KR101085349B1 - Continuous casting method of steel - Google Patents

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    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
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Abstract

턴디쉬의 상측 노즐로부터 슬라이딩 게이트를 거쳐 침지 노즐에 이르는 용강 경로를 가지고, 그 전체 또는 일부가 한쪽의 전극을 구성하여, 용강 경로의 내면과 용강 경로의 내부를 통과하는 용강 사이에 전위차를 부여해 통전하는 강의 연속 주조 방법에서, 상기 한쪽의 전극을 구성하는 내화물을 제외한 다른 부위에 대극을 설치하고, 용강 경로와의 사이에 통전 회로를 구성해, 용강 경로의 극성과 대극의 극성이 1~100ms의 주기로 전환되고, 또한, 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 정의되는 용강 경로의 극성이 음극이 되도록 전류 또는 전압을 제어하여 통전하는 강의 연속 주조 방법이다. 이에 의해, 턴디쉬로부터 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 폐색을 방지하여, 안정된 연속 주조를 실시할 수 있다. 상기의 연속 주조 방법에서는, 평균 전류 밀도가 3~200A/m2이고, 극성이 펄스 형상의 파형으로 변화하여 전환되는 것이 바람직하다.It has a molten steel path from the upper nozzle of the tundish to the immersion nozzle through the sliding gate, and all or part of it forms one electrode, and applies a potential difference between the inner surface of the molten steel path and the molten steel passing through the interior of the molten steel path. In the continuous casting method of steel, a counter electrode is provided at another portion except for the refractory constituting the one electrode, and an energization circuit is formed between the molten steel path, so that the polarity of the molten steel path and the counter electrode have a polarity of 1 to 100 ms. It is a continuous casting method of steel which is switched to a cycle and controls and supplies current or voltage so that the polarity of the molten steel path defined by the average current or the average voltage becomes the cathode. Thereby, the blockage of the molten steel path | route from a tundish to an immersion nozzle can be prevented, and stable continuous casting can be performed. In the continuous casting method described above, it is preferable that the average current density is 3 to 200 A / m 2 , and the polarity is changed to a pulse waveform to be switched.

Description

강의 연속 주조 방법{CONTINUOUS CASTING METHOD OF STEEL}Continuous casting method of steel {CONTINUOUS CASTING METHOD OF STEEL}

본 발명은, 침지 노즐 등의 용강 경로의 폐색을 방지하는 연속 주조 방법에 관한 것이다. 더 자세하게는, 용강 경로의 내면과 경로 내부를 통과하는 용강 사이에 통전함으로써, 용강 경로의 내면으로의 비금속 개재물의 부착량을 저감하여, 용강 경로의 폐색을 방지하는 강의 연속 주조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous casting method for preventing the blockage of molten steel paths such as immersion nozzles. More specifically, the present invention relates to a continuous casting method for steel that reduces the amount of adhesion of nonmetallic inclusions to the inner surface of the molten steel path by applying electricity between the inner surface of the molten steel path and the molten steel passing through the path.

강의 연속 주조에서는, 턴디쉬(tundish)로부터 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 내면으로의, 알루미나(Al2O3) 등에 대표되는 비금속 개재물의 부착에 의한 용강 경로의 폐색 방지는 중요한 과제이다. 종래, 용강 경로의 폐색 방지를 목적으로 많은 대책이 검토되고 왔다. 종래의 용강 경로의 폐색 방지 대책에는, 예를 들면, 용강 경로를 구성하는 재료의 재질 및 그들의 형상의 개선, 부착물의 가스 취입(gas injection)에 의한 부착 방지, 및 전기 화학적 수단의 적용 등에 의한 폐색 방지에 대한 접근이 있다.In continuous casting of steel, prevention of blockage of the molten steel path by adhesion of nonmetallic inclusions such as alumina (Al 2 O 3 ) to the inner surface of the molten steel path from the tundish to the immersion nozzle is an important problem. Conventionally, many measures have been examined for the purpose of preventing the blockage of the molten steel path. Conventional measures for preventing the blockage of the molten steel path include, for example, improvement of materials and shapes of materials constituting the molten steel path, prevention of adhesion by gas injection of deposits, application of electrochemical means, and the like. There is an approach to prevention.

용강 경로 구성 재료면으로부터의 접근으로서는, 저급 산화물인 SiO2나, CO가스원이 되는 카본을 함유하지 않는 내화물을 경로의 내면에 배치해, 내화물과 용강의 반응을 억제함으로써 반응 생성물인 Al2O3의 생성 및 그 부착을 억제하는 기술 이 알려져 있다. 또, Al2O3과 반응해 융점을 강하시키는 CaO 함유 내화물을 용강 경로의 내면에 배치해, Al2O3을 씻어 흐르는 방법이 알려져 있다.As the access from the side of the molten steel path constituting material, a lower oxide of SiO 2 or, CO gas by placing a refractory material containing no carbon which is a circle the inner surface of the path, the reaction product by suppressing the reaction between the refractory and the molten steel Al 2 O Techniques for inhibiting the formation and attachment of 3 are known. In addition, the method flows to place a CaO containing refractory that reacts with Al 2 O 3 lowers the melting point of the inner surface of the molten steel path to wash the Al 2 O 3 is known.

이러한 재질면에서의 개선은, 그 효과가 한정적이거나 혹은, 씻어 흐르게 된 조대한 개재물이 용강 중에 말리고 주편(鑄片)에 들어가는 문제를 가지고 있었다.The improvement in such a material had the problem that the effect was limited or the coarse interference | inclusion which washed out dries in molten steel and enters a slab.

또, 형상 개선의 면으로부터의 접근으로서는, 일본국 특허 공개 평05-318057호 공보, 일본국 특허 공개 평11-123509호 공보 또는 일본국 특허 공개 2001-129645호 공보에 개시되어 있듯이, 노즐 내에서의 용강 유동의 웅덩이를 방지함으로써 비금속 개재물의 부착을 억제하는 기술이 공지이다. 예를 들면, 일본국 특허 공개 평05-318057호 공보 및 일본국 특허 공개 2001-129645호 공보에는, 연속 주조용 침지 노즐의 내부의 유로 단면적과 토출 구멍 단면적의 비가 일정한 범위 내인 침지 노즐이 개시되어 있다. 또, 일본국 특허 공개 평11-123509호 공보에는, 노즐의 내공(內孔) 부분에 일단 혹은 복수의 단차 구조를 가지는 연속 주조용 침지 노즐이 개시되어 있다.In addition, as an approach from the aspect of shape improvement, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-318057, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-123509, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-129645, It is known to suppress the attachment of non-metallic inclusions by preventing pools of molten steel flow. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H05-318057 and JP 2001-129645 A disclose immersion nozzles in which the ratio of the flow path cross-sectional area inside the continuous casting immersion nozzle and the discharge hole cross-sectional area is within a constant range. have. Moreover, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-123509 discloses an immersion nozzle for continuous casting having one or a plurality of stepped structures in the inner hole of the nozzle.

이러한 형상의 개선은, 용강의 유량이나 불활성 가스의 취입량이 특정한 조건을 만족할 경우에 밖에 효과를 발휘하지 않는 것이 많고, 폭넓은 주조 조건하에서 개재물의 부착을 방지하는 것은 곤란했다.Such an improvement in shape is often effective only when the flow rate of molten steel and the blowing amount of an inert gas satisfy specific conditions, and it is difficult to prevent the inclusion of inclusions under a wide range of casting conditions.

노즐 내로의 가스 취입 방법으로서 일본국 특허 공개 평04-319055호 공보에 개시되어 있듯이, 턴디쉬의 스톱퍼, 슬라이딩 노즐, 침지 노즐 등에서, 불활성 가스나 환원성 가스를 취입하는 방법이 알려져 있다.As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 04-319055 as a method of blowing gas into a nozzle, a method of blowing an inert gas or a reducing gas into a stopper of a tish dish, a sliding nozzle, an immersion nozzle, and the like is known.

이러한 가스 취입 기술은, 취입양의 증대에 수반하여, 주편에 핀홀로서 들어가는 기포의 양도 또 증대하고, 거기에 기인해 주편의 품질 악화를 초래하는 문제를 가진다.Such gas blowing technology has a problem that the amount of bubbles entering the cast steel as pinholes also increases with the increase of the blowing amount, thereby resulting in deterioration of the quality of the cast steel.

전기 화학적인 면에서의 대책으로서는, 일본국 특허 공개 2001-170742호 공보 및 일본국 특허 공개 2001-170761호 공보에 개시되어 있듯이, 용해 금속과 접하는 야금 용기나 유로의 내면을 산소 이온 전도체인 고체 전해질에 의해 구성해, 용해 금속과의 사이에 직류 전류를 인가함으로써 개재물의 부착을 방지하는 기술이 공지이다. 또, 본 발명자들이 예를 들면, 일본국 특허 공개 2003-200242호 공보 및 일본국 특허 공개 2005-66689호 공보에서 제안한 바와 같이, 용강과 접촉하는 내면의 적어도 일부를 그래파이트가 주성분의 하나인 내화물에 의해 구성하고, 용강과의 사이에 전압을 인가해 통전함으로써, 개재물의 부착을 방지하는 연속 주조 방법이 알려져 있다.As a countermeasure from the electrochemical point, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-170742 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-170761, a solid electrolyte in which an inner surface of a metallurgical container or flow path in contact with a molten metal is an oxygen ion conductor. The technique which comprises the structure and prevents adhesion of an interference | inclusion by applying a DC current between a molten metal and it is known. In addition, as the inventors have proposed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-200242 and Japanese Patent Laid-Open No. 2005-66689, at least a part of the inner surface in contact with molten steel is applied to a refractory material in which graphite is one of the main components. It is comprised by the continuous casting method which prevents adhesion of an interference | inclusion, and is comprised by applying a voltage and applying electricity between molten steel.

이러한 전기 화학적인 면에서의 개선 기술은, 개재물의 부착 방지가 뛰어난 효과를 발휘하지만, 이러한 기술 중에서 고체 전해질을 이용하는 방법은, 고체 전해질이 고가이거나 또, 고체 전해질이 내열 충격성에 뒤떨어진다는 문제를 가지기 때문에, 연속 주조 프로세스에 넓게 적용하는 것이 곤란했다.While such an electrochemical improvement technique exhibits an excellent effect of preventing the adhesion of inclusions, the method of using a solid electrolyte among these techniques has a problem that the solid electrolyte is expensive or the solid electrolyte is inferior to thermal shock resistance. Since it had, it was difficult to apply widely to a continuous casting process.

본 발명은, 상기의 문제를 감안하여 이루어지게 된 것으로서, 그 과제는, 턴디쉬로부터 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 폐색을 방지하는 연속 주조 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명은, 특히, 상기의 전기 화학적 개선에 의해 개재물의 부착을 방지하는 주조 방법 중, 일반적으로 넓게 이용되는 알루미나 그래파이트 등의 카본 함유 내화물을 용강 경로에 이용한 주조 방법에서 적용된다. 본 발명의 목적은, 인가 전압 또는 전류의 파형을 적정화함으로써, 뛰어난 개재물의 부착 방지 효과를 발휘하는 강의 연속 주조 방법을 제공하는 것에 있다.This invention is made | formed in view of said problem, The subject is providing the continuous casting method which prevents the blockage of the molten steel path | route from a tundish to an immersion nozzle. In particular, the present invention is applied to a casting method using carbon-containing refractory materials such as alumina graphite, which are widely used, in a molten steel path, among the casting methods for preventing adhesion of inclusions by the electrochemical improvement described above. An object of the present invention is to provide a continuous casting method of steel that exhibits an effect of preventing adhesion of an excellent inclusion by optimizing a waveform of an applied voltage or current.

본 발명자는, 상기의 일본국 특허 공개 2003-200242호 공보나 일본국 특허 공개 2005-66689호 공보에 기재된 주조 방법과 같이, 용강과 용강 경로를 구성하는 내화물 내벽면 사이에 통전함으로써 용강 경로의 내면으로의 개재물 부착을 방지하는 주조 방법에 관하여, 또한 연구 개발을 진행시켰다. 그 결과, 이하의 (a)~(d)에 나타내는 지견 또는 가설을 얻었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor is energizing between the molten steel and the refractory inner wall surface which comprises a molten steel path like the casting method of the said Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-200242 or 2005-66689, The inner surface of a molten steel path | route Regarding the casting method for preventing the adhesion of inclusions into the furnace, further research and development were carried out. As a result, the knowledge or hypothesis shown to the following (a)-(d) was obtained.

(a) 용강 경로를 구성하는 내화물을 음극으로 통전함으로써, 내화물의 용손 반응의 일과정인 CO가스 발생 반응을 방지할 수 있다. 그 결과, 이 통전 방법은, CO가스가 산소원이 되고 용강 중의 Al가 산화되고 Al2O3이 생성하는 반응을 방지할 수 있다는 이점을 가진다.(a) The refractory constituting the molten steel path is energized to the negative electrode, thereby preventing the CO gas generation reaction, which is one step of the melting loss reaction of the refractory. As a result, this energization method has the advantage of preventing the reaction of CO gas becoming an oxygen source, Al in molten steel oxidizing, and Al 2 O 3 generating.

(b) 그러나, 내화물을 음극으로 통전함으로써, 산소 이온의 용출이 동시에 진행되고, 이것이 산소원이 되어 용강 중의 Al이 산화되고 Al2O3을 생성한다는 단점이 있다.(b) However, by energizing the refractory to the cathode, elution of oxygen ions proceeds simultaneously, which is an oxygen source, which causes Al to oxidize and produce Al 2 O 3 .

(c) 상기의 이점과 단점이 공존하는 결과, 내화물을 단지 음극으로서 통전하는 것만으로는 효과에 한계가 있다. 예를 들면, 전압 혹은 전류의 증대에 따라 단점이 차지하는 비율이 상대적으로 증대해, 오히려 개재물의 부착이 촉진된다는 현상이 생긴다.(c) As a result of the coexistence of the above advantages and disadvantages, the effect is limited only by energizing the refractory as a cathode. For example, as the voltage or current increases, the ratio of the disadvantages increases relatively, so that the phenomenon of attachment of inclusions is promoted.

(d) 통전시의 내화물의 극성(즉, 내화물이 음극이 될지, 또는 양극이 될지)에 관계없이, 전압 혹은 전류를 증대시키면, 계면에서의 이온이나 전자의 이동에 의해 내화물과 용강의 젖음성이 양호해진다. 그 결과, 개재물이 용강 중으로부터의 배척력에 의해 내화물측으로 밀어 내지는 작용이 저감해, 개재물이 내화물의 내벽면에 접촉하는 빈도가 저하하므로, 내화물로의 개재물의 부착이 억제된다.(d) Regardless of the polarity of the refractory at the time of energization (i.e., whether the refractory becomes a cathode or an anode), when the voltage or current is increased, the wettability of the refractory and the molten steel is increased by the movement of ions or electrons at the interface. It becomes good. As a result, the effect of the inclusions being pushed toward the refractory side by the repelling force from the molten steel is reduced, and the frequency of the inclusions in contact with the inner wall surface of the refractory is reduced, so that the adhesion of the inclusions to the refractory is suppressed.

본 발명자들은, 시험 및 고찰을 거듭함으로써, 상기(a)에 나타난 이점과 (d)에 나타내어진 효과를 최대한으로 향수하면서, (b)에 나타내어진 단점을 억제하는 방법을 분명하게 하는 과정에서, 본 발명을 이루어지게 되었다.In the process of clarifying the method of suppressing the disadvantages shown in (b), the inventors, through repeated tests and considerations, fully enjoy the advantages shown in (a) and the effects shown in (d). The present invention has been made.

본 발명은, 상기의 지견 및 가설에 근거해 이루어지게 된 것으로서, 그 요지는, 하기의 청구항 1 및 청구항 4 내지 6에 관련되는 강의 연속 주조 방법에 있다.This invention is made | formed based on said knowledge and hypothesis, The summary exists in the continuous casting method of the steel which concerns on following Claim 1 and Claims 4-6.

청구항 1에 관한 발명: 턴디쉬의 상측 노즐로부터 슬라이딩 게이트를 거쳐 침지 노즐에 이르는 용강 경로를 가지고, 그 전체 또는 일부가 한쪽의 전극을 구성하고, 또한 상기 용강 경로의 내면과 용강 경로의 내부를 통과하는 용강 사이에 전위차를 부여해 통전하는, 강의 연속 주조 방법에서, 턴디쉬 내의 상기 한쪽의 전극을 구성하는 내화물을 제외한 다른 부위에 대극을 설치해, 상기 용강 경로 사이에 통전 회로를 구성하고, 상기 용강 경로의 극성과 대극의 극성이 1~100ms(밀리 세컨드)의 주기로 음/양 반복하여 전환되고, 그 극성의 변화에 있어서, 개략 0V의 전압을 인가하는 시간이 존재하지 않고, 또한 상기 용강 경로가 음극이고 대극이 양극인 시간이, 대극이 음극이고 상기 용강 경로가 양극인 시간보다 길거나, 또는/및 상기 용강 경로가 음극이고 대극이 양극인 기간의 평균 전위차가, 대극이 음극이고 상기 용강 경로가 양극인 기간의 평균 전위차보다 크게 되므로, 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 정의되는 상기 용강 경로의 극성이 음극이 되고, 대극이 양극이 되도록 통전하는 것을 특징으로 하는 강의 연속 주조 방법.The invention according to claim 1 has a molten steel path from an upper nozzle of the tundish to a immersion nozzle through a sliding gate, all or part of which constitutes one electrode, and passes through an inner surface of the molten steel path and an interior of the molten steel path. In the continuous casting method of steel which gives electric potential by supplying a potential difference between molten steels, a counter electrode is provided in the other part except the refractory which comprises the said one electrode in a tundish, and an electricity supply circuit is formed between the said molten steel paths, and the said molten steel path The polarity of the polarity and the polarity of the polarity are repeatedly switched negatively and positively in a cycle of 1 to 100 ms (milliseconds), and in the change of the polarity, there is no time for applying a voltage of approximately 0 V, and the molten steel path is negative And the time that the counter electrode is the anode is longer than the time when the counter electrode is the cathode and the molten steel path is the anode, and / or the molten steel path is the cathode. Since the average potential difference in the period when the counter electrode is the anode becomes larger than the average potential difference in the period when the counter electrode is the cathode and the molten steel path is the anode, the polarity of the molten steel path defined by the average current or the average voltage becomes the cathode, and the counter electrode is the anode. A continuous casting method of steel, characterized by energizing so as to be.

청구항 4에 관한 발명: 실효 전류가 평균 전류의 절대값의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 강의 연속 주조 방법.
청구항 5에 관한 발명: 평균 전류 밀도가 3~200A/m2인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 강의 연속 주조 방법(이하, 「제2 발명」이라고도 기재함).Invention concerning Claim 4: The continuous casting method of the steel of Claim 1 whose effective current is three times or more of the absolute value of an average electric current.
Invention concerning Claim 5: The average current density is 3-200 A / m <2> , The continuous casting method of the steel as described in said (1) (henceforth "the 2nd invention").

청구항 6에 관한 발명: 상기 한쪽의 전극 극성과 대극의 극성이 펄스 형상의 급준(急峻)한 파형으로 변화하여 전환되는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 강의 연속 주조 방법(이하, 「제3 발명」이라고도 기재함).Invention according to claim 6: The continuous casting method of steel according to (1) or (2), wherein the one electrode polarity and the polarity of the counter electrode change to a pulse-shaped steep waveform to be switched. , Also referred to as "third invention").

본 발명에서, 「평균 전위차」란, 전위차의 순간값의 절대값을 대상 기간에 대해 시간 평균한 값을 의미한다.In this invention, an "average potential difference" means the value which time-averaged the absolute value of the instantaneous value of a potential difference with respect to a target period.

「용강 경로가 음극이고 대극이 양극인 기간의 평균 전위차가, 대극이 음극이고 용강 경로가 양극인 기간의 평균 전위차보다 크다」란, 용강 경로가 음극이며 대극이 양극인 기간에 대한 전위차의 순간값의 절대값을 해당 기간에 대해 시간 평균값이, 대극이 음극이고 용강 경로가 양극인 기간에 대한 전위차의 순간값의 절대값을 해당 기간에 대해 시간 평균한 값보다 큰 것을 의미한다. 이것은, 예를 들면 전압 파형이 정현파일 경우에는, 「용강 경로가 음극이고 대극이 양극인 시간이, 대극이 음극이고 상기 용강 경로가 양극인 시간보다 긴 것」과 동의한다. 그러나, 전압 파형이 펄스파, 구형파 등일 경우에는 반드시 동의되지 않는 것으로, 「용강 경로가 음극이고 대극이 양극인 시간이, 대극이 음극이고 상기 용강 경로가 양극인 시간보다 긴 것」은, 독립 요건으로서 규정했다.The instantaneous value of the potential difference for the period in which the molten steel path is the cathode and the counter electrode is the anode is greater than the average potential difference in the period when the molten steel path is the cathode and the counter electrode is the anode. This means that the absolute value of is greater than the time-averaged value for that period, and the absolute value of the instantaneous value of the potential difference for the period where the counter electrode is the cathode and the molten steel path is the anode is greater than the time-averaged value for that period. This agrees with, for example, that when the voltage waveform is sinusoidal, "the time when the molten steel path is the cathode and the counter electrode is the anode is longer than the time when the counter electrode is the cathode and the molten steel path is the anode". However, this is not necessarily the case when the voltage waveform is a pulse wave, a square wave, or the like, and "the time when the molten steel path is a cathode and the counter electrode is an anode longer than the time when the counter electrode is a cathode and the molten steel path is an anode" is an independent requirement. As prescribed.

또, 「평균 전류 또는 평균 전압」이란, 전류 또는 전압의 순간값을 대상 기간에 대해 시간 평균한 값을 의미하고, 그리고, 「평균 전류 밀도」란, 전류 밀도의 순간값의 절대값을 대상 기간에 대해 시간 평균한 값을 의미한다.In addition, "average current or average voltage" means the value which time-averaged the instantaneous value of an electric current or voltage with respect to a target period, and "average current density" means the absolute value of the instantaneous value of a current density as a target period. Mean time-averaged value for.

본 발명의 연속 주조 방법은, 턴디쉬의 상측 노즐로부터 슬라이딩 게이트를 거쳐 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 내면과 그 내부를 통과하는 용강 사이에, 극성이 주기적으로 전환되고, 또한, 용강 경로가 음극인 시간이 양극인 시간보다 길거나, 또는/및 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 정의되는 용강 경로의 극성이 음극이 되도록 전류 또는 전압의 파형을 제어해 통전하므로, Al2O3의 생성을 방지하면서, 통전에 의한 젖음성의 변화를 유효 활용하여, 개재물의 부착을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은, 종래가 통전하면서 주조하는 연속 주조 방법과 비해, 더 뛰어난 개재물의 부착 방지 효과를 발휘한다.In the continuous casting method of the present invention, the polarity is periodically switched between the inner surface of the molten steel path from the upper nozzle of the tundish to the immersion nozzle through the sliding gate and the molten steel passing therein, and the molten steel path is the cathode. The current or voltage waveform is controlled and energized so that the time is longer than the time of the positive electrode and / or the polarity of the molten steel path defined by the average current or the average voltage becomes the negative electrode, thereby preventing the generation of Al 2 O 3 . By effectively utilizing the change in wettability, adhesion of inclusions can be suppressed. Accordingly, the method of the present invention exhibits an effect of preventing adhesion of inclusions more excellent than the continuous casting method of conventionally casting while energizing.

도 1은, 본 발명의 연속 주조 방법을 실시하기 위해 이용하는 장치 구성의 일례를 모식적으로 나타낸 도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically an example of the apparatus structure used for implementing the continuous casting method of this invention.

도 2는, 본 발명에서 인가하는 전류 및 전압 파형의 예를 나타내는 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다.Fig. 2 is a diagram showing examples of current and voltage waveforms to be applied in the present invention. Fig. 2 (a) shows a current waveform, and Fig. 2 (b) shows a voltage waveform.

도 3은, 본 발명에서 인가하는 다른 전류 및 전압 파형의 예를 나타내는 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다.3 is a diagram showing an example of other current and voltage waveforms to be applied in the present invention. FIG.

도 4는, 본 발명의 대상외가 되는 인가 전류 및 전압 파형의 예를 나타내는 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다.Fig. 4 is a diagram showing an example of applied current and voltage waveforms which are not subject to the present invention. Fig. 4 (a) shows a current waveform and Fig. (B) shows a voltage waveform.

도 5는, 본 발명의 대상외가 되는 다른 인가 전류 및 전압 파형의 예를 나타내는 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다.Fig. 5 is a diagram showing an example of other applied current and voltage waveforms which are not subject to the present invention. Fig. 5 (a) shows a current waveform, and Fig. (B) shows a voltage waveform.

본 발명은, 상기한 대로, 턴디쉬의 상측 노즐로부터 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 전체 또는 일부가 한쪽의 전극을 이루고, 또한 상기 용강 경로의 내면과 그 내부를 통과하는 용강 사이에 전위차를 부여해 통전하는 강의 연속 주조 방법에서, 상기 한쪽의 전극을 구성하는 내화물을 제외한 다른 부위에 대극을 설치해, 상기 용강 경로와의 사이에 통전 회로를 구성하고, 상기 용강 경로의 극성과 대극의 극성이 1~100ms의 주기로 전환되고, 그 극성의 변화에 있어서, 개략 0V의 전압을 인가하는 시간이 존재하지 않고, 또한 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 정의되는 상기 용강 경로의 극성이 음극이 되고, 대극이 양극이 되도록 통전하는 강의 연속 주조 방법이다.In the present invention, as described above, the whole or part of the molten steel path from the upper nozzle of the tundish to the immersion nozzle constitutes one electrode, and imparts a potential difference between the inner surface of the molten steel path and the molten steel passing therein. In the continuous casting method of steel, a counter electrode is provided in another portion except for the refractory constituting the one electrode, and an energization circuit is formed between the molten steel path, and the polarity of the molten steel path and the polarity of the counter electrode are 1 to 100 ms. In the change of the polarity, there is no time for applying a voltage of approximately 0 V, and the polarity of the molten steel path defined by the average current or the average voltage becomes the cathode, and the counter electrode becomes the anode. It is a continuous casting method of steel which is energized.

도 1은, 본 발명의 연속 주조 방법을 실시하기 위해 이용하는 장치 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다. 도시를 생략한 래들로부터 턴디쉬(1)에 공급된 용강(2)은, 상측 노즐(3)을 통과해 슬라이딩 게이트(4)에 의해 그 유량이 제어된 후, 침지 노즐(5)를 통해, 노즐 토출 구멍(6)으로부터 주형(7) 내에 주입된다. 용강(2)은, 주형(7)으로부터의 발열(拔熱) 작용에 의해 주형의 접촉부로부터 응고 껍질(8)을 형성하여, 아래쪽으로 인발되어 주편(鑄片)(9)이 된다. 또한, 동 도 안의 부호 10은 몰드 파우더를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically an example of the apparatus structure used for implementing the continuous casting method of this invention. The molten steel 2 supplied to the tundish 1 from the ladle which is not shown in figure passes through the upper nozzle 3, and after the flow volume is controlled by the sliding gate 4, through the immersion nozzle 5, It is injected into the mold 7 from the nozzle discharge hole 6. The molten steel 2 forms the solidified shell 8 from the contact part of the mold by the exothermic action from the mold 7, and is drawn downward to become a cast piece 9. In addition, the code | symbol 10 in the figure represents mold powder.

본 발명의 방법에서는, 턴디쉬의 상측 노즐(3)로부터 슬라이딩 게이트(4)를 거쳐 침지 노즐(5)에 이르는 용강 경로의 전체 또는 일부를 한쪽의 전극으로 하고, 턴디쉬(1) 내의 상측 노즐(3)로부터 슬라이딩 게이트(4)를 제외한 다른 부위에 대극을 설치하다. 동 도에서는, 침지 노즐(5)에 한쪽의 전극(11)을 설치해, 턴디쉬(1)의 상부로부터 절연체로 구성되는 전극 지지 부재(15)를 통해 대극(12)을 용강(2)에 침지하도록 설치한 예를 나타냈다. 전원부(13)로부터 공급된 전기는, 전압 전류 제어부(14)에서 원하는 전압 및 전류 파형으로 제어되고 전기 배선(16)을 통해 각 전극에 통전된다.In the method of the present invention, one or more of the molten steel path from the upper nozzle 3 of the tundish to the immersion nozzle 5 via the sliding gate 4 is used as one electrode, and the upper nozzle in the tundish 1 The counter electrode is provided in the other part except the sliding gate 4 from (3). In the same figure, one electrode 11 is provided in the immersion nozzle 5, and the counter electrode 12 is immersed in the molten steel 2 through the electrode support member 15 formed of an insulator from the upper portion of the tundish 1. An example is shown. The electricity supplied from the power supply unit 13 is controlled by the voltage and current control unit 14 to a desired voltage and current waveform, and is energized to each electrode through the electric wiring 16.

이하에, 본 발명을 상기와 같이 규정한 이유 및 바람직한 형태에 대해 설명한다.Below, the reason and preferable aspect which defined this invention as mentioned above are demonstrated.

(1) 청구항 1에 관한 발명(1) Invention according to claim 1

청구항 1에 관한 발명은, 상기한 대로, 턴디쉬의 상측 노즐로부터 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 내면과, 용강 경로의 내부를 통과하는 용강 사이에, 극성이 1~100ms의 주기로 전환되고, 그 극성의 변화에 있어서, 개략 0V의 전압을 인가하는 시간이 존재하지 않고, 또한 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 정의되는 용강 경로의 극성이 음극이 되도록 전류 또는 전압 파형을 제어해 통전하는 강의 연속 주조 방법이다.According to the invention according to claim 1, the polarity is switched in a cycle of 1 to 100 ms between the inner surface of the molten steel path from the upper nozzle of the tundish to the immersion nozzle and the molten steel passing through the interior of the molten steel path. Is a continuous casting method of steel in which a current or voltage waveform is controlled and energized so that there is no time to apply a voltage of approximately 0V and the polarity of the molten steel path defined by the average current or the average voltage becomes the cathode. .

청구항 1에 관한 발명에서, 용강 경로의 극성과 대극의 극성의 전환에 대해, 또한 아래와 같이 설명을 더한다.In the invention according to claim 1, the following further describes the switching between the polarity of the molten steel path and the polarity of the counter electrode.

상술한 (a)의 이점, 즉, 「내화물을 음극으로 통전함으로써, 내화물의 용손 반응의 일과정인 CO가스 발생 반응을 방지해, 용강 중의 Al의 산화에 의한 Al2O3의 생성을 방지할 수 있다」라는 이점을 얻기 위해 필요하게 되는 전압 혹은 전류는, 비교적 작은 값이다. 또, 전압 혹은 전류를 작은 값으로 그치는 것은, 상술한 (b)의 단점을 최소한으로 억제하기 위해서도 효과적이다.Advantages of the above-mentioned (a), namely, "Currently refractory to the negative electrode, to prevent the CO gas generation reaction, which is one step of the melting reaction of the refractory, to prevent the formation of Al 2 O 3 by oxidation of Al in the molten steel The voltage or current required to obtain the advantage of “can be” is a relatively small value. It is also effective to reduce the voltage or current to a small value in order to minimize the above-mentioned disadvantages of (b).

한편, 상술한 (d)에 나타낸 효과를 얻기 위해서는 될수록 높은 전압 혹은 전류를 인가할 필요가 있다.On the other hand, in order to obtain the effect shown in (d) above, it is necessary to apply a higher voltage or current.

그래서, 높은 실효 전압 또는 실효 전류를 인가하면서, 평균 전압 또는 평균 전류를 저위(低位)에 억제하는 방법으로서 극성이 주기적으로 음/양 반복해 전환되면서, 평균 전압 또는 평균 전류에 의해 극성을 정의했을 때에, 용강 경로의 극성이 음극이 되는 통전 방법을 찾아냈다. 즉, 상기한 대로, 용강 경로가 음극이 되는 시간이 길어지는 파형을 이용하거나, 또는/및 용강 경로가 음극이 되는 기간에서의 평균 전위차가 커지는 파형을 채용함으로써, 용강 경로의 극성을 음극으로 하는 것이 가능해졌다.Therefore, as a method of suppressing the average voltage or the average current at a low level while applying a high effective voltage or an effective current, the polarity is periodically and repeatedly switched from negative to positive, thereby defining the polarity by the average voltage or the average current. At this time, the energization method in which the polarity of the molten steel path became a cathode was found. That is, as described above, the polarity of the molten steel path is made the negative electrode by using the waveform in which the time for which the molten steel path becomes the cathode becomes longer, and / or adopting the waveform in which the average potential difference in the period during which the molten steel path becomes the cathode becomes large. It became possible.

여기에서, 용강 경로의 극성과 대극 극성의 전환 주기의 적정 범위는, 1~100ms이다. 이 주기가 1ms 미만에서는, 상기 (d)에서 서술한 계면에서의 이온이나 전자 등의 이동이 충분히 생기지 않고, 따라서 개재물의 부착 억제 효과가 충분히 인정되지 않는다. 한편, 극성의 전환 주기가 100ms를 초과하고 길어지면 상기 (b)에서 서술한 산소 이온의 용출에 기인하여, 개재물의 부착 억제 효과가 저감한다. 또한, 상기 극성의 전환 주기가 더 바람직한 범위는 3~50ms이다.Here, the appropriate range of the switching cycle between the polarity of the molten steel path and the counter electrode polarity is 1 to 100 ms. If this period is less than 1 ms, the movement of ions, electrons, etc. at the interface described above (d) does not sufficiently occur, and thus the effect of inhibiting adhesion of inclusions is not sufficiently recognized. On the other hand, when the switching period of the polarity is longer than 100 ms and longer, the effect of inhibiting adhesion of inclusions is reduced due to the elution of oxygen ions described in the above (b). Moreover, the range with more preferable switching period of the said polarity is 3-50 ms.

(2) 청구항 4에 관한 발명 및 청구항 5에 관한 발명(2) Invention Regarding Claim 4 and Invention Regarding Claim 5

청구항 4에 관한 발명은 실효 전류가 평균 전류의 절대값의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 강의 연속 주조 방법이다. 실효 전류가 평균 전류의 절대값의 3배 이상이 것이 바람직한 이유는 본 발명의 효과는 실효 전류의 값이 평균 전류의 절대값에 비해 클수록 증대하기 때문이다.
청구항 5에 관한 발명은 평균 전류 밀도가 3~200A/m2인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 4에 기재된 연속 주조 방법이다. 평균 전류 밀도가 3~200A/m2인 것이 바람직한 이유는 아래와 같다.The invention according to claim 4 is a continuous casting method of steel according to claim 1, wherein the effective current is three times or more the absolute value of the average current. The reason why the effective current is preferably three times or more the absolute value of the average current is because the effect of the present invention increases as the value of the effective current is larger than the absolute value of the average current.
The invention according to claim 5 is an average current density of 3 to 200 A / m 2 , which is the continuous casting method according to claim 1 or 4. The reason why the average current density is 3 to 200 A / m 2 is as follows.

평균 전류 밀도가 3A/m2미만인 것은, 상술 (a)의 이점인 CO가스 발생 반응의 억제 효과를 줄이므로, 바람직하지 않다. 또, 평균 전류 밀도가 200A/m2를 초과하여 높아지면, 상기 (b)에서 서술한 산소 이온의 용출이 원인이 되고, 개재물의 부착 억제 효과가 저하한다. 평균 전류 밀도의 더 바람직한 범위는 5A/m2 이상 100A/m2 미만이다.Since the average current density is less than 3 A / m <2> , since it suppresses the suppression effect of CO gas generation reaction which is the advantage of above-mentioned (a), it is not preferable. Moreover, when average current density becomes high beyond 200 A / m < 2 >, elution of oxygen ion mentioned above (b) will become a cause and the effect of suppressing adhesion of inclusions will fall. The more preferable range of average current density is 5 A / m <2> or more and less than 100 A / m <2> .

(3) 청구항 6에 관한 발명(3) Invention according to claim 6

청구항 6에 관한 발명은 한쪽 전극의 극성과 대극의 극성이 펄스 형상인 급준한 파형으로 변화하여 전환되는 것을 특징으로 하는 상기 청구항 1, 4 또는 5 중 어느 한 항에 기재된 강의 연속 주조 방법이다. 청구항 6에 관한 발명에서, 턴디쉬의 상측 노즐로부터 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 극성과 대극의 극성이, 펄스 형상의 급준한 파형에 의해 변화하여 전환되는 것이 바람직한 이유는, 아래와 같다.The invention according to claim 6 is a continuous casting method of steel according to any one of claims 1, 4 or 5, wherein the polarity of one electrode and the polarity of the opposite electrode are changed and converted into a steep waveform having a pulse shape. In the invention according to claim 6, the reason why the polarity of the molten steel path from the upper nozzle of the tundish to the immersion nozzle and the polarity of the counter electrode are changed and changed by the steep waveform of the pulse shape are as follows.

용강 경로의 극성이, 양극으로부터 음극으로 변화하려면, 내화물 중 혹은 내화물 표면에 있는 산화 방지제 등으로 이루어지는 슬러그층 중에서, 자유 전자나 양이온 혹은 산소 이온 등의 전하 캐리어가 이동하기 시작한다. 이 때, 전압 혹은 전류가 급준한 파형으로 변화하면, 이온 반경이 크게 이동하기 어려운 산소 이온보다 다른 전하 캐리어가 우선적으로 이동하므로, 산소 이온의 용강측으로의 이동을 억제할 수 있다. 용강 경로의 극성이 음극으로부터 양극으로 변화할 때에는, 급준한 파형에 의한 변화는 특별히 필요하지 않지만, 극성 변화의 방향에 의해 파형을 선택적으로 바꾸는 것은 어렵기 때문에, 양방향에서 급준한 펄스 형상의 파형에 의한 전압 혹은 전류의 변화를 채용하는 것이 현실적이다.To change the polarity of the molten steel path from the positive electrode to the negative electrode, charge carriers such as free electrons, cations or oxygen ions start to move in a slug layer made of an antioxidant or the like in the refractory or on the surface of the refractory. At this time, when the voltage or current changes to a steep waveform, other charge carriers move preferentially than oxygen ions whose ion radius is hard to move greatly, so that the movement of oxygen ions to the molten steel side can be suppressed. When the polarity of the molten steel path changes from the cathode to the anode, a change in the steep waveform is not particularly necessary, but it is difficult to selectively change the waveform in the direction of the polarity change. It is realistic to employ a change in voltage or current.

본 발명은, 전압 혹은 전류를 주기적으로 변화시키는 점에서, 본 발명자들이 우선 일본국 특허 공개 2005-66689호 공보에서 제안한 방법과 유사한다. 그러나, 본 발명에서는, 그 작용을 발현시키기 위해, 전압의 파형에 대해 개략 0V인 전압 인가 시간을 설치할 필요는 없다. 마찬가지로 본 발명에 의한 작용을 발현시키기 위해, 전극간의 전기적 해방 시간 또는 전극간의 전기적 합선 시간을 설치할 필요도 없다. 그러한 점에서, 본 발명은, 본 발명자들이 우선 일본국 특허 공개 2005-66689호 공보에서 제안한 방법과는 상위하다.The present invention is similar to the method proposed by the present inventors in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-66689 in that the voltage or current is periodically changed. However, in the present invention, in order to express the action, it is not necessary to provide a voltage application time of approximately 0V with respect to the waveform of the voltage. Similarly, in order to express the effect | action by this invention, it is not necessary to provide the electrical release time between electrodes or the electric short circuit time between electrodes. In this respect, the present invention differs from the method first proposed by the present inventors in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-66689.

또, 본 발명의 기본적 사상의 제1은, 실효 전류 혹은 실효 전압을 높여, 계면에서의 이온 등의 이동 효과를 최대한으로 활용하는 것이다. 또, 그 제2는, 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 극성을 정의했을 때, 용강 경로의 극성을 음극으로 하고, 또한 평균 전류 혹은 평균 전압을, 상술 (a)의 이점을 얻어 상술 (b)의 단점을 억제하도록 제어하는 것이고, 그리고 제3은, 상기의 결과, 실효 전류를 평균 전류의 3배 이상 또는 5배 이상으로 높이는 점이다. 또한, 본 명세서의 기술에서, 「실효 전류」혹은 「실효 전압」이란, 전류 혹은 전압의 순간값의 2제곱을 1주기에 대 해 시간 평균한 값의 평방근을 의미한다.Moreover, the 1st of the basic idea of this invention raises an effective current or an effective voltage, and utilizes the movement effect, such as ion in an interface, to the maximum. In addition, when the polarity is defined by the average current or the average voltage, the second uses the polarity of the molten steel path as the cathode, and the average current or the average voltage as described above to obtain the advantages of the above-mentioned (a). The control is to suppress the disadvantages, and the third is that as a result of the above, the effective current is increased to three times or more than five times the average current. In addition, in the technique of this specification, "effective current" or "effective voltage" means the square root of the value which time-averaged the square of the instantaneous value of an electric current or voltage with respect to 1 cycle.

즉, 본 발명은, 상기의 제1~제3의 기본적 사상을 동시에 실현될 수 있는 주조 방법인 것에서, 종래의 어떠한 기술과도 본질적으로 상위하다.That is, the present invention essentially differs from any conventional technology in that it is a casting method that can simultaneously realize the first to third basic ideas described above.

본 발명의 효과는, 실효 전류가 높을수록 늘어난다고 기대된다. 그렇지만, 실효 전류가 과대가 되면 통전용 케이블이 너무 굵어져 취급이 어려워진다. 그러므로, 현실적인 실효 전류의 상한값은 300A 정도이다. 또, 실효 전류 밀도가 너무 작으면 본 발명 효과가 손상되므로, 적어도 100A/m2 이상, 더 바람직하게는 200A/m2 이상의 실효 전류 밀도인 것이 요구된다. 또한, 본 발명에서는, 실효 전류 밀도는 평균 전류 밀도에 비해 높아진다.The effect of the present invention is expected to increase as the effective current increases. However, when the effective current becomes excessive, the electricity supply cable becomes too thick and handling becomes difficult. Therefore, the upper limit of the effective effective current is about 300A. In addition, if the effective current density is too small, the effect of the present invention is impaired, and therefore it is required to be an effective current density of at least 100 A / m 2 or more, more preferably 200 A / m 2 or more. In the present invention, the effective current density is higher than the average current density.

(실시예)(Example)

본 발명의 강의 연속 주조 방법의 효과를 확인하기 위해, 이하에 나타내는 시험을 실시해, 그 결과를 평가했다.In order to confirm the effect of the continuous casting method of the steel of this invention, the test shown below was implemented and the result was evaluated.

(1) 개재물의 부착 방지 효과에 미치는 인가 전류 및 전압 파형의 영향(1) Effect of applied current and voltage waveform on the effect of preventing adhesion of inclusions

도 2는, 본 발명에서 인가하는 전류 및 전압의 예를 나타내는 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다. 동 도는, 주파수가 50Hz, 즉 통전 주기가 20ms로, 전류의 최대값이 ＋50A, 또한 최소값이 -50A의 정현 파형의 교류를, 용강 경로의 극성이 음극이 되도록, 부측으로 20A 시프트시켜, 상기 도 1에 나타내는 연속 주조 장치에 통전한 예이고, 본 발명의 제1 발명에서 규정하는 조건을 만족하는 전류 및 전압 파형이다. 또한, 상기 연속 주조 장치의 통전 회로 의 전기 저항은, 0.1Ω이었다.Fig. 2 is a diagram showing an example of the current and voltage applied in the present invention. Fig. 2 (a) shows a current waveform and Fig. (B) shows a voltage waveform. In the figure, the frequency of 50 Hz, that is, the period of energization of 20 ms, the sinusoidal waveform having a maximum value of +50 A and a minimum value of -50 A is shifted 20 A to the negative side so that the polarity of the molten steel path becomes the cathode. It is an example which energized the continuous casting apparatus shown in 1, and is a current and voltage waveform which satisfy | fills the conditions prescribed | regulated by the 1st invention of this invention. In addition, the electrical resistance of the electricity supply circuit of the said continuous casting apparatus was 0.1 ohms.

도 2의 예에서는, 평균 전류는 -20A이고, 용강 경로의 극성이 음극인 것을 나타낸다. 전류 파형의 부측의 전류 피크값은 -70A이고, 정측의 전류 피크값은 ＋30A이다. 또, 전압 파형의 부측의 전압 피크값은 -7V이고, 정측의 전압 피크값은 ＋3V이다. 그리고, 부측의 평균 전류는 -43A이고, 정측의 평균 전류는 ＋20A였다. 또, 실효 전류는 상기의 정의로 41A가 된다. 따라서, 실효 전류는, 평균 전류의 절대값의 약 2배가 되었다.In the example of FIG. 2, the average current is -20A, and it shows that the polarity of the molten steel path is a cathode. The current peak value on the negative side of the current waveform is -70 A, and the current peak value on the positive side is +30 A. Moreover, the voltage peak value of the negative side of a voltage waveform is -7V, and the voltage peak value of a positive side is + 3V. And the average current on the negative side was -43A, and the average current on the positive side was + 20A. In addition, the effective current becomes 41A by the above definition. Therefore, the effective current became about twice the absolute value of the average current.

도 3은, 본 발명에서 인가하는 다른 전류 및 전압 파형의 예를 나타내는 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다. 동 도는, 펄스 형상의 급준한 파형으로 극성이 전환되는 구형 파형의 교류를, 상기 도 1에 나타내는 연속 주조 장치에 통전한 예이고, 청구항 1에 관한 발명, 청구항 4에 관한 발명 및 청구항 6에 관한 발명에서 규정하는 조건을 만족하는 전류 및 전압 파형이다.3 is a diagram showing an example of other current and voltage waveforms to be applied in the present invention. FIG. The figure is an example which supplied the alternating current of the square waveform whose polarity is switched to the pulse-shaped steep waveform in the continuous casting apparatus shown in the said FIG. 1, and relates to invention of Claim 1, invention of Claim 4, and Claim 6 Current and voltage waveforms satisfying the conditions specified in the present invention.

동 도의 예에서는, 전류 파형의 부측의 전류는 -100A이고, 그 통전 기간은 2.2ms이고, 또, 정측의 전류는 ＋100A이고, 그 통전 시간은 1.8ms이다. 또한, 전압 파형의 부측의 전압은 -10V이고, 정측의 전압은 ＋10V이다. 이들을 합친 통전 주기는 4ms이다. 평균 전류는 -10A이고, 또, 실효 전류는 100A이다. 그 결과, 실효 전류는, 평균 전류의 절대값의 10배가 되었다.In the example of the figure, the current on the negative side of the current waveform is -100 A, the energization period is 2.2 ms, the positive current is +100 A, and the energization time is 1.8 ms. The voltage on the negative side of the voltage waveform is -10V and the voltage on the positive side is + 10V. Combined energization period is 4ms. The average current is -10 A, and the effective current is 100 A. As a result, the effective current became 10 times the absolute value of the average current.

도 4는, 본 발명의 대상외가 되는 비교예의 인가 전류 및 전압 파형을 나타낸 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다. 동 도의 예는, 용강 경로가 음극이 되는 기간을 20ms로 하고, 전류를 흘리지 않는 휴지 기 간을 20ms로 하고, 양자를 통전 주기 40ms로 반복하는 파형의 예이다.Fig. 4 is a diagram showing applied current and voltage waveforms of a comparative example which is not subject to the present invention. Fig. 4 (a) shows a current waveform and (b) shows a voltage waveform. The example of the figure is an example of the waveform which repeats the period in which a molten steel path | route becomes a cathode, 20 ms, a pause period which does not let an electric current, 20 ms, and repeats both in an energization period of 40 ms.

동 도의 예에서는, 전류 파형의 부측의 전류는 -40A이고, 평균 전류는 -20A이다. 실효 전류는 20A이고, 평균 전류의 절대값과 같은 값이다.In the example of the figure, the current on the negative side of the current waveform is -40A and the average current is -20A. The effective current is 20 A, which is equal to the absolute value of the average current.

도 5는, 본 발명의 대상외가 되는 다른 비교예의 인가 전류 및 전압 파형을 나타내는 도이고, 동 도(a)는 전류 파형을, 동 도(b)는 전압 파형을 나타낸다. 동 도의 예는, 용강 경로가 음극이 되도록, -20A로 일정한 부의 직류 전류를 연속적으로 통전했을 때의 전류 및 전압의 패턴이다.Fig. 5 is a diagram showing applied current and voltage waveforms of another comparative example, which is not subject to the present invention. Fig. 5 (a) shows a current waveform and (b) shows a voltage waveform. An example of the figure is a pattern of current and voltage when continuously energizing a negative DC current at -20A so that the molten steel path becomes a cathode.

(2) 연속 주조 시험에 의한 효과의 확인(2) Confirmation of effect by continuous casting test

상기 도 1에 나타낸 연속 주조 장치를 이용한 블룸의 연속 주조에, 본 발명의 연속 주조 방법을 적용해, 본 발명의 효과를 확인했다.The continuous casting method of this invention was applied to the continuous casting of the bloom using the continuous casting apparatus shown in said FIG. 1, and the effect of this invention was confirmed.

연속 주조 시험에는, 주형 사이즈가 0.3m×0.4m, 턴디쉬의 용량이 15톤(t)의 수직 굽힘형 블룸 연속 주조 장치를 사용해, 통전 회로에 상기 도 3에 나타내는 전압 파형을 가지는 교류를 인가했을 경우, 상기 도 5에 나타내는 전압 패턴을 가지는 직류를 인가했을 경우 및 전혀 통전을 실시하지 않는 경우의 각각에 대해, 주조 후의 침지 노즐(5)의 내면에 부착한 비금속 개재물의 두께를 측정해, 비교했다.In the continuous casting test, an alternating current having a voltage waveform shown in FIG. 3 is applied to an energizing circuit by using a vertical bending bloom continuous casting apparatus having a mold size of 0.3 m × 0.4 m and a capacity of tundish of 15 tons (t). When the direct current having the voltage pattern shown in Fig. 5 is applied and when no energization is performed at all, the thickness of the nonmetallic inclusions attached to the inner surface of the immersion nozzle 5 after casting is measured, Compared.

도 3 및 도 5에 나타내는 전압 파형을 가지는 전력을 인가한 연속 주조 시험을 실시하는데 있어서는, 턴디쉬(1)의 위쪽으로부터, 절연체로 구성된 전극 지지 부재(15)를 통해, 직경 100mm 및 길이 800mm의 알루미나 그래파이트제인 대극(12)을, 용강(2)에 침지하도록 매달았다. 대극(12)을 구성하는 알루미나 그래파이트는, 그래파이트 함유율이 33질량%이고, 도전성을 가진다. 침지 노즐(5)은, 본체가 알루미나 그래파이트제이고, 슬러그 라인의 외주부가 산화 지르코늄 그래파이트제이고, 본체의 알루미나 그래파이트는 그래파이트 함유율이 28질량%이고, 도전성을 가진다. 침지 노즐(5)의 통전 부위의 면적은 0.25m2였으므로, 도 3에 나타내는 교류를 인가하는 주조 시험에서는, 평균 전류 밀도는, 10A/0.25 m2=40A/m2가 되고, 청구항 5에 관한 발명에서 규정하는 조건을 만족했다..In carrying out the continuous casting test which applied the electric power which has the voltage waveform shown to FIG. 3 and FIG. 5, 100 mm in diameter and 800 mm in length from the upper part of the tundish 1 through the electrode support member 15 which consists of an insulator. The counter electrode 12 made of alumina graphite was suspended to be immersed in the molten steel 2. The alumina graphite constituting the counter electrode 12 has a graphite content of 33% by mass and has conductivity. The immersion nozzle 5 is made of alumina graphite, the outer periphery of the slug line is made of zirconium oxide graphite, and the alumina graphite of the body has a graphite content of 28% by mass and has conductivity. Since the area of the electricity supply site | part of the immersion nozzle 5 was 0.25 m <2> , in the casting test which applies the alternating current shown in FIG. 3, an average current density will be 10 A / 0.25 m <2> = 40 A / m <2> , and it concerns on Claim 5 The conditions specified in the invention were satisfied.

블룸의 연속 주조 시험에는, 강 성분 조성이 질량%로, C: 0.07~0.5%, Si: 0.02~0.5%, Mn: 0.5~1.5%, P: 0.01~0.03%, S: 0.01~0.08%, Al: 0.02~0.05%의 Al킬드 또는 Si-Al킬드의 보통강의 용강을 사용했다. 주조 속도는, 0.6~0.7m/min로 하고, 주조시의 용강 과열도(액상선 온도로부터 용강 온도를 제외한 온도차)는 20~45℃로 했다.In the continuous casting test of BLUM, the steel component composition is in mass%, C: 0.07 to 0.5%, Si: 0.02 to 0.5%, Mn: 0.5 to 1.5%, P: 0.01 to 0.03%, S: 0.01 to 0.08%, Al: A molten steel of Al-killed or Si-Al-killed ordinary steel of 0.02-0.05% was used. Casting speed was 0.6-0.7 m / min, and molten steel superheat degree (temperature difference except liquid steel temperature from liquidus temperature) was 20-45 degreeC at the time of casting.

상기의 조건에서 침지 노즐 1개당 약 80t의 용강을 연속 주조한 후, 침지 노즐(5)의 내면에 부착한 알루미나 주체의 비금속 개재물의 두께를 아래와 같은 방법에 의해 측정했다.After continuously casting about 80 tons of molten steel per immersion nozzle under the above conditions, the thickness of the nonmetallic inclusions of the alumina main body attached to the inner surface of the immersion nozzle 5 was measured by the following method.

주조 종료 후의 침지 노즐을 주조 중의 주형 내 탕면 높이에 상당하는 위치에서, 침지 노즐의 중심축에 수직 방향으로 절단해, 그 절단면(횡단면)에서의 개재물의 부착 두께를 원주 방향의 4개소에서 측정하고, 그들의 평균값을 구해 비금속 개재물의 부착 두께로 했다. 이들의 개재물은 백색의 알루미나가 주체이고, 그 내부에는 지철(地鐵)을 함유했었다.After the end of casting, the immersion nozzle is cut in a direction perpendicular to the central axis of the immersion nozzle at the position corresponding to the height of the molten metal surface in casting, and the thickness of inclusions in the cut surface (cross section) is measured at four places in the circumferential direction. And their average values were determined to be the thickness of the nonmetallic inclusions. These inclusions were mainly composed of white alumina, and contained iron in it.

표 1에, 인가한 전류 전압 조건 및 비금속 개재물의 두께의 측정 결과를 나 타냈다.Table 1 shows the measurement results of applied current voltage conditions and thickness of nonmetallic inclusions.

[표 1]TABLE 1

Figure 112009041866783-pct00001
Figure 112009041866783-pct00001

동표에서는, 비금속 개재물의 부착 두께는, 침지 노즐 내에 통전하지 않는 시험 번호 3일 경우의 비금속 개재물의 부착 두께를 기준(10)으로 상대 두께에 의해 나타냈다.In the table, the adhesion thickness of the nonmetallic inclusions was represented by the relative thickness with reference to the adhesion thickness of the nonmetallic inclusions in the case of Test No. 3 in the immersion nozzle, which was not energized.

청구항 1에 관한 발명, 청구항 4에 관한 발명, 청구항 5에 관한 발명, 청구항 6에 관한 발명에서 규정하는 모두 조건도 만족하는 도 3에 나타낸 전류 및 전압 파형을 가지는 교류를 인가하면서 주조를 실시한 본 발명예의 시험 번호 1에서는, 비금속 개재물의 상대 부착 두께는 5.5로 저감했다.The invention which casted while applying the alternating current and voltage waveform shown in FIG. 3 which satisfy | fills all the conditions prescribed | regulated by invention of Claim 1, invention of Claim 4, invention of Claim 5, and invention of Claim 6 also. In Test No. 1 of the example, the relative adhesion thickness of the nonmetallic inclusion was reduced to 5.5.

이에 대해, 본 발명에서 규정하는 조건을 만족하지 않는 도 5에 나타낸 직류를 인가한 비교예의 시험 번호 2에서는, 비금속 개재물의 상대 부착 두께는 7.5이고, 통전하지 않는 시험 번호 3일 경우에 비하면 부착 두께는 저감하고 있지만, 개재물의 부착 방지 효과는, 만족할 수 있는 것이 아니었다.On the other hand, in the test number 2 of the comparative example which applied the direct current shown in FIG. 5 which does not satisfy | fill the conditions prescribed | regulated by this invention, the relative adhesion thickness of a nonmetallic interference | inclusion is 7.5, and the adhesion thickness compared with the case of the test number 3 which is not energized. Although the reduction was reduced, the effect of preventing adhesion of inclusions was not satisfactory.

본 발명의 연속 주조 방법에 의하면, 턴디쉬의 상측 노즐로부터 슬라이딩 게이트를 거쳐 침지 노즐에 이르는 용강 경로의 내면과 그 내부를 통과하는 용강 사이에, 극성이 1~100ms의 주기로 전환되고, 또한 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 정의되는 용강 경로의 극성이 음극이 되도록 전류 또는 전압을 제어하여 통전하므로, 알루미나를 주체로 하는 부착물의 생성을 방지하면서, 통전에 의한 내화물과 용강의 젖음성 변화를 유효 활용하여 개재물의 부착을 억제할 수 있다.According to the continuous casting method of the present invention, the polarity is switched in a cycle of 1 to 100 ms between the inner surface of the molten steel path from the upper nozzle of the tundish to the immersion nozzle through the sliding gate and the molten steel passing therein, and the average current Alternatively, the current or voltage is energized so that the polarity of the molten steel path defined by the average voltage becomes the cathode, so that the inclusions are effectively utilized by utilizing the change in the wettability of the refractory and the molten steel caused by the energization while preventing the formation of deposits mainly composed of alumina. Can be suppressed.

따라서, 본 발명의 방법은, 종래의 통전하면서 주조하는 연속 주조 방법에 비해, 더 뛰어난 개재물의 부착 방지 효과를 발휘하여, 안정 조업하에서 고품질의 주편을 제조 가능한 연속 주조 방법으로서 광범위로 적용할 수 있다.Therefore, the method of the present invention exhibits more excellent anti-sticking effect than the conventional continuous casting method of casting while supplying electricity, and can be widely applied as a continuous casting method capable of producing high quality cast steel under stable operation. .

Claims (7)

턴디쉬의 상측 노즐로부터 슬라이딩 게이트를 거쳐 침지 노즐에 이르는 용강 경로를 가지고, 그 전체 또는 일부가 한쪽의 전극을 구성하고, 상기 용강 경로의 내면과 용강 경로의 내부를 통과하는 용강 사이에 전위차를 부여하여 통전하는 강의 연속 주조 방법에 있어서,It has a molten steel path from the upper nozzle of the tundish to the immersion nozzle through the sliding gate, all or part thereof constitutes one electrode, impart a potential difference between the inner surface of the molten steel path and the molten steel passing through the interior of the molten steel path In the continuous casting method of steel that is energized by 턴디쉬 내에 있어서, 상기 한쪽의 전극을 구성하는 내화물을 제외한 다른 부위에 대극을 설치하여, 상기 용강 경로와의 사이에 통전 회로를 구성하고,In a tundish, a counter electrode is provided in another part except the refractory which comprises the said one electrode, and an electricity supply circuit is comprised between the said molten steel paths, 상기 용강 경로의 극성과 대극의 극성이 1~100ms(밀리 세컨드)의 주기로 음/양 반복하여 전환되고,The polarity of the molten steel path and the polarity of the counter electrode are repeatedly switched between negative and positive in a cycle of 1 to 100 ms (milliseconds), 상기 극성의 변화에 있어서, 0V인 전압을 인가하는 시간이 존재하지 않고,In the change of the polarity, there is no time for applying a voltage of 0V, 또한, 상기 용강 경로가 음극이고 대극이 양극인 시간이, 대극이 음극이고 상기 용강 경로가 양극인 시간보다 길거나,Further, the time when the molten steel path is a cathode and the counter electrode is an anode is longer than the time when the counter electrode is a cathode and the molten steel path is an anode, 또는, 상기 용강 경로가 음극이고 대극이 양극인 기간의 평균 전위차가, 대극이 음극이고 상기 용강 경로가 양극인 기간의 평균 전위차보다 큰 것에 의해,Or the average potential difference in a period in which the molten steel path is a cathode and the counter electrode is an anode is greater than an average potential difference in a period in which the counter electrode is a cathode and the molten steel path is an anode, 평균 전류 또는 평균 전압에 의해 정의되는 상기 용강 경로의 극성이 음극이 되고, 대극이 양극이 되도록 통전하는 것을 특징으로 하는 강의 연속 주조 방법.A method of continuous casting of steel, characterized in that the polarity of the molten steel path defined by the average current or the average voltage becomes a cathode and the counter electrode becomes an anode. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 실효 전류가 평균 전류의 절대값의 3배 이상인 것을 특징으로 하는, 강의 연속 주조 방법.The effective current is three times or more the absolute value of an average current, The continuous casting method of steel. 청구항 1 또는 4에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 평균 전류 밀도가 3~200A/m2인 것을 특징으로 하는, 강의 연속 주조 방법.A continuous casting method of steel, characterized in that the average current density is 3 to 200 A / m 2 . 청구항 1 또는 4에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 한쪽의 전극의 극성과 대극의 극성이 펄스 형상의 파형으로 변화하여 전환되는 것을 특징으로 하는 강의 연속 주조 방법.And the polarity of the one electrode and the polarity of the opposite electrode are changed and converted into a waveform of a pulse shape. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 한쪽의 전극의 극성과 대극의 극성이 펄스 형상의 파형으로 변화하여 전환되는 것을 특징으로 하는 강의 연속 주조 방법.And the polarity of the one electrode and the polarity of the opposite electrode are changed and converted into a waveform of a pulse shape.
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