상기 목적달성을 위한 본 발명은 0.01~0.06중량%의 C 및 3.0~3.3중량%의 Si가 포함된 전기강판을 연속주조할 때 사용하는 몰드 플럭스에 있어서,
염기도(CaO/SiO2): 0.85~0.95, MgO: 5%중량%이하, Na2O: 13~16중량%. F: 5~ 9중량%, free [C]: 1~ 5중량%이고, 나머지는 기타 불순 성분으로 구성되며, 결정질율이 2%이하임을 특징으로 하는 전기강판 제조용 몰드 플럭스에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 0.01~0.06중량%의 C 및 3.0~3.3중량%의 Si가 포함된 전기강판을 연속주조할 때 사용하는 몰드 플럭스의 제조방법에 있어서,
염기도(CaO/SiO2): 0.85~0.95, MgO: 5%중량%이하, Na2O: 13~16중량%가 조성되도록 먼저 CaO, SiO2, MgO 및 Na2O 분말을 용융시킨 다음, 용융물을 분쇄한 후, 여기에 F: 5~ 9중량%, free [C]: 1~ 5중량%가 되도록 F와 흑연을 각각 첨가하는 전기강판 제조용 몰드 플럭스의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명의 몰드플럭스는 종래의 몰드 플럭스와는 달리, 염기도를 하향조정하고, 결정질율과 점도를 크게 감소시킴으로써 충분한 윤활능을 확보하는 데 특징이 있다.
이를 위해 본 발명의 몰드 플럭스는 종래의 몰드 플럭스에 비하여 염기도(CaO/SiO2)를 감소시키고, Na2O와 F의 함량을 증가시키는 것이 필요하다.
이하, 본 발명의 몰드 플럭스의 성분조정을 한정하는 이유를 상세히 설명한다.
본 발명의 몰드 플럭스 중에 함유되는 CaO와 SiO2는 염기도 조정 성분으로서, CaO를 과다하게 첨가하거나 SiO2를 너무 적게 첨가한 경우, 슬래그의 점도가 매우 떨어지므로 용강 내에 슬래그 유입이 과다해 지고, 반대로 CaO가 너무 적거나 SiO2가 과다하게 첨가된 경우 슬래그의 점도가 높아지게 되어 용강내 슬래그 유입이 곤란해지므로 몰드의 윤활능이 떨어져서 구속성 브렉아웃의 가능성이 커지게 된다. 이상의 조건에서, 몰드와 주편간의 충분한 윤활능이 확보되도록 슬래그 필림상의 결정질층을 최소화하기 위하여 CaO와 SiO2함량의 비율, 즉 염기도(CaO/SiO2)를 0.85~0.95 범위로 유지함이 바람직하다.
Na2O 성분을 13-16% 첨가하는 이유는 이 범위를 벗어갈 경우 몰드 플럭스의 용융점이 상승되어 원활한 슬래그 유입이 억제되기 때문이다.
F 성분을 9% 초과 첨가시에는 슬래그의 결정질율이 과도하게 상승되고 몰드 내 주편의 냉각속도가 저하되어 응고셀의 두께가 얇아지게 된다. 또한, 5% 이하로 첨가시에는 점도가 급격히 증가되어 윤활능이 저하된다.
또한, free [C]을 1% 미만으로 첨가하면 몰드 내 용강의 보온성이 떨어져 슬래그 윤활능이 저하되고, 5%를 초과하여 함유되는 경우 몰드 플럭스의 용융속도가 느려져 주편과 몰드 사이에 원활한 슬래그 유입이 이루어지지 않는다.
이때, 본 발명의 경우 free [C]을 조정하기 위하여 종래 분코크스(coke powder)를 사용한 것과는 달리, 흑연을 사용함이 바람직하다. 이는 도2에 도시된 바와 같이, 탄소 종류에 따라 연소 특성(연소온도 차이가 약 200℃ 발생)이 상이한데, 분코크스에 비하여 흑연이 균일한 유입과 균일한 열전달 특성을 나타내기 때문이다. 분코크스를 사용하는 경우 탄소의 연소뿐만 아니라 몰드 플럭스 제품 전체의 용융이 비교적 근접한 온도에서 이루어져서 용융 슬래그가 몰드 면에서 냉각되어 굳은 슬래그 베어(slag bear) 생성이 작게된다.
한편, 본 발명의 몰드 플럭스는 그 점도를 1.0-1.3(poise,1300℃)의 범위가 되도록 함이 바람직한데, 그 이유는 점도가 이 범위 미만인 경우에는 용강 내의 비금속개재물 흡수능이 급격히 저하되는 등 몰드 플럭스의 기능을 수행하지 못하게 되며, 이 범위를 초과하는 경우에는 윤활능이 저하되어 적정한 소모량 확보가 되지 않는다.
이하, 본 발명의 몰드 플럭스에 대한 제조방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 몰드 플럭스는 먼저 CaO, SiO2, MgO 및 Na2O 분말을 용융시켜 염기도(CaO/SiO2): 0.85~0.95, MgO: 5%중량%이하, Na2O: 13~16중량%가 조성되도록 용융물을 제조한다.
그 다음, 제조된 용융물을 분쇄한 후, 분쇄된 분말에 F와 흑연을 각각 첨가하여 F: 5~ 9중량%, free [C]: 1~ 5중량%가 되도록 조성을 조정한다. 이렇게 조성된 플럭스의 점도는 1.0~ 1.3, 결정질율을 2%이하로 가능하다.
본 발명의 제조방법은, 제품 원료들을 단순히 혼합하여 제조되는 종래의 몰드 플럭스와는 달리, 제품 원료들을 용융형(premelted) 상태로 하므로써 플럭스 내의 조성을 균일하게 유지할 수 있게 된다. 본 발명자들의 실험 결과에 의하면, 도3에 도시된 바와 같이, 용융형 몰드 플럭스는 혼합형 몰드 플럭스에 비하여 조성이균일하고 흡습 감소의 효과를 증대시켜 균일한 슬래그 필림을 형성하여 충분한 윤활과 균일한 열전달 효과가 발휘됨을 확인하였다.
한편, 본 발명의 몰드 플럭스는 Si함량이 다량 함유된 강판이면 어느 것이나 상관없이 적용할 수 있으나, 특히 탄소가 0.01~0.06중량%, Si가 3.0~3.3중량% 포함된 전기강판의 연속주조에 매우 적합하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
[실시예]
탄소 함량이 0.01~0.06%, Si이 3.0~3.3% 범위인 전기강판을 슬라브 연속주조기에서 동일한 주조조건으로 연속주조하였다. 이때, 몰드 플럭스로는 표1과 같은 조성을 갖는 제품을 투입하였다.
구분 |
화학조성(중량%) |
점도(poise, 1300℃) |
결정질율(%) |
결정화온도(℃) |
원료구분 |
MgO |
Na2O |
F |
free[C] |
CaO/SiO2 |
기재 |
탄소 |
비교재1 |
1.05 |
12.3 |
5.4 |
3.5 |
0.97 |
1.01 |
4.5 |
1130 |
혼합형 |
분코크스 |
비교재2 |
2.07 |
11.3 |
10.3 |
2.5 |
0.84 |
1.51 |
2.0 |
1240 |
혼합형 |
분코크스 |
비교재3 |
5.01 |
16.7 |
0 |
5.1 |
0.83 |
1.35 |
- |
1300 |
혼합형 |
분코크스 |
비교재4 |
3.04 |
20.1 |
3.1 |
5.2 |
0.96 |
0.85 |
10.5 |
1000 |
용융형 |
분코크스 |
비교재5 |
6.77 |
17.0 |
9.9 |
2.1 |
1.01 |
0.57 |
3.1 |
1010 |
용융형 |
흑연 |
발명재1 |
1.10 |
14.8 |
7.9 |
3.5 |
0.90 |
1.13 |
1.5 |
1030 |
용융형 |
흑연 |
발명재2 |
3.01 |
15.5 |
8.8 |
4.1 |
0.87 |
1.01 |
1.8 |
1024 |
용융형 |
흑연 |
발명재3 |
4.54 |
13.1 |
6.3 |
2.3 |
0.94 |
1.10 |
1.0 |
1024 |
용융형 |
흑연 |
이와같이, 종래 몰드 플럭스와 발명의 몰드 플럭스를 실제 슬라브 연주기에 적용하면서 소모량과 구속성 브렉아웃 발생여부 등을 비교한 결과를 표2에 함께 나타내었다.
구분 |
작업성(육안관찰) |
소모량(kg/TS) |
구속성브렉아웃 |
화염 및 분진 |
퍼짐성 및 피복성 |
슬래그 베어 |
비교재1 |
불량 |
불량 |
양호 |
0.43 |
1회발생 |
비교재2 |
양호 |
양호 |
발생 |
0.23 |
2회발생 |
비교재3 |
양호 |
양호 |
발생 |
0.31 |
3회발생 |
비교재4 |
양호 |
양호 |
양호 |
0.37 |
3회발생 |
비교재5 |
불량 |
불량 |
양호 |
0.29 |
2회발생 |
발명재1 |
양호 |
양호 |
양호 |
0.54 |
발생없음 |
발명재2 |
양호 |
양호 |
양호 |
0.58 |
발생없음 |
발명재3 |
양호 |
양호 |
양호 |
0.50 |
발생없음 |
실제 슬라브 연속주조기에서의 반복 시험 결과, 몰드 플럭스의 소모량과 구속성 브렉아웃 발생이 표2에서 보이는 것처럼, 본 발명 조건을 만족하는 발명재(1~3)를 사용할 때 크게 개선되었음을 확인할 수 있었다.