KR20140017182A - Cooling method of mold for continuous casting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연속주조용 몰드의 냉각 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몰드 내 응고쉘 두께를 예측하고 이를 통해 몰드 직하에서 분사되는 냉각수량을 제어하는 연속주조용 몰드의 냉각 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for cooling a continuous casting mold, and more particularly, to a method for cooling a continuous casting mold for predicting a solidification shell thickness in a mold and controlling the amount of cooling water sprayed directly under the mold.
일반적으로, 연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.In general, a continuous casting machine is a facility for producing cast steel of a certain size by receiving a molten steel produced in a steelmaking furnace and transferred to a ladle (Tundish) and then supplied to a continuous casting machine mold.
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.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.
연속주조기의 몰드에서는 용강의 응고가 시작되며 몰드 내에서는 용강 표면부터 응고가 시작되어 응고쉘이 형성된다. 이와 같이 형성된 응고쉘은 몰드를 통과하여 핀치롤은 통과하는 동안 연주주편 표면으로 분사되는 냉각수에 의하여 계속하여 응고쉘이 냉각되면서 두꺼워지져 최종적으로 하나의 슬라브 형태로 제조된다.In the mold of the continuous casting machine, solidification of molten steel starts, and solidification starts from the molten steel surface in the mold to form a solidification shell. The solidified shell formed as described above is thickened as the solidified shell is cooled by the cooling water sprayed onto the surface of the cast piece while the pinch roll passes through the mold, and finally is manufactured in the form of one slab.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제2011-0034470호(공개일: 2011. 4. 5, 발명의 명칭: 연속주조의 2차 냉각 방법)가 있다.
Related prior art is Korean Patent Publication No. 2011-0034470 (published: April 5, 2011, the title of the invention: secondary cooling method of continuous casting).
본 발명은 몰드 내의 응고쉘 두께를 예측하여 이에 따라 효과적으로 몰드 직하 냉각수량을 조절할 수 있는 연속주조용 몰드의 냉각 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a cooling method of a continuous casting mold that can predict the thickness of the solidified shell in the mold and thus can effectively adjust the amount of cooling water directly under the mold.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 연속주조용 몰드의 냉각 방법은, 연속주조 시 주조속도와 몰드 내 전열량을 통해 몰드 출구 측의 응고쉘 예측두께(S)를 산출하는 단계와, 상기에서 산출된 응고쉘 예측두께(S)를 미리 설정된 임계두께(Sc)와 비교하는 단계 및 상기 비교에 의하여 상기 예측두께(S)가 임계두께(Sc) 이하인 경우, 몰드 직하에 위치한 노즐에서 분사되는 냉각수량(Q)을 증가시켜 제조되는 연주주편의 응고쉘 두께를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.The method for cooling the continuous casting mold of the present invention for achieving the above object is the step of calculating the solidification shell predicted thickness (S) of the mold exit side through the casting speed and the amount of heat transfer in the mold during continuous casting, and the calculation above Comparing the solidified shell predicted thickness S with a predetermined threshold thickness Sc and when the predicted thickness S is less than or equal to the threshold thickness Sc by the comparison, the amount of cooling water sprayed from a nozzle located directly under a mold It may include the step of adjusting the thickness of the solidified shell of the cast cast produced by increasing (Q).
구체적으로, 상기 응고쉘 두께를 조절하는 단계에서, 상기 예측두께(S)와 상기 임계두계(Sc)의 비교에 의해 상기 냉각수량(Q)을 하기 관계식 1에 의하여 조절할 수 있다.Specifically, in the step of adjusting the thickness of the solidification shell, the cooling water amount (Q) by the comparison of the predicted thickness (S) and the critical head (Sc) can be adjusted by the following equation (1).
관계식 1
단, Sc는 임계두께, S는 응고쉘 예측두께, Q1은 초기냉각수량, Q2는 증가된 냉각수량이며, 본 발명에서 S<Sc를 전제로 할 수 있다.However, Sc is the critical thickness, S is the solidified shell prediction thickness, Q1 is the initial cooling water amount, Q2 is the increased amount of cooling water, S <Sc may be assumed in the present invention.
상기 산출하는 단계에서, 상기 응고쉘 예측두께(S)는 하기 관계식 2에 의해 산출될 수 있다.In the calculating step, the solidified shell prediction thickness (S) may be calculated by the following equation (2).
관계식 2
S = 18.3 - 7.58×VC + 5.50×HFS = 18.3-7.58 × VC + 5.50 × HF
단, VC는 주조속도(n/min)이고, HF는 몰드 내 전열량(MW/m2)일 수 있다.However, VC is the casting speed (n / min), HF may be the heat transfer amount in the mold (MW / m 2 ).
상기 임계두께는 10~12mm 범위에서 설정될 수 있다.
The threshold thickness can be set in the range of 10 ~ 12mm.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 몰드 내의 응고쉘 두께를 예측하여 이에 따라 효과적으로 몰드 직하 냉각수량을 조절함으로써 연속 주조시 연주주편의 주편 터짐을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention has an effect of predicting the thickness of the solidified shell in the mold and thus effectively controlling the amount of cooling water directly under the mold, thereby preventing the cast slab bursting during the continuous casting.
또한, 몰드 직하 냉각수량을 정확하게 제어함으로써 몰드를 통과한 연주주편의 응고쉘이 과도하게 두꺼워지거나 얇아지지 않고 적당한 수준을 유지할 수 있도록 하여 고품질의 슬라브 생산을 가능케 한다.
In addition, by precisely controlling the amount of cooling water directly under the mold, the solidification shell of the cast steel that has passed through the mold can be maintained at an appropriate level without being excessively thickened or thinned to enable high-quality slab production.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 몰드 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 분포 형태를 보인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조용 몰드의 냉각 방법을 순서에 따라 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 연속주조 시 몰드 직하의 위치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 응고쉘 예측두께와 임계두께 차이에 의한 냉각수 증가량에 대한 실시예들을 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.
Fig. 2 is a conceptual diagram showing the distribution of the molten steel M in the mold and its adjacent portion in Fig. 1. Fig.
3 is a flowchart illustrating a cooling method of a continuous casting mold according to an embodiment of the present invention in order.
4 is a view schematically showing a position directly under a mold during continuous casting according to the present invention.
5 is a graph showing embodiments of the cooling water increase amount due to the difference in the solidification shell prediction thickness and the critical thickness according to an embodiment of the present invention.
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. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever 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 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다. 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.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the molten steel flow. 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), 핀치롤(70), 그리고 절단기(90)를 포함할 수 있다.The continuous casting machine may include a
턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Ladle, 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 that receives the 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. 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 산화질화 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. 연속적으로 생산되는 연주주편은 소정의 절단기(미 도시됨)에 의해 일정한 크기로 절단된다.The drawing device adopts a multidrive method using a pair of
몰드(30) 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 형태에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1의 몰드(30) 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 분포 형태를 보인 개념도이다.The shape of the molten steel M in the
도 2를 참조하면, 침지노즐(25)의 단부 측에는 통상적으로 도면상 좌우에 한 쌍의 토출구(25a)들이 형성된다. 몰드(30) 및 침지노즐(25) 등의 형태는 중심선(C)을 기준으로 대칭되는 것으로 가정하여, 본 도면에서는 좌측만을 표시한다.Referring to FIG. 2, a pair of
토출구(25a)에서 아르곤(Ar) 가스와 함께 토출되는 용강(M)은 화살표(A1, A2)로 표시된 바와 같이 상측을 향한 방향(A1)과 하측을 향한 방향(A2)으로 유동하는 궤적을 그리게 된다.The molten steel M discharged together with the argon (Ar) gas from the
몰드(30) 내부의 상부에는 파우더 공급기(50, 도 1을 참조)로부터 공급된 파우더에 의해 파우더층(51)이 형성된다. 파우더층(51)은 파우더가 공급된 형태대로 존재하는 층과 용강(M)의 열에 의해 소결된 층(소결층이 미응고 용강(82)에 더 가깝게 형성됨)을 포함할 수 있다. 파우더층(51)의 하측에는 파우더가 용강(M)에 의해 녹아서 형성된 슬래그층 또는 액체 유동층(52)이 존재하게 된다. 액체 유동층(52)은 몰드(30) 내의 용강(M)의 온도를 유지하고 이물질의 침투를 차단한다. 파우더층(51)의 일부는 몰드(30)의 벽면에서 응고되어 윤활층(53)을 형성한다. 윤활층(53)은 응고쉘(81)이 몰드(30)에 붙지 않도록 윤활하는 기능을 한다. The
응고쉘(81)의 두께는 주조 방향을 따라 진행할수록 두꺼워진다. 응고쉘(81)의 몰드(30) 내에 위치한 부분은 두께가 얇으며, 몰드(30)의 오실레이션에 따라 자국(oscillation mark, 87)이 형성되기도 한다. 응고쉘(81)은 지지롤(60)에 의해 지지되며, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 그 두께가 두꺼워진다. 응고쉘(81)은 두꺼워지다가 일부분이 볼록하게 돌출하는 벌징(bulging) 영역(88)이 형성되기도 한다.The thickness of the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조용 몰드의 냉각 방법을 순서에 따라 도시한 순서도로서, 먼저 본 발명에서는 연속주조 시 턴디쉬에서 출강된 용강이 몰드 내에서 응고하여 생성되는 응고쉘의 두께를 산출하는 것으로 시작한다(S10).3 is a flowchart illustrating a cooling method of a continuous casting mold according to an embodiment of the present invention in order. First, in the present invention, a molten steel tapped from a tundish during solid casting is formed by solidifying in a mold. Begin by calculating the thickness (S10).
일반적으로 연속주조 시 몰드 내로 용강을 투입하는 속도, 즉 주조속도를 조절하여 생산성을 조절하게 되는데, 주조속도가 너무 빠르면 용강의 몰드 내 체류 시간이 짧아 응고쉘 두께가 얇아지고, 몰드 출구에서 철정압을 이기지 못하는 경우 응고쉘이 터지면서 외부로 용강이 터저나가는 브레이크아웃(Break out)이 발생하게 된다. 이처럼 브레이크 아웃이 발생하면 생산되는 연주주편에 불량을 발생시키기 때문에 이를 방지하여야 하는데 실제 조업 시 몰드 출구에서의 응고쉘 두께는 실측하거나 관찰하는 것이 불가능하므로 응고쉘 두께를 조절하기 위해 주속을 어느정도 조절하여야 하는지에 대한 판단이 불가능한 실정이다.In general, during continuous casting, productivity is controlled by adjusting the speed of injecting molten steel into the mold, that is, casting speed. If the casting speed is too fast, the molten steel has a short residence time in the mold, so that the solidification shell thickness is thin and the iron static pressure at the mold exit is maintained. Failure to win will result in a breakout in which the solidification shell bursts and the molten steel bursts outward. If breakout occurs like this, the produced cast steel will be defective. This should be prevented. In actual operation, the solidification shell thickness at the exit of the mold cannot be measured or observed. It is impossible to judge whether or not.
따라서, 본 발명에서는 연속주조 시 주조속도와 몰드 내 전열량을 통해 몰드에서 생성되는 응고쉘 예측두께(S)를 산출하는데, 이때 응고쉘 예측두께(S)는 몰드 출구에서의 응고쉘 두께를 의미할 수 있으며 이는 하기 관계식 1과 같이 산출될 수 있다.Therefore, the present invention calculates the solidification shell prediction thickness (S) generated in the mold through the casting speed and the heat transfer in the mold during continuous casting, wherein the solidification shell prediction thickness (S) means the solidification shell thickness at the mold exit It can be calculated as shown in the
관계식 1
S = 18.3 - 7.58×VC + 5.50×HFS = 18.3-7.58 × VC + 5.50 × HF
관계식 1에서 VC는 주조속도(n/min)이고, HF는 몰드 내 전열량(MW/m2)이다. 관계식 1은 연속주조 조업 시 몰드 내 응고쉘이 주조속도와 몰드 내 전열량에 의해 영향을 받음을 반복적인 실험에 의하여 확인하고 이를 통해 획득한 데이터를 토대로 하여 회귀분석을 실시하여 도출된 결과이며, 이때 회귀식은 응고쉘 예측두께와 92.3%의 상관성을 갖는다.(즉, 결정계수 R2=0.923)In
이와 같이 산출된 응고쉘 예측두께(S)를 미리 설정된 임계두께(Sc)와 비교한다(S20). 본 발명에서의 임계두께는 10~12mm의 범위에서 조업 환경에 따라 설정되는 것이 가능하다. 임계두께가 상기 하한 미만인 경우에는 응고쉘 두께가 너무 얇아 주편에서 브레이크아웃이 발생할 수 있다. 또한, 임계두께가 상기 상한을 초과하는 경우에는 응고쉘 두께가 지나치게 두꺼워질 수 있으므로 상기 범위 내에서 적절히 선택하는 것이 필요하다.The solidified shell prediction thickness S calculated as described above is compared with a predetermined threshold thickness Sc (S20). The critical thickness in the present invention can be set in accordance with the operating environment in the range of 10 ~ 12mm. If the critical thickness is less than the lower limit, the solidification shell thickness may be so thin that breakout may occur in the cast steel. In addition, when the critical thickness exceeds the upper limit, the solidification shell thickness may be too thick, so it is necessary to select appropriately within the above range.
본 발명은 몰드 출구에서의 응고쉘 예측두께와 미리 설정된 임계두께를 비교하여 예측두께가 임계두께보다 작은 경우에 몰드를 통과한 연주주편에 분사되는 냉각수의 양을 증가하여 응고쉘 두께를 조절하여 브레이크아웃을 방지하는 것에 그 특징이 있다.The present invention compares the predicted thickness of the solidification shell at the exit of the mold with a predetermined threshold thickness to increase the amount of coolant sprayed to the cast steel that has passed through the mold when the predicted thickness is smaller than the threshold thickness, thereby controlling the thickness of the solidified shell. Its feature is to prevent outs.
상기 비교에 의하여 상기 예측두께(S)가 임계두께(Sc) 이하인 경우, 몰드 직하에 위치한 노즐에서 분사되는 냉각수량(Q)을 증가시켜 제조되는 연주주편의 응고쉘 두께를 조절한다(S30).When the predicted thickness S is equal to or less than the critical thickness Sc by the comparison, the solidification shell thickness of the cast piece manufactured is increased by increasing the amount of cooling water Q injected from the nozzle located directly below the mold (S30).
본 발명에서 예측두께가 임계두께보다 작은 경우에 도 4에 도시한 몰드 직하에 설치된 분사노즐에서 분사되는 냉각수량을 증가시켜 주조되는 연주주편의 표면을 보다 신속하게 냉각시켜 응고쉘의 두께를 증가시켜줌으로써 브레이크아웃을 방지한다. 즉 본 발명에서는 예측두께가 임계두께 이하인 경우를 전제로 한다.In the present invention, when the predicted thickness is smaller than the critical thickness, by increasing the amount of cooling water injected from the injection nozzle installed directly below the mold shown in Figure 4 to cool the surface of the cast casting cast more quickly to increase the thickness of the solidified shell To prevent breakout. That is, the present invention assumes that the prediction thickness is less than or equal to the threshold thickness.
이때 예측두께(S)와 상기 임계두계(Sc)의 비교에 의해 냉각수량(Q)을 조절하는 것은 하기 관계식 2에 의하여 결정될 수 있다. 이는 조업 중 측정된 주조속도와 몰드 내 전열량을 통해 응고쉘 예측두께를 복수 번 측정한 후 이에 따라 냉각수량의 증가폭을 변화시키면서 연주주편을 제조하여 이 관계를 분석한 결과 응고쉘 예측두께 및 임계두께와 초기 냉각수량 및 냉각수 증가량 사이에 하기 관계식 2와 같은 관계가 있음을 확인하였다.In this case, the adjustment of the amount of cooling water Q by the comparison of the predicted thickness S and the threshold head Sc may be determined by
이때 응고쉘 예측두께 및 임계두께와 초기 냉각수량 및 냉각수 증가량 사이의 관계가 지수함수 그래프와 같은 형태이며 상수인 A와 B가 0초과 1이하의 값을 갖는 형태의 지수함수 그래프를 나타내는 것을 확인하여 하기 관계식 2를 도출하였다. At this time, the relationship between the predicted thickness and the critical thickness of the solidified shell and the initial coolant amount and the coolant increase amount is the same as the exponential graph. The following
관계식 2
본 발명에서, A는 상수로서 0<A≤1이고, B는 상수로서 0<B≤1이고, 임계두께는 항상 예측두께보다 큰 값임을 전제로 하므로 예측두께와 임계두께의 차이는 항상 양수로 도출되며 이에 대한 비율(%)은 예측두께와 임계두께의 차이에 100을 곱한 값이다. 또한, 몰드 직하 냉각수 증가량 역시 항상 양수를 가지며 몰드 직하의 냉각수 증가율(%)은 몰드 직하 냉각수 증가량에 100을 곱하여 백분율로 나타낸 값이다.In the present invention, since A is 0 <A≤1 as a constant, B is 0 <B≤1 as a constant, and the threshold thickness is always larger than the predicted thickness, the difference between the predicted thickness and the threshold thickness is always positive. The percentage (%) is derived by multiplying the difference between the predicted thickness and the critical thickness by 100. In addition, the cooling water increase amount directly under the mold also always has a positive number, and the cooling water increase rate (%) directly under the mold is a value expressed as a percentage by multiplying the cooling water increase amount under the mold by 100.
이러한 관계식 1을 보다 상세히 기재하면 하기 관계식 3과 같다.If the
관계식 3
이때 좌변의 Sc-S/S(△S)는 응고쉘 예측두께에 대한 응고쉘 예측두께와 임계두께의 차이값을 의미하며, 이에 따라 냉각수량의 증가량이 우변인 Q2-Q1/Q1(△Q)과 같이 지수함수에 의해 증가되는 관계를 나타내는 것이며, 관계식 2에 대한 전반적인 해석은 S ∝ Qn으로 정의할 수 있다. 관계식 3에서 Q2-Q1, 즉 △Q는 초기 냉각수량에 얼마만큼의 냉각수량을 더 증가시킬 것인지에 대한 것으로, 초기 냉각수량에 대한 냉각수 증가량을 의미한다.At this time, Sc-S / S (△ S) of the left side means the difference between the solidification shell prediction thickness and the critical thickness with respect to the solidification shell prediction thickness, and accordingly Q2-Q1 / Q1 (△ Q ) Represents the relationship increased by the exponential function, and the overall interpretation of
상술한 바와 같이 관계식 3의 도출을 위하여 본 발명에서는 조업 중 측정된 주조속도와 몰드 내 전열량을 통해 응고쉘 예측두께를 복수 번 측정한 후 이에 따라 냉각수량의 증가폭을 변화시키면서 연주주편을 제조하여 이 관계를 회귀분석하였는데, 그 결과를 도 5에 도시하였다.As described above, in order to derive
도 5에는 다양한 값에 대한 회귀분석 그래프를 나타냈는데, 이때 실시예 1에 의하여 도출된 회귀식은 하기 관계식 4와 같다.5 shows a regression graph for various values, wherein the regression equation derived by Example 1 is as shown in
관계식 4
관계식 4에서 Sc는 임계두께, S는 응고쉘 예측두께, Q1은 초기냉각수량, Q2는 증가된 냉각수량이며, 본 발명에서는 S<Sc 임을 전제로 한다.In
관계식 4는 관계식 2에 의한 본 발명의 방법의 하나의 실시예로서 관계식 4에 의하는 조업 시에는 도 5에 도시한 푸른색 선을 따라 응고쉘 예측두께와 임계두께 차이비율에 의하여 냉각수량을 조절하여야 한다.
예를 들어, 응고쉘 예측두께와 임계두께의 차이가 3% 발생하였을 때 약 23% 가량의 냉각수를 증가시켜 몰드 직하에서 분사할 수 있음을 그래프를 통해 도출할 수 있다. 또한, 응고쉘 예측두께와 임계두께의 차이가 5% 발생하였을 때 약 60% 가량의 냉각수를 증가시켜 몰드 직하에서 분사할 수 있음을 그래프를 통해 도출할 수 있다.For example, a 3% difference between the predicted thickness and the critical thickness of the shell can increase the cooling water by about 23%, and it can be derived from the graph. In addition, when the difference between the predicted thickness and the critical thickness is 5% occurs, it can be derived from the graph that the cooling water of about 60% can be increased and sprayed directly under the mold.
조업 시 주조속도 및 몰드 내 전열량 등의 변수가 변경되면 관계식 2의 정의에 따라 또 다른 형태의 그래프가 도출될 것이며 이에 따라 해당 조업 시 산출된 응고쉘 예측두께와 임계두께 차이비율에 따라 냉각수량의 증가량을 달리 도출될 것이다.If the variables such as casting speed and the amount of heat transfer in the mold are changed during operation, another type of graph is derived according to the definition of
이와 같이 본 발명은 몰드 내의 응고쉘 두께를 예측하여 이에 따라 효과적으로 몰드 직하 냉각수량을 조절함으로써 연속 주조시 연주주편의 주편 터짐을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명을 통하여 몰드 직하 냉각수량을 정확하게 제어함으로써 몰드를 통과한 연주주편의 응고쉘이 과도하게 두꺼워지거나 얇아지지 않고 적당한 수준을 유지할 수 있도록 하여 고품질의 슬라브를 생산하는데 도움을 줄 수 있다.As described above, the present invention has an effect of predicting the thickness of the solidified shell in the mold and thus effectively controlling the amount of cooling water directly under the mold, thereby preventing the cast slab bursting during the continuous casting. In addition, by accurately controlling the amount of cooling water directly under the mold through the present invention, the solidification shell of the cast steel that has passed through the mold can be maintained to maintain a proper level without being excessively thickened or thinned, thereby helping to produce high quality slabs.
상기와 같은 연속주조용 몰드의 냉각 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 cooling method of the continuous casting mold 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
52: 액체 유동층 53: 윤활층
60: 지지롤 65: 스프레이수단
80: 연주주편 81: 응고쉘
82: 미응고 용강 83: 선단부
85: 응고 완료점 87: 오실레이션 자국
88: 벌징 영역 90: 절단기
91: 절단 지점10: Ladle 20: Tundish
30: mold 51: powder layer
52: liquid fluidized bed 53: lubricating layer
60: Support roll 65: Spray means
80: playing piece 81: solidification shell
82: unsolidified molten steel 83: tip
85: solidification completion point 87: oscillation marks
88: bulging region 90: cutter
91: Cutting point
Claims (4)
상기에서 산출된 응고쉘 예측두께(S)를 미리 설정된 임계두께(Sc)와 비교하는 단계; 및
상기 비교에 의하여 상기 예측두께(S)가 임계두께(Sc) 이하인 경우, 몰드 직하에 위치한 노즐에서 분사되는 냉각수량(Q)을 증가시켜 제조되는 연주주편의 응고쉘 두께를 조절하는 단계;를 포함하는 연속주조용 몰드의 냉각 방법.
Calculating the solidification shell prediction thickness S at the exit of the mold through the casting speed and the amount of heat in the mold during continuous casting;
Comparing the solidified shell prediction thickness S calculated above with a predetermined threshold thickness Sc; And
If the prediction thickness (S) is less than the critical thickness (Sc) by the comparison, adjusting the solidification shell thickness of the cast pieces produced by increasing the amount of cooling water (Q) injected from the nozzle located directly below the mold; Cooling method of the continuous casting mold.
상기 응고쉘 두께를 조절하는 단계에서,
상기 예측두께(S)와 상기 임계두계(Sc)의 비교에 의해 상기 냉각수량(Q)을 하기 관계식 1에 의하여 조절하는 연속주조용 몰드의 냉각 방법.
관계식 1
(단, A는 상수로서 0<A≤1이고, B는 상수로서 0<B≤1이고, 임계두께는 항상 예측두께 보다 큼을 전제로 함)
The method according to claim 1,
In the step of adjusting the solidification shell thickness,
The cooling method of the continuous casting mold for adjusting the amount of cooling water (Q) by the following relation 1 by comparing the predicted thickness (S) and the critical sclerometer (Sc).
Relationship 1
(Where A is 0 <A≤1 as a constant, B is 0 <B≤1 as a constant and the threshold thickness is always larger than the predicted thickness)
상기 산출하는 단계에서,
상기 응고쉘 예측두께(S)는 하기 관계식 2에 의해 산출되는 연속주조용 몰드의 냉각 방법.
관계식 2
S = 18.3 - 7.58×VC + 5.50×HF
(단, VC는 주조속도(n/min)이고, HF는 몰드 내 전열량(MW/m2)임)
The method according to claim 1,
In the calculating step,
The solidification shell prediction thickness (S) is a cooling method of the continuous casting mold is calculated by the following equation (2).
Relation 2
S = 18.3-7.58 × VC + 5.50 × HF
(However, VC is the casting speed (n / min), HF is the heat transfer amount in the mold (MW / m 2 ))
상기 임계두께는 10~12mm 범위에서 설정되는 연속주조용 몰드의 냉각 방법.The method according to claim 1,
The critical thickness of the cooling method of the continuous casting mold is set in the range 10 ~ 12mm.
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