KR20040045966A - Molds for irregular heat flow direction in continuous castings - Google Patents

Molds for irregular heat flow direction in continuous castings Download PDF

Info

Publication number
KR20040045966A
KR20040045966A KR1020020073738A KR20020073738A KR20040045966A KR 20040045966 A KR20040045966 A KR 20040045966A KR 1020020073738 A KR1020020073738 A KR 1020020073738A KR 20020073738 A KR20020073738 A KR 20020073738A KR 20040045966 A KR20040045966 A KR 20040045966A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
surface roughness
solidification
long side
layer
Prior art date
Application number
KR1020020073738A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이준호
유홍구
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020020073738A priority Critical patent/KR20040045966A/en
Publication of KR20040045966A publication Critical patent/KR20040045966A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/004Copper alloys

Abstract

PURPOSE: A mold capable of forming equiaxed crystal solidified structure at casting slab as growing randomized solidification layer by guiding non-uniformity of electric heat direction as reducing solidification contraction amount by initial solidification delay is provided. CONSTITUTION: In a continuous casting mold comprising long side part and short side part, the continuous casting mold having randomized electric heat directional characteristics is characterized in that a surface roughness having a depth of 0.01 to 0.08 mm and a gap between valleys of 0.01 to 0.08 mm is formed at a region corresponding to an initial solidification part on the inner surface of the long side part, wherein the region corresponding to the initial solidification part is a region ranging from an upper part of the long side part to an arbitrary point that is 300 to 350 mm distanced downward from the upper part of the long side part, wherein the surface roughness is formed by shot blast using emery powder, and wherein a coating layer of Ni and Cr is formed in a single layer or double layers on the inner surface of the mold, and the surface roughness has 0.01 to 0.08 mm of a depth from an upper part of the coating layer and 0.01 to 0.08 mm of a gap between the valleys of the coating layer.

Description

불균일 전열방향 특성을 갖는 연속주조용 주형{ Molds for irregular heat flow direction in continuous castings}Mold for continuous heat flow in non-uniform heat transfer characteristics {Molds for irregular heat flow direction in continuous castings}

본 발명은 연속주조용 주형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주형 내측면의 초기응고부의 영역에 표면거칠기를 형성하여 응고 수축량을 줄여주면서 전열방향을 불균일하게 함으로써 주편에서 등축정 조직을 생성할 수 있는 연속주조용 주형에 관한 것이다.The present invention relates to a mold for continuous casting, and more particularly, to form a surface roughness in the area of the initial solidification portion of the inner surface of the mold to reduce the amount of solidification shrinkage, thereby making it possible to generate equiaxed crystal structure in the cast. The present invention relates to a continuous casting mold.

고품질의 주편 생산에 대한 기대치가 상승하면서 주편에 발생하고 있는 여러 결함들에 대한 발생 원인을 규명하고 제거하려는 작업들이 다양하게 시도되고 있다. 그 중에서 주편의 표면품질 상태는 후공정에서 표면결함으로 발생하기 때문에 표면에서 발생하는 결함을 최소화하려는 작업이 진행되고 있다. 연속주조 공정에서 많이 발생하고 있는 표면 결함의 종류는 다음과 같이 크게 3가지로 구분할 수 있다.As expectations for high-quality cast steel have risen, various attempts have been made to identify and eliminate the causes of various defects in the cast. Among them, the surface quality of cast steel is caused by surface defects in the later process, and work is being done to minimize defects occurring on the surface. The types of surface defects that are frequently generated in the continuous casting process can be classified into three types as follows.

(1)선상 스캡(Scab) 또는 실리버(Sliver)성 결함(1) Scab or Sliver defects on board

실리버성 결함의 경우 주편의 표층하에 비금속 개재물이나 주형 용제인 몰드 파우더(Mold Powder)가 존재하여 압연시에 표면으로 돌출되어 결함을 발생시키는 것으로 주로 용강유동과 관련성이 높다.In the case of silicic defects, nonmetallic inclusions or mold powders, which are mold solvents, exist under the surface of the cast steel and protrude to the surface during rolling to generate defects, which are mainly related to molten steel flow.

(2) 브로우 홀(Blow Hole) 또는 펜실 파이프(Pencil Pipe) 결함(2) Blow Hole or Pencil Pipe Defects

펜실 파이프성 결함은 턴디쉬와 침지노즐사이에서 침지노즐의 막힘을 방지하기 위해 실링가스(sealing gas)를 노즐에 취입하게 되는데, 취입된 가스가 용강과 함께 주형에 유입하여 부상되지 않고 주편 내부로 존재하게 되면 압연시에 결함으로 발생하게 된다.Pencil pipe defects inject sealing gas into the nozzle to prevent clogging of the immersion nozzle between the tundish and the immersion nozzle.The blown gas flows into the mold together with the molten steel and is not injured. If present, defects occur during rolling.

(3)면세로 및 가로 크랙(3) duty free and horizontal cracks

면세로 크랙의 경우는 용강이 응고됨에 따라 응고수축이 발생하면서 주편과 주형의 접촉성이 떨어질 경우에 주편에 인장응력이 작용하여 크랙이 발생하게 된다.In the case of the duty free crack, when the molten steel solidifies, the shrinkage occurs and the contact between the cast and the mold decreases, so that the crack is generated by the tensile stress on the cast.

(1) 실리버성 결함이나 (2) 펜실 파이프성 결함의 발생은 대부분이 용강의 유동과 관련성이 많지만, 주형의 진동에 의해 생기는 오실리케이션 후크(Oscillation Hook)의 길이와 더 큰 상관성을 지니고 있다. 오실리케이션 후크란 주편이 주형에 구속되지 않도록 주형을 상하로 진동시키는 과정에서 응고층이 변형되면서 생기는 부분으로 그 발생기구가 도 1에 나타나 있다. 오실리케이션 후크가 길게 성장할 경우에 부상되는 개재물이 표층하(표면 바로 밑)에 부착되어 실리버성 결함을 발생시키고 있으며, 실링용 가스가 표층하에 부착될 경우 펜실파이프성 결함이 된다. 오실리케이션 후크의 깊이에 따른 개재물 부착 현상에 대한 모식도를 도 2에 나타내었다.The occurrence of (1) silicic defects and (2) pennastic pipe defects are mostly related to the flow of molten steel, but are more correlated with the length of oscillation hooks caused by the vibration of the mold. The oscillation hook is a portion generated by deforming the solidification layer in the process of vibrating the mold up and down so that the cast is not constrained to the mold. The generating mechanism is shown in FIG. 1. When the oscillation hook grows for a long time, the floating inclusions are attached to the bottom surface (just below the surface) to generate the silicon defect, and when the sealing gas is attached to the surface layer, it becomes a penpipe pipe defect. A schematic diagram of the inclusion adhesion phenomenon according to the depth of the oscillation hook is shown in FIG. 2.

이와 같은 개재물이나 기포와 관련된 결함을 줄이기 위해서 기존에는 주형내 용강 유동 패턴을 제어하여 개재물을 부상분리시키는 기술을 주로 이용하였다. 즉, 전자기를 이용하는 방법(일본 공개특허공보 2002-028761, 1998-249297, 1998-005945 등), 또는 침지노즐의 형상을 변경하여 개재물의 부상분리를 촉진하는 방법 등이 있다. 그러나, 이와 같은 시도는 장치 개조에 따른 많은 부대비용을 필요로 하거나 효과의 미약 등으로 인해 현재까지 실리버성 결함과 펜실파이프 결함 등을 현저하게 줄이지 못하고 있는 실정이다.In order to reduce the defects related to inclusions or bubbles, the technique of controlling the molten steel flow pattern in the mold and floating the inclusions is mainly used. That is, a method using electromagnetic (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-028761, 1998-249297, 1998-005945, etc.), or a method of promoting floating separation of inclusions by changing the shape of the immersion nozzle. However, such an attempt has not been able to significantly reduce the silicon defect and the Pensil pipe defect to date, due to the large amount of additional costs associated with the device modification or the weak effect.

표면크랙은 탕면 근처의 초기 응고 성장시 과도한 응고수축에 의해 발생하므로 이를 제어하기 위한 방법으로 완냉각법(Mild Cooling Method)을 많이 이용하고 있다. 완냉각법이란 주형에서 냉각 정도를 완화시켜 응고 수축량을 줄여줌으로써 표면크랙을 저감시키는 방법이다. 대표적인 완냉각법으로는 크게 세가지로 구분할 수 있다.Surface cracks are caused by excessive solidification shrinkage during initial solidification growth near the surface of the water so that many methods are used to control this. Slow cooling is a method of reducing surface cracks by reducing the degree of solidification shrinkage by reducing the degree of cooling in the mold. There are three major slow cooling methods.

첫번째 방법은 주조시 사용하는 주형용제(Molf Flux)의 결정질율을 높여 열전도도를 낮추어서 완냉각을 하는 방법이다. 이 방법은 도 3에서 보는 바와 같이 주형과 주편사이에 존재하는 주형용제의 열전도도를 낮추어서 완냉각을 수행하는 방법이다. 그러나, 이 방법을 이용할 경우에는 수많은 강종에 대해 모두 다른 주형용제를이용해야 하며, 주조하는 조건 및 폭에 따라 달라지게 되므로 현재까지도 많은 연구가 수행되어 왔음에도 불구하고 그 정확한 성분 등을 정하지 못하고 있는 실정이다.The first method is to cool down by lowering the thermal conductivity by increasing the crystalline rate of the molding flux used in casting (Molf Flux). This method is a method of performing a slow cooling by lowering the thermal conductivity of the mold solvent present between the mold and the cast as shown in FIG. However, when using this method, it is necessary to use different mold solvents for all kinds of steels, and it depends on the casting condition and width. Therefore, even though many studies have been conducted until now, the exact composition is not determined. It is true.

두 번째 방법은 주형의 재질을 변경하여 완냉각효과를 얻는 방법이다. 현재 주형의 대부분은 Cu계의 합금계를 이용하고 있다. 즉, 주형내에서 주편으로부터 많은 열을 빼내어 응고층의 두께를 충분히 성장시켜 조업 사고가 발생하지 않도록 하기 위해 열전도도가 빠른 Cu계의 합금을 이용하고 있다. 이와 같은 실정으로 인해 초기 응고부분에 너무 많은 열이 급속하게 빠져나감으로 인해 큰 응고수축이 발생하여 표면크랙이 더 발생하게 되었다. 이러한 점을 보완하기 위해 Cu계 보다는 열전도도가 낮은 스테인레스계를 이용하거나 Ni계를 이용하여 주형을 제작해 시험한 결과는 있으나, 현재 시험단계에 있다.The second method is to change the material of the mold to achieve a slow cooling effect. Currently, most of the molds use Cu-based alloys. That is, a Cu-based alloy having high thermal conductivity is used to extract a large amount of heat from the cast in the mold to sufficiently increase the thickness of the solidification layer so that no operation accident occurs. As a result of this situation, too much heat is rapidly released to the initial solidification portion, which causes large solidification shrinkage and further surface cracks. In order to compensate for this, molds made using stainless steel or Ni-based materials having lower thermal conductivity than Cu-based materials have been tested, but are currently being tested.

세 번째 방법은 주형표면의 형상을 개조하여 완냉각 효과를 얻는 방법이다.The third method is to modify the shape of the mold surface to achieve a slow cooling effect.

이 방법은 도 4에서와 같이 주형의 표면에 홈을 파거나 적정한 굴곡을 주어 홈 내부에 전도도가 낮은 Ni 등을 채워 넣거나 하는 방법(Grooved Mold)으로 표면 크랙 저감에는 어느 정도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이와 같은 방법들의 문제점은 주형 표면을 일정한 형태로 정밀가공하고, 홈 내부에 Ni을 채운 뒤 다시 코팅을 하는 복잡한 가공 절차를 거침으로써 가공이 힘들고 비용이 상승하는 단점 등이 있다. 따라서, 현재 거의 이용할 수 없는 실정이다.This method is a method of filling the surface of the mold or giving a proper bend to fill Ni such as low conductivity in the groove (Grooved Mold) is known to have some effect on the surface crack reduction. . However, the problems of such methods include the disadvantage that processing is difficult and costs increase by going through a complicated processing procedure in which the surface of the mold is precisely processed in a uniform shape, and Ni is filled in the groove and then coated again. Therefore, it is currently rarely available.

주형표면의 형상을 개조한 다른 기술들에 대해 구체적으로 살펴보면, 일본 공개특허공보 평6-297103, 평8-257695호, 평9-206891호가 제안되어 있다.Looking specifically at other techniques for modifying the shape of the mold surface, Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-297103, 8-257695 and 9-206891 have been proposed.

일본 공개특허공보 평6-297103은 도 5와 같이 주형내면의 파우더 응고층 형성부위에 직경이 0.1~3mm로 깊이 5~300㎛의 복수의 요철을 균일하게 형성하는 것이다. 이러한 요철에 의하여 파우더 응고층이 균일하게 되어 응고쉘이 균일한 두께로 형성할 수 있다고 주장하고 있다. 즉, 이 선행기술은 0.1~3mm의 직경을 가진 요철을 균일하게 분포시키는데, 요철과 요철사이에는 일정한 간격이 존재하는 것이다. 요철의 직경이 크고 또한 요철간에 가공하지 않는 공간(간격)이 존재하게 되면(도 5a) 완냉각 효과는 커지게 된다(도 5에서 부호 1은 주형, 3은 파우더, 4는 응고쉘, 5는 요철).Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-297103 is to uniformly form a plurality of irregularities having a diameter of 0.1 to 3 mm and a depth of 5 to 300 µm on a powder solidification layer forming portion of the mold inner surface as shown in FIG. It is claimed that this unevenness causes the powder solidification layer to be uniform, thereby forming a solidification shell of uniform thickness. In other words, the prior art uniformly distributes the unevenness having a diameter of 0.1 ~ 3mm, there is a constant gap between the unevenness and unevenness. If the diameter of the unevenness is large and there is a space (interval) not processed between the unevenness (FIG. 5A), the slow cooling effect is increased (in FIG. 5, 1 is a mold, 3 is powder, 4 is a solidified shell, and 5 is Irregularities).

그러나, 도 6(a)와 같이 가공된 요부에는 몰드플럭스가 두꺼워지고 가공되지 않는 부위에는 몰드 플럭스가 얇게 되어 몰드 플럭스가 얇은 곳으로는 빠져 나가는 전열량이 크므로 몰드 플럭스가 얇은 곳에서의 응고층 두께가 두꺼워지게 된다. 따라서, 일정한 전열방향이 그대로 유지됨으로써 탕면에서 거리가 멀어짐에 따라 몰드 플럭스의 두께가 일정하게 유지되는 구간이 커지므로 몰드플럭스가 얇은 곳에서의 응고층 성장이 촉진되어 주상정조직이 생긴다.However, as shown in FIG. 6 (a), the mold flux is thickened at the recessed portion, and the mold flux is thinned at the unprocessed portion, and the amount of heat transfered to the mold flux is thinned, so that the mold flux is solidified. The layer thickness becomes thicker. Therefore, as the distance from the hot water surface is maintained by maintaining the constant heat transfer direction as it is, the interval for maintaining the thickness of the mold flux is increased. Therefore, the solidification layer growth is promoted in the place where the mold flux is thin, thereby producing columnar texture.

일본 공개특허공보 평8-257695호, 평9-206891호도 주형의 내측에 1mm이상의 홈을 가공하는 기술로서 가공형태의 일례가 도 4(b)(c)에 제시되어 있다.Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. Hei 8-257695 and Hei 9-206891 also show an example of the processing form in Fig. 4 (b) and (c) as a technique for processing a groove of 1 mm or more inside the mold.

이상 살펴본 바와 같이, 주형의 내측에 홈이나 요철을 가공하는 선행기술들은 완냉효과를 통한 주편의 표면결함을 방지하는데 초점이 맞추어진 것으로, 전열방향에 대한 인식의 부족으로 응고층의 균일성과 함께 등축정 주편조직에 대한 고찰까지는 이루어지지 않고 있다. 이러한 선행기술은 실제 사용하는데 가공 비용 및 유지 보수 측면에서 많은 장애로 현재 상업화 되지 못하고 있는 실정이다.As described above, the prior art of processing grooves or irregularities on the inside of the mold is focused on preventing surface defects of the cast through the slow cooling effect, isoaxial with uniformity of the solidification layer due to lack of awareness of the heat transfer direction There is no study on the structure of cast iron. Such prior art is not currently commercialized due to many obstacles in terms of processing cost and maintenance in actual use.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 대해 고찰하고 그 해결하기 위한 연구과정에서 도출된 것으로, 초기 응고지연에 의한 응고 수축량을 줄여주면서 전열방향의 불균일성을 유도함으로써 균일한 응고층을 성장시키면서 주편에서 등축정 응고조직을 형성할 수 있는 주형을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is derived from the research process for solving the problems of the prior art described above, and reducing the amount of shrinkage due to the initial coagulation delay while inducing unevenness in the direction of heat transfer in the cast steel while growing a uniform solidification layer The purpose is to provide a mold capable of forming equiaxed coagulation tissue.

도 1은 표면 크랙 발생 기구를 나타내는 모식도1 is a schematic diagram showing a surface crack generating mechanism;

도 2는 후크의 깊이에 따른 표층하에 부착되는 개재물에 대한 모식도Figure 2 is a schematic diagram of the inclusions attached under the surface layer according to the depth of the hook

도 3은 주형 용제를 이용한 완냉 효과 발생 기구를 나타내는 모식도3 is a schematic diagram showing a mechanism for generating a slow cooling effect using a mold solvent.

도 4는 주형의 표면에 홈가공하는 종래의 주형4 is a conventional mold grooved on the surface of the mold

도 5는 주형의 표면에 요철을 형성한 종래의 주형5 is a conventional mold in which the irregularities are formed on the surface of the mold;

도 6은 응고층 성장개념을 나타내는 모식도로서6 is a schematic diagram showing the concept of solidified layer growth.

도 6(a)는 주형의 표면에 요철을 형성하는 종래주형Figure 6 (a) is a conventional mold for forming irregularities on the surface of the mold

도 6(b)는 주형의 표면에 표면거칠기를 형성하는 본 발명의 주형Figure 6 (b) is a mold of the present invention to form a surface roughness on the surface of the mold

도 7은 주형의 표면에 표면거칠기 형성영역을 보여주는 본 발명의 주형7 is a mold of the present invention showing the surface roughness forming area on the surface of the mold

도 8은 표면크랙 발생기구를 나타내는 모식도로서8 is a schematic diagram showing a surface crack generating mechanism;

도 8(a)는 평활한 종래의 주형Figure 8 (a) is a smooth conventional mold

도 8(b)는 표면거칠기를 형성하는 본 발명의 주형Figure 8 (b) is a mold of the present invention to form a surface roughness

도 9는 주형 표면에서 골과 골의 거리에 따른 전열량 증가율을 나타내는 그래프9 is a graph showing the rate of heat transfer according to the distance between bone and bone on the mold surface

도 10은 표면가공한 주형의 단면도로서10 is a cross-sectional view of the surface processed mold.

도 10(a)는 주형표면에 요철가공한 종래의 주형Fig. 10 (a) shows a conventional mold having uneven processing on the mold surface

도 10(b)(c)는 주형표면에 표면거칠기를 형성한 본 발명의 주형Figure 10 (b) (c) is a mold of the present invention to form a surface roughness on the mold surface

도 11은 주형에 따른 주편의 결함발생율을 나타내는 그래프11 is a graph showing the defect occurrence rate of the cast steel according to the mold

도 12는 주형에 따른 주편의 표면응고조직 사진12 is a surface coagulation structure photograph of the cast steel according to the mold

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속주조용 주형은, 장변부와 단변부로 구성되는 연속주조용 주형에 있어서, 장변부의 내측면에서 초기 응고부에 해당하는 영역에 깊이가 0.01~0.08mm이고 골과 골의 거리가 0.01~0.08mmm인 표면거칠기가 형성되어 이루어지고, 불균일 전열방향 특성을 갖는다.Continuous casting mold of the present invention for achieving the above object, in the continuous casting mold consisting of a long side portion and a short side portion, the depth of 0.01 ~ 0.08mm in the area corresponding to the initial solidification portion on the inner side of the long side portion Surface roughness of 0.01 ~ 0.08mmm distance between the valleys is formed, and has a non-uniform heat transfer characteristic.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서는 장변부의 내측에 일정한 표면거칠기를 형성하여 전열방향의 불균일성을 확보하여 어느 한 방향으로의 응고층의 성장을 방지함으로써 핵생성 사이트가 무작위로 발생하여 표면응고조직에 주상정 대신 등축정이 많이 성장하게 하는 것이다. 즉, 본 발명자들은 주형 표면에 표면거칠기를 적절히 형성해주는 경우 응고초기에 불균일한 표면에 의해 전열량이 불균일해짐으로써 응고층의 두께가 불균일해지지만 시간이 지남에 따라 응고층의 두께가 균일하게 성장하고, 표면 응고 조직의 치밀화되고 등축정 조직이 생성되는 사실을 관찰하여 본 발명을 완성한 것이다.In the present invention, by forming a constant surface roughness on the inner side of the long side part to secure the nonuniformity of the heat transfer direction to prevent the growth of the coagulation layer in any direction, the nucleation site is randomly generated, the surface coagulation tissue has a lot of equiaxed crystals To grow. That is, the inventors of the present invention, when the surface roughness is properly formed on the surface of the mold, the heat transfer amount becomes uneven by the uneven surface at the beginning of coagulation, so that the thickness of the coagulation layer becomes uneven, but the thickness of the coagulation layer grows uniformly over time. The present invention was completed by observing the densification of the surface coagulated tissue and the formation of equiaxed crystal tissue.

본 발명에서는 장변부의 내측면에서 초기 응고부에 표면거칠기를 형성한다. 초기 응고부는 주편에서 일정한 두께의 응고층이 형성되는 영역이다. 응고층의 두께가 약 10~20mm정도일 때 초기응고라 하는데, 이 경우에 초기응고부는 장변부의 상부로부터 하부방향으로 300~350mm범위에서 임의의 지점까지에 해당하는 영역이다. 상부로부터 하부방향으로 300~350mm 범위에서 임의의 구간에서는 주편에서 일정한 두께의 응고층이 형성된다.In the present invention, the surface roughness is formed on the initial solidification portion on the inner side of the long side portion. The initial solidification part is a region where a solidification layer having a constant thickness is formed on the cast steel. When the thickness of the coagulation layer is about 10-20mm, it is called initial coagulation. In this case, the initial coagulation part is an area corresponding to an arbitrary point in the range of 300-350mm from the upper side to the lower side. In any section in the range from 300 to 350 mm from the top to the bottom direction, a solidified layer of a constant thickness is formed on the cast steel.

장변부의 폭방향으로는 주조영역에 해당하는 영역에 표면거칠기를 부여한다. 연속주조용 주형은 주편의 폭에 따라 장변부 폭방향으로의 주조영역을 조정하므로, 최소주조폭 영역에 표면거칠기를 형성하는 것이 권장되는데, 이는 단변부의 두께부분과 면접하는 장변부의 영역에 표면거칠기가 형성되지 않는 것이 바람직하기 때문이다. 최소주조폭 영역은 장변부의 중앙을 중심으로 하여 700~1500mm내로 결정된다. 본 발명에 따라 주형 장변부에 표면거칠기를 형성한 주형의 일례가 도 7에 제시되어 있다.In the width direction of the long side portion, the surface roughness is imparted to the region corresponding to the casting region. Since the continuous casting mold adjusts the casting area in the long side width direction according to the width of the cast, it is recommended to form the surface roughness in the minimum casting width area, which is the surface roughness in the area of the long side that is interviewed with the thickness of the short side part. It is because it is preferable that is not formed. The minimum casting width is determined within 700 ~ 1500mm around the center of the long side. An example of a mold having a surface roughness formed on a mold long side portion according to the present invention is shown in FIG. 7.

본 발명에 따라 주형의 표면에 표면거칠기에 따른 주편표면크랙 발생억제 기구가 도 8에 나타나 있다.According to the present invention, the surface crack generation suppression mechanism of the slab according to the surface roughness on the surface of the mold is shown in FIG. 8.

평활한 주형(도 8a)에서는 초기 응고층이 균일한 두께로 성장하고, 응고수축에 의한 에어갭의 생성을 시작하여 성장해 간다. 에어 갭의 성장에 따라 에어갭이 합체되면서 응고 지연부가 확대됨에 따라 응고층 두께 감소 및 철정압에 의한 응고층의 크랙이 발생한다.In the smooth mold (FIG. 8A), the initial solidification layer grows to a uniform thickness, and starts to generate air gaps due to solidification shrinkage. As the air gap grows and the coagulation delay portion expands as the air gap grows, the thickness of the coagulation layer decreases and cracks in the coagulation layer due to iron static pressure occur.

이와는 달리, 표면거칠기가 형성된 주형(도 8b)에서는 초기 응고층이 불균일한 두께로 성장하나 주형표면에 표면거칠기가 형성되어 있어서 수축되는 응고층을 구속하고 있어 에어갭의 생성이 방지된다. 에어갭이 발생하지 않으므로 균일한 응고층의 성장을 유도하여 표면크랙을 억제할 수 있다.In contrast, in the mold having the surface roughness (FIG. 8B), the initial solidification layer grows to a non-uniform thickness, but the surface roughness is formed on the mold surface to restrain the shrinking solidification layer, thereby preventing the formation of air gaps. Since no air gap is generated, surface cracks can be suppressed by inducing the growth of a uniform solidification layer.

본 발명에서는 에어갭의 생성을 방지하여 균일한 응고층의 성장을 유도하는데, 이는 전열량의 제어를 통해 가능한 것이다. 즉, 도 9에는 장변부의 표면에 금강사로 쇼트 블라스트 처리하여 일정한 표면거칠기를 형성할 때, 골과 골의 거리에 따른 전열량증가율을 나타낸 것이다. 도 9를 보면, 골과 골의 거리가 0.05mm일 때 전열량 증가가 크지만, 골과 골의 거리가 0.01mm이하이거나 0.1mm이상의 표면거칠기에서는 전열량 증가율이 낮은 것으로, 이는 에어갭에 의해 전열량이 낮아진 것이다. 이 결과를 볼 때, 표면거칠기는 골과 골의 거리가 0.01~0.1mm일 때 전열량이 증가(에어 갭의 생성이 방지)되는데, 바람직하게는 0.01~0.08mm 정도이다. 골과 골의 거리를 0.01~0.08mm로 하게 되면, 표면거칠기의 특성상 깊이도 이 정도를 만족하게 된다.In the present invention, the formation of the air gap is prevented to induce the growth of the uniform solidification layer, which is possible through the control of the heat transfer amount. That is, Figure 9 shows the heat transfer rate increase according to the distance between the bone and the bone when the short blast treatment to the surface of the long side by forming a short blast treatment with gold steel yarn. 9, the heat transfer increase is great when the distance between the bone and the bone is 0.05mm, but the heat transfer rate is low when the distance between the bone and the bone is less than 0.01mm or more than 0.1mm, which is caused by the air gap. The amount of heat is lowered. In view of these results, the surface roughness increases the amount of heat transfer (prevention of air gap) when the distance between the bone and the bone is 0.01 to 0.1 mm, preferably about 0.01 to 0.08 mm. When the distance between the bone and the bone is 0.01 ~ 0.08mm, the depth of the surface roughness satisfies this degree.

따라서, 본 발명에서는 장변부의 내측면에서 초기 응고부에 해당하는 영역에 깊이가 0.01~0.08mm의 표면거칠기를 형성하는데, 이때 표면거칠기에서 골과 골의 거리는 0.01~0.08mm로 한다. 이러한 표면거칠기는 일례로 금강사 입자를 쇼트 블라스트법(shot blast)에 의해 형성하는 것이다. 금강사로 쇼트 블라스트 처리하면 주형의 표면에 일정한 규칙성이 없는 여러 형태를 갖는 표면거칠기가 형성되며, 그 표면의 도 10(c)에 제시되어 있다. 이를 개념도로 표현한 것이 도 10(b)이다. 도 10(a)는 주형의 표면에 직경이 0.1~3mm로 깊이 5~300㎛의 복수의 요철을 균일하게 형성하는 종래기술에 대한 주형의 단면이다(일본 공개특허공보 평6-297103).Therefore, the present invention forms a surface roughness of 0.01 ~ 0.08mm depth in the area corresponding to the initial solidification portion on the inner side of the long side, wherein the distance between the bone and the bone in the surface roughness is 0.01 ~ 0.08mm. Such surface roughness is, for example, to form the diamond steel particles by a shot blast method (shot blast). Short blast treatment with emery steel gives a surface roughness of various shapes with no regularity on the surface of the mold, which is shown in Figure 10 (c) of the surface. This is represented conceptually in Figure 10 (b). Fig. 10 (a) is a cross section of a mold for the prior art which uniformly forms a plurality of irregularities having a diameter of 5 to 300 µm with a diameter of 0.1 to 3 mm on the surface of the mold (Japanese Patent Laid-Open No. 6-297103).

그리고, 도 10(a)와 같은 주형에 의해 연속주조한 경우에 응고진행의 개념이 도 6(a)에 제시되어 있으려, 도 10(b)의 경우에 대한 응고진행이 개념이 도 6(b)에 제시되어 있다.In addition, the concept of solidification progress in the case of continuous casting by a mold as shown in FIG. 10 (a) is shown in FIG. 6 (a), and the concept of solidification progress in the case of FIG. b).

즉, 도 6(a)는 직경이 큰 요철이 일정한 간격을 가지면서 균일하게 형성된 주형이기 때문에 탕면에서 거리가 멀어져도 일정한 전열방향이 그대로 유지되므로, 탕면에서 거리가 멀어짐에 따라 몰드 플럭스의 두께가 일정하게 유지되는 구간이 커진다. 따라서, 몰드플럭스가 얇은 곳에서의 응고층 성장이 촉진되어 응고조직이 주상정을 갖는다.That is, Figure 6 (a) is a mold formed uniformly with a large diameter irregularities having a constant interval, so that even if the distance from the hot water is kept constant heat transfer direction, the thickness of the mold flux as the distance away from the hot water The interval which is kept constant becomes large. Therefore, the solidification layer growth is promoted where the mold flux is thin, and the solidification structure has columnar tablets.

이에 반해, 도 6(b)에서는 골과 골의 거리가 짧은 표면거칠기가 형성된 주형은 규칙성이 없기 때문에 일정한 전열방향이 유지되지 않게 되고 무작위(randomize)로 됨에 따라 어느 한 부분에서 응고지연이 되는 현상을 막을 수 있다. 즉, 냉각이 무작위로 발생함에 따라 핵생성의 사이트가 무작위로 발생하여 표면응고조직이 주상정은 거의 보이지 않고 등축정이 많이 성장하게 된다.On the contrary, in FIG. 6 (b), since the mold having the surface roughness having a short distance between the bones is not regular, the heat transfer direction is not maintained and randomization is delayed at any part due to randomization. The phenomenon can be prevented. In other words, as the cooling occurs randomly, the site of nucleation occurs randomly, so that the surface coagulation tissue shows almost no columnar tablets, and many isomers grow.

본 발명에 따르면, 주형은 동판 수명연장을 위한 코팅층 위에서도 깊이가 0.01~0.08mm이고, 골과 골의 거리는 0.01~0.08mm를 만족하는 것이다. 이러한 코팅은 Ni과 Cr이 단층 또는 복층으로 많이 행해지고 있다. 표면거칠기는 동판제 주형의 표면에 직접하거나, 코팅층(Ni 또는 Cr)에 할 수도 있다. 이중에서 동판 표면에 직접적으로 가공하는 방법이 가장 효과적이다. 열전도도 측면에서 동판이 유리하다. 예를 들어 설명하면, 동판의 열전도도는 350W/m℃이며, Ni은 70W/m℃정도이다. 동판의 열전도도가 Ni에 비해 5배 정도 크다. 따라서 동판에 표면거칠기를 형성할 경우에 전열량 제어 효과가 Ni코팅층에 표면거칠기를 가공하는 것에 비해 5배 정도의 향상 효과가 있는 것이다.According to the present invention, the mold has a depth of 0.01 to 0.08 mm on the coating layer for extending the life of the copper plate, and the distance between the bone and the bone satisfies 0.01 to 0.08 mm. Such coating is performed in a large number of single and multiple layers of Ni and Cr. The surface roughness may be directly on the surface of the copper mold, or may be applied to the coating layer (Ni or Cr). Among them, the method of directly processing the surface of the copper plate is most effective. Copper plate is advantageous in terms of thermal conductivity. For example, the thermal conductivity of a copper plate is 350 W / m degreeC, and Ni is about 70 W / m degreeC. The thermal conductivity of the copper plate is about five times greater than that of Ni. Therefore, when the surface roughness is formed on the copper plate, the heat transfer control effect is about five times the improvement effect compared to processing the surface roughness on the Ni coating layer.

본 발명에 따르면 주편의 표면 응고 조직이 주상정은 거의 보이지 않고, 등축정이 많이 성장하게 된다. 이와 같이 등축정이 많이 존재할 경우 압연 후 코일의 품질 향상은 물론 코일 강도도 증가하여 동일한 강도에 대해 코일 두께가 얇아지게 할 수 있어 자동차 경량화 등에 많은 응용이 가능하다. 또한, 본 발명에서는 초기 응고지연에 의해 오실리케이션 후크의 길이가 짧아져 표층하에 부착되는 개재물이 감소하여 표면 품질을 중요시 하는 강종에서도 품질 향상 효과가 탁월하다.According to the present invention, the surface coagulation structure of the cast steel is almost invisible columnar tablets, a lot of equiaxed crystals grow. As such, if a large number of equiaxed crystals exist, not only the quality of the coil is increased after rolling but also the coil strength is increased, so that the thickness of the coil can be thinned for the same strength. In addition, in the present invention, the length of the oscillation hook is shortened due to the initial coagulation delay, so that the inclusions attached to the surface layer are reduced, so that the quality improvement effect is excellent even in the steel grade where the surface quality is important.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예]EXAMPLE

Cu주형의 내측에 상부로부터 300mm내, 폭 1000mm의 영역에 금강사입자를 가지고 쇼트 블라스트 처리하여 깊이고 0.01~0.1mm이고 골과 골의 거리를 0.01~0.1mm로 표면거칠기를 형성하였다.The inner surface of the Cu mold was short blasted with gold steel particles within 300 mm from the top and 1000 mm in width to form a surface roughness of 0.01 to 0.1 mm in depth and 0.01 to 0.1 mm in distance between the bone and the bone.

주형의 골과 골의 거리에 따라 극저탄소강, 저탄소강, 중탄소강, 중고탄소강, Ca처리강을 연속주조처리하고 이때의 냉각수의 온도를 측정하였다. 그리고, 동일 강종에 대해 평활한 주형으로 연속주조하고, 냉각수온도를 측정한 다음에 냉각수온도의 차이를 전열량증가율로 환산하여 도 9에 나타내었다.The ultra low carbon steel, low carbon steel, medium carbon steel, used carbon steel, and Ca-treated steel were continuously cast according to the bone to bone distance of the mold, and the temperature of the cooling water was measured. Then, continuous casting was carried out in a smooth mold for the same steel grade, and after measuring the coolant temperature, the difference in the coolant temperature was shown in FIG.

도 9에 나타난 바와 같이, 주형의 표면에 0.05mm일 때 전열량증가가 가장 높았다.As shown in Figure 9, the heat transfer was the highest when the surface of the mold 0.05mm.

골과 골의 거리가 0.05mm의 표면거칠기를 가지는 주형에 대해 얻어진 주편의 표면결함 발생율을 조사한 결과를 도 11에 나타내었다. 도 11에서 본 발명의 주형을 이용하는 경우에 후공정 품질에서 결함의 발생율이 종래주형 대비 약 1/8수준까지 떨어진 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 주형을 이용할 경우 주편의 표면 품질 향상 효과가 탁월하여 표면 품질이 중요시되는 생산품에 대해서 품질 향상 효과가매우 높아짐을 알 수 있었다. 또한, 주편 터짐(Break Out)과 같은 조업 사고가 종래의 주형을 이용하는 측에서는 다수 발생하였으나, 본 발명의 주형을 적용하는 기간 동안에는 발생하지 않아 조업 안정성 측면에서도 매우 효과적인 것을 확인할 수 있었다.Fig. 11 shows the results of investigating the surface defect incidence of the obtained slabs for the molds having a surface roughness of 0.05 mm. In FIG. 11, it can be seen that in the case of using the mold of the present invention, the incidence of defects in post-process quality dropped to about 1/8 of that of the conventional mold. Therefore, when the mold of the present invention is used, it was found that the effect of improving the surface quality of the cast is excellent, and the quality improving effect is very high for the product whose surface quality is important. In addition, a number of operation accidents such as break out occurred in the side using a conventional mold, but did not occur during the application of the mold of the present invention was confirmed that it is very effective in terms of operation stability.

이와 같은 현상에 대한 실제 적용 결과를 도 12에 나타내었다. 도 12에서 보듯이 기존 주형을 적용할 경우 응고층 변형에 의해 수지상(dendrite)이 한 방향으로 성장하는 현상이 나타나고 있어서 응고층의 냉각이 불균일하게 된 것을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에 따라 얻어진 주편의 경우에는 일반적인 수지상(dendrite) 성장 방향이 없어지게 되면서 대부분이 등축정으로 형성이 되는 것을 알 수 있다.The actual application results for this phenomenon are shown in FIG. 12. As shown in FIG. 12, when the existing mold is applied, dendrite grows in one direction due to deformation of the coagulation layer, and thus cooling of the coagulation layer is uneven. However, it can be seen that in the case of the cast steel obtained according to the present invention, the general dendrite growth direction disappears and most of them are formed as equiaxed crystals.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 초기 응고 지연 및 전열방향의 불균일(randomize) 효과에 의해 불균일 응고 현상을 감소시킴으로써 주편 표면 품질 향상과 더불어 조업 안정화를 통해 막대한 기대 이익을 창출해 낼 수 있다.As described above, according to the present invention, by reducing the non-uniform solidification phenomenon by the initial solidification delay and the non-uniformity (randomize) effect of the heat transfer direction, it is possible to generate enormous expected profits by improving the surface quality of cast steel and stabilizing operation.

Claims (4)

장변부와 단변부로 구성되는 연속주조용 주형에 있어서,In the continuous casting mold comprising a long side and a short side, 장변부의 내측면에서 초기 응고부에 해당하는 영역에 깊이가 0.01~0.08mm이고 골과 골의 거리가 0.01~0.08mmm인 표면거칠기가 형성되는 것을 특징으로 하는 불균일 전열방향 특성을 갖는 연속주조용 주형.Mold for continuous casting having non-uniform heat transfer characteristics, characterized in that the surface roughness of 0.01 ~ 0.08mm in depth and 0.01 ~ 0.08mmm distance between the bone and the bone is formed in the area corresponding to the initial solidification portion in the inner side of the long side . 제 1항에 있어서, 상기 초기 응고부에 해당하는 영역은 장변부의 상부로부터 하부방향으로 300~350mm 범위에서 임의의 지점까지임을 특징으로 하는 불균일 전열방향 특성을 갖는 연속주조용 주형.According to claim 1, wherein the area corresponding to the initial solidification portion continuous casting mold having a non-uniform heat transfer direction characteristics, characterized in that from any point in the 300 to 350mm range from the upper side to the lower side. 제 1항에 있어서, 상기 표면거칠기는 금강사를 이용한 쇼블라스트법에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 불균일 전열방향 특성을 갖는 연속주조용 주형.[Claim 2] The mold for continuous casting according to claim 1, wherein the surface roughness is formed by a shoblasting method using gold steel yarn. 제 1항에 있어서, 상기 주형의 내측면에는 Ni과 Cr의 코팅층이 단층 또는 복층으로 형성되고, 표면거칠기는 상기 코팅층 위에서 깊이가 0.01~0.08mm이고 골과 골의 거리가 0.01~0.08m임을 특징으로 하는 불균일 전열방향 특성을 갖는 연속주조용 주형.According to claim 1, wherein the inner surface of the mold is a coating layer of Ni and Cr is formed in a single layer or a double layer, the surface roughness is 0.01 ~ 0.08mm depth and the distance between the bone and the bone on the coating layer is 0.01 ~ 0.08m Continuous casting molds with nonuniform heat transfer characteristics.
KR1020020073738A 2002-11-26 2002-11-26 Molds for irregular heat flow direction in continuous castings KR20040045966A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020073738A KR20040045966A (en) 2002-11-26 2002-11-26 Molds for irregular heat flow direction in continuous castings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020073738A KR20040045966A (en) 2002-11-26 2002-11-26 Molds for irregular heat flow direction in continuous castings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040045966A true KR20040045966A (en) 2004-06-05

Family

ID=37341590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020073738A KR20040045966A (en) 2002-11-26 2002-11-26 Molds for irregular heat flow direction in continuous castings

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040045966A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5150819A (en) * 1974-10-31 1976-05-04 Kawasaki Steel Co RENZOKUCHUZO YOIGATA
US4250950A (en) * 1978-11-03 1981-02-17 Swiss Aluminium Ltd. Mould with roughened surface for casting metals
JPH06297103A (en) * 1993-04-12 1994-10-25 Nippon Steel Corp Mold for continuous casting
KR960033606A (en) * 1995-03-08 1996-10-22 뢸프-에버트 라인스·한스-위르겐 가이어 Molds for casting metal strands

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5150819A (en) * 1974-10-31 1976-05-04 Kawasaki Steel Co RENZOKUCHUZO YOIGATA
US4250950A (en) * 1978-11-03 1981-02-17 Swiss Aluminium Ltd. Mould with roughened surface for casting metals
JPH06297103A (en) * 1993-04-12 1994-10-25 Nippon Steel Corp Mold for continuous casting
KR960033606A (en) * 1995-03-08 1996-10-22 뢸프-에버트 라인스·한스-위르겐 가이어 Molds for casting metal strands

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2142861C1 (en) Method for continuous casting of peritectic steels
US4887662A (en) Cooling drum for continuous-casting machines for manufacturing thin metallic strip
KR20050050140A (en) Method for continuously producing a thin steel strip
JPH01170550A (en) Mold for continuously casting steel
JP6947737B2 (en) Continuous steel casting method
CN110494235B (en) Method for continuously casting steel
CN109689247B (en) Method for continuously casting steel
JPH026037A (en) Method for continuously casting steel
KR20040045966A (en) Molds for irregular heat flow direction in continuous castings
JPH01289542A (en) Casting mold for continuous casting of steel
JPH0255642A (en) Method and device for continuously casting strip steel
JP2019171435A (en) Method of continuous casting
CN110116193B (en) Round billet crystallizer, continuous casting equipment and continuous casting round billet oscillation mark suppression method
KR100770342B1 (en) Casting roll of strip caster
CN110125346B (en) Slab crystallizer, continuous casting equipment and continuous casting slab vibration mark suppression method
US20160311014A1 (en) Casting Mould for Casting Steel Melt
JPH026038A (en) Mold for continuously casting steel
JPS609553A (en) Stopping down type continuous casting machine
JPH0220645A (en) Mold for continuously casting steel
JPH10193041A (en) Mold for continuously casting molten steel
JP4055522B2 (en) Molded copper plate for continuous casting mold and manufacturing method thereof
JPH0810905A (en) Continuous casting mold for slab
JPH09136145A (en) Method for working recessed parts on peripheral surface for continuously casting cast strip
JP2024035081A (en) Continuous casting mold
JP2017024025A (en) Cooling drum for both drum type continuous casting device, both drum type continuous casting device and production method of thin cast piece

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application