WO2018008814A1 - Jig for casting and casting method using same - Google Patents

Jig for casting and casting method using same Download PDF

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WO2018008814A1
WO2018008814A1 PCT/KR2016/014020 KR2016014020W WO2018008814A1 WO 2018008814 A1 WO2018008814 A1 WO 2018008814A1 KR 2016014020 W KR2016014020 W KR 2016014020W WO 2018008814 A1 WO2018008814 A1 WO 2018008814A1
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WO
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jig
mold
molten steel
casting
mold flux
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PCT/KR2016/014020
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
원영목
정성훈
변윤기
Original Assignee
주식회사 포스코
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Publication date
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/111—Treating the molten metal by using protecting powders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like

Definitions

  • the present invention relates to a casting jig and a casting method using the same, and more particularly to a casting jig and a casting method using the same to suppress the deformation of the mold flux to improve the quality and productivity of the cast.
  • the cast steel is produced while the molten steel contained in the mold is cooled through the cooling table.
  • the continuous casting process injects molten steel into a mold having a constant internal shape and continuously draws the reacted slabs into the lower side of the mold to produce semi-finished products of various shapes such as slabs, blooms, billets, beam blanks, and the like. It is a process.
  • the cast steel is first cooled in the mold, and after passing through the mold, water is injected into the cast steel to solidify through a process of secondary cooling.
  • the molten steel solidifies from the edge of the mold, whereby the mold periodically vibrates to generate friction, which causes continuous molten steel injection and solidification in the mold.
  • the mold flux is injected into the upper portion of the molten steel in the mold so that lubrication can proceed smoothly during the vibration of the mold. Mold flux flows between the solidified layer of the molten steel and the mold to minimize friction and plays an important role in controlling the heat transfer rate between the molten steel and the mold.
  • the high-Al-containing high Mn case because of the very high concentration of the Al component in the reaction with SiO 2 of the Al component in the molten steel mold slag mold flux as Equation 1 below SiO 2 in the molten steel course is reduced, and Al 2 O 3 will increase.
  • the modification speed is increased.
  • the Al component in the molten steel is picked up into the mold slag by the reaction as shown in Equation 1, and as the casting proceeds, that is, as the casting length increases, pickup of the Al component in the mold slag is accelerated, thereby Al 2 O 3
  • the ingredients are concentrated.
  • SiO 2 in the mold slag is reduced to change the viscosity, basicity and solidification temperature of the mold flux.
  • Such deformation of the mold flux accelerates the growth of slag bears or rims formed on the inner wall of the mold, suppresses the flow of the mold flux between the mold and the molten steel, and prevents the heat transfer during the initial solidification of the molten steel to prevent the heat transfer.
  • the localized solidification layer non-uniformity in the vicinity causes large duty free cracks in the cast steel. These large duty-free cracks are difficult to remove cracks by Scarfing or Grinding process, it is inevitable to increase the production cost due to the failure cost.
  • the present invention provides a casting jig and a casting method using the same that can reduce the deformation of the mold flux by reducing the contact area between the molten steel and the mold flux.
  • the present invention provides a casting jig and a casting method using the same that can improve the casting efficiency and cast quality.
  • Casting jig is a jig that is injected into the molten steel in the mold during casting, the specific gravity of the jig has a specific gravity less than the specific gravity of the molten steel and greater than the specific gravity of the mold flux disposed on the molten steel. It may include a refractory.
  • the jig may include a body having an area smaller than that of the molten steel in the mold, and a grip provided on an upper surface of the body.
  • the body may be formed in a plate shape.
  • the body may be formed in a box shape with an open lower portion.
  • the body may be formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold.
  • Sides of the body may be provided with a protrusion protruding outward.
  • the jig may have a specific gravity of 3.0 to 6.5 g / cm 3.
  • the jig may have a specific gravity of 3.0 to 3.2 g / cm 3.
  • the jig may have a thickness of 20 to 50 mm.
  • Casting method the casting method, the process of injecting molten steel into the mold; Supplying a mold flux to the molten steel; Putting a jig including refractory on the molten steel to contact at least a part of the jig with the molten steel and at least a part of the jig with the mold flux; And solidifying the molten steel to cast the cast steel, and in the process of casting the cast steel, an area of the molten steel contacting the mold flux using the jig may be smaller than a molten surface area of the molten steel in the mold. .
  • the jig may be disposed on both sides of an immersion nozzle for injecting molten steel into the mold.
  • At least a part of the edge of the jig may be spaced apart from the inner wall of the mold.
  • mold flux may be injected between the jig and the mold inner wall.
  • the jig is formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold, and includes a first area formed inside the jig and a second area formed between the jig and an inner wall of the mold.
  • the molten mold flux may be supplied to the first region and the second region.
  • the jig is formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold, and includes a first area formed inside the jig and a second area formed between the jig and an inner wall of the mold.
  • the solid mold flux may be supplied to the first region, and the molten mold flux may be supplied to the second region.
  • the cast steel may include the step of measuring the level of the molten steel by measuring the position of the jig.
  • the area of contact between molten steel and the mold flux during casting can be reduced to suppress the reaction between inclusions in the molten steel and the mold flux. Accordingly, by suppressing the deformation of the mold flux, it is possible to suppress the formation of slag bear on the inner wall of the mold, thereby facilitating the inflow of the mold flux between the inner wall of the mold and the molten steel. Therefore, during the casting of the cast steel, the lubrication action by the mold flux, the heat generation function and the thermal cutoff function by the mold flux can be smoothed to uniformly solidify the molten steel. In addition, it is possible to suppress defects of the slab due to the slag bear to improve the quality and productivity of the slab.
  • 1 is a view schematically showing a casting facility.
  • FIG. 2 is a view showing a state inside the mold when performing the casting by the casting method according to the prior art.
  • Figure 3 is a graph showing the component changes of the mold flux when casting by the casting method according to the prior art.
  • Figure 4 is a view schematically showing the configuration of the casting jig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart sequentially showing a casting method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing a comparison of the temperature change of a mold during casting with a test player.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a casting facility
  • Figure 2 is a view showing the internal state of the mold when performing the casting by the casting method according to the prior art
  • Figure 3 is a mold flux when casting by the casting method according to the prior art
  • the casting equipment receives molten steel through a ladle 10 containing molten steel refined in a steelmaking process and an injection nozzle connected to the ladle 10, for example, a shroud nozzle (not shown).
  • the mold 30 for temporarily storing and supplying molten steel through the tundish 20 to supply the mold 30 and the immersion nozzle 22 connected to the tundish 20 and initially to a predetermined shape in a predetermined shape.
  • a cooling line 40 provided below the mold 30 and having a plurality of segments continuously arranged to perform a series of molding operations while cooling the non-solidified slabs 1 drawn from the mold 30. Can be.
  • a mold flux is formed on the upper portion of the molten steel injected into the mold 30.
  • the mold flux may be supplied to the upper part of the molten steel in a solid state, such as a powder state, or may be supplied to a liquid molten mold flux in which the solid phase flux is dissolved.
  • a mold flux is demonstrated, and it is called a mold flux.
  • the mold flux flows between the inner wall of the mold 30 and the molten steel by lubrication applied to the mold 30 to lubricate the molten steel, that is, the solidification cell Mc, of the mold 30. 30) to the bottom.
  • the mold flux may perform functions such as absorption and removal of inclusions in the molten steel, thermal insulation of the molten steel, and heat transfer rate control along with a lubricating action.
  • SiO 2 component of the mold flux of the casting is brought generate Al 2 O 3 reacts with the inclusions, such as Al component in the molten steel, thus generated Al 2 O 3 is attached and solidified in the mold 30, the inner wall slag bear (R ).
  • the reaction reduces the SiO 2 component of the mold flux to increase the basicity (CaO / SiO 2 ) of the molten mold flux, thereby increasing the viscosity of the mold flux.
  • the viscosity of the mold flux increases, the mold flux does not flow smoothly between the inner wall of the mold 30 and the molten steel.
  • the Al 2 O 3 and SiO 2 components in the mold flux have an inverse relationship with each other as the casting proceeds. That is, in the case of Al 2 O 3, the increase is approximately 10 times compared to the beginning of casting at the end of casting, and in the case of SiO 2 , it is reduced to about 1/5 at the end of casting. This causes problems such as cracking in the large duty free having a depth of about 16mm in the cast.
  • FIG. 4 is a view schematically showing a configuration of a casting jig according to an embodiment of the present invention
  • Figures 5 to 7 is a view showing a configuration of a casting jig according to a modification of the present invention.
  • the mold 30 may include two long sides facing each other and two short sides disposed in a direction crossing the long sides and facing each other.
  • the mold 30 may be formed in a hollow rectangular parallelepiped shape in which tops and bottoms are opened by connecting two long sides and two short sides.
  • the immersion nozzle 22 for injecting molten steel stored in the tundish 20 into the mold 30 may be disposed at the center of the mold 30.
  • the casting can be injected into the molten steel (M) in the mold 30, the mold flux (F) is less than the specific gravity of the molten steel (M) disposed on the molten steel (M) It may include a refractory larger than the specific gravity of).
  • the jig may be formed to have a specific gravity of about 3.0 to 6.5 g / cm 3, more preferably about 3.0 to 3.2 g / cm 3.
  • the specific gravity of the molten steel M is about 6.9 to 7.1 g / cm 3
  • the specific gravity of the mold flux F is about 2.7 g / cm 3.
  • the specific gravity of the jig When the specific gravity of the jig is manufactured to have the aforementioned range, the specific gravity of the jig is molten steel ( It may have a specific gravity smaller than M) and larger than the mold flux F. Therefore, during casting, the jig may be disposed between the molten steel M and the mold flux F to reduce the contact area between the molten steel M and the mold flux F.
  • FIG. 1 the specific gravity of the jig is molten steel ( It may have a specific gravity smaller than M) and larger than the mold flux F. Therefore, during casting, the jig may be disposed between the molten steel M and the mold flux F to reduce the contact area between the molten steel M and the mold flux F.
  • the jig may be made of a material having excellent heat resistance and chemical resistance to withstand high temperature molten steel and mold flux.
  • the jig is preferably made of a material that does not react with inclusions or mold flux in the molten steel.
  • the jig may be manufactured to include ZrB 2 .
  • the jig may include a body at least partially deposited on molten steel and a gripping portion provided on the upper surface of the body to remove and mount the jig.
  • the body may serve to float on top of the molten steel and substantially reduce the contact area between the molten steel and the mold flux.
  • the jig may be introduced into the mold during casting such that at least some contact with molten steel and at least some contact with mold flux.
  • the jig contacting the molten steel means that the bottom and side portions of the jig are deposited on the molten steel and disposed at the interface between the molten steel and the mold flux, and the contact with the mold flux means that at least a part of the side surface of the jig is disposed in the mold flux or A portion of the side may mean disposed in the mold flux and part of the side and the top surface may be exposed out of the mold flux.
  • the jig is disposed on the interface between the molten steel and the mold flux to reduce the contact area between the molten steel and the mold flux in a floating state, thereby suppressing the phenomenon in which the inclusions in the molten steel are picked up into the mold flux.
  • the jig is preferably arranged in contact with the inner wall of the mold. That is, the jig can maintain the state in which at least a part of its edge is spaced apart from the inner wall of the mold in the mold to smoothly flow the mold flux between the jig and the mold inner wall, and can also suppress the deformation of the mold flux.
  • the jig body may be formed in various shapes and may be formed to have an area smaller than the surface area of the molten steel in the mold.
  • the jig 100 includes a body 101 formed in a plate shape having an area smaller than that of the molten steel in the mold 30, for example, a rectangular plate shape, and a body. It is connected to the upper surface may include a holding portion 102 for mounting and taking out the body 101.
  • a part of the body 101 is immersed in the molten steel M, and a part of the body 101 is formed to have a thickness such that it can be disposed in the mold flux F, for example, a thickness of about 20 to 50 mm. Can be.
  • the body 101 may be disposed to be deposited in the mold flux F according to the thickness, and a part of the body 101 may be disposed in the mold flux F and some may be exposed outside the mold flux F.
  • the jig 100 may be introduced into the mold 30, and may be introduced into one side and the other side of the immersion nozzle 22, respectively.
  • the jig 100 may be disposed to be spaced apart from the inner wall of the mold 30 by a predetermined distance except for the edge portion in the direction adjacent to the immersion nozzle 22.
  • the jig 100 may be formed to have a smaller area than the surface area of the molten steel M formed on one side or the other side of the mold 30, for example, about the immersion nozzle 22. At this time, the jig 100 may be formed such that the edge of the jig 100, the inner wall of the mold 30, the edge of the jig 100 and the outer circumferential surface of the immersion nozzle 22 are spaced about 20 to 40 mm, respectively. Such jig 100 may be equally applied to the example described below.
  • the jig 100 during casting maintains a floating state on the molten steel (M), it can move in the vertical direction and horizontal direction by the flow of the molten steel (M).
  • the edge of the jig 100 may be in contact with or in close contact with the inner wall of the mold 30.
  • the mold flux F does not flow between the jig 100 and the inner wall of the mold 30, thereby partially deteriorating the lubrication or heat transfer function. Can be.
  • the protrusion 203 may be formed at the edge of the jig 200, that is, at the edge of the body 201 to protrude to the outside or the mold 30.
  • the protrusion 203 may be formed in at least one or more in the circumferential direction of the body 201.
  • the protrusion 203 minimizes the contact area between the body 201 and the inner wall of the mold 30, and between the protrusion 203 and the protrusion 203 when the edge of the body 201 is in contact with or in close contact with the inner wall of the mold 30.
  • the mold flux F may be accommodated in the space so that the mold flux F may smoothly flow between the body 201 and the inner wall of the mold 30.
  • the protrusion 203 may be formed to have a curved surface or an attachment, and preferably, the protrusion 203 may be formed in a shape capable of reducing the contact area between the protrusion 203 and the inner wall of the mold 30.
  • the distance between the protrusion 203 and the inner wall of the mold 30 is the distance between the body 101 of FIG. 4, in which the protrusion 203 is not formed, and the inner wall of the mold 30. May have a similar distance.
  • the protrusion 203 may be equally applied to other embodiments described later.
  • the jig 300 may include a box-shaped body 301 having an open lower portion, and a gripping portion 302 provided on an upper surface of the body 301.
  • the body 301 may include a plate-shaped horizontal portion 301a and a vertical portion 301b extending downward along the edge of the horizontal portion 301a.
  • a space may be formed inside the body 301.
  • at least a portion of the vertical portion 301b may be deposited in the molten steel M, and at least a portion of the vertical portion 301b may be disposed in the mold flux F.
  • the horizontal portion 301a may be disposed to be deposited in the mold flux F or may be disposed above the mold flux F according to the length of the vertical portion 301b.
  • the jig 300 When the jig 300 is introduced into the mold 30, at least a portion of the vertical portion 301b of the body 301 is deposited on the molten steel M, so that the vertical portion 301b is formed inside the body 301 and the body 301. The outside of can be separated. Accordingly, even though the molten steel M and the mold flux F react in the inner space of the body 301, the mold flux F may be deformed, thereby affecting the mold flux F introduced between the inner wall of the mold 30 and the molten steel M.
  • the reaction area of the mold flux F and the molten steel M decreases, thereby delaying the modification of the mold flux F, thereby reducing the slag bear generated on the inner wall of the mold 30, and thus the mold flux F
  • the viscosity change of the mold flux may be smoothly introduced between the mold 30 and the inner wall of the molten steel M.
  • the jig 400 may include a body 401 formed in a frame shape having an open center, and a grip 402 provided on an upper surface of the body 401.
  • the body 401 may function almost similar to the vertical portion 301b of the body 301 shown in FIG. 6. That is, at least a portion of the frame-shaped body 401 is deposited in the molten steel M, and a portion thereof is disposed in the mold flux F to separate the inside and the outside of the body 401. Therefore, even if the mold flux F is denatured due to the reaction between the molten steel M and the mold flux F inside the body 401, the mold flux F outside the body 401 is not affected.
  • the degeneration of the mold flux F located outside the body 401 may be delayed to reduce the slag bear generated on the inner wall of the mold 30, and the viscosity change of the mold flux F may also be delayed, thereby causing the mold 30 to be delayed.
  • the mold flux F may flow smoothly between the inner wall and the molten steel M.
  • the same kind of mold flux may be injected into the body 401, for example, the first region A, and the outside of the body 401, for example, the second region B, and different types of mold fluxes may be injected. It can also be injected.
  • both the first region A and the second bath B may inject a liquid molten mold flux
  • the first region A may inject a solid mold flux
  • the second region B may melt a liquid phase.
  • Mold flux can be injected. In the latter case, at least a part of the body 401, for example, the upper part, is exposed to the upper part of the mold flux, so that the first area A and the second area B are completely separated.
  • FIG. 8 is a flowchart sequentially showing a casting method according to an embodiment of the present invention. Here, an example of performing casting by using the jig illustrated in FIG. 4 will be described.
  • Casting method the process of injecting molten steel into the mold 30 (S110), the process of supplying the mold flux on the molten steel (S120), and the jig 100 formed of refractory on the molten steel
  • At least a portion of the jig 100 may be deposited in molten steel by placing the molten metal, and at least a portion of the jig 100 may be disposed between mold fluxes, and solidification may be performed to solidify the molten steel and cast the cast steel (S140).
  • the area of the molten steel in contact with the mold flux using the jig 100 in the process of casting the cast can be made smaller than the surface area of the molten steel in the mold. This reduces the reaction area between the mold flux and the molten steel during casting to suppress or delay denaturation of the mold flux.
  • the molten steel may be a high aluminum high manganese steel containing 3% by weight or more of aluminum.
  • the mold flux may be a molten mold flux melted using a plasma torch or the like.
  • the jig 100 is introduced into the mold 30. Since the jig 100 is smaller than the specific gravity of the molten steel as described above, and has a specific gravity equal to or larger than the specific gravity of the mold flux, some of the jig 100 may be deposited in the molten steel and some may be disposed in and on the mold flux. At this time, the jig 100 may be input to both sides of the immersion nozzle 22 for injecting molten steel into the mold 30 by using the grip portion 102, the edge of the jig 100 is the mold 30 It may be arranged to be spaced apart from the inner wall by a predetermined distance, for example, about 20 to 40 mm.
  • a space is formed between the jig 100 and the inner wall of the mold 30, in which the mold flux may be disposed on the molten steel.
  • the mold flux injected into the upper part of the molten steel is pushed out to the outside of the jig 100 or the upper part of the jig 100 so that the molten steel and the mold flux are separated. Contact can be suppressed. Therefore, by inserting the jig 100 into the mold 30 it is possible to reduce the contact area between the molten steel and the mold flux.
  • the main surface may be cast by starting casting.
  • the molten steel level of the molten steel may be measured using the position of the jig 100, that is, the position of the upper surface or the grip portion 102 of the jig 100, the body 100. That is, since the jig 100 maintains the floating state in the mold 30, when the jig 100 is known, for example, the height of the jig 100 may be measured, the molten steel level may be measured.
  • the jig 100 remains spaced apart from the inner wall of the mold 30 while floating between the molten steel and the molten steel and the mold flux, and maintains the contact area between the molten steel and the mold flux during the casting process.
  • the reduced state is maintained.
  • the edge of the jig 100 may contact or adhere to the inner wall of the mold 30.
  • the inflow of the mold flux may be restricted toward the inner wall of the mold 30 in which the jig 100 is in contact or in close contact.
  • using the jig 200 formed with the projection 203 as shown in Figure 5 can minimize the contact area between the jig 200 and the mold 30, the space formed between the projection 203 Through the mold flux may be introduced.
  • mold flux may be continuously injected into the molten steel while casting is performed.
  • the inside of the jig 400 such as the first region (A)
  • the outside of the jig 400 such as the second region It can be divided into (B).
  • the same mold flux may be injected into the first region A and the second region B, and different mold fluxes may be injected, respectively.
  • the molten mold flux may be injected into the first region A and the second region B, the first region A may inject solid mold flux, and the second region B may inject molten mold flux. It may be.
  • Figure 10 is a graph showing a comparison of the temperature change of the mold during casting in a test player.
  • the test cycle used in the experiment can cast a cast of 100 to 140mm in thickness, 1000mm in width, casting a cast of about 10m for about 10 minutes by using this test lead cycle.
  • the temperature change of the mold during casting together with the component analysis of the mold flux is measured and shown in FIG. 10.
  • FIG. 10A is a graph showing a temperature change of a mold in a comparative example in which casting is performed without using a jig
  • FIG. 10B is a graph showing a temperature change of a mold in an embodiment in which casting is used using a jig. .
  • thermocouple temperature hunting is intensified, and the thermocouple temperature drop is also confirmed. This is due to the reaction of the mold flux with the molten steel, the Al component of the molten steel flows into the mold flux, and the mold flux is modified.
  • the mold flux is modified as described above, a slag bear is formed on the inner wall of the mold and the viscosity of the mold flux is increased so that the mold flux does not flow smoothly between the mold and the molten steel, thereby degrading lubrication and heat transfer functions, thereby making the thermocouple temperature behavior unstable.
  • thermocouple temperature behavior is stable during the casting process, and that a sudden temperature drop does not occur. This is because the contact area between the mold flux and the molten steel is reduced and the denaturation of the mold flux is suppressed.
  • the deformation of the mold flux can be suppressed by reducing the pickup of the Al component in the molten steel into the mold flux. Therefore, it is possible to produce a high quality cast by suppressing the reduction of the lubrication function and the heat transfer function due to the deformation of the mold flux.
  • the present invention it is possible to improve the quality and productivity of the slab by suppressing the formation of the slag bear on the mold inner wall by suppressing the deformation of the mold flux during casting.

Abstract

The present invention relates to a jig for casting and a casting method using same, the casting method comprising the steps of: injecting molten steel into a mold; supplying mold flux to the upper part of the molten steel; by inserting a jig comprising a refractory into the upper part of the molten steel, having at least one section of the jig make contact with the molten steel and at least one section make contact with the mold flux; and casting a slab by coagulating the molten steel, wherein, in the step of casting a slab, by using the jig, the area of the molten steel making contact with the mold flux may be made to be smaller than the area of the molten steel surface in the mold, and thus degeneration of the mold flux may be inhibited, thereby enabling the improvement of the quality and productivity of the slab.

Description

주조용 치구 및 이를 이용한 주조방법Casting fixture and casting method using same
본 발명은 주조용 치구 및 이를 이용한 주조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몰드 플럭스의 변성을 억제하여 주편의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 주조용 치구 및 이를 이용한 주조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a casting jig and a casting method using the same, and more particularly to a casting jig and a casting method using the same to suppress the deformation of the mold flux to improve the quality and productivity of the cast.
일반적으로, 주편은 몰드에 수용된 용강이 냉각대를 거쳐 냉각되면서 제조된다. 예컨대, 연속주조공정은 일정한 내부 형상을 갖는 몰드에 용강을 주입하고, 몰드 내에서 반응고된 주편을 연속적으로 몰드의 하측으로 인발하여 슬라브, 블룸, 빌렛, 빔 블랭크 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 공정이다.In general, the cast steel is produced while the molten steel contained in the mold is cooled through the cooling table. For example, the continuous casting process injects molten steel into a mold having a constant internal shape and continuously draws the reacted slabs into the lower side of the mold to produce semi-finished products of various shapes such as slabs, blooms, billets, beam blanks, and the like. It is a process.
이러한 연속주조공정에서 주편은 몰드 내에서 1차 냉각되고, 몰드을 통과한 후 주편에 물이 분사되어 2차 냉각되는 과정을 거쳐 응고가 진행된다. 용강은 몰드의 가장자리부터 응고가 진행되고, 이때 몰드가 주기적으로 진동하면서 마찰을 발생시키고 이로써 연속적인 용강 주입과 몰드에서의 응고가 진행된다. 또한, 몰드의 진동 시 윤활이 원활하게 진행될 수 있도록 몰드 내 용강의 상부에 몰드 플럭스를 주입한다. 몰드 플럭스는 용강의 응고층과 몰드 사이로 유입되어 마찰을 최소화하며, 용강과 몰드 간의 열전달 속도 제어에 중요한 역할을 수행한다. In this continuous casting process, the cast steel is first cooled in the mold, and after passing through the mold, water is injected into the cast steel to solidify through a process of secondary cooling. The molten steel solidifies from the edge of the mold, whereby the mold periodically vibrates to generate friction, which causes continuous molten steel injection and solidification in the mold. In addition, the mold flux is injected into the upper portion of the molten steel in the mold so that lubrication can proceed smoothly during the vibration of the mold. Mold flux flows between the solidified layer of the molten steel and the mold to minimize friction and plays an important role in controlling the heat transfer rate between the molten steel and the mold.
한편, 고Al 함유 고Mn강의 경우 용강 내의 Al 성분의 농도가 매우 높기 때문에 아래의 식 1과 같이 용강 중 Al 성분이 몰드 슬래그의 SiO2와 반응하여 몰드 플럭스 중 SiO2 는 감소하고, Al2O3가 증가하게 된다. 이에 몰드 슬래그가 변성됨과 동시에 주조 시간이 경과함에 따라 그 변성 속도가 빨라지게 된다. On the other hand, the high-Al-containing high Mn case because of the very high concentration of the Al component in the reaction with SiO 2 of the Al component in the molten steel mold slag mold flux as Equation 1 below SiO 2 in the molten steel course is reduced, and Al 2 O 3 will increase. As the mold slag is modified and the casting time elapses, the modification speed is increased.
몰드 슬래그의 변성은 다음과 같이 이루어질 수 있다. Modification of the mold slag can be made as follows.
식 1)Equation 1)
[Al] + (SiO2)↓ → [Si] + (Al2O3)↑ [Al] + (SiO 2 ) ↓ → [Si] + (Al 2 O 3 ) ↑
상기 식 1과 같은 반응에 의해 용강 중 Al 성분이 몰드 슬래그로 픽업되고, 주조가 진행됨에 따라, 즉 주조 길이가 증가할수록 몰드 슬래그 중에 Al 성분의 픽업이 가속화되어 Al2O3 성분이 농축된다. 이와 반대로 몰드 슬래그 중 SiO2는 감소하여 몰드 플럭스의 점성, 염기도 및 응고온도가 변화하게 된다. The Al component in the molten steel is picked up into the mold slag by the reaction as shown in Equation 1, and as the casting proceeds, that is, as the casting length increases, pickup of the Al component in the mold slag is accelerated, thereby Al 2 O 3 The ingredients are concentrated. In contrast, SiO 2 in the mold slag is reduced to change the viscosity, basicity and solidification temperature of the mold flux.
이와 같은 몰드 플럭스의 변성은 몰드 내벽에 형성되는 슬래그 베어(Slag Bear or Rim)의 성장을 가속화시키고, 몰드와 용강 사이로의 몰드 플럭스 유입을 억제하여, 용강의 초기 응고시 열전달의 방해로 주편 폭 중앙부 부근에 국부적인 응고층 불균일 형성으로 주편에 대형 면세로 크랙을 발생시킨다. 이러한 대형 면세로 크랙은 크랙은 스카핑(Scarfing) 또는 그라인딩(Grinding) 처리로 제거하기 어려워 실패 비용으로 인한 생산비용 증가가 불가피하다.Such deformation of the mold flux accelerates the growth of slag bears or rims formed on the inner wall of the mold, suppresses the flow of the mold flux between the mold and the molten steel, and prevents the heat transfer during the initial solidification of the molten steel to prevent the heat transfer. The localized solidification layer non-uniformity in the vicinity causes large duty free cracks in the cast steel. These large duty-free cracks are difficult to remove cracks by Scarfing or Grinding process, it is inevitable to increase the production cost due to the failure cost.
본 발명은 용강과 몰드 플럭스 간 접촉 면적을 감소시켜 몰드 플럭스의 변성을 억제할 수 있는 주조용 치구 및 이를 이용한 주조방법을 제공한다. The present invention provides a casting jig and a casting method using the same that can reduce the deformation of the mold flux by reducing the contact area between the molten steel and the mold flux.
본 발명은 주조 효율 및 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 주조용 치구 및 이를 이용한 주조방법을 제공한다.The present invention provides a casting jig and a casting method using the same that can improve the casting efficiency and cast quality.
본 발명의 실시 형태에 따른 주조용 치구는, 주조 시 몰드 내 용강에 투입되는 치구로서, 상기 치구의 비중은 상기 용강의 비중보다 작고 상기 용강의 상부에 배치되는 몰드 플럭스의 비중보다 큰 비중을 갖는 내화물을 포함할 수 있다. Casting jig according to an embodiment of the present invention is a jig that is injected into the molten steel in the mold during casting, the specific gravity of the jig has a specific gravity less than the specific gravity of the molten steel and greater than the specific gravity of the mold flux disposed on the molten steel. It may include a refractory.
상기 치구는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 면적을 갖는 몸체와, 상기 몸체의 상부면에 구비되는 파지부를 포함할 수 있다. The jig may include a body having an area smaller than that of the molten steel in the mold, and a grip provided on an upper surface of the body.
상기 몸체는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. The body may be formed in a plate shape.
상기 몸체는 하부가 개방된 박스 형상으로 형성될 수 있다. The body may be formed in a box shape with an open lower portion.
상기 몸체는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 크기를 갖는 틀형상으로 형성될 수 있다. The body may be formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold.
상기 몸체의 측면에는 외측으로 돌출 형성되는 돌기가 구비될 수 있다. Sides of the body may be provided with a protrusion protruding outward.
상기 치구의 비중은 3.0 내지 6.5g/㎤일 수 있다. The jig may have a specific gravity of 3.0 to 6.5 g / cm 3.
상기 치구의 비중은 3.0 내지 3.2g/㎤일 수 있다. The jig may have a specific gravity of 3.0 to 3.2 g / cm 3.
상기 치구의 두께는 20 내지 50㎜일 수 있다. The jig may have a thickness of 20 to 50 mm.
본 발명의 실시 형태에 따른 주조방법은, 주조방법으로서, 몰드에 용강을 주입하는 과정; 상기 용강 상부에 몰드 플럭스를 공급하는 과정; 상기 용강 상부에 내화물을 포함하는 치구를 투입하여 상기 치구의 적어도 일부를 상기 용강에 접촉시키고 적어도 일부는 상기 몰드 플럭스에 접촉시키는 과정; 및 상기 용강을 응고시켜 주편을 주조하는 과정;을 포함하고, 상기 주편을 주조하는 과정에서 상기 치구를 이용하여 상기 몰드 플럭스와 접촉하는 용강의 면적을 상기 몰드 내 용강의 탕면 면적보다 작게 할 수 있다. Casting method according to an embodiment of the present invention, the casting method, the process of injecting molten steel into the mold; Supplying a mold flux to the molten steel; Putting a jig including refractory on the molten steel to contact at least a part of the jig with the molten steel and at least a part of the jig with the mold flux; And solidifying the molten steel to cast the cast steel, and in the process of casting the cast steel, an area of the molten steel contacting the mold flux using the jig may be smaller than a molten surface area of the molten steel in the mold. .
상기 치구는 상기 몰드에 용강을 주입하는 침지노즐을 중심으로 양쪽에 배치할 수 있다. The jig may be disposed on both sides of an immersion nozzle for injecting molten steel into the mold.
상기 주편을 주조하는 과정에서, 상기 치구의 가장자리 중 적어도 일부는 상기 몰드의 내벽과 이격시킬 수 있다. In the process of casting the cast steel, at least a part of the edge of the jig may be spaced apart from the inner wall of the mold.
상기 주편을 주조하는 과정에서, 상기 치구와 상기 몰드 내벽 사이에 몰드 플럭스를 주입할 수 있다. In the casting of the cast steel, mold flux may be injected between the jig and the mold inner wall.
상기 치구는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 크기를 갖는 틀형상으로 형성되고, 상기 치구의 내측에 형성되는 제1영역과, 상기 치구와 상기 몰드의 내벽 사이에 형성되는 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역에는 용융 몰드 플럭스가 공급될 수 있다. The jig is formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold, and includes a first area formed inside the jig and a second area formed between the jig and an inner wall of the mold. The molten mold flux may be supplied to the first region and the second region.
상기 치구는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 크기를 갖는 틀형상으로 형성되고, 상기 치구의 내측에 형성되는 제1영역과, 상기 치구와 상기 몰드의 내벽 사이에 형성되는 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역에는 고상의 몰드 플럭스가 공급되고, 상기 제2영역에는 용융 몰드 플럭스가 공급될 수 있다. The jig is formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold, and includes a first area formed inside the jig and a second area formed between the jig and an inner wall of the mold. The solid mold flux may be supplied to the first region, and the molten mold flux may be supplied to the second region.
상기 주편을 주조하는 과정에서 상기 치구의 위치를 측정하여 용강의 탕면 레벨을 측정하는 과정을 포함할 수 있다. In the process of casting the cast steel may include the step of measuring the level of the molten steel by measuring the position of the jig.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 주조 중 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉 면적을 감소시켜 용강 중 개재물과 몰드 플럭스 간의 반응을 억제할 수 있다. 이에 몰드 플럭스의 변성을 억제하여 몰드 내벽에 슬래그 베어가 형성되는 것을 억제하여 몰드 내벽과 용강 사이로 몰드 플럭스의 유입을 원활하게 할 수 있다. 따라서 주편을 주조하는 과정에서 몰드 플럭스에 의한 윤활 작용과, 몰드 플럭스에 의한 발열 기능과 열차단 기능을 원활하게 하여 용강을 균일하게 응고시킬 수 있다. 또한, 슬래그 베어에 의한 주편의 결함을 억제하여 주편의 품질과 생산성을 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, the area of contact between molten steel and the mold flux during casting can be reduced to suppress the reaction between inclusions in the molten steel and the mold flux. Accordingly, by suppressing the deformation of the mold flux, it is possible to suppress the formation of slag bear on the inner wall of the mold, thereby facilitating the inflow of the mold flux between the inner wall of the mold and the molten steel. Therefore, during the casting of the cast steel, the lubrication action by the mold flux, the heat generation function and the thermal cutoff function by the mold flux can be smoothed to uniformly solidify the molten steel. In addition, it is possible to suppress defects of the slab due to the slag bear to improve the quality and productivity of the slab.
도 1은 주조설비를 개략적으로 보여주는 도면.1 is a view schematically showing a casting facility.
도 2는 종래기술에 따른 주조방법으로 주조를 수행할 때 몰드 내부 상태를 보여주는 도면. 2 is a view showing a state inside the mold when performing the casting by the casting method according to the prior art.
도 3은 종래기술에 따른 주조방법으로 주조할 때 몰드 플럭스의 성분 변화를 보여주는 그래프. Figure 3 is a graph showing the component changes of the mold flux when casting by the casting method according to the prior art.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주조용 치구의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.Figure 4 is a view schematically showing the configuration of the casting jig according to an embodiment of the present invention.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 변형 예에 따른 주조용 치구의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.5 to 7 schematically show the configuration of the casting jig according to a modification of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 주조 방법을 순차적으로 보여주는 순서도. 8 is a flowchart sequentially showing a casting method according to an embodiment of the present invention.
도 9는 시험 연주기로 주조 후 몰드 플럭스의 성분(Al2O3)의 변화를 비교하여 보여주는 그래프. 9 is a graph showing a comparison of changes in the component (Al 2 O 3 ) of the mold flux after casting with a test player.
도 10은 시험 연주기로 주조 중 몰드의 온도 변화를 비교하여 보여주는 그래프. 10 is a graph showing a comparison of the temperature change of a mold during casting with a test player.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
도 1은 주조설비를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 주조방법으로 주조를 수행할 때 몰드 내부 상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 종래기술에 따른 주조방법으로 주조할 때 몰드 플럭스의 성분 변화를 보여주는 그래프이다.1 is a view schematically showing a casting facility, Figure 2 is a view showing the internal state of the mold when performing the casting by the casting method according to the prior art, Figure 3 is a mold flux when casting by the casting method according to the prior art A graph showing changes in the composition of
도 1을 참조하면, 주조설비는, 제강공정에서 정련된 용강이 담기는 래들(10)과, 래들(10)에 연결되는 주입노즐, 예컨대 쉬라우드 노즐(미도시)을 통해 용강을 공급받아 이를 일시 저장하고 몰드(30)에 공급하는 턴디쉬(20)와, 턴디쉬(20)에 연결되는 침지 노즐(22)을 통해 용강을 전달받아 일정한 형상으로 초기 응고층(Mc)시키는 몰드(30)와, 몰드(30)의 하부에 구비되어 몰드(30)로부터 인발된 미응고 주편(1)을 냉각시키면서 일련의 성형 작업을 수행하도록 복수의 세그먼트가 연속적으로 배열되는 냉각라인(40)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the casting equipment receives molten steel through a ladle 10 containing molten steel refined in a steelmaking process and an injection nozzle connected to the ladle 10, for example, a shroud nozzle (not shown). The mold 30 for temporarily storing and supplying molten steel through the tundish 20 to supply the mold 30 and the immersion nozzle 22 connected to the tundish 20 and initially to a predetermined shape in a predetermined shape. And a cooling line 40 provided below the mold 30 and having a plurality of segments continuously arranged to perform a series of molding operations while cooling the non-solidified slabs 1 drawn from the mold 30. Can be.
도 2를 참조하면, 주조가 시작되어 턴디쉬(20) 내 용강(M)이 침지 노즐(22)에 의해 몰드(30)에 주입되면, 몰드(30)에 주입된 용강의 상부에는 몰드 플럭스를 공급할 수 있다. 몰드 플럭스는 고상, 예컨대 파우더 상태로 용강 상부에 공급될 수도 있고, 고상의 몰드 플럭스를 용해시킨 액상의 용융 몰드 플럭스로 공급될 수도 있다. 이하에서는 액상의 용융 몰드 플럭스를 이용하는 예에 대해서 설명하며, 몰드 플럭스라 한다. Referring to FIG. 2, when the casting is started and the molten steel M in the tundish 20 is injected into the mold 30 by the immersion nozzle 22, a mold flux is formed on the upper portion of the molten steel injected into the mold 30. Can supply The mold flux may be supplied to the upper part of the molten steel in a solid state, such as a powder state, or may be supplied to a liquid molten mold flux in which the solid phase flux is dissolved. Hereinafter, the example using a liquid molten mold flux is demonstrated, and it is called a mold flux.
주조가 진행되면서 몰드 플럭스는 몰드(30)에 부여되는 진동에 의해 몰드(30)의 내벽과 용강 사이로 유입되어 윤활작용을 하여 몰드(30)에서 응고된 용강, 즉 응고셀(Mc)이 몰드(30)의 하부로 인발될 수 있다. 이때, 몰드 플럭스는 유활 작용과 함께 용강 중 개재물의 흡수 제거, 용강의 보온 및 열전달 속도 제어 등과 같은 기능을 수행할 수 있다. As the casting progresses, the mold flux flows between the inner wall of the mold 30 and the molten steel by lubrication applied to the mold 30 to lubricate the molten steel, that is, the solidification cell Mc, of the mold 30. 30) to the bottom. In this case, the mold flux may perform functions such as absorption and removal of inclusions in the molten steel, thermal insulation of the molten steel, and heat transfer rate control along with a lubricating action.
주조 중 몰드 플럭스의 SiO2 성분은 용강 중 개재물, 예컨대 Al 성분과 반응하여 Al2O3를 생성하게 되고, 이렇게 생성된 Al2O3는 몰드(30) 내벽에 부착 및 응고되어 슬래그 베어(R)를 형성하게 된다. 또한, 이와 같은 반응으로 인해 몰드 플럭스 중 SiO2 성분이 감소하게 되어 용융 몰드 플럭스의 염기도(CaO/SiO2)가 증가하게 되고, 이에 몰드 플럭스의 점도도 증가하게 된다. 몰드 플럭스의 점도가 증가하면 몰드(30) 내벽과 용강 사이로 몰드 플럭스가 원활하게 유입되지 못한다. SiO 2 component of the mold flux of the casting is brought generate Al 2 O 3 reacts with the inclusions, such as Al component in the molten steel, thus generated Al 2 O 3 is attached and solidified in the mold 30, the inner wall slag bear (R ). In addition, the reaction reduces the SiO 2 component of the mold flux to increase the basicity (CaO / SiO 2 ) of the molten mold flux, thereby increasing the viscosity of the mold flux. When the viscosity of the mold flux increases, the mold flux does not flow smoothly between the inner wall of the mold 30 and the molten steel.
특히, Al 성분을 다량 함유하고 있는 고Al 고Mn강의 경우, 주조가 진행됨에 따라 이와 같은 몰드 플럭스의 변성이 가속화되어 주조를 안정적으로 진행하기 어려운 문제점이 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 몰드 플럭스 중 Al2O3와 SiO2 성분은 주조가 진행될수록 서로 반비례 관계를 갖게 된다. 즉, Al2O3의 경우, 주조 말기에는 주조 초기에 비해 대략 10배 가까이 증가하고, SiO2의 경우, 주조 말기에는 주조 초기에 비해 대략 1/5 정도로 감소하게 된다. 이에 주편에는 16㎜ 정도의 깊이를 갖는 대형 면세로 크랙이 발생하는 등의 문제점이 발생한다. In particular, in the case of high Al high Mn steel containing a large amount of Al, as the casting proceeds, there is a problem in that the deformation of the mold flux is accelerated and the casting is difficult to stably proceed. As shown in FIG. 3, the Al 2 O 3 and SiO 2 components in the mold flux have an inverse relationship with each other as the casting proceeds. That is, in the case of Al 2 O 3, the increase is approximately 10 times compared to the beginning of casting at the end of casting, and in the case of SiO 2 , it is reduced to about 1/5 at the end of casting. This causes problems such as cracking in the large duty free having a depth of about 16mm in the cast.
따라서 본 발명에서는 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉 면적을 감소시켜 용강 중 개재물과 몰드 플럭스 간의 반응을 억제함으로써 몰드 플럭스의 변성을 억제하고 이에 따른 슬래그 베어의 발생을 억제할 수 있다. Therefore, in the present invention, by reducing the contact area between the molten steel and the mold flux to suppress the reaction between the inclusions and the mold flux in the molten steel it is possible to suppress the deformation of the mold flux and thereby suppress the generation of slag bear.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주조용 치구의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 변형 예에 따른 주조용 치구의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 4 is a view schematically showing a configuration of a casting jig according to an embodiment of the present invention, Figures 5 to 7 is a view showing a configuration of a casting jig according to a modification of the present invention.
먼저, 몰드(30)는 서로 대항하는 2개의 장변과, 장변과 교차하는 방향으로 배치되고 서로 마주보는 2개의 단변을 포함하여 형성될 수 있다. 몰드(30)는 2개의 장변과 2개의 단변을 상호 연결하여 상부 및 하부가 개방된 중공의 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 턴디쉬(20)에 저장된 용강을 몰드(30)에 주입하는 침지노즐(22)은 몰드(30)의 중심부에 배치될 수 있다. First, the mold 30 may include two long sides facing each other and two short sides disposed in a direction crossing the long sides and facing each other. The mold 30 may be formed in a hollow rectangular parallelepiped shape in which tops and bottoms are opened by connecting two long sides and two short sides. In addition, the immersion nozzle 22 for injecting molten steel stored in the tundish 20 into the mold 30 may be disposed at the center of the mold 30.
본 발명의 실시 예에 따른 주조용 치구는, 주조 시 몰드(30) 내 용강(M)에 투입될 수 있으며, 용강(M)의 비중보다 작고 용강(M)의 상부에 배치되는 몰드 플럭스(F)의 비중보다 큰 내화물을 포함할 수 있다. 치구는 3.0 내지 6.5g/㎤, 보다 바람직하게는 3.0 내지 3.2g/㎤ 정도의 비중을 갖도록 형성될 수 있다. 용강(M)의 비중은 약 6.9 내지 7.1g/㎤ 정도이고, 몰드 플럭스(F)의 비중은 2.7 g/㎤ 정도인데, 치구의 비중을 전술한 범위를 갖도록 제조하면, 치구의 비중은 용강(M)보다 작은 비중을 갖고 몰드 플럭스(F)보다 클 수 있다. 따라서 주조 시 치구는 용강(M)과 몰드 플럭스(F) 사이에 배치되어 용강(M)과 몰드 플럭스(F) 간의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다. 이에 주조 중 용강(M)과 몰드 플럭스(F) 간의 반응을 억제하여 용강(M) 중 개재물, 예컨대 Al 성분이 몰드 플럭스(F)에 픽업되어 몰드 플럭스(F)가 변성됨으로써 슬래그 베어가 형성되거나 몰드 플럭스(F)의 점도가 증가하는 등의 현상을 억제할 수 있다. Casting jig according to an embodiment of the present invention, the casting can be injected into the molten steel (M) in the mold 30, the mold flux (F) is less than the specific gravity of the molten steel (M) disposed on the molten steel (M) It may include a refractory larger than the specific gravity of). The jig may be formed to have a specific gravity of about 3.0 to 6.5 g / cm 3, more preferably about 3.0 to 3.2 g / cm 3. The specific gravity of the molten steel M is about 6.9 to 7.1 g / cm 3, and the specific gravity of the mold flux F is about 2.7 g / cm 3. When the specific gravity of the jig is manufactured to have the aforementioned range, the specific gravity of the jig is molten steel ( It may have a specific gravity smaller than M) and larger than the mold flux F. Therefore, during casting, the jig may be disposed between the molten steel M and the mold flux F to reduce the contact area between the molten steel M and the mold flux F. FIG. This suppresses the reaction between the molten steel (M) and the mold flux (F) during casting so that inclusions, such as Al component of the molten steel (M) is picked up to the mold flux (F) to deform the mold flux (F) to form a slag bear or A phenomenon such as an increase in the viscosity of the mold flux F can be suppressed.
치구는 고온의 용강과 몰드 플럭스에 견딜 수 있도록 내열성과 내화학성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 또한, 치구는 용강 중 개재물이나 몰드 플럭스와 반응하지 않는 재질로 제작되는 것이 좋다. 예컨대 치구는 ZrB2 을 포함하도록 제작될 수 있다.The jig may be made of a material having excellent heat resistance and chemical resistance to withstand high temperature molten steel and mold flux. In addition, the jig is preferably made of a material that does not react with inclusions or mold flux in the molten steel. For example, the jig may be manufactured to include ZrB 2 .
치구는 적어도 일부는 용강에 침적되는 몸체와, 몸체의 상부면에 구비되어 치구를 취외 및 취부하기 위한 파지부를 포함할 수 있다. 몸체는 용강 상부에 부유(floating)하면서 실질적으로 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉 면적을 감소시키는 역할을 할 수 있다. The jig may include a body at least partially deposited on molten steel and a gripping portion provided on the upper surface of the body to remove and mount the jig. The body may serve to float on top of the molten steel and substantially reduce the contact area between the molten steel and the mold flux.
치구는 주조 시 몰드 내에 투입되어 적어도 일부는 용강과 접촉하고, 적어도 일부는 몰드 플럭스와 접촉할 수 있다. 이때, 치구가 용강과 접촉한다는 것은 치구의 저면과 측면 일부가 용강에 침적되어 용강과 몰드 플럭스의 계면에 배치하는 것을 의미하고, 몰드 플럭스와 접촉한다는 것은 치구의 측면 적어도 일부가 몰드 플럭스 중에 배치되거나 측면의 일부는 몰드 플럭스 중에 배치되고 측면의 일부 및 상부면이 몰드 플럭스 외부로 노출되는 것을 의미할 수 있다. 이에 치구가 용강과 몰드 플럭스의 계면상부에 배치되어 부유한 상태로 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉 면적을 감소시켜 용강 중 개재물이 몰드 플럭스로 픽업되는 현상을 억제함으로써 몰드 플럭스의 변성을 억제할 수 있다. 치구는 몰드 내에서 몰드의 내벽과 접촉하지 않도록 배치되는 것이 좋다. 즉, 치구는 그 가장자리의 적어도 일부가 몰드 내에서 몰드의 내벽으로부터 이격되는 상태를 유지하여 치구와 몰드 내벽 사이로 몰드 플럭스가 원활하게 유입되도록 하면서 몰드 플럭스의 변성도 억제할 수 있다. The jig may be introduced into the mold during casting such that at least some contact with molten steel and at least some contact with mold flux. At this time, the jig contacting the molten steel means that the bottom and side portions of the jig are deposited on the molten steel and disposed at the interface between the molten steel and the mold flux, and the contact with the mold flux means that at least a part of the side surface of the jig is disposed in the mold flux or A portion of the side may mean disposed in the mold flux and part of the side and the top surface may be exposed out of the mold flux. The jig is disposed on the interface between the molten steel and the mold flux to reduce the contact area between the molten steel and the mold flux in a floating state, thereby suppressing the phenomenon in which the inclusions in the molten steel are picked up into the mold flux. The jig is preferably arranged in contact with the inner wall of the mold. That is, the jig can maintain the state in which at least a part of its edge is spaced apart from the inner wall of the mold in the mold to smoothly flow the mold flux between the jig and the mold inner wall, and can also suppress the deformation of the mold flux.
치구의 몸체는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 몰드 내 용강의 탕면 면적보다 작은 면적을 갖도록 형성될 수 있다. The jig body may be formed in various shapes and may be formed to have an area smaller than the surface area of the molten steel in the mold.
이하에서는 치구의 다양한 예에 대해서 설명한다. Hereinafter, various examples of the jig will be described.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 치구(100)는, 몰드(30) 내 용강의 탕면 면적보다 작은 면적을 갖는 플레이트 형상, 예컨대 직사각형 플레이트 형상으로 형성되는 몸체(101)와, 몸체(101) 상부면에 연결되어 몸체(101)를 취부 및 취외를 위한 파지부(102)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the jig 100 according to the embodiment of the present invention includes a body 101 formed in a plate shape having an area smaller than that of the molten steel in the mold 30, for example, a rectangular plate shape, and a body. It is connected to the upper surface may include a holding portion 102 for mounting and taking out the body 101.
몸체(101)는 몰드(30)에 투입했을 때 일부는 용강(M)에 침지되고, 일부는 몰드 플럭스(F) 내에 배치될 수 있을 정도의 두께, 예컨대 20 내지 50㎜ 정도의 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 몸체(101)는 두께에 따라 몰드 플럭스(F) 내에 침적되도록 배치될 수도 있고, 몸체(101)의 일부는 몰드 플럭스(F) 내에 배치되고 일부는 몰드 플럭스(F) 외부로 노출될 수 있다. When the body 101 is put into the mold 30, a part of the body 101 is immersed in the molten steel M, and a part of the body 101 is formed to have a thickness such that it can be disposed in the mold flux F, for example, a thickness of about 20 to 50 mm. Can be. In this case, the body 101 may be disposed to be deposited in the mold flux F according to the thickness, and a part of the body 101 may be disposed in the mold flux F and some may be exposed outside the mold flux F. FIG. have.
치구(100)는 이와 같은 몰드(30) 내부에서 투입될 수 있으며, 침지노즐(22)을 중심으로 일측과 타측에 각각 투입될 수 있다. 이에 치구(100)는 침지노즐(22)에 인접한 방향의 가장자리부분을 제외한 나머지 가장자리부분은 몰드(30)의 내벽으로부터 소정 거리 이격되도록 배치될 수 있다. The jig 100 may be introduced into the mold 30, and may be introduced into one side and the other side of the immersion nozzle 22, respectively. The jig 100 may be disposed to be spaced apart from the inner wall of the mold 30 by a predetermined distance except for the edge portion in the direction adjacent to the immersion nozzle 22.
다시 말해서, 치구(100)는 몰드(30)의 단면적, 예컨대 침지노즐(22)을 중심으로 일측 또는 타측에 형성되는 용강(M)의 탕면 면적보다 작은 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 치구(100)는 치구(100)의 가장자리와 몰드(30)의 내벽 및 치구(100)의 가장자리와 침지노즐(22)의 외주면은 각각 20 내지 40㎜ 정도가 이격되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 치구(100) 투입 조건은 이하에서 설명하는 예에도 동일하게 적용될 수 있다.In other words, the jig 100 may be formed to have a smaller area than the surface area of the molten steel M formed on one side or the other side of the mold 30, for example, about the immersion nozzle 22. At this time, the jig 100 may be formed such that the edge of the jig 100, the inner wall of the mold 30, the edge of the jig 100 and the outer circumferential surface of the immersion nozzle 22 are spaced about 20 to 40 mm, respectively. Such jig 100 may be equally applied to the example described below.
한편, 주조 시 치구(100)는 용강(M) 상부에 부유한 상태를 유지하기 때문에 용강(M)의 유동에 의해 상하방향 및 수평방향으로 이동할 수 있다. 이때, 치구(100)가 수평방향으로 이동하는 경우 치구(100)의 가장자리가 몰드(30)의 내벽에 접촉 또는 밀착될 수 있다. 이와 같이 치구(100)의 가장자리가 몰드(30)의 내벽에 접촉 또는 밀착되는 경우 몰드 플럭스(F)가 치구(100)와 몰드(30) 내벽 사이로 유입되지 않아 윤활작용이나 열전달 기능이 부분적으로 저하될 수 있다. On the other hand, since the jig 100 during casting maintains a floating state on the molten steel (M), it can move in the vertical direction and horizontal direction by the flow of the molten steel (M). At this time, when the jig 100 is moved in the horizontal direction, the edge of the jig 100 may be in contact with or in close contact with the inner wall of the mold 30. As such, when the edge of the jig 100 contacts or adheres to the inner wall of the mold 30, the mold flux F does not flow between the jig 100 and the inner wall of the mold 30, thereby partially deteriorating the lubrication or heat transfer function. Can be.
따라서 도 5에 도시된 바와 같이 치구(200)의 가장자리, 즉 몸체(201)의 가장자리에는 외측 또는 몰드(30) 측으로 돌출되도록 돌기(203)를 형성할 수도 있다. 돌기(203)는 몸체(201)의 둘레방향으로 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다. 돌기(203)는 몸체(201)와 몰드(30) 내벽 간의 접촉면적을 최소화하고, 몸체(201)의 가장자리가 몰드(30) 내벽에 접촉 또는 밀착된 경우 돌기(203)와 돌기(203) 사이 공간에 몰드 플럭스(F)를 수용하여 몸체(201)와 몰드(30) 내벽 사이로 몰드 플럭스(F)가 원활하게 유입될 수 있도록 한다. 이에 돌기(203)는 곡면 또는 첨부를 갖도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 돌기(203)와 몰드(30) 내벽 간의 접촉면적을 감소시킬 수 있는 형상으로 형성되는 것이 좋다. Therefore, as shown in FIG. 5, the protrusion 203 may be formed at the edge of the jig 200, that is, at the edge of the body 201 to protrude to the outside or the mold 30. The protrusion 203 may be formed in at least one or more in the circumferential direction of the body 201. The protrusion 203 minimizes the contact area between the body 201 and the inner wall of the mold 30, and between the protrusion 203 and the protrusion 203 when the edge of the body 201 is in contact with or in close contact with the inner wall of the mold 30. The mold flux F may be accommodated in the space so that the mold flux F may smoothly flow between the body 201 and the inner wall of the mold 30. The protrusion 203 may be formed to have a curved surface or an attachment, and preferably, the protrusion 203 may be formed in a shape capable of reducing the contact area between the protrusion 203 and the inner wall of the mold 30.
이때, 치구(200)를 몰드(30)에 투입했을 때 돌기(203)와 몰드(30) 내벽 간의 거리는 돌기(203)가 형성되지 않은 도 4의 몸체(101)와 몰드(30) 내벽 간의 거리와 유사한 거리를 가질 수 있다. 이와 같은 돌기(203)는 후술하는 다른 실시 예에서도 동일하게 적용될 수 있다.At this time, when the jig 200 is put into the mold 30, the distance between the protrusion 203 and the inner wall of the mold 30 is the distance between the body 101 of FIG. 4, in which the protrusion 203 is not formed, and the inner wall of the mold 30. May have a similar distance. The protrusion 203 may be equally applied to other embodiments described later.
도 6을 참조하면, 치구(300)는 하부가 개방된 박스 형상의 몸체(301)와, 몸체(301) 상부면에 구비되는 파지부(302)를 포함할 수도 있다. 다시 말해서 몸체(301)는 플레이트 형상의 수평부(301a)와, 수평부(301a)의 가장자리를 따라 하부로 연장형성되는 수직부(301b)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 통해 몸체(301) 내부에는 공간이 형성될 수 있다. 이때, 수직부(301b)는 적어도 일부는 용강(M) 중에 침적될 수 있고, 적어도 일부는 몰드 플럭스(F) 내에 배치될 수 있다. 이 경우 수직부(301b)의 길이에 따라 수평부(301a)는 몰드 플럭스(F) 내에 침적되도록 배치될 수도 있고, 몰드 플럭스(F) 상부에 배치될 수도 있다. Referring to FIG. 6, the jig 300 may include a box-shaped body 301 having an open lower portion, and a gripping portion 302 provided on an upper surface of the body 301. In other words, the body 301 may include a plate-shaped horizontal portion 301a and a vertical portion 301b extending downward along the edge of the horizontal portion 301a. Through this configuration, a space may be formed inside the body 301. At this time, at least a portion of the vertical portion 301b may be deposited in the molten steel M, and at least a portion of the vertical portion 301b may be disposed in the mold flux F. FIG. In this case, the horizontal portion 301a may be disposed to be deposited in the mold flux F or may be disposed above the mold flux F according to the length of the vertical portion 301b.
이러한 치구(300)를 몰드(30) 내에 투입하면 몸체(301)의 수직부(301b) 적어도 일부가 용강(M)에 침적되어 수직부(301b)가 몸체(301)의 내측과 몸체(301)의 외측을 분리할 수 있다. 이에 몸체(301) 내부 공간에서 용강(M)과 몰드 플럭스(F)가 반응하여 몰드 플럭스(F)가 변성되더라도 몰드(30) 내벽과 용강(M) 사이로 유입되는 몰드 플럭스(F)에 영향을 미치지 않는다. 결과적으로는 몰드 플럭스(F)와 용강(M)의 반응 면적이 감소하여 몰드 플럭스(F)의 변성이 지연되어 몰드(30) 내벽에 발생하는 슬래그 베어를 저감시킬 수 있고, 몰드 플럭스(F)의 점도 변화도 지연되어 몰드(30) 내벽과 용강(M) 사이로 몰드 플럭스(F)가 원활하게 유입될 수 있다. When the jig 300 is introduced into the mold 30, at least a portion of the vertical portion 301b of the body 301 is deposited on the molten steel M, so that the vertical portion 301b is formed inside the body 301 and the body 301. The outside of can be separated. Accordingly, even though the molten steel M and the mold flux F react in the inner space of the body 301, the mold flux F may be deformed, thereby affecting the mold flux F introduced between the inner wall of the mold 30 and the molten steel M. Not crazy As a result, the reaction area of the mold flux F and the molten steel M decreases, thereby delaying the modification of the mold flux F, thereby reducing the slag bear generated on the inner wall of the mold 30, and thus the mold flux F Also, the viscosity change of the mold flux may be smoothly introduced between the mold 30 and the inner wall of the molten steel M.
도 7을 참조하면, 치구(400)는 중심부가 개구된 틀형상으로 형성되는 몸체(401)와, 몸체(401)의 상부면에 구비되는 파지부(402)를 포함할 수 있다. 이 경우, 몸체(401)는 도 6에 도시된 몸체(301)의 수직부(301b)와 거의 유사한 역할을 할 수 있다. 즉, 틀형상의 몸체(401) 적어도 일부는 용강(M) 중에 침적되고, 일부는 몰드 플럭스(F) 중에 배치되어 몸체(401)의 내측과 외측을 분리할 수 있다. 이에 몸체(401) 내측에서 용강(M)과 몰드 플럭스(F) 간의 반응으로 인해 몰드 플럭스(F)가 변성되더라도 몸체(401) 외측에 위치하는 몰드 플럭스(F)에 영향을 미치지 않는다. 따라서 몸체(401) 외측에 위치하는 몰드 플럭스(F)의 변성이 지연되어 몰드(30) 내벽에 발생하는 슬래그 베어를 저감시킬 수 있고, 몰드 플럭스(F)의 점도 변화도 지연되어 몰드(30) 내벽과 용강(M) 사이로 몰드 플럭스(F)가 원활하게 유입될 수 있다. Referring to FIG. 7, the jig 400 may include a body 401 formed in a frame shape having an open center, and a grip 402 provided on an upper surface of the body 401. In this case, the body 401 may function almost similar to the vertical portion 301b of the body 301 shown in FIG. 6. That is, at least a portion of the frame-shaped body 401 is deposited in the molten steel M, and a portion thereof is disposed in the mold flux F to separate the inside and the outside of the body 401. Therefore, even if the mold flux F is denatured due to the reaction between the molten steel M and the mold flux F inside the body 401, the mold flux F outside the body 401 is not affected. Therefore, the degeneration of the mold flux F located outside the body 401 may be delayed to reduce the slag bear generated on the inner wall of the mold 30, and the viscosity change of the mold flux F may also be delayed, thereby causing the mold 30 to be delayed. The mold flux F may flow smoothly between the inner wall and the molten steel M.
이 경우, 몸체(401) 내측, 예컨대 제1영역(A)과, 몸체(401) 외측, 예컨대 제2영역(B)에는 동일한 종류의 몰드 플럭스를 주입할 수도 있고, 서로 다른 종류의 몰드 플럭스를 주입할 수도 있다. 예컨대 제1영역(A)과 제2영영(B) 모두 액상의 용융 몰드 플럭스를 주입할 수도 있고, 제1영역(A)에는 고상의 몰드 플럭스를 주입하고 제2영역(B)에는 액상의 용융 몰드 플럭스를 주입할 수 있다. 후자의 경우 몸체(401)의 적어도 일부, 예컨대 상부가 몰드 플럭스 상부로 노출되어 제1영역(A)과 제2영역(B)이 완전히 구분된 경우에 한한다. In this case, the same kind of mold flux may be injected into the body 401, for example, the first region A, and the outside of the body 401, for example, the second region B, and different types of mold fluxes may be injected. It can also be injected. For example, both the first region A and the second bath B may inject a liquid molten mold flux, the first region A may inject a solid mold flux and the second region B may melt a liquid phase. Mold flux can be injected. In the latter case, at least a part of the body 401, for example, the upper part, is exposed to the upper part of the mold flux, so that the first area A and the second area B are completely separated.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a casting method according to an embodiment of the present invention will be described.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 주조 방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다. 여기에서는 도 4에 도시된 치구를 이용하여 주조를 수행하는 예에 대해서 설명한다.8 is a flowchart sequentially showing a casting method according to an embodiment of the present invention. Here, an example of performing casting by using the jig illustrated in FIG. 4 will be described.
본 발명의 실시 예에 따른 주조방법은, 몰드(30)에 용강을 주입하는 과정(S110)과, 용강 상부에 몰드 플럭스를 공급하는 과정(S120)과, 용강 상부에 내화물로 형성된 치구(100)를 투입하여 치구(100)의 적어도 일부를 용강에 침적시키고 적어도 일부는 몰드 플럭스 사이에 배치시키는 과정(S130) 및 용강을 응고시켜 주편을 주조하는 과정(S140)을 포함할 수 있다. 이때, 주편을 주조하는 과정에서 치구(100)를 이용하여 몰드 플럭스와 접촉하는 용강의 면적을 몰드 내 용강의 탕면 면적보다 작게 할 수 있다. 이에 주조 중 몰드 플럭스와 용강 간의 반응 면적을 감소시켜 몰드 플럭스의 변성을 억제 또는 지연할 수 있다. Casting method according to an embodiment of the present invention, the process of injecting molten steel into the mold 30 (S110), the process of supplying the mold flux on the molten steel (S120), and the jig 100 formed of refractory on the molten steel At least a portion of the jig 100 may be deposited in molten steel by placing the molten metal, and at least a portion of the jig 100 may be disposed between mold fluxes, and solidification may be performed to solidify the molten steel and cast the cast steel (S140). At this time, the area of the molten steel in contact with the mold flux using the jig 100 in the process of casting the cast can be made smaller than the surface area of the molten steel in the mold. This reduces the reaction area between the mold flux and the molten steel during casting to suppress or delay denaturation of the mold flux.
먼저, 전로 정련 등을 통해 정련이 완료된 용강과 몰드 플럭스가 마련되면, 몰드(30) 내에 용강과 몰드 플럭스를 주입한다. 이때, 용강은 알루미늄을 3중량% 이상 함유하는 고알루미늄 고망간강일 수 있다. 그리고 몰드 플럭스는 플라즈마 토치 등을 이용하여 용융시킨 용융 몰드 플럭스일 수 있다. First, when refining molten steel and mold flux are provided through converter refining or the like, molten steel and mold flux are injected into the mold 30. In this case, the molten steel may be a high aluminum high manganese steel containing 3% by weight or more of aluminum. The mold flux may be a molten mold flux melted using a plasma torch or the like.
이후, 몰드(30) 내부에 용강이 어느 정도 주입되면 몰드(30) 내부에 치구(100)를 투입한다. 치구(100)는 전술한 바와 같이 용강의 비중보다 작고, 몰드 플럭스의 비중과 같거나 큰 비중을 갖기 때문에 일부는 용강 중에 침적되고 일부는 몰드 플럭스 내부 및 상부에 배치될 수 있다. 이때, 치구(100)는 파지부(102)를 이용하여 몰드(30)에 용강을 주입하는 침지노즐(22)의 양쪽에 각각 투입될 수 있으며, 치구(100)의 가장자리는 몰드(30)의 내벽으로부터 소정 거리, 예컨대 20 내지 40㎜ 정도 이격되도록 배치될 수 있다. Thereafter, when molten steel is injected into the mold 30 to some extent, the jig 100 is introduced into the mold 30. Since the jig 100 is smaller than the specific gravity of the molten steel as described above, and has a specific gravity equal to or larger than the specific gravity of the mold flux, some of the jig 100 may be deposited in the molten steel and some may be disposed in and on the mold flux. At this time, the jig 100 may be input to both sides of the immersion nozzle 22 for injecting molten steel into the mold 30 by using the grip portion 102, the edge of the jig 100 is the mold 30 It may be arranged to be spaced apart from the inner wall by a predetermined distance, for example, about 20 to 40 mm.
이에 치구(100)와 몰드(30)의 내벽 사이에는 이격 공간이 형성되고, 이 공간에서는 용강 상부에 몰드 플럭스가 배치될 수 있다. 또한, 치구(100)가 배치된 부분에서는 치구(100)가 용강과 직접 접촉하기 때문에 용강 상부에 주입된 몰드 플럭스는 치구(100)의 외측이나 치구(100) 상부측으로 밀려나서 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉이 억제될 수 있다. 따라서 몰드(30)에 치구(100)를 투입함으로써 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다. Thus, a space is formed between the jig 100 and the inner wall of the mold 30, in which the mold flux may be disposed on the molten steel. In addition, since the jig 100 is directly in contact with the molten steel at the portion where the jig 100 is disposed, the mold flux injected into the upper part of the molten steel is pushed out to the outside of the jig 100 or the upper part of the jig 100 so that the molten steel and the mold flux are separated. Contact can be suppressed. Therefore, by inserting the jig 100 into the mold 30 it is possible to reduce the contact area between the molten steel and the mold flux.
이후, 용강의 탕면 레벨이 주조 가능할 정도가 되면, 주조를 시작하여 주면을 주조할 수 있다. 이때, 용강의 탕면 레벨은 치구(100)의 위치, 즉 치구(100) 몸체(100)의 상부면 또는 파지부(102)의 위치, 즉 높이를 이용하여 측정할 수 있다. 즉, 치구(100)는 몰드(30) 내에서 부유한 상태를 유지하기 때문에 치구(100)의 크기, 예컨대 높이를 알면 이를 통해 용강의 탕면 레벨을 측정할 수 있다. Thereafter, when the hot water level of the molten steel becomes castable, the main surface may be cast by starting casting. At this time, the molten steel level of the molten steel may be measured using the position of the jig 100, that is, the position of the upper surface or the grip portion 102 of the jig 100, the body 100. That is, since the jig 100 maintains the floating state in the mold 30, when the jig 100 is known, for example, the height of the jig 100 may be measured, the molten steel level may be measured.
주조가 진행되면 치구(100)는 용강 상부 및 용강과 몰드 플럭스 사이에 부유된 상태로 몰드(30)의 내벽과 이격된 상태를 유지하게 되고, 주조가 진행되는 동안 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉 면적을 감소시킨 상태를 유지하게 된다. 이때, 용강의 유동에 의해 치구(100)가 몰드(30) 내에서 유동하면서 치구(100)의 가장자리가 몰드(30) 내벽에 접촉 또는 밀착될 수 있다. 이 경우, 치구(100)가 접촉 또는 밀착된 몰드(30)의 내벽쪽으로는 몰드 플럭스의 유입이 제한될 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이 돌기(203)가 형성된 치구(200)를 사용하면 치구(200)와 몰드(30) 내벽 간의 접촉 면적을 최소화할 수 있고, 돌기(203) 사이에 형성되는 공간을 통해 몰드 플럭스가 유입될 수 있다. As the casting proceeds, the jig 100 remains spaced apart from the inner wall of the mold 30 while floating between the molten steel and the molten steel and the mold flux, and maintains the contact area between the molten steel and the mold flux during the casting process. The reduced state is maintained. At this time, while the jig 100 flows in the mold 30 by the flow of molten steel, the edge of the jig 100 may contact or adhere to the inner wall of the mold 30. In this case, the inflow of the mold flux may be restricted toward the inner wall of the mold 30 in which the jig 100 is in contact or in close contact. At this time, using the jig 200 formed with the projection 203 as shown in Figure 5 can minimize the contact area between the jig 200 and the mold 30, the space formed between the projection 203 Through the mold flux may be introduced.
그리고 주조를 진행하는 동안 용강 상부에는 몰드 플럭스가 지속적으로 주입될 수 있다. In addition, mold flux may be continuously injected into the molten steel while casting is performed.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 틀형상으로 형성되는 치구(400)를 사용하는 경우, 치구(400)의 내측, 예컨대 제1영역(A)과, 치구(400)의 외측, 예컨대 제2영역(B)으로 구분될 수 있다. 이 경우 제1영역(A)과 제2영역(B)에는 동일한 몰드 플럭스를 주입할 수도 있고, 각각 서로 다른 몰드 플럭스를 주입할 수 있다. 예컨대, 제1영역(A)과 제2영역(B)에는 용융 몰드 플럭스를 주입할 수도 있고, 제1영역(A)은 고상의 몰드 플럭스, 제2영역(B)은 용융 몰드 플럭스를 주입할 수도 있다. On the other hand, when using the jig 400 is formed in a frame shape as shown in Figure 7, the inside of the jig 400, such as the first region (A), the outside of the jig 400, such as the second region It can be divided into (B). In this case, the same mold flux may be injected into the first region A and the second region B, and different mold fluxes may be injected, respectively. For example, the molten mold flux may be injected into the first region A and the second region B, the first region A may inject solid mold flux, and the second region B may inject molten mold flux. It may be.
이하에서는 본 발명에 따른 주조방법으로 주편을 주조하는 실험 예에 대해서 설명한다. Hereinafter, an experimental example of casting the cast steel by the casting method according to the present invention.
도 9는 시험 연주기로 주조 후 몰드 플럭스의 성분(Al2O3)의 변화를 비교하여 보여주는 그래프이고, 도 10은 시험 연주기로 주조 중 몰드의 온도 변화를 비교하여 보여주는 그래프이다. 9 is a graph showing a change in the composition (Al 2 O 3 ) of the mold flux after casting in a test player, Figure 10 is a graph showing a comparison of the temperature change of the mold during casting in a test player.
실험에 사용된 시험연주기는 두께 100 내지 140㎜, 폭 1000㎜의 주편을 주조할 수있으며, 이러한 시험연주기를 이용하여 약 10분 정도 동안 10m 정도의 주편을 주조하였다. The test cycle used in the experiment can cast a cast of 100 to 140mm in thickness, 1000mm in width, casting a cast of about 10m for about 10 minutes by using this test lead cycle.
시험연주기를 이용하여 치구를 사용하지 않는 기존 조업방식(비교 예)과 부유식 치구를 침적하여 조업한 경우(실시 예)에 대해 주조거리에 따라 몰드 플럭스를 채취하여 몰드 플럭스 중 Al2O3 성분을 분석하였다. 도 9에는 그 분석 결과가 나타나있다. Existing operating system does not use a fixture using the test caster (comparative) and floating when immersed in the work fixture (example) of the Al 2 by taking the mold flux to the casting mold flux according to the distance O 3 The components were analyzed. 9 shows the result of the analysis.
도 9를 참조하면, 치구를 사용하지 않은 비교 예에서는 주조가 진행됨에 따라 몰드 플럭스 중 Al2O3 성분의 비가 급격하게 증가하고, 주조 말기에는 주조 초기에 비해 거의 2배 이상 증가한 것을 알 수 있었다. 9, in the comparative example without using the jig, Al 2 O 3 in the mold flux as the casting proceeds. It was found that the ratio of the components increased drastically and increased almost two times more than the initial stage of casting.
반면, 치구를 사용하여 주조를 실시한 실시 예에서는 주조가 진행되면서 몰드 플럭스 중 Al2O3 성분이 증가하기는 하지만, 비교 예에 비해 그 증가 속도가 낮으며, 주조 말기에는 주조 초기에 비해 약 0.5배 정도 증가에 그친 것을 알 수 있었다. On the other hand, in an embodiment in which casting is performed using a jig, Al 2 O 3 in the mold flux as the casting is performed. Although the component increased, the increase rate was lower than that of the comparative example, and it was found that at the end of the casting, the increase was only about 0.5 times compared to the initial casting.
이를 통해 주조 중 용강과 몰드 플럭스 간의 접촉 면적을 감소시키면 용강 중 Al 성분이 몰드 플럭스 중으로 픽업되는 것을 억제할 수 있어 몰드 플럭스의 변성을 억제할 수 있음을 알 수 있다. Through this, it can be seen that by reducing the contact area between the molten steel and the mold flux during casting, it is possible to suppress the Al component in the molten steel from being picked up into the mold flux, thereby suppressing the deformation of the mold flux.
몰드 플럭스의 성분 분석과 함께 주조 중 몰드의 온도 변화를 측정하여 도 10에 나타내었다.The temperature change of the mold during casting together with the component analysis of the mold flux is measured and shown in FIG. 10.
도 10의 a)는 치구를 사용하지 않고 주조를 실시한 비교 예에서 몰드의 온도 변화를 보여주는 그래프이고, 도 10의 b)는 치구를 사용하여 주조를 실시한 실시 예에서 몰드의 온도 변화를 보여주는 그래프이다. 10A is a graph showing a temperature change of a mold in a comparative example in which casting is performed without using a jig, and FIG. 10B is a graph showing a temperature change of a mold in an embodiment in which casting is used using a jig. .
먼저, 도 10의 a)를 참조하면, 주조가 진행됨에 따라 열전대 온도 헌팅이 심화되고, 열전대 온도 하락도 확인된다. 이는 몰드 플럭스와 용강이 반응하여 용강 중 Al 성분이 몰드 플럭스로 유입되어 몰드 플럭스가 변성되는 것에 기인한다. 이와 같이 몰드 플럭스가 변성되면, 몰드 내벽에 슬래그 베어가 생성되고 몰드 플럭스의 점도가 높아져 몰드와 용강 사이로 몰드 플럭스가 원활하게 유입되지 않아 윤활 작용과 열전달 기능이 저하되어 열전대 온도 거동이 불안정해진다. First, referring to FIG. 10 a), as the casting proceeds, the thermocouple temperature hunting is intensified, and the thermocouple temperature drop is also confirmed. This is due to the reaction of the mold flux with the molten steel, the Al component of the molten steel flows into the mold flux, and the mold flux is modified. When the mold flux is modified as described above, a slag bear is formed on the inner wall of the mold and the viscosity of the mold flux is increased so that the mold flux does not flow smoothly between the mold and the molten steel, thereby degrading lubrication and heat transfer functions, thereby making the thermocouple temperature behavior unstable.
반면, 도 10의 b)를 참조하면, 주조가 진행되는 동안 열전대 온도 거동이 안정적이며, 급격한 온도 하락이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 이는 몰드 플럭스와 용강의 접촉 면적이 감소하여 몰드 플럭스의 변성이 억제되었기 때문으로 파악된다. On the other hand, referring to b) of Figure 10, it can be seen that the thermocouple temperature behavior is stable during the casting process, and that a sudden temperature drop does not occur. This is because the contact area between the mold flux and the molten steel is reduced and the denaturation of the mold flux is suppressed.
또한, 시험연주를 통해 생산된 주편 중, 치구를 사용하지 않고 생산된 주편의 경우 주편 표면에 대형 면세로 크랙이 발생하였으나, 치구를 사용하여 생산된 주편에서는 면세로 크랙이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 전술한 바와 같이 치구를 이용한 조업에서는 몰드 플럭스의 변성이 억제되어 몰드 내벽과 용강 사이로 몰드 플럭스가 원활하게 유입되고, 몰드의 내벽에 슬래그 베어의 생성이 억제 혹은 방지되었기 때문이다. In addition, among the casts produced through the test cast, the production of the cast without using the jig cracked large duty-free on the surface of the cast, but it can be confirmed that cracks do not occur in the cast produced using the jig. there was. This is because in the operation using the jig as described above, the deformation of the mold flux is suppressed, the mold flux smoothly flows between the mold inner wall and the molten steel, and the generation of slag bears is suppressed or prevented in the inner wall of the mold.
이와 같이 치구를 이용하여 몰드 플럭스와 용강 간의 접촉 면적을 감소시키면 용강 중 Al 성분이 몰드 플럭스로 픽업되는 것을 저감시킴으로써 몰드 플럭스의 변성을 억제할 수 있다. 따라서 몰드 플럭스의 변성으로 인한 윤활 기능 및 열전달 기능의 저감을 억제하여 고품질의 주편을 생산할 수 있다. As described above, when the contact area between the mold flux and the molten steel is reduced by using the jig, the deformation of the mold flux can be suppressed by reducing the pickup of the Al component in the molten steel into the mold flux. Therefore, it is possible to produce a high quality cast by suppressing the reduction of the lubrication function and the heat transfer function due to the deformation of the mold flux.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described. However, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
본 발명에 따르면 주조 중 몰드 플럭스의 변성을 억제하여 몰드 내벽에 슬래그 베어가 형성되는 것을 억제함으로써 주편의 품질과 생산성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to improve the quality and productivity of the slab by suppressing the formation of the slag bear on the mold inner wall by suppressing the deformation of the mold flux during casting.

Claims (16)

  1. 주조 시 몰드 내 용강에 투입되는 치구로서, Jig that is injected into molten steel in the mold during casting,
    상기 치구의 비중은 상기 용강의 비중보다 작고 상기 용강의 상부에 배치되는 몰드 플럭스의 비중보다 큰 비중을 갖는 내화물을 포함하는 주조용 치구. The jig has a specific gravity of less than the specific gravity of the molten steel and casting jig comprising a refractory having a specific gravity greater than the specific gravity of the mold flux disposed on the molten steel.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 치구는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 면적을 갖는 몸체와, 상기 몸체의 상부면에 구비되는 파지부를 포함하는 주조용 치구. The jig is a casting jig comprising a body having an area smaller than the area of the molten steel in the mold, and a gripping portion provided on the upper surface of the body.
  3. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2,
    상기 몸체는 플레이트 형상으로 형성되는 주조용 치구.The body is a casting jig formed in a plate shape.
  4. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,
    상기 몸체는 하부가 개방된 박스 형상으로 형성되는 주조용 치구.The body jig for casting is formed in a box shape of the lower opening.
  5. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2,
    상기 몸체는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 크기를 갖는 틀형상으로 형성되는 주조용 치구.The body jig for casting is formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 2 to 5,
    상기 몸체의 측면에는 외측으로 돌출 형성되는 돌기가 구비되는 주조용 치구. Casting jig that is provided with a protrusion formed to protrude outward from the side of the body.
  7. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6,
    상기 치구의 비중은 3.0 내지 6.5g/㎤인 주조용 치구.Casting jig is specific gravity of the jig is 3.0 to 6.5g / cm3.
  8. 청구항 7에 있어서, The method according to claim 7,
    상기 치구의 비중은 3.0 내지 3.2g/㎤인 주조용 치구.Casting jig is specific gravity of the jig is 3.0 to 3.2g / cm3.
  9. 청구항 8에 있어서, The method according to claim 8,
    상기 치구의 두께는 20 내지 50㎜인 주조용 치구.The jig has a thickness of 20 to 50mm casting.
  10. 주조방법으로서, As the casting method,
    몰드에 용강을 주입하는 과정;Injecting molten steel into the mold;
    상기 용강 상부에 몰드 플럭스를 공급하는 과정; Supplying a mold flux to the molten steel;
    상기 용강 상부에 내화물을 포함하는 치구를 투입하여 상기 치구의 적어도 일부를 상기 용강에 접촉시키고 적어도 일부는 상기 몰드 플럭스에 접촉시키는 과정; 및 Putting a jig including refractory on the molten steel to contact at least a part of the jig with the molten steel and at least a part of the jig with the mold flux; And
    상기 용강을 응고시켜 주편을 주조하는 과정;을 포함하고, And solidifying the molten steel to cast a cast steel.
    상기 주편을 주조하는 과정에서 상기 치구를 이용하여 상기 몰드 플럭스와 접촉하는 용강의 면적을 상기 몰드 내 용강의 탕면 면적보다 작게 하는 주조방법.And casting an area of the molten steel that is in contact with the mold flux using the jig during the casting of the cast steel.
  11. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10,
    상기 치구는 상기 몰드에 용강을 주입하는 침지노즐을 중심으로 양쪽에 배치하는 주조방법.The jig is disposed on both sides around the immersion nozzle for injecting molten steel into the mold.
  12. 청구항 11에 있어서, The method according to claim 11,
    상기 주편을 주조하는 과정에서,In the process of casting the cast steel,
    상기 치구의 가장자리 중 적어도 일부는 상기 몰드의 내벽과 이격시키는 주조방법. At least a part of an edge of the jig is spaced apart from an inner wall of the mold.
  13. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12,
    상기 주편을 주조하는 과정에서,In the process of casting the cast steel,
    상기 치구와 상기 몰드 내벽 사이에 몰드 플럭스를 주입하는 주조방법. A casting method for injecting a mold flux between the jig and the mold inner wall.
  14. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12,
    상기 치구는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 크기를 갖는 틀형상으로 형성되고, The jig is formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold,
    상기 치구의 내측에 형성되는 제1영역과, 상기 치구와 상기 몰드의 내벽 사이에 형성되는 제2영역을 포함하고, A first region formed inside the jig and a second region formed between the jig and an inner wall of the mold,
    상기 제1영역과 상기 제2영역에는 용융 몰드 플럭스가 공급되는 주조방법.A casting method of supplying molten mold flux to the first region and the second region.
  15. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12,
    상기 치구는 상기 몰드 내 용강 탕면의 면적보다 작은 크기를 갖는 틀형상으로 형성되고, The jig is formed in a frame shape having a size smaller than the area of the molten steel in the mold,
    상기 치구의 내측에 형성되는 제1영역과, 상기 치구와 상기 몰드의 내벽 사이에 형성되는 제2영역을 포함하고, A first region formed inside the jig and a second region formed between the jig and an inner wall of the mold,
    상기 제1영역에는 고상의 몰드 플럭스가 공급되고, 상기 제2영역에는 용융 몰드 플럭스가 공급되는 주조방법.A solid mold flux is supplied to the first region, and a molten mold flux is supplied to the second region.
  16. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10,
    상기 주편을 주조하는 과정에서 상기 치구의 위치를 측정하여 용강의 탕면 레벨을 측정하는 과정을 포함하는 주조방법.And casting the slab to measure the position of the jig to measure the level of the molten steel.
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