KR101056315B1 - How to improve the surface quality of cast steel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스테인리스강의 연속주조 시 더미바 인발(drawing) 각속도를 제어하여, 초주편에 발생하는 내부 크랙을 저감하여 표면품질을 개선할 수 있는 주편의 표면품질 향상방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 용강을 주형에 주입하고, 더미바가 롤에 의해 인발되면서 주편을 응고시키는 스테인리스강의 연속주조에 의한 주편의 표면품질 향상방법에 있어서, 상기 더미바의 인발 시 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 3.0 이하로 제어한다. 이러한 구성에 의하여, 열연 후 열연코일에서 스캡(scab) 결함을 저감하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a method for improving the surface quality of a cast steel that can improve the surface quality by controlling the angular velocity of the dummy bar drawing during continuous casting of stainless steel, thereby reducing internal cracks generated in the ultra cast steel. In the molten steel according to the present invention, the method of improving the surface quality of the cast steel by continuous casting of stainless steel in which the dummy bar is solidified while the dummy bar is drawn by the roll, the instantaneous maximum angular velocity and average angular velocity The ratio is controlled to 3.0 or less. By this configuration, it is possible to reduce the scab defects in the hot rolled coil after hot rolling to improve the quality of the product.

주편, 표면품질, 더미바, 연속주조, 인발 각속도 Cast, surface quality, dummy bar, continuous casting, drawing angular velocity

Description

주편의 표면품질 향상방법{Method for improving surface quality of slab}Method for improving surface quality of slab}

본 발명은 주편의 표면품질 향상방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스테인리스강의 연속주조 시 더미바 인발 각속도를 제어하여, 초주편에 발생하는 내부 크랙을 저감하여 표면품질을 개선할 수 있는 주편의 표면품질 향상방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the surface quality of a cast steel, and more particularly, to control the dummy bar drawing angular velocity during continuous casting of stainless steel, to reduce the internal cracks generated in the ultra cast steel surface to improve the surface quality It is about quality improvement method.

주편은 다양한 방법에 의해 제조되는데, 그 중 가장 일반적인 방법이 연속주조방법이다. 연속주조방법은 잉곳을 슬래브·블룸·빌릿에 열간압연하는 분괴 공정이 생략됨으로써, 에너지가 절약되고, 조괴법에서 필요한 압탕(壓湯)이 없어도 되거나 수율이 향상된다. 또한, 냉각 속도가 빠르고 주물의 편석이 적게 되며, 지향성 응고 때문에 기포·수축공·비금속 개재물 등의 결함이 감소되어 주물의 품질이 향상된다.Cast steel is produced by a variety of methods, the most common of which is the continuous casting method. In the continuous casting method, the ingot process for hot rolling the ingot to the slab bloom billet is omitted, thereby saving energy, eliminating the need for hot water, and improving the yield. In addition, the cooling speed is fast and the segregation of castings is reduced, and directional solidification reduces defects such as bubbles, shrinkage holes, and non-metallic inclusions, thereby improving casting quality.

연속 주조 공정에 있어서, 주조 초기의 주편 품질을 정상 주조 시의 주편 품질과 비교하면, 주조 초기의 주편 품질이 저하된다는 문제점이 있다. 특히, 턴디 쉬 내에 있는 용강량이 적게 되면 턴디쉬 내에 용강을 둘 수 있는 시간이 짧아서 산화물계 비금속 개재물(이하, 개재물이라고 함)의 부상 분리에 악영향을 준다. 또한, 턴디쉬 내에서 용강이 산화되고 새롭게 개재물이 형성되고, 이러한 개재물이 턴디쉬로부터 주형 내에 주입되어 주편에 포집된다. 또한, 주조 개시 시에 턴디쉬 내의 용강의 온도가 저하되기 쉽고, 용강 중에 현탁한 개재물의 용강으로부터의 부상 분리가 나빠지는 것도 품질의 저하를 초래하는 원인이 된다.In the continuous casting process, there is a problem that the quality of the casting at the beginning of casting is lowered compared to the quality of the casting at the time of normal casting. In particular, when the amount of molten steel in the tundish is small, the time for placing the molten steel in the tundish is short, which adversely affects the floating separation of oxide-based nonmetallic inclusions (hereinafter, referred to as inclusions). In addition, molten steel is oxidized in the tundish and new inclusions are formed, and these inclusions are injected from the tundish into the mold and collected in the slab. In addition, the temperature of the molten steel in the tundish tends to be lowered at the start of casting, and worsening of the separation of the suspended solids from the molten steel suspended in the molten steel also causes the deterioration of quality.

그러나, 최근에 페라이트계 스테인리스강에서 초주편의 품질을 분석한 결과, 결함에서 비금속 개재물이 발견되지 않았고, 열연 가열로에서 재산화성 개재물만이 관찰되었다. 또한, 초주편에서 주편 표층하 20㎜에서 내부 크랙이 관찰되었다. 이러한 내부 크랙은 반응고 상태의 주편이 연속주조기 내를 이동함에 따라 발생할 수 있다. 일반적으로, 몰드와의 마찰, 롤 압력 부적절, 철정압, 연주기 롤 오정렬(misalignment) 및 벤딩들에 의하여 주편이 기계적인 응력이 작용하게 되면, 이러한 요인들에 의하여 내부 크랙이 발생되는 것으로 알려져 있었다. 이에 의해 상기의 요인들을 방지하기 위한 방법들이 다수 제시되어 왔다. 하지만, 더미바를 인발하는 롤과 더미바의 클램핑(clamping) 압력이 내부 크랙의 원인이 될 수 있으므로, 이에 대한 대책이 필요하다.However, the recent analysis of the quality of the cast iron in ferritic stainless steel showed that no non-metallic inclusions were found in the defect, and only reoxidable inclusions were observed in the hot-rolled furnace. In addition, internal cracks were observed in the cast steel at 20 mm below the surface layer of the cast steel. This internal crack may occur as the cast piece in the reaction state moves in the continuous casting machine. In general, it is known that internal cracks are caused by these factors when mechanical stress is applied to the cast slab by friction with the mold, inadequate roll pressure, iron static pressure, player roll misalignment, and bendings. Thereby, a number of methods for preventing the above factors have been proposed. However, a roll for drawing the dummy bar and a clamping pressure of the dummy bar may be the cause of the internal crack, so countermeasures are required.

따라서, 본 발명의 목적은 스테인리스강의 연속주조 시 더미바 인발 각속도를 제어하여, 초주편에 발생하는 내부 크랙을 저감하여 표면품질을 개선할 수 있는 주편의 표면품질 향상방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for improving the surface quality of a cast steel which can improve the surface quality by controlling the angular velocity of dummy bar drawing during continuous casting of stainless steel, thereby reducing internal cracks generated in the ultra cast steel.

본 발명에 따른 용강을 주형에 주입하고, 더미바가 롤에 의해 인발되면서 주편을 응고시키는 스테인리스강의 연속주조에 의한 주편의 표면품질 향상방법에 있어서, 상기 더미바의 인발 시 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 3.0 이하로 제어한다.In the molten steel according to the present invention, the method of improving the surface quality of the cast steel by continuous casting of stainless steel in which the dummy bar is solidified while the dummy bar is drawn by the roll, the instantaneous maximum angular velocity and average angular velocity The ratio is controlled to 3.0 or less.

또한, 상기 주편에 발생하는 열연결함이 제거된다.In addition, the thermal junction box generated in the cast steel is removed.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 스테인리스강의 연속주조 시 더미바 인발 각속도를 제어하여, 초주편에 발생하는 내부 크랙을 저감하여 표면품질을 개선함으로써, 열연 후 열연코일에서 스캡(scab) 결함을 저감하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by controlling the dummy bar drawing angular velocity during continuous casting of stainless steel, by reducing the internal cracks generated in the ultra-thin cast to improve the surface quality, the scab defects in the hot rolled coil after hot rolling Can be reduced to improve product quality.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 주편의 표면품질 향상방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail a method for improving the surface quality of the cast steel according to the present invention.

연속주조란, 용융금속을 바닥이 없는 주형에서 응고시키면서 연속적으로 뽑아내는 주조법이다. 이러한 연속주조가 행해지는 연속주조기는 턴디쉬·주형·2차 냉각대·핀치롤·절단기로 구성된다.Continuous casting is a casting method in which molten metal is drawn continuously while solidifying in a mold without a bottom. The continuous casting machine in which such continuous casting is performed consists of a tundish, a mold, a secondary cooling stand, a pinch roll, and a cutter.

본 발명에 따르면, 더미바의 인발(drawing) 시, 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 3.0 이하로 제어함으로써, 초주편에 발생하는 폭이 1~5㎜, 길이 100~5000㎜의 열연결함이 제거된다. 이에 의해 초주편에 발생하는 내부 크랙을 저감하여 표면품질이 개선되며, 열연 후 열연코일에서 스캡(scab) 결함을 저감시킬 수 있다.
여기서, 순간 최대 각속도는 롤의 회전이 시작된 이후 멈출 때까지 가장 빠르게 롤이 회전하는 순간이 있을 것이며, 이는 롤의 최초 회전속도에 따라 변경될 수 있다.According to the present invention, when drawing the dummy bar, by controlling the ratio of the instantaneous maximum angular velocity and the average angular velocity to 3.0 or less, the thermal connection of the width of 1 to 5 mm and the length of 100 to 5000 mm generated in the ultra cast steel Removed. As a result, surface cracks are improved by reducing internal cracks generated in the ultra cast, and scab defects in the hot rolled coil after hot rolling can be reduced.
Here, the instantaneous maximum angular velocity will be the moment the roll rotates the fastest until it stops after the roll starts to rotate, which can be changed according to the initial rotational speed of the roll.

이하, 본 발명의 제조조건과 그에 대한 한정 이유를 설명한다.Hereinafter, the manufacturing conditions of the present invention and the reason for limitation thereof will be described.

본 발명에서는 연속주조 중 더미바의 인발 시 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 3.0 이하로 제어하는데, 3.0을 초과하게 되면, 내부 크랙이 발생되기 때문이다. 즉, 더미바의 인발(drawing) 시 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 3.0 이하로 제어함으로써, 초주편에 발생하는 폭이 1~5㎜, 길이 100~5000㎜의 열연결함이 제거된다. 이에 의해 초주편에 발생하는 내부 크랙을 저감하여 표면품질이 개선되며, 열연 후 열연코일에서 스캡(scab) 결함을 저감시킬 수 있다.In the present invention, the ratio of the instantaneous maximum angular velocity and average angular velocity at the time of drawing the dummy bar during continuous casting is controlled to 3.0 or less, because when it exceeds 3.0, an internal crack occurs. That is, by controlling the ratio of the instantaneous maximum angular velocity and the average angular velocity at the time of drawing the dummy bar to 3.0 or less, the thermal junction boxes 1 to 5 mm wide and 100 to 5000 mm long are removed. As a result, surface cracks are improved by reducing internal cracks generated in the ultra cast, and scab defects in the hot rolled coil after hot rolling can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 더미바 인발 시의 연속주조기를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a continuous casting machine when the dummy bar is drawn according to the present invention.

도 1을 참조하여 연속주조 과정을 살펴보면, 먼저 연속주조기의 주형(2)과 2차 냉각대 영역에 더미바(6)를 삽입한다. 이후, 래들 내의 용강을 일단 턴디쉬로 주입하여 턴디쉬 내에 소정량의 용강이 존재하도록 한다. 그리고, 턴디쉬로부터 용강(3)을 침지노즐(2)을 통하여 주형(3)에 주입하고, 주형(1)에서 형성되어 응고된 주편(4)을 아래 방향으로 인발시킨다. 이때, 더미바(6)가 롤(5)에 의해 인발되면서 2차 냉각대의 노즐에서 분사하는 냉각수에 의해 주편을 응고시키면서 연속적으로 제조한다.Looking at the continuous casting process with reference to Figure 1, first insert the dummy bar (6) in the mold 2 and the secondary cooling zone region of the continuous casting machine. The molten steel in the ladle is then injected into the tundish once so that a predetermined amount of molten steel is present in the tundish. Then, the molten steel 3 is injected from the tundish into the mold 3 through the immersion nozzle 2, and the cast piece 4 formed and solidified in the mold 1 is drawn downward. At this time, while the dummy bar 6 is drawn out by the roll 5, it manufactures continuously, solidifying a slab with the cooling water sprayed from the nozzle of a secondary cooling stand.

연속주조기의 주형(1)은 조괴 주형과 달리 밑바닥이 없다. 따라서 주조 초기 주형(1)에 용강(3)을 주입할 때 용강(3)이 노출되지 않도록 막아주는 바닥이 필요하며 그 역할을 하는 것이 더미바(6)이다. 더미바(6)의 끝부분, 즉, 주형(1) 바닥에 상당하는 부분을 더미바헤드라 하며 초기 용강(3)은 이 부분에서 응고되어 더미바(6)와 결합되고 롤(5)에 의해 인발된다.The mold (1) of the continuous casting machine has no bottom unlike the ingot mold. Therefore, when the molten steel 3 is injected into the initial casting mold 1, a bottom for preventing the molten steel 3 from being exposed is required, and the dummy bar 6 plays a role. The end of the dummy bar 6, that is, the portion corresponding to the bottom of the mold 1, is called a dummy bar head, and the initial molten steel 3 solidifies at this part, is joined to the dummy bar 6, and is attached to the roll 5. By drawing.

본 발명의 주형(1)에 삽입된 더미바(6)를 초주편과 함께 효과적으로 인발하기 위해서는 더미바(6)와, 더미바(6)를 인발하는 롤(5)의 접촉이 원활하여 미끄럼 없이 주편과 더미바(6)를 인발할 수 있어야 한다. 이처럼 효과적으로 인발하기 위하여 롤(5)과 더미바(6)의 마찰이 최대가 되도록 롤(5)과 더미바(6)를 강한 압력으로 상하 양쪽으로 잡은 후 롤(5)을 회전시켜 인발하게 된다. 이때, 롤(5)의 회전 시 순간 각속도가 최대가 되면 응고 중에 있는 주편의 응고 계면 부근에서 크랙이 발생하게 되어 주편에 내부크랙이 존재하게 된다.In order to effectively draw out the dummy bar 6 inserted into the mold 1 of the present invention together with the ultrathin slab, the contact between the dummy bar 6 and the roll 5 drawing the dummy bar 6 is smooth and without slipping. It shall be possible to draw the cast and dummy bars (6). In order to effectively draw out in such a way that the friction between the roll 5 and the dummy bar 6 is maximized, holding the roll 5 and the dummy bar 6 up and down with a strong pressure, the roll 5 is rotated and drawn out. . At this time, when the instantaneous angular velocity is maximized during the rotation of the roll 5, cracks are generated in the vicinity of the solidification interface of the slab being solidified, so that an internal crack exists in the slab.

즉, 각 세그먼트(segment)에서 잡아주는 롤(5)이 더미바(6)를 너무 세게 잡 아주게 되면 핀치롤이 회전하기 위해서 강한 토오크가 작용하게 된다. 토오크가 강하게 되면 회전하는 거리는 동일하더라도 순간 각속도가 높아서 초주편 응고계면에서 크랙이 발생하게 되는 것이다. 실제 페라이트계 스테인리스강의 연속주조 시 더미바를 잡아주는 압력은 정상주편을 잡아주는 압력에 비해 5~7배까지 크다. 본 발명자는 이것이 내부크랙을 발생하게 되는 원인이 됨을 여러 번의 주조 후 그 현상의 분석을 통하여 발견하였다. 이에 따라, 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 제어하여 초주편 품질 개선 방법을 개발하였다.That is, when the roll 5 holding each segment holds the dummy bar 6 too hard, a strong torque acts to rotate the pinch roll. If the torque becomes strong, even if the rotational distance is the same, the instantaneous angular velocity is high, causing cracks in the surface of the cast iron. Actually, the pressure holding the dummy bar during continuous casting of ferritic stainless steel is up to 5 ~ 7 times higher than the pressure holding the normal cast. The inventors found out that this causes the occurrence of internal cracks through the analysis of the phenomenon after several castings. Accordingly, we developed a method for improving ultra cast quality by controlling the ratio between the instantaneous maximum angular velocity and the average angular velocity.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

(실시예)(Example)

본 발명자는 초주편 결함을 방지하기 위해서 더미바 인발 시 롤의 순간 각속도를 제어하는 것이 중요하며, 이를 위해서 더미바 인발과 롤의 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 측정하는 실험을 통하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 조건을 확립하였다.The inventors of the present invention are important to control the instantaneous angular velocity of the roll during the dummy bar drawing to prevent defects of the ultra-thin cast, and for this purpose, through the experiment to measure the ratio between the instantaneous maximum angular velocity and the average angular velocity of the dummy bar drawing and the roll. Established conditions to achieve the purpose.

[표 1]에 본 발명에 따른 발명재 및 비교재의 롤 순간최대 각속도와 평균 각속도의 비에 따른 크랙 개수를 나타내었다.Table 1 shows the number of cracks according to the ratio of the roll instantaneous maximum angular velocity and average angular velocity of the invention and the comparative material according to the present invention.

구분division 순간최대 각속도와
평균 각속도의 비Instantaneous maximum angular velocity
Ratio of average angular velocity 크랙 개수
(ea/500㎟)Crack count
(ea / 500㎡) 비고Remarks 종래재Conventional 4.304.30 2525 내부 크랙 발생Internal cracks 발명재 1Invention 1 2.232.23 00 양호Good 발명재 2Invention Material 2 3.503.50 00 양호Good 비교재 1Comparative material 1 4.124.12 1010 내부 크랙 발생Internal cracks 비교재 2Comparative material 2 3.563.56 22 내부 크랙 발생Internal cracks 비교재 3Comparative material 3 3.543.54 33 내부 크랙 발생Internal cracks

롤의 순간 최대 각속도 및 평균 각속도는 인발하는 핀치롤의 회전 신호를 A/D 컨버터(converter)로 입력받아서 측정하였다. 그리고, 내부에 발생된 크랙을 확인하기 위해서 초주편의 횡단면의 시편을 채취한 후, 표층에서 표층하 50㎜까지 크랙의 존재 여부를 현미경으로 관찰하였다.The instantaneous maximum angular velocity and average angular velocity of the roll were measured by receiving the rotation signal of the pinch roll being drawn out by the A / D converter. Then, in order to confirm the cracks generated inside, after taking the specimen of the cross section of the ultra cast, the presence of cracks from the surface layer to the surface 50mm below the surface layer was observed under a microscope.

종래재에서는 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비가 4.30으로 내부 크랙이 발생되었다. 이때, 열연 후 코일의 초주편 상단에서 길이 방향으로 9.5m까지 넓이 1~5㎜ 정도의 스캡 형상의 결함이 발생하였다.In the prior art, an internal crack occurred at a ratio of instantaneous maximum angular velocity and average angular velocity of 4.30. At this time, after the hot rolling, a scap-shaped defect of about 1 to 5 mm in width was generated from the upper end of the coil piece of the coil to 9.5 m in the longitudinal direction.

또한, 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 발명재 1과 2에서처럼 각각 2.23과 3.50으로 한 경우에 주편을 조사한 결과, 내부 크랙을 발견할 수 없었으며, 열연재도 정상코일로 판정되었다.In addition, when the ratio of the instantaneous maximum angular velocity and average angular velocity was set to 2.23 and 3.50, respectively, as in Inventive Materials 1 and 2, the cracks were not found, and the hot rolled material was also judged to be a normal coil.

그러나, 비교재 1, 2에서 보듯이 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 4.12와 3.56 및 3.54로 했을 때, 내부 크랙이 각각 10개, 2개 및 3개가 발생하였다.However, when the ratios of the instantaneous maximum angular velocity and the average angular velocity were 4.12, 3.56 and 3.54 as shown in Comparative Materials 1 and 2, 10, 2 and 3 internal cracks occurred, respectively.

이러한 실험을 통하여 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비가 3.50 이하에서 내부 크랙이 제거할 수 있는 것을 알 수 있으며, 조업 상에 편차가 발생할 수 있으므로, 순간 최대 각속도와 평균 각속도의 비를 3.0 이하로 하는 것이 합리적이다.Through these experiments, it can be seen that the internal crack can be removed when the ratio between the instantaneous maximum angular velocity and the average angular velocity is less than 3.50, and deviations may occur during operation. Reasonable.

본 발명에 따르면, 스테인리스강의 연속주조 시 더미바 인발(drawing) 각속도를 제어하여, 초주편에 발생하는 주편에 발생하는 폭이 1~5㎜, 길이 100~5000㎜의 열연결함을 제거함으로써, 표면품질을 개선할 수 있다.According to the present invention, by controlling the angular velocity of the dummy bar drawing during continuous casting of stainless steel, by removing the thermal junction box having a width of 1 to 5 mm, length 100 to 5000 mm generated on the cast steel surface, Can improve the quality.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 더미바 인발 시의 연속주조기를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a continuous casting machine when the dummy bar drawing according to the present invention.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

1 : 침지노즐 2 : 주형1: Immersion nozzle 2: Mold

3 : 미응고 용강 4 : 응고 쉘3: unsolidified molten steel 4: solidified shell

5 : 롤 6 : 더미바5: roll 6: dummy bar

Claims (2)

용강을 주형에 주입하고, 더미바가 롤에 의해 인발되면서 주편을 응고시키는 스테인리스강의 연속주조에 의한 주편의 표면품질 향상방법에 있어서,In the method of improving the surface quality of the cast steel by continuous casting of stainless steel injecting molten steel into the mold, and the dummy bar is drawn by the roll to solidify the cast steel, 상기 더미바의 인발 시, 상기 롤의 회전 신호를 A/D 컨버터(converter)로 입력받아서 측정함에 의해 상기 롤의 순간 최대 각속도와 상기 롤의 평균 각속도의 비를 3.0 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 주편의 표면품질 향상방법.When the dummy bar is drawn, the ratio of the instantaneous maximum angular velocity of the roll and the average angular velocity of the roll is controlled to 3.0 or less by measuring the rotational signal of the roll by an A / D converter. How to improve the surface quality of cast steel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주편에 발생하는 열연결함이 제거되는 것을 특징으로 하는 주편의 표면품질 향상방법.Method for improving the surface quality of the cast steel, characterized in that the thermal junction generated in the cast steel is removed.
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