로 공급라인을 설치하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 탕면내로 공급되는 가스가 적정한 유량과 압력으로 조절하기 위하여 좌우 대칭의 가스라인에는 유량계(21a,21b)와 압력계(23a,23b)를 각각 설치한다. 그리고, 탕면차단막내에 미소압력을 감지할 수 있는 미소압력계(25)를 차단막을 통하여 차단막내로 삽입시켜 설치한다. 본 발명에 따라 박판을 주조할때에는 주조전부터 미리가스를 공급하여 산소분위기를 불활성 가스로 대체시키는 것이 중요하다.In the present invention, as shown in Fig. 1, a gas flow meter (21) in a twin roll type sheet casting machine having a basic configuration of a pair of casting rolls (6a, 6b) and a barrier film (5) for blocking the molten steel pool between the casting rolls from the atmosphere. The gas pressure gauge 23 and the micro pressure gauge 25 are further provided. In addition, between the rotating casting roll (6a, 6b) and the blocking film 15 is finished with a heat insulating cloth (not shown) or the like to minimize the leakage of the atmosphere gas. In addition, in order to supply the gas uniformly to the molten steel surface, it is preferable to provide a supply line symmetrically. As described above, in order to adjust the gas supplied into the bath surface at an appropriate flow rate and pressure, flow meters 21a and 21b and pressure gauges 23a and 23b are respectively installed in the symmetrical gas lines. Then, the micro-pressure gauge 25 capable of detecting the micro pressure is inserted into the blocking film through the blocking film. When casting a thin plate according to the present invention, it is important to supply a gas in advance before casting to replace the oxygen atmosphere with an inert gas.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[실시예]EXAMPLE
도 2에 도시된 쌍롤식 박판주조기에서 본 발명에 따라 불활성가스(질소)의 압력을 미세하게 조정하면서 압력에 따른 주편의 요철 전사에 대한 정도를 측정하고 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.In the twin roll type sheet casting machine shown in FIG. 2, the degree of uneven transfer of the cast steel according to the pressure was measured while finely adjusting the pressure of the inert gas (nitrogen) according to the present invention, and the results are shown in Table 1 below.
표 1에서 알 수 있듯이, 불활성가스의 압력이 높아짐에 따라 주편(60) 양끝단부와의 전사율의 차이가 거의 없어져 폭방향으로 균일한 응고가 이루어졌다는 것을 나타내며, 이로써 주편의 표면품질이 양호해짐을 알 수 있었다.As can be seen from Table 1, as the pressure of the inert gas increases, the difference in transfer rate between both ends of the slab 60 is almost eliminated, indicating that uniform solidification is achieved in the width direction, thereby improving the surface quality of the cast steel. And it was found.
상술한 바와 같이, 본 발명은 불활성가스의 압력을 제어함으로써 주조롤의 전폭으로 주편에 대한 요철의 전사가 균일하고, 요철의 전사율도 상대적으로 증가되어 양호한 품질의 주편을 획득할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention has the advantage that uniform transfer of unevenness to the cast steel at the full width of the casting roll by controlling the pressure of the inert gas, the transfer rate of the unevenness is also relatively increased to obtain a cast of good quality. .
Claims (2)
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| KR10-1999-0055410A KR100423416B1 (en) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | Method for producing high quality strip in twin roll strip casting process |
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|---|---|
| KR20010054553A KR20010054553A (en) | 2001-07-02 |
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Family Applications (1)
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1999
- 1999-12-07 KR KR10-1999-0055410A patent/KR100423416B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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