KR20100057039A - 마이크로크랙킹이 감소된 박판 주조 강철 스트립 - Google Patents

마이크로크랙킹이 감소된 박판 주조 강철 스트립 Download PDF

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Abstract

향상된 마이크로크래킹에 대한 저항성을 갖는 박판 주조 강철 스트립과 그 제조방법이 개시된다. 상기 강철 스트립은 연속 주조법에 의해 중량대비 약 0.010% 내지 약 0.065%의 탄소 함량, 5.0% 미만의 크롬, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소, 그리고 약 250:1을 넘는 망간:황 비율을 함유한다. 상기 주조 스트립의 탄소 함량은 0.035% 미만일 수 있고, 중량대비 0.005% 미만의 티타늄을 함유하며, 제조된 스트립에서 평균 망간:황 비율은 3.5:1을 초과할 수 있다. 상기 탄소 함량은 0.035% 미만이고, 캐스팅 속도는 76.68 미터/분 미만이고, 용융 금속의 턴디쉬 온도는 1612℃(2933.7℉) 미만으로 유지된다.

Description

마이크로크랙킹이 감소된 박판 주조 강철 스트립{THIN CAST STEEL STRIP WITH REDUCED MICROCRACKING}
본 발명은 대체로 제강(steelmaking)에 관한 것으로서, 특히 박판 스트립의 연속 주조(continuous casting)에 의해 형성되는 탄소강에 관한 것이다.
박판 강철(steel) 스트립은 트윈 롤 캐스터(twin roll caster:쌍롤식 주조기)에서 연속 주조에 의해 형성될 수 있다. 트윈 롤 캐스팅에서, 용융 금속은 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 수평으로 배치된 냉각되는 캐스팅 롤들 사이에 투입되어, 이동하는 롤 표면들 상에서 금속 쉘들(metal shells)이 응고하여 상기 롤들 사이의 닙(nip)에서 한데 모아져서 상기 닙으로부터 아래쪽으로 공급되는 응고된 스트립 제품을 제조하게 된다. 본 명세서에서 용어 "닙"은 상기 롤들이 서로 가장 근접해 있는 영역 전반을 나타낸다. 상기 용융 금속은 레이들(ladle)로부터 더 작은 용기로 옮겨지고 그로부터 상기 닙 위에 위치한 금속 공급 노즐을 통해 흐르게 됨으로써, 상기 롤들의 캐스팅 표면들 상에 지지되면서 상기 닙의 길이를 따라 연장되어 있는 용융 금속의 캐스팅 풀(casting pool)을 형성한다. 이러한 캐스팅 풀은 통상적으로 그 캐스팅 풀의 양 단부들을 가로막아 용융 금속의 유출을 저지하는 댐(dam)의 역할을 하도록 상기 롤들의 단부 표면들과 미끄럼이 가능한 맞물림 형태로 유지되는 측면 플레이트들 또는 댐들의 사이에 형성된다.
트윈 롤 캐스터로 박판 스트립을 주조할 때, 상기 캐스팅 풀에 있는 용융 금속은 일반적으로 1500℃ 정도의 온도, 통상적으로는 1600℃ 이상의 온도로 존재할 것이다. 강철 스트립을 형성하기 위해 캐스팅 표면들 상의 금속 쉘의 초기 응고시 고온 열 플럭스(high heat flux) 및 광범위 핵화(extensive nucleation)가 필요하다. 미국특허 제5,720,336호는 형성된 금속산화물의 상당 부분이 초기응고 온도에서 액체상태로 존재하도록 강용해 화학반응을 조절함으로써 초기응고시 열 플럭스가 어떻게 증가될 수 있는지를 기술하고 있다. 미국특허 제5,934,359호 및 제6,059,014호, 그리고 국제출원 PCT/AU99/00641호(공개번호 제WO 00/07753호)에 기술되어 있듯이, 초기응고시 강철의 핵화(nucleation)는 캐스팅 표면의 조직에 의해 영향을 받을 수 있다. 특히, 상기 국제출원 PCT/AU99/00641호는 캐스팅 표면들에서 돌출 부위(peaks) 및 오목 부위(troughs)들로 이루어진 무작위적인 조직구조는 그 캐스팅 표면들 위에 분포된 상당한 핵화 사이트(nucleation site)들을 제공함으로써 초기응고를 향상시킬 수 있음을 개시하고 있다.
과거에는 용선(melt)의 강철 화학반응에 대하여, 특히 박판 스트립의 주조에 앞선 레이들 야금로(ladle metallurgy furnace)에 대하여 주의를 기울였다. 종전에 미국특허 제7,048,033호에서는 강철 금속에 있어서의 산화물 함유와 산소 레벨을 제어하는 것과 생산된 강철 스트립의 품질에 대한 그들의 영향에 주목하였다. 미국특허 제7,156,151호에서는 강철 스트립의 주조와 품질을 향상시키기 위해 용융 금속에서의 수소 레벨과 질소 레벨에 대한 조절이 이루어졌다. 미국특허 제6,547,849호에서는 주조를 위하여 중량대비 0.02% 미만의 황 함량을 갖는 실리콘/망간이 제거된 용융 철을 제공하는 방법이 개시되고 있다. 마지막으로, 2007년 1월 12일자로 출원된 미국특허출원 제11/622,754호(공개번호 US2007/0175608)에서는 중량대비 약 0.010% 내지 약 0.065%의 탄소 함량과 함께 주조 스트립의 황 함량을 중량대비 약 0.003% 내지 약 0.008%로 조절하여 마이크로크랙들이 감소된 박판 주조 스트립과 그것을 제조하는 방법이 개시되고 있다.
이러한 종래 기술에서는 0.025 또는 0.02% 미만과 같이 낮은 레벨의 황을 갖는 것에 대해 일반적으로 교시하고 있다. 예를 들어, 국제출원 PCT/AU99/00641호 및 미국특허 제6,547,849호를 참조하라. 미국특허출원 제11/622,754호를 제외하고는 마이크로크랙킹을 줄이거나 제거하기 위하여, 또는 임의의 다른 목적을 위해, 고의적으로 매우 낮은 레벨의 황을 제공한다는 어떠한 제안도 없다. 박판 스트립의 주조에서 또는 임의의 다른 제철공정에서도 어떠한 이유로든지 망간/황 또는 망간/실리콘의 비율을 조절한다는 것에 대한 암시는 우리가 아는 한 존재하지 않았다.
일반적으로, 황은 박판 스트립의 연속 주조법에서 수반하는, 바람직하지 못한 제철 불순물이었다. 제철업자들은 일반적으로 제철 시의 황 함량을 최소화하기 위해서는 어떤 노고와 비용도 마다하지 않는다. 황은 주로 MnS 함유물과 같은 황화물 함유물로서 존재한다. 황화물 함유물들은 간극(void) 및/또는 표면 크래킹(cracking)을 위한 여지를 제공할 수도 있다. 황은 또한 특히 횡 방향으로의 주조 강철의 연성 및 노치 충격 인성(notch impact toughness)을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 황은 고온의 적강에서 적열취성(red shortness) 또는 취성(brittleness)을 야기한다. 또한, 황은 용접성(weldability)을 감소시킨다. 일반적으로 황은 탈황처리 과정에 의해 용선으로부터 제거된다. 연속 주조를 위하여 철은 주조에 앞서 레이들에서 탈산화과정(deoxidation)과 그 다음에는 탈황과정(desulphurization)에 놓일 수도 있다. 이러한 하나의 방법은 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 기체를 주입하여 용융 강철을 교반하는 과정을 수반하는데, 반면에 그러한 용융 강철은 높은 칼슘 성분을 갖는 슬래그와 접촉한다. 미국특허 제6,547,849호를 참조하라.
반면에 트윈롤 캐스팅으로 형성된 박판 주조 스트립은 스트립의 표면에서 마이크로크랙들을 형성하는 경향이 있는 것으로 알려졌다. 이에 대한 하나의 원인은 캐스팅 롤들의 표면상에서의 산화막의 형성인데, 이는 스트립 표면에서 마이크로크랙들의 형성과 주조 스트립의 불균일한 응고를 야기하는 열 장벽(thermal barrier)의 역할을 한다.
전술한 논의들이 호주 또는 그 밖의 지역에서 통상의 지식(common general knowledge)에 대한 인정으로 간주되는 것은 아닐 것이다.
본 출원인은 마이크로크래킹(microcracking)은 강철 화학(steel chemistry)에 관련되며 어떤 공정 변수들은 응고에 영향을 미치고, 새로 형성된 쉘들(shells)은 마이크로크랙들(microcracks)의 형성에 저항하도록 할 수 있다는 것을 발견하였다. 본 출원인은 또한 황은 액체상태의 강철에서 표면 활성성분이라는 것을 관찰하였다. 이러한 관찰로부터 본 출원인은 저탄소강의 주조 스트립에서 마이크로크래킹은 황, 산소, 및 자유-산소에 대한 망간의 비율을, 또한 용융 금속에서 실리콘에 대한 망간의 비율을 더 낮은 정도로 조절함으로써 제어될 수 있음을 발견하였다.
본 발명은,
a) 하나의 닙을 그 사이에 구비하고, 상기 닙의 양 단부들 근방에는 폐쇄부가 경계를 이루도록 구성된 한 쌍의 내부적으로 냉각되는 캐스팅 롤들을 조립하는 단계;
b) 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량, 5.0% 미만의 크롬, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소(free-oxygen), 그리고 적어도 250:1의 평균 망간:황 비율을 갖는 용융 저탄소강을 상기 캐스팅 롤들의 쌍 사이에 주입하여 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 지지되는 하나의 캐스팅 풀을 형성하는 단계;
c) 캐스팅 롤들을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 응고된 금속 쉘들을 형성하는 단계; 및
d) 상기 응고된 쉘들로부터 상기 캐스팅 롤들 사이의 상기 닙을 통해 아래쪽으로 박판 강철 스트립을 형성하는 단계를 포함하는,
연속 주조법 공정에 의해 생산되는 박판 주조 강철 스트립을 개시한다.
상기 주조 스트립을 생산하기 위해 주입된 용융 저탄소강에서 평균 망간:실리콘 비율은 3.5:1을 초과할 수 있다.
연속 주조법에 의해 생산된 상기 박판 강철 스트립은 중량대비 0.025% 내지 0.065%의 탄소 함량을, 또는 대안적으로 0.035% 미만의 탄소 함량을 가질 수도 있다.
상기 박판 주조 스트립은 중량대비 1.5% 미만의 또는 0.5% 미만의 크롬 함량을 및/또는 중량대비 0.005% 미만의 티타늄 함량을 가질 수 있다.
상기 박판 강철 스트립의 두께는 5㎜ 미만 또는 2.5㎜ 미만일 수 있다.
상기 캐스팅 풀에 있는 용융 금속은 적어도 100ppm의 총 산소 함량과 30 내지 50ppm의 자유산소 함량을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 연속 주조법에 의해 생산되는 박판 강철 스트립은 약 52ppm 미만의 질소 함량을 갖는 캐스팅 풀에서의 용융 금속으로부터 제조될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 수소와 질소의 부분압력의 합은 1.15 기압 미만이다.
대안적으로, 하기를 포함하는 박판 강철 스트립 주조 방법이 개시되는데, 상기 방법은:
a) 하나의 닙을 그 사이에 구비하고, 상기 닙의 양 단부들 근방에는 폐쇄부가 경계를 이루도록 구성된 한 쌍의 내부적으로 냉각되는 캐스팅 롤들을 조립하는 단계;
b) 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량, 5.0% 미만의 크롬, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소, 그리고 적어도 250:1의 평균 망간:황 비율을 갖는 용융 탄소강을 상기 캐스팅 롤들의 쌍 사이에 주입하여 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 지지되는 하나의 캐스팅 풀을 형성하는 단계;
c) 캐스팅 롤들을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 응고된 금속 쉘들을 형성하는 단계; 및
d) 상기 응고된 쉘들로부터 상기 캐스팅 롤들 사이의 상기 닙을 통해 아래쪽으로 박판 강철 스트립을 형성하는 단계를 포함한다.
주조 스트립을 생산하기 위해 본 공정에서 주입된 용융 저탄소강에서 상기 평균 망간:실리콘 비율은 3.5:1을 초과할 수 있다.
상기 주조 강철 스트립 제조방법에 의해 생산된 박판 강철 스트립은 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량을 가질 수 있다.
상기 방법에 의해 생산된 박판 주조 스트립은 중량대비 1.5% 미만의 또는 0.5% 미만의 크롬 함량 및/또는 중량대비 0.005% 미만의 티타늄 함량을 가질 수 있다.
상기 박판 강철 스트립의 두께는 5㎜ 미만 또는 2.5㎜ 미만일 것이다.
본 출원인은 또한 상기 새롭게 형성된 쉘들의 '강도'와 응고에 영향을 미치는 부가적인 변수들은 턴디쉬(tundish)에서의 용융 금속의 온도와 캐스팅 속도라는 것을 발견하였다. 턴디쉬에서의 용융 금속의 저하된 온도와 속도는 더 큰 두께로의 쉘 성장을 위한 시간과 더 높은 강도를 가능하게 함으로써 주조 스트립의 표면 근처에서의 마이크로크래킹을 감소시킨다. 본 출원인은 연속 주조법에 의해 생산되는 박판 강철 스트립이 1612℃(2933.7℉) 아래의 용융 금속을 위한 턴디쉬 온도에서, 그리고 76.88 미터/분 미만의 주조 속도(캐스트 속도)로 주조될 수 있음을 발견하였다. 이러한 부가적인 변수들은 박판 주조 스트립이 생산되는 방법뿐만 아니라 생산되는 박판 주조 스트립에 대해서도 적절한 것이다.
도 1은 예시적인 스트립 캐스터(주조기)의 개략적인 측면도이다;
도 2는 도 1의 캐스터의 일부를 확대한 단면도이다;
도 3은 도 1 및 도 2의 캐스터의 일부를 확대한 단면도이다;
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 망간:황의 비율이 250:1을 초과하는 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 5는 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 망간:황의 비율이 250:1을 초과하는 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 6은 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 망간:실리콘의 비율이 3.5을 초과하는 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 7은 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 망간:실리콘의 비율이 3.5:1을 초과하는 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 8은 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 탄소 함량이 중량대비 0.035% 미만인 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 9는 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 탄소 함량이 중량대비 0.035% 미만인 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 10은 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 강철 조성물에서의 캐스팅 전의 용융 금속에서 52ppm 미만의 질소 레벨을 갖는 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 11은 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 제2의 강철 조성물에서의 캐스팅 전의 용융 금속에서 52ppm 미만의 질소 레벨을 갖는 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 12는 71.8 미터/초(sec) 미만의 주조 속도에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 강철 조성물에 있어서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 13은 71.8 미터/초 아래의 주조 속도에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 14는 1612℃(2933.7℉) 미만의 턴디쉬 온도에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 15는 1612℃(2933.7℉) 미만의 턴디쉬 온도에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 16은 5개의 다른 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 17은 위와 같은 5개의 상이한 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 18은 250:1을 초과하는 망간:황 비율을 갖는 5개의 다른 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 19는 250:1을 초과하는 망간:황 비율을 갖는 5개의 상이한 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 20은 3.5:1을 넘는 망간:실리콘 비율을 갖는 5개의 다른 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 21은 3.5:1을 넘는 망간:시리콘 비율을 갖는 5개의 상이한 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 제2의 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 22는 중량대비 0.035% 미만의 탄소 함량을 갖는 5개의 다른 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 강철 조성물에서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 23은 중량대비 0.035% 미만의 탄소 함량을 갖는 5개의 상이한 캐스팅 속도들에서 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 캐스터에 의해 주조 스트립으로 제조된 제2의 강철 조성물에 있어서의 마이크로크래킹의 감소를 나타낸다;
도 24 및 도 25는 표 1에서 가열처리(Heat) 번호 제175406 및 17408로 보고된 Mn/S 및 Mn/Si의 비율에 따라서 마이크로크래킹이 턴-오프 및 턴-온 될 수 있음을 나타낸다.
마이크로크래킹(일반적으로 "크래킹"이라 지칭됨)은 박판 주조 스트립의 표면 일부에 나타나는 결함이다. 크래킹은 스트립의 표면 근처에서 갈라진 틈(void), 표면 공동 또는 함몰, 또는 함유(물)의 형성으로부터 초래할 수 있다. 크래킹은 형성 및 냉각 공정 중에 발생할 수도 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 박판 주조 스트립 및 그것을 제조하는 방법이 도시된 연속 스트립 캐스터에서 제조되고 사용된다. 도 1 내지 도 3은 핀치 롤들(14A)을 포함하는 핀치 롤 스탠드(14) 쪽으로 가이드 테이블(13)을 가로질러 이송통로(10)를 통과하는 주조 강철 스트립(12)을 제조하는 트윈 롤 캐스터를 전반적으로 도면기호 11로서 도시하고 있다. 상기한 핀치 롤 스탠드(14)를 벗어난 직후에 상기 스트립은 한 쌍의 압연 롤들(16A) 및 백킹 롤들(16B)을 포함하는 고온 압연기(16)를 통과한다. 압연된 스트립은 물 분사기(18) 또는 다른 적절한 수단을 통해 공급된 물과 접촉함으로써 대류에 의해 그리고 복사에 의해 냉각작용이 이루어지는 런아웃 테이블(17)로 이송된다. 어떤 경우든 상기 압연된 스트립은 그 다음에 한 쌍의 핀치 롤들(20A)을 포함하는 핀치 롤 스탠드(20)를 통과하여 권취기(코일러)(19)로 이송된다. 상기 스트립에 대한 최종적인 냉각(필요할 경우)이 권취기에서 이루어진다.
도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 트윈 롤 캐스터(11)는 닙 부위가 그 사이에 나란하게 배치된 주조 롤 표면들(22A)을 갖는 한 쌍의 냉각된 주조 롤들(22)을 지지하는 주장치 프레임(21)을 구비한다. 순수한 탄소강의 용융 금속은 주조공정 중에 레이들(28)로부터 턴디쉬(23)로, 그리고 내화성 덮개(24)를 통해 분배기(25)로 공급되며, 그로부터 금속 공급 노즐(26)을 통해 주조 롤들(22) 사이의 닙(27) 부분으로 전반적으로 공급된다. 닙(27)으로 공급된 상기한 용융 금속은 상기 닙 상부의 주조 롤 표면들(22A) 위에 지지되는 하나의 풀(30)을 형성하며 이 풀은 한 쌍의 측면 폐쇄부들, 댐들 또는 플레이트들(미도시)에 의해 상기 롤들의 단부가 제한되는데, 이들은 측면 플레이트 홀더들에 연결된 유압식 실린더 장치들(또는 다른 적절한 수단)을 포함하는 한 쌍의 쓰러스터들(thrusters)(미도시)에 의해 상기 롤들의 단부에 근접하게 배치될 수 있다. 상기 풀(30)의 상부 표면(보통 "메니스커스(meniscus)" 레벨이라 칭함)은 공급 노즐의 하단부가 상기 풀에 침잠하도록 공급 노즐의 하단부 위로 상승할 수 있다.
주조 롤들(22)은 내부적으로 수냉식으로 냉각되는데, 이로써 쉘(shell)들이 상기 롤들의 이동하는 주조 표면들을 응고시키게 된다. 상기 쉘들은 그 다음에 주조 롤들 사이의 닙(27)에서 때로는 쉘들 사이의 용융 금속과 함께 한데 모여서 그 닙으로부터 하방으로 공급되는 응고된 스트립(12)을 만든다.
프레임(21)은 조립 스테이션과 캐스팅 스테이션 간에 수평으로 이동 가능한 주조 롤 캐리지(carriage)를 지지한다.
주조 롤들(22)은 전기식, 유압식 또는 공기식 모터 및 변속장치에 의해 구동되는 드라이브 샤프트(미도시)들을 통해 시계반대 방향으로 회전된다. 상기 롤들(22)은 냉각수가 공급되는 종방향으로 연장되고 원주방향으로 이격되어 있는 일련의 수냉식 냉각통로로 형성된 구리로 된 주위 벽들을 갖는다. 상기 롤들은 대략 2000㎜ 폭의 스트립 제품을 제조하기 위해서는 길이가 약 2000㎜에 이르고 직경이 약 500㎜에 상당함이 통상적이다.
턴디쉬(23)는 통상적인 구성으로 이루어진다. 이것은, 예를 들면, 산화마그네슘(MgO)과 같은 내화성 물질로 이루어진 넓은 접시로서 형성된다. 상기 턴디쉬의 일단은 레이들로부터 용융 금속을 받아들인다.
공급 노즐(26)은, 예를 들면, 알루미나 그래파이트와 같은 내화성 물질로 이루어진 기다란 몸체로 형성된다. 그의 하단부는 주조 롤들(22) 사이의 닙 위에서 안쪽으로 및 아래쪽으로 수렴하도록 그 끝이 점점 가늘어지게(tapered) 되어 있다.
상기 노즐(26)은 일련의 수평으로 이격된 대체로 수직으로 연장되는 유동통로를 갖는데, 상기 롤들의 전폭에 걸쳐 용융 금속을 적절한 저속으로 방출함으로써 롤들 사이의 용융 금속을 초기 응고가 일어나는 롤 표면들로 공급하는 기능을 한다. 대안적으로, 상기 노즐은 롤들 사이의 닙으로 직접 저속의 용융 금속 커튼을 제공하기 위해 단일한 연속 슬롯 배출구를 가지며 및/또는 상기 노즐은 용융 금속 풀에 침잠될 수도 있다.
상기한 풀은 롤 캐리지가 캐스팅 스테이션에 있을 때 롤들의 스텝이 형성된 단부에 대해 근접하게 유지되는 한 쌍의 측면 폐쇄 플레이트들에 의해 롤들의 단부에서 그 경계가 형성된다. 측면 폐쇄 플레이트들은 예시적으로 강력한 내화성 물질, 예를 들면, 보론 나이트라이드(boron nitride)로 이루어지며, 롤들의 스텝 단부들의 만곡에 정합하는 물결모양(scalloped)의 측면 모서리들을 갖는다. 상기 측면 플레이트들은 그들이 캐스팅 공정 중에 주조 롤들의 스텝 단부들과 꼭 맞물리도록 하는 한 쌍의 유압식 실린더 장치들(또는 다른 적합한 수단)의 작동에 의해 캐스팅 스테이션에서 이동 가능한 플레이트 홀더들에 장착될 수도 있다.
상기한 트윈 롤 캐스터는 예를 들면, 미국특허 제5,184,668호, 제5,277,243호, 제5,488,988호, 및/또는 제5,934,359호, 미국특허출원 제10/436,336호(공개번호 제2004/0144519호), 및 국제특허출원 PCT/AU93/00593호(공개번호 WO94/12300호) 등에 상세히 예시되고 기술되어 있는 종류의 것으로서, 이들의 개시내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다. 적절한 구성상의 세부사항들에 대해서는 상기 특허(출원)들을 참조하여도 무방하지만 이들이 반드시 본 발명의 일부를 구성하는 것은 아니다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 2개 등급의 강철의 주조 박판 스트립의 표면에서의 마이크로크래킹 평균비율("평균합 CR")의 결과가 망간:황 비율에 대한 반응을 나타내고 있다. 상기 강철 조성물은 0.035% 탄소, 0.68% 망간, 0.20% 실리콘 및 0.015% 크롬을 갖는 표시 등급(grade designation) 1005-S4의 것이고, 그리고 0.035% 탄소, 0.85% 망간, 0.25% 실리콘 및 0.015% 크롬을 갖는 표시 등급 1005-S2이다. 상기 강철 조성물의 총 산소 함량은 >100ppm이었고 자유산소 함량은 43ppm이었으며, 질소 함량은 편의상 턴디쉬(23)에서 측정하여 43ppm이었다. 그리고 수소 및 질소의 부분압은 <1.15 기압이었다. 상기 제조된 강철 스트립은 도 1 내지 도 3에 도시한 것과 유사한 트윈 롤 캐스터에 의해 생산되었다.
크랙 평가 시에 상기 스트립의 상부 및 하부 표면은 7개의 구역으로(2 측면에 대해서는 14개 구역으로) 각각 분할되며 각 구역에 대해 크랙 레이팅(crack rating)이 이루어진다. 각 구역에 대한 크랙 레이팅은 "0"(실질적으로 크랙이 없는 스트립에 해당함)에서부터 "5"까지 범위가 주어지며, 여기서 "1"은 상기 스트립에 있어 5 마이크로크랙 미만이고, "2"는 5내지 24 사이의 마이크로크랙이고, "3"은 24 내지 42 마이크로크랙이고, "4"는 42 내지 60 마이크로크랙이고, "5"은 60을 초과하는 마이크로크랙이다. 전반적인 크랙 레이팅 "CR"은 스트립의 모든 14개 구역들의 크랙 레이팅의 합이다. 도 4 및 도 5에서 좌측 컬럼들에 도시한 바와 같이, 250:1 미만의 망간:황 비율을 갖는 박판 스트립의 표면에 있는 마이크로크랙들의 평균 합은 각각 등급 1005-S4에서는 19.53이었고, 등급 1005-S2에 대해서는 20.78이었다. 대조적으로, 도 4 및 도 5에 있는 우측 컬럼들에 도시한 것과 같이, 250:1를 초과하는 망간:황 비율을 갖는 주조 스트립에서의 마이크로크랙들의 평균 합은 도 4 및 도 5의 두 등급의 강철에서 각각 10.15 및 11.39이었다.
이러한 분석법에 의해 상기한 박판 주조 스트립 및 그 제조방법에서 마이크로크래킹이 250:1을 초과하는 망간/실리콘 비율을 갖는 다른 강철 조성물에서 크게 감소되었음을 입증하였다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 망간:실리콘 비율이 3.5를 초과하거나 그 미만인 경우에 표시등급 1005-S4 및 1005-S2의 동일한 강철 조성물에 대한 유사한 분석이 이루어졌다. 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 망간:실리콘 비가 3.5 미만인 박판 주조 스트립의 표면들 상의 마이크로크래킹의 평균 합은 2개의 강철 등급에서 20.37 및 18.51이었으며, 이는 망간:실리콘 비율이 3.5:1을 넘는 2개의 다른 강철 등급에서의 13.57 및 14.31의 마이크로크래킹 평균 합에 비교된다. 여기서, 박판 주조 스트립 및 그 제조방법상의 이점이 상이한 강철 조성물들에서 3.5:1을 넘는 망간:실리콘 비율로써 다시 입증된다.
본 발명의 주조 스트립 및 그 제조방법상의 이점은 아래의 표 1에 기재된 "히트(heat)"(일반적으로 노에서의 1회의 열처리 시기를 나타냄)들 175404, 175406 및 175408에서 중량 퍼센트로 예시되어 있다. 히트 175404 및 175406은 표면 마이크로크랙을 갖는 강철을 생산하였고 히트 175408은 표면 마이크로크랙이 없는 강철을 생산하였다.
히트 C Cu Cr Ti Mn Si S N Mn/S Mn/Si
175404 0.0307 0.0771 0.0425 0.0012 0.892 0.2164 0.005 0.0056 178 4.12
175406 0.0312 0.0534 0.0296 0.0015 0.7786 0.2634 0.0041 0.0054 189 2.95
175408 0.0303 0.0555 0.0231 0.0016 0.9198 0.2265 0.0029 0.0043 316 4.06
상기 표 1에 기재한 값들은, 여기에서 달리 기재하지 않는 한, 본 출원에 주어진 성분 함량의 다른 값들과 마찬가지로 중량 퍼센트 값들이다.
상기 표 1에서 기재한 바와 같이, 망간:황 비율이 316이고, 망간:실리콘 비율이 4.06인 경우, 히트 175408에서 박판 스트립의 표면의 마이크로크랙킹에서 상당히 개선된 결과를 얻었다. 망간, 황 및 실리콘은 전술한 산소 레벨과 같이 공지된 기술에 의해 턴디쉬(23)에서 측정되었다.
히트들 175404, 175406 및 175408로부터 본 출원인은 Mn/S 및 Mn/Si 비율들을 변경시킴으로써 캠페인(용광로에서 점화에서 불을 끌 때까지의 시간)들 사이에 마이크로크랙들을 온 및 오프 하는 것이 가능함을 발견하였다. Mn/S의 비율이 250:1 미만이고, Mn/Si 비율이 3.5:1 미만이었을 때, 주조 스트립의 저부 및 상부 표면들 모두는 도 24에 도시된 것과 같은 스트립의 전폭을 가로지르는 마이크로크랙들을 보였다. 본 분석에서 상기 샘플은 마이크로크랙들을 식별하는 데에 도움이 되도록 6%로 신장하였다. TD 및 BD는 상기 스트립의 상부 및 저부의 중앙이고, DS는 스트립의 드라이브 측 모서리의 상부 및 저부이고, 그리고 OS는 스트립의 오퍼레이터 측 모서리의 상부 및 저부이다. 도 24에 도시된 스트립의 중앙 및 모서리 부분들 사이의 스트립의 상부 및 저부 표면들 모두에 대하여 3개의 부분이 또한 독립적으로 분석하였다. Mn/S의 비율이 250:1을 넘고 Mn/Si 비율이 3.5:1을 넘었을 때 상기 주조 스트립의 저부 및 상부 표면들 모두는 도 25에 도시된 것과 같은 마이크로크랙들이 없었다. 상기 샘플은 마이크로크랙들을 식별하는 데에 도움이 되도록 본 분석에서 4% 신장하였다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 강철 조성물의 동일한 2개의 강철 등급들을 박판 스트립의 표면의 마이크로크랙킹("평균 합 CR")에 대한 관계에서 다른 탄소 함량에 대하여 연구하였다. 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 마이크로트랙들의 평균 합은 중량대비 0.035% 미만의 탄소 함량을 갖는 각각 13.9 및 13.29의 마이크로크래킹 비율의 평균 합을 갖는 강철 등급 모두에서 현저히 개선되었으며, 이것은 각각의 강철 등급에서 탄소가 0.035%를 초과할 때 21.7 및 19.00의 마이크로크래킹 비의 평균 합에 비교된다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 박판 캐스트 스트립의 마이크로크랙킹(평균 합 CR)에서 질소의 상이한 레벨에 대하여 동일한 2개의 강철 등급의 강철 조성물을 연구하였다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 마이크로크랙들은 질소가 중량대비 0.0052%(52ppm) 미만이고 각각 13.89 및 14.45의 마이크로크래킹 비율의 평균 합을 가질 때 두 강철 등급에 있어 현저히 개선되었으며, 이것은 2개의 강철 등급에서 질소가 중량대비 0.0052%(52ppm)를 초과할 때의 19.11 및 16.59의 마이크로크래킹 비에 비교된다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 박판 캐스트 스트립 표면의 마이크로크랙킹에서 캐스팅 속도의 변화의 효과를 동일한 2개의 강철 등급에서 조사하였다. 도 12 및 도 13에 의해 도시된 바와 같이, 상기 마이크로크랙들은 캐스팅 속도가 71.7 미터/분 미만이었을 때 각각 13.99 및 13.32의 마이크로크래킹 비율의 평균 합을 나타내면서 현저히 개선되었는데, 이는 캐스팅 속도가 71.7 미터/분를 초과할 때의 각각 18.29 및 18.93의 마이크로크래킹 비율의 평균 합에 비교된다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 박판 캐스트 스트립 표면의 마이크로크랙킹에서 턴디쉬(23)에서의 용융 금속의 온도의 변화의 효과를 동일한 2개의 등급의 강철에서 조사하였다. 도 14 및 도 15에 의해 도시된 바와 같이, 상기 마이크로크랙들은 강철 조성물 모두에서 1612℃(2933.7℉) 미만의 용융 금속 턴디쉬 온도에서 주조될 때 각각 15.887 및 14.12의 마이크로크래킹 비율의 평균 합을 나타내면서 현저히 개선되었는데, 이는 용융 금속의 턴디쉬 온도가 1612℃(2933.7℉)를 초과할 때의 각각 16.88 및 16.97의 마이크로크래킹 비율의 평균 합과 비교된다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 출원인은 동일한 조성물의 박판 주조 스트립의 표면에서 마이크로크래킹의 정도에 대한 캐스팅 속도의 효과에 대한 더 상세한 데이터를 분석하였다. 본 분석에서, 스트립에 대한 마이크로크래킹 비율의 평균 합은 67.8 미터/분 미만의 속도, 67.8 내지 70.92 미터/분, 70.92 내지 73.44 미터/분, 73.44 내지 76.68 미터/분, 및 76.68 미터/분 이상의 속도범주로 나뉘었다. 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 캐스팅 속도가 양 등급의 강철 조성물에서 76.68 미터/분 미만으로 유지될 때 해당 마이크로크래킹 비율의 평균 합이 개선되었으며, 반면에 캐스팅 속도가 76.68 미터/분을 넘을 때에는 마이크로크래킹 비율의 평균 합에서는 24.9 및 26.9로 현저하게 마이크로크래킹이 개선되었다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 주조 스트립 표면의 마이크로크랙킹에 대한 효과를 250:1 초과 및 미만의 망간/황 비율을 갖는 동일한 범위의 캐스팅 속도의 상호관계에 대해 조사하였다. 도 18 및 도 19에 의해 도시된 바와 같이, 양 등급의 강철 조성물들에 있어 모든 캐스팅 속도들에서, 특히 캐스팅 속도가 76.68 미터/분 미만이었을 때, 250:1을 넘는 망간:황 비율을 갖는 마이크로크래킹 비율의 평균 합에서 현저한 개선이 있었다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 같은 상이한 캐스팅 속도들을 갖는 주조 스트립 표면들에서 마이크로크랙킹 비율들에 대한 3.5:1 초과 및 미만의 망간/실리콘 비율의 상호관계에 대해 조사하였다. 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 망간/실리콘 비율이 3.5를 넘었을 때, 특히 76.68 미터/분 미만의 캐스팅 속도로 3.5:1을 넘을 때, 모든 캐스팅 속도들에서 마이크로크래킹 비율의 평균 합에서 현저한 개선이 있었다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 상기 박판 주조 스트립의 마이크로크래킹 비율에 대한 효과에 대하여 2개의 다른 강철 조성물 표시등급에 대한 탄소 레벨과 캐스팅 속도의 상호관계를 조사하였다. 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 탄소 레벨이 양 등급의 강철 조성물들에서 모든 캐스팅 속도들에서 0.035% 미만이었을 때, 특히, 캐스팅 속도가 76.68 미터/분 미만이었을 때 현저한 개선이 있었다.
또한, 본 출원인은 조사한 변수들 간의 상호관계, 특히 망간/황 비율, 망간/실리콘 비율, 캐스팅 속도, 탄소 함량, 질소 함량, 및 턴디쉬 온도에 대한 통계적인 시험을 수행하였다. 이는 아래의 표 2(TABLE Ⅱ)에 보고되어 있는데, 상기 표에서 5개의 컬럼들은 통계적 분석의 결과치이다. 특히, 컬럼 1은 조사된 변수들이며, 컬럼 2(type 3 sum of square)는 컬럼 1에서의 변수의 변화의 오차의 양을 설명하는 수이며, 컬럼 3(df)는 자유도이고, 컬럼 4(제곱평균)는 상기 자유도(컬럼 3)에 의해 나뉘어진 제곱의 합(컬럼 2)이고, 컬럼 5(sig.)는 그 결과가 의미가 없을 확률이다.
각 항목들 사이의 효과 시험 (종속 변수: Sum_c)
Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Si g .
Corrected Model 195668.130 62 3155.938 22.115 .000
Intercept 698373.579 1 698373.579 4893.905 .000
Nom _ 2_ 턴디쉬 온도 3211.298 1 3211.298 22.503 .000
Nom _2_ 니트로젠 2886.082 1 2886.082 20.224 .000
Nom _2_ 주조 속도 9880.504 1 9880.504 69.238 .000
Nom _2_ Mn _ Si _비율 17924.057 1 17924.057 125.604 .000
Nom _2_탄소 19607.330 1 19607.330 137.400 .000
Nom _2_ Mn _S_비율 51643.646 1 51643.646 361.897 .000
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 		695.302 1 695.302 4.872 .027
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 		1205.539 1 1205.539 8.448 .004
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 		739.559 1 739.559 5.183 .023
Nam _2_ 턴디쉬 온도 * Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 		326.054 1 326.054 2185 .131
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ Mn _ Si _비율 		3.529 1 3.529 .025 .875
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 		9,989 1 9.989 .070 .791
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 		50.546 1 50.546 .354 .552
Nom _2_ 주조 속도
Nom _2_ Mn _ Si _비율 		1307.667 1 1307.667 9.164 .002
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 		1442.565 1 1442.565 10.109 .001
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom 2_ Mn _ Si _비율 		2236.165 1 2236.165 15.670 .000
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도
Nom _2_ Mn _ Si _비율 		1,389 1 1.389 .010 .921
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_탄소 		609.876 1 609.876 4.274 .039
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_탄소 		3714.569 1 3714.569 26.030 .000
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_탄소 		152.133 1 152.133 1,066 .302
Nom _2_ 주조 속도
Nom _2_탄소 		1692.383 1 1692.383 11.660 001
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_탄소 		1095.570 1 1095.570 7.677 .006
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_탄소 		.982 1 .982 .007 .934
m_2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도
Nom _2_탄소 		1.259 1 1.259 .009 .925
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 		19.373 1 19.373 .136 .713
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ Mn _ Si _비율
* Nom _2_탄소 		368.798 1 368.798 2.584 .108
Nom _2_ 니트로젠
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 		1364.117 1 1364.117 9;559 .002
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 		743.037 1 743.037 5.207 .023
Nom _2_ 주조 속도
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 		573.013 1 573.013 4.015 .045
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율
Nom _2_탄소 		815.529 1 815.529 5.715 .017
Nom _2_ 니트로젠
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율
Nom _2_탄소 		264.656 1 264.656 1.855 .173
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율
Nom _2_탄소 		200.957 1 200.957 1.408 .235
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ Mn _S_비율 		146.236 1 146.236 1.025 .311
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		387.696 1 387.696 2.717 .099
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		831.865 1 831.865 5.829 .016
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		27.716 1 27.716 .194 .659
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		423.801 1 423.801 2.970 .085
Nom _2 _ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		417.891 1 417.891 2.928 .087
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		6.805 1 6.805 .048 .827
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		4838.907 1 4838.907 33 909 .000
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ Mn _ Si _비율
* Nom _2_ Mn _S_비율 		1269.925 1 1269.925 8.899 .003
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		484.197 1 484.197 3.393 .066
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율
Nom _2_ Mn _S_비율 		486.009 1 486.009 3,406 .065
Nom _2_ 주조 속도
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		536.336 1 536.336 3.758 .053
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율
Nom _2_ Mn _S_비율 		14.180 1 14.180 .099 .753
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율
Nom _2_ Mn _S_비율 		1602.869 1 1602.869 11.232 .001
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율_
Nom _2_ Mn _S_비율 		20.909 1 20.909 .147 .702
Nom _2_탄소
Nom _2_ Mn _S_비율 		572.876 1 572.876 4.014 .045
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		686.005 1 686.005 4,807 .028
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		242.113 1 242.113 1.697 .193
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		194178 1 194.178 1.361 .243
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		198.290 1 198.290 1.390 .239
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		2.489 1 2.489 .017 .895
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		252.648 1 252.648 1.770 .183
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		640.454 1 640.454 4,488 .034
Nom _2_ Mn _ Si _비율
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		174.833 1 174.833 1.225 .268
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ Mn _ Si _비율
* Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		1.303 1 1.303 .009 .924
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		167.640 1 167.640 1.175 .279
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		138.327 1 138.327 .969 .325
Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		296.352 1 296.352 2.077 .150
Nom _2_ 턴디쉬 온도
* Nom _2_ 주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 * i
Nom _2_탄소 *
Nom _2_ Mn _S_비율 		422.782 1 422.782 2.963 .085
Nom _2_ 니트로젠 *
Nom _2_주조 속도 *
Nom _2_ Mn _ Si _비율 *
Nom _2_탄소 *
Nom _ 2_ Mn _S_비율 		33.001 1 33.001 .231 .631
오차( Error ) 501171.975 3512 142.703
합계( Total ) 626271.000 3575
Corrected Total 696840.105 3574
표 2에서 도시된 바와 같이, 전술한 변수들의 각각, 즉 망간/황 비율, 망간/실리콘 비율, 캐스팅 속도, 탄소 함량, 질소 함량, 및 턴디쉬 온도에 대한 통계적 상관도가 발견되었다.
상기 연속 주조 박판 스트립은 저탄소 강이어도 좋고, 이것은 2.5% 또는 그 미만의 실리콘, 0.5% 또는 그 미만의 크롬, 중량대비 0.005% 미만의 티타늄, 2.0% 또는 그 미만의 망간, 0.5% 또는 그 미만의 니켈, 0.25% 또는 그 미만의 몰리브덴, 및 1.0% 또는 그 미만의 알미늄과, 그에 추가하여 0.003% 내지 0.008%의 황과 그리고 전기 아크 노(arc furnace)에 의해 탄소강을 제조함에 있어 보통 발생하는 레벨의 인 및 기타 불순물들을 포함할 수 있다. 저탄소강은, 예를 들면, 중량대비 0.01% 내지 2.0% 범위의 망간 함량과 중량대비 0.01% 내지 2.5% 범위의 실리콘 함량을 갖도록 변화할 수 있다. 어떤 경우든, 상기 강철은 중량대비 0.1% 또는 그 미만 정도의 알루미늄을 가질 수 있으며, 0.06% 또는 그 미만일 수도 있다. 이에 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 강철은 0.02% 또는 그 미만의 바나듐 함량을 그리고 0.01% 또는 그 미만의 니오븀 함량을 가질 수 있다.
본 발명은 여러 가지의 실시예들을 참조하여 지금까지 기술되고 예시되었지만, 그러한 기술은 한정이 아니라 단지 예시적인 방법으로 이루어진다는 점을 이해하여야 할 것이다. 따라서 본 발명의 범위와 내용은 단지 첨부한 청구범위의 용어들에 의해서만 정의될 것이다.

Claims (32)

  1. 박판 주조 강철 스트립에 있어서,
    a) 하나의 닙(nip)을 그 사이에 구비하고, 상기 닙의 양 단부들 근방에는 폐쇄부가 경계를 이루도록 구성된 한 쌍의 내부적으로 냉각되는 캐스팅(casting) 롤들을 조립하는 단계;
    b) 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량, 중량대비 5.0% 미만의 크롬, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소, 그리고 적어도 250:1의 평균 망간 대 황 비율을 갖는 용융 탄소강을 상기 캐스팅 롤들의 쌍 사이에 주입하여 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 지지되는 하나의 캐스팅 풀을 형성하는 단계;
    c) 캐스팅 롤들을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 응고된 금속 쉘들(shells)을 형성하는 단계; 및
    d) 상기 응고된 쉘들로부터 상기 캐스팅 롤들 사이의 상기 닙을 통해 아래쪽으로 박판 철 스트립을 형성하는 단계를 포함하는 공정들에 의해 연속 주조법에 의해 생산되는 박판 주조 강철 스트립.
  2. 제1항에 있어서, 중량대비 0.025% 내지 0.065%의 탄소 함량을 가지며, 이러한 탄소 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  3. 제1항에 있어서, 중량대비 0.035% 미만의 탄소 함량을 가지며, 이러한 탄소 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  4. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 0.005% 미만의 티타늄 함량을 가지며, 이러한 티타늄 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  5. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 풀에서 적어도 100ppm의 총 산소 함량과 30 내지 50ppm의 자유산소 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  6. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 풀에서 52ppm 미만의 질소 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  7. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 76.68 미터(meter)/분(min) 미만의 캐스팅 속도에서 상기 강철 스트립을 주조하여 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  8. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 1612℃(2933.7℉) 미만의 용융 강철의 턴디쉬(tundish) 온도를 유지하여 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  9. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 1.5% 미만의 크롬 함량을 가지며, 이러한 크롬 함량을 가지는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  10. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 0.5% 미만의 크롬 함량을 가지며, 이러한 크롬 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  11. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 0.1% 미만의 알루미늄, 중량대비 0.005% 미만의 티타늄, 중량대비 0.01% 미만의 니오븀 및 중량대비 0.02% 미만의 바나듐을 갖는 박판 주조 강철 스트립.
  12. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 풀에서 수소 및 질소의 부분압력의 합을 1.15 기압 미만으로 유지하여 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  13. 박판 주조 강철 스트립에 있어서,
    a) 하나의 닙을 그 사이에 구비하고, 상기 닙의 양 단부들 근방에는 폐쇄부가 경계를 이루도록 구성된 한 쌍의 내부적으로 냉각되는 캐스팅 롤들을 조립하는 단계;
    b) 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량, 중량대비 5.0% 미만의 크롬, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소, 적어도 250:1의 평균 망간:황 비율, 그리고 상기 스트립에서 3.5:1을 넘는 평균 망간:실리콘 비율을 갖는 용융 탄소강을 상기 캐스팅 롤들의 쌍 사이에 주입하여 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 지지되는 하나의 캐스팅 풀을 형성하는 단계;
    c) 캐스팅 롤들을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 응고된 금속 쉘들을 형성하는 단계; 및
    d) 상기 응고된 쉘들로부터 상기 캐스팅 롤들 사이의 상기 닙을 통해 아래쪽으로 박판 강철 스트립을 형성하는 단계를 포함하는,
    공정에 의해 연속 주조법에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  14. 제13항에 있어서, 중량대비 0.025% 내지 0.065%의 탄소 함량을 가지며, 이러한 탄소 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 중량대비 0.035% 미만의 탄소 함량을 가지며, 이러한 탄소 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조된 박판 주조 강철 스트립.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 0.005% 미만의 티타늄 함량을 가지며, 이러한 티타늄 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 풀에서 52ppm 미만의 질소 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 1612℃(2933.7℉) 미만의 턴디쉬 온도를 유지하여 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 풀에서 적어도 100ppm의 총 산소 함량과 30 내지 50ppm의 자유산소 함량을 유지하여 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 1.5% 미만의 크롬 함량을 가지며, 이러한 크롬 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  21. 제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 0.5% 미만의 크롬 함량을 가지며, 이러한 크롬 함량을 갖는 용융 강철에 의해 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  22. 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 중량대비 0.06% 미만의 알루미늄, 중량대비 0.005% 미만의 티타늄, 중량대비 0.01% 미만의 니오븀, 및 중량대비 0.02% 미만의 바나듐을 갖는 박판 주조 강철 스트립.
  23. 제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐스팅 풀에서 수소 및 질소의 부분압력의 합을 1.15 기압 미만으로 유지하여 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  24. 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 76.68 미터/분 미만의 캐스팅 속도에서 상기 강철 스트립을 주조하여 제조되는 박판 주조 강철 스트립.
  25. 박판 강철 스트립을 주조하는 방법에 있어서,
    a) 하나의 닙을 그 사이에 구비하고, 상기 닙의 양 단부들 근방에는 폐쇄부가 경계를 이루도록 된 한 쌍의 내부적으로 냉각되는 캐스팅 롤들을 조립하는 단계;
    b) 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량, 중량대비 5.0% 미만의 크롬, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소, 그리고 적어도 250:1의 평균 망간:황 비율을 갖는 용융 탄소강을 상기 캐스팅 롤들의 쌍 사이에 주입하여 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 유지되는 하나의 캐스팅 풀을 형성하는 단계;
    c) 캐스팅 롤들을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 응고된 금속 쉘들을 형성하는 단계; 및
    d) 상기 응고된 쉘들로부터 상기 캐스팅 롤들 사이의 상기 닙을 통해 아래쪽으로 박판 철 스트립을 형성하는 단계를 포함하는 박판 강철 스트립 주조 방법.
  26. 박판 강철 스트립을 주조하는 방법에 있어서,
    a) 하나의 닙을 그 사이에 구비하고, 상기 닙의 양 단부들 근방에는 폐쇄부가 경계를 이루도록 구성된 한 쌍의 내부적으로 냉각되는 캐스팅 롤들을 조립하는 단계;
    b) 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량, 중량대비 5.0% 미만의 크롬, 중량대비 0.005% 미만의 티타늄, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소, 적어도 250:1의 평균 망간:황 비율, 상기 제조된 스트립에서 3.5를 넘는 평균 망간:실리콘 비율을 갖는 용융 탄소강을 상기 캐스팅 롤들의 쌍 사이에 주입하여 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 지지되는 하나의 캐스팅 풀을 형성하는 단계;
    c) 캐스팅 롤들을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 캐스팅 롤들의 캐스팅 표면들 상에 응고된 금속 쉘들을 형성하는 단계; 및
    d) 상기 응고된 쉘들로부터 상기 캐스팅 롤들 사이의 상기 닙을 통해 아래쪽으로 박판 강철 스트립을 형성하는 단계를 포함하는 박판 강철 스트립 주조 방법.
  27. 중량대비 0.010% 내지 0.065%의 탄소 함량, 5.0% 미만의 크롬, 적어도 70ppm의 총 산소 및 20 내지 70 ppm의 자유산소, 그리고 250을 넘는 평균 망간:황 비율을 갖는 용융 강철으로부터 강철 스트립을 주조하는 것을 포함하는 공정들에 의해 제조되는 박판 강철 스트립.
  28. 제27항에 있어서, 상기 강철 스트립은 두께가 5㎜ 미만인 것인 박판 강철 스트립.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 강철 스트립은 두께가 2.5㎜ 미만인 것인 박판 강철 스트립.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조된 스트립에서 망간 대 실리콘 평균 비율이 3.5:1을 넘는 것인 박판 강철 스트립.
  31. 제30항에 있어서, 상기 강철 스트립은 두께가 5㎜ 미만인 것인 박판 강철 스트립.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 강철 스트립은 두께가 2.5㎜ 미만인 것인 박판 강철 스트립.
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