KR100804681B1 - Guide roll used for centrifugal casting and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR100804681B1 KR1020060122821A KR20060122821A KR100804681B1 KR 100804681 B1 KR100804681 B1 KR 100804681B1 KR 1020060122821 A KR1020060122821 A KR 1020060122821A KR 20060122821 A KR20060122821 A KR 20060122821A KR 100804681 B1 KR100804681 B1 KR 100804681B1
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백응률
배은재
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영남대학교 산학협력단
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    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium

Abstract

A continuous casting guide roll using centrifugal casting method and a manufacturing method thereof are provided, wherein the continuous casting guide roll satisfies sufficient hardening capability and mechanical properties even at a high temperature and has excellent wear resistance by developing an alloy capable of controlling microstructure such that 5% or less of a ferrite fraction is contained in the alloy. A manufacturing method of a continuous casting guide roll using centrifugal casting method comprises the steps of: (a) preparing molten iron having a composition comprising 11 to 12 wt.% of Cr, 0.12 to 0.15 wt.% of C, 2 to 3 wt.% of Ni, 1 to 1.5 wt.% of Mo, 0.5 to 1 wt.% of Mn, 0.2 to 0.81 wt.% of Si, 0.4 to 0.6 wt.% of Cu, 0.4 to 0.5 wt.% of W, 0.2 to 0.4 wt.% of V, 0.2 to 0.3 wt.% of Nb, 0.05 to 0.2 wt.% of N, and the balance of Fe and other inevitable impurities; (b) injecting the prepared molten iron into a mold of a centrifugal casting machine; (c) rotating the mold until the molten iron is solidified; (d) separating a casting from the mold; and (e) air cooling the casting. The manufacturing method further comprises a step(f) of preheating the mold to a temperature range of 400 to 450 deg.C prior to the step(b). The manufacturing method further comprises a step(g) of heat-treating the casting after performing the step(e).

Description

원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 및 그 제조방법{Guide Roll used for Centrifugal casting And Manufacturing Method thereof}Guide roll used for Centrifugal casting And Manufacturing Method

도 1은 일반적인 연주공정의 연속주조기의 평면도.1 is a plan view of a continuous casting machine of a typical playing process.

도 2는 원심주조기를 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a centrifugal caster.

도 3은 본 발명에 따른 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법의 일실시예를 나타낸 블록도.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a method for producing a playing guide roll using the centrifugal casting method according to the present invention.

도 4는 금형의 회전 속도에 따른 개재물의 분포를 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the distribution of inclusions according to the rotational speed of the mold.

도 5는 본 발명에 따른 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 블록도.Figure 5 is a block diagram showing another embodiment of the production guide roll production method using a centrifugal casting method according to the present invention.

도 6 내지 도 8은 표 1 시편의 기계적 특성을 나타낸 그래프.6 to 8 are graphs showing the mechanical properties of the Table 1 specimen.

도 9는 표 1 시편의 경도값을 나타낸 그래프.9 is a graph showing the hardness value of the specimen in Table 1.

도 10은 표 1의 시편 1의 조직사진.FIG. 10 is a tissue photograph of Specimen 1 in Table 1. FIG.

도 111은 본 발명(시편 3)에 따른 시편의 조직사진.111 is a tissue photograph of a specimen in accordance with the present invention (Psalm 3).

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

10 : 금형(Mold) 20 : 연주 가이드롤10: Mold 20: playing guide roll

30 : 주편 40 : 연속주조기30: cast 40: continuous casting machine

110 : 원심금형 120 : 롤러110: centrifugal mold 120: roller

130 : 주형 140 : 모터130: mold 140: motor

150 : 원심주조기150: centrifugal casting machine

Sa ~ Sg : 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법의 각 단계Sa ~ Sg: Each step of the method of manufacturing the performance guide roll using the centrifugal casting method

본 발명은 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 원심주조법을 이용하여 철강의 제조공정중의 하나인 연주공정에 이용되는 연속주조기용 연주 가이드롤의 페라이드 분율을 5% 이하로 낮추어 기계적 특성 및 내마모성을 향상시킨 연주가이드롤 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a performance guide roll using the centrifugal casting method and a method of manufacturing the same. More specifically, by using centrifugal casting method, the performance guide roll for lowering the feride fraction of the performance guide roll for continuous casting machine used in one of the manufacturing processes of steel to 5% or less, improving the mechanical properties and wear resistance, and It relates to a manufacturing method.

일반적으로 철강의 제조공정은 크게 제선공정, 제강공정, 연주공정 및 압연공정으로 이루어진다. 상기 제선공정은 철광석 중의 산소를 제거하고 철광석을 용해하여 선철로 제조하는 공정이며, 상기 제강공정은 상기 제선공정을 거친 선철의 불순물을 제거함으로써 강을 제조하는 공정이고, 상기 연주공정은 연속주조기를 통과하면서 액체 상태의 철강을 소정의 형태를 갖는 슬래브, 블룸 또는 빌릿과 같은 중간 소재를 제조하는 공정이며, 상기 압연공정은 사용목적에 맞도록 강판이나 선재 등으로 가공/변형하는 공정이다.In general, the manufacturing process of steel is largely composed of a steel making process, steelmaking process, casting process and rolling process. The iron making process is a process of removing oxygen in iron ore and melting iron ore to produce pig iron, and the steel making process is a process of manufacturing steel by removing impurities of pig iron which has been subjected to the iron making process, and the casting process is a continuous casting machine It is a process of manufacturing intermediate materials, such as slab, bloom, or billet, having a predetermined form of steel in a liquid state while passing, and the rolling process is a process of forming / modifying a steel sheet or a wire to meet the intended use.

한편, 상기 연주공정에 이용되는 연속주조기를 도 1에 도시하였다.On the other hand, the continuous casting machine used in the playing process is shown in FIG.

상기 연속주조기(40)는 용강을 소정의 형상으로 제조하기 위한 금형(10)(Mold), 상기 주형을 통과한 주편(30)을 안내하는 연주가이드 롤러(20)로 이루어진다.The continuous casting machine 40 is composed of a mold (10) (Mold) for producing molten steel in a predetermined shape, the play guide roller 20 for guiding the slab 30 passed through the mold.

본 발명의 연주 가이드롤은 상기 연주가이드 롤러의 재료로 연주공정의 핵심부품이다. 상기 연주 가이드롤러는 고온의 주편과 접촉에 의해 가열과 냉각이 반복되는 열피로를 받고 있으며, 고온인 주편과 지속적인 접촉으로 인해 열피로 크랙, 열간 마모, 형태 변형, 불화물 부식과 같은 문제점이 발생된다. 특히, 상기 연주 가이드롤은 냉각능력의 한계에 따라 특정 부분은 약 500℃의 고온에 노출될 뿐만 아니라 상기 주편의 냉각을 위한 냉각수의 접촉에 의해 고온영역과 저온영역이 반복됨으로써 열피로를 받게 되며 상기 주편이 일정시간 이상 정체 시에는 더욱 높은 온도를 견뎌내야 하고, 상기 주편 자체의 하중을 견딜 만큼의 강도가 요구된다.The playing guide roll of the present invention is a core part of the playing process with the material of the playing guide roller. The playing guide roller is subjected to thermal fatigue in which heating and cooling are repeated by contact with a hot cast steel, and problems such as thermal fatigue crack, hot wear, shape deformation, and fluoride corrosion are generated due to continuous contact with the hot cast steel. . In particular, the playing guide roll is exposed to high temperatures of about 500 ° C. due to the limitation of cooling capacity, and is subjected to thermal fatigue by repeating the high temperature region and the low temperature region by contact of the cooling water for cooling the cast steel. When the slab is stagnated for a predetermined time or more, it must withstand higher temperatures and is required to withstand the load of the slab itself.

따라서 상기 연속주조기의 가이드롤러의 재료는 고온에서도 높은 항복강도를 갖고 열팽창 정도가 낮아야 하며 경도, 내부식성 및 연성이 높아야하는 조건이 모두 만족해야한다. 만약 상기 요구 조건이 불충족 될 경우, 주편의 두께 편차 발생, 표면 품질 저하, 생산성 저하의 발생 및 상기 연주 가이드롤의 수명단축에 의한 제조원가의 상승을 가져오는 문제점이 있다.Therefore, the material of the guide roller of the continuous casting machine should have a high yield strength even at high temperatures, low thermal expansion, and satisfies all conditions of high hardness, corrosion resistance and ductility. If the requirements are not satisfied, there is a problem in that the thickness variation of the cast steel, the surface quality is lowered, the productivity is lowered, and the production cost is increased by shortening the life of the playing guide roll.

이에 따라, 상기 연속주조기의 연주 가이드롤에서 요구되는 특성을 만족시키면서 연주 가이드롤의 수명을 증가시키기 위한 다양한 기술이 제안된 바 있다. Accordingly, various techniques have been proposed for increasing the life of the performance guide roll while satisfying the characteristics required in the performance guide roll of the continuous casting machine.

일반적으로 연주 가이드롤의 재료로는 마르텐사이트계 스테인리스강이 이용 되고 있으나 상기 마르텐사이트계 스테인리스강을 대형부품 전체에 적용하는 것은 경제적으로 어려운 점이 많으므로 제조원가를 낮추기 위하여 대부분의 제철소에서 용접을 이용한 방법이 이용되고 있다.In general, martensitic stainless steel is used as a material for the performance guide roll. However, it is difficult to apply the martensitic stainless steel to a large part as a whole. Therefore, welding is used in most steel mills to reduce manufacturing costs. Is used.

상기 용접을 이용한 방법 중, 일반적으로 기본 롤 재료에 410, 420, 423 등의 마르텐사이트계 스테인리스강 재료를 육성용접(Overlay molding)에 의해 피복하는 방법이 널리 이용되고 있다.Among the methods using welding, a method of coating martensitic stainless steel materials such as 410, 420, and 423 on the basic roll material by overlay molding is widely used.

그러나 상기 육성용접에 의한 방법은 기본 롤 재료와 마르텐사이트계 스테인리스강의 박리, 비드와 같은 표면결함 및 균열이 발생되는 등의 결합이 발생되는 문제점이 지적되어 기존의 문제점을 완벽히 해결했다 할 수 없다.However, the above-described method by the above-mentioned welding welding method has been pointed out that a problem occurs such that peeling of the base roll material and martensitic stainless steel, surface defects such as beads and cracks are generated, and thus the existing problems cannot be completely solved.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 페라이트의 분율이 5% 이하가 되도록 미세조직을 제어할 수 있는 합금을 개발하여 고온에서도 충분한 경화능력과 기계적 성질을 만족하며, 내마모성이 우수한 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to develop an alloy that can control the microstructure so that the fraction of the ferrite is 5% or less to achieve sufficient curing ability and mechanical properties even at high temperatures The present invention provides a performance guide roll using a centrifugal casting method which is satisfactory and excellent in wear resistance, and a method of manufacturing the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법은 a) Cr : 11~12 중량%, C : 0.12~0.15 중량%, Ni : 2~3 중량%, Mo : 1~1.5 중량%, Mn : 0.5~1 중량%, Si : 0.2~0.81 중량%, Cu : 0.4~0.6 중량%, W : 0.4~0.5 중량%, V : 0.2~0.4 중량%, Nb : 0.2~0.3 중량%, N : 0.05~0.2 중량%, 잔부가 Fe 및 기타 불가치 불순물인 조성의 용탕을 제조하는 단계; b) 상기 제조된 용탕을 원심주조기의 금형에 주입하는 단계; c) 상기 용탕의 응고가 완료될 때까지 금형을 회전하는 단계; d) 상기 금형에서 주형을 분리하는 단계; e) 상기 주형을 공냉하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing a performance guide roll using the centrifugal casting method of the present invention for achieving the above object is a) Cr: 11 ~ 12% by weight, C: 0.12 ~ 0.15% by weight, Ni: 2-3% by weight, Mo: 1 ~ 1.5 wt%, Mn: 0.5-1 wt%, Si: 0.2-0.81 wt%, Cu: 0.4-0.6 wt%, W: 0.4-0.5 wt%, V: 0.2-0.4 wt%, Nb: 0.2-0.3 wt% Preparing a molten metal having a composition of%, N: 0.05 to 0.2% by weight, the balance of Fe and other incurable impurities; b) injecting the prepared melt into a mold of a centrifugal casting machine; c) rotating the mold until solidification of the molten metal is completed; d) separating the mold from the mold; e) air cooling the mold; Characterized in that it comprises a.

또한, 상기 b) 단계 이전에 f) 상기 금형을 400~450 ℃로 예열하는 단계가 더 포함될 수 있다.In addition, f) before the step b) may further comprise the step of preheating the mold to 400 ~ 450 ℃.

또, 상기 e) 단계 이후에 g) 상기 주형을 열처리하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 g) 단계는 400~450℃로 템퍼링하는 것을 특징으로 한다.Further, after step e), g) heat treating the mold; It characterized in that it further comprises, the step g) is characterized in that tempering to 400 ~ 450 ℃.

아울러, 상기 b) 단계에서 용탕의 주입 온도는 1,550~1,600℃이고, 주입 속도는 4kg/sec인 것을 특징으로 하고, 상기 c) 단계에서 금형의 회전속도가 800~900 rpm 일 때, 100μm 이상인 개재물의 95% 이상이 내면으로부터 3mm 두께 영역에 존재하는 것을 특징으로 한다.In addition, the injection temperature of the molten metal in the step b) is 1,550 ~ 1,600 ℃, the injection speed is characterized in that 4kg / sec, when the rotational speed of the mold in the step c) 800 ~ 900 rpm, inclusions of 100μm or more More than 95% of the particles are present in the area of 3mm thickness from the inner surface.

또한, 상기 원심주조기는 수평형인 것을 특징으로 한다.In addition, the centrifugal caster is characterized in that the horizontal type.

한편, 본 발명의 연주 가이드롤은 Cr : 11~12 중량%, C : 0.12~0.15 중량%, Ni : 2~3 중량%, Mo : 1~1.5 중량%, Mn : 0.5~1 중량%, Si : 0.2~0.81 중량%, Cu : 0.4~0.6 중량%, W : 0.4~0.5 중량%, V : 0.2~0.4 중량%, Nb : 0.2~0.3 중량%, N : 0.05~0.2 중량%, 잔부가 Fe 및 기타 불가치 불순물로 이루어진 것을 특징으로 한다.On the other hand, the playing guide roll of the present invention is Cr: 11-12% by weight, C: 0.12-0.15% by weight, Ni: 2-3% by weight, Mo: 1-1.5% by weight, Mn: 0.5-1% by weight, Si : 0.2 to 0.81 wt%, Cu: 0.4 to 0.6 wt%, W: 0.4 to 0.5 wt%, V: 0.2 to 0.4 wt%, Nb: 0.2 to 0.3 wt%, N: 0.05 to 0.2 wt%, the balance is Fe And other incurable impurities.

아울러, 상기 연주 가이드롤은 95 부피% 이상의 마르텐사이트상이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 연주 가이드롤은 부피% 이하의 델타-페라이트상이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the performance guide roll is characterized in that the martensite phase of 95% by volume or more is formed, the performance guide roll is characterized in that the delta-ferrite phase of volume% or less is formed.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for producing a performance guide roll using the centrifugal casting method according to the present invention having the configuration as described above and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 원심주조법(Centrifugal casting)은 주조방법의 하나로 회전하는 금형의 원심력을 이용하는 방법이다.First, centrifugal casting is a method of using a centrifugal force of a rotating mold as one of casting methods.

상기 원심주조법은 회전하는 축의 방향에 따라 수평형과 수직형으로 나뉘어지며 본 발명의 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 및 그 제조방법은 수평형 원심주조기를 이용하는 것이 바람직하다.The centrifugal casting method is divided into a horizontal type and a vertical type according to the direction of the rotating axis, and the playing guide roll and the manufacturing method using the centrifugal casting method of the present invention is preferably a horizontal centrifugal casting machine.

도 2는 수평형 원심주조기(150)를 나타내는 도면으로 수평형 원심주조기(150)는 용강을 저장하고 주입하는 용강주입부; 모터(140)에 의해 회전하는 롤러(120); 상기 용강주입부로부터 용강을 공급받고 상기 롤러(120)의 상부에 위치하여 상기 롤러(120)의 회전에 의한 원심력을 이용하여 주형(130)을 제조하는 원심금형(110);을 포함하여 이루어진다. 본 발명은 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 및 그 제조방법을 제공하는 것이며, 상기 원심주조기(150)는 그 일예를 나타낸 것으로 원심주조법을 이용할 수 있는 기기라면 상기 도 2에 기재된 구성요소에 제한됨이 없이 이용할 수 있는 것은 당연하다.2 is a view showing a horizontal centrifugal casting machine 150, the horizontal centrifugal casting machine 150 is a molten steel injection unit for storing and injecting molten steel; A roller 120 rotated by the motor 140; And a centrifugal mold (110) for receiving the molten steel from the molten steel injection unit and placing the molten steel on the roller (120) to manufacture the mold (130) using the centrifugal force by the rotation of the roller (120). The present invention provides a performance guide roll using the centrifugal casting method and a manufacturing method thereof, the centrifugal casting machine 150 is an example of the device that can use the centrifugal casting method is not limited to the components described in FIG. Not surprisingly available.

도 3은 본 발명에 따른 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법의 일실 시예를 나타낸 블록도로 상기 도 3을 참조로 본 발명의 연주 가이드롤 제조방법을 설명하면, a) 용탕 제조 단계(Sa); b) 용탕 주입 단계(Sb); c) 금형 회전 단계(Sc); d) 주형 분리 단계(Sd); e) 주형 공냉 단계(Se); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.3 is a block diagram showing an exemplary embodiment of a method for producing a playing guide roll using the centrifugal casting method according to the present invention. Referring to FIG. 3, the method for producing a playing guide roll according to the present invention may include a) molten metal manufacturing step (Sa); b) molten metal injection step (Sb); c) mold rotation step Sc; d) mold separation step (Sd); e) mold air cooling step (Se); Characterized in that it comprises a.

상기 용탕 제조 단계(Sa)는 상기 Cr : 11~12 중량%, C : 0.12~0.15 중량%, Ni : 2~3 중량%, Mo : 1~1.5 중량%, Mn : 0.5~1 중량%, Si : 0.2~0.81 중량%, Cu : 0.4~0.6 중량%, W : 0.4~0.5 중량%, V : 0.2~0.4 중량%, Nb : 0.2~0.3 중량%, N : 0.05~0.2 중량%, 잔부가 Fe 및 기타 불가치 불순물인 조성을 갖는 용탕을 제조하는 단계이다. 상기 합금은 델타-페라이트의 생성을 억제하도록 설계된 조성으로 실험 결과를 후술한다.The molten metal manufacturing step (Sa) is 11% to 12% by weight of Cr, 0.12% to 0.15% by weight, 2% to 3% by weight of Ni, 1% to 1.5% by weight of Mo, 0.5% to 1% by weight of Mn, and Si. : 0.2 to 0.81 wt%, Cu: 0.4 to 0.6 wt%, W: 0.4 to 0.5 wt%, V: 0.2 to 0.4 wt%, Nb: 0.2 to 0.3 wt%, N: 0.05 to 0.2 wt%, the balance is Fe And a molten metal having a composition which is other incurable impurities. The alloy will be described later in the experimental results in a composition designed to inhibit the production of delta-ferrite.

상기 두 번째 단계인 용탕 주입 단계(Sb)는 상기 용탕 제조 단계(Sa)를 통해 제조된 용탕을 원심주조기의 금형에 주입하는 단계로, 이 때 용탕의 주입온도는 1,550~1,600℃이고, 상기 금형에 주입하는 속도는 4kg/sec 인 것이 바람직하다.The second step, the molten metal injection step (Sb) is a step of injecting the molten metal prepared by the molten metal manufacturing step (Sa) into a mold of a centrifugal casting machine, wherein the injection temperature of the molten metal is 1,550 to 1,600 ° C. It is preferable that the rate of injection into 4kg / sec.

상기 금형 회전 단계(Sc)는 상기 주입된 용탕의 응고가 완료될 때까지 상기 원심주조기의 금형을 회전하는 단계이며 이 때, 상기 금형의 회전속도는 800~900 rpm 인 것이 바람직하다.The mold rotation step (Sc) is a step of rotating the mold of the centrifugal caster until the solidification of the injected molten metal is completed, and the rotation speed of the mold is preferably 800 ~ 900 rpm.

도 4는 금형의 회전 속도에 따른 개재물의 분포를 나타낸 그래프로 도시된 바와 같이 100μm 이상의 크기를 갖는 개재물의 분포를 살펴보면 상기 원심주조기 금형의 회전속도가 800~900 rpm의 경우 내부에서 외부로부터 개재물이 분포하는 영역이 급격이 낮아져 100μm 이상인 개재물의 95% 이상이 내면으로부터 3mm 두께 영 역에 대부분이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제조되는 주형의 불순물을 제거하기 위해서는 금형의 회전속도가 800~900 rpm인 것이 바람직하다.Figure 4 is a graph showing the distribution of the inclusions according to the rotational speed of the mold as shown in the distribution of the inclusions having a size of 100μm or more when the rotational speed of the centrifugal casting machine mold is 800 ~ 900 rpm As the distribution area decreases sharply, it can be seen that more than 95% of the inclusions having a thickness of 100 μm or more exist in the 3 mm thickness area from the inner surface. That is, in order to remove impurities of the mold to be produced, the rotation speed of the mold is preferably 800 to 900 rpm.

상기 주형 분리 단계(Sd)는 상기 용탕이 응고되었을 때, 상기 금형에서 주형을 분리하는 단계이다.The mold separating step Sd is a step of separating the mold from the mold when the molten metal is solidified.

상기 주형 공냉 단계(Se)는 분리된 주형을 공냉하는 단계이다.The mold air cooling step Se is a step of air cooling the separated mold.

도 5는 본 발명에 따른 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 블록도로 상기 b) 단계 이전에 f) 금형 예열 단계(Sf); 및 상기 e) 단계 이후에 g) 열처리 단계(Sg); 가 더 포함된 실시예를 나타내었다.5 is a block diagram showing another embodiment of a method for producing a playing guide roll using the centrifugal casting method according to the present invention f) before the step b) mold preheating step (Sf); And g) heat treatment step (Sg) after step e); An embodiment is further included.

상기 금형 예열 단계(Sf)는 상기 금형을 주입(Sb)하기 이전에 상기 금형을 400~450 ℃로 예열하는 단계이며, 상기 열처리 단계(Sg)는 상기 주형의 공냉(Se) 단계 이후에 열처리 하는 단계로, 상기 열처리는 400~450℃의 온도로 템퍼링하는 것이 바람직하다.The mold preheating step (Sf) is a step of preheating the mold to 400 ~ 450 ℃ before the injection (Sb), the heat treatment step (Sg) is a heat treatment after the air cooling (Se) step of the mold In the step, the heat treatment is preferably tempered at a temperature of 400 ~ 450 ℃.

본 발명의 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤은 상술한 바와 같은 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하고 상기 제조방법에 의해 제조된 연주 가이드롤은 95% 이상의 마르텐사이트상이 형성되며, 5% 이하의 델타-페라이트(δ-ferrite)상이 형성되는 것을 특징으로 한다.The performance guide roll using the centrifugal casting method of the present invention is produced by the method as described above, the performance guide roll produced by the production method is 95% or more martensite phase is formed, 5% or less delta- A ferrite (δ-ferrite) phase is formed.

하기 표는 용탕의 함량을 달리한 3개의 시편이며, 시편 3이 본 발명의 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤의 용탕 조성에 해당된다.The following table shows three specimens with different melt contents, and specimen 3 corresponds to the melt composition of the playing guide roll using the centrifugal casting method of the present invention.

[표 1]TABLE 1

  Cr Cr C C Ni Ni MoMo Mn Mn Si Si Cu Cu WW V V Nb Nb N N 시편 1Psalm 1 11.511.5 0.120.12 22 0.60.6 0.950.95 0.380.38 0.240.24 0.40.4 0.010.01 0.280.28 0.010.01 시편 2Psalm 2 10.510.5 0.150.15 2.42.4 1One 0.540.54 0.110.11 0.070.07 0.40.4 0.070.07 0.270.27 0.150.15 시편 3Psalm 3 11.211.2 0.120.12 2.62.6 1.31.3 0.610.61 0.230.23 0.570.57 0.40.4 0.370.37 0.210.21 0.160.16

상기 세 개의 합금조성을 가지는 용탕을 각각 제조하고 금형을 430℃의 온도로 가열한 후 상기 용탕을 주입온도 1550~1600℃ 및 주입 속도 4kg/sec 로 원심주조기의 금형에 주입하였다. 상기 금형의 회전 속도는 800rpm을 3분 동안 유지하였으며, 상기 금형으로부터 주형을 분리하여 상온까지 공냉한 후 450℃의 온도로 템퍼링하였다.The molten metal having three alloy compositions was prepared, and the mold was heated to a temperature of 430 ° C., and then the molten metal was injected into the mold of the centrifugal caster at an injection temperature of 1550 to 1600 ° C. and an injection speed of 4 kg / sec. The rotational speed of the mold was maintained at 800rpm for 3 minutes, and the mold was separated from the mold, cooled to room temperature, and then tempered to a temperature of 450 ° C.

도 6 내지 도 8은 표 1 시편의 기계적특성을 나타낸 그래프로, 상기 도 6은 상기 시편 1의 기계적 특성을 나타내었고, 상기 도 7은 상기 시편 2의 기계적 특성을 나타내었으며, 상기 도 8은 본 발명의 합금조성을 갖는 시편 3의 기계적 특성을 나타내었다.6 to 8 are graphs showing the mechanical properties of the specimens of Table 1, FIG. 6 shows the mechanical characteristics of the specimen 1, FIG. 7 shows the mechanical characteristics of the specimen 2, and FIG. The mechanical properties of Specimen 3 having the alloy composition of the invention are shown.

도시한 바와 같이, 본 발명의 시편 3이 인장강도, 항복강도 및 연신율에서 우수한 성질을 보였으며 특히 템퍼링 온도가 450℃인 경우, 가장 높은 특성을 보였다.As shown, the specimen 3 of the present invention showed excellent properties in tensile strength, yield strength and elongation, especially when the tempering temperature is 450 ℃.

하기 표 2는 450℃에서 각 시편의 인장강도, 항복강도 및 연신율을 나타낸 표이다.Table 2 is a table showing the tensile strength, yield strength and elongation of each specimen at 450 ℃.

[표 2]TABLE 2

  인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 항복강도(MPa)Yield strength (MPa) 연신율(%)Elongation (%) 시편 1Psalm 1 12931293 12261226 0.830.83 시편 2Psalm 2 14981498 14531453 2.12.1 시편 3Psalm 3 15921592 13851385 1.481.48

도 9는 각 시편의 경도를 나타낸 표로 시편 3이 가장 우수한 특성을 갖으며 특히, 템퍼링 온도가 400~450℃인 영역에서 가장 높은 값을 확인할 수 있다.9 is a table showing the hardness of each specimen specimen 3 has the most excellent characteristics, in particular, the highest value in the region of the tempering temperature 400 ~ 450 ℃ can be confirmed.

또한, 상기 표 1의 합금 조성을 갖는 각각의 시편의 조직사진을 얻어 육안으로 확인가능한 델타-페라이트의 면적을 구해 델타-페라이트의 상분율을 구했으며, 육안으로 확인할 수 없는 잔류 오스테나이트의 상분률은 XRD(X-Ray Diffraction)방법을 기본으로 내부응력 등에 의한 회절강도의 감소로 인한 오차를 보완하기 위해 하기 식 1을 이용하여 구했으며, 전체 100%에서 델타-페라이트 및 오스테나이트상을 제외한 부분을 마르텐사이트 조직으로 판단하였다.In addition, by obtaining the tissue photograph of each specimen having the alloy composition of Table 1, the area of delta-ferrite, which is visible to the naked eye, was obtained, and the phase fraction of delta-ferrite was obtained. Based on the XRD (X-Ray Diffraction) method, the following equation 1 was used to compensate for the error caused by the reduction of the diffraction intensity due to internal stress, and 100% of the parts except the delta-ferrite and austenite phases were removed. Judging by martensite organization.

[식 1][Equation 1]

Figure 112006090342053-pat00001
Figure 112006090342053-pat00001

(V γ : 오스테나이트의 적분강도, : 페라이트의 적분강도, I γ : 오스테나이트의 적분강도, K : 상수)( V γ : integral strength of austenite, : integral strength of ferrite, I γ : integral strength of austenite, K : constant)

하기 표 3은 상술한 방법에 의해 측정된 각 시편의 상분율을 나타내었다.Table 3 below shows the percentage of each specimen measured by the method described above.

[표 3]TABLE 3

 (%)   (%) 델타-페라이트Delta-ferrite 잔류 오스테나이트Residual austenite 마르텐사이트Martensite 시편 1Psalm 1 16.416.4 2.72.7 80.980.9 시편 2Psalm 2 < 2<2 3.83.8 < 94.2<94.2 시편 3Psalm 3 < 1<1 3.73.7 < 95.3<95.3

상기 표 3에서 확인한 바와 같이 본 발명의 합금 조성을 가지는 시편 3은 델타-페라이트의 생성을 저하시켜 마르텐사이트상이 95% 이상으로 높게 나타내었으며, 이는 각 시편의 조직사진을 통해서도 확인가능하다.As confirmed in Table 3, the specimen 3 having the alloy composition of the present invention exhibited a high martensite phase of 95% or more due to a decrease in the production of delta-ferrite, which can be confirmed through the tissue photograph of each specimen.

도 10는 표 1의 시편 1의 조직사진이고, 도 11은 본 발명(시편 4)에 따른 시 편의 조직사진이다. 10 is a tissue photograph of the specimen 1 of Table 1, Figure 11 is a tissue photograph of the specimen according to the present invention (Psalm 4).

도 10에서는 델타-페라이트상을 바로 확인할 수 있으나, 도 10에서는 델타-페라이트상을 확인할 수 없다. 즉, 본 발명의 원심주조법을 이용한 연주가이드롤 및 그 제조방법은 상기 델타-페라이트를 제어하여 우수한 기계적 특성을 갖는 연주가이드롤을 제조할 수 있으며 원심주조법을 이용함으로써 제조원가를 절감하고 생산성을 높이게 된다.In FIG. 10, the delta-ferrite phase can be directly identified, but in FIG. 10, the delta-ferrite phase cannot be identified. In other words, the performance guide roll using the centrifugal casting method of the present invention and the manufacturing method thereof can control the delta-ferrite to produce a performance guide roll having excellent mechanical properties, and by using the centrifugal casting method to reduce the manufacturing cost and increase the productivity .

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

이에 따라 본 발명의 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 및 그 제조방법은 미세조직을 제어하도록 합금조성을 조절하여 높은 인장강도, 항복장도의 기계적성질을 만족하며, 높은 내식성을 갖도록 하여 우수한 특성을 갖는 연주 가이드롤을 제공하며, 연주 가이드롤의 제조에 있어서도 생산비용을 절감할 수 있고 생산성을 높인 효과가 있다. Accordingly, the playing guide roll using the centrifugal casting method of the present invention and the manufacturing method thereof are characterized by adjusting the alloy composition to control the microstructure, satisfying the mechanical properties of high tensile strength and yielding strength, and having a high corrosion resistance, thereby having a playing guide having excellent characteristics. Providing a roll, it is possible to reduce the production cost and increase the productivity in the production of the performance guide roll.

Claims (10)

a) Cr : 11~12 중량%, C : 0.12~0.15 중량%, Ni : 2~3 중량%, Mo : 1~1.5 중량%, Mn : 0.5~1 중량%, Si : 0.2~0.81 중량%, Cu : 0.4~0.6 중량%, W : 0.4~0.5 중량%, V : 0.2~0.4 중량%, Nb : 0.2~0.3 중량%, N : 0.05~0.2 중량%, 잔부가 Fe 및 기타 불가치 불순물인 조성의 용탕을 제조하는 단계;a) Cr: 11-12% by weight, C: 0.12-0.15% by weight, Ni: 2-3% by weight, Mo: 1-1.5% by weight, Mn: 0.5-1% by weight, Si: 0.2-0.81% by weight, Cu: 0.4-0.6% by weight, W: 0.4-0.5% by weight, V: 0.2-0.4% by weight, Nb: 0.2-0.3% by weight, N: 0.05-0.2% by weight, the balance of Fe and other incurable impurities Preparing a molten metal; b) 상기 제조된 용탕을 원심주조기의 금형에 주입하는 단계;b) injecting the prepared melt into a mold of a centrifugal casting machine; c) 상기 용탕의 응고가 완료될 때까지 금형을 회전하는 단계;c) rotating the mold until solidification of the molten metal is completed; d) 상기 금형에서 주형을 분리하는 단계;d) separating the mold from the mold; e) 상기 주형을 공냉하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법.e) air cooling the mold; Method for producing a playing guide roll using the centrifugal casting method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 b) 단계 이전에 f) 상기 금형을 400~450 ℃로 예열하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법.F) before the b) step further comprises the step of preheating the mold to 400 ~ 450 ℃ using the centrifugal casting method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 e) 단계 이후에 g) 상기 주형을 열처리하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법.G) heat treating the mold after step e); Method for producing a playing guide roll using the centrifugal casting method characterized in that it further comprises. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 g) 단계는 400~450 ℃로 템퍼링하는 것을 특징으로 하는 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법.The g) step is a performance guide roll manufacturing method using the centrifugal casting method, characterized in that tempering at 400 ~ 450 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 b) 단계에서 용탕의 주입 온도는 1,550~1,600 ℃이고, 주입 속도는 4kg/sec인 것을 특징으로 하는 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법.The injection temperature of the molten metal in the step b) is 1,550 ~ 1,600 ℃, the injection speed production method using the centrifugal casting method, characterized in that the 4kg / sec. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 c) 단계에서 금형의 회전속도가 800~900 rpm 일 때, 100μm 이상인 개재물의 95% 이상이 내면으로부터 3mm 두께 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는 원심주조법을 이용한 연주 가이드롤 제조방법.When the rotational speed of the mold in the step c) is 800 ~ 900 rpm, 95% or more of the inclusions of 100μm or more is present in the 3mm thickness region from the inner surface, characterized in that the playing guide roll manufacturing method using the centrifugal casting method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원심주조기는 수평형인 것을 특징으로 하는 연주 가이드롤 제조방법.The centrifugal caster is a playing guide roll manufacturing method, characterized in that the horizontal type. Cr : 11~12 중량%, C : 0.12~0.15 중량%, Ni : 2~3 중량%, Mo : 1~1.5 중량%, Mn : 0.5~1 중량%, Si : 0.2~0.81 중량%, Cu : 0.4~0.6 중량%, W : 0.4~0.5 중량%, V : 0.2~0.4 중량%, Nb : 0.2~0.3 중량%, N : 0.05~0.2 중량%, 잔부가 Fe 및 기타 불가치 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 연주 가이드롤.Cr: 11-12 wt%, C: 0.12-0.15 wt%, Ni: 2-3 wt%, Mo: 1-1.5 wt%, Mn: 0.5-1 wt%, Si: 0.2-0.81 wt%, Cu: 0.4-0.6% by weight, W: 0.4-0.5% by weight, V: 0.2-0.4% by weight, Nb: 0.2-0.3% by weight, N: 0.05-0.2% by weight, the balance consisting of Fe and other incurable impurities Playing guide roll. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 연주 가이드롤은 95 부피% 이상의 마르텐사이트상이 형성되는 것을 특징으로 하는 연주 가이드롤.The playing guide roll is a playing guide roll, characterized in that 95% by volume or more of the martensite phase is formed. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 연주 가이드롤은 5 부피% 이하의 델타-페라이트상이 형성되는 것을 특징으로 하는 연주 가이드롤.The playing guide roll is a playing guide roll, characterized in that the delta-ferrite phase of 5% by volume or less is formed.
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