KR19990050954A - 주편표면결함 저감을 위한 팽창흑연 함유 몰드플럭스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용강의 연속주조시 용강의 보온 등을 위해 몰드내 용강에 투입되는 몰드플럭스(mold flux)에 관한 것이며; 그 목적은 용강의 보온성을 확보하여 주편표면결함을 저감할 수 있는 몰드플럭스를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 용강의 연속주조를 위해 몰드내 용강에 투입되는 탄소 함유 몰드 플럭스에 있어서, 상기 탄소는 120메쉬(mesh)이상의 팽창흑연인 것을 포함하여 이루어지는 주편표면결함 저감을 위한 팽창흑연 함유 몰드플럭스에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

주편표면결함 저감을 위한 팽창흑연 함유 몰드 플럭스

본 발명은 용강의 연속주조시 용강의 보온 등을 위해 몰드내 용강에 투입되는 몰드플럭스(mold flux)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주편내 결함이 저감될 수 있는 몰드 플럭스에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조공정은 도 1에 도시된 바와같이, 턴디쉬(1)내 수강되어 있는 용강(2)이 침지노즐(3)을 통해 몰드(4)로 유입되면 수냉되어 있는 몰드(4)내에서 용강(2)의 응고가 개시되어 중간제품인 주편이 얻어지면서 이루어진다. 이와같은 연주주조중 몰드(4)내의 용강(2)위에는 몰드플럭스(5)가 투입된다.

몰드플러스는 용강위에 투입되는 분말 또는 과립형상의 인공합성 슬래그이다. 이 몰드 플럭스는 몰드내에서 다음과 같은 작용을 한다.

1)수냉된 몰드와 접촉되어 그 표면만이 응고된 얇은 주편이 파단되는 것을 방지하기 위한 윤활작용,

2)용강으로 부터 분리 부상되는 비금속 개재물의 흡수용해,

3)용강을 도포하여 대기와의 재산화방지,

4)대기로의 열방출을 억제시켜 용강을 보온유지시키는 역할

5) 주편에서 몰드로의 열전달 매체 역할을 한다.

몰드플럭스는 용강위에 투입되면 미용융층, 반응융층, 용융슬라그층을 형성하면서 용융슬라그가 상하로 진동하는 몰드(4)와 응고쉘(Shell)(2a)간의 틈 사이로 유입되어 얇은 막(슬라 그 필름)이 형성된다. 이 슬라그 필름은 연속주조기 아래 방향으로 인발되는 주편과 함께 따라내려 가면서 주편을 냉각시키기 위해 뿌려지는 물에 의해 몰드 플럭스(5)가 씻겨지면서 소모된다.

좀더 상세하게 몰드플러스 용융과정을 살펴보면 다음과 같다. 몰드에 투입된 몰드 플럭스는 용강의 열에 의한 온도의 상승에 따라 탈탄이 시작되고, 구성입자들이 점차 가열된다. 탈탄은 계속 진행되며, 충분히 가열된 입자들은 반응 및 용융하여 미연소 탄소와 함께 슬래그화 되기 시작된다.

슬래그중의 잔류탄소는 슬래그와 탄소간의 젖음성과 비중차에 의해 부상배출되며 슬래그는 자신의 표면장력으로 액체 슬러그가 방울(drop)이 된다. 액체 슬래그 방울 상호간에서 배출된 탄소와 미연소 탄소로 인해 액체 슬래그 방울간의 융착이 방해를 받게 된다. 상호간의 융착을 방해받던 액체 슬라그 방울 들은 계속적인 탈탄에 의해 서로 융착 및 조대화되고 액체 슬래그 방울 자신의 무게에 의해 몰드와 응고쉘간의 틈사이의 아래로 떨어져 슬래그에 합류되어 슬래그 공급이 이루어진다.

한편, 종래 몰드 플럭스의 형상은 과립이며, 탄소를 함유하고 있다. 이때 사용되는 탄소는 코크스(Cokes)를 이용하고 있다.

그런데, 코크스를 함유한 몰드 플럭스는 용강내 퍼짐성 및 피복성이 부족하여 플럭스의 작용중 상기 4)의 몰드내 용강의 보온유지역할이 미흡하다. 그 결과 주편표면에 개재물성 결함을 유발시키는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상술한 종래 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로써, 용강의 보온성을 확보하여 주편표면결함을 저감할 수 있는 몰드플럭스를 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 연속주조 과정을 설명하기 위한 설명도이다;

도 2는 본 발명의 몰드 플럭스와 종래 몰드 플럭스가 몰드에 투입될 때 용강위로의 피복성 및 퍼짐성을 나타내는 모식도이다;

도 3은 본 발명과 종래의 몰드플럭스의 투입에 따른 결함발생율을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 4는 몰드 플럭스별 전열량을 비교하여 나타낸 그래프이다;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 턴디쉬 2 ... 용강

3 ... 침지노즐 4 ... 몰드

5 ... 몰드 플럭스

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 몰드 플럭스는, 종래 몰드 플럭스에 함유되는 탄소 대신 120메쉬(mesh)이상의 팽창흑연을 함유하는 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

코크스를 함유한 몰드 플럭스가 용강내 퍼짐성 및 피복성이 부족하여 몰드내 용강의 보온유지역할이 부족한 것은 도 2a)을 보면 알 수 있다. 도 2a)는 종래의 몰드플럭스가 몰드내 용강에 투입된 후 용융슬래그층(11)을 형성한 것을 나타낸 것이다. 이때, 몰드(4) 근처를 보면 용융슬래그층이 형성이 안되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 종래의 몰드플럭스가 투입즉시 용융되어 퍼짐성이 부족하고, 용강에 균일하게 피복이 안되기 때문이다.

본 발명자들은 몰드 플럭스의 퍼짐성을 확보하기 위해 종래의 탄소로 함유되는 코크스 대신 팽창흑연을 이용하면 대기로의 열방출을 억제시켜 용강을 보온하고자 하였다.

본 발명자들의 연구와 실험에 의하면, 팽창흑연은 몰드내 투입시 400℃ 전후의 온도에서 체적이 약 20배 정도 팽창하여 불규칙한 입자로 분해되어 용강에 퍼지고, 이에 따라 용강에 균일하게 피복되어 용강을 보온유지한다. 이는 도 2(b)를 보면 확인할 수 있다. 즉, 도 2(a)와는 달리 몰드(4)근처에 용융슬래그층이 형성되어 있다.

본 발명에 의하면 팽창흑연은 종래의 몰드플럭스에 함유되는 탄소와 동일한 양으로 함유되나, 그 입도는 적절히 제어하는 것이 필요하다. 즉, 팽창흑연의 입도는 120메쉬(mesh)이상으로 제한한다. 그 이유는, 일반적으로 몰드플럭스의 탄소는 몰드플럭스내 함유물질의 용융속도을 조절하는 기능을 하는데, 팽창흑연의 크기가 120메쉬미만이면 그 입자기 너무 커 용융속도가 너무 늦어지므로 위에서 상기 몰드플럭스의 작용을 설명한 바와 같이, 몰드플럭스의 슬래그화가 늦어지고 이에 따라 몰드와 응고쉘간의 틈사이에서의 윤활작용이 원활하지 못하게 된다.

참고로 팽창흑연은 천연산흑연을 산처리후 고압을 유지하며서 열을 가해 통상적으로 제조되는 것을 사용하면 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

하기 표 1과 같은 몰드 플럭스를 각각 똑 같은 연속주조조건에서 투입하여 조업한 다음, 개재물발생율을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

몰드 플럭스	단위:중량%	탄소종류
	CaO		SiO2	Al2O3	Na2O	Fe2O3	탄소	기타성분
종래재	A	32.62	34.11	3.66	7.64	0.47	4.00	나머지	코크스
	B	27.83	29.08	3.66	12.56	0.46	2.00	나머지	코크스
발명재	32.62	34.11	3.66	7.64	0.47	4.00	나머지	팽창흑연

구분	종래재	발명재
	플럭스 A		플럭스 B
개재물발생율(%)	7.62	8.13	2.10
핀홀(pin hole)발생율(%)	10.13	6.72	1.12

상기 표 2에 나타난 바와같이, 실제 슬래브를 반복적으로 연속주조한 결과, 종래의 몰드 플럭스를 사용한 경우에 비하여 본 발명에 따른 몰드 플럭스를 사용한 경우 개재물 및 핀홀 발생율이 크게 감소됨을 알 수 있다(도 3 참고).

또한, 종래재(A) 및 본 발명의 몰드플럭스에 대한 동판의 열전달 효과를 비교한 도 4을 보면, 본 발명의 몰드 플럭스가 열전달 지수인 전열량지수가 낮아 완만하게 열전달함을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명의 몰드플럭스는 종래의 몰드 플럭스와는 달리 용강의 보온성을 확보하여 주편표면결함을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 용강의 연속주조를 위해 몰드내 용강에 투입되는 탄소 함유 몰드 플럭스에 있어서,

   상기 탄소는 120메쉬(mesh)이상의 팽창흑연인 것을 특징으로 하는 주편표면결함 저감을 위한 팽창흑연 함유 몰드플럭스.