KR20010058258A - Apparatus for evaluating the crystallization characteristics of mold flux - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for valuating crystallization feature of mold flux is provided to observe congelation and crystallization of mold flux generated under a temperature distribution similar to a real continuous molding condition and simultaneously measure a heat transfer rate through a copper foil and an interfacial thermal resistance between the mold flux and a mold. CONSTITUTION: A device for valuating crystallization feature of mold flux includes a furnace(10) for melting mold flux(100), a mold(20) receiving the mold flux, a plurality of thermocouples(P1,P2,P3,P4) mounted on the mold, and a data recording device(30) electrically connected to the thermocouples. The data recording device electrically connected to the thermocouples measures a heat transfer rate transferred to the mold through the mold flux and an interfacial thermal resistance between the mold flux and the mold.

Description

몰드플럭스 결정화특성 평가장치{APPARATUS FOR EVALUATING THE CRYSTALLIZATION CHARACTERISTICS OF MOLD FLUX}Apparatus for evaluating mold flux crystallization characteristics {APPARATUS FOR EVALUATING THE CRYSTALLIZATION CHARACTERISTICS OF MOLD FLUX}

본 발명은 철강의 연속주조조업시 열전달 제어 및 윤활성 향상을 목적으로 사용되는 몰드플럭스의 응고 및 결정화 거동을 모사하기 위하여 제작된 시험장치에 관한 것으로서, 특히 실제 연속주조조업과 유사한 온도 분포하에서 몰드 플럭스를 응고시키면서 동판을 통한 전열량을 동시에 측정함으로써 몰드플럭스의 결정화 특성이 전열량에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있게 한 몰드플럭스 결정화특성 평가장치에 관한 것이다.The present invention relates to a test apparatus designed to simulate the solidification and crystallization behavior of a mold flux used for heat transfer control and improved lubricity during continuous casting of steel, in particular, in a mold flux under a temperature distribution similar to that of an actual continuous casting process. The present invention relates to an apparatus for evaluating a mold flux crystallization characteristic, which enables to quantitatively grasp the effect of the crystallization characteristic of the mold flux on the amount of heat by simultaneously measuring the amount of heat transfer through the copper plate while solidifying.

일반적으로 몰드플럭스는 철강의 연속주조공정에서 응고쉘과 동(Cu) 몰드사이에 끼어 들어가면서 마찰력을 줄여주는 동시에 응고쉘로 부터 몰드로의 전열량을 제어하는 역할을 갖는 중요한 부자재이다.In general, the mold flux is an important subsidiary material having a role of controlling the amount of heat transfer from the solidification shell to the mold while reducing the friction force between the solidification shell and the copper mold in the continuous casting process of steel.

최근, 일관 제철소의 연속주조공정에서 주조속도가 점점 빨라지면서 초기 응고층의 두께의 불균일도가 커지게 되었고, 그에 따라서 주편의 표면에 세로 방향의 크랙(crack) 발생이 늘어나는 것이 문제점으로 되고 있다. 따라서, 몰드플럭스의 물성을 조절함으로써 전열량을 낮추어 균일한 응고쉘을 확보하는 것이 중요한 과제로 대두되고 있다.In recent years, as the casting speed is gradually increased in the continuous casting process of the integrated steelworks, the nonuniformity of the thickness of the initial solidification layer is increased, and thus, the occurrence of cracks in the longitudinal direction on the surface of the cast steel increases. Therefore, it is an important task to lower the heat transfer amount and to secure a uniform solidification shell by controlling the physical properties of the mold flux.

연속주조시 몰드플럭스를 통한 전열량에 가장 큰 영향을 미치는 것은 몰드플럭스의 응고 및 결정화 거동이다. 즉, 도 1에서 보듯 고온에서 완전히 용해된 몰드 플럭스(100)가 필름 형태로 응고쉘(110)과 몰드(120) 사이로 끼어든 후 온도가 낮은 몰드측으로 부터 응고되면서 유리질(glass)(102)로부터 결정질(crystalline)(104)로 바뀌게 된다. 상기 몰드 플럭스(100)는 유리질(102)로부터 결정질(104)로 상변태 되면서 부피가 줄어들게 되므로 동(Cu) 몰드(120)와 결정질(104) 몰드 플럭스 필름과의 사이에는 부피수축으로 인한 공기 간극(air gap)(130)이 생겨나게 되는데, 이로 인해 몰드 플럭스(100)를 통한 열전달은 크게 방해받게 된다.The greatest influence on the heat transfer through the mold flux during continuous casting is the solidification and crystallization behavior of the mold flux. That is, as shown in FIG. 1, the mold flux 100 completely dissolved at high temperature is sandwiched between the solidification shell 110 and the mold 120 in the form of a film and then solidified from the mold side having a low temperature from the glass 102. It is turned into crystalline 104. Since the mold flux 100 is reduced in volume as the phase transformation from the glassy 102 to the crystalline 104, the air gap due to the volume shrinkage between the copper (Cu) mold 120 and the crystalline 104 mold flux film ( air gap) 130 is generated, which causes a great disruption of heat transfer through the mold flux 100.

따라서, 고속주조 조업을 위하여는 몰드플럭스(100)의 화학조성, 특히 CaO/SiO2로 나타내는 염기도를 조절하여 결정립의 비율을 높임으로서 전열량을 낮추어 주편의 표면크랙 발생을 억제하고 있다.Therefore, for the high speed casting operation, the chemical composition of the mold flux 100, in particular, the basicity represented by CaO / SiO 2 is adjusted to increase the ratio of crystal grains, thereby reducing the amount of heat transfer and suppressing the occurrence of surface cracks in the cast steel.

이상과 같이 몰드플럭스(100)의 결정화 거동은 연속주조조업의 생산성 및 주편의 품질에 큰 영향을 미치나 이에 대한 평가수단 및 방법은 적절하게 개발되어 있지 않다.As described above, the crystallization behavior of the mold flux 100 has a great influence on the productivity of the continuous casting process and the quality of the cast, but the evaluation means and method thereof are not properly developed.

현재, 몰드플럭스 제조업체등에서 몰드플럭스의 결정화특성을 평가하는 방법은 액상의 몰드 플럭스를 흑연도가니중에서 공냉시키거나 철 혹은 백금과 같은 금속제의 용기에 부어서 급냉시킨 후, 육안관찰로 결정질의 많고 적음을 판별하는 수준에 머물러 있다. 그러나, 이러한 방법은 실제 연주조업시 몰드플럭스의 결정화 과정과는 용기의 재질 및 온도분포 측면에서 큰 차이가 존재하고 결정화 거동과 전열량과의 관계를 조사할 수 없다는 문제점을 가지므로 몰드플럭스의 물성개선을 통한 품질 및 생산성 향상에 적극적으로 활용하기에는 어려운 실정이다.At present, the method for evaluating the crystallization characteristics of the mold flux in the mold flux manufacturer is to cool the liquid mold flux in a graphite crucible or pour it into a metal container such as iron or platinum, and then quench it and visually determine that there is much or little crystalline content. Stay on the level. However, this method has a big difference in the material and temperature distribution of the mold flux from the crystallization process of the mold flux in actual performance, and has a problem that the relationship between the crystallization behavior and the heat transfer amount cannot be investigated. It is difficult to actively use to improve quality and productivity through improvement.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로 그 목적은, 몰드플럭스 결정화 특성을 평가하는 동시에 결정화 특성과 전열량과의 관계를 정량적으로 파악하기 위한 것으로, 연속주조용 몰드와 동일한 재질을 사용하여 장변 2매 및 단변 2매로 이루어진 실험용 몰드를 제작한 후 깊이를 달리하는 열전대 삽입구멍을 장변 및 단변부에 가공함으로써 실제 연주조업 조건과 유사한 온도분포하에서 일어나는 몰드플럭스의 응고 및 결정화를 관찰함과 아울러 동판을 통한 전열량 및 동판과 몰드플럭스 사이의 계면 열저항을 동시에 측정할 수 있도록 하는 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치를 제공함에 있는 것이다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of which is to evaluate the mold flux crystallization characteristics and at the same time to quantitatively determine the relationship between the crystallization characteristics and the heat transfer amount, the same material as the continuous casting mold After making a test mold consisting of two long sides and two short sides, the thermocouple insertion holes having different depths were processed on the long side and the short side to observe solidification and crystallization of the mold flux under a temperature distribution similar to actual operating conditions. In addition, it is to provide a mold flux crystallization characteristics evaluation apparatus that can simultaneously measure the heat transfer through the copper plate and the interface thermal resistance between the copper plate and the mold flux.

도 1은 철강의 연속주조시 동판과 주편사이에 끼어든 몰드 플럭스필름의 개략 단면도;1 is a schematic cross-sectional view of a mold flux film sandwiched between a copper plate and a slab during continuous casting of steel;

도 2는 본 발명에 따른 몰드플럭스 결정화특성 평가장치의 전체 구성도;2 is an overall configuration diagram of a mold flux crystallization characteristic evaluation apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 몰드플럭스 결정화특성 평가장치내의 몰드를 도시한 상세도;3 is a detailed view of a mold in a mold flux crystallization characteristic evaluation apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 장치를 이용하여 몰드플럭스 결정화특성의 평가시 몰드동판 및 몰드 플럭스의 온도변화를 도시한 그래프도;Figure 4 is a graph showing the temperature change of the mold copper plate and the mold flux in the evaluation of the mold flux crystallization characteristics using the apparatus according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 장치를 이용하여 몰드플럭스 결정화특성의 평가시 전열량 변화를 도시한 그래프도이다.5 is a graph showing a change in heat quantity during evaluation of mold flux crystallization characteristics using the apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10..... 용해로 12..... 고주파 코일10 ..... melting furnace 12 ..... high frequency coil

15..... 노즐 20..... 몰드15 ..... Nozzle 20 ..... Mold

22..... 바닥판 30..... 데이터 기록장치22 ..... bottom plate 30 ..... data logger

40..... 스토퍼 100... 몰드 플럭스40 ..... stopper 100 ... mold flux

110... 응고쉘 120... 몰드110 ... solidified shell 120 ... mold

130... 간극 P1, P2, P3, P4.... 열전대130 ... Clearance P1, P2, P3, P4 .... Thermocouple

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 철강의 연속주조 조업시 열전달 제어 및 윤활성 향상을 위하여 사용되는 몰드플럭스의 응고 및 결정화 거동을 모사하기 위하여 제작된 시험장치에 있어서, 몰드 플럭스를 용해시키는 용해로와, 이로부터 몰드 플럭스를 받는 몰드를 갖추고, 상기 몰드에는 다수개의 열전대를 장착하며, 상기 열전대에 전기적으로 연결된 데이터 기록장치를 갖추어 몰드내에서 용융 몰드 플럭스를 응고시키면서 몰드 플럭스를 통하여 몰드로 전열되는 전열량 및 몰드 플럭스와 몰드사이의 계면 열저항을 측정하도록 구성됨을 특징으로 하는 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치를 마련함에 의한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the test apparatus manufactured to simulate the solidification and crystallization behavior of the mold flux used for heat transfer control and improved lubricity during continuous casting operation of steel, And a mold receiving a mold flux therefrom, wherein the mold is equipped with a plurality of thermocouples, and is equipped with a data recording device electrically connected to the thermocouple so as to solidify the molten mold flux in the mold while being transferred to the mold through the mold flux. And a mold flux crystallization characteristic evaluation apparatus, characterized in that it is configured to measure the calorific value and the interface thermal resistance between the mold flux and the mold.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명에 의한 몰드플럭스 응고특성 평가장치(1)는 도 2에 전체적으로 도시되어 있는 바와 같이, 크게 용해로(10)와 몰드(mold)(20)로 이루어진다.The mold flux solidification characteristic evaluation apparatus 1 according to the present invention is composed of a melting furnace 10 and a mold 20 as shown in FIG. 2 as a whole.

상기 용해로(10)에는 가열수단으로서 고주파 코일(12)이 내장된 것이고, 상기 몰드(20)에는 다수개의 열전대(P1)(P2)(P3)(P4)들이 장착되고, 상기 열전대(P1)(P2)(P3)(P4)들은 소형 컴퓨터로 이루어지는 데이터 기록장치(30)에 전기적으로 연결되어 그들 각각이 측정한 온도 데이터신호를 전기적인 신호로 제공하게 된다.The melting furnace 10 includes a high frequency coil 12 as a heating means, and the mold 20 is equipped with a plurality of thermocouples P1, P2, P3, and P4, and the thermocouple P1 ( P2), P3, and P4 are electrically connected to a data recording device 30 made of a small computer to provide the temperature data signal measured by each of them as an electrical signal.

그리고, 상기 데이터 기록장치(30)는 이러한 온도신호들을 근거로 하여 이하에서 설명되는 바와 같이, 실제 연주조업조건과 유사한 환경에서 몰드플럭스를 통하여 몰드(20)의 동판에 전달되는 전열량과 몰드플럭스와 동판 사이의 계면 열저항을 동시에 연산하고, 이를 바탕으로 몰드플럭스의 전열 제어능력을 손쉽게 측정/평가할 수 있는 것이다.Then, the data recording device 30 is based on these temperature signals, as described below, the heat transfer amount and the mold flux transferred to the copper plate of the mold 20 through the mold flux in an environment similar to the actual performance operating conditions Simultaneously calculate the interfacial thermal resistance between the and copper plates, and based on this, the heat transfer control capability of the mold flux can be easily measured and evaluated.

상기 용해로(10)는 몰드플럭스(100)를 용해시킨 후 일정한 온도에서 미리 계획된 시간동안 유지시킨 다음, 스토퍼(stopper)(40)의 작동에 의해 용융된 몰드플럭스(100)를 신속하게 몰드(20)내로 부어넣는 역할을 수행한다. 몰드플럭스(100)는 흑연도가니로 이루어진 용해로(10)속에 장입되어 고주파 유도전류에 의하여 가열/용해되며, 용해로(10)의 하부에 열전대(P5)를 삽입하여 여기에서 읽은 온도로 투입되는 전력량을 조절하게 된다.The melting furnace 10 maintains a predetermined time at a predetermined temperature after dissolving the mold flux 100, and then rapidly melts the molten mold flux 100 by the operation of the stopper 40. Pours into). The mold flux 100 is charged into a melting furnace 10 made of graphite crucible and heated / dissolved by a high frequency induction current, and inserts a thermocouple P5 into the lower part of the melting furnace 10 to input the amount of power input at the temperature read here. Will be adjusted.

상기 스토퍼(40)도 흑연으로 만들어지며, 몰드(20)내로 주입하기 위하여 에어실린더(air cylinder)(50)방식으로 직선 구동된다. 스토퍼(40)내에도 열전대(P6)가 삽입되며, 여기서 측정된 온도는 용융 몰드플럭스(100)의 온도로 보상되어 기록된다.The stopper 40 is also made of graphite and is linearly driven in an air cylinder 50 manner for injection into the mold 20. The thermocouple P6 is also inserted into the stopper 40, where the measured temperature is compensated by the temperature of the molten mold flux 100 and recorded.

도 3에는 상기 몰드(20)의 일부분을 상세하게 도시하고 있다. 몰드(20)는 장변 2매, 단변 2매, 바닥 1매 총 5매의 판(plate)으로 이루어진 상자형의 구조를 갖는 것이고, 그 재질은 장변 및 단변(21)은 연주몰드와 같이 동(Cu)으로 제작되고, 바닥면(22)은 동(Cu) 보다 열전달 계수가 낮은 18%Ni-8%Cr 의 스테인레스 스틸(stainless steel) 로 이루어지는 것이다.3 shows a part of the mold 20 in detail. The mold 20 has a box-shaped structure composed of a total of five plates, two long sides, two short sides, and a bottom one. The material of the long sides and the short sides 21 is the same as that of the mold. Cu), and the bottom surface 22 is made of stainless steel of 18% Ni-8% Cr having a lower heat transfer coefficient than copper (Cu).

상기에서 장변 및 단변(21)부의 두께는 그 표면온도를 실제 연속주조작업시의 동판 표면온도인 300 내지 350℃사이로 조절하기 위하여 장변 및 단변(21)부의 두께를 10 내지 40mm의 범위로 하고, 공냉 혹은 수냉방식으로 상기 장변 및 단변(21)부를 냉각할 수 있는 것이다.In the above, the thickness of the long side and the short side 21 part is set to the thickness of the long side and the short side 21 part in the range of 10 to 40 mm in order to adjust the surface temperature to between 300 and 350 ° C. which is the surface temperature of the copper plate during the continuous casting operation. The long side and short side 21 may be cooled by air or water cooling.

그리고, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 장변 및 단변(21)에는 열전대 삽입용 구멍(hole)이 가공된다. 상기 구멍은 깊이가 깊고 얕은 2개가 하나의 쌍으로 이루어지며, 2개의 구멍에 삽입된 열전대(P1)(P2)의 온도(T1)(T2)의 차이로 부터 전열량을 다음의 식에 의해 구하게 된다.And, as shown in Figure 3, the long side and short side 21 is a hole for thermocouple insertion (hole) is processed. The hole has two deep and shallow pairs, and the heat transfer amount is obtained from the difference between the temperatures T1 and T2 of the thermocouples P1 and P2 inserted into the two holes by the following equation. do.

Q = k(T1 - T2)/(d1 - d2)Q = k (T1-T2) / (d1-d2)

여기서, Q : 전열량(Wm-2), k : 열전도도(Wm-1K-1)Where Q: heat transfer amount (Wm -2 ), k: thermal conductivity (Wm -1 K -1 )

T1,T2 : 열전대 측정온도(K), d1,d2 : 열전대가 삽입된 구멍의 깊이T1, T2: Thermocouple measurement temperature (K), d1, d2: Depth of the hole where the thermocouple is inserted

또한, 도 3에서 처럼 필요에 따라 장변 및 단변(21)판을 관통하는 구멍을 복수개 가공하여 열전대(P3)(P3)에 의해서 응고 도중 몰드플럭스(100) 내부 및 표면온도(T3)(T4)를 측정한다. 상기 몰드플럭스(100) 내부온도(T4)는 응고후 생성된 몰드플럭스(100)의 결정상을 예측하는데 활용하며, 몰드 플럭스(100) 표면 온도(T3)로 부터 몰드플럭스(100)와 동판 사이의 계면 열저항을 다음의 식에 의해 구하게 된다.Further, as shown in FIG. 3, a plurality of holes penetrating the long side and short side 21 plates are processed as required, and the inside of the mold flux 100 and the surface temperature T3 (T4) during solidification by the thermocouples P3 and P3. Measure The internal temperature (T4) of the mold flux (100) is used to predict the crystal phase of the mold flux (100) generated after solidification, and between the mold flux (100) and the copper plate from the surface temperature (T3) of the mold flux (100). The interfacial thermal resistance is obtained by the following equation.

RINT= (T3-TCu)/QR INT = (T3-T Cu ) / Q

Q : 전열량(Wm-2)Q: Heat quantity (Wm -2 )

TCu: 몰드플럭스(100) 측 동판 표면온도(K)T Cu : Copper plate surface temperature (K) on mold flux (100) side

여기에서 몰드플럭스(100)측 동판 표면온도 TCu는 직접적으로 측정할 수 없으므로, 상기 동판의 측정온도 T1,T2와 깊이 d1,d2를 이용하고, 동판의 장변 및 단변(21) 온도분포가 선형적이라고 가정하여 산출한다.Here, since the copper plate surface temperature T Cu of the mold flux 100 side cannot be measured directly, the measured temperature T1 and T2 of the copper plate and the depths d1 and d2 are used, and the temperature distribution of the long and short sides of the copper plate is linear. It is assumed that it is an enemy.

또한, 본 장치의 목적은 실제 연주조업 조건과 유사한 온도분포하에서 몰드플럭스(100)의 결정화 거동을 관찰하는데 있으므로, 시험중 장변 및 단변(21) 판의 최대 도달온도가 실제 연주조업시 동판 표면 온도와 유사하도록 장변 및 단변(21)판의 두께를 설정하는데 이는 시험에 사용하는 몰드플럭스(100)의 양에 따라 달라지게 된다.In addition, the purpose of this apparatus is to observe the crystallization behavior of the mold flux 100 under a temperature distribution similar to the actual performance conditions, so that the maximum attained temperatures of the long and short side 21 plates during the test are the copper surface temperature during the actual performance. The thickness of the long side and short side 21 plates is set to be similar to, depending on the amount of mold flux 100 used for the test.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 도 2의 흑연도가니로 이루어진 용해로(10)에 적당한 량의 몰드플럭스(100)를 장입한 후, 고주파 가열방식으로 몰드플럭스(100)를 용해시킨다. 그리고, 용해로(10) 하부와 스토퍼(40) 내에 삽입한 열전대(P5)(P6)의 온도로 부터 용융 몰드플럭스(100)의 온도를 알아내어서 목적한 온도에서 일정시간 유지한다. 용융된 몰드플럭스(100)가 완전 용융 및 성분 균질화 상태에 이르면 에어 실린더(50)에 의해 스토퍼(40)를 수직방향으로 들어 올려서 용융 몰드플럭스(100)를 노즐(15)을 통하여 용해로(10) 하부에 위치한 몰드(20)내로 주입한다.First, a suitable amount of the mold flux 100 is charged into the melting furnace 10 made of the graphite crucible of FIG. 2, and then the mold flux 100 is dissolved by a high frequency heating method. Then, the temperature of the molten mold flux 100 is determined from the temperature of the thermocouples P5 and P6 inserted into the lower part of the melting furnace 10 and the stopper 40 and maintained at a desired temperature for a predetermined time. When the molten mold flux 100 reaches a state of complete melting and component homogenization, the stopper 40 is vertically lifted by the air cylinder 50 to lift the molten mold flux 100 through the nozzle 15 through the melting furnace 10. Inject into the mold 20 located at the bottom.

몰드내에 주입후, 완전응고 및 결정화 종료 시점까지 몰드동판 및 몰드플럭스(100)의 온도변화를 열전대(P1)(P2)(P3)(P4)로 측정하여 동판을 통한 전열량 및 몰드플럭스(100)와 동판 사이의 계면 열저항값을 알아내게 된다.After injection into the mold, the temperature change of the mold copper plate and the mold flux 100 is measured by thermocouples P1, P2, P3, and P4 until the complete solidification and crystallization ends. ) And the interface thermal resistance value between the copper plate.

따라서, 본 발명에 의한 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치(1)를 통하여 실제 연주조업조건과 유사한 환경에서 몰드플럭스(100)를 통하여 동판에 전달되는 전열량과 몰드플럭스(100)와 동판 사이의 계면 열저항을 동시에 측정함으로써 몰드플럭스(100)의 전열 제어능력을 손쉽게 측정/평가할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the heat transfer amount transmitted to the copper plate through the mold flux 100 and the interface heat between the mold flux 100 and the copper plate through the mold flux crystallization characteristic evaluation apparatus 1 according to the present invention in an environment similar to the actual operating conditions. By simultaneously measuring the resistance, the effect of easily measuring / evaluating the heat transfer control capability of the mold flux 100 can be obtained.

(실시예)(Example)

본 발명에 의해 제작된 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치(1)를 사용하여 실제 연주공정에서 사용중인 두 종류의 몰드플럭스(100)를 대상으로 시험을 실시하였다. 시험대상 몰드플럭스(100)의 화학조성을 비롯한 물성을 표 1에 나타내었고, 제반의 시험조건을 표 2에 나타내었으며 시험결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.The mold flux crystallization characteristic evaluation apparatus 1 produced by the present invention was used to test two types of mold fluxes 100 used in the actual performance process. Physical properties including the chemical composition of the test target mold flux 100 are shown in Table 1, the general test conditions are shown in Table 2, and the test results are shown in FIGS. 4 and 5.

화학성분(mass %)Chemical composition (mass%) CaOCaO SiO2 SiO 2 Na2ONa 2 O FF 30%30% 29%29% 15%15% 7%7% 물리적 성질Physical properties 응고온도(섭씨)Solidification Temperature (Celsius) 연화온도(섭씨)Softening Temperature (Celsius) 1300도에서의 점도Viscosity at 1300 degrees 1129도1129 degrees 1000도1000 degrees 0.72poise0.72poise

몰드플럭스 주입량Injection Mold Flux 몰드플럭스 용해온도Mold Flux Melting Temperature 용해후 유지시간Retention time after melting 응고후 시편크기Specimen size after solidification 400그램400 grams 1300도1300 degrees 20분20 minutes 폭 : 50mm두께 : 40mm높이 : 80mmWidth: 50mm Thickness: 40mm Height: 80mm

도 4에서 보는 바와 같이 동판의 온도(Tcu)는 용융몰드플럭스(100) 주입후 급격히 상승하여 최대온도가 300-350℃ 범위를 나타내는데 이 값은 실제 연주조업시 동판 표면온도와 잘 일치하므로 본 시험에서 주어진 온도분포조건이 실제 연주조업과 유사함을 알 수 있다.As shown in Fig. 4, the temperature (Tcu) of the copper plate is rapidly increased after the injection of the molten mold flux 100, indicating a maximum temperature in the range of 300-350 ° C. This value is in good agreement with the surface temperature of the copper plate during actual performance of the test. It can be seen that the temperature distribution conditions given in Fig. 11 are similar to those of actual performance.

도 4에서의 온도 데이터(data)를 바탕으로 전열량(Q) 및 계면 열저항(R)을 계산하여 도 5에 나타내었다. 도 5에서 용융 몰드플럭스(100) 주입후 약 3초 경과후, 전열량은 최대값을 나타내며, 이후 급격히 감소하며 약 30초 후에는 감소추세가 완만해짐을 알 수 있다. 이러한 전열량의 변화추이는 계면 열저항의 변화와 잘 대응된다. 즉, 용융몰드플럭스(100) 주입 직후에는 아직 몰드플럭스(100)가 결정화되지 않으므로 계면열저항이 생겨나지 못하지만 시간이 지남에 따라 급격히 계면열저항이 증가하며 약 30초후에 계면열저항의 증가 추세가 완만해지는데 이 시점은 전열량의 감소추세가 완만해지는 시점과 정확히 일치한다.Based on the temperature data in FIG. 4, the heat transfer amount Q and the interfacial thermal resistance R are calculated and shown in FIG. 5. In FIG. 5, after about 3 seconds have passed after the injection of the molten mold flux 100, the heat transfer amount indicates a maximum value, and then rapidly decreases, and after about 30 seconds, the decrease trend becomes smooth. The change in heat transfer amount corresponds to the change in interfacial thermal resistance. In other words, immediately after the injection of the molten mold flux 100, since the mold flux 100 has not yet crystallized, the interface thermal resistance does not occur, but the interface thermal resistance rapidly increases with time, and the interface thermal resistance increases after about 30 seconds. This time point is exactly the same as the time when the heat trend decreases.

이러한 사실로 부터 본 실험조건에서 몰드플럭스(100)의 결정화는 용융몰드플럭스(100) 주입후 대량 30초 후에 완료되는 것으로 판단된다.From this fact, it is determined that the crystallization of the mold flux 100 under this experimental condition is completed after a large amount of 30 seconds after the injection of the molten mold flux 100.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 몰드플럭스(100) 결정화특성 평가장치를 활용하면 실제 연주조업 조건과 유사한 환경에서 몰드플럭스(100)를 통하여 동판에 전달되는 전열량과, 몰드플럭스(100)와 동판 사이의 계면 열저항을 동시에 손쉽게 측정/평가할 수 있으므로 몰드플럭스(100)의 물성을 개선하여 연속주조조업의 생산성 향상 및 주편의 품질향상을 기할 수 있는 등의 효과가 얻어지는 것이다.As described above, if the mold flux 100 crystallization characteristic evaluation apparatus according to the present invention is utilized, the amount of heat transferred to the copper plate through the mold flux 100 and the mold flux 100 in an environment similar to the actual performance conditions of operation. Since the interface thermal resistance between the and the copper plate can be easily measured / evaluated at the same time, the physical properties of the mold flux 100 can be improved, thereby improving the productivity of the continuous casting industry and improving the quality of the cast steel.

Claims (4)

철강의 연속주조 조업시 열전달 제어 및 윤활성 향상을 위하여 사용되는 몰드플럭스(100)의 응고 및 결정화 거동을 모사하기 위하여 제작된 시험장치에 있어서,In a test apparatus manufactured to simulate the solidification and crystallization behavior of the mold flux 100 used for heat transfer control and improved lubricity during continuous casting operation of steel, 몰드 플럭스(100)를 용해시키는 용해로(10)와, 이로부터 몰드 플럭스(100)를 받는 몰드(20)를 갖추고, 상기 몰드(20)에는 다수개의 열전대(P1)(P2)(P3)(P4)를 장착하며, 상기 열전대(P1)(P2)(P3)(P4)에 전기적으로 연결된 데이터 기록장치(30)를 갖추어 몰드(20)내에서 용융 몰드 플럭스(100)를 응고시키면서 몰드 플럭스(100)를 통하여 몰드(20)로 전열되는 전열량 및 몰드 플럭스(100)와 몰드(20)사이의 계면 열저항을 측정하도록 구성됨을 특징으로 하는 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치.A melting furnace 10 for dissolving the mold flux 100 and a mold 20 receiving the mold flux 100 therefrom, wherein the mold 20 includes a plurality of thermocouples P1, P2, P3, P4 And a data recording device 30 electrically connected to the thermocouples P1, P2, P3, and P4 to solidify the molten mold flux 100 in the mold 20 and to mold flux 100. Mold flux crystallization characteristics evaluation apparatus, characterized in that configured to measure the amount of heat transfer to the mold (20) and the interface thermal resistance between the mold flux (100) and the mold (20) through. 제 1항에 있어서, 상기 용해로(10)내의 용융 몰드 플럭스(100)는 노즐(15)을 통하여 몰드(20)내로 주입되고, 상기 노즐(15)은 에어실린더(50)에 의해서 상하로 수직이동되는 스토퍼(40)에 의해서 개폐가 이루어짐을 특징으로 하는 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치.The method of claim 1, wherein the molten mold flux 100 in the melting furnace 10 is injected into the mold 20 through the nozzle 15, the nozzle 15 is vertically moved up and down by the air cylinder 50 Mold flux crystallization characteristics evaluation apparatus characterized in that the opening and closing is made by the stopper (40). 제 1항에 있어서, 상기 몰드(20)를 이루는 동판의 장변 및 단변(21) 온도를 측정하기 위하여 깊이가 깊고 얕은 2개가 구멍에 쌍을 이루어 온도(T1)(T2)를 측정하기 위한 열전대(P1)(P2)가 장착되고, 복수의 관통 구멍을 형성하여 몰드 플럭스(100)의 응고 도중, 몰드플럭스(100) 내부 및 표면온도(T3)(T4)를 측정하기 위한 열전대(P3)(P4)들을 장착함을 특징으로 하는 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치.According to claim 1, In order to measure the long side and short side (21) temperature of the copper plate constituting the mold 20, two deep and shallow pairs of holes in the thermocouple for measuring the temperature (T1) (T2) ( P1) and P2 are mounted, and a plurality of through holes are formed to thermocouple P3 and P4 for measuring the inside and the surface temperatures T3 and T4 of the mold flux 100 during the solidification of the mold flux 100. Mold flux crystallization characteristics evaluation apparatus characterized in that the mounting. 제 1항에 있어서, 상기 몰드의 장변 및 단변(21)부의 두께는 그 표면온도(Tcu)를 실제 연속주조작업시의 동판 표면온도인 300 내지 350℃사이로 조절하기 위하여 장변 및 단변(21)부의 두께를 10 내지 40mm의 범위로 하고, 공냉 혹은 수냉방식으로 상기 장변 및 단변(21)을 냉각시킴을 특징으로 하는 몰드플럭스 결정화 특성 평가장치.The thickness of the long side and short side 21 portions of the mold is set so as to adjust the surface temperature Tcu between 300 and 350 ° C. which is the surface temperature of the copper plate during the continuous casting operation. An apparatus for evaluating mold flux crystallization characteristics, characterized in that the thickness is in the range of 10 to 40 mm and the long and short sides are cooled by air or water cooling.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100380110C (en) * 2004-04-29 2008-04-09 宝山钢铁股份有限公司 Method for detecting speed of melting of protecting slag
CN102162800A (en) * 2011-03-29 2011-08-24 北京科技大学 Measuring device and method of crystallization temperature of crystallizer slag powder
CN102520001A (en) * 2011-12-06 2012-06-27 首钢总公司 Crystallization behavior of slag material and determination method of crystallization temperature
CN102879130A (en) * 2012-09-19 2013-01-16 中南大学 Continuous-casting casting powder comprehensive heat transfer heat flow testing method
KR101505161B1 (en) * 2013-08-28 2015-03-23 현대제철 주식회사 Design methods of mold powder for low carbon steel
CN106370695A (en) * 2016-11-03 2017-02-01 华北理工大学 Continuous casting mold flux film thermal resistance measuring device and method
KR101713443B1 (en) * 2015-10-19 2017-03-07 울산대학교 산학협력단 Apparatus and method for evaluating heating element
KR101718636B1 (en) * 2015-11-30 2017-03-21 울산대학교 산학협력단 Apparatus for evaluating heating element with flow rate
CN115808441A (en) * 2023-02-08 2023-03-17 北京科技大学 Device and method for testing heat transfer performance of metallurgical covering slag

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100380110C (en) * 2004-04-29 2008-04-09 宝山钢铁股份有限公司 Method for detecting speed of melting of protecting slag
CN102162800A (en) * 2011-03-29 2011-08-24 北京科技大学 Measuring device and method of crystallization temperature of crystallizer slag powder
CN102520001A (en) * 2011-12-06 2012-06-27 首钢总公司 Crystallization behavior of slag material and determination method of crystallization temperature
CN102520001B (en) * 2011-12-06 2013-08-14 首钢总公司 Crystallization behavior of slag material and determination method of crystallization temperature
CN102879130A (en) * 2012-09-19 2013-01-16 中南大学 Continuous-casting casting powder comprehensive heat transfer heat flow testing method
KR101505161B1 (en) * 2013-08-28 2015-03-23 현대제철 주식회사 Design methods of mold powder for low carbon steel
KR101713443B1 (en) * 2015-10-19 2017-03-07 울산대학교 산학협력단 Apparatus and method for evaluating heating element
KR101718636B1 (en) * 2015-11-30 2017-03-21 울산대학교 산학협력단 Apparatus for evaluating heating element with flow rate
CN106370695A (en) * 2016-11-03 2017-02-01 华北理工大学 Continuous casting mold flux film thermal resistance measuring device and method
CN106370695B (en) * 2016-11-03 2023-12-12 华北理工大学 Device and method for measuring thermal resistance of continuous casting mold flux film
CN115808441A (en) * 2023-02-08 2023-03-17 北京科技大学 Device and method for testing heat transfer performance of metallurgical covering slag

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