KR101400044B1 - Method for controlling casting speed in continuous casting - Google Patents
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Abstract
본 발명은 몰드 출구측의 응고쉘 두께를 결정하여 설정하는 단계와, 현재 몰드 전열량(HF)을 도출하는 단계와, 상기에서 결정된 응고쉘 두께와 현재 몰드 전열량을 이용하여 최대 주속을 산출하는 단계와, 상기에서 산출된 최대 주속으로 현재 주속을 제어하는 단계를 포함하는 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a mold, comprising the steps of: determining and setting the thickness of the solidification shell on the mold exit side; deriving the current mold heat transfer amount (HF); calculating the maximum peripheral velocity using the determined solidification shell thickness and the current mold heat quantity And controlling the current peripheral speed to the maximum peripheral speed calculated in the step of controlling the casting speed in the performance process.
Description
본 발명은 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법에 관한 것으로, 최대 주속을 산출하여 주조속도를 제어할 수 있는 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a casting speed control method in a performance process, and more particularly, to a casting speed control method in a performance process capable of controlling a casting speed by calculating a maximum peripheral speed.
일반적으로, 연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.In general, a continuous casting machine is a machine which is produced in a steel making furnace, receives molten steel transferred to a ladle by a tundish, and supplies it to a mold for a continuous casting machine to produce a cast steel having a predetermined size.
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 핀치롤을 포함한다.The continuous casting machine includes a ladle for storing molten steel, a casting mold for forming a tundish and a molten steel that is guided in the tundish first to form a cast slab having a predetermined shape, and a casting member connected to the mold, A plurality of pinch rolls.
다시 말해서, 상기 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.In other words, molten steel introduced from the ladle and the tundish is formed into a cast slab having a predetermined width, thickness and shape in the mold and is transported through the pinch roll, and the slab transferred through the pinch roll is cut by a cutter A slab having a predetermined shape or a cast such as a bloom or a billet.
관련 선행기술로는 한국공개특허공보 제2011-0000392호 (공개일: 2011년 01월 03일, 명칭: 연속 주조의 주조 속도 제어 방법)가 있다.
A related prior art is Korean Patent Publication No. 2011-0000392 (published on Jan. 03, 2011, entitled "Casting speed control method of continuous casting").
본 발명은 최대 주속을 산출하여 주조속도를 제어할 수 있는 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a casting speed control method in a casting process capable of controlling a casting speed by calculating a maximum peripheral speed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법은, 몰드 출구측의 응고쉘 두께를 결정하여 설정하는 단계와, 현재 몰드 전열량(HF)을 도출하는 단계와, 상기에서 결정된 응고쉘 두께와 현재 몰드 전열량을 이용하여 최대 주속을 산출하는 단계와, 상기에서 산출된 최대 주속으로 현재 주속을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a casting speed control method in a performance process according to the present invention comprises the steps of: determining and setting a thickness of a solidification shell on a mold exit side; deriving a current mold heat transfer amount (HF) Calculating the maximum peripheral speed by using the solidification shell thickness and the current heat amount of the mold, and controlling the current peripheral speed at the maximum peripheral speed calculated in the above.
상기 최대 주속을 산출하는 단계에서, 상기 최대 주속은 하기 관계식에 의하여 산출될 수 있다.In the step of calculating the maximum peripheral speed, the maximum main speed can be calculated by the following relationship.
관계식Relation
여기서, a0는 2.364~2.484이고, a1은 0.67~0.80이고, S는 응고쉘 두께이고, HF는 몰드 전열량을 나타냄.Where a 0 is from 2.364 to 2.484, a 1 is from 0.67 to 0.80, S is the solidification shell thickness, and HF is the heat quantity of the mold.
상기 몰드 전열량(HF)을 도출하는 단계에서, 상기 몰드 전열량(HF)은 하기 관계식과 같이 도출될 수 있다.In the step of deriving the mold heat transfer amount (HF), the mold heat transfer amount (HF) can be derived as follows.
관계식Relation
여기서, Q는 몰드를 순환하여 냉각시키는 냉각수의 유량이고, ρ는 냉각수 밀도이고, Cp는 냉각수 열용량이고, △Tw는 몰드 입구측과 출구측의 냉각수 온도 차이이고, Lm은 몰드가 용강과 접촉하는 길이, 즉 유효 몰드의 길이이고, W는 몰드 폭을 나타냄Here, the flow rate of cooling by circulating a Q a mold cooling water, ρ is the water density, C p is the cooling water heat capacity and, △ T w is the coolant temperature difference between the mold inlet side and outlet side, L m is the mold the molten steel , That is, the length of the effective mold, and W represents the mold width
상기에서 응고쉘 두께는 10~14 범위로 설정된다.In the above, the solidifying shell thickness is set in the range of 10 to 14.
상기 관계식에서 a0 및 a1은 턴디쉬의 과열도에 따라 설정 범위 내에서 가변되며, 턴디쉬의 과열도가 상승할수록 a0 및 a1의 값은 설정 범위 내에서 작아진다.In the above relation, a 0 and a 1 vary within the set range according to the degree of superheat of the tundish, and as the superheat degree of the tundish increases, the values of a 0 and a 1 decrease within the set range.
상기 관계식에서 a0 및 a1은 턴디쉬의 과열도가 30℃일 때, 각각 2.414 및 0.726을 갖는다.In the above relation, a 0 and a 1 have 2.414 and 0.726, respectively, when the superheat degree of the tundish is 30 ° C.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 최대 주속과 기 설정된 현재 주속을 비교하여 조업 사고 없이 연주 공정에서의 주조속도 제어할 수 있는 기준을 제공할 수 있도록 한다.
As described above, the present invention can provide a reference for controlling the casting speed in the performance process by comparing the maximum peripheral speed with the predetermined current peripheral speed.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 몰드 및 그와 인접한 부분에서의 용강의 분포 형태를 보인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 4는 주조속도와 몰드 전열량을 임의의 값으로 하여 응고쉘 두께를 수치해석한 결과에 최대 가능 주속을 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual view showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention, focusing on a molten steel flow.
Fig. 2 is a conceptual diagram showing the distribution of molten steel in the mold and its adjacent portion in Fig. 1. Fig.
3 is a flowchart schematically illustrating a casting speed control method in a performance process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the maximum possible peripheral velocity as a result of numerical analysis of the solidification shell thickness with the casting speed and the mold heat quantity as arbitrary values.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual view showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention, focusing on the flow of molten steel.
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.Continuous casting is a casting process in which a molten metal is continuously cast into a bottomless mold while continuously drawing a steel ingot or steel ingot. Continuous casting is used to manufacture slabs, blooms, or billets that are primarily rolled materials and long products of simple cross-section, such as square, rectangular, or circular.
연속주조기는 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 및 핀치롤(70)을 포함할 수 있다.The continuous casting machine may include the
턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Ladle, 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. A tundish 20 is a container for receiving molten metal from a
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. Mold 30 is typically made of water-cooled copper and allows the molten steel taken to be first cooled. The
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. The
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. The
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. The
인발장치(引拔裝置)는 연주주편이 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(미 도시됨)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다. The pulling device employs a multi-drive type or the like that uses several pairs of pinch rolls (not shown) so as to pull out the casting slides without slipping. The pinch roll pulls the solidified leading end portion of the molten steel in the casting direction, thereby allowing molten steel passing through the
연속적으로 생산되는 연주주편은 소정의 절단기(미 도시됨)에 의해 일정한 크기로 절단된다.The continuously produced musical piece is cut to a predetermined size by a predetermined cutter (not shown).
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.That is, the molten steel M flows into the tundish 20 while being accommodated in the
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 스토퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스토퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다. The molten steel M in the tundish 20 is caused to flow into the mold by the submerged
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.Molten steel (M) in the mold starts to solidify from the portion contacting the wall surface of the mold (30). This is because the periphery of the molten steel M is liable to lose heat by the water-cooled
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.The non-solidified
몰드(30) 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 형태에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1의 몰드(30) 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 분포 형태를 보인 개념도이다.The shape of the molten steel M in the
도 2를 참조하면, 침지노즐(25)의 단부 측에는 통상적으로 도면상 좌우에 한 쌍의 토출구(25a)들이 형성된다. 몰드(30) 및 침지노즐(25) 등의 형태는 중심선(C)을 기준으로 대칭되는 것으로 가정하여, 본 도면에서는 좌측만을 표시한다.Referring to FIG. 2, a pair of
토출구(25a)에서 아르곤(Ar) 가스와 함께 토출되는 용강(M)은 화살표(A1, A2)로 표시된 바와 같이 상측을 향한 방향(A1)과 하측을 향한 방향(A2)으로 유동하는 궤적을 그리게 된다.The molten steel M discharged along with the argon (Ar) gas at the
몰드(30) 내부의 상부에는 파우더 공급기(50)로부터 공급된 파우더에 의해 파우더층(51)이 형성된다. 파우더층(51)은 파우더가 공급된 형태대로 존재하는 층과 용강(M)의 열에 의해 소결된 층(소결층이 미응고 용강(82)에 더 가깝게 형성됨)을 포함할 수 있다. 파우더층(51)의 하측에는 파우더가 용강(M)에 의해 녹아서 형성된 슬래그층 또는 액체 유동층(52)이 존재하게 된다. 액체 유동층(52)은 몰드(30) 내의 용강(M)의 온도를 유지하고 이물질의 침투를 차단한다. 파우더층(51)의 일부는 몰드(30)의 벽면에서 응고되어 윤활층(53)을 형성한다. 윤활층(53)은 응고쉘(81)이 몰드(30)에 붙지 않도록 윤활하는 기능을 한다. A
응고쉘(81)의 두께는 주조 방향을 따라 진행할수록 두꺼워진다. 응고쉘(81)의 몰드(30) 내에 위치한 부분은 두께가 얇으며, 몰드(30)의 오실레이션에 따라 자국(oscillation mark, 87)이 형성되기도 한다. 응고쉘(81)은 지지롤(60)에 의해 지지되며, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 그 두께가 두꺼워진다. 응고쉘(81)은 두꺼워지다가 일부분이 볼록하게 돌출하는 벌징(bulging) 영역(88)이 형성되기도 한다.The thickness of the solidifying
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart schematically illustrating a casting speed control method in a performance process according to an embodiment of the present invention.
먼저 몰드 출구측의 응고쉘 두께를 결정하여 설정한다(S10). 몰드(30)에서 응고쉘(81)의 두께를 결정해야하는 이유는 응고쉘(81) 두께에 따라 문제가 발생하기 때문이다. 몰드 내에서 응고쉘(81) 두께가 얇으면 몰드 출구측에서 철정압을 이기지 못하여 브레이크 아웃(Breakout)이 발생하게 된다. 연속주조 시 몰드(30) 내부에서 생성되는 응고쉘(81)은 하부로 인발되며, 탕면에서는 계속하여 새로운 응고쉘(81)이 형성된다.First, the thickness of the solidification shell on the mold exit side is determined and set (S10). The reason for determining the thickness of the solidifying
연속주조가 가능하기 위해서는 새로이 생성되는 응고쉘(81)이 이미 존재하고 있는 응고쉘(81) 상단에서 연속적으로 생성되어야 한다. 그렇지만 몰드(30)의 내부에서는 탕면 변동, 용강(M) 유동, 몰드(30) 플럭스의 불균일 유입 등의 제반 이유로 인해 응고쉘(81)이 탕면 근처에서 두 개로 분리된다. In order to allow continuous casting, a newly generated
하부 응고쉘(81)은 주편의 인발과 함께 아래 쪽으로 빠져나가지만, 상부 응고쉘(81)은 몰드(30)에 고착되어 하부로 이동되지 못하게 된다. 이때 상부 응고쉘(81)이 점점 성장하여 하부 응고쉘(81)과의 경계면이 몰드(30) 하부까지 진전되면 용강(M)이 누출되는 현상이 발생한다. 이것이 브레이크 아웃(Breakout)이다.The lower solidifying
브레이크 아웃이 발생하면 더 이상 연속주조 작업을 진행할 수 없고, 조업의 안정을 방해하며, 연속주조 설비의 손상을 야기한다. 또한 주속이 감소하면 응고쉘(81)의 두께가 두꺼워지지만 생산효율이 떨어진다. 따라서 생산 효율을 극대화 시키기 위해서는 몰드 출구측에서 응고쉘의 브레이크 아웃이 발생되지 않는 최대의 주속으로 연속 주조를 하여야 한다. If breakout occurs, continuous casting work can no longer be carried out, hampering the stability of the operation, and causing damage to the continuous casting equipment. Also, when the main flux decreases, the thickness of the
본 발명에서 응고쉘 두께는 하기 관계식 1과 같이 설정된다.In the present invention, the solidifying shell thickness is set as follows.
관계식 1
관계식 1에서 VC는 주조속도 (m/min)이고, HF는 몰드(30) 전열량 (MW/m2)이다. In the
상기에서 결정된 응고쉘 두께는 10~14(mm) 범위를 가질 수 있다. 이 범위가 브레이크아웃이 발생하지 않으면서도 최대의 주속으로 주조할 수 있는 응고쉘의 안정 범위이다. 본 발명의 실시예에서 더욱 바람직한 응고쉘 두께는 12(mm)가 될 수 있다. 응고쉘의 두께가 12(mm) 미만에서는 조업조건에 따라 브레이크 아웃이 발생될 가능성이 커지고, 12(mm)를 초과할 경우에는 그만큼 주속이 느려질 수 있다.The thickness of the solidified shell determined above may range from 10 to 14 (mm). This range is the stable range of the solidification shell that can be cast at the maximum peripheral speed without breakout. In an embodiment of the present invention, a more preferred solidification shell thickness may be 12 (mm). If the thickness of the solidified shell is less than 12 (mm), the possibility of breaking-out is increased according to the operating condition. If the thickness is more than 12 (mm)
다음으로 현재 몰드 전열량(HF)을 도출한다(S20). 몰드 전열량(HF)은 연속주조 시 사용되는 몰드(30)를 냉각시키기 위한 몰드 냉각수 유량, 몰드 냉각수 밀도, 냉각수의 열용량, 몰드 입구측과 출구측의 몰드 냉각수 온도차, 용강(M)과 접촉하는 몰드 길이, 몰드 폭 중 적어도 어느 하나의 조업 변수를 이용하여 도출한다.Next, the mold heat transfer amount (HF) is derived (S20). The mold heat transfer quantity (HF) is the temperature of mold cooling water for cooling the
고온의 용강(M)을 받는 몰드(30)는 일반적으로 구리 재질로 이루어지기 때문에 열전도율이 매우 높고, 때문에 계속하여 냉각수로 냉각을 실시해야 한다.Since the
이와 같이 몰드(30)를 순환하는 냉각수의 유량은 몰드(30) 내로 들어가고 나오는 냉각수의 양과 시간을 측정하여 도출할 수 있다. 또한, 냉각수는 일반적으로 물이 사용되기 때문에 냉각수 밀도, 냉각수 열용량은 각각 물의 밀도, 물의 열용량과 같으므로 값이 정해진 상수이다.The flow rate of the cooling water circulating through the
몰드(30) 입구측과 출구측에서의 몰드 냉각수 온도차는 연속주조 공정 동안 몰드(30) 입구측과 출구측에서 냉각수의 온도를 측정함에 따라 알 수 있다. 또한, 용강(M)과 접촉하는 몰드의 길이와 몰드 폭은 연속 주조 공정에서 미리 세팅되는 값이다.The temperature difference of the mold cooling water at the inlet side and the outlet side of the
따라서, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 측정되거나 결정된 조업변수들의 값을 이용하여 몰드 내 전열량(HF)을 하기 관계식 2와 같이 도출한다.Accordingly, in the present invention, the heat transfer amount (HF) in the mold is derived as shown in the following
관계식 2
관계식 2에서 Q는 몰드를 순환하여 냉각시키는 냉각수의 유량(m3/sec)이고, ρ는 냉각수 밀도(ton/m3)이고, Cp는 냉각수 열용량(MJ/ton·oC)이고, ΔTw는 몰드 입구측과 출구측의 냉각수 온도 차이(oC)이고, Lm은 용강과 접촉하는 몰드의 길이(m)이고, W는 몰드의 폭(m)이다.Q is the flow rate (m 3 / sec) of the cooling water circulated through the mold, ρ is the cooling water density (ton / m 3 ), C p is the cooling water heat capacity (MJ / ton · o C) is the difference between the cooling water temperature (o C) of the mold the inlet side and outlet side, Lm is the length (m) of the mold that contacts the molten steel, W is the width (m) of the mold.
상술한 바와 같이, 응고쉘 두께와, 몰드 전열량 값이 도출되면 이를 이용하여 최대 주속을 산출할 수 있다(S30). 상기 관계식 1을 VC에 관하여 정리하여 일반화 시키면 최대 주속을 산출할 수 있는 관계식 3을 얻을 수 있다.As described above, when the thickness of the solidified shell and the value of the total heat of the mold are derived, the maximum peripheral velocity can be calculated using this (S30). When the above
본 발명에서 최대 주속은 하기 관계식 3에 의하여 산출된다.In the present invention, the maximum principal velocity is calculated by the following equation (3).
관계식 3Relation 3
관계식 3에서 a0는 2.364~2.484이고, a1은 0.67~0.80이고, S는 응고쉘 두께이고, HF는 몰드 전열량이다.In the equation (3), a 0 is 2.364 to 2.484, a 1 is 0.67 to 0.80, S is the solidification shell thickness, and HF is the amount of heat in the mold.
a0 및 a1가 상기 범위를 갖기 위해서는 본 발명에서 턴디쉬의 과열도가 10~40℃ 범위이며, 턴디쉬의 과열도가 상승할수록 a0 및 a1의 값이 작아진다. 상기 관계식 3에서 a0 및 a1은 턴디쉬의 과열도가 30℃일 때, 각각 2.414 및 0.726을 갖는다. In order to have a 0 and a 1 within the above range, the superheat degree of the tundish in the present invention is in the range of 10 to 40 ° C., and the values of a 0 and a 1 become smaller as the superheat degree of the tundish increases. In the above relational expression 3, a 0 and a 1 have 2.414 and 0.726, respectively, when the superheat degree of the tundish is 30 ° C.
턴디쉬의 과열도는 주조온도와 용강의 이론응고온도와의 차이다. 턴디쉬의 과열도는 연속주조 시 양호한 조업성과 주편 품질 확보를 위해 상기 용강의 이론응고온도에 추가로 보정하는 온도를 말하며, 용강의 이론응고온도란 용강이 응고하기 시작하는 이론적인 온도를 나타낸 것이다.The superheat of the tundish is the difference between the casting temperature and the theoretical solidification temperature of the molten steel. The degree of superheat of the tundish refers to the temperature which is further corrected to the theoretical solidification temperature of the molten steel in order to ensure good operation during continuous casting and to ensure the quality of the cast steel. The theoretical solidification temperature of the molten steel is a theoretical temperature at which molten steel starts to solidify .
그 다음 상기에서 산출된 최대 주속과 기 설정된 현재 주속을 비교하여(S40) 주조속도를 제어한다(S50, S60). 현재 주속은 기 설정된 속도로 일반적으로 연속 주조 시에 조업 환경에 따라 미리 결정되며, 결정된 주속으로 제어된다. 물론, 주조속도는 핀치롤(70)의 회전속도를 통해 측정될 수도 있다. 최대 주속이 현재 주속보다 빠를 경우에는 현재 주속을 최대 주속까지 증가(S50)시킬 수 있고, 최대 주속이 현재 주속보다 느릴 경우에는 현재 주속을 최대 주속까지 감소(S60)시킬 수 있다.Next, the maximum peripheral speed calculated above is compared with the preset current peripheral speed (S40), and the casting speed is controlled (S50, S60). At present, the main speed is determined in advance according to the operating environment at the time of continuous casting at a predetermined speed, and is controlled at the determined peripheral speed. Of course, the casting speed may also be measured through the rotational speed of the
예컨대 a0는 2.4이고, a1은 0.75이고, S는 12(mm)이고, HF는 2.0(MW/m2)일 때, 관계식 3에 의하여 최대 주속(VC)을 산출하면 최대 주속(VC)은 2.316(m/min)이다. 이 때 현재 주속이 2.1(m/min)라면 0.216(m/min) 만큼의 속도를 증가시킬 수 있다.For example, when the maximum peripheral velocity VC is calculated by the relational expression 3 when a 0 is 2.4, a 1 is 0.75, S is 12 (mm) and HF is 2.0 (MW / m 2 ) Is 2.316 (m / min). At this time, if the current speed is 2.1 (m / min), the speed can be increased by 0.216 (m / min).
이와 같이 본 발명의 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법을 통해 연속 주조 시 현재 몰드 전열량에 따라 최대 주속을 관계식 3에 의하여 효과적으로 산출할 수 있으므로, 연주 생산성을 향상시킬 수 있는 주조 속도로 제어하여 생산성을 높일 수 있다.As described above, the maximum peripheral speed can be effectively calculated according to the current mold heat transfer amount during continuous casting through the casting speed control method in the performance process of the present invention, so that the casting speed can be controlled to improve the performance of the performance, .
도 4는 주조속도와 몰드 전열량을 임의의 값으로 하여 응고쉘 두께를 수치해석한 결과에 최대 가능 주속을 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the maximum possible peripheral velocity as a result of numerical analysis of the solidification shell thickness with the casting speed and the mold heat quantity as arbitrary values.
응고쉘 두께의 수치해석에 사용된 임의의 값은 주조속도(VC)가 0.8 ~ 2.6 (m/min), 몰드 전열량(HF)이 0.8 ~ 2.4 (MW/m2)이다. 이 값은 일반적으로 연속주조 공정에서 사용되는 범위이다.Any values used in the numerical analysis of the solidification shell thickness are found to have a casting speed (VC) of 0.8 to 2.6 (m / min) and a mold heat transfer (HF) of 0.8 to 2.4 (MW / m 2 ). This value is generally the range used in the continuous casting process.
산출된 최대 가능 주속은 몰드 출구측의 응고쉘 두께 10~14(mm) 구간 사이이고, 보다 바람직하게는 응고쉘 두께 12(mm) 이하로 내려가지 않도록 한다. 응고쉘 두께가 12(mm) 이상 일 때 브레이크아웃이 발생하지 않는 안정된 상태를 유지할 수 있다.The calculated maximum allowable circumferential speed is between 10 to 14 mm (mm) of the thickness of the solidifying shell on the mold exit side, more preferably not lower than 12 (mm) of the solidifying shell. When the solidification shell thickness is 12 (mm) or more, a stable state in which no breakout occurs can be maintained.
상기와 같은 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법은 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.
The casting speed control method in the performance process is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
10: 래들 20: 턴디쉬
30: 몰드 50: 파우더 공급기
51: 파우더층 60: 지지롤
65: 스프레이 70: 핀치롤
80: 연주주편 81: 응고쉘
82: 미응고 용강 91: 절단 지점10: Ladle 20: Tundish
30: mold 50: powder feeder
51: Powder layer 60: Support roll
65: spray 70: pinch roll
80: Casting Casting 81: Solidification Shell
82: Non-solidified molten steel 91: Cutting point
Claims (6)
현재 몰드 전열량(HF)을 도출하는 단계;
상기에서 결정된 응고쉘 두께와 현재 몰드 전열량을 이용하여 최대 주속을 산출하는 단계; 및
상기에서 산출된 최대 주속으로 현재 주속을 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 최대 주속을 산출하는 단계에서 상기 최대 주속은 하기 관계식1에 의하여 산출되고
상기 응고쉘 두께는 10~14 mm 범위로 설정되는 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법.
관계식1
여기서, a0는 2.364~2.484이고, a1은 0.67~0.80이고, S는 응고쉘 두께(mm)이고, HF는 몰드 전열량(MW/m2)을 나타내며 최대주속(VC)의 단위는 m/min임.
Determining and setting the solidification shell thickness on the mold outlet side;
Deriving the present total mold heat quantity (HF);
Calculating the maximum peripheral velocity using the determined solidification shell thickness and the current heat amount of the mold; And
And controlling the current peripheral speed to the maximum peripheral speed calculated in the above,
In the step of calculating the maximum peripheral speed, the maximum peripheral speed is calculated by the following relational expression 1
Wherein the solidified shell thickness is set in the range of 10 to 14 mm.
Relationship 1
Here, a 0 is 2.364 to 2.484, a 1 is 0.67 to 0.80, S is the solidification shell thickness (mm), HF is the mold heat quantity (MW / m 2 ) / min.
상기 몰드 전열량(HF)을 도출하는 단계에서,
상기 몰드 전열량(HF)은 하기 관계식2와 같이 도출되는 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법.
관계식2
여기서, Q는 몰드를 순환하여 냉각시키는 냉각수의 유량(m3/sec)이고, ρ는 냉각수 밀도(ton/m3)이고, Cp는 냉각수 열용량(MJ/ton·oC)이고, △Tw는 몰드 입구측과 출구측의 냉각수 온도 차이(oC)이고, Lm은 용강과 접촉하는 유효 몰드의 길이(m)이고, W는 몰드 폭(m)을 나타냄.
The method according to claim 1,
In the step of deriving the mold heat transfer amount (HF)
Wherein the mold heat transfer amount (HF) is derived as shown in the following relational expression (2).
Relation 2
Where Q is the flow rate (m 3 / sec) of the cooling water circulated through the mold, ρ is the cooling water density (ton / m 3 ), C p is the cooling water heat capacity (MJ / ton · o C) w is the cooling water temperature difference ( o C) at the mold inlet side and the outlet side, L m is the effective mold length m in contact with the molten steel, and W is the mold width m.
상기 관계식1에서 a0 및 a1은 턴디쉬의 과열도에 따라 설정 범위 내에서 가변되며, 턴디쉬의 과열도가 상승할수록 a0 및 a1의 값은 설정 범위 내에서 작아지고
상기 관계식1에서 a0 및 a1은 턴디쉬의 과열도가 30℃일 때, 각각 2.414 및 0.726을 갖는 연주 공정에서의 주조속도 제어 방법.The method according to claim 1,
In the above relational expression 1, a 0 and a 1 vary within the set range according to the degree of superheat of the tundish, and as the superheat degree of the tundish increases, the values of a 0 and a 1 decrease within the set range
In the above relational expression 1 a 0 and a 1 is a method of casting speed control process at play with when the overheating degree of the tundish 30 ℃, respectively, 2.414 and 0.726.
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