KR20210060572A

KR20210060572A - 박육 주편의 제조 방법

Info

Publication number: KR20210060572A
Application number: KR1020217011479A
Authority: KR
Inventors: 나오츠구 요시다
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2019-10-03
Publication date: 2021-05-26
Also published as: BR112021004121B1; KR102515295B1; US20220023936A1; CN112789126A; CN112789126B; JPWO2020071488A1; TW202017673A; JP7120319B2; BR112021004121A2; WO2020071488A1; US11717883B2

Abstract

회전하는 1쌍의 냉각 롤(11)과 1쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용강 풀부(16)에, 턴디쉬(18) 내에 저류된 용강을, 침지 노즐(20)을 통하여 공급하고, 상기 냉각 롤(11)의 둘레면에 응고 셸을 형성ㆍ성장시키고, 박육 주편(1)을 제조하는 박육 주편의 제조 방법이며, 턴디쉬(18) 내의 용강에 대해, Si 첨가재를 첨가하고, 용강의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 턴디쉬(18) 내의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어한다.

Description

박육 주편의 제조 방법

본 발명은 회전하는 1쌍의 냉각 롤과 1쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용강 풀부에 침지 노즐을 통하여 용강을 공급하고, 상기 냉각 롤의 둘레면에 응고 셸을 형성ㆍ성장시켜, 박육 주편을 제조하는 박육 주편의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2018년 10월 3일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2018-188404호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그의 내용을 여기에 원용한다.

강의 박육 주편을 제조하는 방법으로서, 예를 들어 특허 문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 바와 같이, 내부에 수랭 구조를 갖고 서로 반대 방향으로 회전하는 1쌍의 냉각 롤을 구비하고, 회전하는 1쌍의 냉각 롤과 복수의 내화물 벽에 의해 형성된 용강 풀부에 용강을 공급하고, 상기 냉각 롤의 둘레면에 응고 셸을 형성ㆍ성장시키고, 1쌍의 냉각 롤의 외주면에 각각 형성된 응고 셸끼리를 롤 키스점으로 압착하여 소정의 두께의 박육 주편을 제조하는 쌍롤식 연속 주조 장치가 제공되어 있다.

이 쌍롤식 연속 주조 장치를 이용하여 제조되는 박육 주편에 있어서는, 용강이 응고시에 급랭되기 때문에, 양면의 표층으로부터 1/2 두께부를 향하는 주상정으로 된다. 또한, 냉각 롤의 압박력에 의해, 응고 셸의 성장 선단부가 꺾이어 응고편으로 되고, 이것이 용강 풀부 내에 체류하고, 이 응고편이 주상정으로 형성된 응고 셸간에 도입되는 것에 의해, 1/2 두께부에 등축정대가 형성되는 경우가 있다.

일본 특허 공개 소 60-184450호 공보 일본 특허 공개 평 05-237603호 공보 일본 특허 공개 평 10-180423호 공보

여기서, 등축정률은, 주편 전체 두께에 대한 등축정대 두께의 비율로 정의된다. 중심 결함이 적고 내질이 건전한 박육 주편을 얻기 위해서는 적정한 등축정률로 하는 것이 중요하다. 이 등축정률이 0％, 즉 주상정만으로 구성된 경우에는, 1/2 두께부에 포로시티나 중심 편석이 생성되기 쉬운 경향이 있다.

등축정률은, 용강 온도와 관계가 있다는 것이 알려져 있다. 표 1에, 저탄소강에 있어서의 턴디쉬 내의 용강의 과열도 ΔT와 등축정률의 관계의 일례를 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 등축정률을 높게 하기 위해서는, 턴디쉬 내의 용강 온도를 낮게 하는 것이 유효하다. 또한, 주조시에 용강 온도가 변동되면, 박육 주편에 있어서의 등축정률도 변화하게 되어, 박육 주편의 길이 방향으로 주조 조직이 안정되지 않고, 결함이 생길 우려가 있었다.

상술한 쌍롤식 연속 주조 장치에 있어서는, 예를 들어 주조 초기에는, 턴디쉬 등의 내화물에 열을 빼앗겨 버려, 용강 온도가 저하되어 버린다. 정상시에는 용강 온도가 높아지지만, 주조 말기에는 다시, 용강 온도가 저하되는 경향이 있다.

등축정률에 관해서는, 엄밀하게는 상기한 용강 풀부의 온도에 영향을 받는 것이지만, 일반적으로 용강 풀부의 온도 측정은 곤란하기 때문에, 턴디쉬 내의 용강 온도로 관리되고 있다. 턴디쉬로부터 용강 풀부로의 용강 공급에 수반하는 온도 저하량은, 개별적인 연속 주조 장치에 의존하여 거의 일정하기 때문에, 턴디쉬 내의 용강 온도와 등축정률의 관계가 표 1에 나타낸 바와 같이 요구되는 것이다.

여기서, 등축정률을 향상시키기 위해, 턴디쉬 내의 용강의 설정 온도를 낮게 한 경우에는, 주조 초기 및 주조 말기에 있어서, 용강 온도가 너무 낮아지고, 침지 노즐의 폐색 등의 트러블이 발생할 우려가 있었다. 또한, 지금(地金)이 크게 성장하고, 이것이 박육 주편 중에 말려들게 하여, 핫 밴드 등이 발생해 버릴 우려가 있었다.

한편, 주조 초기, 및 주조 말기의 주조 트러블의 발생을 억제하기 위해, 용강의 설정 온도를 높게 한 경우에는, 정상시에 있어서 용강 온도가 너무 높아지고, 등축정률이 낮아져 버릴 우려가 있었다.

턴디쉬 내의 용강 온도를 일정 범위로 유지하기 위해 가열 수단 등을 배치하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 가열 수단에 의해 턴디쉬 내의 용강 온도를 조정하려고 하면, 온도 조정에 타임 래그가 발생하고, 고정밀도로 용강 온도를 제어하기는 곤란하였다.

본 발명은 상술한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 턴디쉬 내의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것을 통하여 용강 풀부의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하고, 길이 방향에 있어서 등축정률이 안정된 박육 주편을 제조할 수 있는 박육 주편의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 박육 주편의 제조 방법은, 회전하는 1쌍의 냉각 롤과 1쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용강 풀부로, 턴디쉬 내에 저류된 용강을, 침지 노즐을 통하여 공급하고, 상기 냉각 롤의 둘레면에 응고 셸을 형성ㆍ성장시켜, 박육 주편을 제조하는 박육 주편의 제조 방법이며, 상기 턴디쉬 내의 상기 용강에 대해, 주조 초기부터 주조 말기까지에 있어서, Si 첨가재를 첨가하고, 상기 용강의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 상기 턴디쉬 내의 상기 용강의 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 박육 주편의 제조 방법에 의하면, Fe에 용해되면 발열하는 Si를 함유하는 Si 첨가재를 상기 턴디쉬 내의 상기 용강에 대해 첨가함으로써, 상기 용강의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 상기 턴디쉬 내의 상기 용강의 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 구성으로 되어 있으므로, 용강 온도를 고정밀도로 제어할 수 있고, 길이 방향에 있어서 등축정률이 안정된 박육 주편을 제조할 수 있다.

또한, 용강 온도가 낮아지는 주조 초기나 주조 말기에 있어서도, Si 첨가재의 첨가에 의해 용강 온도를 상승시킬 수 있고, 침지 노즐의 폐색 등의 트러블의 발생을 억제할 수 있고, 안정적으로 주조를 행할 수 있다. 이 때문에, 정상시에 있어서의 용강 온도를 낮게 설정할 수 있고, 목표의 등축정률을 갖는 박육 주편을 제조할 수 있다.

여기서, 본 발명의 박육 주편의 제조 방법에 있어서는, Si 함유량이 다른 복수의 Si 함유재를 준비하고, 상기 턴디쉬 내의 상기 용강에 대해, 단독 또는 복수의 상기 Si 함유재를 배합비를 조정하여 상기 Si 첨가재로서 첨가하는 것이 바람직하다.

이 경우, Si 함유량이 다른 복수의 Si 함유재의 배합비를 조정하여, 턴디쉬 내의 용강에 첨가함으로써, 비교적 용이하게, 상기 용강의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 상기 턴디쉬 내의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해, 상기 용강 풀부의 상기 용강의 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 본 발명의 박육 주편의 제조 방법에 있어서는, 상기 단독 또는 복수의 Si 함유재의 배합비에 따라, 상기 Si 첨가재의 첨가 속도를 조정하므로, 상기 용강의 Si 농도를 일정한 범위 내로 할 수 있다.

여기서, 본 발명의 박육 주편의 제조 방법에 있어서는, 턴디쉬 내의 용강에 대해, 상기 Si 첨가재를, 상온을 초과하는 온도로 가열하고 나서 첨가해도 되고, 이 경우, 효율적으로 용강 온도를 상승시키는 것이 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 턴디쉬 내의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것을 통하여 용강 풀부의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하고, 길이 방향에 있어서 등축정률이 안정된 박육 주편을 제조하는 것이 가능한 박육 주편의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 박육 주편의 제조 방법을 실시하는 쌍롤식 연속 주조 장치의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 복수의 Si 함유재의 배합비를 조정한 결과를 도시하는 설명도이다.

이하에, 본 발명의 일 실시 형태인 박육 주편의 제조 방법에 대해, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 형태 및 실시예에 있어서, Si 함유재 및 Si 첨가재는, 상온 혹은 25℃의 상태에서 사용되고 있다.

본 실시 형태에 있어서 제조되는 박육 주편(1)은, 예를 들어 Si를 0.5질량％ 이상 8.0질량％ 이하의 범위에 포함하는 Si 함유 강으로 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제조되는 박육 주편(1)의 폭이 200㎜ 이상 1800㎜ 이하의 범위 내, 두께가 0.8㎜ 이상 5㎜ 이하의 범위 내로 되어 있다.

다음에, 본 실시 형태인 쌍롤식 연속 주조 장치(10)에 대해 설명한다.

도 1에 도시하는 쌍롤식 연속 주조 장치(10)는, 1쌍의 냉각 롤(11, 11)과, 박육 주편(1)을 지지하는 핀치 롤(12, 12 및 13, 13)과, 1쌍의 냉각 롤(11, 11)의 폭 방향의 단부에 배치된 사이드 둑(15)과, 이들 1쌍의 냉각 롤(11, 11)과 사이드 둑(15)에 의해 구성된 용강 풀부(16)에 공급되는 용강(3)을 보유 지지하는 턴디쉬(18)와, 이 턴디쉬(18) 내에 저류된 용강(3)을 용강 풀부(16)에 공급하는 침지 노즐(20)을 구비하고 있다.

이 쌍롤식 연속 주조 장치(10)에 있어서는, 턴디쉬(18)로부터 침지 노즐(20)을 통하여 용강 풀부(16)에 용강(3)이 공급된다. 용강 풀부(16)에 있어서는, 용강(3)이 회전하는 냉각 롤(11, 11)에 접촉하여 냉각됨으로써, 냉각 롤(11, 11)의 둘레면 상에서 응고 셸(5, 5)이 성장한다. 그리고, 1쌍의 냉각 롤(11, 11)에 각각 형성된 응고 셸(5, 5)끼리 롤 키스점으로 압착됨으로써, 소정 두께의 박육 주편(1)이 주조된다.

상술한 쌍롤식 연속 주조 장치(10)에 의해 주조를 행하는 경우, 주조 초기에 있어서는, 턴디쉬(18) 등을 구성하는 내화물의 온도가 낮기 때문에, 용강(3)의 열이 내화물측으로 전달되어 버려, 용강 온도가 저하되는 경향이 있다. 또한, 주조 말기에 있어서도, 경시 변화에 따라 용강 온도가 저하되는 경향이 있다. 즉, 통상 상술한 쌍롤식 연속 주조 장치(10)를 사용하여 주조를 행하는 경우, 용강 온도는, 주조 초기는 낮고, 정상 때에는 높으며, 주조 말기에는 낮아진다.

상술한 쌍롤식 연속 주조 장치(10)에 있어서는, 침지 노즐(20)을 사용하여 턴디쉬(18) 내의 용강(3)을 용강 풀부(16)에 공급하고 있지만, 용강 온도가 저하된 경우에는, 침지 노즐(20)에 있어서 폐색이 생기고, 주조를 안정적으로 실시하기가 곤란해진다.

또한, 상술한 쌍롤식 연속 주조 장치(10)에 있어서는, 사이드 둑(15)은, 냉각 롤(11)과 항상 슬립 접촉하고 있는 점에서, 냉각 롤(11)로부터 방열되어 냉각된다. 이 때문에, 사이드 둑(15)의 표면에 지금이 발생하기 쉬운 경향이 있다. 주조 초기나 주조 말기에 있어서, 용강 온도가 저하된 경우에는, 지금이 더욱 발생하기 쉬워지고, 이 지금이 크게 성장한 상태에서 박육 주편(1)에 말려들면, 핫 밴드 등이 발생하고, 안정되게 주조를 행할 수 없게 된다.

또한, 용강 온도가 변동하면, 등축정률이 변화하게 되어, 길이 방향으로 조직이 불안정해진다.

그래서, 본 실시 형태인 박육 주편의 제조 방법에 있어서는, 턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해, Si 첨가재를 첨가하고, Si가 Fe에 용해할 때의 발열을 이용함으로써, 용강 온도의 제어를 행한다.

이 때, 용강(3)의 Si 농도가 목적으로 하는 범위 내로 되도록, Si 첨가재의 첨가량을 조정할 필요가 있다.

즉, 본 실시 형태인 박육 주편의 제조 방법에 있어서는, 턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해, Si 첨가재를 첨가하여, 용강(3)의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 턴디쉬(18) 내의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하고, 따라서, 용강 풀부(16)의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어한다.

구체적으로는, 턴디쉬(18) 내에 공급되는 용강(3)의 Si 농도를, 제품 목표의 Si 농도보다도 낮게 해 둔다. 본 실시 형태에서는, 턴디쉬(18) 내에 공급되는 용강(3)의 Si 농도와 제품 목표의 Si 농도의 차를 0.5질량％ 이상 1.0질량％ 이하의 범위 내로 해 두는 것이 바람직하다.

턴디쉬(18) 내에 공급되는 용강(3)의 Si 농도와 제품 목표의 Si 농도의 차가 0.5질량％ 미만이면, 첨가량이 적고, 온도 상승량이 너무 적기 때문에, 본 발명의 실시 효과를 실제상 향수할 수 없기 때문이다. 또한, 턴디쉬(18) 내에 공급되는 용강(3)의 Si 농도와 제품 목표의 Si 농도의 차가 1.0질량％를 초과하면, 첨가량이 너무 많기 때문에, 농도 및 온도의 조정 정밀도가 저하되어 버릴 우려가 생기기 때문이다.

Si 첨가재의 첨가량은, 이하의 식에 의해 규정된다. 또한, 식 (1) 내지 (4)식 및 (4a)식의 각 기호는 이하와 같이 정의된다.

m(i): Si 첨가재 중의 Si 함유재 i의 배합(질량％)

C(i): Si 함유재 i의 Si 함유량(질량％)

Q_m: 용강 스루풋(kg/min)

Q_s: Si 첨가재의 첨가 속도(kg/min)

ΔC: 목표 Si 농도에 대해 부족한 Si 농도차(질량％)

ΔTj: 목표 용강 온도에 대해 부족한 온도차(℃)

ΔQ(i): Si 함유재 i의 단독 첨가에 의해 Si 농도를 1질량％ 상승시킬 때 필요한 용강 기준의 첨가 비율(질량％)

ΔT(i): Si 함유재 i의 단독 첨가에 의해 Si 농도를 1질량％ 상승시킬 때의 용강 온도 상승량(℃)

ΔT'(i, Tpi): 온도 Tpi로 가열한 Si 함유재 i의 단독 첨가에 의해 Si 농도를 1질량％ 상승시킬 때의 용강 온도 상승량(℃)

여기서, 상술한 (3)식은, 용강(3) 중의 Si 농도를 조정하는 식이며, (4)식은, 용강 온도를 제어하는 식이다. (4a)식은, (4)식의 ΔT를 ΔT'(i, Tpi)로 치환한 식이며, 가열한 Si 첨가재를 사용한 경우에 있어서의, 용강 온도를 제어하는 식이다.

또한, 본 실시 형태에서는, Si 첨가재로서, Si 함유량이 다른 복수 종류의 Si 함유재를 사용하고 있고, 첨자의 i는, 각 Si 함유재에 대응하는 것이다.

또한, 주조 시기에 따라 목표의 용강 온도와의 차가 변화되는 점에서, 첨자 j는 주조 시기에 대응하는 것이다.

상술한 (3)식, 및, (4) 식(또는 (4a)식)을 각각 만족시키도록, 턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해 Si 첨가재를 첨가함으로써, 용강(3)의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 턴디쉬(18) 내의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하고, 따라서, 용강 풀부(16)의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것이 가능하게 된다.

턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해 Si 첨가재를 첨가할 때, 복수의 Si 함유재 i의 배합비에 따라, Si 첨가재의 첨가 속도 Q_s를 조정한다. 상세하게는, 상술한 (3)식을 만족시키도록, 용강 스루풋 Q_m(kg/min)과, 용강(3)의 목표 Si 농도에 대해 부족한 Si 농도차 ΔC(질량％)와, Si 첨가재 중의 Si 함유재 i의 배합 m(i)(질량％)과, Si 함유재 i의 단독 첨가에 의해 Si 농도를 1질량％ 상승시킬 때 필요한 용강 기준의 첨가 비율 ΔQ(i)(질량％)에 따라, Si 첨가재의 첨가 속도 Q_s(kg/min)를 조정한다. 이에 의해, 첨가하는 Si 첨가재가 Si 첨가재 중의 Si 함유재 i의 배합 m(i)(질량％)의 다른 복수의 Si 함유재로 구성되어 있어도, Si 함유재의 배합비가 주조 시기에 따라 달라도, 용강(3)의 Si 농도를 일정한 범위 내로 할 수 있다.

또한, 턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해 Si 첨가재를 첨가할 때, Si 첨가재를, 상온을 초과하는 온도로 가열하고 나서 첨가해도 된다. 이 때, Si 함유재의 종류마다, 몇℃로 가열하면 첨가량당 용강 온도가 몇℃ 상승하는지, 즉 단위량이 가열한 Si 함유재 i의 단독 첨가에 의해 Si 농도를 1질량％ 상승시킬 때의 용강 온도 상승량(℃)을 실험 또는 컴퓨터에 의한 시뮬레이션 등에 의해, 미리 설정해 두면 된다.

여기서, Si 첨가재를 구성하는 Si 함유재로서는, 금속 Si, 규소철을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 규소철은, 일본 공업 규격 JIS2302-1998에 규정된 것이어도 되고, 국제 규격 ISO5445-1980에 규정된 것이어도 된다.

금속 Si로서는, 순도가 95질량％ 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 규소철에 있어서는, Si 함유량이 40질량％ 미만이면, 용강(3)을 승온시키는 효과가 없기 때문에, Si 함유량이 40질량％ 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, Si 함유량이 40질량％ 미만의 규소철은, 용강 온도를 낮추는 경우나 용강 온도를 변화시키지 않고 Si 농도를 상승시킬 때 사용하는 것은 가능하다.

본 실시 형태에서는, Si 함유재로서, 예를 들어 금속 Si, 규소철 2호, 규소철 3호를 사용한다.

금속 Si(순도 99질량％)에 있어서는, 단독으로 첨가하여 용강 Si 농도를 1질량％ 상승시키는 경우, 첨가 비율은 1.00질량％이며, 용강 온도 상승량이 +31℃로 된다.

규소철 2호(Si 함유량 75질량％)에 있어서는, 단독으로 첨가하여 용강 Si 농도를 1질량％ 상승시키는 경우, 첨가 비율은 1.33질량％이며, 용강 온도 상승량이+19℃로 된다. 또한, 규소철 2호는, 일본 공업 규격 JIS2302-1998에 있어서, Si: 75 내지 80질량％, C: 0.2질량％ 이하, P: 0.05질량％ 이하, S: 0.02질량％ 이하의 화학 성분으로 규정되는 규소철이다.

규소철 3호(Si 함유량 40질량％)에 있어서는, 단독으로 첨가하여 용강 Si 농도를 1질량％ 상승시키는 경우, 첨가 비율은 2.50질량％이며, 용강 온도 상승량이 +3℃로 된다. 또한, 규소철 3호는, 일본 공업 규격 JIS2302-1998에 있어서, Si: 40 내지 45질량％, C: 0.2질량％ 이하, P: 0.05질량％ 이하, S: 0.02질량％ 이하의 화학 성분으로 규정되는 규소철이다.

상술한 바와 같이, Si 함유재에 있어서의 Si 함유량에 의해, Si 농도 1질량％ 상승시의 용강 온도 상승량(℃)이 변화하기 때문에, Si 첨가재에 있어서의 이들 배합비를 조정함으로써, 용강(3)의 Si 농도와 용강 온도를 조정하는 것이 가능하게 된다.

도 2에, 배합비와 Si 농도 1질량％ 상승시의 용강 온도 상승량(℃)의 관계의 일례를 나타낸다. 복수의 Si 함유재의 배합비를 선택함으로써, 임의로 용강 온도를 제어할 수 있는 것이 확인된다.

또한, 용강 온도의 측정은, 턴디쉬(18)의 벽면에 배치한 열전대로 연속해서 측정하는 것이 바람직하다. 또한, 소모형 측온 프로브를 턴디쉬(18)의 상부로부터 삽입하여 단속적으로 온도 측정해도 된다.

또한, 턴디쉬(18)의 용량이나 용강 스루풋 등의 주조 조건이 일정하면, Si 첨가재를 첨가하지 않은 경우의 용강 온도 변화를 미리 구해 두고, 주조 초기만 측온 프로브에 의한 측온을 실시해도 된다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시 형태인 박육 주편의 제조 방법에 의하면, 주조 초기부터 주조 말기까지 있어서, Si 첨가재를 턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해 첨가함으로써, 용강(3)의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 턴디쉬(18) 내의 용강(3)의 온도를 일정한 범위 내로 제어하므로, 용강 온도를 고정밀도로 제어할 수 있고, 길이 방향에 있어서 등축정률이 안정된 박육 주편을 제조할 수 있다.

또한, 용강 온도를 낮게 설정하여 등축정의 생성을 촉진할 수 있고, 용강 온도가 낮아지는 주조 초기나 주조 말기에 있어서도, Si 첨가재의 첨가에 의해 용강 온도를 상승시킬 수 있다. 따라서, 침지 노즐의 폐색이나 지금의 말려 들어감에 의한 핫 밴드의 생성 등의 트러블의 발생을 억제할 수 있고, 안정적으로 주조를 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 바람직한 양태에 있어서는, Si 함유량이 다른 복수의 Si 함유재를 준비하고, 턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해, 단독 또는 이들 복수의 Si 함유재를 배합비를 조정하여 Si 첨가재로서 첨가하고 있으므로, 비교적 용이하게, 용강(3)의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 용강 풀부(16)의 용강(3)의 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태의 바람직한 양태에 있어서는, 복수의 Si 함유재의 배합비에 따라, Si 첨가재의 첨가 속도를 조정해도 되므로, 이 경우, 용강(3)의 Si 농도를 일정한 범위 내로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 바람직한 양태에 있어서는, 턴디쉬(18) 내의 용강(3)에 대해, 규소철 등의 Si 함유재를 Si 첨가재로서 첨가하는 경우에, Si 첨가재를, 상온을 초과하는 온도로 가열하고 나서 첨가하고 있으므로, 효율적으로 용강 온도를 상승시키는 것이 가능하게 된다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 박육 주편의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

예를 들어, 본 실시 형태의 설명에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 핀치롤을 배치한 쌍롤식 연속 주조 장치를 예로 들어 설명하였지만, 이들 롤 등의 배치에 한정은 없으며, 적절하게 설계 변경해도 된다.

또한, Si 함유재로서, 금속 Si, 규소철 2호, 규소철 3호를 사용하는 것으로서 설명하였지만, 이외의 Si 함유재를 사용해도 된다.

실시예

이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해, 실시한 실험 결과에 대해 설명한다.

도 1에 도시하는 구성의 쌍롤식 연속 주조 장치를 이용하여, Si 농도의 목표값이 0.80질량％가 되는 조성의 탄소강을 포함하는 박육 주편을 주조하였다.

박육 주편의 사이즈는 두께 2㎜×폭 800㎜로 하였다. 또한, 주조량을 10톤, 주조 속도 50m/min, 주조 시간 18분으로 하였다.

<본 발명예>

본 발명예에 있어서는, 턴디쉬 내로 공급되는 용강에 있어서의 Si 농도를 0.10질량％로 하고, 목표 Si 농도에 대해 부족한 Si 농도차 ΔC를 0.70질량％로 하였다.

그리고, 표 2에 나타내는 3종류의 Si 함유재를 사용하여, 표 3에 나타내는 바와 같이, 턴디쉬 내의 용강에 대해, Si 첨가재를 첨가하였다. 그리고, 턴디쉬 내의 과열도 ΔT가 적정 범위(30 내지 50℃)로 되도록, 용강 온도를 조정하였다.

그리고, 얻어진 박육 주편의 조직을 관찰하고, 등축정률을 측정하였다. 측정된 등축정률을 표 3에 함께 나타낸다.

여기서, 표 3의 Si 함유재의 배합에 대해, 이하에 재료 선택 및 배합량의 산출 방법을 설명한다.

우선, 목표 Si 농도에 대해 부족한 Si 농도차 ΔC에 의해, 온도 상승의 최댓값이 결정한다. Si 함유재마다의 최대 온도 상승량 ΔT_maxi는, 표 2에서 다음 식으로 부여된다.

따라서, 부족한 온도차 ΔTj에 따라 Si 함유재를 선택하면 된다.

즉, 식: 19×ΔC≤ΔTj≤31×ΔC를 만족시킬 때, 규소철 2호(Si 함유량 75질량％)와 금속 Si를 사용한다. 또한, 식: 3×△C≤△Tj≤19×△C를 만족시킬 때, 규소철 2호(Si 함유량 75질량％)와 규소철 3호(Si 함유량 40질량％)를 사용한다.

예를 들어, ΔC=0.70질량％, 부족한 온도차 ΔTj가 10℃일 때,

이므로, 규소철 2호와 규소철 3호를 선택하면 된다.

각 Si 함유재의 필요 공급량은, (1) 내지 (4)식으로부터 산출된다.

(3)식에서, 하기의 (5)식이 산출된다.

(4)식에서, 하기의 (6)식이 산출된다.

여기서, 식 (1)로부터, m(2)+m(3)=100이므로, m(2)≒70, m(3)≒30이 얻어진다. 이들을 (5)식에 대입시키면, 우변은 1.18로 된다.

또한, 용강 스루풋 Qm=584kg/min으로 하면 Qs=6.8kg/min을 얻는다.

본 발명예에 있어서는, Si 첨가재의 첨가에 의해, 주조 초기부터 주조 말기까지 있어서, 용강 온도가 일정 범위 내로 제어되어 있고, 등축정률이 0.05 내지 0.20의 범위 내에서 안정되어 있었다.

또한, 침지 노즐의 폐색이나 지금의 말려 들어감에 의한 핫 밴드의 발생 등이 없고, 안정되게 주조를 실시할 수 있었다.

<비교예 1>

비교예 1에 있어서는, 턴디쉬 내에 공급되는 용강에 있어서의 Si 농도를 목표값인 0.80질량％로 하고, 정상시(주조 개시부터 5min 후)에 있어서의 턴디쉬 내의 과열도 ΔT가 40℃가 되도록, 용강 온도를 설정하였다.

이 비교예 1에 있어서는, 주조 초기에 있어서, 턴디쉬 내에 용강을 공급하였을 때, 턴디쉬의 내화물에 열을 빼앗겨, 용강 온도가 정상시에 비하여 20 내지 40℃ 정도 낮아졌다. 이 때문에, 지금이 발생하고, 표면 흠, 핫 밴드가 발생하였다. 또한, 주조 말기에 있어서도, 용강 온도가 정상시에 비하여 20 내지 40℃ 정도 낮아지고, 지금이 발생하고, 표면 흠, 핫 밴드가 발생하였다.

<비교예 2>

비교예 2에 있어서는, 턴디쉬 내에 공급되는 용강에 있어서의 Si 농도를 목표값인 0.80질량％로 하고, 정상시(주조 개시부터 5min 후)에 있어서의 턴디쉬 내의 과열도 ΔT가 60℃가 되도록, 용강 온도를 설정하였다.

이 비교예 2에 있어서는, 주조 초기 및 주조 말기에 있어서, 주조 트러블의 발생을 억제할 수 있었다. 단, 정상시에 있어서의 과열도 ΔT가 높고, 등축정이 충분히 발생하지 않았다. 따라서, 목표로 하는 등축정률 0.05 내지 0.2의 범위 내의 박육 주편을 얻을 수 없고, 1/2 두께부에 포로시티 등의 중심 결함이 발생하였다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 의하면, 용강의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 용강 풀부의 용강의 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것이 가능해지고, 길이 방향에서 등축정률이 안정된 박육 주편을 제조할 수 있음이 확인되었다. 또한, 주조 트러블의 발생을 억제할 수 있고, 안정되게 주조를 행할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 턴디쉬 내의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하는 것을 통하여 용강 풀부의 용강 온도를 일정한 범위 내로 제어하고, 길이 방향에 있어서 등축정률이 안정된 박육 주편을 제조하는 것이 가능한 박육 주편의 제조 방법에 적용할 수 있다.

1: 박육 주편
3: 용강
5: 응고 셸
10: 쌍롤식 연속 주조 장치
11: 냉각 롤
15: 사이드 둑
16: 용강 풀부
18: 턴디쉬

Claims

회전하는 1쌍의 냉각 롤과 1쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용강 풀부에, 턴디쉬 내에 저류된 용강을, 침지 노즐을 통하여 공급하고, 상기 냉각 롤의 둘레면에 응고 셸을 형성ㆍ성장시키고, 박육 주편을 제조하는 박육 주편의 제조 방법이며,
상기 턴디쉬 내의 상기 용강에 대해, 주조 초기부터 주조 말기까지 있어서, Si 첨가재를 첨가하고, 상기 용강의 Si 농도를 일정한 범위 내로 조정함과 함께, 상기 턴디쉬 내의 상기 용강의 온도를 일정한 범위 내로 제어하는, 박육 주편의 제조 방법.
제1항에 있어서, Si 함유량이 다른 복수의 Si 함유재를 준비하고, 상기 턴디쉬 내의 상기 용강에 대해, 단독 또는 복수의 상기 Si 함유재를 배합비를 조정하여 상기 Si 첨가재로서 첨가하는, 박육 주편의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 복수의 Si 함유재의 배합비에 따라, 상기 Si 첨가재의 첨가 속도를 조정하는, 박육 주편의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 턴디쉬 내의 상기 용강에 대해, 상기 Si 첨가재를, 상온을 초과하는 온도로 가열하고 나서 첨가하는, 박육 주편의 제조 방법.