KR100740814B1 - 금속의 연속 주조 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

금속의 연속주조방법에 있어서, 주형내 용탕에 비이동(非移動) 진동자계(振動磁界)를 인가하여 그 용탕에 진동만을 여기함으로써, 플럭스 휘말림, 표면근처에서 포착되는 기포나 비금속개재물 및 표면편석이 매우 적은 주편을 얻을 수 있는 금속의 연속주조방법을 제공한다. 상기 비이동 진동자계는, 철심에 코일을 장착하여 이루어지는 전자석을 주형두께 양측에서 대향시켜 주형폭방향으로 배열하고, 각 코일에 단상교류전류를 통전하여 만드는 것이 바람직하다. 상기 철심은, 개개로 분리한 단철심이어도 되고, 또, 코일장착부로서의 빗살부(櫛齒部)를 갖는 빗형상 철심이어도 된다. 상기 단상교류전류는 주파수 0.10 ∼ 60 ㎐ 인 것이 바람직하다. 또, 추가로, 주조두께방향으로 정자계(靜磁界)를 인가하면서 주조하는 금속의 연속주조방법에 있어서, 상기 정자계를 간헐인가하는 방법에 의해, 플럭스 휘말림이나 표면편석이 거의 없는 주편이 얻어지는 금속의 연속주조방법을 제공한다. 이 경우, 상기 간헐인가는, 온시간 t1 = 0.10 ∼ 30 초, 오프시간 t0=0.10 ∼ 30 초로 행해지는 것이 바람직하고, 또, 상기 정자계는 용탕표면에 인가하는 것이 바람직하다.

Description

금속의 연속 주조 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS CASTING OF METALS}

도 1 은 플럭스 휘말림, 표면편석, 이물(異物)포착의 발생기구를 나타낸 개략도이다.

도 2 는 비이동 진동자계의 작성방법의 제 1 예를 나타낸 개략도이다.

도 3 은 비이동 진동자계의 작성방법의 제 2 예를 나타낸 개략도이다.

도 4 는 이동자계의 작성방법의 예를 나타낸 개략도이다.

도 5 는 빗형상 철심의 예를 나타낸 개략도이다.

도 6 은 플럭스 휘말림과 표면편석의 발생기구를 나타낸 개략도이다.

도 7 은 본 발명의 골자를 나타낸 개략도이다.

도 8 은 정자계 인가주조 실험요령을 나타낸 개략도이다.

도 9 는 본 발명장치의 일례를 나타낸 평단면개략도 (a) 와 측단면개략도 (b) 이다.

도 10 은 교류자장 단독인가에 의한 자속밀도의 일례를 나타낸 파형도이다.

도 11 은 교류자장 단독인가에 의한 용강류의 발생상황을 나타낸 설명도이다.

도 12 는 교류·직류자장 중첩인가에 의한 자속밀도의 일례를 나타낸 파형도 이다.

도 13 은 교류·직류자장 중첩인가에 의한 용강류의 발생상황을 나타낸 설명도이다.

도 14 는 메니스커스부에서의 전자교반에 의한 선회류와 토출반전 부상류와의 간섭을 나타내는 평단면 개략도이다.

도 15 는 좌우대칭 이동교류자장과 직류자장과의 중첩이단인가에 의한 토출유 기인 용강유동패턴을 나타내는 측면개략도이다.

도 16 은 직류자장 단독 이단(二段)인가에 의한 토출유동에 기인한 용강유동패턴을 나타내는 측면개략도이다.

도 17 은 본 발명에 관련되는 장치의 일례를 나타내는 평단면개략도 (a) 및 (b) 측단면개략도이다.

도 18 은 메니스커스부에서의 전자교반에 의한 선회류와 토출반전 부상류와의 간섭을 나타내는 평단면개략도이다.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

6 : 주형 7 : 전자석

8 : 철심 9,18,19 : 코일

22 : 자극 26 : 용강 흐름

28 : 부상류(浮上流)

본 발명은, 강의 연속주조에 있어서 자장에 의한 용강유동제어를 실시하는 연속주조방법 및 장치에 관한 것이다.

연속주조에 있어서, 용융금속 (용탕) 을 주형에 주입할 때에는, 침지노즐을 사용하는 경우가 많다. 이 경우, 용융표면의 유속이 너무 크면 용탕상부의 몰드 플럭스를 말려들게 하거나, 또 용탕표면의 유속이 너무 작으면, 그 위치에서 용탕이 침전되어 편석하고, 최종적으로 표면편석으로 되는 일이 있었다. 이와 같은 표면결함을 경감하는 수단으로서, 주형내용탕에 정자계(靜磁界) 및/또는 이동(移動) 자계 (교류이동자계) 를 인가하여 용탕의 유속을 제어하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 정자계에서 용탕류를 제동 (전자브레이크) 하려고 할 때에는 특히, 용탕의 침전위치에서의 편석이, 또, 이동자계에서 용탕을 교반 (전자교반) 하려고 할 때에는, 유속이 큰 위치에서의 몰드 플럭스의 휘말림 (플럭스 휘말림) 이, 각각 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.

이 문제에 대처하기 위해, 자장을 거는 방법을 연구한 제안이 몇개 이루어져 있다. 예컨대, 일본공개특허공보 평9-182941 호에는, 이동자계에 의한 용탕의 교반방향을 주기적으로 반전시켜, 교반부로부터 하방으로의 개재물의 확산을 막는 방법이 개시되고, 또, 일본공개특허공보 평8-187563 호에는, 주형진동에 따라 고주파전자력의 크기를 변화시켜 용탕 누출(breakout)을 방지하는 방법이 개시되고, 또, 일본공개특허공보 평8-267197 호에는, 전자제동력 전환시의 자속밀도 변화율에 경사를 주어 용강유동의 변화를 작게 하여 개재물 결함을 방지하는 방법이 개시되고, 또, 일본공개특허공보 평8-155605 호에는, 주형두께방향으로 연속하는 저전기전도층을 통하여 10 ∼ 1000 ㎐ 의 수평방향 이동자계를 인가하여 용탕에 핀치력(pinching force)을 가하여 주형과 용탕간의 접촉압을 저감하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 어느 방법에서도, 이동자계에 의해 큰 매크로용탕유동이 유발되거나 또는 정자계가 작은 곳에서 용탕유속이 커지게 되어, 플럭스 휘말림을 충분히 방지할 수 있는 것까지 도달하지 않았다.

본 발명은, 상기의 종래기술의 한계를 타파하여, 플럭스 휘말림, 표면근처에서 포착되는 기포나 비금속개재물 및 표면편석이 매우 적은 주편(鑄片)이 얻어지는 금속의 연속주조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기의 목적을 달성하기 위해 예의조사를 거듭한 결과, 이하의 발견을 하였다.

발명 A : 비이동 진동교류자장 인가

1) 정자계에 의한 용탕유동제어는, 몰드 플럭스의 휘말림방지 및 개재물의 침입에 매우 유효하지만, 자장이 강할 때에는, 유속이 작아져 용탕표면에서의 반(半) 응고에 의해 표면편석 (5) 을 일으킨다 (도 1 참조).

2) 이동자계에 의한 용탕유동제어에서는, 표면편석 (5) 이나, 응고계면에서의 이물 (기포나 비금속개재물 (4)) 의 포착을 방지할 수 있으나, 용탕유속 (2) 이 커지기 때문에, 몰드 플럭스의 휘말림이 발생하기 쉬워, 휘말리는 몰드플럭스 (3) 의 양이 증가하기 쉽다 (도 1 참조).

3) 플럭스 휘말림을 억제하면서, 용탕표면에서의 반(半)응고, 응고계면에서의 이물포착을 방지하기 위해서는, 용탕에 매크로 유동은 일으키지 않고 진동만 일으키는 전자력을 작용시키는 방법이 매우 효과적으로, 이와 같은 전자력은, 이동하지 않고 진동하는 교류자장 (이하, 비이동 진동자계라 함) 에 의해 만들어 낼 수 있다.

본 발명은, 이와 같은 내용을 근거로 이루어진 것이다.

즉, 본 발명은, 금속의 연속주조방법에 있어서, 주형내 용탕에 비이동 진동자계를 인가하여 그 용탕에 진동만을 여기(勵起)하는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법에 관한 것이다.

상기 비이동 진동자계는, 철심에 코일을 장착하여 이루어지는 전자석을 주형두께 양측에서 대향시켜 주형폭방향으로 배열하고, 각 코일에 단상교류전류를 통전(通電)하여 만드는 것이 바람직하다.

상기 철심은, 개개로 분리된 단철심이어도 되고, 또, 코일장착부로서의 빗살부를 갖는 빗형상 철심이어도 된다.

상기 단상교류전류는, 주파수 0.10 ∼ 60 ㎐ 의 것이 바람직하다.

또, 주조두께방향으로 직류자장과 비이동 진동자계를 발생시키는 교류자장을 중첩하여 인가하여도 된다.

발명 B : 정자계의 간헐 인가

1) 정자계에 의한 용탕유동제어는, 플럭스 휘말림방지 및 개재물 침입방지에 매우 유효하지만, 자장이 강할 때에는, 도 6 의 왼쪽 절반에 나타낸 바와 같이, 유속이 작아져 용탕표면에서의 응고에 의해 편석을 일으킨다.

2) 이동자계에 의한 용탕유동제어에서는, 도 6 오른쪽 절반에 나타낸 바와 같이, 용탕유속이 커지기 때문에, 플럭스 휘말림이 발생하기 쉽다.

즉, 용탕표면에서 유속이 작은 영역이 발생하고, 따라서 반응고상태로 되면 편석이 발생하여, 최종적으로 제품결함을 일으키지만, 이것을 회피하기 위해 큰 매크로유동을 부여하면, 플럭스 휘말림이 조장되어, 새로운 결함이 일어나게 된다.

3) 플럭스 휘말림을 억제하면서 용탕표면에서의 반응고를 방지하기 위해서는, 정자계를 간헐적으로 인가하는 방법이 매우 효과적이다.

본 발명은, 주조두께방향으로 정자계를 인가하면서 주조하는 금속의 연속주조방법에 있어서, 상기 정자계를 간헐 인가하는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법이다. 여기에, 간헐 인가란, 인가 (온) 와 무인가 (오프) 를 번갈아 반복하는 것을 의미한다.

상기 간헐 인가는, 온시간 (t1) = 0.10 ∼ 30 초, 오프시간 (t0) = 0.10 ∼ 30 초로 하여 이루어지는 것이 바람직하다. 또, 상기 정자계는 용탕표면에 인가하는 것이 바람직하다. 또한, 오프시간 (t1) = 0.3 ∼ 30 초, 오프시간 (t0) = 0.3 ∼ 30 초로 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 추가로 주형내 용강의, 침지노즐 토출구 보다 상방 및 하방의 부위에 교류자장과 직류자장을 중첩하여 주조두께방향으로 인가하면서 연속주조하는 경우에 는, 상기 교류자장을 주조폭의 양단으로부터 중심을 향하여 좌우대칭으로 이동시켜도 된다.

이 경우, 주조폭의 양단으로부터 중심을 향하여 좌우대칭으로 이동하는 교류자장을 발생시키는 코일과 직류자장을 발생시키는 코일을 공통의 철심에 감아, 자장의 방향과 주조두께방향이 일치하도록 주형의 주조두께방향 양측에 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조장치를 사용할 수 있다.

발명 A : " 비이동 진동교류 자장을 인가하는 발명" 에 대하여 이하에 서술한다.

본 발명에서는, 연속주조중의 주형내 용탕에 비이동 진동자계를 인가하여 그 용탕에 진동만을 여기하도록 하였다. 비이동 자계이기 때문에, 이동 자계에서와 같은 용탕벌크유동 (매크로 유동) 은 생기지 않기 때문에, 플럭스 휘말림은 발생하기 어렵다. 또, 진동자계이기 때문에, 응고계면부근에서 용탕의 미소진동이 일어나, 이 미소진동에 의해 응고계면으로의 이물 (기포나 비금속개재물) 포착을 방지할 수 있음과 동시에, 표면편석의 원인이 되는 메니스커스 (meniscus) (용탕표면) 부근에서의 불균일 응고도 억제할 수 있다.

비이동 진동자계는, 예컨대, 도 2, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 철심 (8) 에 코일 (9) 을 장착하여 이루어지는 전자석 (7) 을 주형 (6) 의 두께방향 양측에서 대향시켜 주형 (6) 의 폭방향으로 배열하고, 각 코일 (9) 에 단상교류전류를 통전하여 만들 수 있다. 또한, 도 2, 도 3 에 있어서, (20) 은 자력선이다.

도 2 의 예 (제 1 예) 는, 대향하는 코일 (9, 9) 을 서로 동일한 방향 (x, x 또는 y, y) 으로 감고, 또한 동일한 배열내에서 인접하는 양 코일 (9, 9) 을 서로 역방향 (x, y) 으로 감아, 단상교류전류를 통전하는 것으로, 동일 배열내에서 인접하는 두개의 전자석 (7, 7) 간에서 자력의 방향이 시간에 의해 반전하기 때문에, 용탕에는 주형폭방향의 진동류 (10) 만이 여기되고 벌크류는 발생하지 않는다.

도 3 의 예 (제 2 예) 는, 대향하는 코일 (9, 9) 을 서로 역방향 (x, y) 으로 감고, 또한 동일한 배열내에서 인접하는 양 코일 (9, 9) 을 서로 동일한 방향 (x,x 또는 y,y) 으로 감아, 단상교류전류를 통전하는 것으로, 대향하는 2 개의 전자석 (7, 7) 간에서 자력의 방향이 시간에 따라 반전하기 때문에, 용탕에는 주형두께방향의 진동류 (11) 만이 여기되고, 벌크류는 발생하지 않는다.

이에 대하여, 이동자계는, 예컨대 도 4 에 나타낸 바와 같이, 철심 (8) 에 코일 (9) 을 장착하여 이루어지는 전자석 (7) 을 주형 (6) 의 두께방향 양측에서 대향시켜 주형 (6) 의 폭방향으로 배열하고, 각 코일 (9) 에 삼상교류전류를 통전하여 만들어진다. u,v,w 는 삼상교류전류의 서로 상이한 3개의 위상이다. 좌측 6개의 코일과 우측 6개의 코일은 서로 반대방향 (x, y) 으로 감겨 있다. 이와 같은 방법으로 만들어지는 이동자계에서는, 자력의 방향이 일정 (주형폭의 일단으로부터 타단으로 향하는 방향) 해지기 때문에, 용탕에는 주형 (6) 벽을 따라 수평선회하는 벌크류 (12) 가 일어나, 플럭스 휘말림을 억제하는 것이 어렵다.

그러나, 본 발명에서는, 전자석의 철심은, 도 2 , 도 3 과 같이 개개로 분리한 단철심이어도 되지만, 예컨대 도 5 에 나타낸 바와 같이, 코일 (9) 장착부로서 의 빗살부 (14) 를 갖는 빗형상 철심 (13) 이어도 된다. 이 경우는, 주형 (6) 의 두께 양측에 1 개씩의 쐐기형상 철심 (13) 을 형성하여, 각 빗살부 (14) 에 코일 (9) 을 장착하면 되기때문에, 전자석의 제작이 용이해진다는 이점이 있다.

또, 본 발명에서는, 코일에 흐르는 단상교류전류는, 주파수 0.10 ∼ 60 ㎐ 의 것이 바람직하다. 그 이유는, 주파수 0.10 ㎐ 이상으로 하면 표피효과 (skin effect) 가 커지고, 응고계면 근방에 진동을 집중시킬 수 있어, 보다 큰 이물포착방지효과를 얻을 수 있지만, 주파수 60 ㎐ 초과에서는 진동 가압력이 용탕의 점성저항에 가까워져, 용탕의 진동이 약해져 이물포착방지효과가 감쇠하기 때문이다.

이상에 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 표면편석이 없고, 주편에 포착되는 이물 (기포, 비금속개재물) 이 적고, 플럭스 휘말림도 적은 고품질의 금속주편을 주조할 수 있게 된다.

또한, 전자석의 설치장소는, 용탕표면에 가까운 위치가 바람직하지만, 노즐 토출구멍보다도 아래 위치이더라도 유사한 효과를 얻을 수 있다.

(시험예)

전로-RH 처리로 용제한 극저탄소 Al 킬드(killed)용강 (대표화학조성을 표 1 에 나타냄) 약 300 ton 을, 연속주조기로, 침지 노즐을 사용하여 주형에 속도 4 ∼ 5 ton/min 으로 주입하고, 폭 1500 ∼ 1700 ㎜, 두께 220 ㎜ 의 슬래브를 주조하는데 있어서, 주형의 용탕표면상당위치를 포함하는 부위에 도 2 ∼ 도 4 의 어느 하나의 형태로 전자석을 형성하고, 그 각 코일에 여러가지 주파수의 삼상교류전류 또는 단상교류전류를 통전하여, 최대자속밀도 0.1 T 의 이동자계 또는 삼상 또는 비이동 진동자계를 인가하면서, 또는 자계를 인가하지 않고, 주조하는 실험을 실시하였다.

이 실험에서는, 정자계 인가조건마다, 표면편석, 플럭스성 표면결함, 기포·개재물량의 3 항목을 이하의 요령으로 조사하였다.

[표면편석] 슬래브 연삭후, 에칭을 실시하여 육안 관찰에 의해 1 ㎡ 당의 편석개수를 카운트.

[플럭스성 표면결함]

냉간압연후의 코일의 표면결함을 육안 검사하여, 결함샘플을 채취후, 결함부를 분석함으로써 몰드플럭스의 휘말림에 의한 결함개수를 카운트.

[기포·개재물량]

주편의 1/4 두께 부위로부터 슬라임 (slime) 추출법으로 비금속개재물을 추출하고, 그 중량을 측정 (기포에 대해서는, 주편표층부를 슬라이스하여, 투과 X 선에 의해 기포개수를 조사).

결과를 자장 인가조건과 함께 표 2 에 나타낸다. 또한, 상기 3 항목의 평가치는 모두 지수 (모든 조건 중에서 가장 불량한 데이터에 대한 비를 10 배로 한 수치) 로 표시했다.

표 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 비이동 진동자계를 인가한 본 발명의 실시예에서는, 표면편석, 몰드플럭스 휘말림에 의한 결함, 기포 ·비금속개재물을 현저하게 저감할 수 있었다.

또한, 실시예 1 에서는 0.05 ㎐ 로 주파수가 너무 낮기 때문에, 일부에서 매크로 유동이 여기되어, 플럭스성 표면결함이 약간 증가하였다. 또, 실시예 8 에서는 주파수가 65 ㎐ 로 너무 높기 때문에, 진동이 약해져, 기포·개재물개수가 약간 많아졌다.

주조두께방향으로 직류자장과 비이동 진동자계를 발생시키는 교류자장을 중첩하여 인가하는 발명에 대하여 이하에 서술한다.

도 9 는 본 발명장치의 일례를 나타낸 평단면개략도 (a) 와 측단면개략도 (b) 이다. 이 장치는, 직류자장 (정자장과 동일한 의미) 을 발생시키는 직류전류를 흘려보내는 코일 (직류통전코일 ; 18) 과 고정형의 교류자장을 발생하는 교류전류를 흘려보내는 코일 (교류통전코일 ; 19) 을 공통의 철심 (8) 에 감아, 이 철심 (8) 을, 자장의 방향 (직류자장방향 (20), 교류자장방향 (21)) 과 주조두께방향이 일치하고, 또 자극 (22) 이 침지노즐 (1) 토출구의 상방과 하방에서 1 쌍 이상 (본예에서는 상하 각각 6 쌍) 대향하도록, 주형 (6) 의 긴 둘레벽 외면에 형성한 것으로, 주조폭방향으로 복수 배열하는 교류통전코일 (19) 에는 단상 또는 다상 교류전류가 흐르게된다.

단상교류전류에 의해 발생하는 자장은, 주조폭방향의 강도분포파형의 위상 (분포의 산이나 골의 위치) 이 시간에 따라 변화하지 않는다 (물결이 주조폭방향으로 이동하지 않음). 한편, 종래 사용되고 있는 소위 이동자장은, 3 세트로 나눈 교류통전코일에 세트마다 이상(異相)으로 삼상교류전류를 흘려보냄으로써 발생시키는 것으로, 이것에 의해 발생하는 자장은, 주조폭방향의 강도분포파형의 위상 이 시간에 의해 변화한다 (물결이 주조폭방향으로 이동한다). 즉, 본 발명에 있어서 고정형의 교류자장이란, 종래의 이동자장 (이동형의 교류자장) 과 달리, 물결이 일정방향으로 이동하지 않는 교류자장을 의미한다. 다상교류의 사용에 있어서도, 코일의 배치방법에 따라 물결이 일정방향으로 이동하지 않는 교류자장을 발생시킬 수 있다.

지금, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 교류통전코일 (19) 에 의해 예컨대 도 10 에 나타낸 바와 같은 파형의 자속밀도를 초래하는 단독의 교류자장을 주조두께방향 (교류자장방향 ; 21) 으로 인가하면, 용강 (23) 에 크기가 주기적으로 변동하는 전자력 (핀치력 ; 24) 이 작용하여 용강류가 발생한다. 그러나 이 경우에는, 주형동판 등에 발생하는 유도전류자장에 의해 인가자장이 감쇠하게 되기 때문에, 주형내부에 수백 가우스정도의 자속밀도 밖에 만들 수 없어, 전자력 (24) 을 크게 하는 것은 곤란하다.

이에 대하여, 도 13 에 나타낸 바와 같이, 교류통전코일 (19) 과 직류통전코일 (18) 에 의해 예컨대 도 12 에 나타낸 바와 같은 파형의 자속밀도를 가져오는 교류·직류중첩자장을 주조두께방향 (교류자장방향 (21), 직류자장방향 (20)) 으로 인가하면, 주형내부의 자속밀도를 수천 가우스로 까지 향상시킬 수 있어, 전자력 (24) 도 증대시킬 수 있다.

이 전자력의 교류성분 (전자펌핑력) 은 용강류 (25) 에 흐트러짐을 발생시키고, 그 결과, 열, 물질이동이 활성화되어, 세척 효과도 조장된다. 교류자장은 표피효과에 의해 물체내부에 침투함에 따라 감쇠되기 때문에, 전자펌핑력은 응고 쉘 전면부근에서는 크고 주조두께 중심부근에서는 작다. 한편, 직류자장은 주조두께 전역에 걸쳐 거의 감쇠되지 않기 때문에, 주조두께중심 부근에서는 주기의 변동분이 감쇠되는 것에 의해 용강제동에 기여하는 전자력의 직류성분 (전자브레이크력) 이 우세하게 된다. 이 결과, 토출류로부터의 상향류 및 하향류를 감쇠시키고, 동시에 응고쉘 전면의 용강유동은 활발화시키는 것이 가능해진다. 또한, 물결이 주조폭방향으로 이동하지 않는 고정형의 교류자장을 사용하는 것으로부터, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 메니스커스부에서의 주형 (6) 의 긴 둘레벽 부근의 용강흐름은 방향이 일정하지 않은 무방향성 용강흐름 (26) 으로 되어, 도 14 에 나타낸 바와 같은 주형 (6) 둘레방향의 선회류 (27) 는 만들 수 없고, 따라서 침지노즐 (1) 로부터의 토출반전 부상(浮上)류 (28) 와 선회류 (27) 와의 충돌에 의한 나선부(spiral) (29) 나 침전 (30) 이 형성되는 일이 없어져, 나선부에 의한 파우더 휘말림, 침전에 의한 개재물의 응고쉘로의 포착이란 폐해도 대폭적으로 경감된다.

상기와 같은 효과를 충분히 나타내기 위해서는, 교류·직류 중첩자장은, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 침지노즐 (1) 토출구의 상방 또는 추가로 하방에 대향형성된 1 쌍 이상의 자극 (22) 으로부터 인가하는 것이 바람직하다. 침지노즐 (1) 토출구의 상방에 인가함으로써 메니스커스부에서의 나선부, 침전의 발생을 억제할 수 있고, 또한 하방에도 인가함으로써 하향류의 제동 및 세척 효과 파급범위의 확대가 가능해진다. 또, 자극을 대향배치함으로써, 주조두께방향 양측으로부터 대칭적으로 자장을 인가할 수 있어, 자극을 1 쌍이상으로 함으로써, 응고 쉘 전면의 용강류가 흐트러지는 것을 주조폭방향에서 보다 균일하게 하여, 세척효과가 주조폭방향으로 빠짐없이 미치도록 하는 것이 용이해진다.

장치면에서는, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 교류통전코일 (19) 과 직류통전코일 (18) 을 동일한 철심 (8) 에 감은 형태로 하는 것이, 인가위치 결정, 이 인가위치로의 교류·직류자장의 정합중첩인가, 및 중첩자장의 직류성분과 교류성분과의 독립조정 등을 용이하게 할 수 있어 적합하다. 또한, 교류통전코일 (19) 은 주조폭방향으로 보다 균일한 세척 효과를 얻는 관점으로부터, 철심 (8) 의 선단부를 빗형상으로 분기시켜 구성한 복수의 자극 (22) 마다 감는 것이 바람직하지만, 직류통전코일 (18) 은 철심 (8) 선단 빗기어형상부에 복수 병렬하는 자극 (22) 에 공통의 근원 (「극」이라 칭함) 마다 감으면 된다.

또, 본 발명에서는, 교류자장의 주파수는 0.01 ∼ 50 ㎐ 인 것이 바람직하다. 0.01 ㎐ 미만에서는 전자력의 강도가 부족한 경향이 있고, 50 ㎐ 초과에서는 전자력의 변화에 용강류가 추종하기 어려워, 어느 것에서도 응고쉘 전면의 용강류에 충분한 흐트러짐을 부여하는 것이 곤란해진다.

(시험예)

수직곡형의 연속주조기에 의해, 폭 1500 ㎜ 두께 220 ㎜ 의 저탄소알루미킬드강을, 침지노즐 토출각도 : 수평으로부터 하향으로 15°, 주조속도 : 1.8 m/min 및 2.5 m/min 으로 주조할 때에, 도 9 에 나타낸 장치를 사용하여, 표 3 에 나타낸 각종 자장인가조건으로 스트랜드 (strand) 의 주형부위에 자장을 인가하면서 주조를 실시하여, 얻어진 주편에 대하여, 압연후의 강판표면 결함검사에 의한 표면결함지수와, 강판 프레스가공시의 개재물로 인한 가공균열검사에 의한 가공균열지수를 조사하였다. 표면결함지수, 가공균열지수는, 각각 전자유동제어를 실시하지 않은 경우를 1.0 으로 한 지수이다.

도 9 의 장치에서는, 철심은 토출구의 상하로 분리가능한 양극을 갖는 구조로 하고, 이 철심의 1 쌍을 서로의 상극끼리, 하극끼리가 주형을 끼워 주조두께방향으로 대향하도록 형성하였다. 상하의 각 극은 주형폭 전체를 커버하는 폭을 갖고, 선단부는 다시 극폭방향으로 6 개로 분기하여 각 분기가 자극을 이룬다. 각 자극에는 교류통전코일, 각 극 (복수병렬자극의 공통근원부) 에는 직류통전코일이 감겨 있다.

또한, 표 3 에 있어서, 교류자장을 이동형으로 한 극에서는 이동자장 극 간격 (pole pitch) 이 500 ㎜ 가 되도록 3 세트로 나눈 교류통전코일에 삼상교류전류를 매세트 상이하게 통전하고, 교류자장을 고정형으로 한 극에서는 각 자극에 감긴 교류통전코일에 단상교류전류를 통전하고, 자속밀도의 위상을 자극마다 동일하게 하였다. 또, 표 3 중, 교류자장의 강도는 단독 인가시의 주형강판 내측위치에서의 자속밀도 실효치로 나타내고, 직류자장의 강도는 단독인가시의 주조두께 중심위치에서의 자속밀도치로 각각 나타냈다. 교류자장, 직류자장 쌍방 모두 강도가 0 T 가 아닌 극은, 교류·직류중첩자장을 인가한 극이다. 표 3 에 나타낸 바와 같이 조건 1 ∼ 5 는 본발명범위외의 비교예로, 조건 6 이 본 발명 범위내의 실시예이다.

표면결함지수 및 가공균열지수의 조사결과를 표 3 에 나타낸다. 또한 이 조사결과는 2 개의 주조속도조건별 조사치의 평균치이다.

비교예에서는, 직류자장과 이동자장 (이동형의 교류자장) 을 단독으로 또는 중첩하여 인가하는 조건으로 하고 있다. 직류자장만의 경우, 용강열 공급불량으로 되어 초기응고부에 갈고리형상 조직이 성장한다. 이 갈고리형상 조직은 파우더를 흡수하여 표면결함지수를 높인다. 이동자장만의 경우, 갈고리형상조직성장은 억제할 수 있으나, 전자브레이크력이 부족하기 때문에 개재물이 주편내 미응고 용강욕의 심부에 침입하는 것이 발생하는 것 외에, 메니스커스부에서 주형 둘레방향의 선회류와 토출 반전 부상류(浮上流)가 충돌하여 나선부 또는 침전이 형성된다. 개재물이 주편내 미응고 용강욕의 심부에 침입하는 것은 가공균열지수를 높인다. 나선부는 파우더 휘말림을 일으키고, 침전은 개재물의 응고쉘의 포착을 조장하여 모두 표면결함지수를 높인다. 이동자장에 직류자장을 중첩하면, 개재물의 심부침입은 억제할 수 있으나, 나선부나 침전은 해소할 수 없다. 따라서, 비교예에서는, 상하양극에 이동자장·직류자장을 중첩인가한 최적의 조건 5 에서도, 가공균열지수는 0.1 로 저감하지만 표면결함지수는 0.2 로 더 높다.

이에 대하여, 실시예에서는, 조건 5 에 있어서 이동자장 대신에 고정형의 교류자장으로 한 조건 6 을 채용함으로써, 응고쉘 전면에는 전자펌핑력을 작용시켜 세척 효과를 강화하고, 주조두께 중심부에는 전자브레이크력을 작용시켜 용강류 (토출류로부터의 상향류, 하향류) 의 유속저감·층류화를 촉진하여, 더욱 메니스커스부에서의 선회류생성을 억제하고, 그곳에서의 나선부나 침전의 형성을 없앴으므로, 비교예에서는 달성할 수 없었던 표면결함지수, 가공균열지수 0.05 에 도달할 수 있었다.

발명 B : " 정자계의 간헐 인가 발명" 에 대해서는 이하에 서술한다.

본 발명에서는 플럭스 휘말림을 방지하기 위해 주형두께 방향으로 정자계를 작용시키면서 주조하는데, 종래와 같은 정상적으로 일정 자장을 계속 거는 (온상태를 유지함) 것은 행하지 않고, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 자장의 온/오프를 번갈아 반복하는 간헐 인가를 실시하는 것으로 한다. 여기에, 온시간을 t1, 오프시간을 t0 이라 한다.

이렇게 함으로써, 온/오프시에, 자장의 작용영역에서 과전류의 벡터가 크게 변화하고, 당해 영역에서 용탕의 미세한 흐름이 발생한다. 이 미세한 흐름에 의해, 용탕표면근처의 반(半)응고를 방지하여 표면편석을 거의 완전히 없앨 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 플럭스 휘말림과 표면편석을 양방 모두 방지할 수 있으나, 그 효과의 정도는, 온시간 (t1) 과 오프시간 (t0) 의 선택방법에 따라 바뀐다. 즉, t1 및 t0 이 너무 짧으면 교류자계를 인가하고 있는 상태에 가까워지기 때문에, 용탕표면유속을 충분히 저감시킬 수 없어, 플럭스 휘말림이 발생하게 되고, 또, t0 이 너무 길면 용탕의 유속이 커져, 플럭스 휘말림 방지효과가 불충분해지며, 또, t1 이 너무 길면 용탕유속이 너무 작아져 표면편석이 눈에 띠게 된다.

따라서, 플럭스 휘말림과 표면편석을 양방 모두 충분히 억제할 수 있는 t0 과 t1 의 범위를 실험에 의해 구한 바, t0=0.10 ∼ 30 초, t1=0.10 ∼ 30 초라는 결과를 얻을 수 있었다. 즉, 본 발명에서는, t0=0.10 ∼ 30 초, t1=0.10 ∼ 30 초로 간헐 인가하는 것이 바람직하다. t0=0.3 ∼ 30 초, t1=0.3 ∼ 30 초이어도 된다.

또, 본 발명의 효과는, 정자계를 용탕표면에 인가한 경우에 가장 현저하게 나타나므로, 그와 같이 하는 것이 바람직하지만, 용탕내부에 인가한 경우에서도, 그 영향력이 내부용탕흐름을 통하여 표면의 용탕흐름에 전달되는 경우에는, 동일한 효과가 기대된다.

이상에 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 표면편석이 없이 플럭스 휘말림도 적은 고품질의 금속주편을 제조할 수 있게 된다.

시험예

전로-RH 처리로 용제한 극저탄소 Al 킬드용강 (대표화학조성을 표 4 에 나타냄) 약 300 ton 을, 연속주조기로, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 침지노즐 (1) 을 사용하여 주형 (6) 에 주입속도 4 ∼ 5 ton/min 으로 주입하고, 폭 1500 ∼ 1700 ㎜, 두께 220 ㎜ 의 슬래브를 주조하는데 있어, 주형 (6) 의 용탕표면 (15) 에 상당하는 높이에서 주형 (6) 을 사이에 두고 설치된 전자코일 (16) 들에 의해 주조두께방향 (도면의 직교방향) 으로 최대자속밀도 0.3T 의 정자계를 여러가지의 조건으로 인가하면서 주조하는 실험을 실시하였다.

이 실험에서는, 정자계 인가조건마다, 표면편석, 플럭스성 표면결함, 개재물량의 3 항목을 이하의 요령으로 조사하였다.

[표면편석]

슬래브연삭후, 에칭을 실시하여 육안관찰에 의해 1 ㎡ 당의 편석개수를 카운트.

[플럭스성 표면결함]

냉간압연후의 코일의 표면결함을 육안관찰하여, 결함샘플을 채취후, 결함부를 분석함으로써 몰드 플럭스의 휘말림에 의한 결함개수를 카운트.

[개재물량]

주편의 1/4 두께 부위로부터 슬라임 추출법에 의해 개재물을 추출하여, 그 중량을 측정.

결과를 정자장 인가조건과 함께 표 5 에 나타낸다. 또한, 상기 3 항목의 평가치는 모두 지수 (모든 조건 중에서 가장 불량한 데이터에 대한 비를 10 배로 한 수치) 로 표시하였다.

표 5 로부터, 정자장을 간헐 인가한 본 발명의 실시예에서는, 표면편석이 없어져, 플럭스성 표면결함과 개재물량이 저감되었다. 그 중에서도, 오프시간 (t0) 및 온시간 (t1) 을 0.10 ∼ 30 초로 한 실시예 1 및 실시예 4 ∼ 7 에서는, 플럭스성 표면결함과 개재물량이 보다 더욱 저감되었다. 또, 정자장을 일정강도로 인가하는 비교예에서는, 정자계의 강도를 증가하면 플럭스성 표면결함 및 개재물량은 감소하지만 표면편석이 증가한다는 딜레마에 빠지는 것에 대하여, 정자장을 간헐 인가하는 본 발명에서는, 이와 같은 딜레마는 없고, 표면편석, 플럭스성 표면결함 및 개재물량을 모두 감소시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

교류자장을 주조폭의 양단으로부터 중심을 향하여 좌우대칭으로 이동

본 발명에 있어서, 주조방향 (주조 높이방향) 의 2위치 (2단) 에 교류직류중첩자장을, 그 인가방향이 주조두께방향 (주형의 짧은변 방향) 으로 되게하여, 인가하는 점은, 종래와 동일하지만, 본 발명에서는 교류자장의 이동방향이 종래와 다르다. 즉, 종래에서는, 교류자장이 주조폭 (주형의 긴 둘레벽 폭) 의 일단으로부터 타단을 향하여 이동하는 것에 대하여, 본 발명에서는, 교류자장이 주조폭의 양단으로부터 중심을 향하여 좌우대칭으로 이동한다. 종래와 같은 교류자장을 이동시키는 방법에서는, 이것에 직류자장 (정자장과 동일 의미) 을 중첩 인가하여도, 도 14 에 나타낸 바와 같이, 주형둘레방향을 따른 수평 선회류가 발생하고, 이 선회류와 토출반전 부상류와의 충돌에 의한 나선부나 침전의 발생을 방지할 수 없어, 탕면에서의 파우더 휘말림이나, 응고쉘 전면에서의 기포, 개재물의 포착을 회피하는 것은 곤란하다.

본 발명에서는, 교류자장을 주조폭 중심에 관하여 폭방향으로 좌우대칭으로 이동시키도록 하였기 때문에, 상기와 같은 선회류를 발생하지 않고, 따라서, 토출반전 부상류는 충돌의 상대를 잃고, 나선부, 침전의 발생도 없다, 이 교류자장 (좌우대칭 이동교류자장) 에 의해 발생된 좌우로부터의 흐름은 주조폭중앙에서 합체하지만, 이 합체류는 흐트러짐이 없는 층류상태를 유지하면서, 탕면 (메니스커스) 부근의 흐름은 하강하고, 토출구로부터 하방의 흐름은 상승하는 것이 실험 및 계산에 의해 확인되었다 (도 15, 16).

또, 교류자장은, 표피효과에 의해 주조두께표면측 (응고쉘 전면부근) 에서는, 직류자장에 의한 제동력보다 우수한 교반력을 발휘하여 이 부위에서의 흐 름을 활성화하고, 기포, 개재물의 주편으로의 포착을 방지한다. 한편, 주조두께 중심측에서는 교류자장에 의한 교반력은 감쇠하고, 직류자장의 제동력은 주체적으로 작용하는 결과, 이 부위에서의 흐름 (토출류로부터의 상향류 및 하향류) 이 감쇠하고, 탕면유속의 흐트러짐이 억제되어 파우더 휘말림이 방지되고, 동시에 하강유속이 저감되어 대형 개재물의 심부침입도 방지된다.

본 발명에서는, 교류자장의 주파수를 0.1 ∼ 10 ㎐ 으로 하는 것이 바람직하다. 이 주파수가 0.1 ㎐ 미만에서는 응고쉘 전면에 세척 효과를 나타낼 수 있게 하는데에 충분한 용강유동을 부여하는 것이 곤란하고, 한편, 10 ㎐ 초과에서는 주형의 강판에서 교류자장이 감쇠하여, 역시 응고쉘 전면에 세척 효과를 나타낼 수 있게 하는데에 충분한 용강유동을 부여하는 것이 곤란하기 때문이다.

도 17 은, 본 발명에 관련되는 상기 방법의 실시에 적합한 장치의 일례를 나타내는 평단면개략도 (a) 및 (b) 측단면개략도이다. 1 쌍의 교류직류양용 전자석 (32) 이, 침지노즐 (1) 을 침지한 주형 (6) 의 주형두께방향 양측에서 대향하는 형태로 형성되어 있다.

교류직류양용 전자석 (32) 의 철심부 (요크(yoke) ; 8) 는 상하로 자극을 갖고, 상하의 자극 (상극, 하극) 은 각각 침지노즐 (1) 토출구 (33) 의 상방, 하방에 있어, 그 연장방향은 주조폭방향에 일치시키고 있다. 또한, 직류노즐 (18) 을 감는 방법은, 주형 (6) 의 양측에서 대향하는 자극의 극성이 상보적 (일방이 N 이면 타방은 S) 으로 되는 감기방법으로 한다.

각 자극의 선단부는 복수쌍 (이 예에서는 3 쌍) 으로 나눠지고, 각 가지에는 교류용 코일 (9) 을 감고, 각 가지의 공통의 근원에는 직류코일 (18) 을 감고 있다. 이 예에서는 교류코일 (19) 에 3상교류를 흘려보내지만, 3상교류의 서로 다른 각 상을 U상, V 상, W 상으로 하면, 주조폭 중심으로부터 좌우로 1번째의 교류코일 (19) 에는 W 상, 2 번째에는 V 상, 3 번째에는 U 상을 흘려보낸다. 이와 같이, 다상교류전류의 서로 다른 각 상을 주조폭중심에 관하여 폭방향으로 좌우대칭으로 배열함으로써, 그 다상교류전류에 의해 발생하는 교류자장을, 화살표 (21) 로 나타내는 방향, 즉, 주조폭의 양단으로부터 좌우대칭으로 중심을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

또, 교류코일과 직류코일을 동일한 자극의 분기부와 근원부에 감음으로써, 교류직류중첩자장의 인가 개소를 정밀하게 설정할 수 있음과 동시에, 교류자장, 직류자장의 강도나 주파수를 독립하여 조정하는 것도 용이하다.

또한, 응고쉘 (17) 전면의 용강유동을 주조폭방향으로 균일화하는 관점에서, 자극선단부의 분기의 개수는, 이를 주조폭에 따라 설정하는 것이 바람직하다.

또, 응고쉘 전면의 용강유동을 주조폭전체에 걸쳐 똑같이 활성화하는 관점에서, 교류직류양용 전자석은 이 예와 같이 주조폭전체를 피복하는 형태로 설치하는 것이 바람직하다.

시험예

수직 구부림형의 연속주조기로, 폭 1500 ㎜ 두께 220 ㎜ 의 저탄소알루미킬드강을, 침지노즐 토출각도 : 수평으로부터 하향으로 15°, 주조속도 : 1.2 m/min 및 2.5 m/min 으로 주조할 때에, 도 17 에 나타낸 것과 동일한 장치를 이용하여, 표 6 에 나타낸 각종 자장인가조건으로 스트랜드의 주형부위에 자장을 인가하면서 주조를 실시하여, 얻어진 주편에 대하여, 압연후의 강판표면결함검사에 의한 표면결함지수와, 강판 프레스가공시의 개재물에 의한 가공균열을 검사하여 가공균열지수를 조사하였다. 표면결함지수, 가공균열지수는, 각각 전자유동제어를 실시하지 않은 경우를 1.0 으로 한 지수이다.

또한, 표 6 중, 이동형을 A 형으로 한 자극에서는, 종래와 같이 용강에 수평선회류를 부여하기 위해, 도 17 에서, 3상교류의 폭방향 상배열을 도 17 기재의 배열 대신에, 왼족부터 순서대로 U 상, V 상, W 상, U 상, V 상, W 상으로 하였다. 이것에 의해 발생하는 교류자장 (A형 교류자장이라 칭함 ; 종래의 이동자장에 해당) 은 주조폭의 일단으로부터 타단을 향하여 이동한다. 이에 대하여, 이동형을 B 형으로 한 자극에서는, 본 발명에 따라 용강에 주조폭 양단으로부터 중심을 향하는 흐름을 부여하기 위해, 3상교류의 폭방향 상배열을 도 17 기재의 배열대로 좌우대칭으로 하였다. 이에 의해 발생하는 교류자장 (B 형 교류자장이라 함) 은 주조폭의 양단으로부터 중심을 향하여 좌우대칭으로 이동한다.

또, 표 6 중, 교류자장의 강도는 단독 인가시의 주형동판 내측위치에서의 자속밀도실효치, 직류자장의 강도는 단독 인가시의 주조두께 중심위치에서의 자속밀도치로 각각 나타냈다. 교류자장, 직류자장 쌍방모두 강도가 0 T 가 아닌 극은, 교류직류 중첩자장을 인가한 극이다. 표 6 의 조건 1 ∼ 5 는 본 발명 범위외의 비교예로, 조건 6 이 본발명 범위내의 실시예이다.

표면결함지수 및 가공균열지수의 조사결과를 표 6 에 나타낸다. 또한, 이 조사결과는 2 개의 주조속도조건별 조사치의 평균치이다.

비교예에서는, A 형 교류자장과 직류자장을 단독으로 또는 중첩하여 인가하는 조건으로 하고 있다. 직류자장만의 경우, 용강열 공급불량으로 되어 초기응고부에 갈고리형상 조직이 성장한다. 이 갈고리형상 조직은 파우더를 흡수하여 표면결함지수를 높인다. A 형 교류자장만의 경우, 갈고리형상 조직성장은 억제할 수 있으나, 전자브레이크력이 부족하기 때문에 개재물이 주편내 미응고 용강욕 심부에 침입하는 것이 발생하는 것 외에, 메니스커스부에서 주형둘레방향의 선회류와 토출반전 부상류가 충돌하여 나선부나 침전이 형성된다. 개재물의 주편내 미응고 용강욕 심부침입은 가공균열지수를 높인다. 나선부는 파우더 휘말림을 일으키고, 침전은 개재물의 응고쉘로의 포착을 조장해 모두 표면결함지수를 높인다. A 형 교류자장에 직류자장을 중첩하면, 개재물의 심부침입은 억제할 수 있으나, 나선부나 침전은 해소할 수 없다. 따라서, 비교예에서는, 상하양극에 A 형 교류자장·직류자장을 중첩인가한 최적의 조건 5 에서도, 가공균열지수는 0.1 로 저감되지만 표면결함지수는 더욱 0.2 로 높다.

이에 대하여, 실시예에서는, 조건 5 에 있어서, A 형 교류자장 대신 B 형 교류자장으로 한 조건 6 (주파수는 2 ㎐ 내지 5 ㎐ 에 최적화) 을 채용함으로써, 응고쉘 전면에서의 세척 효과를 강화하여, 주조두께 중심부에는 전자브레이크력을 작용시켜 용강류 (토출류로부터의 상향류, 하향류) 의 유속저감·층류화를 촉진하고, 또한 메니스커스부에서의 선회류생성을 억제하여 그곳에서의 나선부나 침전의 형성을 제거하였으므로, 비교예에서는 도달할 수 없었던 표면결함지수, 가공균열지수 0.05 에 도달할 수 있었다.

이렇게 하여 본 발명에 의하면, 강의 연속주조에 있어서, 토출류로부터의 상향류, 하향류를 감쇠시키고, 동시에 응고쉘 전면의 용강유동을 활발화시키며, 또한 메니스커스부에서의 전자교반 선회류와 토출반전 부상류와의 간섭에 의한 나선부나 침전의 형성을 방지할 수 있게 되므로, 더욱 고품질의 주편을 제조할 수 있게 된다는 우수한 효과를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 주편에 포착되는 기포·비금속개재물 및 주편표면편석 및 몰드 플럭스에 의한 표면결함 및 내부개재물이 적은 금속주편을 제조할 수 있어, 고품질의 금속제품의 제조가 가능해진다는 우수한 효과가 있다.

C	Si	Mn	P	S	Al	Ti
0.0015	0.02	0.08	0.015	0.004	0.04	0.04

	폭중앙의 자속밀도(T)	전자석의 배치형태	교류전류의 종류	주파수 (㎐)	표면편석지수(-)	플럭스성 결함지수(-)	기포·개재물량지수(-)	총합평가
비교예1	0	-	-	-	10	10	10	×
비교예2	0	-	-	-	7.0	9.5	9.5	×
비교예3	0.1	도4	삼상	5	0	5.1	2.5	×
비교예4	0.1	도4	삼상	10	0	8.0	3.2	×
비교예5	0.1	도4	삼상	20	0	9.5	2.8	×
실시예1	0.1	도2	단상	0.05	0	3.9	1.4	△
실시예2	0.1	도2	단상	0.10	0	3.1	1.0	Ｏ
실시예3	0.1	도2	단상	5	0	3.2	1.2	Ｏ
실시예4	0.1	도2	단상	60	0	0.2	0.9	Ｏ
실시예5	0.1	도3	단상	5	0	0.2	0.6	Ｏ
실시예6	0.1	도3	단상	20	0	0.1	0.5	Ｏ
실시예7	0.1	도3	단상	60	0	0.2	0.8	Ｏ
실시예8	0.1	도3	단상	65	0	3.2	3.0	△

자장인가조건									강판조사결과		비고
No.	상극				하극				표면결함지수	가공균열지수
	교류 자장			직류 자장	교류 자장			직류 자장
	형	강도	주파수	강도	형	강도	주파수	강도
1	-	0 T	-	0.3 T	-	0 T	-	0.3 T	0.3	0.2	비교예
2	이동형	0.08 T	2 Hz	0 T	-	0 T	-	0.3 T	0.3	0.2	비교예
3	이동형	0.08 T	2 Hz	0.3 T	-	0 T	-	0 T	0.2	0.3	비교예
4	이동형	0.08 T	2 Hz	0.3 T	-	0 T	-	0.3 T	0.2	0.2	비교예
5	이동형	0.08 T	2 Hz	0.3 T	이동형	0.08 T	2 Hz	0.3 T	0.2	0.1	비교예
6	고정형	0.08 T	5 Hz	0.3 T	고정형	0.08 T	5 Hz	0.3 T	0.05	0.05	실시예
이동형:이동자장 극 간격 500 ㎜ ; 삼상교류통전 고정형:단상교류통전

C	Si	Mn	P	S	Al	Ti
0.0015	0.02	0.08	0.015	0.004	0.04	0.04

(단, 단위는 % 임)

	폭중앙에서의 자속밀도(T)	t0 (초)	t1 (초)	표면편석지수(-)	플럭스성 결함지수 (-)	개재물량지수(-)
비교예1	0	0	-	3.2	10	10
비교예2	0	0	-	3.0	9.5	9.5
비교예3	0.1	0	-	6	5.1	7.5
비교예4	0.2	0	-	7.5	2.5	4.5
비교예5	0.3	0	-	10	1.1	2.8
실시예1	0.3	0.05	0.05	0	4.2	2.2
실시예2	0.1	0.10	0.15	0	3.1	1.0
실시예3	0.1	2	2	0	3.2	1.5
실시예4	0.3	10	7	0	0.2	0.5
실시예5	0.3	10	5	0	0.2	0.6
실시예6	0.3	30	20	0	0.1	0.5
실시예7	0.3	20	30	0	0.2	0.8
실시예8	0.3	30	32	0	3.2	3.0

자장인가조건									강판조사결과		비고
No.	상극				하극				표면 결함 지수	가공 균열 지수
	교류 자장			직류 자장	교류 자장			직류 자장
	이동형	강도	주파수	강도	이동형	강도	주파수	강도
1		0 T	-	0.3 T		0 T	-	0.3 T	0.3	0.2	비교예
2	A 형	0.08 T	3 Hz	0 T	A 형	0 T	-	0.3 T	0.3	0.2	비교예
3	A 형	0.08 T	3 Hz	0.3 T	A 형	0 T	-	0 T	0.2	0.3	비교예
4	A 형	0.08 T	3 Hz	0.3 T	A 형	0 T	-	0.3 T	0.2	0.2	비교예
5	A 형	0.08 T	3 Hz	0.3 T	A 형	0.08 T	3 Hz	0.3 T	0.2	0.1	비교예
6	A 형	0.08 T	3 Hz	0.3 T	A 형	0.08 T	3 Hz	0.3 T	0.05	0.05	실시예

Claims (15)

1. 금속의 연속주조방법에 있어서, 주형내 용탕에 비이동 진동자계를 인가하여 그 용탕에 진동만을 여기하며, 상기 비이동 진동자계는 주조 폭 방향의 강도분포파형의 위상이 일정방향으로 이동하지 않는 교류자계인 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비이동 진동자계는, 철심에 코일을 장착하여 이루어지는 전자석을 주형두께 양측에서 대향시켜 주형폭방향으로 배열하고, 각 코일에 단상교류전류를 통전하여 만들어지는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 철심은, 개개로 분리된 단철심 또는 코일장착부로서의 빗살부 (櫛齒部) 를 갖는 빗형상 철심인 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 단상교류전류는, 주파수가 0.10 ∼ 60 ㎐ 인 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
5. 용융금속을 주형에 연속주조하는 장치에 있어서,

   주형내 용탕에 비이동 진동자계를 인가하여 그 용탕에 진동만을 여기하는 수단을 구비하고, 철심에 코일을 장착하여 이루어진 전자석이 주형두께 양측에서 대향하여 주형폭방향으로 배열되고, 각 코일에 0.10∼60 ㎐ 의 단상교류전류가 통전되는 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속주조장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 철심은, 개개로 분리된 단철심 또는 코일장착부로서의 빗살부를 갖는 빗형상 철심인 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속주조방장치.
7. 제 1 항에 있어서, 주조두께방향으로 직류자장과 비이동 진동자계를 발생시키는 교류자장을 중첩하여 인가하는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 자장은, 침지노즐 토출구의 상방 또는 추가로 하방에 대향 형성한 1 쌍 이상의 자극으로부터 인가하는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
9. 용융금속을 주형에 연속주조하는 장치에 있어서,

   직류자장을 발생시키는 직류전류를 흘려보내는 코일과 비이동 진동자계를 발생시키는 주파수 60Hz 이하의 교류전류를 흘려보내는 코일이 공통의 철심에 감겨 있고, 상기 철심이, 상기 자장의 방향과 주조두께방향이 일치하도록 주형에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속주조장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 철심의 자극은 침지노즐 토출구의 상방 또는 추가로 하방에서 1 쌍 이상 대향하는 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속주조장치.
11. 금속의 연속주조방법에 있어서, 주조두께방향으로 정자계를 간헐 인가하는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 간헐 인가는 온시간 t1 = 0.10 ∼ 30 , 오프시간 t0 = 0.10 ∼ 30 초로 행해지는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 정자계는 용탕표면에 인가되는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
14. 금속의 연속주조방법에 있어서,

    침지노즐 토출구보다 상방 및 하방의 부위에, 직류자장과 교류자장을 중첩하여 주조두께방향으로 인가하고, 상기 교류자장을 주조폭의 양단으로부터 중심을 향하여 좌우대칭으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 금속의 연속주조방법.
15. 용융금속을 주형에 연속주조하는 장치에 있어서,

    침지노즐 토출구보다 상방 및 하방의 부위에 자장을 인가하는 수단을 포함하고, 주조폭의 양단으로부터 중심을 향하여 좌우대칭으로 이동하는 교류자장을 발생시키는 코일과 직류자장을 발생시키는 코일이 공통의 철심에 감겨 있고, 상기 철심이, 자장의 방향과 주조두께방향이 일치하도록 주형의 주조두께방향 양측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속주조장치.

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