KR102643833B1 - Method of increasing prediction consistency of steel component during mixed grade continuous casting - Google Patents
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Abstract
본 발명은, (a) 연속주조 공정에서 선행 강종과 후행 강종이 섞이는 성분혼합부를 추정하는 단계; (b) 상기 추정된 성분혼합부 전후 10% 구간에서 강종 성분농도를 연속 측정하는 단계; 및 (c) 상기 측정된 강종 성분농도가 후행 강종으로 판정될 경우, 주편을 전단하는 단계;를 포함하는 이강종 연연주시 강종 예측 정합성 증대 방법이 제공된다.The present invention includes the steps of (a) estimating the component mixing portion where the preceding and succeeding steel types are mixed in the continuous casting process; (b) continuously measuring the steel component concentration in a 10% section before and after the estimated component mixing section; and (c) shearing the cast steel when the measured steel grade component concentration is determined to be a lagging steel grade. A method for increasing steel grade prediction consistency when rolling two steel grades is provided, including a step.
Description
본 발명은 성분이 서로 다른 강(이강종이라 함)을 연속주조할 때 임의의 시간동안 턴디쉬에서 혼합되어 배출되는 강종의 혼합정도를 예측함에 있어, 예측 정합성을 증대하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of increasing prediction consistency in predicting the degree of mixing of steel types mixed and discharged from a tundish for a certain period of time when continuously casting steels with different compositions (referred to as different steel types).
일반적으로 연속 주조란, 제강로에서 생산된 용강을 래들(Ladle) 설비로 이송시켜 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 몰드(Mold)로 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속적으로 생산하고, 전단설비(TCM, Torch Cutting Machine)에서 주편을 전단하여 압연 공정의 소재를 생산하는 공정을 말한다.In general, continuous casting means that molten steel produced in a steelmaking furnace is transferred to a ladle facility, received in a tundish, and then supplied to a mold to continuously produce cast pieces of a certain size, and then used as a shearing facility (TCM). , Torch Cutting Machine) refers to a process of shearing cast steel to produce materials for the rolling process.
이강종이란 성분이 다른 강종을 의미하고, 이강종 연연주란 서로 다른 성분을 갖는 강종을 연속 주조하는 기술로서, 선행 강종 성분의 용강을 주조하고 주조 중단없이 래들을 교환하거나, 턴디쉬를 교환하여 후행 강종 성분을 만족하는 용강을 주조하는 기술이다. 연속 주조 공정에서는 연속 작업을 많이 하므로 생산성 증대 측면에서 중요하고, 특수강의 경우 특히 강종이 다양하여 이강종 연연주 작업이 생산성 증대를 위해서는 중요한 기술이다.Two-steel type refers to a steel species with different composition, and two-steel continuous casting is a technology for continuously casting steel species with different compositions. Casting molten steel of the preceding steel grade and exchanging the ladle without stopping casting, or exchanging the tundish to cast the molten steel of the preceding steel grade. It is a technology to cast molten steel that satisfies the composition. In the continuous casting process, a lot of continuous work is done, so it is important in terms of increasing productivity. In the case of special steel, especially since there are various types of steel, soft casting work of different types of steel is an important technology to increase productivity.
이강종 연연주 작업을 하면서 선행 강종과 후행 강종의 성분이 혼합된 성분 혼합부 주편이 생기게 되고, 성분 혼합부 주편은 스크랩 처리가 된다. 이 때문에 성분 혼합부에 대한 예측 또는 평가가 매우 중요하며, 성분 혼합부에 대한 예측 또는 평가의 정합성을 높일수록 연주공정 회수율을 높일수 있다.During the continuous casting work of two steel types, a cast steel mixture in which the components of the preceding and succeeding steel grades are mixed is created, and the cast steel in the component mixing zone is scrapped. For this reason, prediction or evaluation of the component mixing section is very important, and the higher the consistency of prediction or evaluation of the component mixing section, the higher the playing process recovery rate can be.
종래 기술의 경우 이강종 연연주시 발생하는 성분 혼합부 주편에 대한 평가 및 예측을 수모델이나 해석을 통한 예측 모델을 활용하고 있으나, 추가적인 정합성 증대를 통해 회수율 개선을 위한 이강종 연연주 기술 개발이 필요하다.In the case of the conventional technology, a water model or a prediction model through analysis is used to evaluate and predict the component mixture of cast steel that occurs during two-steel casting, but there is a need to develop two-steel casting technology to improve recovery rate by additionally increasing consistency.
또한, 이강종 연연주 성분 혼합부 예측 모델은 특정 연주 공장의 설비에만 국한되어 사용이 가능하다. 그리고 모델 개발시 이강종 연연주 작업을 진행한 성분 혼합부 주편에 대한 위치별 성분분석 기초 데이터 수집과 수모델 또는 수치해석 모델을 통해 1차 모델 개발을 진행하고, 이후 정합성 개선을 위해 추가 혼합부 주편에 대한 위치별 성분분석 결과 확인 및 모델 튜닝 작업을 진행하며 많은 인력 및 시간이 소요된다.In addition, Kang-Jong Lee's soft casting component mixing prediction model can only be used in the facilities of a specific casting factory. In addition, when developing the model, the first model was developed through location-specific component analysis basic data for the component mixing section cast piece performed by Lee Kang-jong, and a numerical model or numerical analysis model, and then additional mixing section casting was performed to improve consistency. It takes a lot of manpower and time to check the results of component analysis by location and perform model tuning work.
본 발명은, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이강종 연연주시 발생하는 성분 혼합부 주편에 대한 평가 및 예측 정합성을 증대시키는 데 목적이 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve such conventional problems, and its purpose is to increase the consistency of evaluation and prediction for the component mixture of cast steel that occurs during two-steel casting. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 일 관점에 의하면, (a) 연속주조 공정에서 선행 강종과 후행 강종이 섞이는 성분혼합부를 추정하는 단계; (b) 상기 추정된 성분혼합부 전후 10% 구간에서 강종 성분농도를 연속 측정하는 단계; 및 (c) 상기 측정된 강종 성분농도가 후행 강종으로 판정될 경우, 주편을 전단하는 단계;를 포함하는 이강종 연연주시 강종 예측 정합성 증대 방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, (a) estimating the component mixing portion where the preceding and succeeding steel types are mixed in the continuous casting process; (b) continuously measuring the steel component concentration in a 10% section before and after the estimated component mixing section; and (c) shearing the cast steel when the measured steel grade component concentration is determined to be a lagging steel grade. A method for increasing steel grade prediction consistency when rolling two steel grades is provided, including a step.
일 실시예에 있어서, (b) 단계는 스트랜드의 이송 방향을 따라 주편 전단설비 이전에 설치되는 주편성분 측정장치에 의해 수행될 수 있다.In one embodiment, step (b) may be performed by a cast component measuring device installed before the cast shearing equipment along the transport direction of the strand.
일 실시예에 있어서, (c) 단계에서, 측정된 강종 성분농도가 최소 허용값의 이하일 경우 선행 강종이고, 강종 성분농도가 최소 허용값과 최대 허용값 사이에 위치될 경우 성분혼합부이며, 강종 성분농도가 최대 허용값의 이상일 경우 후행 강종일 수 있다.In one embodiment, in step (c), if the measured steel grade component concentration is below the minimum allowable value, it is a preceding steel type, and if the steel type component concentration is located between the minimum allowable value and the maximum allowable value, it is a component mixing section, and the steel type is If the ingredient concentration is above the maximum allowable value, it may be a lagging steel grade.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계 이후, 측정된 성분을 기반으로 상기 (a) 단계를 반복 수행하여 성분혼합부를 재추정하는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment, after step (b), repeating step (a) based on the measured components to re-estimate the component mixture may be included.
일 실시예에 있어서, (c) 단계에서, 상기 주편 길이는 상기 성분혼합부의 길이에 상응할 수 있다.In one embodiment, in step (c), the length of the cast steel may correspond to the length of the component mixing portion.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 강종 성분농도가 제어부에 입력되면, 입력값에 의해 전단 지시가 자동으로 출력될 수 있다.In one embodiment, in step (c), when the steel grade component concentration is input to the control unit, a shear instruction may be automatically output based on the input value.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따르면, 이강종 연연주 작업시 성분 혼합부의 정확한 평가를 통한 연주 회수율을 증대시킬 수 있다. 또한, 지속적인 성분 분석 데이터 수집 및 활용으로 성분 혼합부 예측 모델 정합성이 증대되는 효과가 있다. 또한, 연속 주조 온라인 작업 중 성분 혼합부 전단 위치 확인이 가능하여 물류 이송, 추가 성분 분석에 소요되는 시간이 절감되고 생산성이 증대되는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 연속 주조 작업 중인 열간 상태의 주편 성분 측정 데이터를 활용할 수 있는 효과가 있다. According to the embodiment of the present invention made as described above, the playing recovery rate can be increased through accurate evaluation of the component mixing portion during Lee Kang-jong's soft playing work. In addition, the continuous collection and use of component analysis data has the effect of increasing the consistency of the component mixture prediction model. In addition, it is possible to check the shear position of the ingredient mixing section during continuous casting online work, which reduces the time required for logistics transfer and additional ingredient analysis and increases productivity. In addition, there is an effect of utilizing measurement data of cast steel components in a hot state during continuous casting work.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 보인 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 강종 혼합 농도 예측 정합성을 증대시키는 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 시간 경과에 따른 강종의 농도 분포를 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a continuous casting machine related to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing the process of increasing the consistency of steel mixture concentration prediction according to the present invention.
Figure 3 is a graph showing the concentration distribution of steel grades over time in an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Additionally, the thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated for convenience and clarity of explanation.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 보인 측면도이다.Figure 1 is a side view showing a continuous casting machine related to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 연속주조기는 턴디쉬(20)와, 몰드(30)와, 주편성분 측정장치(50), 그리고 전단설비(60)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the continuous casting machine may include a tundish 20, a
턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Laddle, 10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 래들(10)은 한 쌍의 제1 래들(11)과 제2 래들(12)로 구비되어, 교대로 용강을 받아서 번갈아가며 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.The tundish (20) is a container that receives molten metal from the ladle (10) and supplies the molten metal to the mold (30). The
래들(10)과 턴디쉬(20)에서 출강된 용강은 몰드(30)에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 스트랜드(40)로 형성되어 주조방향으로 이송되고, 이송된 스트랜드(40)는 전단설비(60)에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편(P)으로 제조된다. 전단설비(60)로는 가스토치나 유압전단기(油壓剪斷機) 등이 채용될 수 있다. The molten steel tapped from the
현재, 다양한 강종(이강종)을 연속적이고 효율적으로 생산하기 위하여 래들(11, 12)만을 교환한 후 이강종 연속주조 조업을 수행하고 있다. 이는 턴디쉬(20) 내부에서 래들 교환전의 제1 강종과 래들 교환후의 제2 강종이 서로 혼합되어 혼합강종(성분 격외부)이 생기게 되므로 이러한 혼합강종을 연속주조에 따라 주편을 미리 예측하고 제거해야할 필요가 있다.Currently, in order to continuously and efficiently produce various steel types (different steel types), continuous casting operations for different steel types are performed after only exchanging the ladle (11, 12). This is because the first steel type before ladle exchange and the second steel type after ladle exchange are mixed inside the tundish 20 to create a mixed steel type (external component), so it is necessary to predict and remove the cast steel in advance according to continuous casting of this mixed steel type. There is a need.
따라서, 본 발명은 주편 전단설비(60) 이전에 주편성분 측정장치(50)를 설치하고, 선행강종과 후행강종이 섞이는 성분 혼합부 전후 주편의 성분을 위치별로 연속 측정하여 후행강종 성분 만족시 주편을 전단함으로써 주편의 성분 혼합부를 최소화하여 연주 회수율을 증대시키는 기술이다.Therefore, in the present invention, the cast steel
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이강종 연속주조시 강종 예측 정합성 증대 과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 강종 예측 과정을 설명한다.Figure 2 is a flowchart showing the process of increasing steel grade prediction consistency during continuous casting of two steel grades according to an embodiment of the present invention. The steel grade prediction process is explained with reference to the attached drawings.
먼저, 전후 히트 이강종 여부를 확인한 후, 이강종일 경우, 성분 혼합부를 계산하는 단계를 수행한다. 선행강종과 후행강종이 섞이는 성분 혼합부의 예측은 공장별 이강종 연연주 성분 혼합부 예측모델을 보유한 경우 적용한다. 예측된 성분 혼합부 전후 주편길이의 10% 지점부터 연속적으로 성분 측정을 하고, 위치별 연속 측정 데이터가 지속적으로 수집되어 예측 모델 정합성을 증대하는 목적으로 사용된다. 즉, 측정 데이터를 기반으로 성분 혼합부 예측을 반복 수행하여 성분 혼합부를 다시 예측할 수 있다.First, check whether the before and after hit is of a different type, and if it is a different type of steel, a step of calculating the component mixture is performed. The prediction of the component mixture where the leading and trailing steel grades are mixed is applied when a factory has a prediction model for the component mixture of the lead steel grades. Ingredients are measured continuously starting from 10% of the cast length before and after the predicted component mixing area, and continuous measurement data for each location is continuously collected and used for the purpose of increasing prediction model consistency. In other words, the component mixing portion can be predicted again by repeatedly performing prediction of the component mixing portion based on the measurement data.
만일, 이강종 연연주 성분 혼합부 예측모델을 미보유한 경우, 강종 성분농도를 실제 분석한 데이터를 기반으로 성분 혼합부 예측모델을 추가적으로 개발할 수 있다. 개발된 성분 혼합부 예측모델을 토대로 성분 혼합부를 추정하고, 추정된 성분 혼합부 전후 10% 구간에서 강종 성분농도를 연속 측정한다. 마찬가지로, 성분 혼합부 예측모델은 측정 데이터를 기반으로 수정될 수 있다. 이를 통해, 종래 성분 혼합부 예측 모델을 개발하는데 많은 인력과 시간이 소요되며, 예측 모델이 해당 공장에만 적용이 가능한 단점을 해결할 수 있게 된다.If a prediction model for the component mixture of this type of steel is not available, an additional prediction model for the component mixture can be developed based on data that actually analyzed the component concentration of the steel type. Based on the developed component mixing portion prediction model, the component mixing portion is estimated, and the steel component concentration is continuously measured in a 10% section before and after the estimated component mixing portion. Likewise, the component mixture prediction model can be modified based on measurement data. Through this, it is possible to solve the shortcomings that it takes a lot of manpower and time to develop a conventional component mixing prediction model, and that the prediction model can only be applied to the relevant factory.
이 때, 강종 성분 측정은 연속 주조 작업 중인 열간 상태(표면온도 약 700℃)의 주편을 연속으로 측정한다. 이를 통해, 성분 혼합부 전후 주편을 이송할 필요가 없어지게 되어 물류 이송 시간 및 성분 분석 시간을 절약할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. At this time, the steel grade composition is continuously measured on cast steel in a hot state (surface temperature approximately 700°C) during continuous casting. Through this, there is no need to transport the cast steel before and after the ingredient mixing section, which saves logistics transfer time and ingredient analysis time, and has the advantage of improving productivity.
이어서, 측정된 강종농도가 후속강종 성분 규격을 만족하면, 시스템을 통해 작업자에게 주편 전단 지시를 내려 주편을 전단한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 측정된 강종 성분농도가 최소 허용값의 이하일 경우 선행 강종이고, 강종 성분농도가 최소 허용값과 최대 허용값 사이에 위치될 경우 성분혼합부 또는 성분 격외(mixed band)이며, 강종 성분농도가 최대 허용값의 이상일 경우 후행 강종에 해당한다. 따라서, 주편 전단 길이는 상기 성분혼합부의 길이에 상응하게 된다. Next, if the measured steel grade concentration satisfies the subsequent steel grade component specifications, the system gives an instruction to the operator to shear the cast steel and shears the cast steel. As shown in Figure 3, if the measured steel grade component concentration is below the minimum allowable value, it is a preceding steel grade, and if the steel grade component concentration is located between the minimum and maximum allowable values, it is a component mixed zone or component mixed band. , If the steel grade component concentration is higher than the maximum allowable value, it is classified as a lagging steel grade. Therefore, the shear length of the cast steel corresponds to the length of the component mixing section.
본 발명의 실시예에서, 스트랜드(40)의 이송 방향을 따라 주편 전단설비(60) 이전에 설치된 주편성분 측정장치(50)로 성분 혼합부 예측치 전후 10% 길이만큼 성분농도를 측정하고, 측정된 성분농도가 제어부(미도시)에 입력되면, 그에 따라 전단 지시가 자동 출력될 수 있다. 종래 기술의 경우, 강종의 혼합 농도 예측치를 산출하고 그에 따라 성분 혼합부 일정 길이를 스크랩 처리하였으나, 본 발명에 따르면, 예측치 전후 10% 구간에 대해 성분농도를 측정한 다음, 그에 따라 판정된 성분 혼합부 일정 길이를 스크랩 처리하는 데 특징이 있다. In an embodiment of the present invention, the component concentration is measured for 10% of the length before and after the predicted value of the component mixing portion using the cast
상술한 본 발명에 따르면, 성분 혼합부 예측모델을 보유한 경우 예측 정합성을 증대시킬 수 있고, 성분 혼합부 예측모델을 미보유한 경우에도 예측 모델을 쉽게 개발할 수 있어 인력과 시간을 절약할 수 있다.According to the present invention described above, prediction consistency can be increased when a component mixture prediction model is available, and even when a component mixture prediction model is not available, a prediction model can be easily developed, thereby saving manpower and time.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
10: 래들
11: 제1 래들
12: 제2 래들
20: 턴디쉬
30: 몰드
40: 스트랜드
50: 주편성분 측정장치
60: 전단설비10: Ladle
11: 1st ladle
12: Second ladle
20: Tundish
30: mold
40: Strand
50: Cast steel component measuring device
60: Shearing equipment
Claims (6)
(b) 상기 추정된 성분혼합부 전후 10% 구간에서 강종 성분농도를 연속 측정하는 단계; 및
(c) 상기 측정된 강종 성분농도가 후행 강종으로 판정될 경우, 주편을 전단하는 단계;를 포함하고,
상기 (b) 단계 이후,
측정된 성분을 기반으로 상기 (a) 단계를 반복 수행하여 성분혼합부를 재추정하는 단계;를 포함하는,
이강종 연연주시 강종 예측 정합성 증대 방법.(a) estimating the component mixing area where the preceding and succeeding steel grades are mixed in the continuous casting process;
(b) continuously measuring the steel component concentration in a 10% section before and after the estimated component mixing section; and
(c) if the measured steel grade component concentration is determined to be a lagging steel grade, shearing the cast steel;
After step (b) above,
Comprising: re-estimating the component mixture by repeating step (a) based on the measured components,
How to increase the consistency of steel type prediction when performing two types of steel.
(b) 단계는,
스트랜드의 이송 방향을 따라 주편 전단설비 이전에 설치되는 주편성분 측정장치에 의해 수행되는,
이강종 연연주시 강종 예측 정합성 증대 방법.According to claim 1,
Step (b) is,
Performed by a cast steel composition measuring device installed before the cast steel shearing equipment along the transport direction of the strand,
How to increase the consistency of steel type prediction when performing two types of steel.
(c) 단계에서,
측정된 강종 성분농도가 최소 허용값의 이하일 경우 선행 강종이고, 강종 성분농도가 최소 허용값과 최대 허용값 사이에 위치될 경우 성분혼합부이며, 강종 성분농도가 최대 허용값의 이상일 경우 후행 강종인,
이강종 연연주시 강종 예측 정합성 증대 방법.According to claim 1,
In step (c),
If the measured steel grade component concentration is below the minimum allowable value, it is a leading steel grade. If the steel grade component concentration is located between the minimum and maximum allowable values, it is a component mixing area. If the steel grade component concentration is above the maximum allowable value, it is a trailing steel type. ,
How to increase the consistency of steel type prediction when performing two types of steel.
(c) 단계에서,
상기 주편 길이는 상기 성분혼합부의 길이에 상응하는,
이강종 연연주시 강종 예측 정합성 증대 방법.According to claim 3,
In step (c),
The length of the cast steel corresponds to the length of the component mixing section,
How to increase the consistency of steel type prediction when performing two types of steel.
상기 (c) 단계는,
강종 성분농도가 제어부에 입력되면, 입력값에 의해 전단 지시가 자동으로 출력되는,
이강종 연연주시 강종 예측 정합성 증대 방법.According to claim 1,
In step (c),
When the steel grade component concentration is input to the control unit, shearing instructions are automatically output based on the input value.
How to increase the consistency of steel type prediction when performing two types of steel.
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KR101485913B1 (en) * | 2013-12-23 | 2015-01-26 | 주식회사 포스코 | Method for continuous casting of mixed grade |
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