KR100554735B1 - Method for strip casting with superior productivity by controlling surface tension of slag - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융금속으로부터 최종제품을 직접주조하는 박판주조방법에 관한 것으로, 그 목적은 용강탕면의 슬래그의 표면장력을 낮추어 초기에 용강과 롤이 접촉할 때의 접촉성을 향상시켜 응고각과 롤사이의 가스 갭을 최소화시킴으로써 열추출량이 증가되어 생산성을 향상시킬 수 있는 박판주조방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a sheet casting method for directly casting a final product from molten metal, the purpose of which is to lower the surface tension of the slag of the molten steel surface to improve the contact between the molten steel and the roll in the initial stage between the solidification angle and the roll By minimizing the gas gap of the heat extraction amount is increased to provide a sheet casting method that can improve the productivity.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 침질노즐에 의해 한쌍의 주조롤 사이에 용강을 공급하여 박판을 주조하는 방법에 있어서, 상기 용강상부 슬래그의 표면장력을 450 dyne/cm이하로 유지하면서 박판주조 하는 것을 포함하여 이루어지는 슬래그 표면장력 제어에 의한 생산성이 우수한 박판주조방법에 관한 것을 그 기술적요지로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method of casting a thin plate by supplying molten steel between a pair of casting rolls by an immersion nozzle, wherein the sheet tension is maintained while maintaining the surface tension of the molten steel upper slag at 450 dyne / cm or less. The technical gist of the sheet casting method having excellent productivity by slag surface tension control, including
박판주조, 표면장력, NaO, 슬래그Sheet Metal Casting, Surface Tension, NaO, Slag
Description
도 1은 박판주조 공정의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a thin plate casting process.
도 2는 박판주조 공정에서 롤과 용강사이의 접촉정도를 나타내는 것으로,2 shows the degree of contact between the roll and the molten steel in the sheet casting process,
도 2(a)는 롤과 슬래그의 접촉이 불량한 경우Figure 2 (a) is the case where the contact between the roll and the slag is poor
도 2(b)는 롤과 슬래그의 접촉이 양호한 경우2 (b) is a case where the contact between the roll and the slag is good
도 3은 산화물첨가에 따른 슬래그의 표면 장력의 변화를 나타내는 그래프이다. 3 is a graph showing the change of the surface tension of slag with the addition of oxide.
도 4는 산화물을 첨가하는 방법을 나타내는 개략도이다. 4 is a schematic view showing a method of adding an oxide.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for main parts of the drawings
1..... 주조롤 2..... 용강 1 ..... Casting
3..... 침지 노즐 4..... 주편3 .....
5..... 용강 표면 슬래그 6, 6'.....가스 갭5 ..... molten
7..... 첨가 산화물 8..... 첨가 산화물 피딩 노즐7 ..... Added
9..... 침지노즐에 코팅된 첨가 산화물 9 ..... Addition oxide coated on immersion nozzle
본 발명은 용융금속으로부터 최종제품을 직접주조하는 박판주조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강상부 슬래그의 표면장력을 낮추어 주조롤과 응고쉘상의 접촉정도를 높여 열추출량을 크게 함으로써 생산성을 개선할 수 있는 박판주조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thin plate casting method for directly casting a final product from molten metal, and more particularly, to improve productivity by lowering the surface tension of the upper slag of molten steel to increase the degree of contact between the casting roll and the solidified shell to increase the amount of heat extraction. The present invention relates to a thin sheet casting method.
일반적으로 박판주조공정은 용융금속으로부터 최종제품을 직접주조하여 중간공정(열간압연공정) 등을 대폭 생략하는 공정으로, 경량화된 설비로 재래식 철강공정에 비해 생산원가를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 재래식 공정으로 제조하기 힘든 난 가공성 제품의 생산도 가능하게 한다. In general, the thin plate casting process is a process that directly casts the final product from molten metal to omit the intermediate process (hot rolling process), and it is a lightweight facility that can significantly reduce the production cost as compared with the conventional steel process. It also enables the production of difficult processable products that are difficult to manufacture.
박판주조공정은 도 1과 같이, 수냉되는 한쌍의 주조롤(1)을 서로 반대방향으로 회전시키면서 침지노즐(3)에 의해 주조롤(1) 사이에 용강을 공급하여 용강풀(2)을 형성하면서 박판주조한다. 용강은 주조롤(1)의 표면에서 응고되어 두개의 응고쉘이 합쳐져서 박판을 형성하게 된다. 따라서, 도 2에서와 같이 주조롤(1)과 응고쉘(5)사이의 접촉의 정도 즉 가스갭의 정도에 따라 열추출량이 차이가 난다. 주조롤과 응고쉘의 접촉이 매우 좋아 가스갭이 거의 없는 경우에는 열추출이 커지기 때문에, 응고 속도가 증가하고 주속이 증가하여 생산성을 향상시킬 수 있다. In the thin sheet casting process, as shown in FIG. 1, molten steel is supplied between
주조롤과 응고쉘의 접촉정도를 높이기 위한 방법으로는 스테인레스 박판 주조시 분위기 가스를 질소로 하여 스테인레스 용강과 롤사이의 가스 갭을 줄임으로써 생산성을 증가시키는 기술이 알려져 있다. 그러나, 이 기술은 스테인레스 강과 같이 Cr이 용강중에 많아 질소 용해도가 큰 강종에 사용할 수 있는 것으로, 용강중에 Cr이 포함되지 않은 강종에는 사용하기가 힘들 다는 단점이 있다. 또한 생산된 박판에 질화물을 억제해야 하는 강종에는 사용하기 어렵다.As a method for increasing the contact degree between the casting roll and the solidification shell, a technique of increasing productivity by reducing the gas gap between the molten stainless steel and the roll by using the atmospheric gas as nitrogen during the stainless steel sheet casting is known. However, this technique can be used in steel grades with high nitrogen solubility because Cr is present in molten steel such as stainless steel, and it is difficult to use in steel grades without Cr in molten steel. In addition, it is difficult to use for steel grades that need to suppress nitride in the produced thin plate.
또 다른 방법으로는, 용강의 표면 장력을 감소시키는 Bi, Te, Sn 등을 0.01%이하로 소량 용강에 첨가하여 열 추출량을 증가시키는 방법(철과 강 1989, pp 1308-1315)이 알려져 있다. 그러나, 용강탕면의 표면에 MnO, SiO2등의 얇은 산화 슬래그 막이 존재하므로, Bi, Te, Sn 등의 용강표면 장력을 감소시키는 물질을 첨가하여도 큰 효과를 얻지 못하고 있다. As another method, a method of increasing the amount of heat extraction by adding Bi, Te, Sn, etc., which decreases the surface tension of molten steel to a molten steel of 0.01% or less (iron and steel 1989, pp 1308-1315) is known. However, since a thin oxide slag film such as MnO and SiO 2 exists on the surface of the molten steel surface, addition of a substance that reduces the surface tension of molten steel such as Bi, Te, Sn, and the like does not produce a great effect.
본 발명에서는 용강탕면의 슬래그의 표면장력을 낮추어 용강이 초기에 롤에 접촉할 때의 접촉성을 향상시켜, 응고각과 롤사이의 가스 갭을 최소화시킴으로써 열추출량이 증가되어 생산성을 향상시킬 수 있는 박판주조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
In the present invention, by lowering the surface tension of the slag of the molten steel surface to improve the contact when the molten steel initially contacts the roll, by minimizing the gas gap between the solidification angle and the roll, the amount of heat extraction is increased to improve productivity To provide a casting method, the purpose is.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박판주조방법은, 침질노즐에 의해 한쌍의 주조롤 사이에 용강을 공급하여 박판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 용강상부 슬래그의 표면장력을 450 dyne/cm이하로 유지하면서 박판주조하는 것을 포함하여 구성된다. In the thin plate casting method of the present invention for achieving the above object, in the method for producing a thin plate by supplying molten steel between a pair of casting rolls by a needle nozzle, the surface tension of the upper slag of the molten steel to 450 dyne / cm or less It is configured to include sheet casting while maintaining.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명자들은 용강탕면에는 슬래그가 존재하므로 용강의 표면장력을 낮추는 것 보다는 슬래그의 표면장력을 낮추는 것이 응고쉘과 주조롤의 접촉성을 높일 수 있다는데 착안하여 슬래그의 표면장력에 주목하였다. The present inventors paid attention to the surface tension of the slag by focusing on the fact that slag exists on the molten steel surface, thereby lowering the surface tension of the molten steel can increase the contact between the solidified shell and the casting roll rather than lowering the surface tension of the molten steel.
도 2는 롤과 용강의 접촉시의 형상을 나타낸 개략도이다. 롤(1)과 용강(2)이 접촉할 때, 실제 접촉은 롤과 용강에서 발생하는 것이 아니고, 용강 표면에 형성된 얇은 산화물 막 즉 슬래그와 롤이 접촉하는 것이다. 슬래그 막의 표면장력이 높은 경우에는 도 2(a)에서와 같이 롤과 슬래그 막의 접촉이 나빠지고, 가스 갭이 커져서 전열 저항이 증가하며, 열 추출량이 감소하고 응고 속도가 감소하여, 생산성이 떨어진다. 반면 도 2(b)에서와 같이 슬래그 막의 표면 장력이 낮은 경우에는 롤과 슬래그 막의 접촉이 양호해져서 가스 갭이 작아 지고 전열 저항이 적어 열 추출량이 증가하고, 응고 속도가 증가하므로 생산성이 증가한다. 2 is a schematic view showing a shape at the time of contact between a roll and molten steel. When the
따라서, 본 발명자들은 박판주조공정에서 주조롤과 용강의 접촉성을 확보하기 위한 슬래그의 표면장력에 대해 연구한 결과, 슬래그의 표면장력이 450 dyne/cm이하로 유지될 때 응고각과 롤사이의 가스갭이 최소화됨으로써 열추출량이 증가하여 생산성이 개선되는 것을 확인하였다. Therefore, the present inventors have studied the surface tension of slag to secure the contact between the cast roll and molten steel in the sheet casting process, when the surface tension of the slag is maintained below 450 dyne / cm gas between the solidification angle and the roll By minimizing the gap, the heat extraction amount was increased to confirm that the productivity was improved.
스테인레스 강의 경우 탕면에 생성되는 MnO의 경우 표면 장력이 635 dyne/cm로 높기 때문에, 슬래그의 조성을 변화시켜 표면장력을 낮추는 것이 필요하다. 본 발명자들은 슬래그의 표면장력을 낮추기 위해 산화물을 투입한 결과, 슬래그의 표면장력이 낮아지는 것을 알 수 있었다. 도 3과 같이 FeO 산화물에 여러 가지 산화물을 첨가한 결과, Na2O, P2O5 를 소량 첨가할 경우 표면 장력이 급격히 감소하는 것을 볼 수 있다. FeO 단독 산화물일 경우에는 580dyne/cm이나, Na2O를 8몰% 첨가할 경우 410dyne/cm 또는 P2O5 를 2몰% 첨가할 경우 420 dyne/cm로 감소한다. 그러므로 Na2 O나 P2O5를 탕면슬래그(산화물)에 첨가하게 되면, 슬래그의 표면 장력이 감소하여, 롤과 슬래그의 접촉이 매우 양호해 진다는 것을 알 수 있다. In the case of stainless steel, the surface tension of MnO generated on the surface of the steel is high at 635 dyne / cm. Therefore, it is necessary to change the composition of slag to lower the surface tension. The inventors have found that the surface tension of the slag is lowered as a result of injecting an oxide to lower the surface tension of the slag. As a result of adding various oxides to the FeO oxide as shown in Figure 3, when a small amount of Na 2 O, P 2 O 5 It can be seen that the surface tension is sharply reduced. In the case of FeO alone oxide, 580 dyne / cm, but when 8 mol% Na 2 O is added, 410 dyne / cm or P 2 O 5 is reduced to 420 dyne / cm. Therefore, it can be seen that when Na 2 O or P 2 O 5 is added to the surface slag (oxide), the surface tension of the slag decreases and the contact between the roll and the slag becomes very good.
P2O5 의 경우에는 산성 산화물로써, 많이 첨가할 경우에는 슬래그의 점도가 증가되어, 슬래그의 두께가 증가되고, 뭉치는 경향이 발생하므로 소량 첨가하는 것이 필요하다. 반면 Na2O는 염기성 산화물로써, 첨가량이 증가되면, 슬래그의 점성이 감소 하므로, P2O5 에 비해서는 많이 첨가하여도 슬래그의 두께 증가가 적다. 전열 저항은 슬래그의 두께가 증가하면, 증가하게 되므로, 첨가하는 슬래그의 양을 많게 할 경우 전열 저항을 증가시킬 우려가 있으므로, 많이 첨가해서는 안 된다. 그러므로 Na2O의 경우는 10 몰 % 이하 , P2O5 의 경우에는 5 몰 % 이하가 적절하다. 이 양은 Na2O의 경우 8.5 wt% 그리고 P2O5 의 경우 9.5 wt% 이하이다. In the case of P 2 O 5 , it is an acidic oxide, and when a large amount is added, the viscosity of the slag increases, the thickness of the slag increases, and a tendency to agglomeration occurs, so it is necessary to add a small amount. On the other hand, Na 2 O is a basic oxide, and as the addition amount is increased, the viscosity of the slag decreases, so that the increase in the slag thickness is small even if a large amount is added compared to P 2 O 5 . Since the heat resistance increases as the thickness of the slag increases, the heat resistance may increase if the amount of the added slag increases, so it should not be added much. Therefore, 10 mol% or less for Na 2 O and 5 mol% or less for P 2 O 5 are appropriate. This amount is up to 8.5 wt% for Na 2 O and up to 9.5 wt% for P 2 O 5 .
본 발명에 따라 산화물에 의해 슬래그의 조성을 변화시켜 표면장력을 낮추는데, 이때 산화물의 첨가방법은 두가지 방법이 있다. According to the present invention, the composition of the slag is changed by the oxide to lower the surface tension, and there are two methods of adding the oxide.
첫째는 도 4(a)와 같이 산화물을 피딩 노즐을 통하여 탕면에 직접 뿌리거나, 탕면 내부에 피딩하는 방식이다. 이 방식은 첨가 산화물이 용강과 닿으면, 용융되고 기존의 탕면 슬래그와 반응하여 Na2O, P2O5 가 함유된 표면 장력이 낮은 산화물이 생성된다.First, as shown in (a) of FIG. 4, the oxide is directly sprayed on the tap surface through a feeding nozzle or fed into the tap surface. This method melts when the additive oxide comes in contact with molten steel and reacts with the existing hot water surface slag to produce a low surface tension oxide containing Na 2 O, P 2 O 5 .
두번째는 도 4(b)와 같이 산화물을 침지 노즐 표면에 코팅하여, 탕면에 침지시키는 방식이다. 또는 다른 세라믹 블록에 산화물을 코팅하여 침지시킬 수도 있다. The second method is to coat the oxide on the surface of the immersion nozzle as shown in Figure 4 (b), to immerse in the hot water surface. Alternatively, an oxide may be coated on another ceramic block to be immersed.
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 1의 박판주조공정에서 3.5mm두께의 주편을 생산할 때 주속은 50mpm이었다. 이때 슬래그(산화물)에 Na2O를 7 몰%( 즉 6wt%)되게 탕면 표면에 첨가하여 3.56mm 두께의 주편을 생산할 때, 주속은 45mpm으로 주속이 낮아졌다. In the sheet casting process of FIG. At this time, when slag (oxide) was added to the molten surface of Na 2 O to 7 mol% (that is, 6wt%) to produce a slab of 3.56mm thickness, the circumferential speed was lowered to 45mpm.
본 발명에 따라 Na2O를 7 몰%(즉 6wt%)되게 탕면 표면에 첨가하였을 때, 탕면 슬래그의 표면장력을 감소시켜, 열추출량을 증가시켜, 10% 정도의 생산성 증가를 이루는 것이 확인되었다. 슬래그의 표면 장력을 낮출수록, 생산성의 증가가 발생하였다. 그러나, 슬래그의 표면 장력을 낮추기 위해서는, Na2O나 P2O5 등의 첨가량을 증가시켜야 되고, 이런 경우 슬래그 두께 증가등과 같이 불리한 점이 나타났다. 그러므로 Na2O나 P2O5 등의 첨가량을 한정시키는 것이 바람직하며, 본 발명에 따라 탕면 슬래그의 표면장력을 450dyne/cm 이하로 하게 되면 상당한 생산성 증가가 발생하게 된다. According to the present invention, when Na 2 O was added to the molten surface to 7 mol% (ie, 6 wt%), it was confirmed that the surface tension of the molten rice slag was reduced to increase the amount of heat extraction, resulting in a productivity increase of about 10%. . As the surface tension of the slag was lowered, an increase in productivity occurred. However, in order to lower the surface tension of the slag, it is necessary to increase the amount of Na 2 O or P 2 O 5, etc. In this case, disadvantages such as increasing the slag thickness appeared. Therefore, it is preferable to limit the amount of Na 2 O or P 2 O 5 , and the like, and according to the present invention, when the surface tension of the surface of the slag is 450 dyne / cm or less, a significant increase in productivity occurs.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 용강탕면 슬래그의 표면장력을 낮춤으로써 열추출량이 증가되어 응고 속도가 증가하고 주속이 증가하여 생산성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.
As described above, according to the present invention, the heat extraction amount is increased by lowering the surface tension of the molten steel surface slag, thereby increasing the solidification rate and increasing the peripheral speed, thereby improving productivity.
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