KR20010013319A - Amorphous or Glassy Alloy Surfaced Rolls for the Continuous Casting of Metal Stip - Google Patents

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KR20010013319A
KR20010013319A KR19997011314A KR19997011314A KR20010013319A KR 20010013319 A KR20010013319 A KR 20010013319A KR 19997011314 A KR19997011314 A KR 19997011314A KR 19997011314 A KR19997011314 A KR 19997011314A KR 20010013319 A KR20010013319 A KR 20010013319A
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스트레조브라자르
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미코시바 다카오
이시카와지마-하리마 헤비 인더스트리즈 컴퍼니 리미티드
얀 윌리암 파
비에이치피 스틸 (제이엘에이) 피티와이 리미티드
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Abstract

Twin roll casting has been applied with some success to non-ferrous metals, which solidify rapidly on cooling. The same, however, is not true for ferrous metals, as it has not been possible to achieve sufficiently rapid and even cooling of metal over the casting surfaces of the rolls. This problem has been overcome by utilising a metallic surface for the rolls, which has a high affinity for the molten steel of the casting pool and a melting temperature greater than the temperature of the casting surface. The molten steel produces extremely good wetting of the casting surface of the roll, resulting in a wetting angle of the molten steel on the casting surface of less than 40°. Preferably, this wetting angle is less than 20° and the casting surface has an Arithmetic Mean Roughness Value (Ra) of less than 10 microns. These desirable properties on the roll surface are achieved by selecting an at least partially amorphous alloy of two constituents. Preferably, the alloy is a fully amorphous alloy of the nickel-phosphorus systemcontaining about 10 % phosphorus and the balance nickel, which may be applied by eletroless coating. This roll surface prevents the build-up of iron oxide on the casting surfaces of the rolls, which build-up interferes with the uniform conduction of heat away from the molten steel, resulting in simultaneous solidification of the delta and gamma iron phases (0.01-0.18 %C), which causes a surface defect, known as "crocodile-skin". The net effect of utilising this amorphous alloy for the surface of the casting roll is a superior and uniform conduction of heat away from the molten steel, rapid transformation of the steel's microstructure into the wholly austenitic (gamma) region, exhibited by fine prior austenite grain boundaries conforming to dendritic grain boundaries and absence of "crocodile-skin" surface defects on the cast strip.

Description

금속 스트립의 연속주조용 비정질 또는 유리질 합금 표면 롤{Amorphous or Glassy Alloy Surfaced Rolls for the Continuous Casting of Metal Stip}Amorphous or Glassy Alloy Surfaced Rolls for the Continuous Casting of Metal Stip}

투윈 롤 주조기에서 연속주조에 의해서 금속 스트립을 주조하는 것은 공지되어있다. 이 기술에서 용융금속이 냉각되는 반-회전 수평 주조 롤에 도입되어서, 금속 쉘이 이동롤 표면에서 응고하고 그들 사이의 닙(nip)에 함께 유입되어 롤 사이의 닙으로부터 하방으로 공급되는 응고 스트립제품을 만든다. 이곳에 사용된 용어 "닙"은 롤이 최근접해 있는 일반적인 영역을 의미한다. 용융금속은 래들로부터 작은 하나의 또는 일련의 용기내로 공급되고, 용기로부터 용융금속을 롤 사이의 닙내로 직접흐르도록 닙상부에 위치된 금속공급노즐을 통하여 유동하며, 닙길이를 따라 연장하고 닙 바로 위의 롤 주조표면상에서 지지되는 용융금속의 주조 풀을 형성한다. 이 주조풀은 일반적으로 외측 유동에 대해서 주조풀의 두 단부를 막기 위해서 롤의 단부면과 활주 접촉하도록 지지되는 측면판 또는 댐사이에 한정된다. 다만, 전자기 배리어와 같은 다른 선택적인 수단도 제안될 수 있다.It is known to cast metal strips by continuous casting in a twin roll casting machine. In this technique, the molten metal is introduced into a semi-rotating horizontal casting roll where it is cooled, so that the metal shell solidifies at the moving roll surface and flows together into the nip between them and fed downward from the nip between the rolls. Make The term "nip" as used herein refers to the general area where the roll is nearest. Molten metal is fed from the ladle into a small one or a series of vessels and flows through the metal feed nozzle located above the nip to flow molten metal directly from the vessel into the nip between the rolls, extending along the nip length and directly into the nip length. A casting pool of molten metal is formed which is supported on the above roll casting surface. This casting pool is generally defined between side plates or dams which are supported to slide in contact with the end face of the roll to prevent the two ends of the casting pool against outward flow. However, other alternative means such as electromagnetic barriers may also be proposed.

비록 투윈 롤 주조가 냉각시에 신속한 응고를 이루는 비철금속에 성공적으로 적용되고 있지만, 철금속의 주조에 이 기술을 적용하는데는 문제점이 있다. 하나의 특별한 문제점은 롤의 주조표면에 걸친 금속의 신속한 냉각을 달성하는냐 하는 것이다,Although two-win roll casting has been successfully applied to non-ferrous metals which achieve rapid solidification upon cooling, there are problems in applying this technique to casting of ferrous metals. One particular problem is whether to achieve rapid cooling of the metal over the casting surface of the roll,

미합중국특허 제5,520,243호(PCT/AU/00593)는, 주조 풀의 용융금속과 롤의 주조표면 사이의 상대적 진동이동과 관련하여 롤 표면이 어떤 평탄 특성을 갖도록 보장하는 단계를 취함으로써 롤의 주조표면에서의 금속의 냉각이 획기적으로 개선되는 기술을 공지하고 있다. 특히 이 특허는, 선택된 주파수와 진폭의 진동이동을 적용하여 응고되는 용융금속으로부터 열전달을 획기적으로 개선하여, 금속 응고과정에서 전체적으로 새로운 효과의 달성을 가능하게 하고 있고, 따라서 특별한 주조 속도에서의 주조되는 금속의 두께는 크게 증가하거나 또는 주조속도는 특별한 스트립 두께에서 크게 증가한다. 개선된 열전달은 주조 금속의 매우 미세한 표면 구조와 관련되어 있다.U.S. Patent No. 5,520,243 (PCT / AU / 00593) describes the casting surface of a roll by taking steps to ensure that the roll surface has some flatness in relation to the relative vibrational movement between the molten metal of the casting pool and the casting surface of the roll. There is known a technique in which the cooling of the metal in the furnace is significantly improved. In particular, this patent significantly improves the heat transfer from the solidified molten metal by applying vibrational movements of selected frequencies and amplitudes, thereby enabling the achievement of a whole new effect in the metal solidification process, thus casting The thickness of the metal is greatly increased or the casting speed is greatly increased at a particular strip thickness. Improved heat transfer is associated with the very fine surface structure of the cast metal.

미합중국특허 제5,584,338호는 주조 풀의 용융금속과 주조면사이의 효율적인 상대적 진동이 주조 풀에의 음파의 적용으로 이루어지고, 증가된 열전달과 응고 구조 미세성은 매우 낮은 수준의 음파범위에서 음파의 적용에 의해서 달성된다는 기술을 공지하고 있다.U.S. Patent No. 5,584,338 discloses that the efficient relative vibration between the molten metal and the casting surface of the casting pool is due to the application of sound waves to the casting pool, and the increased heat transfer and solidification structure fineness is applied to the application of sound waves in a very low sound range. It is known that the technique is achieved by.

미합중국특허 제5,720,336호는 주조면과 주조풀의 용융금속사이의 경계면에서 발생하는 열전달 기구에 대한 연구와, 주조면이 금속의 응고 온도에서 적어도 부분적으로 액체인 재료층으로 덮히고 따라서 주조풀과 롤러사이의 상대적인 진동의 발생없이 개선된 열 전달을 이룰 수 있는 것을 보장함으로써 응고 과정의 열 유속이 제어되고 개선되는 기술을 공지하고 있다.U.S. Patent No. 5,720,336 describes the study of heat transfer mechanisms occurring at the interface between the casting surface and the molten metal of the casting pool, and the casting surface is covered with a layer of material that is at least partially liquid at the solidification temperature of the metal, thus casting pool and rollers. It is known that the heat flux of the solidification process is controlled and improved by ensuring that improved heat transfer can be achieved without the occurrence of relative vibrations between them.

이 설명에서 주조면의 평탄도에 대한 양적 측정을 참고할 필요가 있다. 실험에 사용되고 본 발명을 이해하는데 도움이 되는 하나의 특별한 방법은 일반적으로 부호 Ra로 표시되는 수학적 평균 라프니스값(Arithmetic Mean Roughness Value)으로 공지된 표준측정이다. 이 값은 측정거리(lm)내에서 프로파일의 중심선으로부터 라프니스 프로파일의 모든 절대거리에 대한 수학적 평균값으로 정의된다. 프로파일의 중심선은, 주위의 라프니스값이 측정되는 라인이고, 라프니스-폭 컷오프(cut-off)의 제한내에서 프로파일의 일반적 방향에 평행한 선이되어 그들 사이에 포함된 영역의 합과 한 측면에 놓이는 프로파일의 부분들이 동일하다. 대수학적 평균 라프니스 값은 다음과 같이 정의된다.In this description it is necessary to refer to the quantitative measurement of the flatness of the casting surface. One particular method used in the experiments and helpful in understanding the present invention is a standard measurement known as the Arithmetic Mean Roughness Value, generally indicated by the sign R a . This value is defined as the mathematical mean value for all absolute distances of the rafness profile from the profile's centerline within the measurement distance l m . The centerline of the profile is the line from which the surrounding roughness values are measured, and within the limits of the roughness-width cut-off, become a line parallel to the general direction of the profile, and the sum of the areas contained between them. The parts of the profile lying on the side are identical. The algebraic average roughness value is defined as

x = lm x = l m

Ra= 1/lm∫ │y │ dxR a = 1 / l m ∫ │ y │ dx

x = 0x = 0

전술한 연구가 철금속 스트립의 주조에 대해 높은 응고율의 달성을 가능하게 하지만, "크로코다일-스킨"으로 공지된 표면 결함을 보이지 않는 스트립을 제조하는 것은 어렵다. 응고 쉘을 통하여 열 유속에 변형이 있는 상황하에서 투윈 롤 주조기에서 롤의 주조면상의 쉘에서 γ 상과 δ 철상이 동시에 응고할 때에 이 결함은 발생한다. γ 상과 δ 철상은 상이한 열 강도 특성을 갖고 따라서 열 유속 변형은 주조 롤사이의 닙에서 함께 오는 응고 쉘에서의 국부 변형을 만들어서 생성된 스트립의 표면에서 크로코다일-스킨 결함을 초래한다. 종래에는, 이 문제는 복잡한 롤 청소 장치에 의해서 엄격한 제한 내에서 주조 롤 상에 산화물의 집적을 유지하는 노력에 의해 제기되어 왔다.Although the above studies enable the achievement of high solidification rates for the casting of ferrous metal strips, it is difficult to produce strips that do not exhibit surface defects known as "crocodile-skin". This defect occurs when the gamma phase and the δ iron phase solidify simultaneously in the shell on the casting surface of the roll in a twin roll casting machine under the condition of deformation of the heat flux through the solidification shell. The γ phase and the δ iron phase have different thermal strength properties and thus the heat flux deformation creates local deformations in the solidification shell that come together in the nip between the casting rolls, resulting in crocodyl-skin defects on the surface of the resulting strip. Conventionally, this problem has been addressed by efforts to maintain the accumulation of oxides on casting rolls within stringent limits by complicated roll cleaning apparatus.

가벼운 산화 전착물은 주조 롤면상에의 금속 응고동안에 제어된 균일한 유속을 보장하는데 유익하다. 산화 전착물은 롤 표면이 용융금속 주조 풀에 유입될때에 용융되고 주조면과 주조 풀의 용융금속사이에 얇은 액체 경계면을 설정하여 양호한 열 유속을 촉진한다. 그러나, 너무나 많은 산화물이 집적되면 산화물의 용융이 높은 초기 열 유속을 발생시키나, 산화물은 이어서 재응고하고 그 결과 열 유속은 급격히 감소한다. 응고 쉘에서의 반응 열 유속의 변형은 크로코다일-스킨 표면 결함으로 유도되는 국부 변형을 만든다.Light oxidation deposits are beneficial to ensure a controlled uniform flow rate during metal solidification on the cast roll face. Oxidized electrodeposits melt when the roll surface enters the molten metal casting pool and establish a thin liquid interface between the casting surface and the molten metal of the casting pool to promote good heat flux. However, too much oxide accumulation causes the melting of the oxide to produce a high initial heat flux, but the oxide then resolidifies, resulting in a sharp decrease in heat flux. Deformation of the reaction heat flux in the solidification shell creates local deformations that lead to crocodyl-skin surface defects.

용융금속에 의한 주조면에의 매우 양호한 습윤성을 만들기 위해서 롤의 주조면이 주조풀의 용융금속에 대한 높은 친화력이 있는 재료로 제조된다면, 금속산화물의 해로운 효과는 방지될 수 있고 높은 응고율을 달성할 수 있다. 용융금속에 의한 충분한 습윤성이 있다면, 응고가 신속히 진행되어서 상당량의 산화물이 생성될 시간이 없게 할 수 있다. 강의 경우에, 강 멜트가 단일상의 고체구조체로의 신속한 응고를 이루어서 어떤 잠재적인 크로코다일-스킨 결함도 방지할 수 있다.If the cast surface of the roll is made of a material with high affinity for the molten metal of the casting pool in order to make very good wettability to the cast surface by molten metal, the detrimental effect of the metal oxide can be prevented and achieve high solidification rate can do. With sufficient wettability by the molten metal, solidification can proceed quickly, leaving no time for a significant amount of oxide to be produced. In the case of steel, the steel melt can quickly solidify into a solid phase of a single phase to prevent any potential crocodile-skin defects.

본 발명은 금속 스트립의 주조에 관한 것이다. 특히, 철 금속 스트립의 주조에 관한 비독점적인 실시에 관한 것이다.The present invention relates to the casting of metal strips. In particular, it relates to a non-proprietary implementation of the casting of ferrous metal strips.

도1은 이중 롤 주조기의 가상 조건하에서 금속 응고율을 결정하기 위한 실험장치에 대한 도면,1 is a diagram of an experimental apparatus for determining a metal solidification rate under imaginary conditions of a double roll casting machine;

도2는 도1의 실험장치에 합체된 함침 패들을 도시하는 도면,FIG. 2 shows an impregnation paddle incorporated in the experimental apparatus of FIG. 1; FIG.

도3은 실험장치에서 일반적인 강시편의 응고 동안 얻어진 열저항값을 도시하는 도면,3 is a diagram showing a heat resistance value obtained during solidification of a typical steel specimen in an experimental apparatus;

도4는 경계면 층의 습윤성과 측정된 열 유속과 경계면 저항과의 관계를 도시하는 도면,4 shows the relationship between the wettability of the interface layer and the measured heat flux and interface resistance;

도5는 핵생성에 대한 저항에 습윤성의 효과를 도시하는 도면,5 shows the effect of wetting on resistance to nucleation;

도6은 크롬기판상에 전착된 강 쉘(shell)에서 일어나는 쉘 표면 온도를 도시하는 도면,6 shows shell surface temperatures occurring in a steel shell electrodeposited on a chromium substrate;

도7은 니켈-인 기판 및 크롬 기판상에 전착된 강 쉘상의 열 유속 측정값의 결과에 대한 그래프,7 is a graph of the results of heat flux measurements on steel shells deposited on nickel-phosphorus substrates and chromium substrates;

도8은 니켈-인 합금 및 크롬기판을 사용하는 딥(dip) 시험동안 전착된 강 쉘상의 K-값 측정을 도시하는 그래프,FIG. 8 is a graph showing the K-value measurement on a steel shell electrodeposited during dip testing using nickel-phosphorus alloy and chromium substrate.

도9 및 도10은 도8을 참조해서 딥 시험에서 전착된 강 쉘의 광학 현미경 그래프,9 and 10 are optical microscope graphs of steel shells electrodeposited in a dip test with reference to FIG. 8;

도11은 다양한 기판 및 강 혼합물을 사용한 다른 딥 시험동안 전착된 강 쉘상의 K-값 측정을 도시하는 그래프,11 is a graph showing K-value measurements on steel shells deposited during different dip tests using various substrates and steel mixtures.

도12 내지 도16은 도11을 참조한 딥 시험동안 전착된 강 쉘의 광학 현미경 그래프,12-16 are optical microscope graphs of the steel shell electrodeposited during the dip test with reference to FIG.

도17은 본 발명에 따라 작동되는 연속 스트립 주조기의 평면도,17 is a plan view of a continuous strip casting machine operated according to the present invention;

도18은 도17에 도시된 스트립 주조기의 측단면도,18 is a side sectional view of the strip casting machine shown in FIG. 17;

도19는 도17의 선 19-19에 따른 수직 단면도,FIG. 19 is a vertical sectional view along line 19-19 of FIG. 17;

도20은 도17의 선 20-20에 따른 수직 단면도,20 is a vertical cross sectional view along line 20-20 of FIG. 17;

도21은 도17의 선21-21에 따른 수직 단면도이다.FIG. 21 is a vertical cross sectional view along line 21-21 of FIG.

본 발명에 따르면, 용융 금속의 주조풀이 이동 주조면과 접촉하여 금속이 풀로부터 이동 주조면상에 응고하고, 주조면이 열전도성 몸체상의 고체 코팅에 의해 구비되고, 코팅이 주조면상에서의 용융금속의 습윤각이 40°미만이고 금속응고동안 주조면의 온도보다 높은 융점을 갖는 재료로 제조되는 금속 스트립의 연속주조방법이 제공된다.According to the present invention, a casting pool of molten metal is in contact with a moving casting surface so that the metal solidifies from the pool onto the moving casting surface, the casting surface is provided by a solid coating on a thermally conductive body, and the coating of molten metal on the casting surface Provided is a continuous casting method of a metal strip made of a material having a wetting angle of less than 40 ° and having a melting point higher than the casting surface temperature during metal solidification.

또한 양호하게는, 코팅이 주조면상의 용융금속의 습윤각이 20°미만인 재료로 제조된다.Also preferably, the coating is made of a material whose wet angle of the molten metal on the cast surface is less than 20 °.

양호하게는, 코팅면이 10 마이크론 미만의 대수학적 평균 라프니스값(Ra)을 갖는다.Preferably, the coated surface has an algebraic average roughness value (R a ) of less than 10 microns.

코팅재료는 응고동안에 주조면의 온도에서 용융 또는 용해되지 않도록 선택되어야만한다.The coating material should be chosen so that it does not melt or dissolve at the temperature of the casting surface during solidification.

양호하게는, 코팅재료가 적어도 부분적으로는 비정질이다. 예를들면, 두 금속의 비정질 합금을 포함한다. 이들 금속중의 하나는 인이다.Preferably, the coating material is at least partially amorphous. For example, it includes an amorphous alloy of two metals. One of these metals is phosphorus.

특히, 코팅재료는 10 %의 인을 함유하는 비정질 니켈-인 합금을 포함한다.In particular, the coating material comprises an amorphous nickel-phosphorus alloy containing 10% phosphorus.

열전도성 몸체는 구리 또는 구리 합금 일 수 있다.The thermally conductive body can be copper or a copper alloy.

용융금속은 철일 수 있다.The molten metal may be iron.

특히, 용융금속은 용융 강일 수 있다. 이 경우에, 용융강이 낮은 습윤각을 갖는 코팅재료의 선택은 강을 코팅면상에서 단일상 고체 구조체로의 응고를 가능하게한다.In particular, the molten metal may be molten steel. In this case, the choice of coating material in which the molten steel has a low wetting angle allows solidification of the steel into a single phase solid structure on the coating side.

따라서 본 발명은, 용융 금속의 주조풀이 이동 주조면과 접촉하여 금속이 풀로부터 이동 주조면상에 응고하고, 주조면이 열전도성 몸체상의 고체 코팅에 의해 구비되고, 코팅이 주조면상에서의 용융금속의 습윤각이 40°미만이고 금속응고동안 주조면의 온도보다 높은 융점을 갖는 재료로 제조되고, 스트립이 주조면을 떠나기 전에 상이 변형되지 않는 주조면상의 단일상 고체구조로 강이 응고하는 강 스트립의 연속 주조 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides that the casting pool of molten metal contacts the moving casting surface so that the metal solidifies from the pool onto the moving casting surface, the casting surface is provided by a solid coating on the thermally conductive body, and the coating is performed on the molten metal on the casting surface. Of steel strips with a wetting angle of less than 40 ° and made of a material having a melting point higher than the casting surface temperature during metal solidification and of a single-phase solid structure on the casting surface where the phase does not deform before the strip leaves the casting surface. Provides a continuous casting method.

본 발명은 투윈 롤 주조기에 의해서 수행된다.The invention is carried out by a twin roll casting machine.

따라서, 본 발명은, 닙의 바로 상부에서 롤의 주조면상에서 지지되는 용융금속의 주조풀을 만들도록 닙상부에 위치된 금속 공급노즐을 통하여 한 쌍의 평행한 주조 롤사이의 닙내로 용융금속이 유입되고, 롤의 주조면이 열전도성 몸체상의 고체 코팅에 의해 구비되고, 상기 코팅이 주조면상에서의 용융금속의 습윤각이 40°미만이고 금속응고동안 주조면의 온도보다 높은 융점을 갖는 재료로 제조되는 금속 스트립의 연속 주조방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides that molten metal is introduced into a nip between a pair of parallel casting rolls through a metal feed nozzle located on top of the nip to create a casting pool of molten metal supported on the casting surface of the roll just above the nip. The casting surface of the roll is provided by a solid coating on the thermally conductive body, and the coating is made of a material having a melting angle of molten metal on the casting surface of less than 40 ° and having a melting point higher than the temperature of the casting surface during metal solidification. Provided is a continuous casting method of a metal strip to be produced.

도1 및 도2는 40 mm x 40 mm 의 칠드(chilled) 블럭이 투윈 롤 주조기 의 주조표면에서의 조건을 밀접하게 가상하는 정도의 속도로 용융금속욕내로 전진하는 금속 응고 시험 리그(rig)를 도시한다. 강은 용융욕을 통하여 이동함에 따라서 칠드 블럭으로 응고하여 블럭의 표면에 응고강층을 이룬다. 응고율에서의 변형과 따라서 다양한 위치에서의 열전달의 유효한 비율을 표시하기 위해서는 그것의 전체 영역의 점에서 응고층의 두께가 측정될 수 있다. 따라서, 전체 열유동의 측정값뿐 아니라 전체 응고율의 산출도 가능하다. 또한 응고 마이크로구조에서의 변화와 관찰된 응고율과 열전달 값에서의 변화를 상호 관련시키기 위하여 스트립 표면의 마이크로구조를 조사하는 것이 가능하다.1 and 2 show a metal solidification test rig that advances into a molten metal bath at a rate such that a chilled block of 40 mm x 40 mm closely simulates the conditions at the casting surface of a twin roll casting machine. Illustrated. As the steel moves through the molten bath, it solidifies into chilled blocks, forming a solidified steel layer on the surface of the blocks. The thickness of the solidification layer can be measured in terms of its entire area to indicate the strain in the solidification rate and thus the effective rate of heat transfer at various locations. Therefore, not only the measured value of the total heat flow but also the total coagulation rate can be calculated. It is also possible to investigate the microstructure of the strip surface in order to correlate the change in the solidification microstructure with the observed change in solidification rate and heat transfer value.

도1 및 도2에 도시된 실험 리그는 예를들면 아르곤 또는 질소가스에 의해 구비되는 불활성 분위기의 용융금속의 멜트를 포함하는 유도로(2)를 구비한다. 일반적으로 3으로 표시되는 함침 패들은 선택된 속도로 멜트(2)내로 전진할 수 있고 이어서 컴퓨터 제어 모터(5)의 작용에 의해서 수축될 수 있는 슬라이더(4)상에 장착된다.The experimental rig shown in FIGS. 1 and 2 is provided with an induction furnace 2 comprising a melt of molten metal in an inert atmosphere, for example provided by argon or nitrogen gas. The impregnation paddle, generally designated 3, is mounted on the slider 4, which can be advanced into the melt 2 at a selected speed and then retractable by the action of the computer controlled motor 5.

함침 패들(3)은 46 mm의 직경과 18 mm의 두께의 크롬도금 구리 디스크 형태의 기판(7)을 구비하는 강 몸체(6)를 포함한다. 함침 패들은 열 유속의 측정을 제공하는 기판의 온도 상승을 모니터하기 위해서 써머 커플을 장착하고 있다.The impregnation paddle 3 comprises a steel body 6 having a substrate 7 in the form of a chromium-plated copper disk of diameter 46 mm and thickness 18 mm. The impregnation paddle is equipped with a thermocouple to monitor the temperature rise of the substrate, which provides a measure of heat flux.

도1 및 도2에 도시된 실험 리그상에서 수행된 시험은 응고 쉘의 마이크로구조뿐아니라 관찰된 응고율과 열 유속값이 응고과정에서 쉘/기판 경계면에서의 조건에 의해 크게 영향을 받고 있음을 보여주고 있다. 시험은 높은 열 유속과 응고율이 완만한 기판상에서 달성되고 이것은 응고 금속의 미세한 입자구조를 생성하는 것을 보여주고 있다.Tests performed on the experimental rigs shown in FIGS. 1 and 2 show that the observed solidification rate and heat flux values, as well as the microstructure of the solidification shell, are greatly affected by the conditions at the shell / substrate interface during the solidification process. Giving. The test shows that high heat flux and solidification rate are achieved on the substrate, which produces fine grain structure of solidified metal.

응고동안 멜트로부터 기판으로의 열 유속(열 싱크(sink))에 대한 전체 저항은 응고하는 쉘 및 쉘/기판 경계면의 열저항에 의해 지배된다. 응고가 약 30분내에 완료되는 일반적인 연속주조부(슬랩, 블름 또는 빌렛)의 조건에서는 열 전달저항이 응고하는 쉘 저항에 의해 지배된다. 그러나, 이 실험은, 응고가 수초내에 완료되는 박판 스트립 주조 조건하에서는 열전달 저항이 기판의 표면에서 경계면 열 저항에 의해서 지배됨을 보여주고 있다.The total resistance to heat flux (heat sink) from the melt to the substrate during solidification is governed by the thermal resistance of the shell and the shell / substrate interface to solidify. In the case of a typical continuous casting part (slab, block or billet) in which solidification is completed in about 30 minutes, the heat transfer resistance is governed by the solidifying shell resistance. However, this experiment shows that under thin strip casting conditions where solidification is completed within seconds, the heat transfer resistance is dominated by the interface thermal resistance at the surface of the substrate.

열전달 저항은 다음과 같이 정의 된다.The heat transfer resistance is defined as

R(t)= ΔT(t)/ ΔQ(t) R (t) = ΔT (t) / ΔQ (t)

여기서, Q, ΔT 및 t는 열 유속, 멜트와 기판사이의 온도차이 및 시간을 각각 나타낸다.Here, Q, ΔT and t represent the heat flux, the temperature difference and the time between the melt and the substrate, respectively.

도3은 시험 리그에서 일반적인 마그네슘 킬드 저탄소강 샘플의 응고과정에서 얻어진 열저항 값을 도시하고 있다. 이것은 쉘 열저항이 경계 열저항에 의해 지배되는 전체 열 저항의 적은 부분에만 기여하고 있음을 보여주고 있다. 더욱이, 경계 열저항이 시간이 흐름에 따라 크게 변화하지 않음을 보여주는바, 초기 멜트/기판 접촉시에 멜트/기판 열저항에 의해 지배됨을 보여준다.Figure 3 shows the heat resistance values obtained during the solidification of a typical magnesium-killed low carbon steel sample in the test rig. This shows that the shell thermal resistance contributes only a small fraction of the total thermal resistance governed by the boundary thermal resistance. Moreover, it is shown that the boundary thermal resistance does not change significantly over time, indicating that the initial melt / substrate contact is governed by the melt / substrate thermal resistance.

두 성분 시스템(멜트 및 기판)에 대해서, 멜트/기판 경계저항과 열 유속은 특별한 기판에서 멜트의 습윤성에 의해 결정된다. 이것은 도4에 도시되었는바, 어떻게 경계저항이 증가하고, 열 유속이 감소하는 습윤성과 일치하는 증가하는 습윤각에 따라서 열 유속이 어떻게 감소하는 지를 보여준다.For two component systems (melts and substrates), the melt / substrate boundary resistance and heat flux are determined by the wettability of the melt on the particular substrate. This is shown in Fig. 4, which shows how the boundary resistance increases and how the heat flux decreases with increasing wetting angle consistent with the wettability with decreasing heat flux.

멜트에 의한 기판 습윤의 중요성은 진동이동을 적용을 설명하고 있는 전술한 미합중국특허 제5,520,243호(PCT/AU93/00593)에 기술된 개발작업에 의해 보여지고 있다. 진동이동의 적용은 기판의 습윤을 촉진하고 멜트 응고의 핵생성 밀도를 증가 시키는 것이 목적이다. 그 경우의 10 페이지에 설명된 수학적 모델은 습윤성이 요구되는 것에 기초하고 이것을 이루기 위해서 진동에너지가 필요하다는 것을 고려하고 있다. 이분석을 확증하고 있는 실험에서, 열 유속에서의 충분한 개선은 기판이 평탄하지 않으면 달성할 수 없음을 보여주고 있다. 특히, 진동에너지 적용의 경우조차도, 기판의 충분한 습윤을 얻기 위해서는 기판이 5 마이크론 미만의 대수학적 평균 라프니스값(Ra)을 가질 필요가 있음을 보여주고 있다. 이들 결과는 강 멜트가 적절하게 양호한 습윤성을 갖는 크롬 기판에 적절하다. 그러나, 본 발명에 의해서, 롤의 주조면이 강 멜트에 대해서 높은 습윤성을 갖는 재료로 제조될 수 있어서 크롬면으로 달성할 수있는 것보다 양호한 습윤을 이룰수 있다. 이 경우에, 합리적인 표면 마무리 및 미세한 구조를 갖는 스트립을 제조하기 위해서 10 마이크론 미만의 대수학적 평균 라프니스값(Ra)을 갖는 주조면이 바람직하지만, 기판의 평탄도는 특별히 결정적이지 않다. 평탄한 기판상에의 금속응고에 대해서, 응고가 기판을 통하여 이질적인 핵생성 사이트에서 진행되는 것을 가상할 수 있다. 그러한 고전적인 이질적 핵생성 이론에 따른 핵 생성의 크기없는 자유 에너지에 대한 습윤각의 효과는 도5에 도시되었는바, 크기 없는 자유에너지 요소가 습윤각의 증가, 즉 습윤 효율의 감소에 따라서 증가함을 보여주고 있다. 40°미만의 습윤각은 응고에 무시할 수 있는 에너지 배리어가 있는 양호한 습윤 효율을 보여주고 있다. 75°이상의 습윤각은 금속응고에 충분한 에너지 배리어가 되는 열악한 습윤을 보여주고 있다. 철금속 주조용 투윈 롤 스트립 주조기는 일반적으로 도금에 의해 제조되는 그롬 또는 니켈 주조면을 갖는 주조 롤을 사용한다. 그러한 면은 거칠고 스트립 주조와 관련된 열 응력을 견딜 수 있다. 더욱이, 강 멜트는 효율적인 열 유속값을 얻을 수 있는 크롬 및 니켈 표면상에 적절하게 양호한 습윤성을 갖는다. 또한 스트립 주조에 사용된 일반적 강멜트로부터 전착된 금속 산화물이 크롬 및 니켈에 높은 친화력을 갖고 따라서 그러한 주조면에 양호한 습윤성, 즉 낮은 습윤각을 보여준다. 이것은 산화 코팅이 주조면에 확산되고 주조가 진행됨에 따라서 축적되는 강한 경향이 있다는 것을 의미한다.The importance of substrate wetting by melt is shown by the development work described in the above-mentioned US Pat. No. 5,520,243 (PCT / AU93 / 00593) describing the application of vibrational movement. The application of vibrational movement aims to promote wetting of the substrate and increase the nucleation density of the melt coagulation. The mathematical model described on page 10 in that case is based on the required wettability and takes into account the vibrational energy required to achieve this. In experiments confirming this analysis, it is shown that sufficient improvement in heat flux cannot be achieved unless the substrate is flat. In particular, this applies even if the vibration energy, in order to obtain sufficient wetting of the substrate board show that there is need to have a D'algebraic average fitness value of less than 5 microns (R a). These results are appropriate for chromium substrates in which the steel melt has adequately good wettability. However, according to the present invention, the cast surface of the roll can be made of a material having high wettability with respect to the steel melt, thereby achieving better wetting than can be achieved with the chromium surface. In this case, the casting surface having an algebraic average D'fitness value of less than 10 microns (R a) In order to produce a strip with a reasonable surface finish and a fine structure is preferable, the flatness of the substrate is not particularly critical. For metal coagulation on a flat substrate, it can be simulated that coagulation proceeds at heterogeneous nucleation sites through the substrate. The effect of the wetting angle on the free energy of the nucleation according to the classical heterogeneous nucleation theory is shown in Fig. 5, where the free energy element increases with the increase of the wetting angle, i. Is showing. Wetting angles below 40 ° show good wetting efficiency with negligible energy barrier to solidification. Wetting angles above 75 ° indicate poor wetting, an energy barrier sufficient for metal solidification. Twin roll strip casting machines for ferrous metal casting generally use casting rolls having a grommet or nickel casting surface made by plating. Such face is rough and can withstand the thermal stress associated with strip casting. Moreover, steel melts have adequately good wettability on the chromium and nickel surfaces to obtain efficient heat flux values. In addition, the metal oxide electrodeposited from the general steel melt used in the strip casting has a high affinity for chromium and nickel and thus shows good wettability, ie low wetting angle, for such casting surfaces. This means that there is a strong tendency for the oxide coating to diffuse on the casting surface and accumulate as the casting proceeds.

도6은 청결한 기판면과 많은 산화 전착층에 대한 도1 및 도2에 도시된 딥 시험에서 크롬면상에 전착된 강 쉘에서 발생하는 쉘 표면 온도의 측정값을 도시하고 있다. 이도면에서, 평탄한 기판면에 대해서, 응고 쉘의 표면이 응고가 진행함에 따라서 온도에서 완만하게 감소됨을 알 수 있다. 기판이 쉘을 덮는 두꺼운 산화층을 갖는 곳에서는 초기에 갑작스런 역전단계가 있는 1200℃에 달하는 언더-냉각 온도로 반응이 진행되고 쉘의 온도가 증가한다. 언더-냉각은 산화물이 액체형태에서 진행되나 온도가 1200℃에 도달함에 따라서 산화물은 금속응고에 대해서 핵생성 사이트를 제공하는 것으로 생각된다. 그러나, 고체 산화물은 냉각효율의 손실이 되는 열 유속의 배리어를 제공하고 쉘 표면 온도를 증가시킨다. 과거에는, 이 효과가 매우 엄격한 범위내에서 산화물 수준을 유지하기 위해서 주조동안 롤의 주위 깊은 청결에 의해 극복될 수 있는 것으로 생각되었다, 그러나, 강 멜트에 의해서 매우 야호한 습윤을 초래하는 선택적인 재료로부터 주조면을 형성하는 것에 의해서 강 멜트가 액체온도 미만의 상당한 언더-냉각없이도 강 멜트가 응고할 수 있다고 본다. 그러한 냉각은 급속히 진행되어서, 산화물이 주조면에 생성되어 응고가 전착된 산화물에 의한 상당한 간섭없이도 발생할 수 있는 시간이없다. 특히, 이들결과는 10%의 인을 함유하는 니켈-인 합금의 냉각 기판을 사용하는 도1 및 도2에 도시된 장체에서 딥 시험에 의해 판명된다. 이들 합금은 비전착 공정에 의해 냉각 롤상에 코팅되고 강 멜트에 의해서 양호한 습윤성을 촉진시킨다. 대분의 강 멜트의 경우에, 이 코팅상의 습윤각은 25°미만이다.FIG. 6 shows measurements of shell surface temperature occurring in a steel shell electrodeposited on the chromium surface in the dip test shown in FIGS. 1 and 2 for a clean substrate surface and many oxide electrodeposition layers. In this figure, for a flat substrate surface, it can be seen that the surface of the solidification shell is slowly reduced in temperature as the solidification proceeds. Where the substrate has a thick oxide layer covering the shell, the reaction proceeds to an under-cooling temperature of up to 1200 ° C. with an abrupt inversion step initially and the shell temperature increases. Under-cooling is thought that the oxide proceeds in liquid form, but as the temperature reaches 1200 ° C., the oxide provides nucleation sites for metal coagulation. However, solid oxides provide a barrier to heat flux that results in a loss of cooling efficiency and increases shell surface temperature. In the past, it was thought that this effect could be overcome by the deep cleanliness of the rolls during casting in order to maintain oxide levels within a very tight range, however, an optional material that causes very wet wetting by steel melt. It is believed that by forming a casting surface from the steel melt the steel melt can solidify without significant under-cooling below the liquid temperature. Such cooling proceeds so rapidly that there is no time for the oxide to form on the casting surface so that solidification can occur without significant interference with the electrodeposited oxide. In particular, these results were proved by the dip test in the field shown in FIGS. 1 and 2 using a cooling substrate of a nickel-phosphorus alloy containing 10% phosphorus. These alloys are coated on a chill roll by a non-deposition process and promote good wettability by steel melt. For most steel melts, the wetting angle on this coating is less than 25 °.

도7은 탄소강 쉘의 크롬기판상에의 응고과정에서 열 유속 측정값과 비교하여 니켈-인 합금의 기판상에 탄소강의 응고 과정에서 얻어진 열 유속 측정값을 도시하고 있다. 이들 시험에서의 탄소강은 MO6 강으로 지칭되는 다음의 조성을 갖는다. 탄소 : 0.06 중량 %Fig. 7 shows heat flux measurements obtained during the solidification process of carbon steel on a nickel-phosphorus alloy substrate as compared to the heat flux measurements during the solidification process on a chromium substrate of a carbon steel shell. Carbon steel in these tests has the following composition, referred to as MO6 steel. Carbon: 0.06 wt%

마그네슘 : 0.6 중량 %Magnesium: 0.6 wt%

실리콘 : 0.28 중량 %Silicone: 0.28 wt%

알우미늄 : ≤0.002 중량 %Aluminum: ≤0.002 weight%

멜트 자유 산소 60-100 파트/백만Melt free oxygen 60-100 parts / million

도8은 니켈-인 합금 및 크롬 기판으로 상기 조성의 탄소강 멜트를 사용한 다중 딥 시험의 K- 값(열 유속의 표시)의 측정결과를 제공한다. 도7 및 도8에 도시된 결과는 니켈- 인 합금기판이 일반적인 크롬 기판보다 보다 높은 열 유속이 초래됨을 보여주고 있다. 니켈-인 합금 기판의 경우에, 상이한 시험에 걸친 열 유속에 변동이 있는바, 특히 도8에 도시된 결과에서 연속적인 딥 시험을 통하여 감소하는 K 값이 있다. 이들 변동은 시험이 진행함에 따라서 니켈-인 합금 기판표면의 용유에 기인한다. 따라서, 높은 용융온도에서의 강 스트립 주조용의 상업적 스트립 주조에서 오랜 수명의 코팅을 이루기위해서는 용융온도를 높히기 위해서 이 특수 합금의 조성을 변형시키는 것이 바람직스럽다. 그러나, 이 시험은 낮은 습윤각으로 달성할 수 있는 극적으로 개선된 결과와, 시험되는 니켈-인 합금이 구리와 같은 다른 금속의 주조에 전적으로 적합함을 보여주고 있다.FIG. 8 provides measurement results of K-values (indication of heat flux) of multiple dip tests using carbon steel melts of this composition with nickel-phosphorus alloy and chromium substrates. The results shown in FIGS. 7 and 8 show that the nickel-phosphorus alloy substrate results in a higher heat flux than the general chromium substrate. In the case of nickel-phosphorus alloy substrates, there is a variation in the heat flux over different tests, especially in the results shown in FIG. 8, with a decreasing K value through the continuous dip test. These variations are due to the oil on the surface of the nickel-phosphorus alloy substrate as the test proceeds. Therefore, in order to achieve a long lifetime coating in commercial strip casting for steel strip casting at high melting temperatures, it is desirable to modify the composition of this special alloy to increase the melting temperature. However, this test shows that dramatically improved results achievable with low wetting angles, and that the nickel-phosphorus alloys tested are fully suitable for casting other metals such as copper.

도9 및 도10은 도9의 경우에는 니켈-인 합금의 기판 그리고 도10의 경우에는 크롬기판상에 전착된 MO6강 쉘의 100배로 확대된 광학 현미경 그래프이다. 니켈-인 합금 기판상에 전착된 쉘은 크롬 기판상에 전착된 쉘 두께의 거의 두배이고, 니켈-인 합금기판의 경우는 보다 높은 열 유속과 신속한 응고를 이룸을 알 수 있다. 이것은 매우 높은 응고율이 달성 가능하고 따라서 본 발명은 지금까지 가능했던 것보다 훨씬 높은 제조 비율로 스트립 주조가 가능함을 보여주고 있다. 도욱이, 니켈-인 합금 기판상에 전착된 쉘의 마이크로구조는 전통적인 크롬기판에 전착된 것보다 훨씬 미세하고, 전체 쉘을 통하여 현저함을 보여주고 있다. 이 마이크로구조는 액체 탄소강이 직접 오스테나이트로 응고함을 보여주는 덴드라이트(dendrite) 결정립을 정확하게 따르는 종래 오스테나이트 결정립을 보여준다. 이 응고과정을 통해서 크로커다일 스킨(crocodile skin)결점의 생성 잠재성은 없는바, 이들 결점이 응고 강 쉘에서 γ 상과 δ 상이 있을 때에만 발생하기 때문이다.9 and 10 are optical microscope graphs magnified 100 times of the MO6 steel shell electrodeposited on a nickel-phosphorus alloy substrate in FIG. 9 and a chromium substrate in FIG. 10. The shell electrodeposited on the nickel-phosphorus alloy substrate is almost twice the thickness of the shell electrodeposited on the chromium substrate, and in the case of the nickel-phosphorus alloy substrate, it has a higher heat flux and rapid solidification. This shows that very high solidification rates are achievable and thus the present invention enables strip casting at much higher production rates than has been possible so far. In addition, the microstructure of the shell electrodeposited on the nickel-phosphorus alloy substrate is much finer than that deposited on traditional chromium substrates and shows prominence throughout the entire shell. This microstructure shows conventional austenite grains that accurately follow the dendrite grains, which show that the liquid carbon steel solidifies directly into austenite. There is no potential for the generation of crocodile skin defects through this solidification process, since these defects occur only when there are γ and δ phases in the solidified steel shell.

니켈-인 합금의 강화된 습윤성은 그것의 비정질 구조에 기인한다. 액체는 일반적으로 그들이 선호하는 방향이 없기때문에 다른 액체에 대해서 높은 표면 친화성을 갖고, 유사한 효과가 비정질 고체를 습윤시킬 때에도 생긴다는 사실을 알았다. 코팅면에서의 액체금속의 습윤성은 따라서 코팅 재료가 전체적으로 비정질이면 극적으로 증가될 수 있다. 도8 및 도9에 참조된 시험에 사용된 10% 비정질 인 함량을 갖는 니켈-인 합금은 공정조성을 갖고, 효율적으로 전체적인 비정질 구조를 갖기 위해서 비석출 공정에 의해서 용이하게 전착될 수 있다. 공정 조성에서 크게 벗어나도록 비정질 함량이 변화하면, 전착된 두 금속 합금 코팅은 전체적인 비정질 구조보다는 부분적으로 결정구조를 보인다. 더욱이, 결정구조는 전착후에 고온에서 코팅을 어닐링함으로써 또한 얻어지는바, 일정한 코팅 적용에서 경도를 증가시키는데 사용되는 현상이다.The enhanced wettability of nickel-phosphorus alloys is due to its amorphous structure. It has been found that liquids generally have a high surface affinity for other liquids because they have no preferred orientation, and similar effects occur when we wet amorphous solids. The wettability of the liquid metal on the coating side can thus be increased dramatically if the coating material is entirely amorphous. The nickel-phosphorus alloy having a 10% amorphous phosphorus content used in the test referred to in Figs. 8 and 9 can be easily electrodeposited by a non-precipitation process to have a process composition and to efficiently have an overall amorphous structure. When the amorphous content changes to deviate significantly from the process composition, the electrodeposited two metal alloy coatings show a partial crystal structure rather than the overall amorphous structure. Moreover, the crystal structure is also obtained by annealing the coating at high temperature after electrodeposition, a phenomenon used to increase hardness in certain coating applications.

습윤성을 강화시킬때의 비정질 코팅의 효과와 본 발명에 따른 열 유속을 보여주기 위해서 강 멜트가, 변화하는 인 조성의 니켈-인 합금기판과, 시험전에 고온에서 어닐링된 니켈-인 합금 기판상 및 표준 데이타를 제공하거나 또는 데이타를 제어하기 위해서 평탄한 니켈 기판상에서 응고하는 또다른 일련의 시험을 수행하였다. 더욱이, 본 발명에 따른 강의 오스테나이트 덴드라이트로의 직접응고를 보여주기 위해서 또다른 시험은 γ 상과 δ 상으로의 동시 응고를 통한 응고과정에서 전체 디스토션(distortion)을 만드는 페리테틱(peritectic) 등급 강으로부터의 쉘의 전착을 포함한다. 이 시험의 결과는 도11 내지 도16에 도시 되었다.To demonstrate the effect of amorphous coatings on enhancing wettability and the heat flux according to the present invention, steel melts were used on nickel-phosphorus alloy substrates of varying phosphorus composition, on nickel-phosphorus alloy substrates annealed at high temperature prior to testing and Another series of tests was performed to solidify on a flat nickel substrate to provide standard data or to control the data. Moreover, another test to show the direct solidification of the steel according to the invention into austenite dendrites is a peritectic grade which creates a total distortion during the solidification process through simultaneous solidification into the γ and δ phases. Including electrodeposition of shells from steel. The results of this test are shown in Figures 11-16.

도11은 다중 딥 시험의 K-값에 대한 측정 결과를 제공한다. 딥 시험(1-27)은 모두 전술한 MO6조성을 갖는 강 멜트를 사용하였다. 시험(1-9)에서 강 쉘은 5.6의 Ra값을 갖는 평탄한 니켈 기판과, 10%의 니켈 함량을 갖고 8.7의 Ra값을 갖는 니켈-인 합금 기판상에 전착된다.11 provides measurement results for K-values of multiple dip tests. Dip tests (1-27) all used a steel melt having the MO6 composition described above. Steel shell in the test (1-9) is nickel having a flat substrate and the nickel, the nickel content of 10% with a R a value of 5.6 has a R a value of 8.7 is deposited on the alloy substrate.

시험(1-9)에 사용된 니켈-인 기판은 비석출과정에 의해 전착되고, 어닐링되지 않는다. 제어로서 사용된 평탄한 니켈 기판과 비교해서 매우 높은 K-값이 이 기판을 통해서 얻어진다. 이들 결과들은 도8에 도시된 결과와 유사하다.The nickel-phosphorus substrate used in the test (1-9) is electrodeposited by the non-precipitation process and is not annealed. Very high K-values are obtained through these substrates compared to the flat nickel substrates used as controls. These results are similar to the results shown in FIG.

도8은 니켈 기판이 5%의 인 함량과 6.6의 Ra값을 갖는 니켈-인 합금 기판상에의 응고의 결과에 대해서 제어 비교로서 유지되는 니켈 기판에서의 시험 결과(10-15)를 도시하고 있다. 5%의 인 합금으로 이루어지는 K-값은 평탄한 기판이 사용 될지라도 시험 1-9의 10%의 인 합금의 것에 비해 낮고, 이것은 5%의 인 합금에서 불가피한 부분적 결정구조가 습윤과 전체 열 유속을 감소시키는 것을 보여주고 있다.8 shows test results 10-15 in a nickel substrate where the nickel substrate is held as a control comparison for the result of solidification on a nickel-phosphorus alloy substrate having a phosphorus content of 5% and a R a value of 6.6. Doing. The K-value of the 5% phosphorus alloy is low compared to that of the 10% phosphorus alloy of Test 1-9, even if a flat substrate is used, which indicates that the partial crystal structure, which is inevitable in the 5% phosphorus alloy, results in wetting and overall heat flux. It is showing a decrease.

도11은 또한, MO6 모든 기판이 10%의 인함량을 가지나 그중의 하나는 비석출 전착후에 400 ℃의 온도에서 1.5시간동안 어닐링되고, 다른 기판은 어떤 어닐링도 되지 않는 평탄한 니켈-인 합금상에 전착되는 시험(16-23)의 결과를 도시하고 있다. 어닐링되지 않은 기판은 시험(1-9)에서 경험한 바와같이 높은 K-값을 만들지만, 어닐링된 기판은 평면 니켈 기판으로 달성되는 것과 비교하여 매우 낮은 K-값을 만든다. 도12는 시험(11)에서 니켈기판 상에 전착된 쉘의 광마이크로 그래프이고, 도13은 딥 시험(18)에서 어닐링기판 상에 전착된 쉘의 광학 현미경 그래프이며, 도14는 동일한 딥 시험(18)에서 어닐링되지 않은 니켈 인 합금 기판 상에 전착된 쉘의 광학 현미경그래프이다. 시험(11)의 니켈 기판과 시험(18)에서의 어닐링 기판상에 전착된 쉘에 나타난 미세구조는 유사하다. 두 경우에 쉘은 상대적으로 얇고 페라이트로의 초기 응고를 보여주는 거칠은 미세구조를 보인다. 어닐링되지 않은 합금 기판상에 전착된 것으로서의 도14의 쉘은 매우 두껍고, 직접 오스테나이트로 응고되는 본 발명에 따라 이룰수 있는 높은 응고율과 합체된 보다 미세한 구조를 보여준다.11 also shows that all MO6 substrates have a phosphorus content of 10%, one of which is annealed for 1.5 hours at a temperature of 400 ° C. after non-precipitation electrodeposition, and the other substrate is on a flat nickel-phosphorus alloy without any annealing. The results of the electrodeposited test 16-23 are shown. Unannealed substrates produce high K-values as experienced in tests (1-9), but annealed substrates produce very low K-values compared to those achieved with planar nickel substrates. FIG. 12 is a photomicrograph of a shell electrodeposited on a nickel substrate in test 11, FIG. 13 is an optical microscope graph of a shell electrodeposited on an anneal substrate in dip test 18, and FIG. 14 shows the same dip test ( 18 is an optical micrograph of a shell electrodeposited on a nickel phosphorus alloy substrate that was not annealed. The microstructures shown in the shell electrodeposited on the nickel substrate of test 11 and the annealing substrate in test 18 are similar. In both cases the shells are relatively thin and have a coarse microstructure showing initial solidification to ferrite. The shell of FIG. 14 as electrodeposited on an annealed alloy substrate is very thick and shows a finer structure incorporating the high coagulation rate achievable according to the invention that solidifies directly into austenite.

도8은 시험(1-15)에서 앞서 사용된 바와같은 니켈의 제어 기판과 비교하여 10%의 인 함량을 가지나 부분적으로 400℃에서 45분 동안 어닐링된 니켈-인 합금 기판상에 쉘이 전착된 시험(24-27)의 결과를 제공한다. 부분적으로 어닐링된 기판은 시험(16-23)의 어닐링된 기판과 어닐링되지 않은 기판의 k-값 사이에서 k-값을 나타내고, 또한 비정질 코팅의 효과를 보이며, k-값의 등급과 결정 구조가 코팅에 존재하는 정도에 따르는 열 유속의 감소를 보인다.FIG. 8 shows that the shell is electrodeposited on a nickel-phosphorus alloy substrate that has a phosphorus content of 10% compared to the control substrate of nickel as previously used in the test (1-15) but partially annealed at 400 ° C. for 45 minutes. Provide the results of the test (24-27). The partially annealed substrate exhibits a k-value between the k-values of the annealed and unannealed substrates of the test (16-23), and also shows the effect of amorphous coatings, and the k-value ratings and crystal structure It shows a decrease in heat flux depending on the degree present in the coating.

도11은 0.13 %의 탄소함량을 갖는 페리테틱 강 조성으로부터 10%의 인함량의 니켈-인 합금 기판상에서 쉘이 전착되어진 시험(29-31)으로부터 얻어진 결과를 도시한다. 일반적으로, 그러한 조성의 강은 직접의 박판 스트립 주조기술로는 양호한 표면품질로 주조할 수 없는바, 강이 γ 상과 δ 페라이트 상으로 동시에 응고하여 응고 쉘에서 큰 변형을 만들기 때문이다. 그러나 현재의 시험에서, 쉘로 제조된 페리테틱 강 조성은 니켈-인 합금 기판상에서 MO6 강으로 얻은 것과 동일한 미세수조 및 동일한 K-값을 얻음을 보이고 응고동안 유사한 열 유속을 보인다.FIG. 11 shows the results obtained from tests 29-31 in which the shell was electrodeposited on a 10% phosphorus nickel-phosphorus alloy substrate from a ferritic steel composition having a carbon content of 0.13%. In general, steels of such compositions cannot be cast with good surface quality by direct thin strip casting techniques because the steel solidifies simultaneously into the γ phase and the δ ferrite phase to create large deformations in the solidification shell. However, in the present test, the ferritic steel composition made from the shell shows the same microwater bath and the same K-value obtained with MO6 steel on the nickel-phosphorus alloy substrate and shows similar heat flux during solidification.

시험(30)에서 제조된 페리테틱 강의 쉘의 응고 구조가 도15에 도시되었고, 텍스츄어드(textured)된 크롬 기판상에 전착된 동일한 강의 쉘의 응고 구조는 도16에 도시되었다. 도15의 구조는 도9 및 도14에 도시된 것과 매우 유사하고, 액체 탄소강이 직접 오스테나이트로 응고함을 보이는 직전의 오스테나이트 결정립 경계를 나타내고 있다. 더욱이, 응고가 냉각율이 감소하는 단계까지 진행한 후에라도 어떤 페라이트 성장을 나타내는 징후는 없다.The solidification structure of the shell of ferritic steel produced in the test 30 is shown in FIG. 15, and the solidification structure of the shell of the same steel electrodeposited onto a textured chromium substrate is shown in FIG. The structure of Fig. 15 is very similar to that shown in Figs. 9 and 14, and shows the austenitic grain boundary immediately before the liquid carbon steel shows direct solidification with austenite. Moreover, there is no indication of any ferrite growth even after the coagulation has proceeded to the stage where the cooling rate decreases.

이것은 오스테나이트 응고가 스트립 주조공정에서 본 발명에 따라 개시될때에, 스트립이 주조면 또는 주조면들을 떠난 후에 저온에서 후속되는 변형이 있을지라도, 페라이트 성장으로 복귀하지 않고, 오스테나이트로의 완전한 변형을 행할 수 있다.This means that when austenite solidification is initiated in accordance with the invention in a strip casting process, even if there is a subsequent deformation at low temperature after the strip has left the casting surface or casting surfaces, it does not return to ferrite growth, but rather complete deformation into austenite. I can do it.

본 발명에서 롤의 주조면의 물질은 금속 응고기간동안 주조면의 온도 보다 높은 용융온도를 가져야만 한다. 주조면의 온도는 주조면에서 용융된 금속의 습윤각에 따라 달라질 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 주조면 코팅실험에서의 온도는 습윤각이 감소함에 따라 상승할 수 있다. 코팅 물질은 그러므로, 높은 열 유속과 빠른 응고 사이에서의 균형과 안전하게 코팅의 용융온도 이하인 코팅온도를 유지하도록 선택될 수 있다.In the present invention, the material of the cast side of the roll must have a melting temperature higher than the temperature of the cast side during the metal solidification period. The temperature of the casting surface may vary depending on the wetting angle of the molten metal on the casting surface. In more detail, the temperature in the cast surface coating experiment may increase as the wet angle decreases. The coating material can therefore be chosen to maintain a balance between high heat flux and fast solidification and to maintain the coating temperature safely below the melting temperature of the coating.

어닐링되지 않은 니켈-인 기판에 대해서 도8 및 도11에 도시된 결과는 코팅의 부식 때문에 작업손실(loss of performance)이 증가함을 나타낸다. 고온 강 주조를 위해서, 다른 2개의 금속 비정질 코팅이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 전절한 코팅의 선택을 위해서는, 코팅의 용융온도, 주조 기간동안의 경계면 온도 및 코팅의 어닐링 온도를 고려할 필요가 있다. 표 1은, 박판 강 스트립의 주조에서 본 발명에 따라 사용될 수 있는 여러 가지 합금 코팅을 위한 상대적인 표준을 나타낸 것이다.The results shown in FIGS. 8 and 11 for unannealed nickel-phosphorus substrates indicate an increase in loss of performance due to corrosion of the coating. For high temperature steel casting, two other metal amorphous coatings can be used according to the invention. For the selection of the complete coating, it is necessary to consider the melting temperature of the coating, the interface temperature during the casting period and the annealing temperature of the coating. Table 1 shows the relative standards for the various alloy coatings that can be used according to the invention in the casting of thin steel strips.

코팅coating T 경계면(C)T interface (C) T 용융점(C)T melting point (C) T 결정(C)T crystal (C) 전착 방법Electrodeposition method Ni-PNi-P 750750 870870 200200 비석출Non-precipitation Ni-BNi-B 750750 1065(1018)1065 (1018) --- 비석출/열분사Non Precipitation / Thermal Spray Mo-PMo-P 730730 16501650 431431 비석출Non-precipitation Mo-BMo-B 730730 21802180 --- PVD/CVDPVD / CVD Cr-BCr-B 780780 16301630 --- PVD/열분사/CVDPVD / Thermal Spray / CVD Ti-PTi-P 10821082 14951495 882882 --- Ti-BTi-B 10821082 15401540 884884 PVD/CVDPVD / CVD Ta-BTa-B 882882 23902390 2050?2050? PVD/CVDPVD / CVD W-BW-B 707707 19701970 --- PVD/CVDPVD / CVD Co-PCo-P 843843 10231023 --- --- Co-BCo-B 843843 11101110 --- --- Zr-BZr-B 16801680 863863 PVD/열분사/CVDPVD / Thermal Spray / CVD Fe-PFe-P 983983 10481048 735735 --- Fe-BFe-B 983983 11741174 912912 CVDCVD V-BV-B 980980 17351735 --- CVDCVD

표 1에서, 경계면 온도는 1650℃에서 강과 25℃의 코팅과의 완벽한 접촉을 가정하고 계산된 것이다.In Table 1, the interface temperature is calculated assuming complete contact of the steel at 25 ° C. with the coating at 1650 ° C.

도17 내지 도21은 본 발명에 따라 작동하는 투윈 롤 연속 스트립 주조기를 설명하는 것이다. 이 주조기는 바닥(12)으로부터 세워진 기계의 메인 프레임(11)을 포함한다. 이 프레임(11)은 조립대(14) 및 주조대(15) 사이에서 수평방향으로 이동가능한 주조 롤 캐리지(13: casting roll carriage)를 지지한다. 이 운반체(13)는 한 쌍의 평행한 주조 롤(16)을 이송하며, 이 곳에는, 주조작업을 하는 동안 턴디시(18) 및 공급노즐(19)을 통해 레이들(17)로부터 용융금속이 공급되어 주조 풀이 형성된다. 주조 롤(16)은, 수냉되어 이동하는 롤 표면(16a) 위에서 쉘이 응고되도록 하며, 이 들 사이의 닙에서 응고된 스트립 제품(20)이 생성되어 롤 토출구로 나오도록 한다. 이 제품은 표준 코일러(21: coiler)로 공급되고, 계속하여 제2코일러(22)로 이송되도록 할 수 있다. 용기(23)는 주조대에 인접하는 머신 프레임 위에 장착되며, 용융된 금속이 턴디쉬 위에서 오버플로우 스파우트(24)를 통해 이 용기로 흐름이 바뀌게 되거나, 또는 주조 작업 기간 동안 심각한 고장 또는 제품에서의 심각한 불량품의 양산이 있다면, 턴디쉬의 한 쪽에서 비상 플러그(25: emergency plug)의 작동에 의해 이 용기로 흐름이 바뀌게 된다.Figures 17-21 illustrate a twin roll continuous strip casting machine operating according to the present invention. This casting machine comprises the main frame 11 of the machine erected from the bottom 12. The frame 11 supports a casting roll carriage 13 which is horizontally movable between the assembly table 14 and the casting table 15. The carrier 13 conveys a pair of parallel casting rolls 16, from which molten metal from the ladle 17 through the tundish 18 and the feed nozzle 19 during the casting operation. This is supplied to form a casting pool. The casting roll 16 causes the shell to solidify on the roll surface 16a, which is water cooled and moves, and the solidified strip product 20 is produced in the nip between them to exit the roll outlet. This product can be supplied to a standard coiler 21 and subsequently transported to a second coiler 22. The vessel 23 is mounted on a machine frame adjacent to the foundry, where molten metal flows over the tundish through the overflow spout 24 into the vessel, or during a casting operation during a serious failure or product If there is a serious mass production of defective goods, the flow is diverted to this vessel by the operation of an emergency plug (25) on one side of the tundish.

롤 캐리지(13)는 메인 머신 프레임(11)의 일부를 따라 연장하는 레일(33) 위에서 바퀴(32)에 의해 설치된 캐리지 프레임(31)을 포함함으로써, 롤 캐리지(13)가 대체적으로 레일(33)을 따라 이동하도록 설치된다. 캐리지 프레임(31)은 롤(16)이 회전가능하게 설치된 한 쌍의 롤 크래들(34: roll cradles)을 운반한다. 롤 크래들(34)은 보조 슬라이드 부재(35, 36)들을 상호 연결시킴으로써 캐리지 프레임(31) 위에 설치되며, 유압 실린더 유닛(37, 38)의 영향하에서 크래들이 캐리지 위에서 이동하도록 하여, 이하에서 설명될 것이지만, 스트립을 따라 약한 횡단선을 형성하도록 요구될 때, 캐스팅 롤(16)들 사이에서 닙을 조정하며, 또한 이 롤들이 짧은 시간 간격을 가지고 바르게 이동되도록 한다.The roll carriage 13 comprises a carriage frame 31 installed by the wheels 32 on a rail 33 extending along a part of the main machine frame 11, whereby the roll carriage 13 is generally a rail 33. It is installed to move along. The carriage frame 31 carries a pair of roll cradles 34 on which the rolls 16 are rotatably installed. The roll cradle 34 is mounted on the carriage frame 31 by interconnecting the auxiliary slide members 35, 36, and allows the cradle to move above the carriage under the influence of the hydraulic cylinder units 37, 38, which will be described below. However, when required to form a weak transverse line along the strip, it adjusts the nip between the casting rolls 16 and also allows these rolls to move correctly with short time intervals.

롤 캐리지위에서 구동 브라켓(40)과 메인 머신 프레임 사이에 접속된 실린더 유닛(39) 및 유압 피스톤을 이동 작동시키는 조작에 의해, 캐리지는 레일(33)을 따라 전체적으로 이동될 수 있어서, 조립대(14) 및 주조대(15) 사이에서 롤 캐리지를 상호 이동시키도록 작동될 수 있도록 한다.By the operation of moving the hydraulic piston and the cylinder unit 39 connected between the drive bracket 40 and the main machine frame on the roll carriage, the carriage can be moved along the rail 33 as a whole, so that the assembly table 14 And the cast bar 15 to allow the roll carriage to move with each other.

캐스팅 롤(16)은 구동모터 및 캐리지 프레임(31)위에 설치된 트랜스미션으로부터 구동 축(41)을 통해 반대로 회전된다. 롤(16)은 일렬로 세로방향을 따라 연장하는 형태로 형성되며, 둘레를 따라 일정 간격을 두고 냉각수 통로가 제공되는 구리 주변 벽을 가진다. 이 냉각수 통로는, 회전식 마개(43: rotary glands)를 통해 냉각수 공급 호스(42)에 접속된 롤 구동축(41)에서 냉각수 공급 덕트로부터 롤 단부를 통해 냉각수가 공급된다. 롤은 전형적으로 직경이 약 300㎜이며, 2000㎜ 이상의 길이를 가져서 2000㎜ 폭의 스트립 생성물을 제조하도록 한다.The casting roll 16 is rotated reversely through the drive shaft 41 from the transmission installed on the drive motor and the carriage frame 31. The rolls 16 are formed to extend in the longitudinal direction in a row and have copper peripheral walls provided with cooling water passages at regular intervals along the perimeter. The cooling water passage is supplied with cooling water from the cooling water supply duct through the roll end portion in the roll drive shaft 41 connected to the cooling water supply hose 42 via the rotary glands 43. The rolls are typically about 300 mm in diameter and have a length of at least 2000 mm to produce a 2000 mm wide strip product.

래들(ladle:17)은 전체적으로 종래의 구성을 가지며, 요크(45)에 의해 오버헤드 크레인 위에 고정되어, 뜨거운 금속 수납부로부터 일정 거리를 두도록 할 수 있다. 이 래들은 스토퍼 로드(46)로 서보 실린더에 의해 작동 가능하기 알맞게 되어, 용융된 금속이 래들로부터 토출 노즐(47) 및 내화물로 된 측판(refractory shroud)을 통해 턴디쉬(18)로 흐르도록 한다.The ladle 17 has a conventional configuration as a whole and can be fixed on the overhead crane by the yoke 45 to allow a certain distance from the hot metal housing. These ladles are adapted to be operable by the servo cylinders with the stopper rods 46, allowing molten metal to flow from the ladles to the tundish 18 through discharge nozzles 47 and refractory shrouds of refractory. .

턴디쉬(18) 또한 종래의 구성이다. 이는 산화 마그네슘(MgO) 등의 내화물질로 넓은 접시 형태로 만들어진다. 이 턴디쉬의 한쪽은 래들로부터 용융된 금속을 받으며, 또한 전술한 오버플로우(24) 및 비상 플러그(25)를 구비한다. 이 턴디쉬의 다른 쪽에는 일련의 일정간격을 두고 길이방향으로 놓이는 일련의 금속 토출구(52)가 제공된다. 턴디쉬의 낮은 쪽 부분은 롤 캐리지 프레임 위에 턴 디쉬를 설치하도록 하는 마운팅 브라켓(53)을 지탱하며, 구멍이 제공되어 캐리지 프레임 위에서 인덱싱 페그(54: indexing pegs)를 받아 턴디쉬를 정확하게 위치시키도록 한다.The tundish 18 is also of conventional construction. It is made of refractory material such as magnesium oxide (MgO) in the form of a wide plate. One side of this tundish receives molten metal from the ladle and also has the overflow 24 and emergency plug 25 described above. The other side of the tundish is provided with a series of metal outlets 52 arranged longitudinally with a series of predetermined intervals. The lower part of the tundish bears a mounting bracket 53 for mounting the turn dish on the roll carriage frame, and a hole is provided to receive the indexing pegs (54) on the carriage frame to position the tundish correctly. do.

공급 노즐(19: delivery nozzle)은 알루미나 그래파이트(alumina graphite)와 같은 내화 물질로 제조된 길다란 본체로 형성된다. 그 아래부분은 테이퍼가 형성되어, 안쪽이면서 아래쪽으로 수렴하도록 되어, 주조롤(16)사이에서 닙으로 돌출하도록 한다. 장착 브라켓(53)이 제공되어 롤 캐리지 프레임 위에서 그것을 지지하도록 하고, 그 상부에는 상기 장착 브라켓 위에 위치하며 바깥쪽으로 돌출하는 측면 플랜지가 형성된다.The delivery nozzle 19 is formed of an elongated body made of a refractory material such as alumina graphite. The lower portion is tapered to converge inward and downward, so as to project into the nip between the casting rolls 16. A mounting bracket 53 is provided to support it on the roll carriage frame, on top of which a side flange is formed which is located above the mounting bracket and protrudes outward.

노즐(19)은 일련의 수평하게 일정간격으로 배치되며, 일반적으로 수직 방향으로 연장하는 유동 통로를 가질 수 있어서, 롤의 폭 전체에서 금속의 배출 속도를 적절히 낮추도록 하며, 초기 응고가 발생하는 롤 표면에 대한 직접적인 침투 없이 롤들 사이의 닙으로 용융금속을 공급하도록 한다. 다른 방법으로, 노즐은 단일의 연속하는 슬롯형 토출구를 가져서, 용융금속의 저속 커튼(curtain)을 롤들 사이의 닙으로 직접 공급할 수 있으며, 및/또는 용융금속 풀에 잠기게 될 수 있다.The nozzles 19 are arranged in a series of horizontally spaced intervals, and may have flow passages generally extending in the vertical direction, so as to appropriately lower the discharge rate of the metal throughout the width of the roll, and the initial solidification roll The molten metal is fed into the nip between the rolls without direct penetration into the surface. Alternatively, the nozzle may have a single continuous slotted outlet so that a slow curtain of molten metal can be fed directly into the nip between the rolls and / or submerged in the molten metal pool.

이 풀은, 롤 캐리지가 주조대에 있을 때, 롤의 계단식 단부(57)에 대해 고정된 한 쌍의 측면 폐쇄판(56)에 의해 롤의 단부에서 경계를 갖게된다. 측면 폐쇄판(56)은 질화붕소 같은 강한 내화물질로 제조되며, 부채꼴의 조개껍질모양(scalloped)의 측면 엣지(81)를 가지고 있어, 롤의 계단식 단부(57)의 곡선과 들어 맞도록 된다. 이 측면 폐쇄판은, 한 쌍의 유압 실린더 유닛(83)의 조작으로 주조대에서 이동 가능한 플레이트 홀더(82)에 설치되어, 그 측면 폐쇄판이 캐스팅 롤의 계단식 단부와 결합하도록 하여 주조 작업 동안 주조 롤위에 형성된 금속의 용융 풀에 대해서 폐쇄부를 형성하도록 한다.This pool is bounded at the end of the roll by a pair of side closure plates 56 fixed to the stepped end 57 of the roll when the roll carriage is at the casting table. The side closure plate 56 is made of a strong refractory material, such as boron nitride, and has a scalloped scalloped side edge 81 to fit the curve of the stepped end 57 of the roll. This side closure plate is installed in a plate holder 82 movable from the casting table by the operation of a pair of hydraulic cylinder units 83, such that the side closure plate is engaged with the stepped end of the casting roll so that the casting roll during the casting operation A closure is made for the molten pool of metal formed above.

주조 작업 동안, 래들 스토퍼 로드(46: ladle stopper rod)가 작동하여 용융금속이 래들로부터 턴디쉬로 금속 공급 노즐을 통해 공급되도록 하며, 이 노즐을 통해, 용융 금속이 주조롤로 흘러 들어가게 된다. 스트립 생성물(20)의 청결 헤드 끝은 에이프런 테이블의 작동으로 코일러(21)의 죠우(jaw)으로 안내된다. 에이프런 테이블(96)은 메인 프레임 위에서 피봇 마운팅(97)에 매달리며, 청결 헤드의 끝이 형성된 후에 유압 실린더의 작동에 의해 코일러를 향해 흔들리게 된다. 테이블(96)은, 피스톤 및 실린더 장치에 의해 작동된 상부 스트립 안내용 플랩(strip guide flap: 99)에 대해서 작동할 수 있으며, 스트립 생성물(20)은 한쌍의 수직 측면 롤러(102) 사이에서 한정될 수 있다. 이 헤드 끝이 코일러의 턱으로 안내되어 들어간 후에, 코일러는 회전하며 스트립 생성물을 감고, 에이프런 테이블은 그 작동하지 않던 위치로 복귀하며, 그곳에서 코일러(21) 위에 직접 걸려진 생성물의 머신 프레임 클리어(clear)에 단순히 매달려 있게 된다. 결과로서 얻어진 스트립 생성물(20)은 계속하여 코일러(22)로 이송되어 최종적인 코일을 생성하고, 주조기로부터 다른 곳으로 옮겨지게 된다.During the casting operation, a ladle stopper rod 46 is activated to allow molten metal to be fed from the ladle to the tundish through the metal supply nozzle, through which the molten metal flows into the casting roll. The clean head end of the strip product 20 is guided to the jaw of the coiler 21 by the operation of the apron table. The apron table 96 hangs on the pivot mounting 97 above the main frame and is shaken toward the coiler by the operation of the hydraulic cylinder after the end of the cleaning head is formed. The table 96 can operate on an upper strip guide flap 99 operated by a piston and cylinder arrangement, the strip product 20 being defined between a pair of vertical side rollers 102. Can be. After this head tip is guided into the jaw of the coiler, the coiler rotates and winds up the strip product, and the apron table returns to its inactive position, where the machine of the product hangs directly on the coiler 21. It simply hangs on the frame clear. The resulting strip product 20 is subsequently transferred to the coiler 22 to produce the final coil, which is then moved from the casting machine to another place.

그 아래부분은 테이퍼가 형성되어, 안쪽이면서 아래쪽으로 수렴하도록 되어, 주조롤(16) 사이에서 닙으로 돌출하도록 한다. 마우팅 브라켓이 제공되어 롤 캐리지 프레임 위에서 그것을 지지하도록 하고, 그 상부에는 상기 마운팅 브라켓 위에 위치하며 바깥쪽으로 돌출하는 측면 플랜지가 형성된다.The lower part is tapered to converge inward and downward, so as to project into the nip between the casting rolls 16. A mounting bracket is provided to support it on the roll carriage frame, and on its upper side there is formed a side flange which is located above the mounting bracket and protrudes outward.

노즐(19)은 일련의 수평하게 일정간격으로 배치되며, 일반적으로 수직 방향으로 연장하는 유동 통로를 가질 수 있어서, 롤의 폭 전체에서 금속의 배출 속도를 적절히 낮추도록 하며, 초기 응고가 발생하는 롤 표면에 대한 직접적인 침투 없이 롤들 사이의 닙으로 용융금속을 공급하도록 한다. 다른 방법으로, 노즐은 단일의 연속하는 슬롯형 토출구를 가져서, 용융금속의 저속 커튼(curtain)을 롤들 사이의 닙으로 직접 공급할 수 있으며, 및/또는 용융금속 풀에 잠기게 될 수 있다.The nozzles 19 are arranged in a series of horizontally spaced intervals, and may have flow passages generally extending in the vertical direction, so as to appropriately lower the discharge rate of the metal throughout the width of the roll, and the initial solidification roll The molten metal is fed into the nip between the rolls without direct penetration into the surface. Alternatively, the nozzle may have a single continuous slotted outlet so that a slow curtain of molten metal can be fed directly into the nip between the rolls and / or submerged in the molten metal pool.

도 11 내지 도 15에 도시된 모든 종류의 트윈 롤 주조기의 모든 부품들은 미국특허, 제5184668호, 미국특허 제5277243호 그리고 국제특허협력조약(PCT) 출원 PCT/AU93/00593호에 보다 상세히 기재되었음을 확인한다.All parts of all types of twin roll casting machines shown in FIGS. 11-15 are described in more detail in US Pat. No. 5,284,681, US Pat. No. 52,772,43, and PCT Application PCT / AU93 / 00593. Check it.

Claims (34)

용융 금속의 주조풀이 이동 주조면과 접촉하여 금속이 풀로부터 이동 주조면상에 응고하는 금속 스트립의 연속 주조방법에 있어서,A continuous casting method of a metal strip in which a casting pool of molten metal is in contact with a moving casting surface and the metal solidifies from the pool onto the moving casting surface, 주조면이 열전도성 몸체상의 고체 코팅에 의해 구비되고, 코팅이 주조면상에서의 용융금속의 습윤각이 40°미만이고 금속응고동안 주조면의 온도보다 높은 융점을 갖는 재료로 제조되는 것을 특징으로하는 연속 주조방법.The casting surface is provided by a solid coating on the thermally conductive body, and the coating is made of a material having a wetting angle of molten metal on the casting surface of less than 40 ° and having a melting point higher than the temperature of the casting surface during metal solidification. Continuous casting method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코팅이 주조면상의 용융금속의 습윤각이 20°미만인 재료로 제조되는 것을 특징으로하는 연속 주조방법.And the coating is made of a material having a wet angle of molten metal on the cast surface of less than 20 °. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 코팅면이 10 마이크론 미만의 대수학적 평균 라프니스값(Ra)을 갖는 것을 특징으로하는 연속 주조방법.A continuous casting method, characterized in that the coated surface has an algebraic average roughness value (R a ) of less than 10 microns. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of the preceding claims, 용융금속이 용융 강인 것을 특징으로하는 연속 주조방법.Continuous casting method, characterized in that the molten metal is molten steel. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 강이 주조면상의 단상의 고체 구조체내로 응고하는 것을 특징으로하는 연속 주조방법.A continuous casting method, wherein steel solidifies into a single-phase solid structure on a casting surface. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of the preceding claims, 코팅재료가 적어도 부분적으로 비정질인 것을 특징으로하는 연속 주도방법.A continuous lead method, characterized in that the coating material is at least partially amorphous. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 코팅재료가 전체적으로 비정질인 것을 특징으로하는 연속 주조방법.Continuous casting method, characterized in that the coating material is entirely amorphous. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of the preceding claims, 코팅 재료가 두 금속의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.A continuous casting method, characterized in that the coating material consists of an alloy of two metals. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 두 금속중의 하나가 비정질인 것을 특징으로하는 연속 주조방법.Continuous casting method, characterized in that one of the two metals is amorphous. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 두 금속중의 다른 하나가 니켈인 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.Continuous casting method, characterized in that the other one of the two metals is nickel. 제8항 내지 제10항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 합금이 공정 합금인 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.Continuous casting method, characterized in that the alloy is a process alloy. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of the preceding claims, 용융금속이 공정 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.Continuous casting method characterized in that the molten metal has a process composition. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of the preceding claims, 열 전도성 몸체가 구리 또는 구리합금 몸체인 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.A continuous casting method, characterized in that the thermally conductive body is a copper or copper alloy body. 용융 금속의 주조풀이 이동 주조면과 접촉하여 금속이 풀로부터 이동 주조면상에 응고하고, 주조면이 열전도성 몸체상의 고체 코팅에 의해 구비되고, 코팅이 주조면상에서의 용융금속의 습윤각이 40°미만이고 금속응고동안 주조면의 온도보다 높은 융점을 갖는 재료로 제조되는 강 스트립의 연속 주조방법에 있어서,The casting pool of molten metal contacts the moving casting surface so that the metal solidifies from the pool onto the moving casting surface, the casting surface is provided by a solid coating on the thermally conductive body, and the coating has a wetting angle of 40 ° on the casting surface. In the continuous casting method of a steel strip made of a material having a melting point less than and higher than the temperature of the casting surface during metal solidification, 스트립이 주조면을 떠나기 전에 상이 변형되지 않는 주조면상의 단일상 고체구조로 강이 응고하는 것을 특징으로 하는 연속주조방법.A method of continuous casting, characterized in that the steel solidifies into a single-phase solid structure on the casting surface which does not deform before the strip leaves the casting surface. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 강이 0.53 중량% 이하의 탄소 함량을 갖고, 상기 단일상 구조가 고체 오스테나이트의 덴드라이트를 포함하는 것을 특징으로하는 연속주조방법.A steel casting method, characterized in that the steel has a carbon content of 0.53% by weight or less, and the single phase structure comprises a solid austenite dendrite. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 강이 페리테틱 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 연속주조방법.Continuous casting method, characterized in that the steel has a peripheral composition. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 강이 0.13 중량%의 탄소함량을 갖는 것을 특징으로하는 연속주조방법.Continuous casting method, characterized in that the steel has a carbon content of 0.13% by weight. 제14항 내지 제17항 중의 어느한 항에 있어서,The method according to any one of claims 14 to 17, 코팅 재료가 두 금속의 비정질 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.A continuous casting method, wherein the coating material is made of an amorphous alloy of two metals. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 두 금속중의 하나가 인인 것을 특징으로 하는 연속주조방법.Continuous casting method, characterized in that one of the two metals is phosphorus. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 코팅이 10% 의 인을 함유하는 니켈-인 합금인 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.Continuous casting method, characterized in that the coating is a nickel-phosphorus alloy containing 10% phosphorus. 제14항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 14 to 20, 열 전도성 몸체가 구리 또는 구리 합금 몸체인 것을 특징으로 하는 연속 주조방법.Continuous casting method, characterized in that the thermally conductive body is a copper or copper alloy body. 제14항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 14 to 21, 이동 주조면이 닙을 형성하는 한 쌍의 주조 롤의 표면중의 하나이고 주조 풀이 닙 상부에서 주조 롤 상에서 지지되고 스트립이 닙으로부터 단일 상의 고체 구조체로부터 하방으로 공급되는 것을 특징으로하는 연속주조방법.And wherein the moving casting surface is one of the surfaces of the pair of casting rolls forming the nip and the casting pool is supported on the casting roll above the nip and the strip is fed from the nip downward from the solid phase of the single phase. 용융 금속의 주조풀이 이동 주조면과 접촉하도록 이루어져서 금속이 풀로부터 이동 주조면상에 응고하고, 금속이 페리테틱 조성이며, 주조면이 열전도성 몸체상의 고체 코팅에 의해 구비되고, 코팅이 주조면상에서의 용융금속의 습윤각이 40°미만이고 금속응고동안 주조면의 온도보다 높은 융점을 갖는 재료로 제조되는 강 스트립의 연속 주조방법에 있어서,The casting pool of molten metal is brought into contact with the moving casting surface such that the metal solidifies from the pool onto the moving casting surface, the metal is peritic in composition, the casting surface is provided by a solid coating on the thermally conductive body, and the coating is on the casting surface. In the continuous casting method of steel strip made of a material having a melting point of molten metal of less than 40 ° and having a melting point higher than the temperature of the casting surface during metal solidification, 스트립이 주조면을 떠나기 전에 상이 변형되지 않는 주조면상의 단일상 고체구조로 금속이 응고하는 것을 특징으로 하는 연속주조방법.A method of continuous casting, characterized in that the metal solidifies into a single-phase solid structure on the casting surface which does not deform before the strip leaves the casting surface. 용융 금속의 주조 풀과 접촉하는 주조면을 갖는 주조 롤과 주조 롤을 냉각시켜서 금속이 그곳에 응고하도록 하는 수단을 포함하는 금속 스트립의 연속 주조 장치에 있어서,A continuous casting apparatus for metal strips comprising a casting roll having a casting surface in contact with a casting pool of molten metal and means for cooling the casting roll to solidify the metal therein, 롤면이 롤의 열전도성 몸체상에 두 금속의 비정질 합금으로 구성된 고체의 코팅으로 형성되는 것을 특징으로하는 연속 주조장치.And the roll surface is formed of a solid coating composed of an amorphous alloy of two metals on a thermally conductive body of the roll. 제24항에 있어서,The method of claim 24, 두 금속중의 하나가 인인 것을 특징으로 하는 연속 주조장치.Continuous casting apparatus, characterized in that one of the two metals is phosphorus. 제25항에 있어서,The method of claim 25, 코팅 합금이 니켈-인 합금인 것을 특징으로 하는 연속 주조장치.Continuous casting apparatus, characterized in that the coating alloy is a nickel-phosphorus alloy. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 코팅합금이 10%의 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조장치.Continuous casting apparatus, characterized in that the coating alloy comprises 10% phosphorus. 원통의 금속 주조면을 형성하는 고체 코팅에 의해 덮혀지는 열 전도성 원통형 롤 몸체를 포함하는 주조 롤에 있어서,A casting roll comprising a thermally conductive cylindrical roll body covered by a solid coating forming a cylindrical metal casting surface, 코팅이 두 금속의 비정질 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 주조 롤.A casting roll, wherein the coating consists of an amorphous alloy of two metals. 제28항에 있어서,The method of claim 28, 두 금속 중의 하나가 인인 것을 특징으로 하는 주조 롤.A casting roll, wherein one of the two metals is phosphorus. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 주조 합금이 니켈-인 합금인 것을 특징으로 하는 주조 롤.A casting roll, wherein the casting alloy is a nickel-phosphorus alloy. 제30항에 있어서,The method of claim 30, 코팅 합금이 10%의 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 주조 롤.A casting roll, wherein the coating alloy comprises 10% phosphorus. 0.53 중량% 이하의 탄소 함량을 갖고, 저온 변형전에 용융금속으로부터 오스테나이트로의 직접 응고로부터 유래된 미세 구조를 갖는 강으로부터 연속 주조에 의해서 제조된 주조 강 스트립.Cast steel strip produced by continuous casting from a steel having a carbon content of 0.53% by weight or less and having a microstructure derived from direct solidification from molten metal to austenite prior to low temperature deformation. 제32항에 있어서,33. The method of claim 32, 강이 페리테틱 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 주조 강 스트립.A cast steel strip, characterized in that the steel has a peripheral composition. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein 강이 0.13 중량%의 탄소 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 주조 강 스트립.Cast steel strip, characterized in that the steel has a carbon content of 0.13% by weight.
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