KR20240076192A - 연속주조 주편의 품질 평가 방법 - Google Patents

연속주조 주편의 품질 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 연속주조 주편의 품질 평가 방법으로서, 상기 평가 방법은, 개재물 집적대가 적어도 어느 일부에 포함된 주편 샘플을 준비하는 단계, 상기 주편 샘플의 주조방향과 수직한 방향으로 상기 주편 샘플을 압연하는 단계, 초음파 탐상 분석 방법을 이용하여 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 측정하는 단계 및 측정된 상기 개재물 값을 미다스 지수로 환산하여 기준값과 비교함으로써, 상기 주편 샘플의 품질을 평가하는 단계를 포함하는, 연속주조 주편의 품질 평가 방법을 제공한다.

Description

연속주조 주편의 품질 평가 방법{Method for monitoring cast bloom quality}
본 발명은 연속주조 주편의 품질 평가 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주편 내 대형 개재물 값을 정량화하여 주편 샘플의 품질을 평가할 수 있는 연속주조 주편의 품질 평가 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연속주조는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 몰드(Mold)로 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속적으로 생산하는 공정이다. 연속주조를 통해 제조된 주편은 전단 설비에 의해 절단되어 다양한 압연 공정의 소재를 생산할 수 있다.
최근 강종의 다양화 및 제품의 요구 조건 다양화에 따라 연속 주조 방식을 통한 주편 생산량이 증가하고 있다. 이에, 원 캐스트(1 Cast) 주조 기준으로 한 종류의 강종을 계속해서 생산하던 기존 방식 대비, 단연주 및 연연주수 저감으로 인해 생산 주기가 짧아지고 있는 추세이다. 이는 곧 동일한 생산 주기 내 턴디쉬 사용량 증가를 의미하며, 주조 초기 및 말기 절단되는 블룸 헤드/테일 크롭(Head/Tail crop) 발생량이 증가되는 문제점을 야기한다. 상기 헤드/테일 크롭은 스크랩으로 사용되므로, 주편의 실수율 및 연주 회수율 증대를 위해서는 강종 그룹별 절사길이 최적화가 반드시 필요한 실정이다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 일본 등록 특허 제 2008-142066호는 초음파 탐상법을 이용해 강재의 청정도를 평가하는 방법을 개시한다. 상기 평가 방법은, 강재의 청정도를 평가하여 파손의 원인이 되는 강재 내 개재물의 개수를 파악할 수 있다. 다만, 상기 평가방법은 반사파 강도가 일정 이상인 개재물만 선택적으로 검출할 수 있어 다소 정확도가 떨어지는 단점이 존재한다.
일본 등록 특허 제 2008-142066호
본 발명은 상술한 문제를 포함하여 다양한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주편 내 이물질을 측정하여 기준값과 비교함으로써 상기 주편의 절사길이를 최적화할 수 있는 연속주조 주편의 품질 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 분석 결과를 정량적으로 나타내어, 분석 대상재 간의 상대 비교를 진행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따른 연속주조 주편의 품질 평가 방법을 제공한다.
상기 연속주조 주편의 품질 평가 방법은 개재물 집적대가 적어도 어느 일부에 포함된 주편 샘플을 준비하는 단계, 상기 주편 샘플의 주조방향과 수직한 방향으로 상기 주편 샘플을 압연하는 단계, 초음파 탐상 분석 방법을 이용하여 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 측정하는 단계 및 측정된 상기 개재물 값을 미다스 지수로 환산하여 기준값과 비교함으로써, 상기 주편 샘플의 품질을 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기준값은 100 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 평가하는 단계에서, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족할 경우, 주편을 연속주조 이후의 후속 공정으로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우, 상기 주편 샘플을 폐기하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우, 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 2회 이상 반복 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주편 샘플의 미다스 지수의 평균이 상기 기준값을 만족하는 경우, 주편을 연속주조 이후의 후속 공정으로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우, 기준값을 만족하도록, 주편 샘플의 조성을 변경하거나 공정조건을 제어하도록 지시하는 단계 및 상기 주편 샘플을 다시 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정된 상기 개재물 값은 상기 주편 샘플 내에 분포되어 있는 개재물 면적 값의 합일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주편 샘플 내 개재물 집적대는 상기 주편 샘플의 주조 방향을 기준으로 상부에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주편 샘플을 압연하는 단계에서, 상기 주편 샘플을 주조방향의 수직 방향으로 압연할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 압연된 상기 주편 샘플은 서프 보드(Surf-board) 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주편의 연속주조 이후의 후속 공정은 전단 공정 또는 압연 공정 단계를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조 주편의 품질 평가 방법을 제공함으로써, 강종 그룹별 절사길이의 최적화가 가능하다. 또한, 주편의 절사길이 최적화를 통하여 헤드/테일 크롭의 실수율 향상 및 연주 회수율 개선에 기여할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 연속주조 주편의 품질 평가 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주편 샘플 내 개재물 값을 측정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실험예에 따른 초음파 탐상 분석 결과에서 주편 샘플 내 개재물 면적 및 분포를 나타내는 사진이다.
도 7은 도 6에 도시된 개재물의 면적을 분포도와 함께 표시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 비교예에 따른 초음파 탐상 분석 결과에서 주편 샘플 내 개재물 면적 및 분포를 나타내는 사진이다.
도 9는 도 8에 도시된 개재물의 면적을 분포도와 함께 표시한 그래프이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
개재물은 용강 내 존재하는 이물질의 한 종류로써, 상기 주편의 제조 과정 중 주로 주조 초기에 혼입될 수 있다. 일반적으로, 개재물은 연속 주조 과정에서 용강의 탕면 상부에 부유하는 것을 포집해 제거하게 된다. 이때, 미처 제거되지 못한 일부 개재물은 용강의 상면에 가깝게 분포된 상태로 응고되어 주편으로 제조된다. 만약, 제조된 상기 주편의 내부에 대형 개재물이 과도하게 포함되는 경우, 열위한 재료 특성을 나타내게 된다.
예를 들어, 개재물이 과도하게 혼입되어 열위한 재료 특성을 가지는 주편을 절단할 경우, 헤드/테일 크롭이 과도하게 발생되어 주편의 수율이 감소하게 된다.
또, 열위한 재료 특성을 갖는 주편은 고객사의 요구에 따른 절사 길이를 구현하기 어렵다. 주편을 절사하게 되면, 절사된 조직의 강도 및 경도 등이 약화된다. 결론적으로 열위한 재료 특성을 갖는 주편은 요구되는 절사 길이가 단축될수록 용도에 따라 요구되는 강도 특성을 만족하기 어려워짐을 알 수 있다.
본 발명에서는 주편 샘플의 품질 평가 방법을 통해, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 못하는 경우, 상기 주편 샘플을 열위한 재료 특성을 나타낸다고 판단하였다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조 주편의 품질 평가 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조 주편의 품질 평가 방법(S100)은 개재물 집적대가 적어도 어느 일부에 포함된 주편 샘플을 준비하는 단계 (S110)를 포함할 수 있다. 이후, 준비된 상기 주편 샘플의 주조방향과 수직한 방향으로 상기 주편 샘플을 압연하는 단계(S120)를 포함할 수 있다. 다음으로, 압연된 주편 샘플의 품질을 평가하기 위해, 초음파 탐상 분석 방법을 이용하여 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 측정하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 측정된 개재물 값은 미다스 지수로 환산하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. 마지막으로, 환산된 미다스 지수를 기준값과 비교함으로써, 상기 주편 샘플의 품질을 평가하는 단계(S150)를 진행할 수 있다.
이때, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 못하는 경우, 주편 샘플을 폐기하는 단계(S161)를 포함할 수 있다. 반면, 상기 주편 샘플이 상기 기준값을 만족하는 경우, 주편을 연속주조 이후의 후속 공정으로 투입하는 단계(S160)를 포함할 수 있다. 상기 주편은 상기 주편 샘플과 동일한 제조방법 및 성분으로 제작된 것으로, 수요자의 요구에 따라 후속 공정에 직접 투입될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 주편 샘플은 상기 주편의 품질 평가를 위해, 연속 주조 이후 제조된 주편의 일부를 가공하여 제작된 것이다. 상기 주편 샘플의 크기는 한정되지 않으나, 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 정확히 측정하기 위한 소정의 크기가 요구된다.
상기 주편 샘플은, 적어도 어느 일부에 개재물이 밀집되어 있는 부분을 포함할 수 있다. 상기 주편 및 주편 샘플 내 개재물이 밀집된 부분을 개재물 집적대라고 하며, 상기 주편 샘플 내 어느 일부에 포함되는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 상기 개재물 집적대는 주편 샘플의 상부에 분포될 수 있으며, 주조 방향과 나란한 방향으로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 주편 샘플의 재료 특성을 통해 주편의 연속 주조 이후 열위한 재료 특성을 나타내는 주편 샘플의 품질을 평가하여 연속 주조 이후의 후속 공정으로 투입하는 단계(S160)를 추가로 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 주편 샘플 내 개재물 집적대가 주조방향인 z축과 평행하게 형성된 것을 알 수 있다. 이후, 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 측정하기 위해, 상기 주편 샘플은 주조방향과 수직한 방향인 y축으로 압연될 수 있다.
상기 주편 샘플 내 개재물 집적대는 도 5와 같이 압연된 상기 주편 샘플 내 어느 한쪽에 분포됨과 동시에 상기 개재물 집적대의 영역이 확장된다. 이때, 주조방향과 수직하게 압연된 상기 주편 샘플은 서프 보드(Surf-board) 형태임을 알 수 있다. 압연하여 상기 개재물 집적대를 확장시킴으로써, 초음파 탐상 분석 방법으로 상기 주편 샘플 내 개재물 면적을 용이하게 측정할 수 있다. 또, 압연 이전과 이후 개재물의 체적은 변화되지 않는다.
다음으로, 압연된 상기 주편 샘플 내 개재물의 면적을 초음파 탐상 분석 방법으로 측정할 수 있다. 상기 초음파 탐상 분석 방법은 초음파 탐촉자의 종류에 따라 측정할 수 있는 주편의 두께가 한정되므로, 상기 주편 샘플의 압연 단계(S120)가 선행되어야 한다. 이때, 압연된 상기 주편 샘플의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 초음파 탐상 분석 방법 시 사용되는 초음파 탐촉자의 종류에 따라 결정될 수 있다. 상기 초음파 탐촉자의 종류 또한, 상기 분석을 진행하는 사용자의 요구에 맞게 결정될 수 있다.
예를 들어, 주편 샘플의 두께가 두꺼워질 경우, 파장이 클수록 개재물 검출이 용이하므로 낮은 주파수를 갖는 탐촉자를 사용할 수 있다. 한편, 주편 샘플의 두께가 얇아질 경우 파장이 작고 높은 주파수를 갖는 탐촉자를 사용할 수 있다.
또, 초음파 탐상 분석 기기에 상기 압연된 상기 주편 샘플을 투입하는 것을 용이하게 하기 위해, 상기 주편 샘플을 x축 방향으로 절사하는 단계(미도시)를 추가적으로 수행한다.
상기 초음파 탐상 분석 방법으로 상기 주편 샘플 내 개재물의 면적 및 상기 개재물 면적에 따른 상기 주편 샘플 내 분포도를 측정하는 단계(S130)를 수행할 수 있다. 상기 초음파 탐상 분석 방법으로 측정된 상기 주편 샘플 내 개재물 면적을 개재물 값이라고 할 수 있다.
마지막으로, 측정된 상기 개재물 값을 미다스 지수로 환산하여 기준값과 비교하는 단계(S150)를 수행하여 주편의 품질을 평가할 수 있다.
상기 측정된 개재물 값은 미다스 지수에 의해 가시적으로 나타낼 수 있다. 미다스 지수(MIDAS, Mannesmann Inclusion Detection by Analyzing Surfboards)는 하기의 관계식 1로 도출된 값이며, 미다스 지수의 특정 값은 본 발명에서 주편 샘플의 재료 특성을 판단할 수 있는 기준값이 될 수 있다.
[관계식 1]
상기 S150 단계를 통해 상기 주편 샘플의 품질을 평가할 수 있다. 상기 관계식1로 환산된 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족할 경우, 주편을 연속주조 이후의 후속 공정으로 투입하는 단계(S160)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 S160 단계를 수행하기 위한 상기 미다스 지수의 기준값은 100 이하일 수 있다.
한편, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 기준값 100을 초과하는 경우, 주편의 샘플을 폐기하는 단계(S161)를 진행할 수 있다.
다만, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 기준값 100을 초과하는 경우, 항상 상기 주편 샘플을 폐기하는 것은 아니다. 본 발명에서의 미다스 지수는 측정하는 주편에 따라 상대적일 수 있으므로, 바람직하게는 본 발명에서의 미다스 지수의 기준값은 100을 기준으로 +10%인, 110이하 값까지 허용될 수 있다.
예를 들어, 주편 샘플의 미다스 지수가 110인 경우, 기준값 100이하에서 +10%인 값이므로, 본 발명의 기준값 조건을 만족하게 된다.
후속공정에 투입되는 상기 주편은, 미다스 지수가 기준값 이상인 주편 샘플과 동일한 성분과 공정으로 제조되어, 재료 특성이 동일한 것을 의미할 수 있다. 상기 주편을 후속 공정에 투입하는 단계(S160)에서, 전단 공정 또는 압연 공정 등을 추가적으로 수행하게 되고, 일련의 공정들을 통해 상기 주편은 고객사의 요구에 맞게 특정 용도로 제작될 수 있다.
이하에서, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속주조 주편의 품질 평가 방법(S200)을 설명한다. 도 1을 참조하여 상술한 연속주조 주편의 품질 평가 방법(S100)과 동일한 부분에 대해서는 생략한다.
도 2에서의 연속주조 주편의 품질 평가 방법(S200)에서는 주편 샘플의 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우, 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 2회 이상 반복 측정할 수 있다.
본 발명에서는, 초음파 탐상 방법에 의한 상기 주편 샘플 내 개재물 면적의 오차 발생 가능성을 고려하여 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 반복 측정하도록 한다.
개재물 값을 반복 측정하는 이유는, 일반 탄소강과 달리 특수 합금강의 경우 강에 포함된 성분에 따라 탐상 오차가 발생될 수 있기 때문이다. 일 예로, 고망간강 후판의 경우, 망간 함량에 따라 초음파의 음속이 일반 탄소강 대비 감소되는 경향이 있어, 개재물이 과대 또는 과소 평가되어 판정 오류가 발생될 우려가 높다.
도 2의 순서도 상의, 주편 샘플을 폐기하는 단계(S261)는, 2회 이상 반복 측정된 개재물 값을 상기 기준값과 비교하여 n+1회 이상 상기 기준값을 만족하지 않는 경우 실시한다. 이때의 n값은 0을 초과하는 값이다.
이하에서, 도 3을 참조하여 본 발명의 또다른 실시예에 따른 연속주조 주편의 품질 평가 방법(S300)을 설명한다. 도 1을 참조하여 상술한 연속주조 주편의 품질 평가 방법(S100)과 동일한 부분에 대해서는 생략한다.
도 3을 참조하면, 상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우, 기준값을 만족하도록, 상기 주편 샘플의 조성을 변경하거나 공정조건을 제어하도록 지시하는 단계(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 단계 이후, 기존의 주편 샘플과 상이한 재료 특성을 가지는 주편 샘플이 준비된다. 상기 상이한 재료 특성을 갖는 주편 샘플은 미다스 지수가 기준값을 만족할 때까지 반복하여 제조될 수 있다.
하기에서 주편 샘플의 기준값을 2회 이상 반복 측정하는 경우에 대해, 예시를 들어 설명한다.
예를 들어, 상기 주편 샘플의 미다스 지수의 1회 측정결과가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우, 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 추가로 2회 이상 반복 측정할 수 있다. 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 총 3회 반복 측정하여 상기 주편 샘플의 품질을 평가할 수 있다.
예를 들어, 상기 3회 반복 측정된 개재물 값의 평균을 내어 주편 샘플의 품질을 평가할 수 있다. 이 경우, 상기 평균값이 100이하인 경우, 주편을 후속 공정에 투입하는 단계를 진행할 수 있다.
다른 예로서, 상기 3회 반복 측정된 개재물 값 중 적어도 하나 이상의 값이 상기 기준값을 만족하면 주편을 후속 공정에 투입하는 단계를 진행할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 이해를 돕기 위한 실험예들을 설명한다. 다만, 하기의 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 아래의 실험예들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서의 실시예 샘플은 초음파 탐상 분석을 진행하기 위한 소정의 크기인 175×195×100 (가로×세로×두께(단위:mm))크기로 제작되었다.
하기 표 1은 연속주조 주편의 품질을 평가하기 위해, 실시예 샘플의 초음파 탐상 분석 조건을 나열한 표이다.
장비구분 탐촉자 신호 설정 데이터 게이트
(Data gate)		 분해능 탐촉
거리
주파수 초점거리 감도 고역 통과 필터 저역 통과 필터 펄스 전압 펄스 폭 시작 깊이 높이
UT 25MHz 1.0” 22dB 7MHz 100MHz 200V 25.00ns 2.00 13.00 3.00 0.05mm 5.00mm
실시예 샘플은 초음파 탐상 검사 장비(UT, ultrasonic testing)로 상기 실시예 샘플 내 개재물 측정을 진행하였다.
상기 실시예 샘플은 15mm이하 두께로 압연된 서프보드 형태로, 상기 샘플의 개재물을 측정하기 위해, 주파수가 25MHz인 탐촉자를 사용하였음을 알 수 있다.
하기의 표 2는 미다스 지수가 100 이하인 실시예 샘플 내 개재물 분석결과이다.
서프보드 총 면적(mm2) 221,616
개재물 총 면적(mm2) 2.71
미다스(MIDAS) 지수 12.2
상기 표 2는 초음파 탐상 분석 방법으로 실시예 샘플을 측정한 값이 기재되어 있다. 표 2에서의 서프보드 총 면적은 상기 주편 샘플을 압연하여 서프보드 형태로 제작되었을 때 측정한 상기 주편 샘플의 총 면적을 의미한다. 상기 사진 상에 막대그래프로 주편 샘플 내 개재물 면적에 따른 결과 값을 나타내었다.
도 6은 실시예 샘플 내 개재물 면적을 초음파 탐상 분석 방법으로 촬영한 사진이다. 상기 주편 샘플 내에 분포된 개재물은 초음파 탐상 사진 상에서 흰색 점 형상으로 관찰된다.
또, 상기 도 6의 가로축은 압연된 상기 실시예 샘플의 크기이며, 세로축은 상기 주편 샘플 내 분포하는 개재물 면적을 의미한다. 상기 주편 샘플의 길이 방향(y방향)에 따라 측정된 개재물 면적의 합을 막대 그래프로 사진상에 나타내었다. 그 결과, 도 6에서는 실시예 샘플 내 분포되어 있는 개재물의 면적 및 분포 나타내는 막대 그래프가 거의 관찰되지 않아, 실시예 샘플에는 개재물의 보유량이 매우 희박함을 알 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 개재물의 면적을 분포도와 함께 표시한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 실시예 샘플 내 개재물 면적에 따른 분포도를 확인할 수 있다. 상기 실시예 샘플 내부의 전체 개재물 중 80%가량이 가장 작은 개재물 면적 범위인 0 내지 0.05mm2에 속해 있고, 약 20%가 0.05 내지 0.1 mm2 면적 범위에 속해있는 것을 알 수 있다.
즉, 상기 실시예 샘플 내 측정된 개재물의 총 면적은 2.71mm2이고, 상기 실시예 샘플 내에 분포되는 개재물 또한 상당히 미세함을 알 수 있다. 그러므로, 상시 실시예 샘플과 동일하게 제작된 주편은 고객사의 요구에 따라 상기 주편을 가공하더라도 강도 및 경도에 영향을 거의 주지 않음을 예측할 수 있다.
한편, 미다스 지수가 100을 초과하는 비교예 샘플 내 개재물 값의 분석결과를 하기의 표 3에 나타내었다.
서프보드 총 면적(mm2) 221,616
개재물 총 면적(mm2) 48.6
미다스(MIDAS) 지수 219.4
도 8은 본 발명의 비교예에 따른 초음파 탐상 분석 결과에서 주편 샘플 내 개재물 면적 및 분포를 나타내는 사진이다.
도 6의 실시예 샘플 사진은 막대 그래프 형상이 거의 관찰되지 않은 것에 비해, 도 8의 비교예 샘플은 막대 그래프가 비교예 샘플 상에 광범위하게 관찰된다. 또, 도 6의 실시예 샘플에 비해, 도 8의 비교예 샘플 사진은 육안으로도 흰색 점 형상의 개재물이 뚜렷하게 관찰된다.
상기 도 8에서 측정된 개재물의 면적을 분포도와 함께 도 9에 나타내었다.
도 9를 참조하면, 면적이 0 내지 0.05mm2 면적 범위에 속하는 개재물이 약 40% 존재하고, 0.05 내지 0.1 mm2 면적 범위의 개재물이 비슷한 비율로 혼재되어 있음을 확인할 수 있다. 0.1 mm2 면적 범위 이상의 개재물 또한 약 10%의 비율로 혼재되어 있었다.
결론적으로 비교예 샘플은 실시예 샘플에 비해, 상대적으로 주편 샘플 내 분포되는 조대한 크기를 갖는 대형 개재물의 비율이 더 높음을 알 수 있다. 상기 비교예 샘플 내 분포된 개재물의 면적이 조대하므로, 비교예 샘플과 동일하게 제조된 주편은 열위한 재료 특성을 나타낼 가능성이 현저함을 예측할 수 있다.
상술한 바와 같이, 미다스 지수는 연속주조를 통해 제조된 주편의 품질에 직접적인 영향을 줄 수 있는 인자로 활용될 수 있다. 상기 미다스 지수값이 높아질수록 주편의 헤드/테일 크롭 발생량의 증가로 이어지게 되며, 이는 상기 주편의 열위한 재료 특성이 상기 주편의 가공 과정에서 영향을 주기 때문이다. 결과적으로 주편 샘플의 미다스 지수값에 따라, 동일하게 제조된 주편의 재료 특성을 사전에 파악할 수 있으므로, 고객사의 요구에 맞추어 상기 주편의 절사길이를 최적화하는 것이 더욱 용이해질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 연속주조 주편의 품질 평가 방법으로서,
    상기 평가 방법은,
    개재물 집적대가 적어도 어느 일부에 포함된 주편 샘플을 준비하는 단계;
    상기 주편 샘플의 주조방향과 수직한 방향으로 상기 주편 샘플을 압연하는 단계;
    초음파 탐상 분석 방법을 이용하여 상기 주편 샘플 내 개재물 값을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 개재물 값을 미다스 지수로 환산하여 기준값과 비교함으로써, 상기 주편 샘플의 품질을 평가하는 단계;를 포함하는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준값은 100 이하인,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가하는 단계에서,
    상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족할 경우, 주편을 연속주조 이후의 후속 공정으로 투입하는 단계;를 포함하는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우, 상기 주편 샘플을 폐기하는 단계;를 포함할 수 있는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우,
    상기 주편 샘플 내 개재물 값을 2회 이상 반복 측정하는 단계;를 포함할 수 있는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주편 샘플의 미다스 지수의 평균이 상기 기준값을 만족하는 경우, 주편을 연속주조 이후의 후속 공정으로 투입하는 단계;를 포함하는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주편 샘플의 미다스 지수가 상기 기준값을 만족하지 않는 경우,
    기준값을 만족하도록, 주편 샘플의 조성을 변경하거나 공정조건을 제어하도록 지시하는 단계; 및
    상기 주편 샘플을 다시 준비하는 단계;를 포함할 수 있는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    측정된 상기 개재물 값은 상기 주편 샘플 내에 분포되어 있는 개재물 면적 값의 합인,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 주편 샘플 내 개재물 집적대는 상기 주편 샘플의 주조 방향을 기준으로상부에 형성된,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 주편 샘플을 압연하는 단계에서,
    상기 주편 샘플을 주조방향의 수직 방향으로 압연하는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    압연된 상기 주편 샘플은 서프 보드(Surf-board) 형태인,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 주편의 연속주조 이후의 후속 공정은 전단 공정 또는 압연 공정 단계를 포함하는,
    연속주조 주편의 품질 평가 방법.
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