KR20190064593A - 연속 주조법 - Google Patents

Abstract

[과제] 응고쉘로의 이물 혼입에 기인하는 냉연 강판에서의 표면 결함을 안정적으로 현저하게 저감하는 것이 가능한 연속 주조 기술을 제공한다.
[해결 수단] 침지 노즐(30)의 토출 구멍(31)으로부터 하기 (A) 및 (B)의 조건으로 용강을 몰드 내에 토출하는 동시에, 적어도 장변 방향 중앙 위치의 응고쉘 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역의 용강에, 쌍방의 장변측에서 서로 반대 방향의 장변 방향 흐름이 생기도록 전자 교반(EMS)을 행하는, 강의 연속 주조 방법.
(A) 침지 노즐 토출 구멍(31)으로부터의 토출 연장선(52)이 몰드 내의 탕면(41)과 점 P에서 교차되고, 상기 점 P의 위치가, 0.15≤M/W≤0.45를 충족하는 조건.
(B) 0≤L-0.17Vi≤350을 충족하는 조건(여기서, L의 단위는 ㎜이고, Vi는 출구 개구부(32)에서의 용강의 토출 속도(㎜/s)이다).

Description

연속 주조법

본 발명은 전자 교반(EMS)을 이용한 강(鋼)의 연속 주조 방법에 관한 것이다.

강의 연속 주조법으로서는, 2개의 토출 구멍을 갖는 침지 노즐을 사용하여, 용강(溶鋼)을 몰드(주형) 중에 주입하는 수법이 널리 채용되고 있다. 침지 노즐로부터 토출되는 용강 중에는 기포나 비금속 입자 등이 불가피하게 혼입되어 있다. 대표적인 기포로서는 아르곤 가스 기포를 들 수 있다. 아르곤은, VOD나 AOD의 정련(精鍊) 공정에서 용강 중에 취입되거나, 턴디쉬(tundish)의 차폐 가스로서 사용되거나, 노즐 폐색을 방지하기 위해서 의도적으로 용강 유로 내에 첨가되거나 하지만, 용강 중으로 거의 용해되지 않기 때문에, 몰드 내에 기포로서 혼입되기 쉽다. 비금속 입자는 주로, 정련용 슬래그, 정련 과정에서 생성되는 탈산 생성물, 레이들이나 턴디쉬의 구성 재료인 내화물, 턴디쉬의 탕면(湯面) 위에 존재하고 있던 파우더 등의 일부가 용강 중에 휩쓸려, 침지 노즐로부터 용강과 함께 몰드 중에 유입되는 것이다. 한편, 몰드 내의 용강의 탕면 위에는 몰드 파우더가 첨가된다. 몰드 파우더는 통상, 탕면 위에 떠서 용강 표면을 덮고 있으며, 주편(鑄片)과 몰드의 윤활 작용, 보온, 산화 방지 등의 기능을 가지는 동시에, 탕면에 부상한 비금속 입자를 트랩하는 작용도 있다.

몰드 내의 용강 중에 유입되어 온 기포나 비금속 입자는, 용강류(溶鋼流)에 수반하여 몰드 내를 부유하지만, 비교적 사이즈가 큰 것은 탕면 가까이에 부상하기 쉽고, 이것들은 초기에 형성되는 응고쉘(주편의 표층부) 속으로 들어가는 경우가 있다. 또한, 탕면 위의 몰드 파우더도, 초기의 응고쉘 내에 들어가는 경우가 있다. 이하, 응고쉘 내에 들어갈 수 있는 용강 중의 기포, 비금속 입자, 몰드 파우더 등의 물질, 또는 이미 응고쉘 내에 들어간 이들 물질을 「이물」이라고 부른다. 응고쉘 내로의 이물 혼입은, 열간 압연이나 냉간 압연의 공정을 거쳐 강판의 표면에 결함(흠집)을 형성하는 요인이 된다.

강의 연속 주조에서는, 응고쉘로의 이물 혼입을 억제하는 조치로서 전자 교반(EMS; Electro-Magnetic Stirrer)이 유효하여, 널리 이용되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 등). 전자 교반에 의해 몰드 내의 응고쉘 근방의 용강을 강제적으로 유동시킴으로써, 응고쉘 내에 이물이 포착되기 어려워지는 것이 경험적으로 확인되고 있다.

또한, 몰드 내의 탕면 온도가 저하되면, 탕면과 몰드가 접하는 위치에서, 초기의 응고쉘이 탕면으로부터의 열제거(拔熱; Heat Removal)에 영향을 받아 경시적으로 불균일한 두께로 형성되기 쉬워진다고 생각된다. 이 불균일한 초기의 응고쉘은 손톱 형상의 단면을 나타내면서 몰드 표면을 따라 하강하고, 이것이 응고쉘로의 이물의 휩쓸림을 증대시키는 요인이 된다. 따라서, 탕면의 온도를 높게 유지하는 것도 응고쉘 내로의 이물 혼입을 억제하는데 유효하다.

특허문헌 2에는, 침지 노즐의 토출 각도를 수평 상향 5도에서 30도의 범위로하는 것이 기재되어 있다(특허문헌 2 단락 0013). 주조 속도가 약 0.9m/min 이하와 같이 작은 경우에는, 단변으로부터 침지 노즐로 향하는 반전류가 작으므로(동일 문헌 단락 0021), 통상의 급탕에서는 메니스커스 근방의 용강 온도를 고온으로 유지할 수 없다. 따라서, 노즐의 토출 각도를 수평 방향에 대해 상향으로 하여 메니스커스로의 열 공급을 촉진함으로써 문제를 해결하고 있다(동일 문헌 단락 0022). 용강이 침지 노즐로부터 상향으로 토출되면 직접 메니스커스로 향하는 흐름이 발생하여, 주형에 의해 냉각되지 않은 용강이 메니스커스에 공급되어, 메니스커스의 온도가 상승한다고 한다(동일 문헌 단락 0023).

또한 특허문헌 2에는, 주조 속도가 약 0.9 내지 1.3m/min인 경우나, 약 1.3m/min 이상과 같이 큰 경우에, 양측의 장변면에서 동일 방향의 전자 교반을 행하여, 단변으로부터의 반전류를 가속 또는 감속함으로써, 메니스커스 근방의 용강 온도를 고온으로 유지하는 수법이 개시되어 있다(동일 문헌 단락 0025 내지 0029). 이 경우, 토출 각도는 비교적 작게 해도 좋다고 교시되고(동일 문헌 단락 0029), 실시예에서는 상향 5°가 채용되어 있다(동일 문헌 표 2). 상향 5°일 때에는, 침지 노즐로부터의 토출류(吐出流)는 몰드의 단변면으로 향하고, 탕면 위에는 단변으로부터의 반전류가 흘러든다.

일본 공개특허공보 특개2004-98082호 일본 공개특허공보 특개평10-166120호

특허문헌 2의 개시에 의하면, 연속 주조시에 침지 노즐로부터의 용강 토출 각도를 상향으로 하는 동시에, 적절한 전자 교반을 행함으로써, 표면 청정성이 우수하고, 표면 균열이 없는 주편이 얻어진다고 한다. 그러나, 본 발명자들은 많은 용제(溶製) 실험의 결과, 주편의 단계에서 표면 성상이 양호하다고 간주되는 경우라도, 냉연 강판으로까지 가공된 단계에서 현재화(顯在化)하는 표면 결함을 안정적으로 현저하게 저감할 수 있다고는 할 수 없는 것을 경험하고 있다. 예를 들어, 토출 각도를 상향 5° 정도로 해서 전자 교반(EMS)을 병용하는 방법에서는, 주조 속도가 0.9m/mim 이상으로 커도(즉, 토출 유량이 비교적 많아도), 응고쉘로의 이물 혼입에 기인하는 냉연 강판에서의 표면 결함은 충분히 저감되지 않는 경우가 있어, 반드시 강판의 품질 개선 및 수율 개선에는 이르지 않는다. 또한, 침지 노즐의 토출 각도를 예를 들어 수평 상향 30도 정도로까지 높이고, 또한 전자 교반(EMS)을 병용했다고 해도, 마찬가지로, 이물 혼입에 기인하는 냉연 강판에서의 표면 결함을 안정적으로 현저하게 저감시킬 수 있다고는 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 특히 용강이 스테인리스강인 경우에는, 충분한 개선 효과를 얻는 것은, 한층 더 어렵다. 스테인리스 강판의 경우는 보통 강판에 비해 미려한 표면 외관을 중시하는 용도가 많아, 표면 성상의 개선에 대한 요구 기준도 일반적으로 높다. 그것도, 종래의 기술의 적용만으로는 스테인리스강에 있어서 충분한 개선 효과를 얻는 것이 어려운 요인 중 하나가 되고 있다고 생각된다.

본 발명은, 스테인리스 용강의 연속 주조에 적용한 경우라도, 응고쉘로의 이물 혼입에 기인하는 냉연 강판에서의 표면 결함을 안정적으로 현저하게 저감하는 것이 가능한 연속 주조 기술을 제공하려고 하는 것이다.

강의 연속 주조에 있어서, 일반적으로 몰드 내 용강의 탕면의 온도 저하를 방지하는 것은, 응고쉘로의 이물 혼입의 저감에 유효한 것으로 알려져 있다. 그러나, 이것만으로는 전자 교반을 병용해도 상기 목적을 실현하는 것은 어렵다. 발명자들은 상세한 검토 결과, 침지 노즐로부터 용강을 직접 탕면을 향해서 토출하는 수법을 이용하여, 침지 노즐로부터 토출된 용강류 중, 탕면에 도달하기 전에 몰드 단변면으로 향해버리는 용강류를 엄격히 제한하는 것이, 응고쉘로의 이물 혼입의 억제에 극히 효과적인 것을 발견했다. 이때, 침지 노즐로부터 토출된 용강류가 탕면에 도달하기까지의 시간이 너무 길어지지 않도록 토출 조건을 제어하고, 또한 전자 교반(EMS)를 병용하는 것이 중요하다. 또한, 침지 노즐로부터 토출된 용강류가 가능한 한 퍼지지 않고 직접 탕면으로 수속(收束)해서 향하게 하는 것이, 탕면 온도의 확보에는 유리해진다.

단, 강의 연속 주조에 있어서 침지 노즐로부터의 토출류의 방향을 직접 탕면에 향하게 하는 조업을 영업 생산에서 실제로 행하는 것은 용이하지 않다. 이러한 토출 방법이면 탕면의 물결침이 심해지므로, 응고쉘의 형성 두께가 불균일해지거나 몰드 파우더를 응고쉘에 휩쓸리게 하거나 하는 폐해가 현저하게 나타날 우려가 있기 때문이다. 이 경우, 토출 속도를 저감시키면 탕면의 물결침은 억제된다. 그러나 반면, 토출 속도의 저하는 역으로 탕면 온도의 저하로 이어지기 쉽고, 또한, 생산성의 저하를 초래하는 요인이 된다. 본 발명자들은, 상기 폐해를 방지하면서 응고쉘로의 이물 혼입을 현저하게 저감시킬 수 있는 수법을 발견했다.

즉, 상기 목적을 달성하기 위하여, 이하의 발명을 개시한다.

[1] 수평면으로 절단한 몰드 내면의 윤곽 형상이 직사각형인 몰드를 사용하는 강의 연속 주조에 있어서, 상기 직사각형의 장변을 구성하는 2개의 몰드 내 벽면을 「장변면」, 단변을 구성하는 2개의 몰드 내 벽면을 「단변면」, 장변면에 평행인 수평 방향을 「장변 방향」, 단변면에 평행인 수평 방향을 「단변 방향」이라고 부를 때,

2개의 토출 구멍을 갖는 침지 노즐을, 몰드 내의 장변 방향 및 단변 방향의 중심에 설치하고, 상기 각 토출 구멍으로부터 각각 하기 (A) 및 (B)의 조건으로 용강을 몰드 내에 토출하는 동시에, 적어도 장변 방향 중앙 위치의 응고쉘 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역의 용강에, 쌍방의 장변측에서 서로 반대 방향의 장변 방향 흐름이 생기도록 전력을 인가하여 전자 교반(EMS)을 행하는, 강의 연속 주조 방법에 의해 달성된다.

(A) 침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부에서의 용강 토출류 중심축의 연장선(이하, 「토출 연장선」이라고 함)이 몰드 내의 탕면과 점 P에서 교차하고, 상기 점 P의 위치가 하기 수학식 1을 충족하도록, 침지 노즐 토출 구멍으로부터 용강을 수평보다 상향으로 토출한다.

[수학식 1]

0.15≤M/W≤0.45

여기서, W는 대향하는 단변의 탕면 높이에서의 거리(㎜), M은 대향하는 단변 사이의 장변 방향 중앙 위치로부터 상기 점 P까지의 장변 방향 거리(㎜)이다.

(B) 하기 수학식 2를 충족하도록, 침지 노즐 토출 구멍으로부터 용강을 토출한다.

[수학식 2]

0≤L-0.17Vi≤350

여기서, L은 침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부 중심 위치로부터 상기 점 P까지의 거리(㎜), Vi는 상기 토출 구멍의 출구 개구부에서의 용강의 토출 속도(㎜/s)이다.

[2] 침지 노즐의 2개의 토출 구멍은, 토출 방향에서 본 출구 개구부의 면적이 각각 950 내지 3,500㎟인, 상기 [1]에 기재된 연속 주조법.

[3] 상기 수학식 2의 L이 450㎜ 이하인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 연속 주조법.

[4] 주조 속도가 0.90m/min 이상인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 연속 주조법.

[5] 강이, C 함유량 0.12질량% 이하, Cr 함유량 10.5 내지 32.0질량%의 스테인리스강인, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 연속 주조법.

[6] 강이, 질량%로, C: 0.001 내지 0.080%, Si: 0.01 내지 1.00%, Mn : 0.01 내지 1.00%, Ni: 0 내지 0.60%, Cr: 10.5 내지 32.0%, Mo: 0 내지 2.50%, N: 0.001 내지 0.080%, Ti: 0 내지 1.00%, Nb: 0 내지 1.00% , V: 0 내지 1.00%, Zr: 0 내지 0.80%, Cu: 0 내지 0.80%, Al: 0 내지 0.30%, B: 0 내지 0.010%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강인, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 연속 주조법.

본 발명의 수법을 적용하면, 강의 연속 주조에서 불가피적으로 발생하는 응고쉘로의 이물 혼입을, 안정적으로 현저하게 저감하는 것이 가능해진다. 턴디쉬의 차폐 가스나 노즐 폐색 방지용 가스로서 아르곤 가스를 사용하는 경우에는, 아르곤 가스 기포가 이물로서 혼입되는 것을 현저하게 저감시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 주편이나 열연 강판의 표면에 특별한 기계적 또는 화학적 제거 가공을 실시하지 않고, 상기 이물에 기인하는 표면 결함이 극히 적은 고품질의 냉간 압연 강판을 얻을 수 있다. 본 발명의 연속 주조법은, 미려한 표면 외관이 요망되는 스테인리스강에 적용하면, 특히 효과적이다.

[도 1] 본 발명에 적용할 수 있는 연속 주조 장치에 대하여, 몰드 내의 용강의 탕면 높이에서 수평면으로 절단한 단면 구조를 모식적으로 예시한 단면도.
[도 2] 본 발명에 적용할 수 있는 연속 주조 장치에 대하여, 대향하는 장변면의 중앙 위치를 통과하는 평면으로 절단한 단면 구조를 모식적으로 예시한 단면도.
[도 3] 전자 교반을 사용한 방법으로 얻어진 본 발명에 따르는 페라이트계 스테인리스강의 연속 주조 슬라브에 대한 주조 방향에 수직인 단면의 금속 조직 사진.
[도 4] 전자 교반을 사용하지 않는 방법으로 얻어진 페라이트계 스테인리스강의 연속 주조 슬라브에 대한 주조 방향에 수직인 단면의 금속 조직 사진.

도 1에, 본 발명에 적용할 수 있는 연속 주조 장치에 대하여, 몰드 내 용강의 탕면 높이에서의 수평면으로 절단한 단면 구조를 모식적으로 예시한다. 「탕면」은 용강의 액면이다. 탕면 위에는 통상, 몰드 파우더층이 형성되어 있다. 대향하는 2쌍의 몰드(11A, 11B), (21A, 22B)에 둘러싸인 영역의 중앙에 침지 노즐(30)이 설치되어 있다. 침지 노즐은 탕면보다 하방에 2개의 토출 구멍을 갖고 있으며, 이들 토출 구멍으로부터 용강(40)이 몰드 내부에 연속 공급되어, 몰드 내의 소정 높이 위치에 탕면이 형성된다. 수평면으로 절단한 몰드 내 벽면의 윤곽 형상은 직사각형이고, 도 1 중에는 직사각형의 장변을 구성하는 「장변면」을 부호 12A, 12B로, 단변을 구성하는 「단변면」을 부호 22A, 22B로 표시하고 있다. 또한, 장변면에 평행인 수평 방향을 「장변 방향」, 단변면에 평행인 수평 방향을 「단변 방향」이라고 부른다. 도 1 중에는 하얀색 화살표에 의해 장변 방향을 부호 10으로, 단변 방향을 부호 20으로 표시하고 있다. 탕면 높이에 있어서, 장변면(12A)과 장변면(12B)의 거리는 예를 들어 150 내지 300㎜, 단변면(22A)과 단변면(22B)의 거리(후술하는 도 2의 W)는 예를 들어 600 내지 2,000㎜이다.

몰드(11A) 및 몰드(11B)의 뒷면에는 각각 전자 교반 장치(70A) 및 전자 교반 장치(70B)가 설치되어, 적어도 장변면(12A) 및 장변면(12B)의 표면을 따라 형성되는 응고쉘의 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역에 있어서, 용강에 장변 방향의 유동력을 부여할 수 있도록 되어있다. 여기서, 「깊이」는 탕면의 높이 위치를 기준으로 한 깊이이다. 연속 주조 중, 탕면은 다소 흔들리지만, 본 명세서에서는 평균 탕면 높이를 탕면의 위치로 한다. 응고쉘의 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역은, 주조 속도나 몰드로부터의 열제거 속도(Rate of Heat removal)에도 의하지만, 일반적으로는 탕면으로부터의 깊이가 300㎜ 이하인 범위 내에 존재한다. 따라서, 전자 교반 장치(70A, 70B)는 탕면으로부터 300㎜ 깊이 정도까지의 용강에 유동력을 부여할 수 있는 위치에 설치되어 있다.

도 1 중에는, 응고쉘의 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역에 있어서 전자 교반 장치(70A 및 70B)의 전자력에 의해 발생하는 장변면 근방의 용강류 방향을, 각각 검은색 화살표(60A 및 60B)로 나타내고 있다. 전자 교반에 의한 유동 동향은, 쌍방의 장변측에서 서로 반대 방향의 장변 방향 흐름이 생기도록 한다. 이 경우, 응고쉘 두께가 10㎜ 정도가 될 때까지의 깊이 영역에서, 이미 형성된 응고쉘에 접촉하는 용강의 수평 방향 흐름이, 몰드 내에서 소용돌이를 그리는 듯한 흐름이 된다. 이 와류는, 침지 노즐로부터의 토출류를 후술하는 바와 같이 컨트롤함으로써, 정체를 발생시키지 않고 원활하게 유지되고, 응고쉘에 구속될 것 같이 된 용강 중의 이물을 다시 용강 중으로 씻어 없애는 작용이 장변 방향 및 단변 방향의 전체에 걸쳐 현저하게 발휘된다. 이것에 의해, 주조 중의 이물 혼입에 기인하는 결함이 매우 적은 강판 제품을 안정적으로 제조하는 것이 가능해진다.

도 2에, 본 발명에 적용할 수 있는 연속 주조 장치에 대하여, 대향하는 장변면의 중앙 위치를 통과하는 평면으로 절단한 단면 구조를 모식적으로 예시한다. 도 2 중에는 흰색 화살표에 의해 장변 방향을 부호 10으로 나타내고 있다. 침지 노즐(30)의 중심 위치에 대하여 좌우 대칭의 단면 구조를 갖기 때문에, 침지 노즐(30)과 한쪽의 단변측 몰드(21B)를 포함하는 부분을 나타냈다. 도 2 중의 W는 대향하는 단변면의 탕면 높이에서의 거리를 의미한다. 침지 노즐의 중심 위치와 한쪽의 단변면(22B)의 거리는 0.5W이다. 침지 노즐(30)은, 장변 방향의 양측에 토출 구멍(31)을 갖고 있다. 토출 구멍(31)은, 용강의 토출 방향(51)이 수평면에 대하여 상향이 되도록 만들어져 있다. 이 수평면과 토출 방향(51)이 이루는 각도 θ를 토출각이라고 부른다. 토출 구멍(31)의 출구 개구부(32)로부터 나온 용강 토출류는, 어느 정도 확산되면서 용강(40) 중을 나아가지만, 출구 개구부(32)의 위치에서의 토출 유속(流束)의 중심을 「토출류 중심축」이라고 부를 때, 토출류 중심축의 용강이 향하는 방향을 「토출 방향」으로서 정할 수 있다. 출구 개구부(32) 위치에서의 토출 유속(流束)의 중심점을 출발점으로 하여, 그 출발점으로부터 토출 방향으로 연장되는 직선을 「토출류 중심축의 연장선」으로 정의한다. 이하, 토출류 중심축의 연장선을 「토출 연장선」이라고 부른다. 도 2 중에 토출 연장선을 부호 52로 나타내고 있다. 또한, 토출 연장선(52)과 탕면(41)의 교점을 점 P로 한다.

본 발명에서는, 2개의 토출 구멍(31) 중 어느 쪽에 있어서도, 토출 연장선(52)과 탕면(41)의 교점 P의 위치가 하기 수학식 1을 충족하도록, 침지 노즐 토출 구멍으로부터 용강을 수평보다 상향으로 토출한다.

[수학식 1]

0.15≤M/W≤0.45

여기서, W는 대향하는 단변의 탕면 높이에서의 거리(㎜), M은 대향하는 단변 사이의 장변 방향 중앙 위치로부터 상기 점 P까지의 장변 방향 거리(㎜)이다.

상기 수학식 1을 충족할 때, 도 2에서 점 P의 위치는, M이 0.15W 이상 0.45W 이하가 되는 범위에 있다. 이와 같은 토출 방향으로 한 경우에, 탕면 전체에 토출 용강으로부터의 열을 효율적으로 널리 퍼지게 할 수 있어, 탕면 전체의 온도를 높게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 수학식 1을 충족하는 토출류는, 전자 교반에 의한 상기한 와류의 형성을 저해하기 어려운 것을 알 수 있었다. 이것에 의해 원활한 와류가 유지되어, 응고쉘로의 이물의 휩쓸림 억제 효과가 현저하게 향상된다. M/W가 0.15보다 작은 경우(즉, M이 0.15W보다 작은 경우)에는, 단변면 근방의 탕면에 토출류가 도달할 때까지의 시간이 길어져, 단변면 근방에서 탕면 온도가 저하되기 쉽다. 탕면 온도의 저하는 손톱 형상의 단면을 갖는 불균일한 초기 응고쉘의 생성을 초래하여, 이물의 휩쓸림을 증대시키는 요인이 된다. 한편, M/W가 0.45를 초과하여 큰 경우(즉, M이 0.45W를 초과하여 큰 경우)에는, 장변 방향 중앙 부근의 탕면 온도가 저하될 뿐만 아니라, 침지 노즐로부터의 토출류 중, 직접 탕면에 도달하지 않고 단변면으로 향하는 흐름이 증가함으로써, 탕면 전체의 평균 온도도 저하되게 된다. 또한, 단변면으로 향하는 토출류의 흐름은, 전자 교반에 의해 발생하는 와류를 흩뜨리는 요인이 된다. 이 경우, 전자 교반류가 국소적으로 불안정해져, 그 흐름이 정체 기미가 된 개소에서 응고쉘 표면에서의 이물의 구속이 발생하기 쉬워진다.

또한, 상기 수학식 1 대신, 다음 수학식 1'를 충족하는 조건을 적용하는 것이 한층 효과적이다.

[수학식 1']

0.20≤M/W≤0.40

또한, 2개의 토출 구멍(31) 중 어느 것에 있어서도, 하기 수학식 2를 충족하도록, 침지 노즐 토출 구멍으로부터 용강을 토출하는 것이 중요하다.

[수학식 2]

0≤L-0.17Vi≤350

여기서, L은 침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부 중심 위치로부터 상기 점 P까지의 거리(㎜), Vi는 상기 토출 구멍의 출구 개구부에서의 용강의 토출 속도(㎜/s)이다. 출구 개구부 중심 위치는, 출구 개구부(32) 위치에서의 토출 유속(流束)의 중심점, 즉, 토출 연장선의 출발점이다.

도 2 중에 L을 표시하고 있다. Vi에 대해서는, 상기 토출 구멍으로부터의 단위 시간당 용강 토출량(㎣/s)을, 토출 방향(토출 연장선의 방향)에서 본 출구 개구부의 면적(㎟)으로 나눔으로써 정해지는 평균 토출 속도(㎜/s)의 값을 채용할 수 있다. 연속 주조용 몰드는 응고 수축을 고려하여 상단으로부터 하단을 향해 내면의 단면 치수가 약간 작아지도록 테이퍼가 붙여져 있는 경우도 있다. 이러한 경우에도, Vi를 산출하기 위해서 주조 속도와 몰드 치수로부터 단위 시간당 용강 토출량을 구할 때에는, 탕면 높이에서의 몰드 치수를 채용해도 문제 없다. 침지 노즐로부터 토출된 용강은, 탕면에 도달할 때까지의 시간이 길어질수록, 탕면 도달 시점에서의 온도는 낮아진다. 탕면에 도달할 때까지의 시간은, 토출 구멍의 출구로부터 탕면까지의 거리(L), 및 토출 속도 Vi 외에, 용강 중에서의 감속의 영향을 가미하여 평가할 필요가 있다. 수학식 2 중의 L-0.17Vi는, 상기 각 요인을 고려한 온도 저하 지표이다. 발명자들은 많은 용제 충전을 이용한 실험 결과에 기초하여, 수학식 2를 충족하는 조건으로 함으로써, 탕면 온도를 안정적으로 높게 유지할 수 있고, 응고쉘로의 이물의 휩쓸림이 안정적으로 저감되는 것을 발견했다. 그러나 상기 수학식 1을 충족하는 토출 방향으로 하는 것이 수학식 2를 적용하기 위한 전제 조건이 된다.

수학식 2 중의 L-0.17Vi값이 작을수록, 탕면 온도를 높게 유지하는 데에 유리해진다. 단, L-0.17Vi값이 0보다 작아지면 토출류가 직접 탕면에 도달하는 것에 기인하는 탕면의 물결침이 과대해져, 탕면 위에 존재하는 몰드 파우더를 응고쉘 중에 이물로서 휩쓸리게 할 가능성이 급증한다. 한편, L-0.17Vi값이 350을 초과하는 토출 조건에서는 탕면에 도달할 때까지 토출류 온도의 저하가 커져, 토출 방향이 상기 수학식 1을 충족하는 토출 방향이어도, 탕면 온도를 높게 유지하는 것에 의한 응고쉘로의 이물의 휩쓸림 억제 효과가 약해진다.

또한, 상기 수학식 2 대신, 하기 수학식 2'를 충족하는 조건을 적용하는 것이 한층 효과적이다.

[수학식 2']

20≤L-0.17Vi≤300

수학식 1 또는 수학식 1'를 충족하는 토출 조건으로 조정하기 위해서는, 침지 노즐의 토출 각도, 침지 노즐의 침지 깊이를 컨트롤하면 좋다. 또한 수학식 2 또는 수학식 2'를 충족하는 토출 조건으로 조정하기 위해서는, 토출 속도 Vi를 추가로 컨트롤하면 좋다. 토출 속도 Vi는 토출 개구부의 사이즈(토출 방향에서 본 출구 개구부의 면적) 및 단위 시간당 용강 토출량에 의존한다.

침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부의 사이즈는, 토출 속도 Vi에 영향을 미칠뿐만 아니라, 토출 유속(流束)의 확산법에도 영향을 미친다. 발명자들의 검토에 의하면, 출구 개구부의 사이즈가 작은 토출 구멍을 갖는 침지 노즐을 사용함으로써, 동일한 토출 유량을 확보하는데 있어서의 토출 속도 Vi를 크게 할 수 있는 것에 더해, 토출 유속(流束)의 확산을 억제하는데도 유리해지는 것을 알 수 있었다. 토출 유속의 확산이 작을수록, 전자 교반에 의해 발생하는 용강류와 간섭하기 어려워지고, 안정된 와류를 형성하기 위해 필요한 전자 교반의 전력도 작아도 된다. 따라서, 출구 개구부의 사이즈가 작은 침지 노즐을 사용하는 것은, 전자 교반 조건의 설정 자유도를 확대하는데 극히 효과적이다. 다양한 검토의 결과, 토출 방향(토출 연장선의 방향)에서 본 출구 개구부의 면적이 950 내지 3,500㎟인 토출 구멍을 2개 구비한 침지 노즐을 적용하는 것이 보다 바람직하다. 950 내지 3,000㎟인 것이 보다 효과적이다. 출구 개구부의 면적이 950 미만이 되면 노즐 폐색 등의 트러블이 발생하기 쉬워진다.

또한, 상기 수학식 2의 L(침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부 중심 위치로부터 상기 점 P까지의 거리)이 길어지면, 토출류의 확산에 의한 영향이 커지기 쉽다. 여러가지로 검토한 결과, L이 450㎜ 이하가 되는 조건으로 토출시킨 경우에, 전자 교반에 의해 형성되는 와류에 대한 간섭이 작아짐으로써, 전자 교반류에 의한 이물의 세척 효과가 보다 현저해지고, 냉연 강판에서의 표면 결함의 현재화(顯在化)를 한층 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있었다. 단, L이 너무 작아지면 수학식 2를 충족하기 위한 토출 속도 Vi의 자유도가 작아져 버린다. L은 200㎜ 이상을 확보하는 것이 바람직하다. 출구 개구부의 면적이 상기한 바와 같이 조정되어 있는 침지 노즐을 사용하여, 또한 상기 L을 450㎜ 이하로 하는 것이 보다 한층 효과적이다.

종래, 주조 속도가 큰 경우에는, 그에 수반하여 토출 속도도 커지기 때문에, 상향의 토출 각도를 크게 하여 직접 탕면을 향해서 토출하는 것은 곤란하다고 여겨져왔다. 그러나, 수학식 2를 충족하는 토출 조건으로 하면, 탕면의 물결침이 심해지지 않는 범위에서 충분한 토출량을 확보할 수 있다. 따라서, 주조 속도가 큰 경우에도 탕면 온도의 고온화·균일화에 의해 응고쉘로의 이물의 휩쓸림을 현저하게 억제할 수 있다. 특히, 본 발명은 주조 속도가 0.90m/min 이상, 또는 0.90m/min을 초과하는 주조 속도에 있어서도 우수한 효과를 발휘한다. 주조 속도의 상한은 설비 능력에 의존하지만, 통상, 1.80m/min 이하로 하면 좋고, 1.60m/min 이하로 관리해도 좋다.

전자 교반에 의한 용강 유동 속도에 대해서는, 장변 방향 중앙 위치에서의 응고쉘의 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역에서, 응고쉘 표면이 접하는 용강의 장변 방향 평균 유속이 예를 들면 100 내지 600㎜/s가 되도록 하면 좋다. 200 내지 400㎜/s가 되도록 관리해도 좋다. 응고쉘 표면이 접하는 용강의 장변 방향 유속은, 용제된 주편에 대해, 주조 방향에 수직인 단면의 금속 조직을 조사함으로써 확인할 수 있다.

도 3에, 전자 교반을 사용한 방법으로 얻어진 본 발명에 따른 페라이트계 스테인리스강의 연속 주조 슬라브에 대해, 주조 방향에 수직인 단면의 금속 조직 사진을 예시한다. 사진 상부의 단면이 몰드 장변면에 접촉하여 얻어진 표면(주조 슬라브 두께 방향 단부의 표면)이며, 사진의 가로 방향이 주조시의 장변 방향에 상당한다. 관찰 시료는 장변 방향 중앙부 부근에서 채취했다. 스케일(Scale)의 1눈금은 1㎜이다. 용융 금속이 주형에 대하여 유동하고 있는 경우, 흐름의 상류측으로 경사져서 결정의 응고가 진행되고, 유속이 클수록 결정 성장의 경사 각도는 커지는 것이 알려져 있다. 도 3의 예에서는 주상 결정의 성장 방향이 우측으로 경사져 있다. 따라서, 응고쉘에 접촉하는 용강은 사진의 오른쪽으로부터 왼쪽으로 흐르고 있던 것을 알 수 있다. 응고쉘에 접촉하는 용강의 유동 속도와 결정 성장의 경사 각도의 관계는, 예를 들면 회전하는 막대 형상의 열제거체를 사용한 응고 실험에 의해 알 수 있다. 미리 실험실 내 실험에 의해 구한 데이터에 기초하여, 연속 주조시의 응고쉘이 접촉하는 용강의 유속을 추정할 수 있다. 도 3의 예에서는, 표면으로부터 5 내지 10㎜의 거리에서의 주상 결정의 평균 경사 각도로부터, 응고쉘의 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역에서 응고쉘 표면이 접하는 용강의 장변 방향 평균 유속은 약 300㎜/s라고 추정된다. 또한, 오스테나이트계 스테인리스강의 경우는 덴드라이트 1차 암(arm)의 경사 각도를 읽어냄으로써 응고쉘 표면이 접하는 용강의 유속을 평가할 수 있다.

도 4에, 전자 교반을 사용하지 않는 방법으로 얻어진 페라이트계 스테인리스강의 연속 주조 슬라브 대하여, 주조 방향에 수직인 단면의 금속 조직 사진을 예시한다. 시료의 관찰 위치는 도 3과 동일하다. 스케일의 1눈금은 1㎜이다. 이 경우, 주상 결정의 성장 방향에 경사는 보이지 않는다. 즉, 이 주편의 응고쉘 두께가 5 내지 10㎜인 부분은, 용강의 장변 방향 흐름이 발생하고 있지 않은 상태에서 응고된 것임을 알 수 있다.

침지 노즐로부터의 토출 조건을 상기한 조건으로 컨트롤하는 것, 및 상기한 바와 같이 전자 교반(EMS)을 행하는 것 이외에는, 종래 일반적인 연속 주조의 수법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 몰드 내의 하부 영역에 다른 전자 교반 장치를 설치하여, 연직 상향의 용강류를 발생시키는 수법을 적용할 수도 있다. 이 경우, 응고쉘로의 이물의 혼입을 더욱 저감시키는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 연속 주조 방법은, 종래부터 연속 주조법을 적용하여 제조되고 있는 다양한 강종(鋼種)에 대해 유효하다. 그 중에서도, 미려한 표면 외관이 요구되는 경우가 많은 스테인리스강에 적용하면 보다 효과적이다. 스테인리스강이란, JIS G0203: 2009의 번호 3801에 규정되는 바와 같이, C 함유량 0.12질량% 이하, Cr 함유량 10.5% 이상인 합금강이다. 과잉의 Cr 함유는 제조성의 저하 및 코스트 상승을 초래하므로, Cr 함유량은 32.0질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 구체적인 스테인리강의 규격 강종으로서는, 예를 들어 JIS G4305: 2012에 나타나 있는 다양한 것을 들 수 있다.

구체적인 성분 조성으로서, 예를 들면, 질량%로, C: 0.001 내지 0.080%, Si: 0.01 내지 1.00%, Mn: 0.01 내지 1.00%, Ni: 0 내지 0.60%, Cr: 10.5 내지 32.0%, Mo: 0 내지 2.50%, N: 0.001 내지 0.080%, Ti: 0 내지 1.00%, Nb: 0 내지 1.00%, V: 0 내지 1.00%, Zr: 0 내지 0.80%, Cu: 0 내지 0.80%, Al: 0 내지 0.30%, B: 0 내지 0.010%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강을 예시할 수 있다. 특히 상기 페라이트계 스테인리스강 중에서도, C 함유량이 0.001 내지 0.030질량%, N 함유량이 0.001 내지 0.025질량%로 제한되는, 이른바 페라이트 단상계 강종에는 본 발명의 적용이 극히 유용하다. 이와 같은 저(低)C 저N의 페라이트계 강종에서는, 턴디쉬의 용강이 가능한 한 질소 성분과 접촉하지 않도록 조업 조건이 채용되지만, 질소 성분과의 접촉을 회피하는 수단으로서 턴디쉬 내의 기상부를 아르곤 가스로 차폐하는 조업을 행했을 때에도, 몰드 내로 들어가진 아르곤 가스 기포가 응고쉘에 휩쓸리는 것을 효과적으로 억지할 수 있다.

《실시예 1》

표 1에 나타내는 화학 조성의 페라이트계 스테인리스강을 연속 주조 장치에서 주조하여 주편(슬라브)을 제조하였다.

[표 1]

연속 주조 몰드 사이즈에 대해서는, 탕면 높이에 있어서, 단변 길이는 200㎜로 하고, 장변 길이(도 2의 W)는 700 내지 1650㎜의 범위 내로 설정했다. 몰드 하단에서의 치수는 응고 수축을 고려하여 상기보다도 약간 작게 되어 있다. 주조 속도는 0.50 내지 1.50m/min의 범위로 설정했다. 대향하는 양 장변의 몰드 뒷면에 각각 전자 교반 장치를 설치하고, 몰드 내의 탕면 근방의 깊이 위치로부터 약 200㎜ 깊이 위치까지의 용강에 장변 방향의 유동력을 부여하도록 전자 교반을 행하였다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 대향하는 양 장변측에서 유동 방향이 반대 방향이 되도록 했다. 각 예에 있어서 전자 교반력은 동일하게 했다. 응고쉘의 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역에서 응고쉘 표면이 접하는 용강의 장변 방향 평균 유속은, 양 장변면측 모두 장변 방향 중앙 위치에서 약 300㎜/s가 되도록 했다.

침지 노즐은, 장변 방향의 양측에 2개의 토출 구멍을 갖는 것을, 장변 방향 및 단변 방향의 중심 위치에 설치했다. 침지 노즐의 바깥 직경은 105㎜이다. 2개의 토출 구멍은, 노즐 중심을 지나 단변면에 평행인 평면에 대해서 대칭형이다. 토출 각도(도 2의 θ)는 상향 5 내지 45°의 범위 내로 설정했다. 토출 방향에서 본 1개의 토출 구멍의 출구 개구부의 면적은 2,304㎟이다(각 예 공통). 토출 연장선(도 2의 부호 52)은, 대향하는 장변면의 중앙 위치를 지나는 평면 위에 있다. 침지 노즐 중심으로부터 토출 연장선의 출발점까지의 반경(도 2의 R)은 52.5㎜이다.

표 2A, 표 2B에 주요 연속 주조 조건을 나타내고 있다. 표 2A, 표 2B의 예 번호는 표 1의 강 번호에 대응하고 있다. 여기에서는, 턴디쉬의 기상부에 차폐 가스로서 아르곤 가스를 사용한 조업예를 예시했다(각 예 공통). 침지 노즐의 침지 깊이를 변경함으로써, 침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부 깊이(도 2의 H, 즉, 출구 개구부 중심 위치의 탕면으로부터의 깊이)를 조정했다. 표 2 중의 「몰드 사이즈」는 탕면 높이에서의 사이즈이다. 표 2A, 표 2B 중의 「전자 교반 유속」은, 응고쉘의 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역에서 응고쉘 표면이 접하는 용강의 장변 방향 중앙 위치에서의 장변 방향 평균 유속이다.

토출 연장선이 탕면과 교차하지 않는 비교예도 있는 것을 고려하여, 표 2A, 표 2B에는, 기하학적 거리 M으로서 「대향하는 단변 사이의 장변 방향 중앙 위치로부터, 탕면을 포함하는 수평면과 토출 연장선과의 교점까지의 장변 방향 거리」를 나타내고, 또한 기하학적 거리 L로서 「침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부 중심 위치로부터, 탕면을 포함하는 수평면까지의 거리」를 나타내고 있다. 본 발명예의 경우에는, 표 2A, 표 2B 중의 기하학적 거리 M이 상기한 도 2의 M(대향하는 단변 사이의 장변 방향 중앙 위치로부터 점 P까지의 장변 방향 거리)에 상당하고, 기하학적 거리 L이 상기한 도 2의 L(침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부 중심 위치로부터 점 P까지의 거리)에 상당한다. 또한, 표 2A, 표 2B 중에는 수학식 1 및 수학식 2를 충족하는지 여부에 대하여, 각각 충족하는 경우를 ○표, 충족하지 않는 경우를 ×표로 나타내고 있다. 또한, 표 2A, 표 2B 중에 기재한 M/W 값이 0.50을 초과하는 것은, 토출 연장선이 탕면과 교차하지 않는 것을 의미한다.

표 2A의 번호 1을 예로, 수학식 1 중의 M/W 및 수학식 2 중의 L-0.17Vi의 산출예를 나타낸다. 도 2를 참조하면 알기 쉽다.

[수학식 1 M/W의 산출예]

표 2A의 번호1의 예에서는, 출구 개구부 깊이 H = 180㎜, 토출 각도 θ = 30°이므로, 기하학적 거리 M은 R+180/tanθ = 52.5+311.8 = 364.3㎜이다. 기하학적 거리 L은 H/sinθ = 180/0.5 = 360㎜이다. 대향하는 단변의 탕면 높이에서의 거리 W는 1,250㎜이기 때문에, M/W = 364.3/1,250 = 0.291이 된다. 이것은 상기 수학식 1을 충족한다.

[수학식 2 L-0.17Vi의 산출예]

표 2A의 번호1의 예에서는, 주조 속도는 1.00m/min = 16.67㎜/s, 탕면 높이에서의 몰드 치수는 200㎜×1,250㎜ = 250,000㎟, 토출 구멍의 수는 2개이기 때문에, 1개의 토출 구멍으로부터의 단위 시간당 용강 토출량은 250,000×16.67/2 = 2,083,750㎣/s이다. 토출 방향(토출 연장선의 방향)에서 본 출구 개구부의 면적은 2,304㎟이기 때문에, 출구 개구부에서의 용강의 토출 속도 Vi는 2,083,750/2,304 = 904.2㎜/s이 된다. 따라서, L-0.17Vi = 360-0.17×904.2 = 206.3이 된다. 이것은 상기 수학식 2를 충족한다.

얻어진 주편(연속 주조 슬라브)을, 일반적인 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 공정(열간 압연, 소둔, 산세, 냉간 압연, 소둔, 산세)으로 진행하여, 판 두께 1㎜의 냉연 소둔 강판의 코일을 제조하였다. 그 코일의 전체 길이에 걸쳐, 편측 표면 전체 폭의 표면 검사를 행하여, 코일의 길이 방향 1m마다 구분한 각 구간에 대하여, 그 구간 내에 표면 결함이 존재하는지 여부를 조사했다. 길이 1m의 구간 내에 1개라도 표면 결함이 존재하는 경우, 그 구간을 「표면 결함이 존재하는 구간」이라고 하고, 코일 전체 길이의 구간 총 수에서 차지하는 「표면 결함이 존재하는 구간」의 수의 비율을 상기 코일의 결함 발생률(%)로 했다. 표면 결함의 검출은, 통판 중의 코일 표면의 전체 폭에 레이저광을 조사하여 표면 형상의 이상을 검지하는 방법과, 육안 관찰을 병용하여, 검사 대상의 모든 코일에 대해 동일 기준으로 행하였다. 이 수법에서는, 연속 주조시에 응고쉘에 들어간 이물(비금속 입자, 기포, 파우더 등)에 기인하는 표면 결함을 정밀하게 검출할 수 있다. 상기의 결함 발생률이 2.5% 이하인 페라이트계 스테인리스강 냉연 소둔 강판은, 표면 외관이 중시되는 용도에 있어서도, 제품 수율이 큰 향상 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 결함 발생률이 2.5% 이하인 것을 합격(○ 평가), 그 이외를 불합격(× 평가)이라고 했다. 결과를 표 2A, 표 2B에 나타낸다.

[표 2A]

[표 2B]

전자 교반(EMS)을 이용하고, 또한 상기한 수학식 1 및 수학식 2를 충족하도록 침지 노즐 토출 구멍으로부터 수평 상향으로 용강을 토출시킨 본 발명예에서는, 모두 냉연 소둔 강판에서의 결함 발생률이 낮게 억제되어, 연속 주조시에 용강 중의 이물이 응고쉘로 휩쓸려 들어가는 현상을 안정적으로 현저하게 억제할 수 있는 효과가 확인되었다.

이에 반해, 번호 13 내지 18은 M/W가 0.45를 초과하는 토출 방향이며, 또한 L-0.17Vi가 과대했던 점으로부터, 탕면 온도를 충분히 높게 유지할 수 없었다. 그 결과, 이물 휩쓸림이 많아져 냉연 소둔 강판에서의 결함 발생률이 높았다. 번호 19는 침지 노즐의 침지 깊이가 얕았기 때문에 M/W가 0.15 미만이 되는 토출 방향이 되어, 단변에 가까운 개소에서 탕면 온도의 저하가 컸다. 그 결과, 이물 휩쓸림이 많아졌다. 번호 20, 21은 토출 속도 Vi가 비교적 낮은 것 치고는 L이 길고, L-0.17Vi이 과대해졌기 때문에 탕면 온도를 충분히 높게 유지할 수 없었다. 그 결과, 이물 휩쓸림이 많아졌다. 번호 24, 25는 토출 속도 Vi가 비교적 높은 것 치고는 L이 짧고, 탕면의 물결침이 컸기 때문에, 몰드 파우더의 휩쓸림이 많아졌다. 이 중 번호 24는 M/W가 0.15 미만이 되는 토출 방향이었기 때문에, 탕면 온도의 불균일이 증대하고, 이물의 휩쓸림이 한층 증대했다. 번호 27은 M/W가 0.45를 초과하는 토출 방향이었기 때문에, 탕면 온도를 충분히 높게 유지할 수 없었다. 그 결과, 이물 휩쓸림이 많아졌다.

《실시예 2》

표 2A에 나타낸 일부의 용제 충전을 이용하여, 이물 휩쓸림 억제 효과에 미치는 전자 교반의 영향을 조사했다. 표 3에, 연속 주조 조건 및 냉연 소둔 강판의 결함 발생 상황을 나타내고 있다. 표시 항목은 전술한 표 2A와 동일하다. 여기서, 표 3 중의 예 번호의 숫자 부분이, 표 2A 중의 예 번호의 숫자에 대응하고 있고, 그 숫자가 같은 예는 모두 동일 용제 충전이다. 같은 용제 충전으로 전자 교반 조건만을 단계적으로 변화시켜, 각각의 전자 교반 조건 하에서 제조한 주편(연속 주조 슬라브)을 사용하여 실시예 1과 동일하게 냉연 소둔 강판의 코일을 제조하고, 표면 검사를 행하였다. 검사 방법도 실시예 1과 동일하다. 표 3 중의 전자 교반 유속이 300㎜/s인 예는, 표 2A에 게재한 예의 재게시이다. 전자 교반 유속이 0㎜/s인 예는, 전자 교반을 행하고 있지 않은 것을 의미한다.

[표 3]

상기한 수학식 1 및 수학식 2를 충족하는 조건을 채용해도, 전자 교반을 행하지 않는 경우에는, 이물 휩쓸림의 억제 효과가 충분히 발휘되지 않는 것을 알 수 있다.

10 장변 방향
11A, 11B 몰드
12A, 12B 장변면
20 단변 방향
21A, 21B 몰드
22A, 22B 단변면
30 침지 노즐
31 토출 구멍
32 토출 구멍의 출구 개구부
40 용강
41 탕면
42 응고쉘
51 토출 방향
52 토출 연장선
60A, 60B 전자 교반에 의한 용강류 방향
70A, 70B 전자 교반 장치

Claims (6)

1. 수평면으로 절단한 몰드 내면의 윤곽 형상이 직사각형인 몰드를 사용하는 강의 연속 주조에 있어서, 상기 직사각형의 장변을 구성하는 2개의 몰드 내 벽면을 「장변면」, 단변을 구성하는 2개의 몰드 내 벽면을 「단변면」, 장변면에 평행인 수평 방향을 「장변 방향」, 단변면에 평행인 수평 방향을 「단변 방향」이라고 부를 때,
   2개의 토출 구멍을 갖는 침지 노즐을, 몰드 내의 장변 방향 및 단변 방향의 중심에 설치하고, 상기 각 토출 구멍으로부터 각각 하기 (A) 및 (B)의 조건으로 용강(溶鋼)을 몰드 내에 토출하는 동시에, 적어도 장변 방향 중앙 위치의 응고쉘 두께가 5 내지 10㎜가 되는 깊이 영역의 용강에, 쌍방의 장변 측에서 서로 반대 방향의 장변 방향 흐름이 생기도록 전력을 인가하여 전자 교반(EMS)을 행하는, 강의 연속 주조 방법.
   (A) 침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부에서의 용강 토출류(吐出流) 중심축의 연장선(이하, 「토출 연장선」이라고 함)이 몰드 내의 탕면(湯面)과 점 P에서 교차하고, 상기 점 P의 위치가 하기 수학식 1을 충족하도록, 침지 노즐 토출 구멍으로부터 용강을 수평보다 상향으로 토출한다.
   [수학식 1]
   0.15≤M/W≤0.45
   여기서, W는 대향하는 단변의 탕면 높이에서의 거리(㎜), M은 대향하는 단변 사이의 장변 방향 중앙 위치로부터 상기 점 P까지의 장변 방향 거리(㎜)이다.
   (B) 하기 수학식 2를 충족하도록, 침지 노즐 토출 구멍으로부터 용강을 토출한다.
   [수학식 2]
   0≤L-0.17Vi≤350
   여기서, L은 침지 노즐 토출 구멍의 출구 개구부 중심 위치로부터 상기 점 P까지의 거리(㎜), Vi는 상기 토출 구멍의 출구 개구부에서의 용강의 토출 속도(㎜/s)이다.
2. 제1항에 있어서, 침지 노즐의 2개의 토출 구멍은, 토출 방향에서 본 출구 개구부의 면적이 각각 950 내지 3,500㎟인, 연속 주조법.
3. 제1항에 있어서, 상기 수학식 2의 L이 450㎜ 이하인, 연속 주조법.
4. 제1항에 있어서, 주조 속도가 0.90m/min 이상인, 연속 주조법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 강이, C 함유량 0.12질량% 이하, Cr 함유량 10.5 내지 32.0질량%의 스테인리스강인, 연속 주조법.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 강이, 질량%로, C: 0.001 내지 0.080%, Si: 0.01 내지 1.00%, Mn: 0.01 내지 1.00%, Ni: 0 내지 0.60%, Cr: 10.5 내지 32.0%, Mo: 0 내지 2.50%, N: 0.001 내지 0.080%, Ti: 0 내지 1.00%, Nb: 0 내지 1.00%, V: 0 내지 1.00%, Zr: 0 내지 0.80%, Cu: 0 내지 0.80%, Al: 0 내지 0.30%, B: 0 내지 0.010%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강인, 연속 주조법.

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