WO2021006476A1 - 몰드 플럭스 및 이를 이용한 주조 방법 - Google Patents

몰드 플럭스 및 이를 이용한 주조 방법 Download PDF

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WO2021006476A1
WO2021006476A1 PCT/KR2020/006540 KR2020006540W WO2021006476A1 WO 2021006476 A1 WO2021006476 A1 WO 2021006476A1 KR 2020006540 W KR2020006540 W KR 2020006540W WO 2021006476 A1 WO2021006476 A1 WO 2021006476A1
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mold flux
oxide
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mold
cao
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PCT/KR2020/006540
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박준용
정태인
김성연
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주식회사 포스코
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    • 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
    • B22D11/108—Feeding additives, powders, or the like
    • 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
    • B22D11/07—Lubricating the moulds
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents

Definitions

  • the present invention relates to a mold flux and a casting method using the same, and more particularly, to a mold flux capable of improving the quality and productivity of cast steel and a casting method using the same.
  • the casting process is a process of injecting molten steel into a mold having an internal space of a predetermined shape, and continuously drawing out the reaction-hardened cast slab in the mold to manufacture cast slabs of various shapes, such as slabs, blooms, billets, and beam blanks.
  • a mold flux is introduced into the upper portion of the molten steel in the mold, and the injected mold flux is introduced into the gap between the mold and the solidified shell.
  • the introduced mold flux acts as a lubrication between the inner wall of the mold and the solidified shell or reacted solid cast.
  • the mold flux absorbs and dissolves non-metallic inclusions separated from the molten steel, prevents reoxidation of the molten steel, and suppresses the release of heat to the atmosphere to keep the molten steel warm.
  • electrical steel sheet is a steel material that reduces the iron loss representing the amount of energy lost as heat when the energy exchange between electricity and magnetism, and is a soft magnetic material that has superior electromagnetic properties compared to other steel materials.
  • This electrical steel sheet is a steel material containing a high content of aluminum (Al), and molten steel containing a high content of aluminum (Al) is used for its manufacture.
  • the melting point and viscosity of the mold flux rapidly increase due to the high melting point crystal phase, and accordingly, the liquid ratio of the molten mold flux decreases. Accordingly, the inflow of the mold flux between the mold and the solidified shell is not smooth, or the lubricating ability is insufficient due to the mold flux having a low liquid phase ratio, so that a breakout may occur in which the solidified shell bursts or tears.
  • the change in the composition of the mold flux has been minimized through at least one of strict control of the molten steel component, limiting the continuous production amount of cast steel, and controlling the casting speed. .
  • Patent Document 1 Korean Patent Application Publication No. KR 10-2002-0044233
  • the present invention provides a mold flux capable of improving the productivity of cast steel and a casting method using the same.
  • the present invention provides a mold flux capable of securing lubricating ability and a casting method using the same.
  • the mold flux according to an embodiment of the present invention contains 32% to 38% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 8% to 12% by weight of strontium oxide (SrO), and potassium oxide ( K 2 O) 8 wt% to 12 wt%, fluorine (F) 8 wt% to 12 wt%, boron oxide (B 2 O 3 ) 5 wt% to 8 wt%, lithium oxide (Li 2 O) 3% to 5% by weight and unavoidable impurities.
  • the mold flux does not contain silicon oxide (SiO 2 ).
  • the melting point of the mold flux is 1000°C to 1300°C.
  • the strontium oxide (SrO) contains 9 to 10% by weight.
  • the potassium oxide (K 2 O) is included in 9 to 10% by weight.
  • the mold flux contains calcium oxide (CaO), and the content of the calcium oxide (CaO) is adjusted so that the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) is 0.4 to 0.6.
  • the content of calcium oxide (CaO) is adjusted so that the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) is 0.45 to 0.55.
  • the mold flux contains 5% by weight or less of sodium oxide (Na 2 O).
  • a casting method includes the process of preparing a mold flux; The process of supplying molten steel to the mold; And a process of casting the cast steel by injecting the mold flux into the upper part of the molten steel.
  • the molten steel contains 0.7 wt% or more of aluminum (Al) based on the total wt% of molten steel.
  • the mold flux injected into the upper part of the molten steel is melted by the heat of the molten steel, and the molten mold flux has a viscosity of 0.5 poise to 3 poise.
  • the mold flux flows between the solidified shell formed from the molten steel and the mold, and the mold flux introduced between the solidified shell and the mold has a ratio of the area occupied by the liquid phase within the measurement area. To 85%.
  • the mold flux according to the embodiment of the present invention it is possible to suppress or prevent component changes caused by silicon oxide (SiO 2 ) and calcium oxide (CaO) compared to the prior art.
  • the mold flux according to the embodiment reduces the content of calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O) compared to the prior art, and prepares a mold flux to include strontium oxide (SrO) and potassium oxide (K 2 O). do. Therefore, it is possible to suppress or prevent the formation of a high melting point crystal phase that impairs the lubrication ability, to prevent the occurrence of defects due to mold flux, and to prevent operational accidents such as breakout, etc. have.
  • the mold flux can maintain its lubricity even when used for a long time.
  • continuous casting can be stably performed for a long time.
  • FIG. 1 is a diagram showing a state in which mold flux is introduced during a casting process.
  • FIG. 2(a) is an enlarged view of a photograph and a part of a cast steel cast using the mold flux according to the first embodiment of Table 1
  • FIG. 2(b) is an enlarged view of the mold flux according to the second comparative example of Table 1. It is a drawing.
  • FIG. 1 is a diagram showing a state in which mold flux is introduced during a casting process.
  • molten steel (M) which is enrolled in a tundish (not shown) flows into the mold 20 through the immersion nozzle 10, the molten steel in the cooled mold 20 ( This is the process in which the solidification of M) begins and the intermediate product, the cast iron in the reaction solid state, is obtained.
  • the mold flux (F) is injected into the molten steel (M) in the mold (20) to be melted, and the molten mold flux (F) is introduced into the gap between the mold (20) and the solidified shell (I).
  • the mold flux (F) flowing into the gap between the mold 20 and the solidifying shell (I) is consumed while being washed away by the cooling water sprayed to cool the cast steel while descending along with the cast steel drawn to the lower side of the mold 20. .
  • the mold flux (F) introduced into the mold (20) is a solid state in a powder or granular state, and is melted by the heat of the molten steel (M) when introduced into the upper portion of the molten steel (M).
  • the molten mold flux (F) is introduced into the gap between the mold 20 and the solidification shell (I) to act as a lubrication.
  • the mold flux (F) has an appropriate lubrication ability, the solidified shell (I) burst or torn, it is possible to prevent the occurrence of breakout in which molten steel (M) leaks out.
  • the mold flux (F) has an appropriate lubricating ability, it is possible to prevent the problem that the mold flux penetrates into the solidification shell, that is, into the molten steel, and causes defects in the cast steel.
  • the lubrication ability of the mold flux (F) is determined according to the melting point of the mold flux (F), the viscosity of the mold flux introduced into molten steel, and the liquid phase ratio (or liquidus ratio).
  • the liquid phase ratio of the mold flux F may be expressed as a ratio of the area occupied by the liquid phase within the measurement area.
  • a mold flux capable of securing a lubricating ability to prevent or suppress the occurrence of breakout and cast defects.
  • lubrication performance can be secured.
  • the temperature of the molten steel charged into the mold and the molten steel surface is about 1300°C to 1350°C, and the temperature of the molten steel at a portion adjacent to the inner wall of the mold being cooled is about 1000°C.
  • the powder or granular mold flux is introduced into the molten steel surface, melted by the heat of the molten steel, and then flows into the gap between the mold and the solidified shell. At this time, the viscosity of the molten mold flux must be secured on the molten steel surface so that it can flow into the gap between the mold and the solidifying shell, and the liquid ratio of the mold flux flowing between the mold and the solidifying shell must be secured to secure lubrication between the mold and the solidified shell. can do.
  • An embodiment of the present invention provides a mold flux having a viscosity of 0.5 poise to 3 poise at 1300°C and a liquid phase ratio of 70% to 85% at 1000°C.
  • a mold flux having a melting point of 1000°C to 1300°C is provided in the embodiment of the present invention.
  • '0.5 poise to 3 poise' means '0.5 poise or more and 3 poise or less'.
  • the meaning of 'lower limit to upper limit' means'more than the lower limit and less than the upper limit'.
  • the melting point of the mold flux is less than 1000°C, the viscosity is less than 0.5 poise, or the liquid phase ratio is more than 85%, the lubricating ability of the mold flux is too large, and the mold flux is excessive due to the gap between the mold and the solidified shell. Can be introduced. In this case, the mold flux may penetrate into the solidified shell, that is, into the molten steel, and accordingly, cast defects may occur.
  • the molten steel is solidified by the mold being cooled, at this time, the temperature of the mold is transferred to the solidification shell and the molten steel through the mold flux.
  • the liquid phase ratio of the mold flux exceeds 85%, the heat transfer from the mold flux to the solidified shell or molten steel is too large, and the thickness of the solidified shell in the mold may become excessively thick. In this case, when the reaction-hardened cast piece is drawn out of the mold and bent, the quality may be deteriorated due to excessive stress.
  • the melting point of the mold flux exceeds 1300°C, the viscosity exceeds 3 poise, or the liquid phase ratio is less than 70%, the inflow of the mold flux is insufficient due to the gap between the mold and the solidified shell, or Lubrication may be insufficient.
  • Lubrication may be insufficient.
  • a solidified shell may burst or break, causing molten steel to leak out, thereby causing a problem in that molten steel pours into the lower side of the mold.
  • a mold flux having a melting point of 1000°C to 1300°C, a viscosity of 0.5 poise to 3 poise at 1300°C, and a liquid phase ratio of 70% to 85% at 1000°C is prepared. More preferably, a mold flux having a melting point of 1100°C to 1250°C, a viscosity of 0.7 poise to 1.5 poise at 1300°C, and a liquid phase ratio of 75% to 80% by weight at 1000°C is prepared.
  • the mold flux according to the embodiment of the present invention does not contain silicon oxide (SiO 2 ), which is a material that reacts with aluminum (Al) in molten steel, and includes aluminum oxide (Al 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), and strontium oxide. (SrO), potassium oxide (K 2 O), fluorine (F), boron oxide (B 2 O 3 ), and lithium oxide (Li 2 O), and other inevitable impurities may be included.
  • the mold flux may include sodium oxide (Na 2 O) and magnesium oxide (MgO).
  • the mold flux may contain inevitable impurities. That is, various components that are not intended may be included.
  • a state in which a trace amount of silicon oxide (SiO 2 ) is included is not excluded.
  • the mold flux according to the embodiment is based on the total weight %, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 32% to 38% by weight, strontium oxide (SrO) 8% to 12% by weight, potassium oxide (K 2 O) contains 8% to 12% by weight.
  • the mold flux contains 8% to 12% by weight of fluorine (F), 5% to 8% by weight of boron oxide (B 2 O 3 ) and 3 to 8% by weight of lithium oxide (Li 2 O), based on the total weight %. It contains from% to 5% by weight.
  • each of strontium oxide (SrO) and potassium oxide (K 2 O) may be included in an amount of 9% to 10% by weight.
  • calcium oxide (CaO) plays a role in controlling the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) of the mold flux, and is added so that the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) is 0.4 to 0.6.
  • the content of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is 32% to 38% by weight, in order to have a basicity (CaO/Al 2 O 3 ) of 0.4 to 0.6, calcium oxide (CaO) is 12.8% to 22.8% by weight. It may be provided to have a content of% by weight. More preferably, the content of calcium oxide (CaO) may be adjusted so that the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) is 0.45 to 0.55.
  • the mold flux may include 5% by weight or less of sodium oxide (Na 2 O) and 2% by weight or less of magnesium oxide (MgO). In addition, the mold flux may not contain at least one of sodium oxide (Na 2 O) and magnesium oxide (MgO) (0% by weight).
  • the mold flux according to this embodiment has a melting point of 1000°C to 1300°C, a viscosity of 0.5 poise to 3 poise at 1300°C, and a liquid phase ratio of 70% to 85% at 1000°C.
  • Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is a neutral oxide and can act as a basic or acidic depending on the overall mold flux composition. In this composition, since there is no SiO 2 component, it mainly acts as an acidic oxide and acts as the main body of the glassy structure in the mold slag so that the mold flux injected into the molten steel phase becomes an amorphous or vitreous state.
  • Such aluminum oxide may be included in an amount of 32% by weight or more and 38% by weight or less based on the total weight% of the mold flux.
  • the mold flux injected into the molten steel is not amorphized or insufficient, so that the viscosity increases, and it may be difficult to obtain the required lubrication ability.
  • Al 2 O 3 aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the mold flux reacts with at least one of calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O) in the mold flux to form Ca-Al-O and Ca-Na-Al- At least one of the O-based high melting point crystal phases is generated, and thus the melting point of the mold flux rises rapidly.
  • the mold flux is introduced into the molten steel in the mold to be melted, and the viscosity increases as the content of the high melting point crystal phase in the mold flux increases.
  • the content of calcium oxide (CaO) may be controlled so that the mold flux has a basicity (CaO/Al 2 O 3 ) of 0.4 or more and 0.6 or less. If the basicity of the mold flux (CaO/Al 2 O 3 ) is less than 0.4, the viscosity of the mold flux increases and the influx of the mold flux between the solidified shell and the mold decreases, resulting in operations such as restrictive breakout. Accidents may occur. In addition, when the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) of the mold flux exceeds 0.6, the melting point of the mold flux increases, and the lubrication performance is impaired.
  • Fluorine (F) may be included in an amount of 8% by weight or more and 12% by weight or less based on the total weight% of the mold flux.
  • the content of fluorine (F) is less than 8% by weight, the viscosity of the mold flux may increase and the lubricating ability may decrease.
  • the content of fluorine (F) exceeds 12% by weight, the viscosity is too low to ensure lubrication performance.
  • fluorine (F) exceeds 12% by weight, it may react with H 2 O during a casting operation using water as a cooling medium to generate a large amount of HF, thereby causing corrosion of a continuous casting facility. .
  • Boron oxide (B 2 O 3 ) may be included in an amount of 5% by weight or more and 8% by weight or less based on the total weight% of the mold flux.
  • Boron oxide (B 2 O 3 ) is a material that has an effect of suppressing the formation of a high melting point crystal phase.
  • boron oxide (B 2 O 3 ) is less than 5% by weight, the effect of suppressing crystal phase formation is insignificant, and thus, the melting point of the mold flux increases and the liquid phase ratio decreases, making it difficult to secure sufficient lubrication capability.
  • the boron oxide (B 2 O 3 ) exceeds 8% by weight, the liquid phase ratio and lubrication capacity are excessively increased.
  • the mold flux may be excessively introduced into the gap between the mold and the solidified shell, and in this case, the mold flux may penetrate inside the solidified shell, that is, into the molten steel, and accordingly, cast defects may occur.
  • the boron oxide (B 2 O 3 ) exceeds 8% by weight, a slag rim in which the mold flux is solidified and fixed in the vicinity of the inner wall of the mold in the upper region of the mold may be formed.
  • the slag rim causes a problem in that the channel through which the mold flux flows between the mold and the solidified shell is narrowed.
  • Lithium oxide (Li 2 O) is a component added to secure a sufficient liquid phase ratio, and may be included in an amount of 3% by weight or more and 5% by weight or less based on the total weight% of the mold flux. If lithium oxide (Li 2 O) is less than 3% by weight, the melting point of the mold flux is higher than 1500°C, so it does not melt even at a temperature of 1300°C. Therefore, there is no liquid at 1000°C or the liquid phase ratio is very low, so it is possible to secure lubrication performance. impossible.
  • lithium oxide Li 2 O
  • the melting point and viscosity decrease compared to when it is less than 3% by weight, and the liquid phase ratio increases, but the melting point exceeds 1300°C and the viscosity exceeds 3 poise. It is difficult to secure lubrication ability.
  • Magnesium oxide (MgO) may be included in an amount of 2% by weight or less based on the total weight% of the mold flux. Preferably, magnesium oxide (MgO) may not be contained (0% by weight). On the other hand, magnesium oxide (MgO) reacts with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) to contain magnesium (Mg) and aluminum (Al). High melting point spinel (spinel) phase can be formed. Accordingly, when the magnesium oxide (MgO) exceeds 2% by weight, a large amount of a spinel phase having a high melting point is generated, thereby increasing the melting point and viscosity of the mold flux. Therefore, magnesium oxide (MgO) is included in an amount of 2% by weight or less with respect to the total weight% of the mold flux.
  • the mold flux according to the embodiment is provided not to contain silicon oxide (SiO 2 ), which is a reaction agent with aluminum (Al) in molten steel. Accordingly, it is possible to suppress or prevent changes in the components of the mold flux compared to the prior art.
  • the conventional mold flux contains 24% by weight or more of calcium oxide (CaO) and 6% by weight or more of sodium oxide (Na 2 O). And, as described above, calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O) in the mold flux react with aluminum oxide (Al 2 O 3 ), such as Ca-Al-O and Ca-Na-Al-O. A high melting point crystal phase is produced.
  • the aluminum (Al 2 O 3) is high in the manufacture of the mold flux is contained in an amount, wherein the aluminum oxide (Al 2 O 3) and calcium oxide to react with and create a melting point of the crystalline phase (CaO) and sodium oxide ( It is necessary to limit the content of Na 2 O).
  • calcium oxide (CaO) should be included in the mold flux to adjust the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) of the mold flux to 0.4 or more and 0.6 or less.
  • the content of calcium oxide (CaO) is reduced compared to the prior art.
  • the content of calcium oxide (CaO) is adjusted so that the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) of the mold flux is 0.4 or more and 0.6 or less, so the content of calcium oxide (CaO) according to the embodiment is 12.8 wt% to 22.8 It may be weight percent, which is a reduced content compared to the prior art.
  • Sodium oxide (Na 2 O) is a component that reacts with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) to generate a high melting point crystal phase, as described above, and in Examples, its content is reduced compared to the prior art, and the content is reduced to the total weight% of the mold flux. It is prepared so as to be contained or not included in 5% by weight or less. When the content of sodium oxide (Na 2 O) exceeds 5% by weight, a large amount of high melting point crystal phase is generated through reaction with aluminum oxide (Al 2 O 3 ), thereby increasing the melting point and viscosity, thereby securing lubricating power. There is a problem that cannot be done.
  • the mold flux according to the embodiment includes strontium oxide (SrO) and potassium oxide (K 2 O), which may be alternative materials that function similar to calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O). More specifically, strontium oxide (SrO) may be used as an alternative material for calcium oxide (CaO), and potassium oxide (K 2 O) may be used as an alternative material for sodium oxide (Na 2 O). Through this, it is possible to suppress the formation of high melting point crystal phases such as Ca-Al-O and Ca-Na-Al-O.
  • strontium oxide (SrO) is a component introduced as a substitute material for calcium oxide (CaO) as described above, and has a lower reactivity with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the mold flux than calcium oxide (CaO).
  • the amount of high melting point crystal phase produced by the reaction between strontium oxide (SrO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It is smaller than the amount of the high melting point crystal phase produced by the reaction between calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Accordingly, by reducing the content of calcium oxide (CaO) and including strontium oxide (SrO) as compared to the prior art, it is possible to reduce the amount of high-melting crystal phases generated compared to the prior art.
  • potassium oxide (K 2 O) is a component introduced as a substitute for sodium oxide (Na 2 O) as described above, and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the mold flux compared to sodium oxide (Na 2 O). It has low reactivity with For example, when there is the same amount of potassium oxide (K 2 O) and sodium oxide (Na 2 O) in the mold flux, the high melting point due to the reaction between potassium oxide (K 2 O) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) The amount of crystal phase produced is smaller than that of the high melting point crystal phase by the reaction between sodium oxide (Na 2 O) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Accordingly, by reducing the content of sodium oxide (Na 2 O) and including potassium oxide (K 2 O) compared to the prior art, it is possible to reduce the amount of high-melting crystal phases generated compared to the prior art.
  • Strontium oxide (SrO) may be included in an amount of 8% by weight or more and 12% by weight or less based on the total weight% of the mold flux.
  • strontium oxide (SrO) is less than 8% by weight, the effect of introducing calcium oxide (CaO) as an alternative material is insignificant. That is, strontium oxide (SrO) is a component introduced as a substitute material for calcium oxide (CaO), which lowers the melting point and viscosity, and increases the liquid phase ratio.
  • Potassium oxide (K 2 O) may be included in an amount of 8% by weight or more and 12% by weight or less based on the total weight% of the mold flux. However, when the content of potassium oxide (K 2 O) is less than 8% by weight, the effect of adding potassium oxide (K 2 O) may be insignificant. More specifically, potassium oxide (K 2 O) is a component introduced as a substitute for sodium oxide (Na 2 O) and has a function of lowering the melting point and viscosity. However, in a state where the content of sodium oxide (Na 2 O) is reduced compared to the prior art, when the content of potassium oxide (K 2 O) is less than 8% by weight, there is a problem that the melting point and viscosity of the mold flux are increased. In addition, due to such high melting point and viscosity, the liquid ratio of the mold flux is low, and the lubricating ability is lowered, and thus, the proper lubricating ability may not be secured.
  • Casting method is the process of preparing the above-described mold flux, the process of injecting molten steel (M) into the mold (20), and the injection of the mold flux (F) on the molten steel (M) Including the process of casting.
  • the process of preparing the mold flux is, based on the total weight% of the mold flux, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is 32% to 38% by weight, strontium oxide (SrO) is 8% to 12% by weight, oxidation Potassium (K 2 O) 8% to 12% by weight, fluorine (F) 8% to 12% by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) 5% to 8% by weight, and lithium oxide (Li 2 O) is prepared to contain 3% by weight to 5% by weight.
  • the content of calcium oxide (CaO) is adjusted so that the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) of the mold flux is 0.4 to 0.6, and is 0% by weight or more and 5% by weight or less of sodium oxide (Na 2 O), 0% by weight or more and 2% by weight or less of magnesium oxide (MgO) may be included, and inevitable impurities may be included.
  • the process of preparing the molten steel may provide molten steel containing a large amount of aluminum (Al) of 0.7 wt% or more, more preferably 1.0 wt% or more with respect to the total weight% of molten steel through a refining process such as refinery refining. And, the molten steel may be molten steel for manufacturing an electrical steel sheet.
  • Al aluminum
  • the process of preparing the mold flux and the process of preparing the molten steel is not a time-series relationship, and one of the mold flux and the molten steel may be prepared first, or the mold flux and the molten steel may be prepared simultaneously.
  • molten steel M is injected into the mold 20 using the immersion nozzle 10 through a ladle and a tundish. Then, when the molten steel (M) is injected into the mold (20), a mold flux (F) is supplied to the upper portion of the molten steel (M) to cast a cast iron.
  • At least part of the mold flux (F) supplied to the upper part of the molten steel (M) is melted, which flows into the gap between the mold 20 and the solidified shell (I), so that only the surface is solidified (solidified shell). 20) Lubrication is performed between them and the cast is cast.
  • the content of calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O) is reduced compared to the prior art, and a mold containing strontium oxide (SrO) and potassium oxide (K 2 O) Use flux. Accordingly, it is possible to effectively suppress a change in the components of the mold flux through a reaction between at least one of calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O) in the mold flux and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • Tables 1 to 4 are tables showing viscosity, melting point (°C), and liquid phase ratio (%) in the mold flux according to Comparative Examples and Examples.
  • the mold fluxes according to the Comparative Examples and Examples contain aluminum oxide (Al 2 O 3 ) at a high concentration of 30% by weight or more.
  • the melting point was measured using a heating microscope for each of the mold fluxes according to Comparative Examples and Examples.
  • the viscosity is measured by heating each of the mold fluxes according to Comparative Examples and Examples to a temperature of 1300°C and measuring with a general viscosity meter at a temperature of 1300°C.
  • the liquid phase ratio of the mold flux according to Comparative Examples and Examples was measured with a high-temperature confocal laser scanning microscope. More specifically, the melting and solidification process of the mold flux was recorded in real time under conditions of charging the mold flux to the crucible, heating it to 1500°C, and cooling it at a rate of 100°C/min. And when it reaches 1000°C, the area ratio occupied by the liquid in the recorded image was calculated and derived.
  • the content (% by weight) of other ingredients is the sum of the contents of magnesium oxide (MgO), iron oxide (F 2 O 3 ), manganese oxide (MnO), phosphorus oxide (P 2 O 5 ), and titanium oxide (TiO 2 ). .
  • Table 1 is a table showing the viscosity, melting point, and liquid phase ratio in the mold flux according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 7.
  • Table 1 is a table for comparing the properties of the mold flux according to whether or not strontium oxide (SrO) is contained.
  • the melting point is 1300°C or less and the liquid phase ratio is 70% or more.
  • the melting point is high so as to exceed 1300°C, and the liquid phase ratio is as low as 60% by weight or less.
  • the first and fourth to seventh comparative examples have a relatively high melting point crystal phase generated by the reaction with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the mold flux compared to the first to third comparative examples. There is little, the melting point is low, and the liquid phase ratio is high.
  • each of the melting point and the liquid phase ratio may or may not satisfy the target viscosity (0.5 poise to 3 poise), the melting point (1000° C. to 1300° C.), and the liquid phase ratio (70% to 85%).
  • the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) is 0.4 to 0.6
  • aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is 32 to 38% by weight
  • sodium oxide (Na 2 O) 5 wt% or less fluorine (F) 8 wt% to 12 wt% or less
  • lithium oxide (Li 2 O) 3 wt% to 5 wt% boron oxide (B 2 O 3 ) 5 wt% to 8
  • the viscosity is 0.74 poise, satisfies the range of 0.5 poise to 3 poise or less, the melting point satisfies the range of 1237°C, 1000°C to 1300°C, and the liquid phase ratio is 79% by weight, It satisfies the range of 70% to 85%.
  • the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) exceeds 0.6, contains silicon oxide (SiO 2 ), and the content of each of potassium oxide (K 2 O) and strontium oxide (SrO) is 8 It is as low as less than% by weight. Accordingly, the mold flux according to Comparative Example 5 has a high liquid phase ratio exceeding 85%.
  • the seventh comparative example as in the first embodiment, basicity (CaO / Al 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), fluorine (F), lithium oxide (Li 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O), and strontium oxide (SrO) each satisfy the target range, but contain silicon oxide (SiO 2 ). Accordingly, the liquid phase ratio of Comparative Example 7 is 87% by weight, exceeding 85%. And, Comparative Example 7 contains 2.8% by weight of silicon oxide (SiO 2 ), which was intentionally added at the time of manufacturing the mold flux.
  • FIG. 2(a) is an enlarged view of a photograph and a part of a cast steel cast using the mold flux according to the first embodiment of Table 1
  • FIG. 2(b) is an enlarged view of the mold flux according to the second comparative example of Table 1. It is a drawing.
  • Table 2 is a table showing the viscosity, melting point, and liquid phase ratio of the mold flux according to the second embodiment and the eighth to eleventh comparative examples.
  • Table 2 is a table for comparing the properties of the mold flux according to the contents of potassium oxide (K 2 O) and fluorine (F).
  • the viscosity of the 8th and 9th comparative examples exceeds 3 poise, but by comparing them, the viscosity drop effect according to K 2 O can be seen. That is, include sodium (Na 2 O) oxidation, compared with the eighth comparative example which does not include the potassium (K 2 O) oxides, and does not include the sodium (Na 2 O) oxide, potassium (K 2 O) oxidation It can be seen that the melting point and viscosity of the ninth comparative example including the is lower and the liquid phase ratio is higher.
  • Comparative Example 9 which did not contain sodium oxide (Na 2 O) and replaced it with potassium oxide (K 2 O), decreased the melting point and viscosity, and increased the liquid phase ratio compared to Comparative Example 8, which did not contain sodium oxide (Na 2 O). It can be confirmed that. Through this, it can be seen that potassium oxide (K 2 O) has an effect of decreasing the melting point and viscosity and increasing the liquid phase ratio.
  • the viscosity (0.84 poise) is in the range of 0.5 poise to 3 poise
  • the melting point (1216°C) is in the range of 1000°C to 1300°C
  • the liquid phase ratio satisfies 70% to 85%.
  • the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) satisfies the range of 0.4 to 0.6, does not contain silicon oxide (SiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • Sodium oxide (Na2O), fluorine (F), lithium oxide (Li 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), potassium oxide (K2O), and strontium oxide (SrO) satisfy each range.
  • the viscosity exceeds 3 poise and the melting point exceeds 1300°C. And, in Comparative Example 11, the viscosity is less than 0.5 poise, and the liquid phase ratio exceeds 85%.
  • the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) satisfies the range of 0.4 to 0.6, does not contain silicon oxide (SiO 2 ), and does not contain aluminum oxide (Al 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), lithium oxide (Li 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and potassium oxide (K 2 O) satisfy each range.
  • Comparative Example 10 fluorine (F) is less than 8% by weight, and Comparative Example 11 is more than 12% by weight fluorine. Accordingly, the 10th and 11th comparative examples have their viscosity as low as less than 0.5 poise or as high as 3 poise.
  • Table 3 is a table showing the viscosity, melting point, and liquid phase ratio of the mold flux according to the third example, the twelfth and the thirteenth comparative example.
  • Table 3 is a table for comparing the properties of the mold flux according to the content of boron oxide (B 2 O 3 ).
  • the viscosity (2 poise) is in the range of 0.5 poise to 3 poise
  • the melting point (1234°C) is in the range of 1000°C to 1300°C
  • the liquid phase ratio (83%) is in the range of 70% to 85%.
  • the mold flux according to the third embodiment satisfies the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) in the range of 0.4 to 0.6, does not contain silicon oxide (SiO 2 ), and does not include aluminum oxide (Al 2 O 3 ), Sodium (Na 2 O), fluorine (F), lithium oxide (Li 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O), and strontium oxide (SrO) satisfy each range.
  • the melting point exceeds 1300°C and the liquid phase ratio is less than 70%.
  • the liquid phase ratio exceeds 85%.
  • the basicity (CaO/Al 2 O 3 ) satisfies the range of 0.4 to 0.6, does not contain silicon oxide (SiO 2 ), and does not include aluminum oxide (Al 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), fluorine (F), lithium oxide (Li 2 O), and strontium oxide (SrO) satisfy each range.
  • the twelfth comparative example has a low liquid phase ratio of 67%, which is less than 70%, and thus lacks lubricity.
  • the thirteenth comparative example is 90% in which the liquid phase ratio exceeds 85%, and there is a problem in that the lubricating ability is too high.
  • Table 4 is a table showing the viscosity, melting point and liquid phase ratio of the mold flux according to the fourth example, the 14th and the fifteenth comparative example.
  • Table 4 is a table for comparing the properties of the mold flux according to the lithium oxide (Li 2 O) content.
  • the viscosity (2.75 poise) ranges from 0.5 poise to 3 poise
  • the melting point (1283°C) ranges from 1000°C to 1300°C
  • the liquid phase ratio (70%) ranges from 70% to 85%. Is satisfied.
  • the mold flux according to the fourth embodiment has a basicity (CaO/Al 2 O 3 ) in the range of 0.4 to 0.6, does not contain silicon oxide (SiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), oxidized Sodium (Na 2 O), fluorine (F), lithium oxide (Li 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O), and strontium oxide (SrO) satisfy each range.
  • Comparative Example 14 the melting point is 1500°C or higher, and thus the viscosity cannot be measured at 1300°C, and the liquid phase ratio at 1000°C is 0%. And, in Comparative Example 15, the liquid phase ratio satisfies the range of 70% to 85%, but the melting point exceeds 1300°C and the viscosity exceeds 3 poise. In the case of Comparative Example 14, lithium oxide (Li 2 O) is less than 3% by weight, and in Comparative Example 15, lithium oxide (Li 2 O) exceeds 5% by weight.
  • the mold flux according to the embodiment of the present invention it is possible to suppress or prevent component changes caused by silicon oxide (SiO 2 ) and calcium oxide (CaO) compared to the prior art.
  • the mold flux according to the embodiment reduces the content of calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O) compared to the prior art, and prepares a mold flux to include strontium oxide (SrO) and potassium oxide (K 2 O). do.
  • the lubricating ability can be maintained even when used for a long time.
  • the mold flux according to the embodiment is used, continuous casting can be stably performed for a long time. And, it is possible to suppress the component change of the mold flux without suggesting the casting speed and the continuous production amount of the cast steel, and the cast steel production amount can be improved.
  • the mold flux according to the embodiment of the present invention it is possible to suppress or prevent component changes caused by silicon oxide (SiO 2 ) and calcium oxide (CaO) compared to the prior art.
  • the mold flux according to the embodiment reduces the content of calcium oxide (CaO) and sodium oxide (Na 2 O) compared to the prior art, and prepares a mold flux to include strontium oxide (SrO) and potassium oxide (K 2 O). do. Therefore, it is possible to suppress or prevent the formation of a high melting point crystal phase that impairs the lubrication ability, to prevent the occurrence of defects due to mold flux, and to prevent operational accidents such as breakout, etc. have.

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Abstract

본 발명은 주편 주조에 사용되는 몰드 플럭스로서, 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄(Al2O3)을 32 중량% 내지 38 중량%, 산화스트론튬(SrO)을 8 중량% 내지 12 중량%, 산화칼륨(K2O)을 8 중량% 내지 12 중량%, 불소(F)를 8 중량% 내지 12 중량%, 산화보론(B2O3)을 5 중량% 내지 8 중량%, 산화리튬(Li2O)을 3 중량% 내지 5 중량% 및 불가피한 불순물을 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스에 의하면, 산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO)에 의한 성분 변화를 종래에 비해 억제 또는 방지할 수 있다.

Description

몰드 플럭스 및 이를 이용한 주조 방법
본 발명은 몰드 플럭스 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주편의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 몰드 플럭스 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것이다.
주조 공정은 소정 형상의 내부 공간을 가지는 몰드에 용강을 주입하고, 몰드 내에서 반응고된 주편을 연속적으로 인발하여 슬라브, 블룸, 빌렛, 빔 블랭크 등과 같은 다양한 형상의 주편을 제조하는 공정이다.
이러한 주조 공정 시에, 몰드 내의 용강 상부에 몰드 플럭스가 투입되고, 투입된 몰드 플럭스는 몰드와 응고 쉘 간의 틈 사이로 유입된다. 유입된 몰드 플럭스는 몰드 내벽과 응고 쉘 또는 반응고된 주편 간의 윤활 작용을 한다. 또한, 몰드 플럭스는 윤활 작용 이외에도, 용강으로부터 분리 부상되는 비금속 개재물을 흡수시켜 용해하고, 용강의 재산화 방지 및 대기로의 열 방출을 억제시켜 용강을 보온 유지시키는 역할을 한다.
한편, 전기 강판은 전기와 자기의 에너지 교환시 열로 손실되는 에너지양을 나타내는 철손을 감소시킨 강재로서, 타 강재에 비하여 전자기적 특성을 우수하게 만든 연질의 자성 재료이다. 이러한 전기 강판은 알루미늄(Al)이 고 함량으로 함유된 강재로서, 이의 제조를 위해 고 함량의 알루미늄(Al)이 함유된 용강이 사용된다.
그런데, 고 함량의 알루미늄(Al)이 함유된 용강을 이용하여 주조할 때, 몰드 플럭스의 주 성분인 산화규소(SiO2)와 용강 중 알루미늄(Al)이 반응하여, 몰드 플럭스 내 산화규소(SiO2)의 함량이 감소되고, 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 증가하는 성분 변화가 일어난다. 성분이 변화된 몰드 플럭스 내의 산화알루미늄(Al2O3)은 상기 몰드 플럭스 내 다른 성분인 산화칼슘(CaO), 산화규소(SiO2) 및 산화나트륨(Na2O)과 반응하여 Ca-Al-O, Ca-Na-Al-O 및 Na-Al-Si-O와 같은 고융점 결정상이 생성시킨다.
그리고, 고융점 결정상에 의해 몰드 플럭스의 융점 및 점도가 급격하게 증가하고, 이에 따라 용융된 몰드 플럭스의 액상 비율이 낮아지게 된다. 이에, 몰드와 응고 쉘 사이로 몰드 플럭스의 유입이 원활하지 않거나, 낮은 액상 비율의 몰드 플럭스로 인해 윤활능이 부족하여, 응고 쉘이 터지거나 찢기는 브레이크 아웃(break out)이 발생될 수 있다.
따라서, 고 함량의 알루미늄(Al)을 함유하는 용강을 이용하여 주조를 하는 경우, 용강 성분의 엄격한 제어, 주편의 연속 생산량 제한 및 주조 속도 제어 중 적어도 하나를 통해 몰드 플럭스의 성분 변화를 최소화여 왔다.
그런데, 주편의 연속 생산량 및 주조 속도를 제한하는 경우, 생산량이 감소하는 문제가 있다. 또한, 전기 강판의 경우 낮은 철손과 높은 자속 밀도를 확보하기 위해, 더 높은 알루미늄(Al) 함량이 요구되는데, 용강 중 알루미늄(Al) 함량이 높아질수록 몰드 플럭스의 성분 변화 정도가 큰 문제가 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 한국공개특허 KR 10-2002-0044233
본 발명은 주편의 생산성을 향상시킬 수 있는 몰드 플럭스 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.
본 발명은 윤활능을 확보할 수 있는 몰드 플럭스 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스는 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄(Al2O3)을 32 중량% 내지 38 중량%, 산화스트론튬(SrO)을 8 중량% 내지 12 중량%, 산화칼륨(K2O)을 8 중량% 내지 12 중량%, 불소(F)를 8 중량% 내지 12 중량%, 산화보론(B2O3)을 5 중량% 내지 8 중량%, 산화리튬(Li2O)을 3 중량% 내지 5 중량% 및 불가피한 불순물을 포함한다.
상기 몰드 플럭스는 산화규소(SiO2)를 포함하지 않는다.
상기 몰드 플럭스의 융점은 1000℃ 내지 1300℃이다.
전체 중량%에 대하여, 상기 산화스트론튬(SrO)이 9 중량% 내지 10 중량% 포함다.
전체 중량%에 대하여, 상기 산화칼륨(K2O)이 9 중량% 내지 10 중량% 포함된다.
상기 몰드 플럭스는 산화칼슘(CaO)를 포함하고, 상기 산화칼슘(CaO)은 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6가 되도록 함량이 조절된다.
상기 산화칼슘(CaO)은 염기도(CaO/Al2O3)가 0.45 내지 0.55가 되도록 함량이 조절된다.
상기 몰드 플럭스는 5 중량% 이하의 산화나트륨(Na2O)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 주조 방법은 몰드 플럭스를 마련하는 과정; 몰드에 용강을 공급하는 과정; 및 상기 용강 상부에 상기 몰드 플럭스를 투입하여 주편을 주조하는 과정;을 포함한다.
상기 용강은, 용강 전체 중량%에 대하여 0.7 중량% 이상의 알루미늄(Al)을 포함한다.
상기 용강 상부로 투입된 몰드 플럭스는 상기 용강의 열에 의해 용융되고, 용융된 몰드 플럭스는 0.5 poise 내지 3 poise의 점도를 가진다.
상기 주편을 주조하는 과정에서, 상기 몰드 플럭스는 상기 용강으로부터 형성되는 응고 쉘과 상기 몰드 사이로 유입되고, 상기 응고 쉘과 몰드 사이로 유입된 몰드 플럭스는 측정 면적 내에서 액상이 차지하는 면적의 비율이 70% 내지 85%이다.
본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스에 의하면, 산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO)에 의한 성분 변화를 종래에 비해 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 몰드 플럭스는 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 함량을 종래에 비해 줄이고, 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼륨(K2O)를 포함하도록 몰드 플럭스를 마련한다. 따라서, 윤활능을 저해시키는 고융점 결정상의 생성을 억제 또는 방지할 수 있고, 몰드 플럭스에 의한 결함 발생을 방지할 수 있으며, 브레이크 아웃(break out) 등과 같은 조업 사고를 방지하여 안정적인 조업을 할 수 있다.
또한, 성분 변화 및 고융점 결정상의 생성이 억제되기 때문에, 장시간 사용하더라도 몰드 플럭스는 그 윤활능을 유지할 수 있다. 이에, 실시예에 따른 몰드 플럭스를 이용하면 장시간 동안 안정적으로 연속 주조를 실시할 수 있다. 그리고, 주편의 연속 생산량 및 주조 속도를 제한하지 않고도, 몰드 플럭스의 성분 변화를 억제할 수 있어, 주편 생산량을 향상시킬 수 있다.
도 1은 주조 공정 중 몰드 플럭스가 유입되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2(a)는 표 1의 제 2 비교예에 따른 몰드 플럭스, 도 2(b)는 표 1의 제 1 실시예에 따른 몰드 플럭스를 이용하여 주조한 주편의 사진 및 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한유 요소를 지칭한다.
도 1은 주조 공정 중 몰드 플럭스가 유입되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 주조 공정은 턴디시(미도시) 내에 수강되어 있는 용강(M)이 침지 노즐(10)을 통하여 몰드(20)로 유입되면, 냉각되어 있는 몰드(20) 내에서 용강(M)의 응고가 시작되어 중간 제품인 반응고 상태의 주편이 얻어지는 공정이다.
이러한 주조 공정 시에 몰드(20) 내의 용강(M) 상에는 몰드 플럭스(F)가 투입되어 용융되며, 용융된 몰드 플럭스(F)는 몰드(20)와 응고 쉘(I) 간의 틈 사이로 유입된다. 몰드(20)와 응고 쉘(I) 간의 틈 사이로 유입된 몰드 플럭스(F)는 몰드(20)의 하측으로 인발되는 주편과 함께 따라 내려가면서 주편을 냉각시키기 위해 분사되는 냉각수에 의해 씻겨가면서 소모된다.
몰드(20)로 투입되는 몰드 플럭스(F)는 분말 또는 과립 상태의 고상으로서, 용강(M) 상부로 투입되면, 용강(M)의 열에 의해 용융된다. 그리고, 용융된 몰드 플럭스(F)는 몰드(20)와 응고 쉘(I) 간의 틈 사이로 유입되어 윤활 작용을 한다.
그리고, 몰드 플럭스(F)가 적절한 윤활능을 가질 때, 응고 쉘(I)이 터지거나 찢어져, 용강(M)이 새어나오는 브레이크 아웃(break out) 발생을 방지할 수 있다. 또한, 몰드 플럭스(F)가 적절한 윤활능을 가질 때, 몰드 플럭스가 응고 쉘 내측 즉, 용강으로 침투하여 주편의 결함을 발생시키는 문제를 방지할 수 있다.
몰드 플럭스(F)의 윤활능은 몰드 플럭스(F)의 융점, 용강으로 투입된 몰드 플럭스의 점도 및 액상 비율(또는 액상율)에 따라 결정된다. 여기서, 몰드 플럭스(F)의 액상 비율이란, 측정 면적 내에서 액상이 차지하는 면적을 비율로 나타낸 것일 수 있다.
본 발명에서는 브레이크 아웃(break out) 및 주편 결함 발생이 방지 또는 억제되도록 윤활능을 확보할 수 있는 몰드 플럭스를 제공한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 알루미늄(Al)이 0.7 중량% 이상, 보다 바람직하게는 1.0 중량% 이상인 고함량 알루미늄(Al) 함유 용강을 이용하여 주편을 주조하는데 있어서, 윤활능을 확보할 수 있는 몰드 플럭스를 제공한다.
한편, 몰드로 장입되는 용강 및 용강 탕면의 온도는 약 1300℃ 내지 1350℃이며, 냉각되고 있는 몰드 내벽과 인접한 부분에서의 용강 온도는 약 1000℃ 내외이다.
분말 또는 과립 상태의 몰드 플럭스는 용강 탕면으로 투입되어 용강의 열에 의해 용융된 후, 몰드와 응고 쉘 간의 틈 사이로 유입된다. 이때, 용강 탕면 상에서 용융된 몰드 플럭스의 점도가 확보되어야 몰드와 응고 쉘 사이의 틈으로 흐를 수 있고, 몰드와 응고 쉘 사이로 유입된 몰드 플럭스의 액상 비율이 확보되어야 몰드와 응고 쉘 간의 윤활능을 확보할 수 있다.
이에, 몰드 내 용강 탕면의 온도인 1300℃ 내지 1350℃에서의 몰드 플럭스의 점도, 몰드 내벽과 인접한 용강의 온도인 1000℃에서의 액상 비율이 확보된 몰드 플럭스를 마련할 필요가 있다.
본 발명의 실시예에서는 1300℃에서의 점도가 0.5 poise 내지 3 poise, 1000℃에서의 액상 비율이 70% 내지 85%인 몰드 플럭스를 제공한다. 또한, 몰드 플럭스의 점도 및 액상 비율은 그 융점에 따라 달라지므로, 본 발명의 실시예에서는 융점이 1000℃ 내지 1300℃인 몰드 플럭스를 제공한다.
여기서, '0.5 poise 내지 3 poise'의 의미는 '0.5 poise 이상, 3 poise 이하'라는 의미이다. 그리고, 이후 설명되는 몰드 플럭스의 점도, 몰드 플럭스의 성분 함량, 온도, 액상 비율 등을 설명하는데 있어서, '하한치 내지 상한치'의 형태로 설명되는데, 이들은 '하한치 이상, 상한치 이하'를 의미한다.
한편, 몰드 플럭스의 융점이 1000℃ 미만이거나, 점도가 0.5 poise 미만이거나, 액상 비율이 85%를 초과하는 경우, 몰드 플럭스의 윤활능이 너무 커, 몰드와 응고 쉘 사이의 틈으로 몰드 플럭스가 과도하게 유입될 수 있다. 이러한 경우, 몰드 플럭스가 응고 쉘 내측 즉, 용강으로 침투할 수 있고, 이에 따라 주편 결함이 발생될 수 있다.
그리고, 용강은 냉각되고 있는 몰드에 의해 응고되는데, 이때 몰드의 온도가 몰드 플럭스를 거쳐 응고 쉘 및 용강으로 전달된다. 그런데, 몰드 플럭스의 액상 비율이 85%를 초과하는 경우, 몰드 플럭스로부터 응고 쉘 또는 용강으로의 열전달이 너무 커, 몰드 내에서 응고 쉘의 두께가 과도하게 두꺼워질 수 있다. 이러한 경우, 반응고된 주편이 몰드 외부로 인발되어 벤딩(bending)될 때, 과도한 스트레스를 받아 품질이 저하될 수 있다.
또한, 몰드 플럭스의 융점이 1300℃를 초과하거나, 점도가 3 poise를 초과하거나, 액상 비율이 70% 미만인 경우, 몰드와 응고 쉘 사이의 틈으로 몰드 플럭스의 유입이 부족하거나, 유입된 몰드 플럭스의 윤활능이 부족할 수 있다. 이렇게 윤활능이 부족하게 되면, 응고 쉘이 터지거나, 찢어져 용강이 새어나오는 브레이크 아웃(break out)이 발생될 수 있고, 이에 따라 몰드 하측으로 용강이 쏟아지는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 융점이 1000℃ 내지 1300℃, 1300℃에서의 점도가 0.5 poise 내지 3 poise, 1000℃에서의 액상 비율이 70% 내지 85%인 몰드 플럭스를 마련한다. 보다 바람직하게는, 융점이 1100℃ 내지 1250℃, 1300℃에서의 점도가 0.7 poise 내지 1.5 poise, 1000℃에서의 액상 비율이 75 중량% 내지 80 중량%인 몰드 플럭스를 마련한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스의 성분과 관련하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스는 용강 내 알루미늄(Al)과의 반응 주체 물질인 산화규소(SiO2)를 포함하지 않고, 산화알루미늄(Al2O3), 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO), 산화칼륨(K2O), 불소(F), 산화보론(B2O3) 및 산화리튬(Li2O)을 포함하고, 이외 불가피한 불순물이 포함될 수 있다. 또한, 몰드 플럭스는 산화나트륨(Na2O) 및 산화마그네슘(MgO)를 포함할 수 있다. 여기서, 몰드 플럭스는 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 즉, 의도하지 않은 다양한 성분이 포함될 수 있다. 여기서, 미량의 산화규소(SiO2)가 포함된 상태를 배제하지 않는다.
보다 구체적으로, 실시예에 따른 몰드 플럭스는 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄(Al2O3)을 32 중량% 내지 38 중량%, 산화스트론튬(SrO)을 8 중량% 내지 12 중량%, 산화칼륨(K2O)을 8 중량% 내지 12 중량%를 포함한다. 또한, 몰드 플럭스는 전체 중량%에 대하여, 불소(F)를 8 중량% 내지 12 중량%, 산화보론(B2O3)을 5 중량% 내지 8 중량% 및 산화리튬(Li2O)을 3 중량% 내지 5 중량% 포함한다.
보다 바람직하게, 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼륨(K2O) 각각은 9 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
그리고, 산화칼슘(CaO)은 몰드 플럭스의 염기도(CaO/Al2O3)를 조절하는 역할을 하는데, 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6가 되도록 투입된다. 여기서, 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 32 중량% 내지 38 중량%이므로, 0.4 내지 0.6의 염기도(CaO/Al2O3)를 가지기 위하여, 산화칼슘(CaO)은 12.8 중량% 내지 22.8 중량%의 함량을 가지도록 마련될 수 있다. 보다 바람직하게는 염기도(CaO/Al2O3)가 0.45 내지 0.55가 되도록 산화칼슘(CaO)의 함량이 조절될 수 있다.
그리고, 몰드 플럭스는 5 중량% 이하의 산화나트륨(Na2O), 2 중량% 이하의 산화마그네슘(MgO)을 포함할 수 있다. 또한, 몰드 플럭스는 산화나트륨(Na2O) 및 산화마그네슘(MgO) 중 적어도 하나를 포함하지 않을 수 있다(0 중량%)
이러한 실시예에 따른 몰드 플럭스는 융점이 1000℃ 내지 1300℃ 이고, 1300℃에서의 점도가 0.5 poise 내지 3 poise 이며, 1000℃에서의 액상 비율이 70% 내지 85%가 된다.
산화알루미늄(Al2O3)은 중성 산화물로 전체적인 몰드 플럭스 조성에 따라 염기성 혹은 산성으로 작용할 수 있다. 해당 조성에서는 SiO2 성분이 없기 때문에 주로 산성 산화물로 작용하여 몰드 슬래그 내 유리질 구조의 주체가 되어 용강 상으로 투입된 몰드 플럭스가 비정질 또는 유리질 상태가 되도록 하는 역할을 한다.
이러한 산화알루미늄(Al2O3)은 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 32 중량% 이상, 38 중량% 이하로 포함될 수 있다.
여기서, 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 32 중량% 미만인 경우 용강으로 투입된 몰드 플럭스가 비정질화되지 않거나 부족하여 점도가 상승하며, 이에 요구되는 윤활능이 얻기 어려울 수 있다.
한편, 몰드 플럭스 내 산화알루미늄(Al2O3)은 상기 몰드 플럭스 내 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O) 중 적어도 하나와 반응하여 Ca-Al-O 계 및 Ca-Na-Al-O 계 중 적어도 하나의 고융점 결정상을 생성시키며, 이에 몰드 플럭스의 융점이 급격하게 상승한다. 그리고, 몰드 플럭스는 몰드 내 용강으로 투입되어 용융되는데, 몰드 플럭스 내 고융점 결정상의 함량이 많을수록 그 점도가 증가하는 문제가 있다.
따라서, 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 38 중량%를 초과하면, 몰드 플럭스 내 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O) 중 적어도 하나와 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응량이 많아, 다량의 고용점 결정상이 생성될 수 있다. 그리고 이로 인해, 몰드 플럭스의 융점이 증가하고, 점도가 증가되어, 윤활능이 저하될 수 있다.
산화칼슘(CaO)은 몰드 플럭스가 0.4 이상, 0.6 이하의 염기도(CaO/Al2O3)를 가지도록 그 함량이 제어될 수 있다. 몰드 플럭스의 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 미만이면, 몰드 플럭스의 점도가 증가하여 응고 쉘과 몰드 사이로 몰드 플럭스의 유입이 감소하게 되고, 이로 인해 구속성 브레이크 아웃(Break Out)과 같은 조업 사고가 발생될 수 있다. 또한, 몰드 플럭스의 염기도(CaO/Al2O3)가 0.6을 초과하면, 몰드 플럭스의 융점이 높아져, 윤활능이 저해된다.
불소(F)는 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 8 중량% 이상, 12 중량% 이하로 포함될 수 있다. 한편, 불소(F)의 함량이 8 중량% 미만일 경우, 몰드 플럭스의 점도가 증가하여 윤활능이 저하될 수 있다. 반대로, 불소(F)의 함량이 12 중량%를 초과하는 경우, 점도가 너무 낮아 윤활능을 확보할 수 없게 된다. 또한, 불소(F)가 12 중량%를 초과하는 경우 냉각 매체로 물을 사용하는 주조 조업 중 H2O와 반응하여 HF를 다량 생성할 수 있고, 이에 따라 연속 주조 설비의 부식을 야기시킬 수 있다.
산화보론(B2O3)은 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 5 중량% 이상, 8 중량% 이하로 포함될 수 있다. 산화보론(B2O3)은 고융점 결정상의 생성을 억제하는 효과가 있는 물질이다. 그런데, 산화보론(B2O3)이 5 중량% 미만인 경우 결정상 생성을 억제하는 효과가 미미하며, 이에 따라 몰드 플럭스의 융점이 상승하고, 액상 비율이 감소하여 충분한 윤활능 확보가 어렵다. 또한, 산화보론(B2O3)이 8 중량%를 초과하면, 액상 비율 및 윤활능이 과도하게 증가한다. 이에, 몰드와 응고 쉘 사이의 틈으로 몰드 플럭스가 과도하게 유입될 수 있고, 이러한 경우, 몰드 플럭스가 응고 쉘 내측 즉, 용강으로 침투할 수 있고, 이에 따라 주편 결함이 발생될 수 있다. 그리고, 산화보론(B2O3)이 8 중량%를 초과하는 경우, 몰드 내 상부 영역에서 몰드의 내벽과 인접한 부근에 몰드 플럭스가 응고되어 고착되는 슬래그 림이 형성될 수 있다. 그리고 이러한 슬래그 림에 의해, 몰드와 응고 쉘 사이로 몰드 플럭스가 유입되는 채널이 좁아지는 문제가 발생된다.
산화리튬(Li2O)은 충분한 액상 비율 확보를 위해 첨가되는 성분으로서, 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 3 중량% 이상, 5 중량% 이하로 포함될 수 있다. 산화리튬(Li2O)이 3 중량% 미만이면, 몰드 플럭스의 융점이 1500℃ 이상으로 높아 1300℃의 온도에서도 용융되지 않고, 이에 1000℃에서 액상이 없거나 액상 비율이 아주 낮아, 윤활능 확보가 불가능하다. 또한, 산화리튬(Li2O)이 5 중량%를 초과할 경우, 3 중량% 미만일 때에 비해 융점 및 점도가 감소하고, 액상 비율이 증가하나, 융점이 1300℃를 초과하고 점도가 3 poise 초과하여 윤활능의 확보가 어렵다.
산화마그네슘(MgO)은 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 2 중량% 이하로 포함될 수 있다. 바람직하게는 산화마그네슘(MgO)이 함유되지 않을 수 있다(0 중량%).한편, 산화마그네슘(MgO)은 산화알루미늄(Al2O3)과 반응하여 마그네슘(Mg)과 알루미늄(Al)을 포함하는 고융점의 스피넬(spinel) 상을 형성할 수 있다. 이에, 산화마그네슘(MgO)이 2 중량%를 초과하는 경우, 고융점의 스피넬(spinel) 상이 다량 생성되며, 이에 몰드 플럭스의 융점 및 점도가 상승하는 문제가 있다. 따라서, 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 산화마그네슘(MgO)이 2 중량% 이하로 포함되도록 한다.
한편, 고 함량의 Al이 함유된 용강을 이용하여 주편을 주조할 때, 종래의 몰드 플럭스를 사용하면, 몰드 플럭스 내 산화규소(SiO2)와 용강 중 알루미늄(Al)이 반응하여, 몰드 플럭스 내 산화규소(SiO2) 함량이 감소되고, 산화알루미늄(Al2O3) 함량이 증가하는 성분 변화가 일어난다(반응식 참조).
[반응식]
SiO2(몰드 플럭스) + Al(용강) → Si(용강) + Al2O3(몰드 플럭스)
반면, 실시예에 따른 몰드 플럭스는 용강 중 알루미늄(Al)과의 반응 주체인산화규소(SiO2)를 포함하지 않도록 마련된다. 이에, 몰드 플럭스의 성분 변화를 종래에 비해 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고, 종래의 몰드 플럭스는 산화칼슘(CaO)이 24 중량% 이상, 산화나트륨(Na2O)이 6 중량% 이상으로 함유되어 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 몰드 플럭스 내 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)은 산화알루미늄(Al2O3)과 반응하여, Ca-Al-O 및 Ca-Na-Al-O와 같은 고융점 결정상을 생성시킨다.
그런데, 몰드 플럭스 내 산화알루미늄(Al2O3)이 고함량으로 함유되면, 몰드 플럭스 내 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O) 중 적어도 하나와 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응으로 인한 고융점 결정상이 형성될 수 있다. 그리고 이로 인해 몰드 플럭스의 융점 및 점도가 상승하고, 액상 비율이 감소하여 윤활능이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 산화알루미늄(Al2O3)이 고함량으로 함유되는 몰드 플럭스를 제조하는데 있어서, 상기 산화알루미늄(Al2O3)과 반응하여 고융점 결정상을 생성시키는 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 함량을 제한할 필요가 있다.
여기서, 산화칼슘(CaO)은 몰드 플럭스의 염기도(CaO/Al2O3)를 0.4 이상, 0.6 이하로 조절하기 위해 몰드 플럭스 내에 포함되어야 한다. 그런데, 산화알루미늄(Al2O3)과의 반응을 통한 고융점 결정상의 생성을 억제 또는 감소시켜야 하기 때문에, 산화칼슘(CaO)의 함량을 종래에 비해 감소시킨다.
이때, 산화칼슘(CaO)의 함량은 몰드 플럭스의 염기도(CaO/Al2O3)를 0.4 이상, 0.6 이하가 되도록 조절되므로, 실시예에 따른 산화칼슘(CaO)의 함량은 12.8 중량% 내지 22.8 중량%일 수 있으며, 이는 종래에 비해 감소된 함량이다.
산화나트륨(Na2O)은 상술한 바와 같이, 산화알루미늄(Al2O3)과 반응하여 고융점 결정상을 생성시키는 성분으로, 실시예에서는 종래에 비해 그 함량을 줄여, 몰드 플럭스 전체 중량%에 대해 5 중량% 이하로 포함되거나, 포함되지 않도록 제조한다. 산화나트륨(Na2O)의 함량이 5 중량%를 초과하면, 산화알루미늄(Al2O3) 과의 반응을 통한 고융점 결정상이 다량 생성되어 융점 및 점도를 증가시키며, 이로 인해 윤활능을 확보할 수 없는 문제가 있다.
이렇게, 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 함량을 감소시키거나, 함유되지 않도록 몰드 플럭스를 마련함으로써, 몰드 플럭스 내 산화알루미늄(Al2O3)과의 반응이 억제 또는 감소될 수 있다. 따라서, 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 높아도, 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O) 중 적어도 하나와 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응을 통한 고융점 결정상의 생성을 억제할 수 있다.
이와 같이, 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 함량을 감소시키므로, 상기 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 대체 재료가 필요하다. 이때, 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)에 비해 산화알루미늄(Al2O3)과의 반응성이 작으면서, 융점 및 점도 감소 기능을 할 수 있는 대체 재료가 필요하다.
실시예에 따른 몰드 플럭스는 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼륨(K2O)을 포함하는데, 이들이 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)과 유사한 기능을 하는 대체 재료일 수 있다. 보다 구체적으로, 산화칼슘(CaO)의 대체 재료로 산화스트론튬(SrO)을 사용하고, 산화나트륨(Na2O)의 대체 재료로 산화칼륨(K2O)을 사용할 수 있다. 이를 통해, Ca-Al-O 및 Ca-Na-Al-O와 같은 고융점 결정상의 생성을 억제시킬 수 있다.
여기서, 산화스트론튬(SrO)은 상술한 바와 같이 산화칼슘(CaO)의 대체 재료로서 투입되는 성분으로, 산화칼슘(CaO)에 비해 몰드 플럭스 내 산화알루미늄(Al2O3)과의 반응성이 낮다. 예를 들어 몰드 플럭스 내 동일한 함량의 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼슘(CaO)이 함유되어 있을 때, 산화스트론튬(SrO)과 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응에 의한 고융점 결정상의 생성량이 산화칼슘(CaO)과 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응에 의한 고융점 결정상의 생성량에 비해 작다. 이에, 종래에 비해 산화칼슘(CaO)의 함량을 줄이고, 산화스트론튬(SrO)을 포함시킴으로써, 종래에 비해 고융점 결정상의 생성량을 줄일 수 있다.
또한, 산화칼륨(K2O)은 상술한 바와 같이 산화나트륨(Na2O)의 대체 재료로서 투입되는 성분으로, 산화나트륨(Na2O)에 비해 몰드 플럭스 내 산화알루미늄(Al2O3)과의 반응성이 낮다. 예를 들어 몰드 플럭스 내 동일한 함량의 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)가 있을 때, 산화칼륨(K2O)과 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응에 의한 고융점 결정상의 생성량이 산화나트륨(Na2O)과 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응에 의한 고융점 결정상의 생성량에 비해 작다. 이에, 종래에 비해 산화나트륨(Na2O)의 함량을 줄이고, 산화칼륨(K2O)을 포함시킴으로써, 종래에 비해 고융점 결정상의 생성량을 줄일 수 있다.
산화스트론튬(SrO)은 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 8 중량% 이상, 12 중량% 이하로 포함될 수 있다. 한편, 산화스트론튬(SrO)의 함량이 8 중량% 미만일 경우, 산화칼슘(CaO)의 대체 재료로서의 투입 효과가 미미하다. 즉, 산화스트론튬(SrO)은 산화칼슘(CaO)의 대체 재료로 투입되는 성분으로서, 융점 및 점도를 저하시키고, 액상 비율을 증가시킨다. 그런데, 종래에 비해 산화칼슘(CaO)의 함량을 줄인 상태에서, 산화스트론튬(SrO)의 함량이 8 중량% 미만으로 작은 경우, 몰드 플럭스의 융점 및 점도가 높아지는 문제가 있다. 그리고 이렇게 높은 융점 및 점도로 인해 몰드 플럭스의 액상 비율이 낮아지고, 이로 인해 적절한 윤활능이 확보되지 못할 수 있다. 또한, 산화스트론튬(SrO)의 함량이 12 중량%를 초과하는 경우, 몰드 플럭스의 융점이 1500℃ 이상으로 높아, 몰드 플럭스가 용강 상부로 투입되더라도 용융되지 않는 문제가 있다.
산화칼륨(K2O)은 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여 8 중량% 이상, 12 중량% 이하로 포함될 수 있다. 그런데, 산화칼륨(K2O)의 함량이 8 중량% 미만일 경우, 산화칼륨(K2O)의 투입 효과가 미미할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 산화칼륨(K2O)은 산화나트륨(Na2O)의 대체 재료로 투입되는 성분으로, 융점 및 점도를 저하시키는 기능을 가진다. 그런데, 종래에 비해 산화나트륨(Na2O)의 함량을 줄인 상태에서, 산화칼륨(K2O)의 함량이 8 중량% 미만으로 작은 경우, 몰드 플럭스의 융점 및 점도가 높아지는 문제가 있다. 그리고 이렇게 높은 융점 및 점도로 인해 몰드 플럭스의 액상 비율이 낮아, 윤활능이 저하되고, 이로 인해 적절한 윤활능이 확보되지 못할 수 있다.
반대로, 산화칼륨(K2O)의 함량이 12 중량%를 초과하는 경우, 융점이 1500℃ 이상으로 높아, 몰드 플럭스가 용강 상부로 투입되더라도 용융되지 않는 문제가 있다. 이는 칼륨(K) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 고융점 결정상이 다량 생성되기 때문인 것으로 파악된다.
이하에서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주조 방법을 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스와 관련하여 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 주조 방법은 전술한 몰드 플럭스를 마련하는 과정, 몰드(20)에 용강(M)을 주입하는 과정 및 상기 용강(M) 상부에 몰드 플럭스(F)를 투입하여 주편을 주조하는 과정을 포함한다.
먼저, 몰드 플럭스를 마련하는 과정은, 몰드 플럭스 전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄(Al2O3)을 32 중량% 내지 38 중량%, 산화스트론튬(SrO)을 8 중량% 내지 12 중량%, 산화칼륨(K2O)을 8 중량% 내지 12 중량%, 불소(F)를 8 중량% 내지 12 중량%, 산화보론(B2O3)을 5 중량% 내지 8 중량% 및 산화리튬(Li2O)을 3 중량% 내지 5 중량% 포함하도록 마련한다.
그리고, 몰드 플럭스는 그 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6이 되도록 산화칼슘(CaO)의 함량이 조절되고, 0 중량% 이상, 5 중량% 이하의 산화나트륨(Na2O), 0 중량% 이상, 2 중량% 이하의 산화마그네슘(MgO)을 포함할 수 있으며, 이외 불가피한 불순물이 포함될 수 있다.
용강을 마련하는 과정은 정로 정련 등의 정련 과정을 통해 용강 전체 중량%에 대하여 알루미늄(Al)이 0.7 중량% 이상, 보다 바람직하게는 1.0 중량% 이상으로 다량 함유된 용강을 마련할 수 있다. 그리고, 용강은 전기 강판 제조를 위한 용강일 수 있다.
몰드 플럭스를 마련하는 과정과 용강을 마련하는 과정은 시계열적인 관계가 아니며, 몰드 플럭스와 용강 중 어느 하나를 먼저 마련하거나 몰드 플럭스와 용강을 동시에 마련할 수도 있음은 물론이다.
몰드 플럭스와 용강이 마련되면, 래들과 턴디쉬를 거쳐 침지 노즐(10)을 이용하여 몰드(20)에 용강(M)을 주입한다. 그리고, 몰드(20)에 용강(M)이 주입되면, 용강(M)의 상부에 몰드 플럭스(F)를 공급하여 주편을 주조한다.
용강(M) 상부에 공급된 몰드 플럭스(F)는 적어도 일부가 용융되며, 이는 몰드(20)와 응고 쉘(I) 간의 틈 사이로 유입되어, 표면만이 응고(응고 쉘)된 주편과 몰드(20) 사이에서 윤활 작용을 수행하며 주편이 주조된다.
이때, 본 발명이 실시예에 따른 주조 방법에서는 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 함량을 종래에 비해 줄이고, 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼륨(K2O)을 함유하는 몰드 플럭스를 사용한다. 이에, 몰드 플럭스 내 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O) 중 적어도 하나와 산화알루미늄(Al2O3) 간의 반응을 통한 몰드 플럭스의 성분 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, Ca-Al-O 계 및 Ca-Na-Al-O 계와 같은 고융점 결정상의 생성을 억제 또는 줄일 수 있다. 이에 따라 몰드 플럭스의 융점 및 점도 상승, 액상 비율 저하를 억제하여 윤활능을 확보할 수 있다.
이하에서는, 비교예들 및 본 발명의 실시예에 따른 주조 방법으로 주편을 주조하는 실험 예에 대하여 설명하기로 한다.
표 1 내지 표 4는 비교예들 및 실시예들에 따른 몰드 플럭스에 있어서, 점도, 융점(℃) 및 액상 비율(%)을 나타낸 표이다. 여기서, 비교예들 및 실시예들에 따른 몰드 플럭스는 모두 산화알루미늄(Al2O3)이 30중량% 이상으로 고농도로 함유되어 있다.
실험을 위하여, 비교예들 및 실시예들에 따른 몰드 플럭스를 마련하고, 이들의 융점, 점도 및 액상 비율을 측정하였다.
여기서, 융점은 비교예들 및 실시예들에 따른 몰드 플럭스 각각에 대해 가열 현미경(heating microscope)을 이용하여 측정하였다.
그리고, 점도는 비교예들 및 실시예들에 따른 몰드 플럭스 각각을 1300℃의 온도로 가열하고, 1300℃의 온도에서 일반적인 점도 측정기로 측정한 것이다.
또한, 비교예들 및 실시예들에 따른 몰드 플럭스의 액상 비율은, 고온 공초점 현미경(Confocal laser scanning microscope)로 측정하였다. 보다 구체적으로 설명하면 도가니에 몰드 플럭스를 장입하고, 1500℃로 가열 후 100℃/min의 속도로 냉각시키는 조건에서, 실시간으로 몰드 플럭스의 용융 및 응고 과정을 녹화하였다. 그리고 1000℃에 도달하였을 때, 녹화된 영상 내에서 액상이 차지하는 면적 비율을 계산하여 도출하였다.
기타 성분의 함량(중량%)은 산화마그네슘(MgO), 산화철(F2O3), 산화망간(MnO), 산화인(P2O5), 산화티타늄(TiO2)들 함량을 합한 값이다.
표 1은 제 1 실시예 및 제 1 내지 제 7 비교예들에 따른 몰드 플럭스에 있어서, 점도, 융점 및 액상 비율을 나타낸 표이다. 여기서 표 1은 산화스트론튬(SrO) 함유 여부에 따른 몰드 플럭스의 특성을 비교하기 위한 표이다.
구분 CaO/Al2O3 SiO2(중량%) CaO(중량%) Al2O3(중량%) Na2O(중량%) F(중량%) Li2O(중량%) B2O3(중량%) K2O(중량%) SrO(중량%) 기타성분(중량%) 점도(poise) 융점(℃) 액상 비율(%)
제1비교예 0.6 14.7 24.8 38.4 7 7.8 7.2 0 0 0 0.1 4.63 1334 50
제2비교예 0.9 16 26 30.3 10.7 11 1 2 0 0 3 1.98 1425 0
제3비교예 0.9 17.3 28 31.2 3.5 11 5 2 0 0 2 1.82 1383 58
제4비교예 0.5 10.8 17.3 34 4.6 11 4.7 7.7 0 7.7 2.2 3.71 1222 70
제5비교예 0.7 7.6 23.2 34 0 11 4.7 7.7 4.6 4.8 2.4 1.8 1124 89
제6비교예 0.5 10.8 17.3 34 0 11 4.7 7.7 4.6 7.7 2.2 4.49 956 87
제7비교예 0.6 2.8 20 34 0 9.9 4.4 7.7 9.6 9.6 2 1.56 1147 87
제1실시예 0.5 0 18.4 34 4.4 9.9 4.4 7.7 9.6 9.6 2 0.74 1237 79
표 1을 참조하면, 산화스트론튬(SrO)을 포함하는 제 1 실시예, 제 4 내지 제 7 비교예의 경우, 융점이 1300℃ 이하, 액상 비율이 70% 이상이다. 그러나, 산화스트론튬(SrO)을 포함하지 않는 제 1 내지 제 3 비교예의 경우 융점이 1300℃를 초과하도록 높고, 액상 비율이 60 중량% 이하로 낮다. 이는, 제 1 내지 제 3 비교예의 경우 산화스트론튬(SrO)을 포함하지 않고, 산화칼슘(CaO)의 함량이 24 중량% 이상으로 높아, 몰드 플럭스 내에서 산화알루미늄(Al2O3) 과의 반응에 의한 고융점 결정상이 대량 생성되기 때문이다. 반면, 제 1 실시예, 제 4 내지 제 7 비교예의 경우, 산화스트론튬(SrO)을 포함하도록 제조되며, 산화칼슘(CaO)이 23.2 중량% 이하로서, 제 1 내지 제 3 비교예에 비해 상대적으로 낮다. 이에, 제 1 실시예, 제 4 내지 제 7 비교예는 제 1 내지 제 3 비교예에 비해, 몰드 플럭스 내에서 산화알루미늄(Al2O3) 과의 반응에 의한 고융점 결정상의 생성량이 상대적으로 적어, 융점이 낮고, 액상 비율이 높다.
산화스트론튬(SrO)을 포함하는 제 1 실시예, 제 4 내지 제 7 비교예들을 비교하면, 산화스트론튬(SrO)을 포함하더라도, 염기도(CaO/Al2O3), 각 성분의 함량에 따라 점도, 융점 및 액상 비율 각각이 목표 점도(0.5 poise 내지 3 poise), 융점(1000℃ 내지 1300℃) 및 액상 비율(70% 내지 85%)을 만족하거나 만족하지 않을 수 있다.
제 1 실시예에 따른 몰드 플럭스의 조성을 보면, 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6, 산화알루미늄(Al2O3)이 32 중량% 내지 38 중량%, 산화나트륨(Na2O)이 5 중량% 이하, 불소(F)가 8 중량% 내지 12 중량% 이하, 산화리튬(Li2O)이 3 중량% 내지 5 중량%, 산화보론(B2O3)이 5 중량% 내지 8 중량%, 산화칼륨(K2O)이 8 중량% 내지 12 중량%, 산화스트론튬(SrO)이 8 중량% 내지 12 중량%를 만족하고, SiO2를 포함하지 않는다(0 중량%). 이에, 제 1 실시예의 경우 점도가 0.74 poise로, 0.5 poise 내지 3 poise 이하의 범위를 만족하고, 융점이 1237℃로, 1000℃ 내지 1300℃의 범위를 만족하며, 액상 비율이 79 중량%로, 70% 내지 85%의 범위를 만족한다.
따라서, 제 1 실시예에 따른 몰드 플럭스를 몰드 내 용강 상으로 투입시켜 주편을 주조하는 경우, 몰드 플럭스의 적절한 윤활능을 확보할 수 있다. 이에, 몰드 플럭스의 윤활능 부족으로 인한 브레이크 아웃과 같은 조업 사고, 윤활능 과다로 인한 주편 결함 발생을 방지할 수 있다.
한편, 제 5 비교예의 경우 염기도(CaO/Al2O3)가 0.6을 초과하고, 산화규소(SiO2)를 포함하며, 산화칼륨(K2O) 및 산화스트론튬(SrO) 각각의 함량이 8 중량% 미만으로 낮다. 이에, 제 5 비교예에 따른 몰드 플럭스는 액상 비율이 85%를 초과하여 높다.
또한, 제 4 및 제 6 비교예의 경우 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6을 만족하나, 산화규소(SiO2)를 포함하고, 산화칼륨(K2O) 및 산화스트론튬(SrO) 각각의 함량이 8 중량% 미만으로 낮다. 이에, 제 4 및 제 6 비교예는 모두 점도가 3 poise를 초과하며, 또한, 제 6 비교예는 액상 비율이 85%를 초과한다.
그리고, 제 7 비교예는 제 1 실시예와 같이 염기도(CaO/Al2O3), 산화알루미늄(Al2O3), 산화나트륨(Na2O), 불소(F), 산화리튬(Li2O), 산화보론(B2O3), 산화칼륨(K2O), 산화스트론튬(SrO) 각각이 목표 범위를 만족하나, 산화규소(SiO2)를 포함하고 있다. 이에, 제 7 비교예의 액상 비율이 87 중량%로, 85%를 초과한다. 그리고, 제 7 비교예는 2.8 중량%의 산화규소(SiO2)를 포함하는데, 이는 몰드 플럭스 제조시에 의도적으로 추가한 것이다.
상술한 제 4 내지 제 7 비교예에 따른 몰드 플럭스를 몰드 내 용강 상으로 투입시켜 주편을 주조하는 경우, 몰드 플럭스에 의한 적절한 윤활능을 확보할 수 없다. 즉, 몰드와 응고 쉘 사이로 몰드 플럭스의 유입이 적거나, 유입된 몰드 플럭스의 액상 비율이 작아 윤활능이 부족할 수 있다. 이러한 경우 응고 쉘이 터지거나 찢어지는 브레이크 아웃(break out) 등의 조업 사고가 발생될 수 있다. 또한, 몰드와 응고 쉘 사이로 과도한 량의 몰드 플럭스가 유입되거나, 유입된 몰드 플럭스의 액상 비율이 과도하게 커, 몰드 플럭스가 응고 쉘 내측의 용강으로 투입되어 주편의 결함을 발생시킬 수 있다.
도 2(a)는 표 1의 제 2 비교예에 따른 몰드 플럭스, 도 2(b)는 표 1의 제 1 실시예에 따른 몰드 플럭스를 이용하여 주조한 주편의 사진 및 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
몰드로 용강을 공급하여 주편을 주조할 때, 몰드를 진동시키며, 이에 따라 주편 표면에 오실레이션 마크(OSM; Oscillation Mark)가 형성된다.
그런데, 제 2 비교예에 따른 몰드 플럭스를 이용하여 제조된 주편(도 2의 (a))의 경우 그 간격 또는 그 높이가 불균일한 오실레이션 마크(OSM; Oscillation Mark)가 형성 되었다. 또한, 오실레이션 마크가 연속으로 형성되지 않은 면적이 크다. 이는 제 2 비교예에 따른 몰드 플럭스의 경우 몰드와 응고 쉘 간 사이로 유입된 몰드 플럭스의 윤활능이 좋지 않기 때문이다. 반면, 제 1 실시예에 따른 몰드 플럭스를 이용하여 제조된 주편(도 2의 (b))의 경우, 그 간격 또는 그 높이가 균일한 오실레이션 마크(OSM; Oscillation Mark)가 형성 되었다. 그리고, 오실레이션 마크가 연속으로 형성되지 않은 면적이 도 2의 (a)에 비해 작다. 이는 제 1 실시예에 따른 몰드 플럭스의 경우 몰드와 응고 쉘 간 사이로 유입된 몰드 플럭스의 윤활능이 우수하기 때문이다.
표 2는 제 2 실시예 및 제 8 내지 제 11 비교예들에 따른 몰드 플럭스의 점도, 융점 및 액상 비율을 나타낸 표이다. 여기서 표 2는 산화칼륨(K2O) 및 불소(F)의 함량에 따른 몰드 플럭스의 특성을 비교하기 위한 표이다.
구분 CaO/Al2O3 SiO2(중량%) CaO(중량%) Al2O3(중량%) Na2O(중량%) F(중량%) Li2O(중량%) B2O3(중량%) K2O(중량%) SrO(중량%) 기타성분(중량%) 점도(poise) 융점(℃) 액상 비율(%)
제8비교예 0.4 0 18 43.3 5.5 6 5.6 9.6 0 9.3 2.6 5.39 1343 59
제9비교예 0.4 0 17.1 38.8 0 5.7 5 9.1 11 11 2.3 3.85 1287 71
제10비교예 0.5 0 20.1 37.9 0 7.4 4.1 5.7 11.9 9.9 3 3.2 1489 73
제11비교예 0.6 0 21.1 35.8 0 14.3 4 5.4 10.5 0.9 3 0.47 1163 89
제2실시예 0.5 0 17.9 36.6 0 11.7 4.2 6.4 10.8 9.2 3 0.84 1216 85
표 2를 보면, 제 8 및 제 9 비교예의 점도는 모두 3 poise를 초과하나, 이들을 비교하여 K2O에 따른 점도 하락 효과를 알 수 있다. 즉, 산화나트륨(Na2O)를 포함하고, 산화칼륨(K2O)를 포함하지 않는 제 8 비교예에 비해, 산화나트륨(Na2O)를 포함하지 않고, 산화칼륨(K2O)을 포함하는 제 9 비교예의 융점 및 점도가 더 낮고, 액상 비율이 높음을 알 수 있다. 다른 말로 하면, 산화나트륨(Na2O)을 포함시키지 않고, 이를 산화칼륨(K2O)으로 대체한 제 9 비교예가 그렇지 않은 제 8 비교예에 비해 융점 및 점도가 감소하고, 액상 비율이 증가함을 확인할 수 있다. 이를 통해, 산화칼륨(K2O)이 융점 및 점도의 하락, 액상 비율의 증가 효과가 있음을 알 수 있다.
그리고, 제 2 실시예는 점도(0.84 poise)가 0.5 poise 내지 3 poise 범위, 융점(1216℃)이 1000℃ 내지 1300℃ 범위, 액상 비율이 70% 내지 85%를 만족한다. 제 2 실시예에 따른 몰드 플럭스의 성분 조성을 보면, 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6 범위를 만족하고, 산화규소(SiO2)를 포함하지 않으며, 산화알루미늄(Al2O3), 산화나트륨(Na2O), 불소(F), 산화리튬(Li2O), 산화보론(B2O3), 산화칼륨(K2O), 산화스트론튬(SrO)이 각각의 범위를 만족한다.
그러나, 제 10 비교예는 점도가 3 poise를 초과하고, 융점은 1300℃를 초과한다. 그리고, 제 11 비교예는 점도가 0.5 poise 미만이며, 액상 비율이 85%를 초과한다. 이러한 제 10 및 제 11 비교예에 따른 몰드 플럭스의 성분 조성을 보면, 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6 범위를 만족하고, 산화규소(SiO2)를 포함하지 않으며, 산화알루미늄(Al2O3), 산화나트륨(Na2O), 산화리튬(Li2O), 산화보론(B2O3), 산화칼륨(K2O)이 각각의 범위를 만족한다. 그러나, 제 10 비교예는 불소(F)가 8 중량% 미만이고, 제 11 비교예는 불소가 12 중량%를 초과한다. 따라서, 제 10 및 제 11 비교예는 그 점도가 0.5 poise 미만으로 낮거나, 3 poise를 초과하도록 높다.
표 3은 제 3 실시예, 제 12 및 제 13 비교예에 따른 몰드 플럭스의 점도, 융점 및 액상 비율을 나타낸 표이다. 여기서, 표 3은 산화보론(B2O3)의 함량에 따른 몰드 플럭스의 특성을 비교하기 위한 표이다.
구분 CaO/Al2O3 SiO2(중량%) CaO(중량%) Al2O3(중량%) Na2O(중량%) F(중량%) Li2O(중량%) B2O3(중량%) K2O(중량%) SrO(중량%) 기타성분(중량%) 점도(poise) 융점(℃) 액상 비율(%)
제12비교예 0.6 0 23 37.1 0 9.6 4.8 3.8 7.6 11.1 3 2.7 1337 67
제13비교예 0.6 0 20.6 34 0 10.1 4.7 9.1 8.5 10.8 2.2 1.65 1134 90
제3실시예 0.6 0 22 34 0 10.2 4.7 7.5 8.2 11.2 2.2 2 1234 83
제 3 실시예는 점도(2 poise)가 0.5 poise 내지 3 poise 범위, 융점(1234℃)이 1000℃ 내지 1300℃ 범위, 액상 비율(83%)이 70% 내지 85% 범위를 만족한다. 그리고, 제 3 실시예에 따른 몰드 플럭스는 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6 범위를 만족하고, 산화규소(SiO2)를 포함하지 않으며, 산화알루미늄(Al2O3), 산화나트륨(Na2O), 불소(F), 산화리튬(Li2O), 산화보론(B2O3), 산화칼륨(K2O), 산화스트론튬(SrO)이 각각의 범위를 만족한다.
그러나, 제 12 비교예는 융점이 1300℃를 초과하고, 액상 비율이 70% 미만이다. 또한, 제 13 비교예는 액상 비율이 85%를 초과한다. 이러한 제 12 및 제 13 비교예에 따른 몰드 플럭스의 성분 조성을 보면, 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6 범위를 만족하고, 산화규소(SiO2)를 포함하지 않으며, 산화알루미늄(Al2O3), 산화나트륨(Na2O), 불소(F), 산화리튬(Li2O), 산화스트론튬(SrO)이 각각의 범위를 만족한다. 그러나, 제 12 비교예는 산화보론(B2O3)이 5 중량% 미만이고, 제 13 비교예는 산화보론(B2O3)이 8 중량%를 초과한다. 따라서, 제 12 비교예는 액상 비율이 70% 미만인 67%로 낮으며, 이에 윤활능이 부족하다. 또한, 제 13 비교예는 액상 비율이 85%를 초과하는 90%로서, 윤활능이 너무 높은 문제가 있다.
표 4는 제 4 실시예, 제 14 및 제 15 비교예에 따른 몰드 플럭스의 점도, 융점 및 액상 비율을 나타낸 표이다. 여기서, 표 4는 산화리튬(Li2O) 함량에 따른 몰드 플럭스의 특성을 비교하기 위한 표이다.
구분 CaO/Al2O3 SiO2(중량%) CaO(중량%) Al2O3(중량%) Na2O(중량%) F(중량%) Li2O(중량%) B2O3(중량%) K2O(중량%) SrO(중량%) 기타성분(중량%) 점도(poise) 융점(℃) 액상 비율(%)
제14비교예 0.6 0 24.8 38.2 4.6 11.7 2.3 5.7 0 9.3 3 - 1500 이상 0
제15비교예 0.4 0 14.8 33.8 5 11.3 9.1 5.3 10.1 8.2 2 3.17 1392 71
제4실시예 0.6 0 21.1 32.5 4.4 10.4 4.7 6.3 9.9 8.5 2 2.75 1283 70
표 4를 참조하면, 제 4 실시예는 점도(2.75 poise)가 0.5 poise 내지 3 poise 범위, 융점(1283℃)이 1000℃ 내지 1300℃ 범위, 액상 비율(70%)이 70% 내지 85% 범위를 만족한다. 그리고, 제 4 실시예에 따른 몰드 플럭스는 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6 범위를 만족하고, 산화규소(SiO2)를 포함하지 않으며, 산화알루미늄(Al2O3), 산화나트륨(Na2O), 불소(F), 산화리튬(Li2O), 산화보론(B2O3), 산화칼륨(K2O), 산화스트론튬(SrO)이 각각의 범위를 만족한다.
한편, 제 14 비교예는 융점이 1500℃ 이상이고, 이에 1300℃에서 점도의 측정이 불가하고, 1000℃ 에서의 액상 비율이 0%이다. 그리고, 제 15 비교예는 액상 비율은 70% 내지 85% 범위를 만족하나, 융점이 1300℃를 초과하고, 점도가 3 poise를 초과한다. 이는, 제 14 비교예의 경우 산화리튬(Li2O)이 3 중량% 미만이고, 제 15 비교예의 경우 산화리튬(Li2O)이 5 중량%를 초과하기 때문인 것으로 파악된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스에 의하면, 산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO)에 의한 성분 변화를 종래에 비해 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 몰드 플럭스는 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 함량을 종래에 비해 줄이고, 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼륨(K2O)를 포함하도록 몰드 플럭스를 마련한다.
따라서, 윤활능을 저해시키는 고융점 결정상의 생성을 억제 또는 방지할 수 있고, 몰드 플럭스에 의한 결함 발생을 방지할 수 있으며, 브레이크 아웃(break out) 등과 같은 조업 사고를 방지하여 안정적인 조업을 할 수 있다.
또한, 성분 변화 및 고융점 결정상 생성이 억제되기 때문에, 장시간 사용하더라도 그 윤활능을 유지할 수 있다. 이에, 실시예에 따른 몰드 플럭스를 이용하면 장시간 동안 안정적으로 연속 주조를 실시할 수 있다. 그리고, 주조 속도 및 주편이 연속 생산량을 제안하지 않고도, 몰드 플럭스의 성분 변화를 억제할 수 있어, 주편 생산량을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 몰드 플럭스에 의하면, 산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO)에 의한 성분 변화를 종래에 비해 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 몰드 플럭스는 산화칼슘(CaO) 및 산화나트륨(Na2O)의 함량을 종래에 비해 줄이고, 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼륨(K2O)를 포함하도록 몰드 플럭스를 마련한다. 따라서, 윤활능을 저해시키는 고융점 결정상의 생성을 억제 또는 방지할 수 있고, 몰드 플럭스에 의한 결함 발생을 방지할 수 있으며, 브레이크 아웃(break out) 등과 같은 조업 사고를 방지하여 안정적인 조업을 할 수 있다.

Claims (12)

  1. 주편 주조에 사용되는 몰드 플럭스로서,
    전체 중량%에 대하여, 산화알루미늄(Al2O3)을 32 중량% 내지 38 중량%, 산화스트론튬(SrO)을 8 중량% 내지 12 중량%, 산화칼륨(K2O)을 8 중량% 내지 12 중량%, 불소(F)를 8 중량% 내지 12 중량%, 산화보론(B2O3)을 5 중량% 내지 8 중량%, 산화리튬(Li2O)을 3 중량% 내지 5 중량% 및 불가피한 불순물을 포함하는 몰드 플럭스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰드 플럭스는 산화규소(SiO2)를 포함하지 않는 몰드 플럭스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 몰드 플럭스의 융점은 1000℃ 내지 1300℃인 몰드 플럭스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    전체 중량%에 대하여, 상기 산화스트론튬(SrO)이 9 중량% 내지 10 중량% 포함된 몰드 플럭스.
  5. 청구항 1에 있어서,
    전체 중량%에 대하여, 상기 산화칼륨(K2O)이 9 중량% 내지 10 중량% 포함된 몰드 플럭스.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰드 플럭스는 산화칼슘(CaO)를 포함하고,
    상기 산화칼슘(CaO)은 염기도(CaO/Al2O3)가 0.4 내지 0.6가 되도록 함량이 조절된 몰드 플럭스.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 산화칼슘(CaO)은 염기도(CaO/Al2O3)가 0.45 내지 0.55가 되도록 함량이 조절된 몰드 플럭스.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰드 플럭스는 5 중량% 이하의 산화나트륨(Na2O)을 포함하는 몰드 플럭스.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 몰드 플럭스를 마련하는 과정;
    몰드에 용강을 공급하는 과정; 및
    상기 용강 상부에 상기 몰드 플럭스를 투입하여 주편을 주조하는 과정;을 포함하는 주조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 용강은, 용강 전체 중량%에 대하여 0.7 중량% 이상의 알루미늄(Al)을 포함하는 주조 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 용강 상부로 투입된 몰드 플럭스는 상기 용강의 열에 의해 용융되고, 용융된 몰드 플럭스는 0.5 poise 내지 3 poise의 점도를 가지는 주조 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 주편을 주조하는 과정에서,
    상기 몰드 플럭스는 상기 용강으로부터 형성되는 응고 쉘과 상기 몰드 사이로 유입되고,
    상기 응고 쉘과 몰드 사이로 유입된 몰드 플럭스는 측정 면적 내에서 액상이 차지하는 면적의 비율이 70% 내지 85%인 주조 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020044233A (ko) 2000-12-05 2002-06-15 이구택 전기강판 제조용 몰드 플럭스 및 그 제조방법
JP3772111B2 (ja) * 2001-12-12 2006-05-10 日鐵建材工業株式会社 高Ａｌ・Ｙ・ＲＥＭ含有鋼連続鋳造用モールドフラックス
JP4014001B2 (ja) * 2001-12-12 2007-11-28 日鐵住金建材株式会社 高Ａｌ含有鋼連続鋳造用モールドフラックス
JP4389057B2 (ja) * 2004-08-03 2009-12-24 新日本製鐵株式会社 鋼の連続鋳造用のモールドフラックス
JP4446359B2 (ja) * 1998-06-17 2010-04-07 日鐵住金建材株式会社 連続鋳造用モールドフラックス
CN101954464A (zh) * 2010-10-19 2011-01-26 武汉钢铁(集团)公司 低氧化性连铸保护渣

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3899324A (en) * 1973-03-16 1975-08-12 Scm Corp Flux for continuous casting of steel
JPS6149001A (ja) 1984-08-13 1986-03-10 鹿島建設株式会社 傾斜面舗装装置
JP5168104B2 (ja) 2008-11-25 2013-03-21 新日鐵住金株式会社 連続鋳造用モールドフラックス
CN102407306A (zh) 2010-09-26 2012-04-11 宝山钢铁股份有限公司 一种无硅玻璃态保护渣
CN103128243B (zh) 2013-03-12 2015-06-10 西峡龙成冶金材料有限公司 一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4446359B2 (ja) * 1998-06-17 2010-04-07 日鐵住金建材株式会社 連続鋳造用モールドフラックス
KR20020044233A (ko) 2000-12-05 2002-06-15 이구택 전기강판 제조용 몰드 플럭스 및 그 제조방법
JP3772111B2 (ja) * 2001-12-12 2006-05-10 日鐵建材工業株式会社 高Ａｌ・Ｙ・ＲＥＭ含有鋼連続鋳造用モールドフラックス
JP4014001B2 (ja) * 2001-12-12 2007-11-28 日鐵住金建材株式会社 高Ａｌ含有鋼連続鋳造用モールドフラックス
JP4389057B2 (ja) * 2004-08-03 2009-12-24 新日本製鐵株式会社 鋼の連続鋳造用のモールドフラックス
CN101954464A (zh) * 2010-10-19 2011-01-26 武汉钢铁(集团)公司 低氧化性连铸保护渣

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