KR101185210B1 - 슬라브의 단면가로크랙 방지방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬라브의 단면가로크랙 방지방법에 관한 것으로, 용강의 냉각상태를 실시간으로 파악하고, 그에 따라 응고완료점을 산출하여 응고완료점의 위치가 언벤딩부와 일치하지 않도록 주조속도를 제어함으로써 용강의 응고완료시점에 언벤딩력이 작용하지 않도록 할 수 있게 된다.
따라서, 슬라브의 단면가로크랙 발생을 방지할 수 있게 됨으로써 슬라브 및 이를 이용한 최종제품들의 품질이 향상되는 효과가 있다.
단면가로크랙, 언벤딩부

Description

슬라브의 단면가로크랙 방지방법{method for protecting a sectional horizontal crack of slab}
본 발명은 슬라브의 단면가로크랙 방지방법에 관한 것으로, 특히 주조속도 조절을 통해 단면가로크랙의 발생을 방지할 수 있도록 된 슬라브의 단면가로크랙 방지방법에 관한 것이다.
제강공정에서 목적하는 성분 조성 및 온도로 처리된 액상의 용강은 연속주조설비를 통과하면서 냉각되어 고상의 슬라브로 응고된다.
연속주조설비(도 1 참조)에서 액상의 용강은 먼저 몰드(1)를 통과하면서 20% 정도 응고되고, 이후 스트랜드(2)를 통과하면서 나머지 80%가 완전히 냉각되어 전술한 바와 같이 고상의 슬라브가 된다.
한편, 주조과정에서는 여러 가지 원인에 의해 슬라브에 크랙이 발생하는데, 그 중 슬라브의 단면에 횡방향(슬라브의 폭방향)으로 발생되는 단면가로크랙은 스트랜드(2)에서 액체상태의 용강이 완전히 고체상태로 변하는 지점에서, 즉, 용강의 응고완료시점에 외부응력이 크랙이 발생하는 임계 응력을 초과하여 작용할 경우 발생하게 된다.
상기 스트랜드(2)에서 슬라브에 작용하는 외부응력은 세그먼트롤의 미스얼라인먼트, 응고완료전 슬라브 표면의 벌징(bulging), 언벤딩(unbending)력 등에 의해 작용한다.
그 중에서도 응고완료점의 위치와 단면가로크랙의 발생 관계를 분석해본 결과 언벤딩부(3)에서 용강의 응고가 완료될 경우 즉, 용강의 응고완료점이 상기 언벤딩부(3)내에 위치할 경우 다량의 단면가로크랙이 발생하는 것을 알 수 있었다.
상기 단면가로크랙은 중간재인 슬라브의 내부에 위치하여 이후 슬라브를 압연하여 다양한 형강제품을 제조할 때 제품에 중대 결함을 유발하게 되는 원인이 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 슬라브의 내부에 단면가로크랙이 발생하지 않도록 하여 슬라브의 품질 및, 슬라브를 이용하여 생산되는 최종제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 된 슬라브의 단면가로크랙 방지방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
용강의 제강성분과 턴디쉬내 용강온도와 몰드내 용강온도 및 스트랜드 구간별 용강온도를 수집하는 제강 및 냉각데이터 수집단계와;
상기 제강 및 냉각데이터 수집단계에서 수집된 데이터들과 응고쉘 두께 예측 모델을 이용하여 응고쉘 두께를 계산하고, 그로부터 응고완료점(a)을 산출하는 응고완료점 산출단계와;
상기 응고완료점과 언벤딩부(b~c)의 위치를 비교하여 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부를 판단하는 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계와;
상기 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계에서 응고완료점과 언벤딩부의 위치가 겹칠 경우(b < a < c ) 설정된 감속값만큼 주조속도를 감속시키고, 응고완료점과 언벤딩부의 위치가 겹치지 않을 경우 주조속도를 유지하는 주조속도 조절단계;
를 포함한다.
또한, 상기 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계에서, 언벤딩부에 조정값(d)을 부여하여 언벤딩부를 확장시킴으로써 응고완료점과 언벤딩부의 위치 겸침 여부를 (b-d) < a < (c+d)의 관계 성립 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,
용강의 냉각상태를 실시간으로 파악하고, 그에 따라 응고완료점을 산출하여 응고완료점의 위치가 언벤딩부와 일치하지 않도록 주조속도를 제어함으로써 용강의 응고완료시점에 언벤딩력이 작용하지 않도록 할 수 있게 된다.
따라서, 슬라브의 단면가로크랙 발생을 방지할 수 있게 됨으로써 슬라브 및 이를 이용한 최종제품들의 품질이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 연속주조 시스템의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 순서도이다.
본 발명은 제강 및 냉각데이터 수집단계(S1)와, 응고완료점 산출단계(S2)와, 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계(S3)와, 주조속도 조절단계(S4)를 포함한다.
연속주조설비에는 생산되는 슬라브의 상태를 실시간으로 파악하고 그에 대응하기 위하여 다양한 데이터를 수집하고, 그 데이터를 연산처리하며, 그 결과에 따라 연주설비의 동작을 제어하는 총괄적인 제어시스템이 이미 구축되어 있다.
본 발명은 그러한 제어시스템을 이용한다.
상기 제강 및 냉각데이터 수집단계(S1)에서는 제강데이터와 냉각데이터를 수집한다.
제강데이터는 제강성분과 턴디쉬내 용강온도이고, 냉각데이터는 1차냉각데이터와 2차냉각데이터로서 1차냉각데이터는 몰드(1) 냉각수의 양과 그 공급온도(inlet) 및 배출온도(outlet)이고, 2차냉각데이터는 스트랜드(2)의 위치별 냉각수량과 에어량이다.
상기의 제강데이터와 1,2차냉각데이터를 슬라브 100mm 단위로 수집한다.
상기 응고완료점 산출단계(S2)에서는 상기 제강 및 냉각데이터 수집단계(S1)에서 수집된 데이터들을 기마련되어 있는 슬라브의 응고쉘(응고가 진행되는 슬라브 내측에서 고체화 된 부분) 두께 예측 모델에 적용하여 응고쉘 두께를 계산하고, 그로부터 응고완료점(고상율이 1이 되는 지점)을 산출한다.
이후, 상기 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계(S3)에서는 산출된 응고완료점과 언벤딩부를 비교하여 양자의 겹침여부 즉, 언벤딩부의 범위 내부에 응고완료점이 위치하는지를 판단한다.
이때 산출된 응고완료점을 a라 하고, 언벤딩부(3)의 범위를 b~c라 하면, b < a < c 일 경우 언벤딩부내에 응고완료점이 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 응고완료점과 언벤딩부의 겹침 현상을 보다 확실하게 회피할 수 있도록 하기 위하여 상기 언벤딩부의 범위를 실제의 범위(b~c)보다 일정 영역 확장하여 적용하는 것이 가능하다.
그 확장분을 조정값 d라 하면, 응고완료점과 언벤딩부의 겸침 판단은 (b-d) < a < (c+d)의 관계 성립 여부에 따라 가능하다.
상기와 같은 판단과정을 거친 후, 상기 주조속도 조절단계(S4)에서는 이전 단계에서 응고완료점이 언벤딩부의 내부에 속해 있는 것으로 판단된 경우에는 주조속도를 감속시키는 제어 작동을 실시하고, 그렇지 않으면 주조속도를 그대로 유지한다.
상기 응고완료점과 언벤딩부의 일치 여부를 판단하고, 그에 따라 연주설비 내의 주조속도제어기를 작동시켜 주조속도를 제어하는 일련의 제어 행위는 연주설비의 주제어부(main PLC)에서 이루어진다.
주조속도 제어시 그 감속값 α는 프로그램 설계시 적정값으로 설정된다.
상기와 같이 응고완료점과 언벤딩부가 상호 겹치게 될 경우, 설정된 감속값만큼 주조속도를 감속시켜 응고완료점이 언벤딩부에 위치하지 않도록-즉, 응고완료점이 언벤딩부를 회피하도록 함-함으로써 용강의 응고완료 시점에 언벤딩력이 작용하지 않게 되어 슬라브의 단면가로크랙 발생을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 슬라브 및 슬라브를 이용해 제조되는 다양한 최종 제품의 품질이 향상된다.
도 1은 연속주조 시스템의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 몰드 2 : 스트랜드
3 : 언벤딩부

Claims (2)

  1. 용강의 제강성분과 턴디쉬내 용강온도와 몰드내 용강온도 및 스트랜드 구간별 용강온도를 수집하는 제강 및 냉각데이터 수집단계와;
    상기 제강 및 냉각데이터 수집단계에서 수집된 데이터들과 응고쉘 두께 예측 모델을 이용하여 응고쉘 두께를 계산하고, 그로부터 응고완료점(a)을 산출하는 응고완료점 산출단계와;
    상기 응고완료점과 언벤딩부(b~c)의 위치를 비교하여 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부를 판단하는 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계와;
    상기 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계에서 응고완료점과 언벤딩부의 위치가 겹칠 경우(b < a < c ) 설정된 감속값만큼 주조속도를 감속시키고, 응고완료점과 언벤딩부의 위치가 겹치지 않을 경우 주조속도를 유지하는 주조속도 조절단계;를 포함하고,
    상기 응고완료점과 언벤딩부의 일치여부 판단단계에서, 언벤딩부에 조정값(d)을 부여하여 언벤딩부를 확장시킴으로써 응고완료점과 언벤딩부의 위치 겸침 여부를 (b-d) < a < (c+d)의 관계 성립 여부에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 슬라브의 단면가로크랙 방지방법.
  2. 삭제
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KR101748946B1 (ko) * 2015-08-19 2017-06-19 현대제철 주식회사 연속주조방법

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