KR20150089433A - 구상흑연주철의 제조방법 - Google Patents

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이중헌
백재욱
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 구상화처리 후, 흑연의 분율 및 입수가 균일하게 제어될 수 있도록 최적화된 접종처리를 제공하는 구상흑연주철의 제조방법에 관한 것으로, 주철용탕을 래들로 출탕 한 후, 주철용탕에 구상화제를 첨가하여 주철용탕을 구상화처리 하는 구상화처리 단계; 구상화처리된 주철용탕의 슬래그를 배제한 후, 제 1 접종제를 주철용탕에 첨가하여 접종처리 하는 제 1 접종처리 단계; 및 제 1 접종제가 첨가된 주철용탕을 몰드에 주입하기 직전에 제 2 접종제를 첨가하여 접종처리 하는 제 2 접종처리 단계;를 포함한다.

Description

구상흑연주철의 제조방법{METHOD FOR PRODUCTION OF SPHEROIDAL GRAPHITE CAST IRON}
본 발명은 구상흑연주철의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흑연의 분율 및 입수가 균일하게 제어되는 구상흑연주철의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 구상흑연주철은 주로 펄라이트 및 베이나이트 기지에 구상 흑연이 분포되어 있는 재료이다.
기지에 분포하는 흑연은 압연시 열 크랙이 롤 표면에 발생시 표면 균열이 내부로 진전되는 것을 정지시키는 홀(hole)의 역할과, 롤 표면을 매끄럽게 해주어 제품 표면이 미려해 지는 윤활제 역할을 한다.
구상흑연주철의 응고 과정에서 조직 내 가능한 많은 구상흑연을 확실하게 형성시키기 위해 구상화 처리를 한 후 접종처리(post-inoculation)하여 원하는 성질을 가지는 구상흑연주철을 생산하고 있다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제 2012-0001171 호(공개일자: 2012년 01월 04일, 명칭:"접종제를 이용한 주강 제조 방법 및 그를 이용한 주강")가 있다.
본 발명은 구상화처리 후, 흑연의 분율 및 입수가 균일하게 제어될 수 있도록 최적화된 접종처리를 제공함으로써, 흑연 분율 및 미세한 흑연 입수가 증가하고, 흑연 분율의 증가로 조대한 탄화물이 감소하는 구상흑연주철의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 구상흑연주철의 제조방법은, 주철용탕을 래들로 출탕 한 후, 주철용탕에 구상화제를 첨가하여 주철용탕을 구상화처리 하는 구상화처리 단계; 구상화 처리된 주철용탕의 슬래그를 배제한 후, 제 1 접종제를 주철용탕에 첨가하여 접종처리 하는 제 1 접종처리 단계; 및 제 1 접종제가 첨가된 주철용탕을 몰드에 주입하기 직전에 제 2 접종제를 첨가하여 접종처리 하는 제 2 접종처리 단계;를 포함할 수 있다.
구체적으로 구상화제는 래들에 수강된 주철용탕 1톤당 8~12㎏이 첨가될 수 있다.
구체적으로 제 1 접종제는 래들에 수강된 주철용탕 1톤당 2~6㎏이 첨가될 수 있다.
구체적으로 제 2 접종제는 래들에 수강된 주철용탕 1톤당 1~3㎏이 첨가될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주철용탕에 대한 구상화 처리 후 접종제의 종류 및 투입양을 최적화함으로써, 흑연 분율 및 흑연 입수가 증가하고, 흑연 분율의 증가로 조대한 탄화물이 감소되는 구상흑연주철을 얻을 수 있어 압연시 롤 표면 크랙 방지와 생산 제품의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구상흑연주철의 제조방법을 나타낸 순서도이며, 그리고
도 2는 본 발명에 의해 제조된 구상흑연주철과 종래 구상흑연주철의 흑연분포 및 탄화물 분포를 비교하여 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 구상화처리 후, 접종제의 종류 및 투입양을 최적화하여 기존 대비 흑연의 분율 및 입수가 균일하게 제어된 구상흑연주철을 제공하려는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 구상흑연주철의 제조방법을 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 구상흑연주철을 제조하기 위해서는, 우선 고철 및 선철이 용해된 주철용탕을 래들로 출탕 한 후, 주철용탕에 구상화제(FeNiMg)를 첨가하여 구상화처리 한다(단계 S10).
하기의 표 1은 구상화제의 조성비 및 입도를 나타낸 것으로, 구상화제는 래들에 수강된 주철용탕 1톤당 8~12㎏이 첨가되며, 이렇게 구상화제가 첨가된 주철용탕은 통상의 방법에 의해 구상화처리 된다.

구상화제
 화학성분(wt/%) 규격(㎜)
Si Ca Ni Mg Al Re Fe 100~150
1.0~2.0 0.2~0.4 60~65 15.0~17.5 0.2↓ 0.001↓ 잔부
구상화제의 조성비 및 입도
여기서 주철용탕 1톤에 대하여 8㎏ 미만의 구상화제를 첨가하면, 흑연의 구상화율이 저하된다. 그리고 주철용탕 1톤에 대하여 12㎏을 초과하게 되면, 조대한 흑연 생성 및 구상화제에 포함된 성분의 영향으로 목표 성분이 바뀌게 되어 제품에 이상이 생기는 문제가 발생한다.
주철용탕에 대한 구상화처리가 완료되면(단계 S10), 슬래그를 배제한 후, 구상화처리된 주철용탕에 제 1 접종제(FeSi)를 첨가한다(단계 S20).
하기의 표 2는 제 1 접종제의 조성비 및 입도를 나타낸 것으로, 제 1 접종제는 래들에 수강된 주철용탕 1톤당 2~6㎏이 첨가되며, 이렇게 제 1 접종제가 첨가된 주철 용탕은 목표한 주입 온도(TL+60~100℃)에 도달하기까지 용탕 온도를 측정하고, 래들내에서 Ar가스로 교반 시키면서 래들에 수강된 상태로 대기한다.

제 1 접종제
 화학성분(wt/%) 규격(㎜)
Si Ca Al Fe 3~10
74~76 1.0~1.5 1.0~1.5 잔부
제 1 접종제의 조성비 및 입도
전술한 바와 같이 제 1 접종제의 첨가가 완료되면(단계 S20), 구상화처리 및 제 1 접종제가 첨가된 주철용탕에 제 2 접종제(FeSiBi)를 첨가한다(단계 S30).
하기의 표 3은 제 2 접종제의 조성비 및 입도를 나타낸 것으로, 제 2 접종제는 래들에 수강된 주철용탕 1톤당 1~3㎏이 첨가되며, 제 2 접종제는 용탕 주입 목표 온도(TL+60~100℃)에 도달시 즉, 용탕을 몰드에 주입하기 직전에 투입한다.

제 2 접종제
 화학성분(wt/%) 규격(㎜)
Si Ca Al Bi, Ce Fe 0.2~2
62~66 1.8~2.4 0.1↓ 0.8~1.2 잔부
제 2 접종제의 조성비 및 입도
여기서 주철용탕 1톤에 대하여 투입되는 접종제의 총량은 4~8㎏로를 유지하여야 한다. 용탕 1톤에 4kg 미만의 접종제를 투입하면, 흑연을 생성하는 seed가 부족하게 되고 흑연 분율 및 입수가 현저하게 저하된다.
그리고 용탕 1톤에 대하여 8㎏을 초과하여 접종제를 투입시 흑연 분포는 증가하지만, 상대적으로 탄화물의 분율이 급격하게 감소하여 제품의 경도 저하 및 내마모성이 저하된다.
또한 접종제의 총 합이 4~8kg 이내에 포함이 되더라도 각 접종제의 투입량에 따라 흑연분포가 달라지게 되며, 구상 흑연이 최적의 분포를 나타내는 접종제 투입량의 조합을 구성하였다.
이와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 구상흑연주철은 도 2에 나타낸 바와 같이 기존의 구상흑연주철에 비해 흑연 분율 및 흑연 입수가 증가한 것을 확인할 수 있으며, 흑연 분율의 증가로 조대한 탄화물이 감소함과 아울러 미세한 탄화물이 분포하는 것을 확인할 수 있다.
상기와 같은 구상흑연주철의 제조방법은 위에서 설명된 실시 예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims (4)

  1. 주철용탕을 래들로 출탕 한 후, 상기 주철용탕에 구상화제를 첨가하여 상기 주철용탕을 구상화처리 하는 구상화처리 단계(S10);
    구상화처리된 상기 주철용탕의 슬래그를 배제한 후, 제 1 접종제를 상기 주철용탕에 첨가하여 접종처리 하는 제 1 접종처리 단계(S20); 및
    상기 제 1 접종제가 첨가된 상기 주철용탕을 몰드에 주입하기 직전에 제 2 접종제를 첨가하여 접종처리 하는 제 2 접종처리 단계(S30);를 포함하는 구상흑연주철의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S10)에서의 상기 구상화제는 상기 래들에 수강된 상기 주철용탕 1톤당 8~12㎏이 첨가되는 구상흑연주철의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S20)에서의 상기 제 1 접종제는 상기 래들에 수강된 상기 주철용탕 1톤당 2~6㎏이 첨가되는 구상흑연주철의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S30)에서의 상기 제 2 접종제는 상기 래들에 수강된 상기 주철용탕 1톤당 1~3㎏이 첨가되는 구상흑연주철의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113088803A (zh) * 2021-03-25 2021-07-09 共享装备股份有限公司 一种控制球墨铸铁球化的工艺方法

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