KR100457235B1 - Casting Method for Large Stainless Steel Ingot - Google Patents

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KR100457235B1
KR100457235B1 KR10-2001-0065153A KR20010065153A KR100457235B1 KR 100457235 B1 KR100457235 B1 KR 100457235B1 KR 20010065153 A KR20010065153 A KR 20010065153A KR 100457235 B1 KR100457235 B1 KR 100457235B1
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Abstract

본 발명은 대형 강괴의 주조방법에 관한 것으로 특히, 강괴 몰드에 용강을 주입한 후 강괴의 응고 과정 중 스텐레스 강괴가 가지는 응고 특성을 고려하여 강괴 내부의 주조결함이 적은 대형 스텐레스 강괴 주조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a method for casting a large ingot, in particular, injecting molten steel into the ingot mold, in consideration of the solidification characteristics of the stainless steel ingot during the solidification process of the ingot provides a large stainless steel ingot casting method with less casting defects in the ingot For the purpose of

이와 같은 본 발명의 대형 스텐레스 강괴 주조방법은, 강괴 압탕 표면에 공급되는 발열 보온재를, 금속 알루미늄 분말에 다공질 단열재를 혼합하여 혼합 발열 보온재로 제조한 후, 제조된 혼합 발열 보온재를 몰드 내에 충진된 용강의 표면에 도포하고, 이어서 다공질 단열재를 도포하며, 다시 혼합 발열 보온재를 재차 도포한 후 마지막으로 다공질 단열재를 도포하여, 혼합 발열 보온재의 발열 및 보온 효과를 시간적으로 연장시킨다.The large-scale stainless steel ingot casting method of the present invention is a molten steel filled with a heat generating thermal insulation material supplied to the surface of the steel ingot, a porous heat insulating material mixed with a metal aluminum powder to produce a mixed heating thermal insulation material, and then prepared mixed heating thermal insulation material in the mold It is then applied to the surface of the coating, and then a porous heat insulating material is applied, and the mixed heat insulating material is applied again, and then the porous heat insulating material is finally applied to extend the exothermic and warming effects of the mixed heat generating heat insulating material.

이 같은 본 발명의 대형 스텐레스 강괴 주조방법에 의하여 혼합 발열 보온재의 발열 및 보온 효과를 시간적으로 연장시키므로써, 대형 스텐레스 강괴의 내부 결함이 감소되어 대형 스텐레스 강괴의 주조 품질을 향상시킬 수 있다.By extending the exothermic and thermal insulation effect of the mixed heating insulation material by the large-scale stainless steel ingot casting method of the present invention as described above, the internal defects of the large stainless steel ingot can be reduced to improve the casting quality of the large stainless steel ingot.

Description

대형 스텐레스 강괴 주조방법{Casting Method for Large Stainless Steel Ingot}Casting Method for Large Stainless Steel Ingot

본 발명은 대형 스텐레스 강괴를 주조하는 공정에서, 다른 강종에 비하여 빈도수가 높고 심하게 발생하는 강괴 중심부의 응고 균열이나 기공 등 강괴 내부의 부적합한 응고 조건에 의해 발생되는 응고 결함을 방지하여 품질이 우수한 강괴를 주조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강괴 몰드에 용강을 주입한 후 강괴의 응고 과정 중 스텐레스 강괴가 가지는 응고 특성을 고려하여 압탕부의 보온을 효과적으로 실시하므로써, 강괴 내부의 주조결함이 적은 대형 스텐레스 강괴 주조방법에 관한 것이다.In the process of casting a large stainless steel ingot, the present invention prevents solidification defects caused by inadequate solidification conditions such as solidification cracks or pores in the center of the ingot which are more frequent and severely generated than other steel grades, thereby preventing the ingots having excellent quality. In more detail, the present invention relates to a casting method, and more particularly, by injecting molten steel into a steel ingot mold and effectively insulating the hot water part in consideration of the solidification characteristics of the stainless steel ingot during the solidification of the steel ingot, thereby reducing the casting defects in the steel ingot. It relates to a stainless steel ingot casting method.

현재 연속주조 공정 기술이 발달하여 대부분의 구조용 스텐레스 합금강이 판재나 봉재 또는 각재의 형태로 생산되고 있으나, 대형 기계부품이나 대형 금형 선박부품 등은 전통적으로 제조해 온 대형 강괴에 의존할 수 밖에 없다.Currently, the continuous casting process technology has been developed, most structural stainless alloy steel is produced in the form of plate, bar or square, but large machinery parts, large mold ship parts, etc. are forced to rely on large ingots traditionally manufactured.

최근 이러한 대형 부품에서 요구되는 품질 수준이 높아지고 강괴의 사용율 또한 높아짐에 따라 제조된 강괴 전체의 품질이 균일하게 향상되도록 하는 주조방법을 필요로 하고 있다.Recently, as the quality level required in such a large part and the use rate of the ingot increases, there is a need for a casting method for uniformly improving the quality of the entire manufactured ingot.

특히, 스텐레스 합금강은 다른 강종에 비하여 용강이 주입된 후 응고될 때 강괴 자체가 가지는 열확산계수가 낮기 때문에 타 강종에 비하여 20-50% 이상 장시간의 응고 시간이 요구된다. 이에 따라 기존 압탕부가 성능을 발휘할 수 있는 시간이 부족하며, 응고 말기 타 강종에 비하여 큰 밀도 차이 발생으로 인하여 강괴 중심부 응고 잔류 응력의 발생과 응고 균열이 생성되는 경향이 높게 나타나고 있다.In particular, stainless steel alloys require less than 20-50% longer solidification time than other steel grades because the thermal diffusion coefficient of the ingot itself is low when molten steel is injected and solidified, compared to other steel grades. As a result, there is a lack of time to perform the performance of the existing hot water, and the tendency of the solidification residual stress and solidification cracks are generated in the center of the ingot due to the large difference in density compared to other steel types at the end of solidification.

이와 같은 현상으로 인하여 최근에는 실제 주조공정에 의한 제품을 제조하기 전에 컴퓨터에 의한 모의 주조를 통하여 결함을 예측하고, 결함의 발생원인을 분석하여 문제점을 보완하며, 보완된 것을 실제 주조 조건에 적용하여 주조 공정에 대한 조건들을 개선하고 있으나 이 또한 한계가 있는 것이 사실이다.Due to this phenomenon, the defects are predicted by computer simulation before the actual casting process, and the cause of the defect is analyzed and the problems are solved. The conditions for the casting process are being improved but this is also true.

강괴의 주조공정에서는 여러 가지 주조결함이 나타나는데, 이는 주괴편석, 비금속 개재물 혼입 및 잔류, 응고 수축, 응고 균열, 기공 등과 같은 다양한 주조결함으로 발생되는 동시에 발생 빈도가 높아 짐에 따라 손실이 크게 발생된다.In the casting process of steel ingots, various casting defects occur, which are caused by various casting defects such as ingot segregation, nonmetallic inclusions and residues, solidification shrinkage, solidification cracks, and pores, and the loss is largely increased as the occurrence frequency increases. .

또한, 주조결함의 발생시 대형 강괴 내에 내재된 결함을 검사하여 판정하는것도 용이하지 않기 때문에 단조공정 중 균열 발생이나 최종 제품에서의 불량검출 등에 따른 많은 공정비의 손실이 가중된다.In addition, it is not easy to inspect and determine defects inherent in large ingots when casting defects are generated, which results in a large loss of process cost due to cracking during the forging process and defect detection in the final product.

이와 같은 강괴의 내부결함은 대부분 주조 조건의 부적합 즉, 응고 모델의 부적합에서 발생하는 결함 중 특히 스텐레스 강종의 압탕의 부적합에 기인하는 경우가 많다.Most of these internal defects of steel ingots are due to inadequate casting conditions, that is, defects in solidification models, in particular due to intrusion of stainless steel.

일반적으로 대형 강괴의 주조에서 용강이 주입되면 압탕부에서는 발열과 보온을 실시하기 위하여 금속 알루미늄이 함유된 고온 발열재를 용강의 표면에 투입하고, 이어서 보온재로 사용되는 왕겨를 덮어 용강의 주입 후 압탕의 온도를 유지하여 왔으나, 압탕비가 낮거나 특수한 합금의 대형 강괴에서는 압탕의 성능이 낮아 주조결함으로 이어지는 경우가 많았다.In general, when molten steel is injected in the casting of large ingots, the hot water injector adds a high temperature heating material containing metal aluminum to the surface of the molten steel in order to generate heat and keep warm. Although the temperature has been maintained, in many cases of low ingot ratio or large alloy ingot of special alloy, the induction performance is low, leading to casting defect.

이와 같은 압탕의 성능이 미약하여 발생하는 문제점을 해결하고 강괴의 품질향상을 위하여, 미국 특허 제4,134,433호에서는 대형 강괴의 압탕부에 흑연 전극봉을 설치하였다. 이는 몰드에 용강이 채워진 후 주괴의 응고 특히, 압탕부의 응고를 조절하기 위하여 용강이 응고되는 동안 상기 흑연 전극봉에 간헐적으로 전류를 공급하고, 압탕부 표면에서 아크를 발생시켜 압탕부의 온도를 다른 부분의 강괴 온도보다 높게 하여 응고시키는 방법으로서, 강괴 상부의 온도를 보상하여 그 온도를 높게 유지함에 따라 용강 중에 존재할 수 있는 비금속 개재물의 부상 분리, 가스의 제거, 수축공 및 응고 균열의 방지 효과를 추구하고 있다.In order to solve the problems caused by the poor performance of the ingot and to improve the quality of the ingot, US Patent No. 4,134,433 has installed a graphite electrode rod in the ingot of a large ingot. This is because the molten steel is filled into the mold and intermittently supplies current to the graphite electrode while the molten steel is solidified to control the solidification of the ingot, in particular, the molten portion, and generates an arc at the surface of the molten portion to change the temperature of the molten portion. It is a method of solidifying by increasing the temperature of the steel ingot, and compensating the temperature of the upper part of the steel to keep the temperature high, thereby preventing the floating separation of nonmetallic inclusions, gas removal, shrinkage hole and solidification cracking which may exist in molten steel. Seeking.

상기한 방법 이외에도 압탕부에 덮개를 설치하여 방열을 최소화함에 따라 압탕부의 온도를 높게 유지하는 방법, 또는 핫탑(Hot Top) 부분에 유도 코일을 설치하여 용강의 온도를 측정하며 간헐적으로 가열하는 장치 및 방법, 또는 강괴의 압탕 부분에 단열성이 우수한 단열밴드를 적용하여 보온을 하는 방법 등이 있다.In addition to the method described above, a method of maintaining a high temperature of the hot water part by installing a cover in the hot water part to minimize heat dissipation, or by installing an induction coil in a hot top part to measure the temperature of molten steel and intermittently heating the device And a method, or a method of applying heat insulation band having excellent heat insulation to the ingot portion of the steel ingot and the like.

그러나, 상기한 방법들은 강괴 몰드에 주입되는 용강의 온도 저하 및 그에 따른 불균일 온도분포 특히, 강괴 상부 압탕부의 온도가 낮아지는 원초적인 상태를 기반으로 추가적인 온도보상이나 온도유지를 위한 수단들로 이루어진 것이다.However, the above methods are made up of means for additional temperature compensation or temperature maintenance based on the primordial state in which the temperature of molten steel injected into the ingot mold and the resulting non-uniform temperature distribution, in particular, the temperature of the upper inlet is lowered. .

상기 미국 특허 제4,134,433호에서와 같이 강괴의 압탕부에 흑연 전극봉을 설치하여 가열하는 방법은 전극봉에 공급되는 전류 및 시간을 조절하여 강괴 압탕부의 온도를 인위적으로 관리한다는 측면에서는 장점이 있으나, 흑연 전극에 의한 장시간 아크 발생시 상기 흑연 전극이 압탕부 용강 표면에 의해 침식되고, 그 침식된 흑연이 강괴 중에 혼입되어 결과적으로 원하지 않는 탄소 및 기타 불순물(산화물)들로 인한 문제를 야기할 가능성이 높다라는 문제점이 있다. 또한, 상기 흑연 전극의 설치공간 확보로 인하여 공간 소모율이 높다라는 문제점이 있으며, 흑연 전극봉의 거치대 등 설비 투자비가 가중된다라는 문제점이 있다.As described in US Pat. No. 4,134,433, the method of installing and heating a graphite electrode at the ingot in the ingot is advantageous in terms of artificially managing the temperature of the ingot ingot by controlling the current and time supplied to the electrode. In case of prolonged arcing by the electrode, the graphite electrode is eroded by the molten steel surface, and the eroded graphite is mixed in the ingot, and as a result, there is a high possibility of causing problems due to unwanted carbon and other impurities (oxides). There is a problem. In addition, there is a problem that the space consumption rate is high due to securing the installation space of the graphite electrode, there is a problem that the facility investment cost, such as the cradle of the graphite electrode rod is increased.

그리고 이외에도 강괴 몰드 압탕부에 유도 가열 코일을 설치하여 주괴의 응고 진행에 따라 간헐적으로 전류를 공급하여 불순물의 혼입없이 압탕부의 온도를정확히 조절하고, 강괴의 주조품질을 향상시키는 방법이 있는데, 이는 외부 입력조건의 정확한 조절 및 용강의 불순물 오염에 문제가 없는 점과 상기 흑연 전극봉 가열법에 비하면 설비 투자비를 줄일 수 있다는 것을 장점으로 가지고 있으나, 유도 가열 장치의 사용 및 이로 인한 전력 소모 등에 기인한 다소의 설비 투자비와 상기 전력 소모로 인한 비용 증가는 피할 수가 없다.In addition, there is a method of installing an induction heating coil in the ingot mold ingot to supply an electric current intermittently as the ingot solidifies, thereby precisely controlling the temperature of the ingot without mixing impurities, and improving the casting quality of the ingot. It has the advantage of accurate control of external input condition and pollution of impurity of molten steel and the reduction of equipment investment cost compared to the graphite electrode heating method, but it is somewhat due to the use of induction heating device and the resulting power consumption. The increase in equipment investment cost and the cost due to the power consumption is inevitable.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 일반적으로 사용되고 있는 대형 강괴 주조장치에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a brief description of a large ingot casting apparatus generally used with reference to the accompanying drawings.

몰드(1)의 하부에 형성된 주입관(4)을 통해 용강이 공급되어 상기 몰드에 충진됨에 따라 몰드 내 강괴를 형성하게 된다. 구체적으로 상기 강괴는 강괴 본체(2)와 강괴 압탕(3)으로 구분할 수 있다. 상기 강괴 압탕은 상기 강괴 본체의 품질 향상을 위하여 여분의 용강을 추가 공급하여 형성한 것으로 상기 강괴 본체에 발생할 수 있는 응고 수축과 같은 주조결함을 흡수한다. 스텐레스 강괴는 강괴 재질 내 열확산속도가 낮은 관계로, 일반적인 강종에 사용하는 압탕 및 압탕 발열재를 적용하면 상기 강괴 본체의 응고 완료 이전에 압탕과 본체의 응고가 동시에 진행되거나 압탕이 먼저 응고하여 상기 강괴 본체에 응고 수축 및 응고 균열과 같은 주조결함을 발생시킨다. 따라서 스텐레스 강괴에는 압탕 발열재의 작용시간 연장을 위한 조건이 요구된다.As the molten steel is supplied through the injection tube 4 formed in the lower part of the mold 1 and filled in the mold, ingots in the mold are formed. Specifically, the ingot may be divided into a ingot body 2 and a ingot press 3. The steel ingot hot water is formed by supplying extra molten steel to improve the quality of the steel ingot and absorbs casting defects such as solidification shrinkage that may occur in the steel ingot. Stainless steel ingot has a low thermal diffusion rate in the ingot material, and when the ingot and the induction heating material used for general steel are applied, the ingot and the body solidify simultaneously before the ingot body is solidified or the ingot solidifies first. Casting defects such as solidification shrinkage and solidification cracking occur in the body. Therefore, stainless steel ingots are required to extend the working time of the hot water heating material.

본 발명은 상기한 종래의 문제점들 및 압탕 발열재의 작용시간 연장을 위한조건을 개선하고자 안출된 것으로서, 압탕부 가열 방법에서 불순물 혼입으로부터 자유롭고, 전극봉 및 유도 가열 장치같은 설비로 인한 투자비 또는 이 설비를 유지하는데 소모되는 전력으로 인한 추가비용이나 계속적인 소모성 부자재의 소요가 배제되면서, 스텐레스 강괴의 응고 특성이 갖는 압탕의 필요조건으로 단속적인 압탕 발열재의 작용보다는 일정시간 지속적인 압탕 발열재의 작용과 보온 효과를 높여 강괴 특성이 갖는 응고 특성을 개선하므로써 강괴 내의 응고결함이 적은 주조품을 제조할 수 있는 대형 스텐레스 강괴 주조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above-mentioned conventional problems and conditions for prolonging the working time of a hot water heating material, and is free from impurities in the hot water heating method. The elimination of additional costs due to the power consumed to maintain and the continuous consumption of subsidiary materials, the requirement of the hot water of the solidification characteristics of stainless steel ingots, rather than the action of the intermittent hot water heating material for a certain period of time, the effect of the hot water heating and heating effect It is an object of the present invention to provide a large stainless steel ingot casting method that can produce castings having low solidification defects in steel ingots by improving the solidification characteristics of ingots.

도 1은 일반적인 대형 강괴 주조장치에 본 발명의 대형 스텐레스 강괴 주조방법을 적용한 것을 나타내는 개략도Figure 1 is a schematic diagram showing the application of the large stainless steel ingot casting method of the present invention to a general large ingot casting apparatus

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 몰드 2 : 강괴 본체1: Mold 2: Ingot Body

3 : 강괴 압탕 4 : 주입관3: ingot crusher 4: infusion tube

5 : 정반 6 : 압탕 슬리브5: surface plate 6: pressure sleeve

7 : 압탕 케이스 8 : 혼합 발열 보온재7: hot water case 8: mixed heat insulation

9 : 다공질 단열재 10 : 표면 미려재9: porous insulating material 10: surface mirroring material

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 대형 스텐레스 강괴 주조방법은, 강괴 압탕 표면에 공급되는 발열 보온재를, 금속 알루미늄 분말에 다공질 단열재를 혼합하여 혼합 발열 보온재로 제조한 후, 제조된 혼합 발열 보온재를 몰드 내에 충진된 용강의 표면에 도포하고, 이어서 다공질 단열재를 도포하며, 다시 혼합 발열 보온재를 재차 도포한 후 마지막으로 다공질 단열재를 도포하여, 혼합 발열 보온재의 발열 및 보온 효과를 시간적으로 연장시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, the large-scale stainless steel ingot casting method of the present invention, after mixing the heat insulating material supplied to the surface of the ingot molten metal with a porous heat insulating material mixed with metal aluminum powder to produce a mixed heating heat insulating material, and then produced The exothermic insulating material is applied to the surface of the molten steel filled in the mold, and then the porous insulating material is applied again, and then the mixed exothermic insulating material is applied again, and finally the porous insulating material is applied to extend the exothermic and thermal effects of the mixed exothermic thermal material in time. It can be characterized by.

또한, 본 발명의 대형 스텐레스 강괴 주조방법은, 금속 알루미늄 분말의 입자가 0.5-2mm 이내의 크기를 갖도록 하고, 혼합 발열 보온재를 구성하는 다공질 단열재는10-30중량%이내의 혼합비율을 갖도록 하며, 혼합 발열 보온재와 다공질 단열재는 2-3회 교대로 적층시키는 것을 특징으로 한다.In addition, in the large stainless steel ingot casting method of the present invention, the particles of the metal aluminum powder has a size of 0.5-2mm or less, and the porous heat insulating material constituting the mixed heating insulation material has a mixing ratio of 10-30% by weight , Mixed exothermic insulation and porous insulation is characterized in that the lamination alternately 2-3 times.

이하, 본 발명의 바람직한 실예를 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

스텐레스 강괴의 주조공정에서 몰드(1) 내에 용강이 충진된 후 강괴 압탕(3)에 적용하는 압탕 발열 보온재(8)의 제조 및 그의 적용 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In the casting process of the stainless steel ingot, the molten steel is filled in the mold 1, and then the manufacturing method and application method of the hot water heating insulation 8 applied to the steel ingot crushing apparatus 3 will be described in detail.

먼저, 발열공급원인 금속 알루미늄 분말의 크기가 0.5-2mm로 되도록 조절하고, 상기 그 크기가 조절된 금속 알루미늄 분말에 보온재 및 단열재로서의 다공질 단열재(9)인 왕겨를 혼합하여 혼합 발열 보온재(8)를 제조한다. 이어서 제조된 상기 혼합 발열 보온재(8)를 용강이 충진되고 나면 1차적으로 상기 용강의 표면에 분산 도포하고, 다음에 상기 다공질 단열재(9)인 왕겨를 분산 도포한 후 상기 혼합 발열 보온재(8)를 다시 분산 도포하며, 마지막으로 상기 다공질 단열재(9)인 왕겨를 분산 도포하여 보온효과(왕겨는 보온재, 단열재 그리고 미약하지만 발열재로서의 역할을 한다)를 높인다. 이때 여기에서 소요되는 상기 혼합 발열 보온재의 양은 강괴의 중량에 따른 무게 분율로 정하여 일정량을 사용한다.First, the size of the metal aluminum powder as the heating source is adjusted to be 0.5-2mm, and the mixed heat generating insulation 8 is mixed with the metal aluminum powder having its size adjusted by mixing the rice hull which is the heat insulating material and the porous heat insulating material 9 as the heat insulating material. Manufacture. Subsequently, after the molten steel is filled, the mixed exothermic insulating material 8 thus prepared is first dispersed and coated on the surface of the molten steel, followed by dispersing and coating the chaff, which is the porous insulator 9, and then the mixed exothermic insulating material 8. The coating is dispersed again, and finally, the rice hull which is the porous insulating material 9 is dispersed and applied to increase the heat insulating effect (the chaff serves as a heat insulating material, a heat insulating material and a weak but heat generating material). At this time, the amount of the mixed exothermic heat insulating material required here is determined by the weight fraction according to the weight of the steel ingot and uses a certain amount.

이와 같은 압탕 혼합 발열 보온재의 적용 방법에서 발열공급원인 상기 금속 알루미늄 분말의 크기를 2mm 이하로 정하는 것은, 왕겨와 혼합하였을 때 왕겨의 공극에 상기 금속 알루미늄 분말이 침투함에 따라 발열재의 적용시, 상기 알루미늄 분말이 왕겨의 껍질에 둘러싸여 발화연소를 지연시키는 효과를 갖도록 하는 것이다.The size of the metal aluminum powder as a heating source in the method of applying the hot-mixed heating exothermic insulation material is 2 mm or less, when the heating material is applied as the metal aluminum powder penetrates into the pores of the chaff when mixed with chaff. The powder is surrounded by the husk husk to have the effect of delaying the combustion.

또한, 상기 금속 알루미늄 분말의 크기를 0.5mm 이상으로 정하는 것은, 분말의 크기가 작아짐에 따라 왕겨의 껍질에 의해 보호를 받지 못하고 직접적으로 용강과 접촉함에 따라 순간적으로 발화되어 열량을 방출하는 효과를 갖도록 하는 것이다.In addition, setting the size of the metal aluminum powder to 0.5 mm or more is such that as the size of the powder decreases, it is not protected by the husk husk and is instantaneously ignited in direct contact with molten steel to emit heat. It is.

그리고, 또한 상기 혼합 발열 보온재와 왕겨를 교대로 적층시켜 사용하므로써 상기 혼합 발열 보온재의 발열 작용을 지연시키는 효과가 있다.Further, there is an effect of delaying the exothermic action of the mixed exothermic insulating material by alternately stacking the mixed exothermic thermal insulation material and chaff.

상기한 효과들에 의하여 결과적으로 강괴 압탕(3)의 발열 보온 효과를 연장시킬 수 있게 되는 것이다.As a result, it is possible to extend the exothermic thermal insulation effect of the steel ingot squeeze 3 as a result.

이와 같은 압탕 혼합 발열 보온재의 지연 연소조건을 대형 강괴 주조에 적용할 때, 열확산계수가 높은 저탄소 구조용 강의 강괴 주조에는 적합하지 않고, 스텐레스 강괴와 같이 강괴의 열확산계수가 낮아서 강괴의 응고시간이 길어지는 강괴의 주조공정에 적합한 것이다.When the delayed combustion condition of the hot-mixed heat-generating insulation is applied to large ingot casting, it is not suitable for the ingot casting of low carbon structural steel with high thermal diffusion coefficient, and the solidification time of the ingot is increased because the thermal diffusion coefficient of the ingot is low like the stainless steel ingot. It is suitable for the casting process of steel ingots.

첨부된 도면 중 미설명 부호 2는 강괴 본체, 4는 주입관, 5는 정반, 6은 압탕 슬리브, 7은 압탕 케이스, 10은 표면 미려재를 각각 나타낸 것이다.In the accompanying drawings, reference numeral 2 denotes a steel ingot body, 4 an injection tube, 5 a platen, 6 a presser sleeve, 7 a presser case, and 10 a surface mirror member.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

(실시예 1)(Example 1)

SUS316 합금강을 주조할 수 있는 5톤 용량의 몰드에 온도가 1502℃인 용강을 1.2톤/분 속도로 주입하고, 종래의 방법에 따라 평균 0.7-1.0mm의 입도를 갖는 금속 알루미늄 분말이45중량%정도 함유된 발열재를 2kg/ton 비율로 용강 충진 완료시점에서 강괴 압탕부에 투입하며, 종래의 발열재에10-50중량%정도의 왕겨를 혼합하여 만든 혼합 발열재를 상기와 동일한 방법으로 상기 강괴 압탕부에 투입하여 비교 평가하였다.Injecting molten steel with a temperature of 1502 ° C at a rate of 1.2 tons / minute into a mold having a capacity of 5 tons capable of casting SUS316 alloy steel, and 45% by weight of the metal aluminum powder having an average particle size of 0.7-1.0 mm according to the conventional method. The amount of the heating material contained in about 2kg / ton at the completion of filling the molten steel at the completion of filling the molten steel, the mixed heating material made by mixing the chaff of about 10-50% by weight with the conventional heating material in the same manner as described above It was put into a steel ingot hot water part and evaluated.

또한,30중량%의 왕겨가 혼합된 혼합 발열재를 순수 왕겨와 함께 강괴 압탕부에 교대 적층한 경우도 비교 평가하였다.Moreover, the comparative evaluation also evaluated the case where the mixed heating material which mixed 30 weight% chaff was laminated | stacked alternately with the pure rice hull | bubble part in a steel ingot.

이러한 비교평가 조건 중 동일 크기의 강괴에서 투입된 발열재의 총량, 보다 자세하게는 금속 알루미늄 분말의 총량은 동일하게 하였다.Among the comparative evaluation conditions, the total amount of the heating material input from the same size ingot, and more particularly, the total amount of the metal aluminum powder was the same.

이와 같이 스텐레스 강괴 압탕부의 발열재 적용 조건에 따라 주조한 강괴의 주조 내부결함 및 품질을 정성적으로 비교 평가하여 얻은 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.Thus, the results obtained by qualitatively comparing and evaluating the casting internal defects and the quality of the cast steel in accordance with the heating material application conditions of the stainless steel ingot crushed portion is shown in Table 1 below.

참고로, 종래의 대형 강괴 주조공정에서는, 용강이 충진된 후 압탕 표면에 금속 알루미늄과 알루미늄 슬래그 및 재를 혼합하여 만든 발열재를 강괴의 크기에 따라 무게 분율로 하여 일정량 도포하고, 왕겨와 같은 단열 분말로 보온하는 방법이 사용되어 왔다.For reference, in the conventional large-scale ingot casting process, after the molten steel is filled, the heating material made by mixing the metal aluminum, aluminum slag and ash on the surface of the hot water is applied in a certain amount by weight fraction according to the size of the ingot, and heat insulation such as rice hulls is used. A method of keeping warm with powders has been used.

왕겨 비율Chaff ratio 교대 적층수Alternating stacking number 수축공(%)Shrinkage (%) 발열 유지시간Fever retention time 내부응고 균열Internal coagulation crack 균열 위치Crack location 주괴품질Ingot Quality 00 1One 88 15분15 minutes 많음plenty 주괴 중단Ingot ×× 55 1One 77 17분17 minutes 많음plenty 주괴 중단Ingot ×× 1010 1One 55 20분20 minutes 약간slightly 주괴 중단Ingot 1515 1One 33 30분30 minutes 약간slightly 주괴 상단Ingot top 2020 1One 0.10.1 35분35 minutes 적음Less 주괴 상단Ingot top 3030 1One 0.20.2 40분40 minutes 적음Less 주괴 상단Ingot top 4040 1One 0.70.7 40분40 minutes 약간slightly 주괴 상단Ingot top 5050 1One 2.52.5 40분40 minutes 많은Plenty 주괴 중단Ingot ×× 6060 1One 44 45분45 minutes 많음plenty 주괴 중단Ingot ×× 1010 22 33 35분35 minutes 약간slightly 주괴 중단Ingot 1010 33 22 30분30 minutes 약간slightly 주괴 중단Ingot 1010 44 22 30분30 minutes 약간slightly 주괴 중단Ingot 2020 22 0.040.04 45분45 minutes 없음none 주괴 상단Ingot top 2020 33 0.040.04 40분40 minutes 없음none 주괴 상단Ingot top 2020 44 0.050.05 40분40 minutes 없음none 주괴 상단Ingot top 3030 22 0.070.07 45분45 minutes 적음Less 주괴 상단Ingot top 3030 33 0.050.05 40분40 minutes 없음none 주괴 상단Ingot top 3030 44 0.050.05 40분40 minutes 적음Less 주괴 중단Ingot 4040 22 0.60.6 45분45 minutes 약간slightly 주괴 중단Ingot 4040 33 0.60.6 40분40 minutes 약간slightly 주괴 중단Ingot 4040 44 0.70.7 40분40 minutes 약간slightly 주괴 중단Ingot

※ 우수: ◎, : 양호:○ , 보통: △, 미달: ↓, 불량:×※ Excellent: ◎,: Good: ○, Normal: △, Under: ↓

상기 [표 1]은 5톤 SUS316 강괴 압탕 발열재의 적용조건에 따른 강괴의 내부품질을 비교한 비교표로서, 표에 나타난 바와 같이 종래의 발열재에 왕겨의 혼합비율이20중량%이며, 그리고 상기 왕겨 혼합 발열재와 왕겨의 적층수가 2-4회 일 때가 주괴 품질이 가장 우수한 것을 알 수 있다.[Table 1] is a comparison table comparing the internal quality of the ingot according to the application conditions of the 5 ton SUS316 steel ingot induction heating material, as shown in the table is 20% by weight of the chaff in the conventional heating material, and the chaff It can be seen that the quality of the ingot is the best when the number of layers of mixed heating material and rice husk is 2-4 times.

이상에서와 같이 본 발명의 대형 스텐레스 강괴 주조방법에 의하여 발열재의 발화 및 발열 성능을 지연시켜 압탕의 발열 보온 작용시간을 증가시키므로써, 응고된 대형 스텐레스 강괴의 내부 결함이 감소되어 상기 대형 스텐레스 강괴의 주조 품질을 향상시킬 수 있다.As described above, by delaying the ignition and exothermic performance of the heating material by the large stainless steel ingot casting method of the present invention to increase the exothermic thermal action time of the hot water, the internal defect of the solidified large stainless steel ingot is reduced to Casting quality can be improved.

Claims (4)

대형 스텐레스 강괴의 주조시, 몰드 내에 용강의 충진 후 강괴 압탕 표면에 공급되는 발열 보온재는, 발열공급원인 금속 알루미늄 분말에 다공질 단열재를 혼합하여 혼합 발열 보온재로 제조하고, 제조된 상기 혼합 발열 보온재는 상기 몰드 내에 충진된 용강의 표면에 도포하고, 이어서 상기 다공질 단열재를 도포하며, 다시 상기 혼합 발열 보온재를 재차 도포한 후 마지막으로 상기 다공질 단열재를 도포하여, 상기 혼합 발열 보온재의 발열 및 보온 효과를 시간적으로 연장시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 스텐레스 강괴 주조방법.In the casting of a large stainless steel ingot, the exothermic thermal insulation material supplied to the surface of the ingot molten metal after the molten steel is filled in the mold is manufactured as a mixed exothermic thermal insulation material by mixing a porous thermal insulator with the metal aluminum powder as the exothermic supply source, and the mixed exothermic thermal insulation material prepared is It is applied to the surface of the molten steel filled in the mold, and then the porous heat insulating material is applied, and then the mixed heat insulating material is applied again, and finally the porous heat insulating material is applied to the heat generating and the heat insulating effect of the mixed heat insulating material in time A large stainless steel ingot casting method, characterized in that it can be extended. 제 1항에 있어서, 상기 금속 알루미늄 분말의 입자는 0.5-2mm 이내의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 대형 스텐레스 강괴 주조방법.The method of claim 1, wherein the metal aluminum powder particles have a size within 0.5-2 mm. 제 1항에 있어서, 상기 혼합 발열 보온재를 구성하는 상기 다공질 단열재는10-30중량%이내의 혼합비율을 갖는 것을 특징으로 하는 대형 스텐레스 강괴 주조방법.The method of claim 1, wherein the porous heat insulating material constituting the mixed heating insulation material has a mixing ratio within 10-30% by weight . 제 1항에 있어서, 상기 혼합 발열 보온재와 상기 다공질 단열재는3회 교대 적층시키는 것을 특징으로 하는 대형 스텐레스 강괴 주조방법.The method of claim 1, wherein the mixed heating insulation material and the porous heat insulating material are alternately laminated three times .
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