KR20130088293A - Continuous casting method for hot-rolled coil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연속주조 방법에 관한 것으로, 특히 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 저감시킬 수 있는 열연코일용 연속주조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a continuous casting method, and more particularly, to a continuous casting method for hot-rolled coils capable of reducing the degree of occurrence of edge defects such as saw-mark defects in final rolled products.
제강을 위한 로(furnace)에는 고로와 전기로 등이 있다. 고로는 용광로라고도 하는 데, 철석으로부터 선철(銑鐵)을 만드는데 사용되는 노이다. 전기로는 로체 내부에 철스크랩 및 소성탄 등을 장입한 후 고순도의 산소를 일측에서 취입하여 용융된 용강에 함유된 탄소, 망간, 규소, 인, 황 등을 산화 연소시킨다. 이때, 상기 산화물은 석회에 의해 슬래그화하여 제거되고, 탈인과 탈산이 병행되므로 인과 산소의 함유량이 낮은 강이 제조된다.Furnaces for steelmaking include blast furnaces and electric furnaces. A blast furnace is a furnace that is used to make pig iron from stones. In the electric furnace, steel scrap and coal are charged into the furnace, and oxygen of high purity is blown from one side to oxidize and burn carbon, manganese, silicon, phosphorus and sulfur contained in the molten steel. At this time, the oxide is slagged and removed by lime, and deoxidation and deoxidation are performed in parallel, so that a steel having a low content of phosphorus and oxygen is produced.
전기로는 전극봉에 고전류를 통전시켜 고열의 아크열을 발생시키고, 이를 통해 장입된 철스크랩 등을 용해시키게 된다. 이와 같이 용해된 용강은 정련 공정을 거쳐 연속주조기로 공급된다.The electric arc furnishes a high current to the electrode rod to generate high-temperature arc heat, thereby dissolving the charged scrap. The molten steel thus dissolved is fed to a continuous casting machine through a refining process.
연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.The continuous casting machine is a machine that is produced in the steel making furnace, receives the molten steel transferred to the ladle by the tundish, and supplies it to the mold for the continuous casting machine to produce the cast steel of a certain size.
연속주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 연주주편으로 형성하는 연주용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 연주주편을 이동시키는 다수의 핀치롤 등을 포함한다. 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 연주주편으로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 연주주편은 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조된다. 슬라브와 같은 주편은 압연 공정을 거쳐 최종 제품인 열연코일로 제조된다.The continuous casting machine includes a ladle for storing molten steel, a casting mold for forming a tundish and a molten steel that is guided in the tundish first to form a cast slab having a predetermined shape, and a casting member connected to the mold, A plurality of pinch rolls and the like. The molten steel introduced from the ladle and the tundish is formed into a cast slab having a predetermined width, thickness and shape in the mold and is transported through the pinch roll. The slab transported through the pinch roll is cut by a cutter to have a predetermined shape Slabs, blooms, billets, and the like. The slabs, such as slabs, are rolled and then produced as hot rolled coils.
관련된 선행기술로는 한국특허공개 제2011-414호(공개일: 2011.01.03, 명칭: 박슬라브 열연코일의 표면품질 예측 방법 및 이를 이용한 박슬라브 열연코일의 제조방법)가 있다.
As related prior art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-414 (published on Jan. 1, 2011, entitled "Method of Predicting Surface Quality of Thin Slab Hot-Rolled Coil and Method of Manufacturing Thin Slab Hot-Rolled Coil Using the Same").
본 발명은 전기로와 LF 2차정련, 연주 및 압연 공정을 통해 생산되는 열연코일의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를, 주조인자를 통해 사전에 예측하여 에지결함을 저감시킬 수 있는 열연코일용 연속주조 방법을 제공하기 위한 것이다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to predetermine the degree of occurrence of edge defects such as a saw defect of a hot-rolled coil produced through an electric furnace and LF secondary refining, performance and rolling processes in advance through a casting factor, To provide a continuous casting method for a hot-rolled coil.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 열연코일용 연속주조 방법은, 탄소, 규소, 망간, 인, 황, 보론 및 질소를 필수성분으로 포함하는 저탄소강을 이용하여 연속주조할 때, 하기 수식이 만족하도록 주조속도를 제어할 수 있다.The continuous casting method for hot-rolled coils according to the present invention for realizing the above object is characterized in that when continuous casting is carried out by using low carbon steel containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, boron and nitrogen as essential components, The casting speed can be controlled.
수식Equation
여기서, 는 기준값으로, 0.085 내지 0.089 사이의 값이다.here, Is a reference value and is a value between 0.085 and 0.089.
상기에서 탄소는 0초과 내지 0.04wt% 미만이며, 보론은 15 내지 35ppm일 수 있고, 연속주조는 박슬라브 주조 공정일 수 있다.In the above, the carbon may be more than 0 to less than 0.04 wt%, the boron may be 15 to 35 ppm, and the continuous casting may be a thin slab casting process.
상기 연속주조시에 주조속도는 4.3 내지 5.5m/min의 범위에서 조절될 수 있다.The casting speed during the continuous casting can be adjusted in the range of 4.3 to 5.5 m / min.
열연코일은 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조될 수 있다.
The hot-rolled coils can be manufactured by a CSP (Compact Strip Production) process in which electric furnace steelmaking, ladle furnace (LF) secondary refining, thin slab continuous casting and rolling are continuously performed in batch.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 박슬라브 연주 공정에서 B첨가강 주조시 주조두께, 주조폭에 따른 주조속도의 관리를 통해 열연코일의 에지결함을 줄일 수 있고, 특히 주조인자를 0.085 이상으로 관리시 3등급 이상의 열연코일에 대한 톱날 결함을 현저히 저감시킬 수 있는 이점이 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the edge defects of the hot-rolled coil by controlling the casting speed according to the casting thickness and the casting width in casting the B-added steel in the thin slab casting process, There is an advantage that the saw blade defects for the hot-rolled coils of grade 3 or higher can be remarkably reduced.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일용 연속주조 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 열연코일의 에지결함(톱귀결함)을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 연속주조 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 실시예에 의한 주조인자에 따른 에지결함 발생율을 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.
2 is a view showing a continuous casting apparatus for a hot-rolled coil according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a view showing an edge defect (defect of the sawtooth) of the hot-rolled coil. Fig.
4 is a flowchart illustrating a continuous casting process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing an edge defect occurrence rate according to the casting factor according to the embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.
연속주조(continuous casting)는 용융금속을 바닥이 없는 몰드(Mold)에서 응고시키면서 연속적으로 주편 또는 강괴(steel ingot)를 뽑아내는 주조법이다. 연속주조는 정사각형, 직사각형 또는 원형 등 단순한 단면형의 긴 제품과 주로 압연용 소재인 슬라브, 블룸 또는 빌릿을 제조하는 데 이용된다.Continuous casting is a casting process in which a molten metal is continuously cast into a bottomless mold while continuously drawing a steel ingot or steel ingot. Continuous casting is used to make long products of simple cross-section, such as square, rectangular or round, and mainly slabs, blooms or billets, which are materials for rolling.
연속주조기는 도시된 바와 같이, 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 및 핀치롤(70)을 포함할 수 있다.The continuous casting machine may include the
래들(Ladle, 10)은 정련공정을 통해 강 성분함량이 조성된 용강이 수용되어 있다.The ladle (10) contains molten steel whose content of the steel component is improved through the refining process.
턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 래들(10)은 한 쌍으로 구비되어, 교대로 용강을 받아서 턴디쉬(20)에 공급하게 된다. 턴디쉬(20)에서는 몰드(30)로 흘러드는 용융금속의 공급 속도조절, 각 몰드(30)로 용융금속 분배, 용융금속의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물(介在物)의 분리 등이 이루어진다. The tundish 20 is a container for receiving molten metal from the
몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리제이며, 수강된 용강이 1차 냉각되게 한다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 슬라브를 제조하는 경우에, 몰드(30)는 한 쌍의 장벽과, 장벽들을 연결하는 한 쌍의 단벽을 포함한다. 여기서, 단벽은 장벽보다 작은 넓이를 가지게 된다. 몰드(30)의 벽들, 주로는 단벽들은 서로에 대하여 멀어지거나 가까워지도록 회전되어 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가질 수 있다. The
몰드(30)는 몰드에서 뽑아낸 연주주편이 일정 모양을 유지하고, 아직 응고가 덜 된 용융금속이 유출되지 않게 강한 응고각(凝固殼) 또는 응고쉘(Solidified Shell, 81)이 형성되도록 하는 역할을 한다. 수냉 구조에는 구리관을 이용하는 방식, 구리블록에 수냉홈을 뚫는 방식, 수냉홈이 있는 구리관을 조립하는 방식 등이 있다. The
몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이션(oscillation, 왕복운동)되며, 오실레이션시 몰드(30)와 응고쉘(81)과의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 파우더(Powder)와 같은 윤활제가 이용된다. 파우더는 몰드 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 응고쉘의 윤활뿐만 아니라 몰드 내 용융금속의 산화/질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다. The
2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각한다. 1차 냉각된 용강은 지지롤(60)에 의해 응고각이 변형되지 않도록 유지되면서, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 직접 냉각된다. 연주주편의 응고는 대부분 상기 2차 냉각에 의해 이루어진다. The
인발장치(引拔裝置)는 연주주편이 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(70)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤(70)은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다. The drawing device adopts a multidrive method using a pair of pinch rolls 70 and the like so as to pull out the cast pieces without slipping. The pinch roll 70 pulls the solidified tip of the molten steel in the casting direction, thereby allowing the molten steel passing through the
연속적으로 생산되는 연주주편은 소정의 절단기(미 도시됨)에 의해 일정한 크기로 절단된다.Continuously produced cast pieces are cut to a certain size by a predetermined cutter (not shown).
즉, 용강(M)은 래들(10)에 수용된 상태에서 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화/질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.That is, the molten steel M flows to the tundish 20 in the state accommodated in the
턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스토퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스토퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다. The molten steel M in the tundish 20 flows into the mold by a submerged
몰드 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 연주주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.The molten steel M in the mold starts to solidify from the part in contact with the wall surface of the
핀치롤(70)이 완전히 응고된 연주주편(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 연주주편(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 연주주편(80)이 일 지점(85)에 이르면, 연주주편(80)은 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 연주주편(80)은 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나누어진다.As the pinch roll 70 pulls the
이와 같이 연속주조기를 통해 만들어진 박슬라브는 압연공정을 거쳐 최종 제품인 열연 코일이나 후판 등으로 제조된다. 연주공정을 통해 생산되는 박슬라브의 두께는 40 내지 100mm 정도가 될 수 있고, 압연공정을 거쳐 생산되는 열연코일의 두께는 1 내지 20mm 정도가 될 수 있다.The thin slabs produced through the continuous casting machine are rolled and then produced as hot rolled coils or plates. The thickness of the thin slabs produced through the casting process may be about 40 to 100 mm, and the thickness of the hot-rolled coil produced through the rolling process may be about 1 to 20 mm.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일용 연속주조 장치를 나타낸 도면으로서, 주조 장치(100)는 샘플러(110), 성분분석기(120), 저장부(140), 입력부(130), 중앙처리부(170) 및 표시부(150)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 에지결함은 톱귀 결함(Saw Mark Defect)을 의미한다.2 is a view showing a continuous casting apparatus for a hot-rolled coil according to an embodiment of the present invention. The
샘플러(110)는 정련공정이나 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)의 용강에 침적되어 용강의 일부를 채취한다.The
성분분석기(120)는 샘플러(110)를 통해 채취된 용강의 성분함량을 분석한다. 용강 내 성분함량은 조업시 정련공정에서 이미 정해지는 값이다. 만일, 정련공정에서 용강 내 성분함량을 분석하지 않았을 경우 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에 수용된 용강에서 샘플을 채취하여 분석하면 용강 중 성분함량을 쉽게 알 수 있다. 이와 같이 분석된 성분함량은 열연코일의 에지결함을 예측하기 위한 중앙처리부(170)로 전달될 수 있다.The
입력부(130)는 외부로부터 각종 조업 변수나 설정 기준값들을 입력받도록 구성되어 있다. 여기서, 입력부(130)는 키보드와 같은 입력수단이거나 외부의 PLC(Programmable Logic Controller)와 연결되어 소정의 조업 정보를 제공받는 입력수단일 수도 있다. 조업 정보는 주조강의 성분함량이나 연주주편의 주조폭, 주조두께, 및 주조속도 등과 같은 주조 변수일 수 있다.The
저장부(140)는 연속주조기를 통해 주조 중인 용강의 성분함량과 연주주편의 폭과 두께 및 주조속도가 중앙처리부(170)의 제어에 따라 저장된다. 성분함량은 성분분석기(120)로부터 전달될 수도 있지만, 입력부(130)를 통해 입력될 수도 있다.The
표시부(150)는 주조속도나 에지결함 발생 정도를 중앙처리부(170)의 제어에 따라 문자 또는 그래프로 디스플레이할 수 있다. The
주속제어부(160)는 핀치롤(70)의 회전수를 제어하여 주조속도를 제어하게 된다.The main
중앙처리부(170)는 박슬라브의 연속주조 공정에서 보론 첨가강의 주조시에 저장부(140)에 저장된 성분함량이 C가 0초과 내지 0.04wt% 미만이며, B가 15 내지 35ppm인 보론 첨가된 저탄소강일 경우, 하기 수식 1이 만족하도록 주속제어부(160)를 통해 주조속도를 제어하게 된다. 물론, 중앙처리부(170)는 핀치롤(70)을 통해 현재 주조속도를 확인한 후 주조속도가 하기의 수식 1을 만족하도록 조절될 수 있다.The
수식 1Equation 1
여기서, 는 미리 설정된 기준값으로, 0.085 내지 0.089 사이의 값이 될 수 있다. 기준값()은 에지결함 여부와 주조속도를 고려하여 0.085 내지 0.089 사이에서 설정되는 것이 바람직하다.here, Is a predetermined reference value, and may be a value between 0.085 and 0.089. Reference value ( ) Is preferably set between 0.085 and 0.089 in consideration of the presence of edge defects and the casting speed.
본 발명에서 보론이 첨가된 저탄소강은 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 보론(B) 및 질소(N)를 필수성분으로 포함할 수 있으며, 이때 C는 0초과 내지 0.04wt% 미만이고, B는 15 내지 35ppm이고, Si는 0초과 내지 0.03wt% 미만이고, Mn은 0초과 내지 0.40wt% 미만이고, P는 0초과 내지 0.02wt% 미만이고, S은 0초과 내지 0.01wt% 미만이며, N은 0초과 내지 100ppm을 포함할 수 있다.In the present invention, the low carbon steel to which boron is added contains carbon (C), silicon (Si), manganese (Mn), phosphorus (P), sulfur (S), boron (B) Where C is greater than 0 and less than 0.04 wt%, B is between 15 and 35 ppm, Si is greater than 0 and less than 0.03 wt%, Mn is greater than 0 and less than 0.40 wt%, P is greater than 0 and less than 0.02 wt% wt%, S is more than 0 and less than 0.01 wt%, and N may be more than 0 and 100 ppm.
수식 1에서 주조두께와 주조폭을 곱한 값에서 '1000'을 나눈 이유는 주조 두께 및 폭의 단위는 mm이고, 주조속도의 단위는 m/min이므로, 주조두께 및 폭을 주조속도와 동일하게 m단위로 지수화하기 위함이다. 물론, 반대로 주조속도에 '1000'을 곱하여 주조두께 및 폭과 동일한 단위로 지수화할 수도 있음은 당연하다.The reason why the value of the casting thickness multiplied by the casting width in Equation 1 is divided by 1000 is because the unit of casting thickness and width is mm and the unit of casting speed is m / min. Therefore, In order to exponentiate in units. It goes without saying that, conversely, the casting speed can be multiplied by " 1000 " and indexed in the same unit as the casting thickness and width.
즉, 중앙처리부(170)는 주조 중인 강이 보론이 첨가된 저탄소강일 경우에는, 현재의 연주주편의 두께와 폭 및 주조속도를 수식 1에 따라 계산한 후 기준값을 초과하는지를 판단하고, 만일 기준값보다 적을 경우에는 주속제어부(160)를 제어하여 주조속도를 증가시켜 수식 1이 기준값을 초과하도록 제어하게 된다. 여기서, 주조두께와 주조폭은 필요에 따라 가변할 수 있는 인자가 아니기 때문에 주조속도를 제어하는 것이다.That is, when the steel being cast is a low carbon steel with boron added, the
일반적으로 전기로에 투입되는 스크랩에는 유해원소(Tramp element)가 함유되어 있는 데, 유해원소는 철강제품의 품질에 악영향을 미치는 미량원소를 총칭하며, 래들로(LF) 2차정련 공정에서도 제거하기가 쉽지 않다. 유해원소의 종류는 대부분 비철 원소로서, 합금원소(alloying element; Cr, Ni, Mo, Nb, Ti, V), 불순물(impurity element; P, S, O, N), 잔여원소(residual element; Cr, Ni, Mo, Co, Pb, Sn, Sb, As, Cu, P) 등으로 구분하기도 한다.In general, the scrap that is input to the electric furnace contains a trace element. The trace element is a trace element that adversely affects the quality of the steel product. It is also removed in the ladle furnace (LF) secondary refining process Uneasy. The most common types of harmful elements are alloying elements (Cr, Ni, Mo, Nb, Ti, V), impurity elements (P, S, O, N) , Ni, Mo, Co, Pb, Sn, Sb, As, Cu, P).
유해원소 중 특히 구리(Cu), 주석(Sn)이 다량 함유된 스크랩을 사용할 때와 보론(B)첨가시 강 중의 질소함량이 많을 때(입계에 BN석출물이 생성됨), 도 3과 같이 열연코일의 에지부의 표면에 톱날 모양의 결함(Saw Mark Defect)이 발생된다. 강 중에 보론(B)를 첨가하는 이유는 압연 후 열연코일의 강도를 제어하기 위함인데, B는 화학적 특성상 강 중에 존재하는 질소와 결함(vacancy)하게 된다. 이렇게 결함된 물질(BN)은 응고 중 조직내 결정입계에 석출이 되게 되고, 그로 인해 재료의 고온 연성을 저하시키게 된다. BN 석출물은 냉각 속도에 따라 발생량이 증가하며 증가된 BN에 의해 고온 취성 구간이 급격히 넓어지게 된다. 특히 주조시 연주주편의 코너부에 과냉이 집중적으로 발생하므로, 열연 공정에서 압연시 코일 에지에 BN 석출물이 증가하게 된다.As shown in FIG. 3, when scrap containing a large amount of copper (Cu) and tin (Sn) is used, and when the content of nitrogen in the steel is large (boron precipitates are generated in grain boundaries) A saw mark defect is generated on the surface of the edge of the substrate. The reason for adding boron (B) in the steel is to control the strength of the hot-rolled coil after rolling, and B is vacant with the nitrogen present in the steel due to its chemical nature. Such a defective material (BN) is precipitated in crystal grain boundaries in the tissue during solidification, thereby lowering the high temperature ductility of the material. The amount of BN precipitates increases with the cooling rate, and the high temperature brittle zone is rapidly widened by the increased BN. In particular, since supercooling concentrates on the corner portion of the cast steel during casting, BN precipitates increase at the coil edge during rolling in the hot rolling process.
즉, 증가된 BN에 의해 코너부의 고온 취성이 증가하게 되어 열연 공정에서 열연코일의 에지에 톱날과 같은 형태의 결함을 발생시키게 됨으로, 연주주편(80)의 코너부의 과냉을 방지하기 위하여 주조속도의 관리가 매우 중요하다. That is, since the high temperature brittleness of the corner portion is increased by the increased BN, defects such as saw blades are generated on the edge of the hot-rolled coil in the hot rolling process. Therefore, in order to prevent supercooling of the corner portion of the casting
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일용 연속주조 과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보고자 한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a continuous casting process for a hot-rolled coil according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 전기로와 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정을 통해 제조된 용강은 연속주조기로 공급되고, 도 1과 같은 연속주조기에서는 공급된 용강을 박슬라브로 제조하게 된다(S11, S12).First, molten steel produced through a secondary refining process of an electric furnace and a ladle furnace is supplied to a continuous casting machine. In the continuous casting machine as shown in FIG. 1, the supplied molten steel is produced as a thin slab (S11, S12).
한편, 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정이나 연주공정의 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에서 샘플러(110)를 통해 용강의 일부가 채취되고, 채취된 용강은 성분분석기(120)를 통해 성분함량이 분석된다(S13). 이와 같이 분석된 주조 중인 용강의 성분함량은 성분분석기(120)나 입력부(130)를 통해 전달 또는 입력받아 저장부(140)에 저장된다(S14). On the other hand, a part of molten steel is sampled through the
여기서, 용강은 기본적으로 전기로에서 철스크랩을 통해 제조되어 래들로 2차정련을 통해 연주공정으로 공급된 강이다. 그리고, 용강은 연주공정에서 40 내지 100mm 정도의 두께를 갖는 박슬라브(Thin Slab)로 제조되고 압연공정을 통해 1 내지 20mm 두께의 열연코일로 제조된다. 또한, 용강은 C가 0초과 내지 0.04wt%미만이고, B(Boron)가 15ppm 내지 35ppm인 보론이 첨가된 저탄소강이다. 용강은 C 및 B 외에도 0초과 내지 0.40wt%미만의 Mn, 0초과 내지 0.03wt% 미만의 Si, 0초과 내지 0.02wt% 미만의 P, 0초과 내지 0.01wt% 미만의 S, 및 0초과 내지 100ppm의 N를 필수성분으로 더 포함할 수 있다.Here, molten steel is basically a steel which is produced through steel scrap in an electric furnace and supplied to the casting process through secondary refining with ladle. The molten steel is made of a thin slab having a thickness of about 40 to 100 mm in the casting process, and is produced as a hot-rolled coil having a thickness of 1 to 20 mm through a rolling process. The molten steel is a low carbon steel to which C is added in an amount of more than 0 to less than 0.04 wt% and boron is added in which B (boron) is 15 ppm to 35 ppm. In addition to C and B, the molten steel may have a Mn of more than 0 and less than 0.40 wt%, Si of more than 0 and less than 0.03 wt%, P of more than 0 and less than 0.02 wt%, S of more than 0 and less than 0.01
즉, 본 발명에 의한 에지결함 예측은 기본적으로 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조된 열연코일 또는 후판을 대상으로 할 수 있다.That is, the edge defect prediction according to the present invention is basically performed by a hot strip coil (CSP) manufactured by a CSP (Compact Strip Production) process in which electric furnace steelmaking, ladle furnace (LF) secondary refining, thin slab continuous casting, Or heavy plates.
이어, 중앙처리부(170)는 저장부(140)에 저장된 현재 주조 중인 강의 C, Si, Mn, P, S, B, 및 N의 성분함량이 설정된 범위를 만족할 경우(S15), 핀치롤(70)의 회전수로부터 현재 주조속도를 산출한다. 물론, 주조속도는 조업 변수로서 저장부(140)에 미리 설정되어 있을 수도 있다.When the contents of C, Si, Mn, P, S, B, and N of the steel being currently cast stored in the
이어, 중앙처리부(170)는 저장부(140)에 저장된 현재 주조 중인 연주주편의 폭과 높이 및 상기에서 산출된 주조속도를 이용하여 상기 수식 1에 기초하여 주조인자를 계산하고(S16), 계산된 주조인자값이 기준값() 이상인지를 판단하게 된다(S17). 여기서, 기준값은 0.085 내지 0.089 사이의 값이 될 수 있다.Then, the
이어, 중앙처리부(170)는 수식 1에 의해 계산된 값이 기준값보다 클 경우에 주조속도를 현재 주속으로 제어하고, 만일 계산된 값이 기준값보다 작을 경우에는 주조속도를 설정된 범위(최대 5.5m/min) 내에서 일정량(예컨대, 0.1m/min)만큼 증가시키게 된다(S18). If the calculated value is smaller than the reference value, the
주속을 일정량만큼 증가시킨 후 중앙처리부(170)는 수식 1에 기초하여 증가된 주조속도와 주조두께 및 주조폭을 이용하여 값을 산출하고, 산출된 값과 기준값을 다시 비교하게 된다. 물론, 이와 같은 과정은 주조속도를 설정된 범위 내에서 일정량만큼 증가시키면서 수식 1을 만족할 때까지 반복적으로 수행하게 된다(S16~S18).After increasing the circumferential speed by a predetermined amount, the
중앙처리부(170)는 수식 1과 같은 주조인자를 통해 에지결함 발생 가능성을 실시간으로 예측하고, 예측된 결과를 그래프로 표시부(150)를 통해 디스플레이하거나 예측된 에지결함이 설정된 기준값(예를 들면, '0.085') 미만일 경우 소정의 경보수단을 통해 경보음을 출력할 수도 있다.The
본 발명에 적용된 연주주편의 주조두께는 50 내지 60mm이고, 주조폭은 900 내지 1300mm일 수 있다. 여기서, 주조인자인 "(주조두께주조폭)/1000"을 구하면, 그 값은 최소 45((50900)/1000) 내지 최대 78((601300)/1000)이 산출된다. 따라서, "(주조두께주조폭)/1000"의 평균값은 '61.5'가 산출된다. 이를 정리하여 나타내면 하기 표 1과 같다.The casting thickness of the cast steel according to the present invention may be 50 to 60 mm and the casting width may be 900 to 1300 mm. Here, the casting factor "(casting thickness Quot; 1000 "), the value is at least 45 ((50 900) / 1000) to a maximum of 78 ((60 1300) / 1000) is calculated. Thus, "(casting thickness The average value of "1000 gauge" / "1000 gauge" is calculated as "61.5".
표 1에서 주속은 주조속도(m/min)이고, 평균값은 "(주조두께주조폭)/1000"의 값들에 대한 평균값이고, 수식 1은 "주조속도/평균값(평균값=(주조두께주조폭)/1000)"이다. 주조두께와 주조폭의 단위는 mm이다.In Table 1, the main rate is the casting speed (m / min) and the average value is " Quot; casting speed / average value (average value = (casting thickness / average value) " 1000 mm). "The unit of casting thickness and casting width is mm.
도 5는 실시예에 의한 수식 1의 값에 따른 에지결함 발생율을 나타낸 그래프로서, 수식 1{주조속도/((주조두께주조폭)/1000)}에 의한 값이 0.085 이상에서 에지결함 발생율이 거의 없는 것으로 나타났다. 주조속도의 증가시 연주주편의 표면온도가 상승되어 코너부의 과냉 방지에 유리하고, 주조두께의 증가시 주조속도가 느려져 연주주편의 코너부의 과냉 방지에 불리하고, 주조폭의 증가시에도 주조속도가 느려져 연주주편의 코너부의 과냉 방지에 불리하다. 따라서, 주조두께 및 주조폭에 따라 주조속도를 조절하여 에지결함 발생율을 저감시키는 것이 중요하다.FIG. 5 is a graph showing the occurrence rate of edge defects according to the value of Equation 1 according to the embodiment, and is expressed by Equation 1 {casting speed / ((thickness of casting The ratio of edge defects was found to be almost 0.085 or more. When the casting speed is increased, the surface temperature of the casting cast steel is increased to prevent overcooling of the corner portion. When the casting thickness is increased, the casting speed is slowed, which is disadvantageous for preventing overcooling of the corner portion of the casting cast. It is disadvantageous for prevention of supercooling of the corner part of the playing casting. Therefore, it is important to reduce the occurrence rate of edge defects by controlling the casting speed according to the casting thickness and casting width.
도 5에 도시된 바와 같이, 3등급이 5등급보다 결함발생 수준이 약한 높은 등급이지만, 3등급은 상대적으로 약한 에지결함이 지속적으로 나오고 5등급은 에지결함이 간혹 나오는 것이다. 그러나, x축의 주조인자가 커질수록 에지결함이 줄고 0.082이상에서는 5등급 제품의 에지결함은 없어지지만, 3등급에서는 여전히 약한 에지결함이 계속 발생된다. 하지만 3등급도 후속 공정을 통해 다운 그레이드(down grade; 1등급 및 2등급이 정상재)가 되기 때문에 에지결함이 발생되지 않아야 한다. 따라서, 3등급을 기준으로 x축의 인자가 0.085 이상으로 관리되어야 한다.As shown in FIG. 5, the third grade is a higher grade in which the defect occurrence level is weaker than the fifth grade, while in the third grade, relatively weak edge defects are continuously generated and in the fifth grade, edge defects occasionally appear. However, as the x-axis casting factor increases, the edge defects decrease. At 0.082 or more, the edge defects of the 5th grade product disappear, but at the third grade, weak edge defects still occur. However, the grade 3 should not be an edge defect because the down grade (grade 1 and grade 2 is normal) through the subsequent process. Therefore, the factor of the x axis should be controlled to 0.085 or more based on the third grade.
이와 같이 본 발명에서는 박슬라브 연주 공정에서 B첨가강 주조시 주조두께, 주조폭에 따른 주조속도의 관리를 통해 열연코일의 에지결함을 줄일 수 있고, 특히 주조인자를 0.085 이상으로 관리시 3등급 이상의 열연코일에 대한 톱날 결함을 현저히 저감시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.Thus, in the present invention, edge defects of the hot-rolled coil can be reduced by controlling the casting speed according to the casting thickness and the casting width during casting of the B-added steel in the thin slab casting process. In particular, The saw blade defects with respect to the hot-rolled coil can be remarkably reduced, and the productivity can be improved.
상기와 같은 에지결함 저감을 위한 연속주조 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
The continuous casting method for edge defect reduction as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.
10: 래들 20: 턴디쉬
30: 몰드 51: 파우더층
60: 지지롤 65: 스프레이
70: 핀치롤 80: 연주주편
81: 응고쉘 82: 미응고 용강
90: 절단기 91: 절단 지점
100: 예측 장치 110: 샘플러
120: 성분분석기 130: 입력부
140: 저장부 150: 표시부
160: 주속제어부 170: 중앙처리부10: Ladle 20: Tundish
30: mold 51: powder layer
60: support roll 65: spray
70: pinch roll 80: performance cast
81: Solidification shell 82: Non-solidified molten steel
90: Cutter 91: Cutting point
100: prediction device 110: sampler
120: Component analyzer 130: Input unit
140: storage unit 150: display unit
160: Main speed control unit 170: Central processing unit
Claims (6)
수식
여기서, 는 기준값으로, 0.085 내지 0.089 사이의 값임
Continuous casting method for hot-rolled coil to control the casting speed to satisfy the following formula when continuous casting using low carbon steel containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, boron and nitrogen as essential components.
Equation
here, Is a reference value and is a value between 0.085 and 0.089
상기 탄소(C)는 0초과 내지 0.04wt% 미만이며, 보론(B)은 15 내지 35ppm인 열연코일용 연속주조 방법.
The method according to claim 1,
The carbon (C) is more than 0 to less than 0.04wt%, boron (B) is 15 to 35ppm continuous casting method for hot rolled coil.
상기 규소(Si)는 0초과 내지 0.03wt% 미만이고, 망간(Mn)은 0초과 내지 0.40wt% 미만이고, 인(P)은 0초과 내지 0.02wt% 미만이고, 황(S)은 0초과 내지 0.01wt% 미만이며, 질소(N)는 0초과 내지 100ppm인 것인 열연코일용 연속주조 방법.
The method according to claim 2,
The silicon (Si) is greater than 0 to less than 0.03wt%, the manganese (Mn) is greater than 0 to less than 0.40wt%, phosphorus (P) is greater than 0 to less than 0.02wt%, sulfur (S) is greater than 0 To less than 0.01wt%, nitrogen (N) is more than 0 to 100ppm continuous casting method for hot rolled coil.
상기 연속주조는 박슬라브 주조 공정인 열연코일용 연속주조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the continuous casting is a thin slab casting process.
상기 주조속도는 4.3 내지 5.5m/min의 범위에서 조절되는 열연코일용 연속주조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the casting speed is controlled in the range of 4.3 to 5.5 m / min.
상기 열연코일은 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조되는 열연코일용 연속주조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the hot-rolled coil is manufactured by a CSP (Compact Strip Production) process in which electric furnace steelmaking, ladle furnace (LF) secondary refining, thin slab continuous casting and rolling are continuously performed in a batch.
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