KR100701194B1 - A casting mold having slopped plate layer - Google Patents

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KR100701194B1
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plating layer
plating
casting mold
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nickel
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정성인
강태욱
김홍주
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주식회사 포스코
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Abstract

A casting mold having an inclined plating layer is provided to uniformly solidify a casting slab by adjusting length of an anode, thereby controlling a slope of a plating layer thickness, and applying a shielding body onto a corner part such that a casting mold surface and a plating layer corner part are formed to have an inclination. In a casting mold for manufacturing a metal sheet, a casting mold having an inclined plating layer comprises: a matrix(51) for forming the casting mold; and a plating layer formed on a corner part of a surface of the matrix in such a slope(S) that thickness of the plating layer increases from a corner of the matrix to the center of the matrix. The plating layer comprises: a first plating layer(52) formed right above the surface of the matrix; and a second plating layer(53) formed on an upper part of the first plating layer. The first plating layer is formed by electrolytically plating or alloy plating using Ni, Ni-Co, or Ni-B, and the second plating layer is formed by high hardness alloy plating using Cr, Ni-Co, or Ni-W.

Description

구배 도금층을 가지는 주조용 몰드{A casting mold having slopped plate layer}Casting mold having a gradient plating layer {A casting mold having slopped plate layer}

도 1은 종래기술의 쌍롤식 박판 제조장치(스트립 캐스팅 장치)를 나타내는 도면이고,1 is a view showing a conventional twin roll type sheet manufacturing apparatus (strip casting apparatus),

도 2는 상술한 바와 같이 주조용 몰드(6)의 도금을 위한 종래기술의 전해 도금 장치 및 도금 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a prior art electroplating apparatus and plating method for plating the casting mold 6 as described above.

도 3은 종래기술에 의한 도금층이 형성된 주조용 몰드의 축방향 단면도이며,3 is an axial sectional view of a casting mold having a plating layer formed according to the prior art,

도 4는 도 1의 쌍롤식 박판 제조장치에 의해 생성된 스텐레스 강 박판 주편의 델타페라이트(Delta Ferrite) 분포 및 온도 분포를 나타내는 도면이며,4 is a view showing the delta ferrite distribution and temperature distribution of the stainless steel sheet cast produced by the twin-roll sheet production apparatus of FIG.

도 5는 본원 발명에 의한 구배 도금층이 형성된 주조용 몰드의 축방향 단면도이고,5 is an axial cross-sectional view of a casting mold having a gradient plating layer according to the present invention;

도 6은 본원 발명의 주조용 몰드의 도금층 형성을 위한 도금 장치를 나타내는 도면이고,6 is a view showing a plating apparatus for forming a plating layer of the casting mold of the present invention,

도 7은 본원 발명의 주조용 몰드가 적용된 쌍롤식 박판 제조장치에 의해 생성된 스텐레스강(stainless steel) 박판 주편의 델타페라이트(Delta Ferrite) 분포 및 온도 분포를 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a delta ferrite distribution and a temperature distribution of a stainless steel sheet cast produced by a twin roll thin sheet manufacturing apparatus to which a casting mold of the present invention is applied. FIG.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명* Description of the main symbols in the drawing

1: 래들(Ladle) 2: 턴디쉬(Tundish)1: Ladle 2: Tundish

3: 주입노즐 4: 쉴드(Shield)3: injection nozzle 4: shield

5: 에지댐(Edge Dam) 6: 주조용 몰드5: Edge Dam 6: Casting Mold

10: 양극 20: 도금조10: anode 20: plating bath

30: 도금액 40: 주조용 몰드 축부30: plating liquid 40: mold shaft part for casting

50: 주조용 몰드 동부 60: 차폐체50: casting mold eastern 60: shield

51: 모재 52: 제 1 도금층51: base material 52: first plating layer

53: 제 2 도금층 S: 구배53: second plating layer S: gradient

본원 발명은 연속 주조용 몰드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주조용 몰드의 내구성을 향상시키며, 주편의 폭방향 응고 균일성을 향상시켜 주편의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 구조를 가지는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous casting mold, and more particularly has a gradient plating layer having a structure to improve the durability of the casting mold, improve the width uniformity uniformity of the cast steel to improve the quality of the cast steel It relates to a casting mold.

도 1은 종래기술의 쌍롤식 박판 제조장치(스트립 캐스팅 장치)를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the twin roll type thin plate manufacturing apparatus (strip casting apparatus) of the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이 종래기술의 쌍롤식 박판 제조 장치는, 용강을 래들(Ladle)(1)에 수용시키고, 노즐을 따라 턴디쉬(Tundish)(2)로 유입되며, 턴디쉬(2)로 유입된 용강은 주조용 몰드(6) 양 끝단부에 설치된 에지댐(Edge Dam)(5)의 사이 에 형성된 주입노즐(3)을 통해 주조용 몰드(6) 사이로 공급되어 응고가 개시된다. 이 때 주조용 몰드(6) 사이의 용탕부에는 산화를 방지하기 위해 메니스커스(Meniscus) 형의 쉴드(shield)(4)가 형성되고 쉴드(4) 내에 적절한 가스를 주입하여 분위기를 적절히 조절함으로써 용탕면을 보호한다. 그리고 용강은 양 주조용 몰드(6)이 만나는 롤닙(Roll Nip)(7)을 빠져 나오면서 박판(8)이 제조되어 인발되면서 냉각공정을 거쳐 권취 설비(9)에서 권취된다.As shown in FIG. 1, the prior art twin roll type sheet manufacturing apparatus accommodates molten steel in a ladle 1, flows into a tundish 2 along a nozzle, and has a tundish 2. The molten steel introduced into the molten steel is supplied between the casting molds 6 through the injection nozzles 3 formed between the edge dams 5 installed at both ends of the casting molds 6 to start solidification. At this time, a meniscus type shield 4 is formed in the molten portion between the casting molds 6 and an appropriate gas is injected into the shield 4 to appropriately control the atmosphere. This protects the molten surface. The molten steel is rolled out of the roll nip 7 where both casting molds 6 meet and is wound up in the winding facility 9 through a cooling process while the thin plate 8 is manufactured and drawn.

이때, 용강으로부터 두께 10mm 이하의 박판을 직접 제조하는 쌍롤식 박판주조공정에 있어서 중요한 기술은 빠른 속도로 반대방향으로 회전하는 내부 수냉식 쌍롤 형태의 주조용 몰드(6) 사이에 주입노즐(3)을 통해 용강을 공급하여 원하는 두께의 박판을 균열이 없고 실수율이 향상되도록 하는 것이다.At this time, an important technique in the twin roll sheet metal casting process for directly manufacturing a sheet having a thickness of 10 mm or less from molten steel is to insert the injection nozzles 3 between the casting molds 6 in the form of internal water-cooled twin rolls which rotate in opposite directions at a high speed. By supplying molten steel through the thin plate of the desired thickness without cracking and the error rate is to be improved.

이를 위하여 종래기술의 일반적인 연속 주조용 주조용 몰드의 경우 내구성과 제품의 품질 향상을 위해 주조용 몰드 표면에 도금을 실시한다. 그리고 상술한 바와 같은 주조용 몰드의 도금 방법은 전해식 도금 방법을 채택하고 있다.To this end, in the case of a casting mold for continuous casting in the prior art, plating is performed on the casting mold surface to improve durability and product quality. As the plating method of the casting mold as described above, an electrolytic plating method is adopted.

도 2는 상술한 바와 같이 주조용 몰드(6)의 도금을 위한 종래기술의 전해 도금 장치 및 도금 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a prior art electroplating apparatus and plating method for plating the casting mold 6 as described above.

도 2에 도시된 바와 같이, 상술한 바의 주조용 몰드(6)의 도금은 피도금체로서의 주조용 몰드(6)에 음극을 연결하고, 양극(10)은 도금하고자 하는 금속을 연결하며, 피도금체로서의 주조용 몰드(6)를 도금액(30)에 완전히 잠기게 하여 양극과 음극을 통해 적절한 전류를 흘려 원하는 두께의 도금층을 얻게 된다. 이때 피도금체인 주조용 몰드(6)는 도금품질을 향상시키기 위해 회전시키며, 평탄면인 경우, 도금액(30)을 회전시켜 도금이 균일하게 이루어질 수 있도록 한다.As shown in FIG. 2, the plating of the casting mold 6 as described above connects a cathode to the casting mold 6 as a plated body, and the anode 10 connects a metal to be plated. The casting mold 6 as the plated body is completely immersed in the plating solution 30 to flow an appropriate current through the anode and the cathode to obtain a plating layer having a desired thickness. At this time, the casting mold 6 to be plated is rotated to improve the plating quality, and in the case of a flat surface, the plating solution 30 is rotated so that the plating can be made uniform.

그리고 상술한 바와 같은 전해식 도금에 의한 주조용 몰드 도금 방법은 전류밀도나 도금액의 온도 등의 도금조건을 제한하는 것에 의해 양호한 도금 품질을 얻고자 하였다.In the mold plating method for casting by electrolytic plating as described above, it is intended to obtain good plating quality by limiting plating conditions such as current density and temperature of plating solution.

예를 들면, 일본 특허 JP 1989-66049호는 주조용 몰드의 측면부에 용사코팅을 적용하여 내구성을 향상시키는 것을 제안하고 있다. 그리고 일본 특허 JP 1989-254357호는 몰드 표면에 일차적으로 Ni 도금을 실시한 후 Cr 도금을 이차적으로 실시하여 내구성과 품질 향상을 꾀하는 것을 제안하고 있다. 또한, 일본 특허 JP 1999-047890호는 Ni 도금 후 그래파이트 코팅(graphite coating)으로 열전달 계수를 낮춰 온도 불균일을 감소시킴으로써 도금 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 제안하있으며, 일본 특허 JP 2001-205399호는 일차 Ni 도금 후 고경도의 Ni-W, Ni-Co 등의 도금층을 적용하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 제안하고 있다.For example, Japanese Patent JP 1989-66049 proposes to improve the durability by applying a thermal spray coating on the side surface of the casting mold. In addition, Japanese Patent JP 1989-254357 proposes to perform Ni plating on the surface of the mold first and to carry out Cr plating on a secondary surface to improve durability and quality. In addition, Japanese Patent JP 1999-047890 proposes to improve the plating quality by reducing the temperature unevenness by lowering the heat transfer coefficient by graphite coating after Ni plating, and Japanese Patent JP 2001-205399 It is proposed to apply a coating layer of high hardness Ni-W, Ni-Co, etc. after primary Ni plating to improve durability.

즉, 상술한 바와 같은 종래기술의 주조용 몰드 도금은 1차적으로 니켈도금을 실시하여 제 1 도금층을 형성하고, 2차적으로 내구성 향상을 위해 고경도의 도금을 실시하여 제 2 도금층을 형성하는 것에 의해 폭방향으로 균일한 도금두께를 유지하여 왔다.That is, in the above-described casting mold plating of the prior art, nickel plating is primarily performed to form a first plating layer, and secondly, high hardness plating is performed to form a second plating layer to improve durability. As a result, a uniform plating thickness has been maintained in the width direction.

도 3은 상술한 바와 같은 종래기술의 전해 도금에 의해 제 1 및 제 2 도금층이 형성된 주조용 몰드(6)의 축방향 단면도로서 주조용 몰드 동부(50)의 도금층을 나타낸다.Fig. 3 shows the plating layer of the casting mold eastern part 50 as an axial sectional view of the casting mold 6 in which the first and second plating layers are formed by the electroplating of the prior art as described above.

도 3에 도시된 바와 같은 종래기술의 전해 도금에 의한 도금층이 형성된 주조용 몰드(6)의 주조용 몰드 동부(5)의 표면에는 구리합금 모재(51) 위에 니켈 등을 사용하여 도금을 수행하여 제 1 도금층(52)을 형성하고, 이 후 내구성 향상을 위해 용사코팅이나 고경도의 Ni-Co, Ni-W 등의 도금을 수행하여 제 2 도금층을 형성하였다. 그리고 형성된 제 1 및 제 2 도금층(52, 53)은 균일한 두께를 가지도록 도금 공정을 제어하여 주조용 몰드(6)의 표면 전체에서 도금 두께가 균일하게 유지하도록 하였다.On the surface of the casting mold eastern part 5 of the casting mold 6 in which the plating layer formed by the electrolytic plating of the prior art as shown in FIG. 3 is formed, plating is performed using nickel or the like on the copper alloy base material 51. The first plating layer 52 was formed, and then a second plating layer was formed by performing thermal spray coating, plating of high hardness Ni-Co, Ni-W, or the like, to improve durability. In addition, the first and second plating layers 52 and 53 formed were controlled to have a uniform thickness so that the plating thickness was uniformly maintained on the entire surface of the casting mold 6.

상술한 바와 같은 도금층이 형성된 주조용 몰드(6)에 의하여 용강으로부터 두께 10mm 이하의 박판을 직접 제조하는 쌍롤식 박판주조공정에 있어서 중요한 기술은 빠른 속도로 반대방향으로 회전하는 내부 수냉식 쌍롤 형태의 주조용 몰드(6) 사이에 주입노즐(3)을 통해 용강을 공급하여 원하는 두께의 박판을 균열이 없고 실수율이 향상되도록 하는 것임은 상술한 바와 같다.An important technique in the twin roll sheet metal casting process of directly manufacturing a thin plate having a thickness of 10 mm or less from molten steel by the casting mold 6 having the plated layer formed as described above is an internal water-cooled twin roll type that rotates in the opposite direction at a high speed. As described above, the molten steel is supplied between the rough molds 6 through the injection nozzles 3 so that the thin plate having a desired thickness is free of cracks and the error rate is improved.

이 경우 일반적인 쌍롤식 박판 주조법에 의한 스테인레스 강 제조에 있어서 주편의 폭 방향 균일 응고는 제품의 품질을 결정하는 요인이 된다. 즉 주조용 몰드(6)의 사이로 유입된 용강이 주조용 몰드에 의해 주편으로 형성되는 과정에서 주편의 폭방향 전체 영역에서 균일한 냉각이 수행되어야 한다.In this case, in the production of stainless steel by a general twin roll sheet metal casting method, the widthwise uniform solidification of the cast steel becomes a factor that determines the quality of the product. That is, in the process of forming molten steel introduced into the casting mold 6 into the cast steel by the casting mold, uniform cooling must be performed in the entire width direction region of the cast steel.

도 4는 종래기술의 균일한 두께의 도금층을 가지는 주조용 몰드가 적용된 도 1의 쌍롤식 박판 제조장치에 의해 생성된 스텐레스 강 박판 주편의 델타페라이트(Delta Ferrite) 분포 및 온도 분포를 나타내는 도면으로서, 도 4의 (b)에서와 같이 에지부가 밝게 나타나고 있으며 이는 온도가 높다는 것을 나타낸다. 이는 에지 부에서 냉각이 적절하게 수행되지 못하여 극심한 미응고 현상이 발생하였음을 나타낸다.FIG. 4 is a diagram showing a delta ferrite distribution and a temperature distribution of a stainless steel sheet cast produced by the twin roll thin sheet manufacturing apparatus of FIG. 1 to which a casting mold having a uniform thickness plating layer is applied. As shown in (b) of FIG. 4, the edge part appears bright, indicating that the temperature is high. This indicates that the cooling was not performed properly at the edge portion, resulting in severe uncoagulation.

즉, 상술한 바와 같은 종래기술의 균일한 두께의 도금층이 형성된 주조용 몰드의 경우에는 도금층이 열전달을 방해하는 요인이 된다. 따라서 주편의 폭 방향의 위치에 따라 불균일한 냉각을 수행하게 된다. 특히 에지부위에서 미응고가 발생하는 경우가 자주 발생하게 되며 이로 인해 주편의 폭방향 품질 편차가 발생하므로 실수율이 저하되는 문제점이 발생하였다.That is, in the case of the casting mold in which a plating layer having a uniform thickness of the prior art is formed as described above, the plating layer becomes a factor that hinders heat transfer. Therefore, nonuniform cooling is performed according to the position of the slab in the width direction. In particular, non-coagulation occurs frequently at the edge part, and this causes a problem in that the error rate is lowered because the quality deviation of the slab occurs in the width direction.

따라서, 본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도금층의 두께에 구배 제어를 위하여 양극의 길이를 조절하고 모서리부에 차폐체를 적용하여 주조용 몰드 표면 및 모서리부분의 도금층이 구배를 가지도록 형성되어 주편의 응고균일화를 이룰 수 있도록 하는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art described above, by adjusting the length of the anode for controlling the gradient in the thickness of the plating layer and applying a shield to the corner portion of the casting mold surface and the plating layer of the corner portion gradient It is an object of the present invention to provide a casting mold having a gradient plating layer which is formed to have a solidification uniformity of the cast steel.

또한, 고경도 도금층의 경우에는 도금층의 두께를 얇고 균일하게 제어함으로써 최종 가공없이 사용할 수 있도록 하는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, in the case of a high hardness plating layer, an object of the present invention is to provide a casting mold having a gradient plating layer that can be used without final processing by controlling the thickness of the plating layer thinly and uniformly.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명은 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드는, 금속 판재 제조를 위한 주조용 몰드에 있어서, 모재와; 상기 모재의 표면 중 모서리 부분에서 모서리로부터 모재의 중심 방향으로 두꺼워지는 구배가 형성되는 도금층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a casting mold having a gradient plating layer, the casting mold for producing a metal sheet, the base material; And a plating layer in which a gradient is formed in a corner portion of the surface of the base material from the edge to the center direction of the base material.

상기 도금층은, 상기 모재의 표면 바로 위에 형성되는 제 1 도금층과; 상기 제 1 도금층의 상부에 형성되는 제 2 도금층;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The plating layer, the first plating layer formed directly on the surface of the base material; And a second plating layer formed on the first plating layer.

상기 제 1 도금층은 니켈, 니켈-코발트 또는 니켈-보론 중 어느 하나를 포함하는 전해도금 및 합금도금에 의해 형성되며, 상기 제 2 도금층은 크롬, 니켈-코발트, 니켈-텅스텐 중 어느 하나를 포함하는 고경도 합금 도금에 의해 형성될 수 있다.The first plating layer is formed by electroplating and alloy plating containing any one of nickel, nickel-cobalt or nickel-boron, and the second plating layer comprises any one of chromium, nickel-cobalt and nickel-tungsten. It may be formed by hard alloy plating.

상기 제 1 도금층은, 또한 상기 제 1 도금층의 형성 후 기계적 가공에 의해 모서리부에서 일정 구배를 가지도록 형성될 수 있다.The first plating layer may also be formed to have a predetermined gradient in the corner portion by mechanical processing after formation of the first plating layer.

그리고 상기 제 1 도금층 및 제 2 도금층의 구배는, 상기 주조용 몰드 도금 공정에서 양극의 길이 제어 또는 차폐체 적용에 의하여 전류를 제어하는 것에 의해 형성된다.The gradient of the first plating layer and the second plating layer is formed by controlling the current by controlling the length of the anode or applying a shield in the casting mold plating process.

상술한 바와 같은 본원 발명에서 상기 구배는, 상기 주편의 모서리부와 중심부의 냉각 불균일이 큰 경우 기울기의 절대 값을 크게 설정되고, 상기 주편의 모서리부와 중심부의 냉각 불균일이 작은 경우 기울기의 절대 값을 작게 설정되며 이는 실시자에 의해 도금 공정에 따라 선택적으로 주조용 몰드 동부의 모서리부 전류의 양을 제어하는 것에 의해 제어될 수 있다.In the present invention as described above, the gradient is set to a large absolute value of the slope when the cooling nonuniformity of the edge and the center of the slab is large, and the absolute value of the slope when the cooling nonuniformity of the edge and the center of the slab is small Is set small and can be controlled by the practitioner by selectively controlling the amount of edge current of the eastern part of the casting mold according to the plating process.

이하 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본원 발명의 일 실시 예에 따라 구배 도금층이 형성된 주조용 몰드의 축방향 단면도이고, 도 6은 본원 발명의 주조용 몰드의 도금층 형성을 위한 도금 장치를 나타내는 도면이며, 도 7은 본원 발명의 주조용 몰드가 적용된 쌍롤식 박판 제조장치에 의해 생성된 스텐레스강(stainless steel) 박판 주편의 델타페라이트(Delta Ferrite) 분포 및 온도 분포를 나타내는 도면이다.5 is an axial sectional view of a casting mold in which a gradient plating layer is formed according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view illustrating a plating apparatus for forming a plating layer of the casting mold of the present invention, and FIG. The figure shows the delta ferrite distribution and temperature distribution of the stainless steel sheet cast produced by the twin roll type sheet manufacturing apparatus to which the casting mold of this invention was applied.

도 5에 도시된 바와 같이 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드(6)는 구리(Copper) 합금 등의 모재(52) 위에 제 1 도금층(52)이 형성되고, 제 1 도금층(52)의 위에 내구성 향상을 위한 고경도의 제 2 도금층(53)이 형성되며, 제 2 도금층(53)은 모서리부위에서 일정 기울기를 가지는 구배(S)를 가지는 구조를 가진다.As shown in FIG. 5, in the casting mold 6 having a gradient plating layer according to an embodiment of the present invention, a first plating layer 52 is formed on a base material 52 such as a copper alloy, and the first A high hardness second plating layer 53 is formed on the plating layer 52 to improve durability, and the second plating layer 53 has a structure having a gradient S having a predetermined slope at an edge portion.

도 5에서 상기 도금층은 제 1 도금층(52)과 제 2 도금층(53)으로 도시되고 상기 제 2 도금층(53)에만 구배(S)가 형성된 것으로 도시하였으나, 상기 도금층은 제 1 도금층(52) 만으로 형성될 수 있으며, 이 경우에는 제 1 도금층(52)에서 구배가 형성된다. 또한 제 1 도금층(52)과 제 2 도금층(53) 모두에 구배(S)가 형성되도록 구성될 수도 있다.In FIG. 5, the plating layer is illustrated as a first plating layer 52 and a second plating layer 53, and a gradient S is formed only in the second plating layer 53, but the plating layer is formed only by the first plating layer 52. In this case, a gradient is formed in the first plating layer 52. In addition, a gradient S may be formed in both the first plating layer 52 and the second plating layer 53.

이때, 제 1 도금층(52)은 니켈(Ni)을 사용하여 0.5~3mm 정도의 두께로 도금하여 형성하고, 제 2 도금층(53)은 니켈-텅스텐 또는 니켈-코발트 합금을 이용하여 0.5mm 이하의 두께로 얇게 도금층을 형성할 수 있다. 이 경우 경도는 니켈-텅스텐 또는 니켈-코발트 합금을 이용한 제 2 도금층(53)이 니켈을 이용한 제 1 도금층(52)에 비해 3~4배 이상 높지만 열전도도는 열배정도 낮게 된다.In this case, the first plating layer 52 is formed by plating with a thickness of about 0.5 to 3mm using nickel (Ni), and the second plating layer 53 is 0.5 mm or less using nickel-tungsten or nickel-cobalt alloy. The plating layer can be formed thin in thickness. In this case, the hardness of the second plating layer 53 using nickel-tungsten or nickel-cobalt alloy is three to four times higher than that of the first plating layer 52 using nickel, but the thermal conductivity is about ten times lower.

상술한 바와 같은 도 5의 구조를 가지는 주조용 몰드(6)에서 제 1 도금층(52) 및 제 2 도금층(52)의 구배 형성은 전해식 도금 장치에서 도금 공정 중 양극 의 길이 제어 및 차폐체의 적용에 의해 전류를 제어하는 것에 의해 수행될 수 있다. 여기서 상기 제 1 도금층(52)의 경우에는 니켈에 의해 도금층을 형성한 후에 연마 가공 등의 기계적 가공에 의해 형성시킬 수 있다. 이는 도금층의 두께가 연마 등의 기계적 가공을 수행할 수 있을 정도로 두껍게 형성되기 때문이다.In the casting mold 6 having the structure of FIG. 5 as described above, the gradient formation of the first plating layer 52 and the second plating layer 52 is performed by controlling the length of the anode and applying the shield during the plating process in the electrolytic plating apparatus. By controlling the current. In the case of the first plating layer 52, the plating layer may be formed of nickel and then formed by mechanical processing such as polishing. This is because the thickness of the plating layer is formed so thick that mechanical processing such as polishing can be performed.

상술한 바와 같이 주조용 몰드(6)에서 주편의 양측 모서리가 접하는 주조용 몰드 동부(50)의 모서리부의 도금층은 도금 공정에서 양극의 길이를 제어하고 차폐체를 적용하여 모서리 부분의 전류를 제한하는 것에 의해 구배(S)가 형성된다.As described above, the plating layer of the corner portion of the casting mold eastern part 50 where both edges of the cast piece contact each other in the casting mold 6 controls the length of the anode in the plating process and applies a shield to limit the current at the corner portion. The gradient S is formed by this.

도 6은 도 5와 같이 구배 도금층을 가지도록 주조용 몰드(6)을 도금하기 위한 전해 도금 장치 및 그 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view showing an electroplating apparatus and a method for plating the casting mold 6 to have a gradient plating layer as shown in FIG. 5.

도 6에 도시된 바와 같이 본원 발명의 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드(6)의 도금을 위한 전해 도금장치는 주조용 몰드 축부(40)와 주조용 몰드 동부(50)를 가지는 주조용 몰드(6)가 침지되도록 도금액(30)이 수납되는 도금조(20)와 주조용 몰드 동부(50) 도금 금속이 연결된 양극(10)과, 도금액(30)의 전류 흐름을 제어하는 차폐체(60)로 구성된다.As shown in FIG. 6, the electrolytic plating apparatus for plating of the casting mold 6 having the gradient plating layer of the present invention includes the casting mold 6 having the casting mold shaft portion 40 and the casting mold eastern portion 50. ), The plating bath 20 in which the plating solution 30 is accommodated so that the plating solution 30 is immersed, the anode 10 to which the plating mold east 50 is plated metal is connected, and the shield 60 to control the current flow of the plating solution 30. do.

상기 도 6의 전해 도금 장치에서 도금조(20)는 피도금체로서의 도금하고자 하는 주조용 몰드(6)의 부위가 충분히 잠길 수 있도록 설계하고, 특히 주조용 몰드(6)가 롤러인 경우, 축부에서의 도금액 누출을 최대한 억제시킬 수 있도록 구성한다. 그리고 피도금체로서의 주조용 몰드(6)에는 음극의 전원을 연결하고, 도금할 금속은 티타늄으로 만든 바스켓에 담아 양극(10)의 전원을 연결하여 전류를 흘리게 되면, 이온화된 금속이온이 피도금체인 주형 표면에 부착되어 도금된다. 이때 도금 액은 적정한 온도를 유지하며, 적정한 성분과 PH를 일정하게 유지할 수 있도록 조절한다. 피도금체는 회전하면서 가능한 도금이 균일하게 이루어질 수 있도록 한다. In the electrolytic plating apparatus of FIG. 6, the plating bath 20 is designed so that a portion of the casting mold 6 to be plated as a plated body can be sufficiently locked, and in particular, when the casting mold 6 is a roller, the shaft portion It is configured to minimize leakage of plating liquid from When the casting mold 6 as the plated body is connected to the negative electrode power supply, the metal to be plated is put in a basket made of titanium, connected to the power source of the positive electrode 10 to flow a current, and ionized metal ions are plated. It is attached to the chain mold surface and plated. At this time, the plating liquid is maintained to maintain the proper temperature, and adjusted to maintain the proper components and PH. The plated body is rotated to allow the plating to be as uniform as possible.

상술한 도 6의 구성을 가지는 전해식 도금 장치에 의한 주조용 몰드(6)의 도금은 양극(11)의 길이를 조절하거나 또는 차폐체(60)를 적용하여 주조용 몰드 동부(50)의 모서리부에 흐르는 전류의 양을 감소시켜, 주조용 몰드 동부(50)의 표면에 형성되는 도금층이 구배를 갖도록 한다. 즉, 모서리 부분에는 전류가 작으며, 주조용 몰드 동부(50) 표면의 중앙 방향으로는 전류가 크게 되므로 전류의 크기 변화에 따라 도금층이 형성되어 구배가 형성되게 되며, 구배의 기울기는 양극 길이, 차폐체를 이용하여 전류의 세기를 제어하는 것에 의하여 수행될 수 있으며 이는 실시자의 반복 실시에 의해 적절한 구배를 가지는 전류 범위를 가지도록 양극의 길이와 차폐체의 형상을 결정할 수 있게 된다.The plating of the casting mold 6 by the electrolytic plating apparatus having the configuration of FIG. 6 described above may adjust the length of the anode 11 or apply the shield 60 to the edge of the casting mold eastern part 50. By reducing the amount of current flowing in, the plating layer formed on the surface of the casting mold eastern 50 has a gradient. That is, the current is small in the corner portion, the current is increased in the center direction of the surface of the casting mold eastern part 50, the plating layer is formed according to the change in the size of the gradient is formed, the slope of the gradient is the anode length, This can be done by controlling the strength of the current using the shield, which allows the practitioner to determine the length of the anode and the shape of the shield to have a current range with an appropriate gradient.

이때 상기 차폐체(60)는 주조용 몰드 모서리부의 형상과 일치하는 'ㄱ'자 형상의 단면을 가지는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 그 길이는 주조용 몰드 동부의 크기에 따라 가변된다.At this time, the shield 60 is preferably formed of a structure having a cross-section of the 'b' shape that matches the shape of the mold corner portion for casting. And the length varies with the size of the casting mold eastern part.

상술한 구성에서 양극의 길이만을 제어하여 도금을 수행하는 경우에는 양극(10)의 길이를 주조용 몰드 동부(5) 폭 길이보다 짧으나 주조용 몰드 동부(5)의 폭 길이의 1/2 이상이 되는 범위에서 조절하여 적정한 구배를 가지도록 도금을 수행할 수 있다.In the above-described configuration, when plating is performed by controlling only the length of the anode, the length of the anode 10 is shorter than the width of the casting mold eastern part 5, but more than half of the width length of the casting mold eastern part 5 is The plating may be performed to have an appropriate gradient by adjusting in the range.

이와 달리 상기 차폐체(60)를 적용하는 경우에는 양극(10)의 길이를 주조용 몰드 동부(50)의 폭길이보다 길게 할 수 있으며, 이 경우 주조용 몰드 동부(50)의 모서리부에 단면이 'ㄱ'자 형상인 차폐체(16)를 모서리부의 위치에 배치하고 그 길이를 조절함으로써 모서리부의 전류의 집중을 제어하는 것에 의해 주조용 몰드 동부(50)의 외주면부 모서리부에서 구배를 가지는 도금층을 형성할 수 있도록 한다.In contrast, in the case of applying the shield 60, the length of the anode 10 may be longer than the width of the casting mold eastern part 50. In this case, the cross section is formed at the edge of the casting mold eastern part 50. The plating layer having a gradient at the edge of the outer circumferential surface of the casting mold eastern part 50 by controlling the concentration of current at the corner by arranging the shield 16 having a '-' shape at the corner and adjusting its length. To form.

도 4의 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드에 의해 생산된 주편은 도 7에 나타난 바와 같은 델타페라이트 분포와 온도분포를 가진다. 즉 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 델타 페라이트의 분포의 편차가 적어져 전체적으로 균일한 분포를 가지는 것을 알 수 있다. 그리고 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 양측부와 중심부의 색이 거의 균일한 것으로 나타나는 것을 알 수 있으며, 이는 주편의 폭방향에서 주조용 몰드에 의해 균일한 냉각이 이루어졌음을 나타낸다.The cast slab produced by the casting mold having the gradient plating layer of FIG. 4 has a delta ferrite distribution and a temperature distribution as shown in FIG. 7. That is, as shown in FIG. 7A, it can be seen that the variation of the distribution of the delta ferrite is reduced, and thus the overall distribution is uniform. And as shown in Figure 7 (b) it can be seen that the color of both sides and the center appear almost uniform, which indicates that uniform cooling was made by the casting mold in the width direction of the cast.

상술한 바와 같은 본원 발명에 따르는 주조용 몰드의 전해식 도금 장치는 주로 주형에 사용되는 도금은 니켈 도금이 주로 사용되며, 니켈 텅스텐, 니켈-코발트나 니켈-보론 등의 합금 도금에 적용될 수도 있다.In the electrolytic plating apparatus of the casting mold according to the present invention as described above, the plating mainly used in the mold is mainly nickel plating, and may be applied to alloy plating such as nickel tungsten, nickel-cobalt or nickel-boron.

상술한 본원 발명은 주편의 미응고가 발생하는 부위에 대응되는 주조용 몰드(6)의 표면에 형성되는 도금두께를 얇게 하여 주편의 응고능을 향상함으로써 전폭의 응고 균일화를 얻을 수 있도록 한다. 이를 위하여 일차도금층은 니켈을 사용하는데, 도금층의 두께가 두꺼우므로 도금후 가공으로 도금층의 두께를 제어할 수 있으며, 이차도금층의 경우, 내구성 향상을 위해 경도는 높으나 열전도율이 매우 낮은 도금을 적용하고 있다. 최종 도금층은 가공이 불가능하며, 두께가 얇아 도금된 상태로 곧바로 적용되어야 하므로 최종 도금상태가 두께 구배를 적용할 수 있어야 하고 이는 상술한 본원 발명의 설명에서와 같이 양극의 길이 또는 차폐체(60)를 적 용하는 것에 의해 달성될 수 있다. 즉, 미응고가 주편의 에지부에 잘 발생하므로 주조용 몰드 동부(50)의 모서리 부분에 차폐체(60)를 적용하여 도금시 전류 흐름을 방해함으로써 도금량을 제어하여 주편의 에지부에 대응하는 주조용 몰드의 에지부(모서리부)에 인접한 주조용 몰드 외주면 표면의 도금층은 두께가 얇고 주조용 몰드 외주면부의 중앙 방향으로 갈수록 두꺼워지는 구배를 가지도록 형성한다.The present invention as described above makes it possible to obtain a solidification uniformity of the entire width by improving the solidification ability of the cast by reducing the thickness of the plating formed on the surface of the casting mold 6 corresponding to the site where unsolidification of the cast occurs. To this end, nickel is used as the primary plating layer. Since the plating layer is thick, the thickness of the plating layer can be controlled by the post-plating process. In the case of the secondary plating layer, high hardness but low thermal conductivity is applied to improve the durability. . The final plated layer is impossible to process, and the thickness is thin and should be applied immediately in the plated state, so the final plated state should be able to apply the thickness gradient, which is the length of the anode or the shield 60 as described in the above description of the present invention. By application. That is, since non-solidification occurs well at the edge portion of the cast steel, the shield 60 is applied to the corner portion of the casting mold eastern part 50 to interrupt the current flow during plating, thereby controlling the amount of plating to correspond to the edge portion of the cast steel. The plating layer on the surface of the casting mold outer circumferential surface adjacent to the edge portion (edge portion) of the crude mold is formed to have a thickness that is thin and becomes thicker toward the center of the casting mold outer circumferential surface portion.

[실시예 1] Example 1

쌍롤식 박판 주조공정에 적용되는 연주몰드인 주조용 몰드에 적용된 도금층의 두께 제어방법에 대한 실시예를 설명하면, 먼저 도금층은 니켈도금을 실시하여 제 1 도금층을 형성하였다. 다음으로 니켈-텅스텐 합금도금으로 얇은 도금두께를 가지는 제 2 도금층을 형성하였다. 이 때, 니켈도금층인 제 1 도금층은 0.5~3mm 정도의 두께를 가지며, 제 2 도금층인 니켈-텅스텐 도금은 0.5mm 이하의 두께를 가지도록 하였다. 이 경우 경도는 니켈-텅스텐 도금층(제 2 도금층)이 니켈 도금층(제 1 도금층)에 비해 3~4배 이상 높지만 열전도도는 열배정도 낮다.Referring to an embodiment of the method for controlling the thickness of the plating layer applied to the casting mold, which is a performance mold applied to the twin roll type sheet casting process, first, the plating layer was nickel plated to form a first plating layer. Next, a second plating layer having a thin plating thickness was formed of nickel-tungsten alloy plating. At this time, the first plating layer, which is the nickel plating layer, had a thickness of about 0.5 to 3 mm, and the nickel-tungsten plating, which was the second plating layer, had a thickness of 0.5 mm or less. In this case, the hardness of the nickel-tungsten plating layer (second plating layer) is three to four times higher than that of the nickel plating layer (first plating layer), but the thermal conductivity is about ten times lower.

그리고 본원 발명의 구배 도금층을 형성하기 위하여 도금조 내에서 주조용 몰드 동부(50)의 모서리부(에지부) 전류공급을 억제하기 위해 도금조 내에 양극의 길이를 조절하거나 또는 피도금체인 주조용 몰드와 양극의 사이에 차폐체를 설치하여 도금을 억제하였다.And in order to form a gradient plating layer of the present invention, in order to suppress the supply of the edge (edge) current of the casting mold eastern part 50 in the plating bath, the length of the anode in the plating bath or the casting mold which is the plated body. The shielding body was provided between and an anode, and plating was suppressed.

상기 차폐체를 설치한 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이 도금두께 구배를 적용함에 따라 주편의 델타페라이트 분포가 균일해지고, 온도분포 또한 균일해짐을 알 수 있다. 적용된 도금두께 구배는 완전 에지부에서 15micron 이었고, 중심부에서는 30micron 이었다.When the shielding body is provided, it can be seen that as the plating thickness gradient is applied as shown in FIG. 6, the delta ferrite distribution of the slab becomes uniform and the temperature distribution becomes uniform. The plating thickness gradient applied was 15 microns at the full edge and 30 microns at the center.

상술한 본원 발명은 주조용 몰드의 표면부 도금층에서 주편의 미응고 발생 영역에 대응하는 도금층에 두께 구배를 형성함으로써, 주편의 폭방향에서의 균일한 냉각에 의한 응고의 균일성을 제공하는 것에 의해 델타페라이트 분포와 온도 분포를 균일하게 함으로써 실수율 향상 및 주편 품질 향상을 이룰 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The present invention described above forms a thickness gradient in the plating layer corresponding to the unsolidified generation region of the cast in the surface plating layer of the casting mold, thereby providing uniformity of solidification by uniform cooling in the width direction of the cast. By uniformizing the delta ferrite distribution and the temperature distribution, it provides the effect of improving the realization rate and the cast quality.

Claims (6)

금속 판재 제조를 위한 주조용 몰드에 있어서,In the casting mold for producing a metal sheet, 상기 주조용 몰드를 이루는 모재와;A base material constituting the casting mold; 상기 모재의 표면 중 모서리 부분에서 모서리로부터 모재의 중심 방향으로 두꺼워지는 구배가 형성되는 도금층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드.Casting layer having a gradient plating layer, characterized in that it comprises a; a plating layer is formed in the edge portion of the surface of the base material is thickened from the edge to the center direction of the base material. 제 1항에 있어서, 상기 도금층은,The method of claim 1, wherein the plating layer, 상기 모재의 표면 바로 위에 형성되는 제 1 도금층과;A first plating layer formed directly on the surface of the base material; 상기 제 1 도금층의 상부에 형성되는 제 2 도금층;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드.A casting mold having a gradient plating layer, characterized in that consisting of; a second plating layer formed on top of the first plating layer. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 도금층은 니켈, 니켈-코발트 또는 니켈-보론 중 어느 하나를 포함하는 전해도금 또는 합금 도금에 의해 형성되며,The first plating layer is formed by electroplating or alloy plating containing any one of nickel, nickel-cobalt or nickel-boron, 상기 제 2 도금층은 크롬, 니켈-코발트, 니켈-텅스텐 중 어느 하나를 포함하는 고경도 합금 도금에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드.The second plating layer is a casting mold having a gradient plating layer, characterized in that formed by a hard alloy plating containing any one of chromium, nickel-cobalt, nickel-tungsten. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 도금층은,The method of claim 2, wherein the first plating layer, 상기 제 1 도금층의 형성 후, 기계적 가공에 의해 모서리부에서 일정 구배를 가지는 것을 특징으로 하는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드.After the formation of the first plating layer, a casting mold having a gradient plating layer, characterized in that it has a constant gradient in the corner portion by mechanical processing. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 도금층 및 제 2 도금층의 구배는,The method of claim 2, wherein the gradient of the first plating layer and the second plating layer, 상기 주조용 몰드 도금 공정에서 양극의 길이 제어 또는 차폐체 적용에 의하여 전류를 제어하는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드.Casting mold having a gradient plating layer, characterized in that formed by controlling the current by controlling the length of the anode or applying a shield in the casting mold plating process. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구배는,The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the gradient is 상기 주편의 모서리부와 중심부의 냉각 불균일의 크기에 비례하여 상기 구배의 기울기의 절대 값이 설정 되는 것을 특징으로 구배 도금층을 가지는 주조용 몰드. The casting mold having a gradient plating layer, characterized in that the absolute value of the gradient of the gradient is set in proportion to the magnitude of the cooling non-uniformity of the corner portion and the center of the slab .
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