KR20220002543A - Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더 및 연속 주조 방법 - Google Patents
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Abstract
Al 함유량이 0.2∼2.0질량％이고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강의 주편 표면에 발생하는 표면 결함을 방지하는 몰드 파우더를 제공한다.
본 발명에 따른 몰드 파우더는, CaO, SiO2, Na2O, Li2O, F(불소), C(탄소)를 기본 성분으로 하고, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」이, 용강의 Al 함유량에 대하여 소정의 범위이고, Na2O 함유량이 8질량％ 이하, Li2O 함유량이 2질량％ 이상 7질량％ 이하, 「Li2O 함유량(질량％)/Na2O 함유량(질량％)」이 0.6 이상, F 함유량이, 상기 Na2O 함유량 및 상기 Li2O 함유량에 대하여 소정의 범위이고, C 함유량이 2질량％ 이상 10질량％ 이하, 1300℃에 있어서의 점도가 0.05∼0.20㎩·s, 결정화 온도가 1100∼1250℃인 몰드 파우더.
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Description
본 발명은, Al(알루미늄) 함유량이 0.2∼2.0질량％이고, 탄소 함유량이 아포정(hypo-peritectic) 영역인 Al 함유 아포정 강의 연속 주조 주편 표면에 발생하는 세로 균열, 가로 균열, 코너 균열 및, 패임(depression) 형상을 방지할 수 있는 연속 주조용 몰드 파우더에 관한 것이다. 또한, 이 몰드 파우더를 이용한 Al 함유 아포정 강의 연속 주조 방법에 관한 것이다.
강의 연속 주조에 있어서, 탄소 함유량이 아포정 영역의 아포정 강을 응고시키는 경우, δ→γ 포정 변태에 수반하는 고상(solid phase)의 급격한 체적 변화에 기인하여 응고 셸이 변형되어, 응고 셸의 표면에는 요철 형상이 생기기 쉬워진다. 여기에서, 아포정 영역의 탄소 함유량이란, 합금 조성에 의해 변화하지만, 일반적으로, 탄소 함유량이 0.08∼0.17질량％의 범위이다. 이 결과, 응고 셸의 패임부는, 주형과의 거리가 떨어져 응고가 지연되고, 국소적으로 박육화(薄肉化)한다. 이 박육화한 부위에, 열 변형이나 변태 변형 및 주편 인발력(slab drawing force) 등이 집중하여, 연속 주조 주편에 표면 균열이 발생하는 것이 일반적으로 알려져 있다.
주편의 표면 균열은, 주편 표면 품질을 열화시켜 양(良)주편 수율을 저하시킬 뿐만 아니라, 연속 주조 시에 응고 셸이 깨져 용강(molten steel)이 누출되는 브레이크 아웃의 원인도 되기 때문에, 조업의 안정성이나 안전성의 관점에서도 문제가 된다.
이러한 탄소 함유량이 아포정 영역인 아포정 강의 주편 표면 균열을 방지하기 위해서는, 주형 내의 냉각을 완(緩)냉각화하여, 응고 셸의 냉각 속도를 느리게 하는 방법이 유효하다는 것이 알려져 있다. 그 수단의 하나로서, 몰드 파우더의 특성 제어가 행해져 왔다.
몰드 파우더는, 연속 주조용 주형 내의 용강탕면 상에 첨가되면 용강으로부터의 열을 받아 용융되고, 주형 내 용강탕면의 전체에 퍼진 후, 주형과 응고 셸과의 경계로부터 주형/응고 셸 간에 유입되어, 윤활제, 산화 방지제 및 단열제의 역할을 담당한다.
주형/응고 셸 간에 유입된 용융 상태의 몰드 파우더는, 주형에 의해 냉각되어 결정화(액상 중에 결정이 석출되는 현상)하고, 그 후, 고화한다. 그 때, 적절한 결정종을 석출시키는 성분 설계로 함으로써, 주형/응고 셸 간의 열 전달이 크게 저해되어, 완냉각 효과가 향상한다. 종래, 상기 결정종으로서 쿠스피딘(Cuspidine; 2SiO2·3CaO·CaF2)이 활용되어 왔다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 중(中)탄소강(아포정 강)의 주편 표면 균열을 억제하기 위해, 윤활성을 유지하면서 결정화 온도(액상 중에 결정이 석출되는 온도)를 1150∼1250℃까지 고온화하여, 결정화를 촉진시킨 몰드 파우더가 제안되어 있다. 특허문헌 1에 의하면, 상기 몰드 파우더를 사용함으로써 중탄소강의 주편 표면 균열이 방지된다고 되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 몰드 파우더의 결정화 온도가 1250℃보다도 높아지면, 몰드 파우더의 윤활성이 저하하고, 이에 따라, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 균일한 유입이 저해되고, 응고 셸이 주형에 소부(燒付)되어 브레이크 아웃이 발생한 것이 기재되어 있다.
그러나, 특허문헌 1과 같은 종래의 아포정 강용의 완냉각형의 몰드 파우더 및 이 몰드 파우더를 이용한 연속 주조 방법은, Al 함유량이 0.2질량％ 이상인 아포정 강의 연속 주조에는, 적절하지 않다. 이는, 이하의 이유에 의한다.
용강과 몰드 파우더와의 접촉 계면에 있어서는, Al 함유량이 0.2질량％ 미만의 아포정 강에서도, 용강 중의 Al이 몰드 파우더 중의 SiO2를 환원하기 때문에, 몰드 파우더의 조성은, SiO2량이 감소하고 Al2O3량이 부화(富化)한다. 단, 이 반응(산화-환원 반응)에 의한 몰드 파우더의 성분 변동량은 작다. 그러나, Al 함유량이 0.2질량％ 이상의 아포정 강에서는, 상기 산화-환원 반응에 의한 몰드 파우더의 성분 변동량이 커지기 때문에, 몰드 파우더의 특성이 경시적으로 크게 변화한다.
구체적으로는, SiO2의 감소 및 Al2O3의 부화에 의해, 겔레나이트(Gehlenite; 2CaO·Al2O3·SiO2) 등의 불균일 생성하기 쉬운 고융점 결정의 석출이 촉진되어, 쿠스피딘의 균일 석출은 저해된다. 또한, 용융 상태의 몰드 파우더의 점도가 불균일하게 상승하여, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 균일 유입이 저해된다. 또한, 결정화 온도나 점도의 현저한 상승은, 몰드 파우더의 소결 및 슬래그 베어(slag bear)(용융된 몰드 파우더가 고화하여 주형 벽면에 부착하는 현상)의 발생을 촉진시킨다.
즉, 아포정 강 중의 Al 함유량이 0.2질량％ 이상인 경우에는, 몰드 파우더의 특성이 크게 변화하여, 주조 안정성을 현저하게 저하시킨다. 이는, 몰드 파우더의 특성이 크게 변화함으로써, 슬래그 베어의 조대화나 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 유입 부족에 기인하여 구속성 브레이크 아웃을 초래하거나, 주형 내에서의 냉각 조건의 불균일에 기인하여 주편 표면에서의 세로 균열을 유발하거나 하기 때문이다.
또한, 슬래그 베어의 생성 및 불균일한 점도 변화는, 국소적인 몰드 파우더 유입량의 불균일을 발생시켜, 아포정 강의 주편 표면에 깊은 오실레이션 마크(oscillation mark)나 요철(소위, 「디프레션(depression)」)을 형성시킨다. 주편 표면의 깊은 오실레이션 마크나 요철은, 주편의 현저한 가로 균열이나 코너 균열의 원인이 되기 때문에, 양주편의 수율이 매우 악화된다.
그래서, 고농도의 Al을 함유하는 아포정 강에 적응한 몰드 파우더의 개발도 이루어지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 2에는, Al을 0.1∼2.0질량％ 함유하는 아포정 강의 세로 균열을 억제하는 몰드 파우더로서, CaO, SiO2, 알칼리 금속의 산화물, 불소 화합물의 성분 비율을 제어한, 쿠스피딘을 주(主)결정으로 하는 완냉각형의 몰드 파우더가 제안되어 있다.
그러나, 특허문헌 2에는, 전술한 주편 표면의 가로 균열이나 코너 균열도 동시에 억제하기 위한 기술 사상은 기재되어 있지 않다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그의 목적으로 하는 바는, Al 함유량이 0.2∼2.0질량％이고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강의 연속 주조 주편 표면에 발생하는 세로 균열, 가로 균열, 코너 균열 및, 패임 형상을 방지할 수 있는 몰드 파우더를 제공하는 것이다. 또한, 이 몰드 파우더를 이용한 Al 함유 아포정 강의 연속 주조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 예의, 연구하고 검토했다. 그 결과, Al 함유량이 0.2∼2.0질량％이고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더의 성분 설계에 관하여 이하의 지침을 발견하여, 본 발명을 완성했다.
(1) <주형 내의 균일 완냉각에 의한 주편 표면의 세로 균열 방지에 관하여>
용강과 몰드 파우더와의 산화-환원 반응에 의한, 몰드 파우더 중의 SiO2의 감소 및 Al2O3의 부화에 기인하여, 몰드 파우더의 염기도(염기도＝(질량％ CaO)/(질량％ SiO2))가, 연속 주조의 초기에서 후기까지, 연속적으로 변화한다. 이 염기도의 변화에 대응하여, 안정적인 결정 생성을 촉진하기 위해서는, 몰드 파우더에 있어서의 성분 변동의 초기의 성분 범위를, 최대한, 쿠스피딘(Cuspidine; 2SiO2·3CaO·CaF2)의 초정(proeutectic) 영역과 합치시키는 것이 필요하다. 또한, 성분 변동한 후기의 몰드 파우더의 성분 범위도, 쿠스피딘 또는 쿠스피딘과 마이에나이트(Mayenite; 12CaO·7Al2O3)와의 복합 석출이 되도록 설계하는 것이 필요하다.
몰드 파우더의 조성을 이와 같이 설계함으로써, 결정화 속도가 안정적으로 빠르고, 완냉각 특성이 큰 결정 생성 조건을 유지할 수 있는 것을 인식했다. 이것에는, 강의 Al 함유량에 맞춘 적절한 초기 조성의 염기도((질량％ CaO)/(질량％ SiO2))의 설정이 중요하다. 또한, 그 때, 몰드 파우더의 초기 조성의 Al2O3 함유량을 최대한 저감해 두는 것은, 상기의 목적을 위해서는, 보다 바람직하다.
(2) <몰드 파우더 특성의 변동 및 슬래그 베어의 생성에 기인한 주편 표면의 패임, 가로 균열, 코너 균열의 방지에 관하여>
주편 표면의 패임을 방지하기 위해서는, 용융한 몰드 파우더를 저점도로 유지하고, 주형/응고 셸 간의 전체 둘레에, 균일하게 계속 공급할 필요가 있다. 본 발명자들은, 적절히 F(불소), Na2O, Li2O를 함유시키고, 몰드 파우더의 초기 조성의 점도를 저하함과 함께, Al2O3의 부화에 수반하는 고융점 결정의 생성을 억제하고, 결정화 온도의 상승을 억제함으로써, 몰드 파우더의 점도의 변화를 억제할 수 있는 것을 인식했다.
단, Na2O를 주체로 함유하면, Al2O3의 부화에 수반하여, 네펠린(Nepheline; NaAlSiO4)을 핵으로서 조대한 쿠스피딘 결정이 불균일하게 생성되기 쉬워져, 몰드 파우더의 소결괴(sintered granule)나 슬래그 베어의 형성이 촉진되는 것을 알 수 있었다. 몰드 파우더의 소결괴는, 주형/응고 셸 간에 말려들어감으로써 주편 표면의 패임을 증대시켜, 주편 표면의 균열 발생을 조장한다. 슬래그 베어는, 응고 셸 선단의 변형을 촉진하거나, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 유입을 국소적으로 저해하거나 하여, 응고 셸의 불균일 응고를 초래하여, 주편 표면의 균열 발생을 조장한다.
또한, F도 과잉으로 함유시키면, 몰드 파우더의 과잉 용융에 의해 몰드 파우더의 용융층의 두께가 지나치게 두꺼워짐과 함께, 결정화 온도가 높아지고, 이에 따라, 슬래그 베어의 형성을 촉진시키는 경향이 있다.
그래서, F 및 Na2O의 일부를 적절히 Li2O로 치환함으로써, 몰드 파우더의 용융 상태와 저점도를 안정적으로 제어할 수 있는 것을 발견했다.
본 발명은 상기 인식에 기초하여 이루어진 것으로서, 그의 요지는 이하와 같다.
[1] Al(알루미늄)을 0.2질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강을 연속 주조할 때에 사용하는 몰드 파우더로서,
CaO, SiO2, Na2O, Li2O, F(불소), C(탄소)를 기본 성분으로 하고,
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서,
「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」이, 「1.0＋0.05×[용강의 Al 함유량(질량％)]」 이상, 「2.0－0.35×[용강의 Al 함유량(질량％)]」 이하이고,
Na2O 함유량이 8질량％ 이하, Li2O 함유량이 2질량％ 이상 7질량％ 이하이고, 또한, 「Li2O 함유량(질량％)/Na2O 함유량(질량％)」이 0.6 이상이고,
F 함유량이, 상기 Na2O 함유량 및 상기 Li2O 함유량에 대하여 하기의 (1)식 및 하기의 (2)식을 만족하는 범위이고,
C 함유량이 2질량％ 이상 10질량％ 이하이고,
1300℃에 있어서의 점도가 0.05∼0.20㎩·s, 결정화 온도가 1100∼1250℃인,
Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더.
10＜(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋0.8×(F 함유량(질량％))＜20……(1)
1.00≤(F 함유량(질량％))/[(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋1.46]≤1.24……(2)
[2] 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, 추가로, K2O를 5질량％ 이하, MnO를 5질량％ 이하, MgO를 5질량％ 이하, B2O3을 5질량％ 이하, BaO를 5질량％ 이하 중의 1종 또는 2종 이상을 함유하는, 상기 [1]에 기재된 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더.
[3] 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, Al2O3 함유량이 3질량％ 이하인, 상기 [1] 또는 상기 [2]에 기재된 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더.
[4] 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도를 η0, 초기 조성에 있어서의 결정화 온도를 TCS0으로 하고, 몰드 파우더의 SiO2 함유량이 상기 초기 조성보다도 17.6질량％ 감소하고, 또한, Al2O3 함유량이 초기 조성보다도 20.0질량％ 증가한 몰드 파우더의 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도를 η1, 그 조성에 있어서의 결정화 온도를 TCS1로 했을 때, 점도 η1과 점도 η0과의 점도차(Δη＝η1－η0)가 0.15㎩·s 이하이고, 결정화 온도 TCS1과 결정화 온도 TCS0과의 결정화 온도차(ΔTCS＝TCS1－TCS0)가 100℃ 이하인, 상기 [1] 내지 상기 [3] 중 어느 것에 기재된 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더.
[5] Al(알루미늄)을 0.2질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강을 연속 주조할 때에, 상기 [1] 내지 상기 [4] 중 어느 것에 기재된 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더를 연속 주조용 주형 내에 공급하고, 주편 인발 속도를 0.7∼2.0m/min으로 하고, 몰드 파우더 용융층의 두께를 용강 주조 유량(Q; 톤/min)에 대하여 8×Q1/2㎜ 이상, 18×Q1/2㎜ 이하, 또한, 35㎜ 이하로 하는, Al 함유 아포정 강의 연속 주조 방법.
본 발명에 의하면, Al 함유 아포정 강의 연속 주조 주편 표면의 세로 균열, 가로 균열, 코너 균열 및 패임의 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, Al 함유량이 0.2∼2.0질량％이고, 탄소 함유량이 아포정 영역인 Al 함유 아포정 강의 표면 품질이 우수한 연속 주조 주편을 안정적으로 제조 가능해진다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
강의 연속 주조에서는, 연속 주조용 주형 내의 용강탕면에 몰드 파우더를 첨가하고 있다. 주형 내에 첨가된 몰드 파우더는, 주형 내의 용강의 열에 의해 가열되어, 주형 내 용강과 접촉하는 측의 온도가 높고, 반대측의 대기와 접촉하는 측이 낮아지는 온도 구배를 형성한다. 즉, 주형 내 용강탕면측의 몰드 파우더는 용융되고, 주형 내 용강탕면 상에 용융된 몰드 파우더층(「몰드 파우더 용융층」이라고 칭함)을 형성한다. 이 몰드 파우더 용융층의 위에는, 용융층과 고체층이 공존하는 몰드 파우더층(「몰드 파우더 반(半)용융층」이라고 칭함)이 형성된다. 이 몰드 파우더 반용융층의 위에는, 함유하는 C(탄소)의 일부가 연소하기는 하지만, 그 외의 성분은 초기 조성과 동등한 몰드 파우더층(「몰드 파우더 고체층」이라고 칭함)이 형성된다. 여기에서, 「몰드 파우더의 초기 조성」이란, 주형 내에 첨가하기 전의 몰드 파우더의 조성이다.
용융된 몰드 파우더는, 주형과 응고 셸과의 간극에 유입되어 소비되기 때문에, 소비된 몰드 파우더를 보충하도록, 몰드 파우더 반용융층으로부터 용융된 몰드 파우더가 몰드 파우더 용융층에 공급된다. 또한, 소비된 몰드 파우더를 보충하도록, 몰드 파우더 고체층의 위에는, 새로운 몰드 파우더가 첨가된다. 이와 같이 하여, 몰드 파우더는, 응고 셸과 주형과의 윤활제, 주형 내 용강의 산화 방지제 및 보온제로서 기능한다.
Al을 0.2질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강의 연속 주조 시에는, 몰드 파우더 용융층과 용강 중의 Al과의 반응에 의해 몰드 파우더 용융층의 조성이 변화한다. 몰드 파우더 용융층의 조성이 변화함으로써, 겔레나이트(Gehlenite; 2CaO·Al2O3·SiO2) 등의 고융점 결정이 생성된다.
본 발명은, 상기 Al 함유 아포정 강의 연속 주조 시에, 상기와 같이, 몰드 파우더 용융층의 조성이 변화해도, 겔레나이트 등의 고융점 결정의 생성을 억제하여, 쿠스피딘(Cuspidine; 2SiO2·3CaO·CaF2)을 안정적이고 균일하게 석출시키는 것을 목적으로 하는 기술이다. 쿠스피딘의 안정적이고 균일한 석출에 의해, 몰드 파우더에 의한 완냉각 효과를 지속시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 따른 몰드 파우더는, CaO(산화 칼슘), SiO2(산화 규소), Na2O(산화 나트륨), Li2O(산화 리튬), F(불소), C(탄소)를 기본 성분으로 하고, 그 성분 제어 범위를 이하와 같이 제어하는 것이다.
우선, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」을, 「1.0＋0.05×[용강의 Al 함유량(질량％)]」 이상, 「2.0－0.35×[용강의 Al 함유량(질량％)]」 이하로 한다. 여기에서, [용강의 Al 함유량(질량％)]은, 연속 주조되는 용강의 Al 함유량이다. 따라서, 예를 들면, 연속 주조되는 용강의 Al 함유량이 1.0질량％인 경우에는, 몰드 파우더의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」은, 1.05∼1.65의 범위 내인 것이 필요하다.
전술한 바와 같이, 몰드 파우더 용융층 중의 SiO2가 용강 중의 Al로 환원되어 감소하는 점에서, 몰드 파우더 용융층의 염기도((질량％ CaO)/(질량％ SiO2))는, 연속 주조의 초기로부터 후기에 걸쳐 상승되어 간다. 이 변화는 용강의 Al 함유량이 많을수록 조장된다.
따라서, 연속 주조되는 용강의 Al 함유량에 따라서, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」, 즉, 염기도((질량％ CaO)/(질량％ SiO2))를, 쿠스피딘의 석출 영역의 하한의 염기도를 확보하도록 조정한다. 또한, 몰드 파우더 용융층의 염기도((질량％ CaO)/(질량％ SiO2))가 상승해도, 몰드 파우더 용융층의 조성이 항상 쿠스피딘 석출 영역 내에 겹쳐지도록 설계한다. 동시에, 이 영역에서는, 몰드 파우더 용융층의 조성이 Al2O3(산화 알루미늄)의 부화 방향으로 변화해도, 쿠스피딘 및 마이에나이트(Mayenite; 12CaO·7Al2O3)의 석출을 최대한 활용할 수 있다.
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」이 「2.0－0.35×[용강의 Al 함유량(질량％)]」을 초과해 버리면, 연속 주조의 후기의 몰드 파우더 용융층의 염기도((질량％ CaO)/(질량％ SiO2))가 지나치게 상승하여, 결정화 온도가 현저하게 상승하고, 그 결과, 연속 주조 조업이 불안정화한다. 이를 방지하기 위해, 연속 주조되는 용강의 Al 함유량이 많을수록, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」을 낮게 조정한다. 여기에서, 「결정화 온도」란, 백금 도가니 중에서, 1300℃에서 완전 용융한 몰드 파우더를 5℃/min의 냉각 속도로 등속 냉각했을 때에, 결정 생성에 수반하는 발열이 측정되는 온도이다.
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」이 1.0 미만에서는, 결정화 온도가 1100℃ 이하로 저하하여, 결정 석출이 억제된다. 이에 따라, 응고 셸은 강(强)냉각되어, 응고 셸의 표면에 세로 균열이 생긴다. 또한, 몰드 파우더 용융층의 Al2O3이 부화하면, 겔레나이트의 생성 영역 내에 도달하여, 몰드 파우더 용융층의 점도가 급격하게 상승하기 때문에, 주편 표면의 디프레션이나 가로 균열이 증가한다.
또한, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」이 1.0 이상 「1.0＋0.05×[용강의 Al 함유량(질량％)]」 미만의 영역에서도, 쿠스피딘 결정이 석출되는 성분 범위가 일부 존재한다. 그러나, 이 영역에서는, 용강 중에 현탁한 Al2O3을 몰드 파우더 용융층이 흡수하여 몰드 파우더 용융층의 Al2O3 함유량이 증가하면, 겔레나이트의 석출 영역으로 몰드 파우더 용융층의 조성이 변화해 버리기 때문에, 연속 주조 조업의 안정성이 저하할 리스크가 있다.
상기의 리스크는 용강 중의 Al 함유량이 많을수록 증대하기 때문에, Al 함유량이 많은 아포정 강일수록, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」의 하한을 조금 높게 조정하여, 항상 안정적으로 쿠스피딘을 석출하는 성분 범위로 유지한다. 따라서, 본 발명에서는, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」을 「1.0＋0.05×[용강의 Al 함유량(질량％)]」 이상으로 한다.
본 발명에서는, 몰드 파우더 용융층의 점도를 저위(low level)로 유지하고, 또한, 몰드 파우더의 용융의 촉진 및 주형/응고 셸 간으로의 균일 유입을 촉진하기 위해, Na2O, Li2O 및 F의 배합량을 적절히 제어한다. 구체적으로는 이하와 같다.
즉, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 Na2O 함유량은 8질량％ 이하로 한다. Na는 Ca보다도 F와의 친화성이 높기 때문에, 과잉인 Na2O의 첨가는 쿠스피딘의 생성을 저해한다. 또한, Na2O를 과잉으로 함유시키면 네펠린(Nepheline; NaAlSiO4)이 석출되기 쉽고, 네펠린을 핵으로서 조대한 쿠스피딘이 불균일하게 생성되기 쉬워진다. 그 결과, 큰 슬래그 베어를 형성하여, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 불균일 유입을 유발한다. 이 영향은, Na2O 함유량이 8질량％ 초과에서 현저하기 때문에, Na2O 함유량의 상한을 8질량％로 한다. 미세한 쿠스피딘 결정의 균일 석출을 촉진시켜, 주편의 표면 균열을 억제하는 관점에서는, Na2O 함유량은 5질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 4질량％ 이하이다. 한편, Na2O 함유량의 하한은, 규정하지 않지만, 후술하는 LiO나 F와의 적절한 배합비에 의해 성분 범위가 결정된다.
또한, 상기와 같이, Na2O 함유량은 낮은 것이 바람직한 점에서, 몰드 파우더의 점도 조정제 및 용융 촉진제로서, Na2O에 대신하여 Li2O를 이용할 수 있다. 그 때, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, 「Li2O 함유량(질량％)/Na2O 함유량(질량％)」을 0.6 이상으로 함으로써, 안정적으로 미세하고 균일한 쿠스피딘 결정의 생성을 실현할 수 있다. 단, Li2O 함유량이 2질량％ 미만에서는, 이 효과가 작은 점에서, Li2O 함유량은 2질량％ 이상으로 한다. 한편, Li2O 함유량이 7질량％를 초과하면, 쿠스피딘까지도 석출이 저해되어 버리는 점 및, 몰드 파우더의 제조 비용이 현저하게 증가해 버리는 점에서, Li2O 함유량의 상한은 7질량％로 한다.
「Li2O 함유량(질량％)/Na2O 함유량(질량％)」이 2.0을 초과하면, 쿠스피딘 석출의 저해 및, 몰드 파우더의 제조 비용이 현저하게 증가하는 폐해가 나타나는 경우가 있다. 따라서, 「Li2O 함유량(질량％)/Na2O 함유량(질량％)」은 2.0 이하로 하는 것이 바람직하다.
F(불소)는, 쿠스피딘의 생성에 불가결하고, 또한, Al2O3 함유량이 상승한 경우의 점도 상승을 억제하는 효과도 큰 점에서, 일정량 이상 함유시킨다. 단, Na2O 및 Li2O에 대하여 F를 과잉으로 첨가하면, 몰드 파우더의 용융이 과잉으로 촉진되어, 몰드 파우더 용융층의 두께가 지나치게 증대한다. 그 때문에, 결과적으로 주형 내 용강탕면에서 몰드 파우더 용융층의 상면까지의 거리가 확대되고, 몰드 파우더 용융층이 저온화하여, 몰드 파우더 용융층의 고점도화나 슬래그 베어의 조대화를 촉진한다. 이에 따라, 주편 표면에 깊은 오실레이션 마크나 디프레션을 유발한다.
그래서, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, Na2O 함유량, Li2O 함유량 및 F 함유량을 하기의 (1)식을 만족하는 범위로 조정한다.
10＜(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋0.8×(F 함유량(질량％))＜20……(1)
여기에서, 「(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋0.8×(F 함유량(질량％)」이 10 이하에서는, 몰드 파우더의 초기 조성의 점도가 조금 높고, 또한, 몰드 파우더 용융층의 Al2O3 함유량이 증가했을 때에 점도 상승이 커진다. 이들에 따라, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 균일 유입성이 열화한다. 따라서, 몰드 파우더의 저점도와 균일 유입성의 유지와의 관점에서, 본 발명에서는, 「(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋0.8×(F 함유량(질량％)」을 10 초과로 한다.
한편, 「(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋0.8×(F 함유량(질량％)」이 20 이상이 되면, 몰드 파우더의 재화성(slag forming property)이 지나치게 좋아, 몰드 파우더의 소결이나 슬래그 베어가 증가한다. 이들을 방지하기 위해, 본 발명에서는, 「(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋0.8×(F 함유량(질량％)」을 20 미만으로 한다.
또한, F가 Na2O나 Li2O보다도 상대적으로 과잉으로 함유되면, 쿠스피딘 결정은 얻기 쉽기는 하지만, 슬래그 베어의 생성이나 결정화 온도의 상승에 수반하는 점도 상승 등에 의해, 주편 표면 품질이 악화된다. 그래서, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, 하기의 (2)식을 만족하는 범위로, Na2O 함유량, Li2O 함유량 및 F 함유량을 조정한다.
1.00≤(F 함유량(질량％))/[(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋1.46]≤1.24……(2)
여기에서, 「(F 함유량(질량％))/[(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋1.46]」이 1.24 이하를 충족하도록, Na2O 함유량, Li2O 함유량, F 함유량을 조정함으로써, 적절한 점도와 결정화 온도로 조정할 수 있다. 한편, 「(F 함유량(질량％))/[(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋1.46]」이 1.00 미만에서는, F가 Na2O나 Li2O 등과 결합하고, 쿠스피딘의 생성에 필요한 F가 저감하여, 결정 생성이 저감해 버린다. 따라서, 「(F 함유량(질량％))/[(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋1.46]」은 1.00 이상으로 한다.
C(탄소)는, 몰드 파우더의 용융 속도 조정제로서 기능하는 성분으로서, 몰드 파우더에 필수의 성분이다. C 함유량이 2질량％ 미만에서는, 몰드 파우더의 용융 속도가 지나치게 빠르고, 이에 따라, 미(未)용융의 몰드 파우더를 말려들게 하여 고화한 응집물을 형성하고, 슬래그 베어의 조대화나 이물 물려들어감을 발생시켜, 연속 주조 조업의 불안정화를 초래한다. 따라서, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, C 함유량의 하한을 2질량％로 한다.
한편, 탄소 함유량이 10질량％를 초과하면, 몰드 파우더의 녹아 퍼짐이 지나치게 억제되어, 주형/응고 셸 간의 윤활 부족에 의한 브레이크 아웃의 위험이 증가한다. 따라서, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, C 함유량은 10질량％ 이하로 한다.
또한, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, 상기 조성에, K2O를 5질량％ 이하, MnO를 5질량％ 이하, MgO를 5질량％ 이하, B2O3을 5질량％ 이하, BaO를 5질량％ 이하 중의 1종 또는 2종 이상을 함유시키는 것도 가능하다. 이들 성분은, Na2O나 Li2O에 대신하여 플럭스(flux)로서 사용해도 좋다. 단, 전술과 같이, 과잉인 용제의 첨가는 쿠스피딘의 석출도 저해하여 결정화 온도가 저하하거나, 몰드 파우더의 과잉 용융에 의한 슬래그 베어의 조대화를 초래하거나 한다. 따라서, 이들의 함유량의 합계는 5질량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 3질량％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, B2O3의 첨가에 의해, 몰드 파우더 용융층으로부터 용강으로의 B(붕소)의 이동이 일어나고, 용강의 B 농도가 상승하여 응고 셸의 경화나 취화(embrittlement)가 일어나, 주편 표면 품질의 열화를 초래하기 때문에, B2O3의 첨가량은 2질량％ 미만으로 하는 것이 보다 바람직하다.
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, Al2O3의 함유량은 낮은 쪽이 바람직하다. 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, Al2O3의 함유량이 적을수록, 쿠스피딘의 석출을 이용 가능한 성분역으로 몰드 파우더 용융층을 유지할 수 있어, 몰드 파우더 용융층의 특성 변화를 저위 안정화할 수 있다. 그 때문에, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, Al2O3의 함유량은 3질량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 2질량％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
상기의 조성 범위로 조정함으로써, 본 발명에 따른 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더는, 이하의 특징적인 특성으로 제어된다. 특성의 범위 및 그의 목적을 이하에 설명한다.
몰드 파우더의 초기 특성은, Al2O3의 부화에 의한 특성 변화도 가미하여, 이하의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.
몰드 파우더의 결정화 온도는 1100℃ 이상 1250℃ 이하로 한다. 결정화 온도가 1100℃ 미만에서는 완냉각 효과가 불충분하여, 주편 표면에 세로 균열이 발생한다. 한편, 결정화 온도가 1250℃를 초과하면, 결정화 온도가 지나치게 높아져, 몰드 파우더의 유동성이 저해되어 브레이크 아웃의 위험이 있다.
몰드 파우더의 1300℃에 있어서의 점도는, 0.05㎩·s 이상 0.20㎩·s 이하로 한다. 1300℃에 있어서의 점도가 0.05㎩·s 미만에서는, 몰드 파우더 용융층이 주형 내 용강탕면의 난류에 의해 용강 중에 말려들어가 응고 셸의 내층에 부착되어, 철강 제품에 있어서, 몰드 파우더 기인의 스캐브 결함(scab defect)을 발생할 우려가 있다. 한편, 1300℃에 있어서의 점도가 0.20㎩·s를 초과하면, Al2O3의 부화에 수반하여 몰드 파우더 용융층의 점도가 상승한 경우에 최대 점도가 지나치게 높아져, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 유입 부족이나 불균일 유입을 초래하고, 나아가서는 슬래그 베어의 형성을 초래한다. 이들에 따라, 브레이크 아웃이나 주편 표면 균열이 발생한다.
또한, Al2O3의 부화에 수반하는 특성 변화가 크면, 몰드 파우더 용융층의 특성의 불균일이 증대하여, 연속 주조 조업이 불안정화하는 점에서, 결정화 온도의 상승폭 및 점도의 상승폭도 낮게 억제하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 몰드 파우더에서는, Na2O 함유량, Li2O 함유량 및 F 함유량을 상기의 범위로 조정함으로써, 몰드 파우더의 초기 조성에 대하여 SiO2의 감소 및 Al2O3의 부화가 생겨도, 이들 변화에 수반하는 결정화 온도 및 점도의 변화가 억제된다. 이것이, 본 발명에 따른 몰드 파우더의 특징이다.
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도를 η0 및, 초기 조성에 있어서의 결정화 온도를 TCS0으로 한다. 또한, 몰드 파우더의 초기 조성의 SiO2가 Al로 환원되었다고 상정하여, 몰드 파우더 용융층의 SiO2의 함유량이 초기 조성보다도 17.6질량％ 감소하고, Al2O3 함유량이 초기 조성보다도 20.0질량％ 증가한 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도를 η1, 그 조성에 있어서의 결정화 온도를 TCS1로 한다.
본 발명에 따른 상기 조성의 몰드 파우더에 있어서는, 점도 η1과 점도 η0과의 점도차(Δη＝η1－η0)가 0.15㎩·s 이하이고, 또한, 결정화 온도 TCS1과 결정화 온도 TCS0과의 결정화 온도차(ΔTCS＝TCS1－TCS0)가 100℃ 이하로 제어된다.
몰드 파우더 용융층의 점도 및 결정화 온도의 변화가 상기보다도 크면, Al2O3의 부화에 의해, 급속히 몰드 파우더의 결정화 거동 및 주형/응고 셸 간으로의 유입 거동이 변화하고, 주형 내에서의 장소에 의한 불균일도 증대한다. 그 결과, 주편의 표면 결함을 방지할 수 없을 뿐만 아니라 브레이크 아웃의 위험도 높아진다.
여기에서, 몰드 파우더의 점도는, 몰드 파우더를 백금 도가니에 장입하고, 환 형상로(ring furnace) 중에서 1300℃까지 승온하여 완전 용융시킨 후에, 백금구의 인상법에 의해 측정했다. 그 때, 몰드 파우더의 온도는 백금 도가니의 외표층에 설치한 열전대에서 측정하여, 사전에 도가니 내의 온도와의 온도차를 확인하여 교정했다. 또한, 용융시킨 몰드 파우더를 수용한 백금 도가니를, 로체(furnace body) 온도에서 5℃/min의 냉각 속도로 냉각하면서 용융된 몰드 파우더의 온도를 측정하고, 용융된 몰드 파우더의 냉각 속도가 로체 온도의 냉각 속도보다 저하한 온도를 결정 생성에 수반하는 발열 개시 온도라고 파악하고, 이 온도를 결정화 온도로 했다.
상기의 조성 및 특성을 갖는 본 발명에 따른 몰드 파우더를 이용한, 본 발명에 따른 연속 주조 방법에 있어서의 주조 조건을 이하에 설명한다.
적용하는 강종은, Al을 0.2질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강을 대상으로 한다. Al 함유량이 2.0질량％를 초과하는 아포정 강의 경우, Al2O3의 부화에 의한 특성 변화를 소정의 범위 내로 유지하는 것이 매우 곤란해진다. 한편, Al 함유량이 0.2질량％ 미만의 아포정 강에서는, 종래의 아포정 강이 있는 연속 주조용 몰드 파우더로 대처할 수 있다. 물론, Al 함유량이 0.2질량％ 미만의 아포정 강의 연속 주조에, 본 발명에 따른 몰드 파우더를 사용해도 좋다.
주편 인발 속도는 0.7m/min 이상 2.0m/min 이하가 적합하다. 주편 인발 속도가 0.7m/min 미만에서는, 주형 내 용강탕면 상에 첨가된 몰드 파우더로의 열 공급이 부족하여, 몰드 파우더가 충분히 용융되지 않기 때문에, 몰드 파우더 용융층의 유동성이 매우 나빠, 주편 표면 품질이 열화한다. 한편, 주편 인발 속도가 2.0m/min을 초과하면, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 유입량이 부족하여 브레이크 아웃의 위험이 있다.
상기와 관련하여, 몰드 파우더를 적절히 용융시키기 위한 지표로서, 몰드 파우더 용융층의 두께를 용강 주조 유량(Q; 톤/min)에 대하여 8×Q1/2㎜ 이상, 18×Q1/2㎜ 이하, 또한, 35㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
여기에서, 용강 주조 유량 Q는, 「Q＝7800(㎏/㎥)×주편 폭(m)×주편 두께(m)×주편 인발 속도(m/min)/103」으로 계산된다. 이 용강 주조 유량 Q는, 주형 내 용강탕면 상의 몰드 파우더로의 열 공급에 관계하고 있고, 몰드 파우더를 안정적으로 용융하여, 용융한 몰드 파우더를 주형/응고 셸 간에 균일 유입시키기 위한 중요한 지표가 된다.
몰드 파우더 용융층의 두께가 8×Q1/2㎜ 미만에서는, 몰드 파우더의 용융 속도가 소비량에 비해 부족하여, 응고 셸과 주형과의 윤활 부족 의한 브레이크 아웃의 위험이 높아진다. 또한, 주형 내 용강탕면의 변동에 의해 국소적인 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 유입량이 변동하기 쉬워져, 주편 표면에 세로 균열을 초래한다.
한편, 몰드 파우더 용융층의 두께가 18×Q1/2㎜ 초과, 또는, 35㎜ 초과에서는, 몰드 파우더 용융층의 상면(특히 주형 근방)과 주형 내 용강탕면과의 거리가 길어져, 몰드 파우더 용융층이 저온화하기 때문에, 고점도화나 슬래그 베어의 형성을 초래하고, 이에 따라, 주편 표면 균열의 발생이나 브레이크 아웃을 유발한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더 및 연속 주조 방법에 의하면, Al 함유 아포정 강의 연속 주조 주편 표면의 세로 균열, 가로 균열, 코너 균열 및 패임의 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, Al 함유량이 0.2∼2.0질량％이고, 탄소 함유량이 아포정 영역인 Al 함유 아포정 강의 표면 품질이 우수한 연속 주조 주편을 안정적으로 제조 가능해진다.
실시예
본 발명의 효과를 확인하기 위해, 몰드 파우더의 결정화 거동의 확인 및 Al 함유 아포정 강의 연속 주조 시험을 실시했다.
시험에 제공한 여러 가지의 몰드 파우더의 조성을 표 1에 나타낸다. 표 1에는, 몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도 및 결정화 온도를 초기 특성으로서 나타낸다. 또한, 아울러, 몰드 파우더 중의 SiO2가 용강 중의 Al에 의해 환원되어, 몰드 파우더의 SiO2 함유량이 초기 조성보다도 17.6질량％ 감소하고, 또한, Al2O3 함유량이 초기 조성보다도 20.0질량％ 증가했다고 상정한 모의 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도 및 결정화 온도를 나타낸다.
표 1로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 몰드 파우더의 조성 범위를 충족하는 수준 A1∼A13은, Al2O3의 부화에 수반하는 점도 및 결정화 온도의 변화가 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 대하여, 본 발명의 범위 외의 수준 B1∼B16에서는, 점도 또는 결정화 온도의 현저한 증가가 보여 특성의 안정성이 낮은 것을 알 수 있다.
이하, 표 1에 나타내는 몰드 파우더를 이용하여 연속 주조 시험을 행한 결과를 설명한다. 연속 주조 시험에서는, 수직 굽힘형 연속 주조기를 이용하여, 표 2에 나타내는 강 성분 조성을 갖는 3종류의 약 270톤의 용강(강 1∼3)을, 표 3에 나타내는 주조 조건으로 연속 주조했다. 연속 주조 시험에 있어서, 주편의 두께는 250㎜, 주편의 폭은 1250㎜로 하고, 주형 진동 조건은, 진폭 3.5㎜(＝스트로크 7.0㎜)의 정현파형을 채용하고, 주편 인발 속도는, 1.3m/min을 기본으로 하고, 0.6∼2.2m/min으로 변화시켰다.
주형 내 용강탕면에, 표 1에 나타내는 각 조성의 분말상(狀) 몰드 파우더를, 몰드 파우더 소비량이 0.4∼0.8㎏/㎡가 되는 범위에서 정기적으로 또한 균일하게 공급했다. 주조 개시로부터 약 40m 길이의 주편을 연속 주조한 정상 주조 중에, 몰드 파우더 용융층의 두께를 3회 측정하고, 그의 평균값을 몰드 파우더 용융층의 두께의 대표값으로 했다.
연속 주조용 주형으로부터 인발된 주편을, 2차 냉각대에서 곧바로 냉각하고, 상부 굽힘대 및 하부 교정대에서는, 2차원 전열 계산으로부터 추정되는 주편의 코너 온도가, 각 강 성분 조성에서의 취화 온도역을 회피하는 냉각 조건이 되도록 냉각했다. 그리고, 각 연속 주조 시험에 있어서, 소정 길이(약 9m)의 정상 주조역 주편(슬래브 주편)을 12개 제조했다. 또한, 본 발명의 범위는, 상기 제조 조건에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 하여 제조한 12개의 주편 중의 1개를 무작위로 빼내 조사 대상으로 하고, 주편 장변면 및 주편 단변면의 전체면을 침투 탐상 검사(컬러 체크, 수성 염료)로 검품하여, 각 주편의 세로 균열 및 가로 균열·코너 균열의 발생 개수를 조사했다. 또한, 세로 균열 및 가로 균열·코너 균열은, 균열 길이가 주편의 세로 방향 또는 가로 방향으로 10㎜ 이상인 것을 계수했다.
또한, 세로 균열 및 가로 균열·코너 균열이 발생한 주편이라도, 주편 장변면 및 주편 단변면이면 그라인더 연삭량이 2㎜ 이하, 주편 코너이면 그라인더 연삭량이 10㎜ 이하의 연삭량으로 제거 가능한 얕은 표면 균열은 합격으로 했다. 주편 12개 중의 합격 주편 개수의 백분율을, 합격률로서 정리했다.
그들의 결과를, 주편 표면 품질로서 표 3에 아울러 나타낸다.
본 발명의 범위 내의 몰드 파우더 조성 및 주조 조건을 이용하여 주조한 경우(수준 1∼7, 수준 10∼20)에는, 세로 균열 및 가로 균열·코너 균열의 발생은 매우 적어, 주편의 합격률은 80％ 이상을 확보할 수 있었다. 한편, 본 발명의 범위 내의 몰드 파우더 조성이라도, 주조 조건이 본 발명의 범위를 벗어난 경우(수준 8, 9)에는, 몰드 파우더의 주형/응고 셸 간으로의 균일 유입이 저해되어 깊은 디프레션이 증가하고, 그 영향으로, 특히 가로 균열의 발생이 증가했다.
또한, 몰드 파우더의 조성이 본 발명의 범위를 벗어난 경우(수준 21∼40)에는, 완냉각 효과가 낮은 몰드 파우더로서, 주편 표면에 세로 균열이 빈발했다. 또한, Na2O, F, Li2O의 성분 밸런스가 나쁜 몰드 파우더에서는, 깊은 디프레션의 형성에 의한 가로 균열의 발생이 증가했다.
Claims (5)
- Al(알루미늄)을 0.2질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 탄소 함유량이 아포정(hypo-peritectic) 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강을 연속 주조할 때에 사용하는 몰드 파우더로서,
CaO, SiO2, Na2O, Li2O, F(불소), C(탄소)를 기본 성분으로 하고,
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서,
「CaO 함유량(질량％)/SiO2 함유량(질량％)」이, 「1.0＋0.05×[용강(molten steel)의 Al 함유량(질량％)]」 이상, 「2.0－0.35×[용강의 Al 함유량(질량％)]」 이하이고,
Na2O 함유량이 8질량％ 이하, Li2O 함유량이 2질량％ 이상 7질량％ 이하이고, 또한, 「Li2O 함유량(질량％)/Na2O 함유량(질량％)」이 0.6 이상이고,
F 함유량이, 상기 Na2O 함유량 및 상기 Li2O 함유량에 대하여 하기의 (1)식 및 하기의 (2)식을 만족하는 범위이고,
C 함유량이 2질량％ 이상 10질량％ 이하이고,
1300℃에 있어서의 점도가 0.05∼0.20㎩·s, 결정화 온도가 1100∼1250℃인,
Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더.
10＜(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋0.8×(F 함유량(질량％))＜20……(1)
1.00≤(F 함유량(질량％))/[(Li2O 함유량(질량％))＋0.5×(Na2O 함유량(질량％))＋1.46]≤1.24……(2) - 제1항에 있어서,
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, 추가로, K2O를 5질량％ 이하, MnO를 5질량％ 이하, MgO를 5질량％ 이하, B2O3을 5질량％ 이하, BaO를 5질량％ 이하 중의 1종 또는 2종 이상을 함유하는, Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서, Al2O3 함유량이 3질량％ 이하인, Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
몰드 파우더의 초기 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도를 η0, 초기 조성에 있어서의 결정화 온도를 TCS0으로 하고, 몰드 파우더의 SiO2 함유량이 상기 초기 조성보다도 17.6질량％ 감소하고, 또한, Al2O3 함유량이 초기 조성보다도 20.0질량％ 증가한 몰드 파우더의 조성에 있어서의 1300℃에서의 점도를 η1, 그 조성에 있어서의 결정화 온도를 TCS1로 했을 때, 점도 η1과 점도 η0과의 점도차(Δη＝η1－η0)가 0.15㎩·s 이하이고, 결정화 온도 TCS1과 결정화 온도 TCS0과의 결정화 온도차(ΔTCS＝TCS1－TCS0)가 100℃ 이하인, Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더. - Al(알루미늄)을 0.2질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 탄소 함유량이 아포정 영역(0.08∼0.17질량％)인 Al 함유 아포정 강을 연속 주조할 때에, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 Al 함유 아포정 강의 연속 주조용 몰드 파우더를 연속 주조용 주형 내에 공급하고, 주편 인발 속도(slab drawing speed)를 0.7∼2.0m/min으로 하고, 몰드 파우더 용융층의 두께를 용강 주조 유량(Q; 톤/min)에 대하여 8×Q1/2㎜ 이상, 18×Q1/2㎜ 이하, 또한, 35㎜ 이하로 하는, Al 함유 아포정 강의 연속 주조 방법.
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