KR101320359B1 - 열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열연코일과 같은 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측하기 위한 열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 주조 중인 용강의 성분함량을 분석하는 단계와, 상기에서 분석된 용강의 성분 중 Cu와 Sn의 함량을 곱한 후 N의 함량을 나누어서 성분분석지수를 산출하는 단계, 및 상기 성분분석지수(CAI)를 설정된 관계식에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하고 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 단계를 제공한다.

Description

열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법{DEVICE FOR PREDICTING EDGE DEFECT OF HOT-ROLLED STEEL SHEET COIL AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 에지결함 발생 예측에 관한 것으로, 특히 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측하기 위한 열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

제강을 위한 로(furnace)에는 고로와 전기로 등이 있다. 고로는 용광로라고도 하는 데, 철석으로부터 선철(銑鐵)을 만드는데 사용되는 노이다. 전기로는 로체 내부에 철스크랩 및 소성탄 등을 장입한 후 고순도의 산소를 일측에서 취입하여 용융된 용강에 함유된 탄소, 망간, 규소, 인, 황 등을 산화 연소시킨다. 이때, 상기 산화물은 석회에 의해 슬래그화하여 제거되고, 탈인과 탈산이 병행되므로 인과 산소의 함유량이 낮은 강이 제조된다.

전기로는 전극봉에 고전류를 통전시켜 고열의 아크열을 발생시키고, 이를 통해 장입된 철스크랩 등을 용해시키게 된다. 이와 같이 용해된 용강은 정련 공정을 거쳐 연속주조기로 공급된다.

연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.

연속주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 연주주편으로 형성하는 연주용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 연주주편을 이동시키는 다수의 핀치롤 등을 포함한다. 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 연주주편으로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 연주주편은 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조된다. 슬라브와 같은 주편은 압연 공정을 거쳐 최종 제품인 열연코일로 제조된다.

관련된 선행기술로는 한국특허공개 제2011-414호(공개일; 2011. 01. 03)가 있다.

본 발명은 전기로와 LF 2차정련, 연주 및 압연 공정을 통해 생산되는 열연코일과 같은 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측하기 위한 열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 에지결함 예측 장치는, 주조 중인 용강의 성분함량이 저장되는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 Cu와 Sn의 함량을 곱한 후 N의 함량을 나누어서 성분분석지수를 산출하고, 산출된 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출한 후 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 중앙처리부;를 포함할 수 있다.

관계식

여기서,

는 0.04 내지 0.06 사이의 값이고,

는 0.70 내지 0.75 사이의 값임.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 에지결함 예측 방법은, 주조 중인 용강의 성분함량을 분석하는 단계; 상기에서 분석된 용강의 성분 중 Cu와 Sn의 함량을 곱한 후 N의 함량을 나누어서 성분분석지수를 산출하는 단계; 및 상기 성분분석지수(CAI)를 상기기 관계식에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하고, 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 단계;를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 용강의 성분 중 Cu는 0초과~0.30wt% 미만이고, Sn은 0초과~0.05wt%미만이며, N은 40ppm~120ppm이며, 상기 용강은 전기로를 통해 제강된 것일 수 있다.

또한, 용강은 C가 0초과~0.06wt% 미만이고, Mn이 0초과~0.30wt% 미만이며, B는 10ppm~30ppm인 저탄소, 저망간 및 보론이 첨가된 강일 수 있다.

상기 성분분석지수(CAI)를 산출할 때, 상기 에지결함지수와 유사한 범위의 지수값을 얻기 위해 Sn의 함량에 상수를 곱할 수 있으며, 상기 상수는 '10'일 수 있다.

상기 열연코일은 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조된 것일 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 저탄소, 저망간 및 보론 첨가강을 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 주조할 때, 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측함으로써, 에지결함을 저감시킬 수 있는 기반을 조성하였다.

또한, 코일 에지부의 톱귀결함 발생에 미치는 용강 내 성분 영향도를 통해 품질 향상을 위한 성분관리 범위를 도출하는 것이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일의 에지결함 예측 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 열연코일의 에지결함(톱귀결함)을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 에지결함 예측 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명에 의한 성분분석지수와 에지결함지수 간의 상관관계를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.

연속주조(continuous casting)는 용융금속을 바닥이 없는 몰드(Mold)에서 응고시키면서 연속적으로 주편 또는 강괴(steel ingot)를 뽑아내는 주조법이다. 연속주조는 정사각형, 직사각형 또는 원형 등 단순한 단면형의 긴 제품과 주로 압연용 소재인 슬라브, 블룸 또는 빌릿을 제조하는 데 이용된다.

연속주조기는 도시된 바와 같이, 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 핀치롤(70), 그리고 절단기(90)를 포함할 수 있다.

래들(Ladle, 10)은 정련공정을 통해 강 성분함량이 조성된 용강이 수용되어 있다.

턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 래들(10)은 한 쌍으로 구비되어, 교대로 용강을 받아서 턴디쉬(20)에 공급하게 된다. 턴디쉬(20)에서는 몰드(30)로 흘러드는 용융금속의 공급 속도조절, 각 몰드(30)로 용융금속 분배, 용융금속의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물(介在物)의 분리 등이 이루어진다.

몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리제이며, 수강된 용강이 1차 냉각되게 한다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 슬라브를 제조하는 경우에, 몰드(30)는 한 쌍의 장벽과, 장벽들을 연결하는 한 쌍의 단벽을 포함한다. 여기서, 단벽은 장벽보다 작은 넓이를 가지게 된다. 몰드(30)의 벽들, 주로는 단벽들은 서로에 대하여 멀어지거나 가까워지도록 회전되어 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가질 수 있다.

몰드(30)는 몰드에서 뽑아낸 연주주편이 일정 모양을 유지하고, 아직 응고가 덜 된 용융금속이 유출되지 않게 강한 응고각(凝固殼) 또는 응고쉘(Solidified Shell, 81)이 형성되도록 하는 역할을 한다. 수냉 구조에는 구리관을 이용하는 방식, 구리블록에 수냉홈을 뚫는 방식, 수냉홈이 있는 구리관을 조립하는 방식 등이 있다.

몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이션(oscillation, 왕복운동)되며, 오실레이션시 몰드(30)와 응고쉘(81)과의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 파우더(Powder)와 같은 윤활제가 이용된다. 파우더는 몰드 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 응고쉘의 윤활뿐만 아니라 몰드 내 용융금속의 산화/질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다.

2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각한다. 1차 냉각된 용강은 지지롤(60)에 의해 응고각이 변형되지 않도록 유지되면서, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 직접 냉각된다. 연주주편의 응고는 대부분 상기 2차 냉각에 의해 이루어진다.

인발장치(引拔裝置)는 연주주편이 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(70)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤(70)은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다.

연속적으로 생산되는 연주주편은 소정의 절단기(미 도시됨)에 의해 일정한 크기로 절단된다.

즉, 용강(M)은 래들(10)에 수용된 상태에서 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화/질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.

턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스톱퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스톱퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다.

몰드 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 연주주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.

핀치롤(70)이 완전히 응고된 연주주편(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 연주주편(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 연주주편(80)이 일 지점(85)에 이르면, 연주주편(80)은 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 연주주편(80)은 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나누어진다.

이와 같이 연속주조기를 통해 만들어진 박슬라브는 압연공정을 거쳐 최종 제품인 열연 코일이나 후판 등으로 제조된다. 연주공정을 통해 생산되는 박슬라브의 두께는 40 내지 100mm 정도가 될 수 있고, 압연공정을 거쳐 생산되는 열연코일의 두께는 1 내지 20mm 정도가 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일의 에지결함 예측 장치를 나타낸 도면으로서, 예측 장치(100)는 샘플러(110), 성분분석기(120), 저장부(130), 입력부(140), 중앙처리부(150) 및 표시부(160)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 에지결함은 톱귀 결함(Saw Mark Defect)을 의미한다.

샘플러(110)는 정련공정이나 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)의 용강에 침적되어 용강의 일부를 채취한다.

성분분석기(120)는 샘플러(110)를 통해 채취된 용강의 성분함량을 분석한다. 용강 내 성분함량은 조업시 정련공정에서 이미 정해지는 값이다. 만일, 정련공정에서 용강 내 성분함량을 분석하지 않았을 경우 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에 수용된 용강에서 샘플을 채취하여 분석하면 용강 중 성분함량을 쉽게 알 수 있다. 이와 같이 분석된 성분함량은 열연코일의 에지결함을 예측하기 위한 중앙처리부(150)로 전달될 수 있다.

저장부(130)는 연속주조기를 통해 주조 중인 용강의 성분함량이 중앙처리부(150)의 제어에 따라 저장된다. 이와 같은 성분함량은 성분분석기(120)를 통해 네트워크를 통해 전달될 수도 있지만, 소정의 입력부(140)를 통해 사용자에 의해 입력될 수도 있다.

중앙처리부(150)는 저장부(130)에 저장된 Cu, Sn 및 N의 함량을 이용하여 성분분석지수를 산출하고, 산출된 성분분석지수(CAI; Component Analysis Index)를 하기의 관계식 1에 대입하여 에지결함지수(SDI; Saw mark Defect Index)를 산출한 후 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측할 수 있다. 여기서, 중앙처리부(150)는 Cu와 Sn의 함량을 곱한 후 N의 함량을 나누어서 성분분석지수를 산출하고, 산출된 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식 1에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출한다. 성분분석지수를 구할 때 Cu와 Sn의 단위는 wt%일 수 있고, N의 단위는 ppm일 수 있다.

관계식 1

여기서,

는 0.04 내지 0.06 사이의 값을 갖는 관계상수이고,

는 0.70 내지 0.75 사이의 값을 갖는 관계상수이다.

중앙처리부(150)는 성분분석지수를 산출할 때 Cu 및 Sn의 성분함량을 곱하게 되는 데, 이때 성분분석지수의 에지결함지수와 유사한 대표 지수값을 얻기 위하여 Sn의 함량에 상수를 곱하게 된다. 여기서, 상수는 '10'이 될 수 있다.

표시부(160)는 산출된 에지결함지수 및 이를 통해 예측된 에지결함 발생 정도를 중앙처리부(150)의 제어에 따라 문자 또는 그래프로 디스플레이할 수 있다.

일반적으로 전기로에 투입되는 스크랩에는 유해원소(Tramp element)가 함유되어 있는 데, 유해원소는 철강제품의 품질에 악영향을 미치는 미량원소를 총칭하며, 래들로(LF) 2차정련 공정에서도 제거하기가 쉽지 않다. 유해원소의 종류는 대부분 비철 원소로서, 합금원소(alloying element; Cr, Ni, Mo, Nb, Ti, V), 불순물(impurity element; P, S, O, N), 잔여원소(residual element; Cr, Ni, Mo, Co, Pb, Sn, Sb, As, Cu, P) 등으로 구분하기도 한다.

유해원소 중 특히 구리(Cu), 주석(Sn)이 다량 함유된 스크랩을 사용할 때와 B(Boron)첨가시 강 중의 질소함량이 많을 때(입계에 BN석출물이 생성됨), 도 2와 같이 열연코일의 에지부의 표면에 톱날 모양의 결함(Saw Mark Defect)이 발생된다. 강중에 B를 첨가하는 이유는 압연 후 열연코일의 강도를 제어하기 위함인데, B는 화학적 특성상 강 중에 존재하는 질소와 결함(vacancy)하게 된다. 이렇게 결함된 물질(BN)은 응고 중 조직내 결정입계에 석출이 되게 되는 데, 그 석출 온도는 대략 1000℃ 정도이다. 그런데, 연속주조기에서 배출되는 슬라브의 표면온도가 1000℃ 이하이므로 코너부를 시작으로 중심부 표면까지 BN이 석출되고, 이후 열연코일의 에지부에 결함을 유발하게 된다. 이러한 형태의 결함 발생시 정상제품으로 판매가 불가능할 수 있다.

따라서, 연속주조기를 통해 제조되는 열연코일은 에지결함지수가 기준값 이하로 관리되어야만 하며, 예측된 에지결함지수가 기준값을 초과할 경우 N의 성분 제어가 필요한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일의 에지결함 예측 과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보고자 한다.

먼저, 전기로와 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정을 통해 제조된 용강은 연속주조기로 공급되고, 도 1과 같은 연속주조기에서는 공급된 용강을 박슬라브로 제조하게 된다(S11, S12).

한편, 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정이나 연주공정의 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에서 샘플러(110)를 통해 용강의 일부가 채취되고, 채취된 용강은 성분분석기(120)를 통해 성분함량이 분석된다(S13). 이와 같이 분석된 주조 중인 용강의 성분함량은 성분분석기(120)나 입력부(140)를 통해 전달 또는 입력받아 저장부(130)에 저장된다(S14).

여기서, 용강은 기본적으로 전기로에서 철스크랩을 통해 제조되어 래들로 2차정련을 통해 연주공정으로 공급된 강이다. 그리고, 용강은 연주공정에서 40 내지 100mm 정도의 두께를 갖는 박슬라브(Thin Slab)로 제조되고 압연공정을 통해 1 내지 20mm 두께의 열연코일로 제조된다. 또한, 용강은 C가 0초과~0.06wt%미만이고, Mn이 0초과~0.30wt%미만이며, B(Boron)가 10ppm~30ppm인 저탄소, 저망간 및 보론이 첨가된 강이다. 즉, 본 발명에 의한 에지결함 예측은 기본적으로 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조된 열연코일 또는 후판을 대상으로 할 수 있다.

이어, 중앙처리부(150)는 저장부(130)에 저장된 용강의 성분 중 Cu와 Sn의 함량을 곱한 후 N의 함량을 나누어서 성분분석지수(CAI)를 산출하게 된다(S16). 이때, 성분분석지수는 에지결함지수와 유사한 범위의 지수값을 얻기 위하여 Sn의 함량에 상수를 곱하게 된다. 여기서, 성분분석지수(CAI)는 하기 관계식 2에 의해 산출될 수 있으며, 상수(a)는 '10'이 될 수 있다. 여기서, 상수(a)는 에지결함지수의 지수값의 범위와 연동되어 변경될 수도 있다.

관계식 2

여기서, Cu와 Sn의 단위는 wt%이고, N의 단위는 ppm인 데, 예컨대 강 중 N의 함량이 0.005wt%일 경우 분모의 값은 0.005[wt%]가 아니라 50[ppm]이 되는 것이다. N을 wt% 단위가 아니라 ppm 단위를 사용하는 이유는, 예측 관계식을 ppm 단위에서 모델링했기 때문이다.

한편, 중앙처리부(150)는 상기의 성분분석지수를 산출(S16)하기 전에, 저장부(130)에 저장된 성분함량 중 C가 0.06wt% 미만이고, Mn이 0.30wt% 미만이며, B가 10ppm~30ppm이 첨가된 강인지를 판단할 수도 있다. 그리고, 중앙처리부(150)는 Cu가 0초과~0.30wt% 미만이고, Sn이 0초과~0.05wt%미만이고, S가 0초과~0.02wt%미만이고, N이 40ppm~120ppm인지를 더 판단할 수 있다(S15). 이는 기본적으로 본 발명의 예측 시스템은 상기의 성분함량을 만족하는 저탄소, 저망간 및 보론 함유강에 적용되기 때문이다.

중앙처리부(150)는 상기 관계식 2에 의해 성분분석지수를 구한 후(S16), 구해진 성분분석지수(CAI)를 상기 관계식 1에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하게 된다(S17). 도 5에서와 같이 성분분석지수(CAI)와 에지결함지수(SDI)는 다른 조업조건이 동일한 상태에서 대략 반비례 관계를 가진다. 성분분석지수(CAI)와 에지결함지수(SDI)의 상관식은 "

"이다.

도 5에서 도트는 실제의 에지결함 발생 지수이고, 실선은 본 발명에 의한 예측된 에지결함 발생 지수로서, 실제와 예측모델이 다소 일치하는 것으로 나타났다. 여기서, CAI와 SDI의 상관관계에 따른 제1 계수(

)는 0.04 내지 0.06 사이의 값이 될 수 있고, 제2 계수(

)는 0.70 내지 0.75 사이의 값이 될 수 있다. 예컨대, 제1 계수(

)는 '0.05'이고, 제2 계수(

)는 '0.725'가 될 수 있다. 결론적으로 예측모델 정확도(R²)가 대략 79% 정도로 우수하게 나타났다. 즉, 성분분석지수(CAI)를 알면, 최종의 에지결함지수(SDI)를 산출할 수 있고, 에지결함지수(SDI)를 통해 에지결함 발생 정도를 예측할 수 있게 된다(S18).

본 발명에서 에지결함지수(SDI)는 1Heat 생산시에 실제로 발생된 열연코일 전체의 에지결함 평점 평균값을 지수화 처리하여 나타낸 값이다. 여기서, 1Heat는 1개의 래들(10)에 담긴 용강의 주조를 의미한다. 즉, 에지결함 평점은 실제 에지결함 정도를 임의의 등급으로 분류하여 평가된 점수를 의미한다. 실제 제품의 품질을 1등급(고품질)부터 5등급(저품질)으로 분류할 경우, 표면 엄격재의 경우 에지결함 발생 정도(에지결함지수)가 낮은 1등급(SDI가 0.5미만)으로 주조되어야 한다.

즉, 에지결함지수(SDI)의 경우 대략 0.5 미만에서는 문제가 없지만, 0.5 이상일 경우는 제품 판매가 문제가 될 수 있다. 이와 같이 중앙처리부(150)는 에지결함지수를 통해 에지결함 발생 가능성을 실시간으로 예측하고, 예측된 결과를 도 5과 같은 그래프로 표시부(160)를 통해 디스플레이하거나 예측된 에지결함이 설정된 기준값(예를 들면, '0.5')을 초과할 경우 소정의 경보수단을 통해 경보음을 출력할 수도 있다.

실제 테스트에 의한, CU, Sn 및 N의 함량에 따른 성분분석지수(CAI)와 에지결함지수(SDI)를 나타내면 아래 표 1과 같다.

SDI	CAI	Cu 평균(wt%)	Sn 평균(wt%)	N 평균(ppm)
0.73	40~60	0.07	0.005	70
0.54	60~80	0.08	0.006	68
0.59	80~100	0.09	0.007	67
0.45	100~120	0.10	0.008	67
0.51	120~140	0.10	0.008	62
0.56	140~160	0.10	0.009	62
0.36	160~180	0.11	0.010	62
0.26	180~200	0.11	0.009	55

본 발명에서는 에지결함지수(SDI)가 0.5 미만을 만족하는 성분 제어 필요가 필요한 데, 표 1에서와 같이 용강 내 N의 함량이 60ppm 이상인 구간에서는 에지결함지수(SDI)가 0.5이하인 것과 0.5이상인 것이 공존하여 불안정한 반면, N이 60ppm이하인 구간에서 에지결함지수(SDI)가 0.26으로 대폭 저감되는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명에서는 에지결함지수를 예측하고 예측된 에지결함지수가 설정된 기준지수보다 높을 경우에는, 제강공정의 2차 정련에서 탈가스 공정을 통해 N의 함량을 60ppm 이하로 낮춤으로써, 열연코일의 에지 결함을 저감시킬 수 있다.

상기와 같은 에지결함 예측 방식은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10: 래들 20: 턴디쉬
30: 몰드 51: 파우더층
60: 지지롤 65: 스프레이
70: 핀치롤 80: 연주주편
81: 응고쉘 82: 미응고 용강
90: 절단기 91: 절단 지점
100: 예측 장치 110: 샘플러
120: 성분분석기 130: 저장부
140: 입력부 150: 중앙처리부
160: 표시부

Claims (10)

1. 주조 중인 용강의 성분함량이 저장되는 저장부; 및
   상기 저장부에 저장된 Cu와 Sn의 함량을 곱한 후 N의 함량을 나누어서 성분분석지수를 산출하고, 산출된 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식1에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출한 후 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 중앙처리부;를 포함하고,
   상기 성분분석지수(CAI)는 하기 관계식2에 의해 산출되는 열연코일의 에지결함 예측 장치.
   관계식1
   

   

   
   여기서,

   

   는 0.04 내지 0.06 사이의 값이고,

   

   는 0.70 내지 0.75 사이의 값임.
   관계식2
   

   

   
   
2. 삭제
3. 주조 중인 용강의 성분함량을 분석하는 단계;
   상기에서 분석된 용강의 성분 중 Cu와 Sn의 함량을 곱한 후 N의 함량을 나누어서 성분분석지수를 산출하는 단계; 및
   상기 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식1에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하고, 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 단계;를 포함하고,
   상기 성분분석지수(CAI)는 하기 관계식2에 의해 산출되는 열연코일의 에지결함 예측 방법.
   관계식1
   

   

   
   여기서,

   

   는 0.04 내지 0.06 사이의 값이고,

   

   는 0.70 내지 0.75 사이의 값임.
   관계식2
   

   

   
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 용강의 성분 중 Cu는 0초과~0.30wt% 미만이고, Sn은 0초과~0.05wt%미만이며, N은 40ppm~120ppm인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 용강은 전기로를 통해 제강된 것인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
   
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 용강은 C가 0초과~0.06wt% 미만이고, Mn이 0초과~0.30wt% 미만이며, B는 10ppm~30ppm인 저탄소, 저망간 및 보론이 첨가된 강인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 3에 있어서,
   상기 열연코일은 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조된 것인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
   
10. 삭제

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