KR101940989B1 - Continuous casting method of steel with high Al content by using hybrid operation of liquid and solid mold flux - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융 및 고상 몰드 플럭스의 하이브리드 조업을 이용한 고 Al 함유 강의 연속 주조 방법에 관한 것으로, 1.5 중량% 이상의 고 Al 강의 주조 시 포캐스트 조업 법을 통해 용융 플럭스를 투입하여 25 내지 35 mm의 초기 슬래그 풀(pool)을 확보한 후, 고상 플럭스를 추가로 투입하여 슬래그 물성변화를 최소화하여 연속주조가 가능하고 주편의 품질 향상을 제공할 수 있다.The present invention relates to a continuous casting method of a high-Al-content steel using a hybrid operation of a molten and solid-phase mold flux, wherein a molten flux is injected through a cast- After securing a slag pool, additional solid phase flux is added to minimize slag physical property changes, thereby enabling continuous casting and quality improvement of the cast steel.
Description
본 발명은 1.5 중량% 이상의 고 Al 강의 주조 시 포캐스트 조업 법을 통해 용융 플럭스를 투입하여 25 내지 35 mm의 초기 슬래그 풀(pool)을 확보한 후, 고상 플럭스를 추가로 투입하여 슬래그 물성변화를 최소화하여 연속주조가 가능하고 주편의 품질 향상을 제공하는 용융 및 고상 몰드 플럭스의 하이브리드 조업을 이용한 고 Al 함유 강의 연속 주조 방법에 관한 것이다.
In the present invention, a molten flux is injected through a cast-casting method when casting a high-Al steel of 1.5 wt% or more to secure an initial slag pool of 25 to 35 mm, and then a solid phase flux is further added to change slag properties A1 The present invention relates to a continuous casting method of a high-Al-content steel using a hybrid operation of a molten and solid-phase mold flux capable of minimizing continuous casting and improving the quality of cast steel.
일반적으로 제강 공정은 용선 예비처리 공정, 전로 정련 공정, 이차 정련 공정 및 연속주조 공정 순으로 진행된다. Generally, the steelmaking process proceeds in the order of the iron pre-treatment process, the converter refining process, the secondary refining process, and the continuous casting process.
연속주조 공정은 국내 특허출원 제2006-0056666호를 참조하여 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(Tundish; 1) 내의 용강(4)을 침지노즐(2)을 통해 몰드(3) 내에 주입하여 일정 형상의 주편으로 제조하며, 이때 수냉되는 몰드(3)와 접촉된 표면만이 응고된 얇은 주편인 응고 셀(Shell; 5)과 몰드(3)간의 마찰에 의해 응고 셀(5)이 파단되는 브레이크 아웃(Breakout) 현상을 막기 위해 윤활제로서 분말 또는 과립 형상의 합성 슬래그(Slag)인 몰드 플럭스(Mold Flux; 7)를 투입하게 된다.1, a molten steel 4 in a tundish 1 is introduced into a mold 3 through an
도 2를 참조하여 연속주조 몰드(10) 내에서 몰드 플럭스의 기능을 보다 자세히 살펴보기로 한다. 몰드 플럭스는 윤활 기능과 함께 주편에서 몰드(10)로의 열유속을 제어하는 전열 제어 기능을 갖고 있다. 즉, 몰드 플럭스는 연속주조 몰드(10) 내의 용강(90) 위로 투입되어 몰드 플럭스 파우더층(20), 소결층(30), 액상층(40) 즉, 미용융층, 반용융층, 용융슬래그층을 형성하면서 용융하게 되고, 이 용융슬래그가 상하로 진동하는 몰드(10)와 응고 셀(80)간의 틈 사이로 유입되어 얇은 막인 몰드 플럭스 필름(50, 60) 즉, 슬래그 필름(Slag Film)을 형성한다.Referring to FIG. 2, the function of the mold flux in the
몰드 플럭스 필름(50, 60)은 다시 2가지 상으로 나누어 지는데, 몰드(10)에 가까운 쪽은 응고되어 고상(50)의 유리질(Glass) 혹은 결정질(Crystalline)로 존재하며, 응고 셀(80)에 가까운 쪽은 액상(60)으로 존재한다. 이와 같은 몰드 플럭스 필름(50, 60)은 주편에서 몰드로의 열전달을 결정하는 가장 중요한 인자이며, 특히 고상의 몰드 플럭스 필름(50)이 결정질(Crystalline)로 존재할 경우 전열량(Heat Flux Density)을 현저히 낮추는 효과를 나타내게 된다.The
연속 주조에서 몰드 플럭스(mold flux)의 기능은 몰드 상부의 경우 용강의 재산화를 방지하여 공기와 용강 반응을 억제하고, 탕면을 보온하여 용강의 급격한 온도 하락을 방지하며, 개재물을 흡수하여 강 중 개재물의 부상 후 슬래그로 분리된다. 몰드와 쉘(shell) 사이에서는 액상 필름을 형성하여 응고 쉘과 몰드간 윤활작용을 제어하고, 고상 필름을 형성하여 용강에서 몰드로 열전달을 제어한다.The function of mold flux in continuous casting prevents molten steel from being reoxidized in the upper part of the mold, suppressing air and molten steel reaction, preventing sudden drop in temperature of molten steel by warming the molten steel, absorbing inclusions, After the inclusion is lifted, it is separated into slag. A liquid film is formed between the mold and the shell to control the lubrication action between the solidification shell and the mold and control the heat transfer from the molten steel to the mold by forming a solid film.
종래 파우더(powder) 조업은 고상 파우더를 투입하는 것으로, 몰드 고착층(slag bear) 때문에 유입 채널이 협소하여 네거티브 스트립(negative strip)이 필수이고 오실레이션 마크(OSM: oscillation mark)와 후크(hook)가 형성되며, 파우더 승온/용융에 필요한 열량은 탕면 용강이 공급하여 후크 깊이가 증가한다. 또한 용강 온도를 보존하기 위해 파우더 내에 유리탄소(free carbon)를 사용하여 몰드 플럭스의 용융 속도를 조절하나, 탄소 픽업(pick up)이 발생하며, 고속 주조시 미용융 파우더 혼입으로 브레이크 아웃(breakout)이 발생하고, 탕면 조업 현황 관측 및 제어가 불가능한 단점이 있다. Conventional powder operation is the injection of solid phase powder. Because of the slag bear, the inlet channel is narrow and the negative strip is essential and the oscillation mark (OSM) And the amount of heat required for heating / melting of the powder is supplied by the molten metal to increase the depth of the hook. In order to preserve the molten steel temperature, free carbon is used in the powder to control the melting rate of the mold flux, but carbon pick up occurs and breakout occurs due to incorporation of unhardened powder during high speed casting, And there is a disadvantage in that it is impossible to observe and control the operation status of the bath surface.
이에 비해, 포캐스트(POCAST) 조업 법을 이용한 액상 조업은 고온의 액상 플럭스를 투입하는 것으로, 고착층 형성 방지로 유입 채널이 확대되고 네거티브 스트립 극소화로 oscillation mark과 후크의 깊이가 저감되며, 몰드 외부에서 용융시킨 몰드 플럭스를 투입하여 탕면 보온성 향상으로 후크 저감 및 개재물 신속 흡수가 가능하고, 탄소 픽업 발생원(source) 제거로 탄소 제어능이 향상되며, 액상 풀(pool) 두께를 자유로이 제어할 수 있고, 탕면 레벨, 표면 유속, 개재물 분리부상을 직접 관측 제어할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 1500℃ 이상의 용강 온도와 이와 접촉된 고온의 용융 슬래그 풀 층의 복사 때문에 열방출이 있어 탕면 보온성 향상을 위해 보온재를 사용하고 있어 탕면 직접 관찰이 사실상 어렵다.On the other hand, the liquid operation using the POCAST method employs a high-temperature liquid flux to prevent the formation of the fixing layer, thereby expanding the inflow channel and minimizing the negative strip, thereby reducing the oscillation mark and the depth of the hook, , It is possible to reduce the hook and the quick absorption of inclusions by improving the hot surface warming ability by injecting the molten mold flux, improve the carbon control ability by removing the carbon pickup source, freely control the thickness of the liquid pool, Level, surface velocity, and inclusion separator can be directly observed and controlled. However, since the molten steel temperature of 1500 ° C or more and the high-temperature molten slag full layer in contact with it is heat-radiating due to the radiation of heat, a thermal insulator is used to improve the warming property of the hot-
연속주조 공정에서 고 Al 강(Al ≥ 1.5 중량%) 생산을 위해, 고상 플럭스를 사용하는 경우, 고상 플럭스 투입 시 10 mm 이하의 얇은 슬래그 풀(pool)이 형성되어 이러한 고상 플럭스의 사용은 초기 충분한 슬래그 풀을 확보하지 못하고 중심(center) 부위에서 슬래그 풀이 10 mm 이하인 상태에서 강/슬래그 4[Al](용강)+3(SiO2)(슬래그)?3[Si]+2(Al2O3) 반응이 진행되고 슬래그 중으로 Al2O3 픽업이 증가하여 초기 슬래그 풀의 물성변화가 급격히 진행된다. 또한, 슬래그 베어(slag bear)의 형성은 용강과 닿기 쉬어 유리탄소와 접촉가능성이 높아져 카본 픽업(pickup)이라는 단점이 있다. 따라서, 물성이 변화된 슬래그 풀은 플럭스로서의 기능, 예컨대, 윤활능 및 수평 열 전달이 저해되어 고 Al 강의 연속주조를 어렵게 한다. 이를 위해 슬래그 풀의 물성변화를 최소화하기 위해 초기 충분한 슬래그 풀을 확보하는 것이 요구된다.For the production of high Al steels (Al ≥ 1.5% by weight) in the continuous casting process, when solid flux is used, a thin slag pool of less than 10 mm is formed at the time of solid phase flux input, Slag 4 [Al] (molten steel) +3 (SiO 2 ) (slag)? 3 [Si] +2 (Al 2 O 3 ) where the slag pool is not more than 10 mm at the center without securing the slag pool. ) And the Al 2 O 3 pickup increases in the slag, and the physical properties of the initial slag pool rapidly change. In addition, the formation of the slag bear has a disadvantage of being in contact with the molten steel and thus in contact with the glass carbon, resulting in a carbon pickup. Therefore, the slag pool in which the physical properties are changed has a function as a flux, for example, lubricity and horizontal heat transfer are inhibited, making continuous casting of high Al steel difficult. For this purpose, it is required to secure an initial sufficient slag pool in order to minimize changes in the physical properties of the slag pool.
또한, 포캐스트 조업 법을 이용하여 고 Al 강을 주조하는 경우, 30 내지 35 mm 정도의 초기 슬래그 풀이 형성되므로 강/슬래그 반응에 의한 슬래그 물성변화를 최소화하여 연속 주조가 가능하게 한다. 그러나, 연속 주입이 되지 않을 경우 슬래그 물성변화가 급격히 진행되는 단점이 있기 때문에 슬래그 풀에 지속적으로 액상 슬래그를 공급하는 것이 중요하다.
Also, when casting a high Al steel by using the cast casting method, an initial slag pool of about 30 to 35 mm is formed, thereby making continuous casting possible by minimizing changes in slag properties due to a steel / slag reaction. However, it is important to continuously supply the slag to the slag pool because there is a disadvantage in that the change of the slag property proceeds rapidly when the continuous injection is not performed.
본 발명의 목적은 용융 플럭스를 사용하여 충분히 두껍게 초기 슬래그 풀을 형성하도록 하여 강/슬래그 반응에도 슬래그 풀의 물성 변화를 최소화 하고, 유리탄소 함량을 제어한 고상 플럭스를 연속 공급하여 고 Al 강을 연속 주조하는 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for forming an initial slag pool by using a molten flux so as to minimize the change in physical properties of the slag pool even in a steel / slag reaction, continuously supplying solid- To provide a method of casting.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 용강 중 Al 함량이 1.5 중량% 이상인 고 Al 강의 연속 주조 방법에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a continuous casting method of high Al steel having an Al content of 1.5 wt% or more in molten steel,
몰드 플럭스의 용융물을 몰드에 투입하여 슬래그 풀을 형성하는 단계; 및Injecting a melt of the mold flux into a mold to form a slag pool; And
유리탄소를 함유하는 고상 몰드 플럭스를 몰드에 투입하여 상기 슬래그 풀 상부에 고상 몰드 플럭스를 도포하는 단계를 포함하는 고 Al 강의 주조 방법을 제공한다.And injecting a solid mold flux containing free carbon into a mold to apply a solid mold flux onto the slag pool.
상기 슬래그 풀은 25 내지 35 mm의 두께로 형성될 수 있다.The slag pool may be formed to a thickness of 25 to 35 mm.
본 발명의 일 구체예에 따른 고 Al 함유 초고강도강판(TWIP) 주조용 몰드 플럭스는 SiO2 31 내지 37 중량부, CaO 21 내지 27 중량부, MgO 1 내지 5 중량부, Al2O3 4 내지 9 중량부, Na2O 12 내지 16 중량부, Li2O 1 내지 5 중량부 및 F 7 내지 12 중량부를 포함할 수 있다.One high-Al-containing ultra-high strength steel plate (TWIP) casting mold flux according to an embodiment of the invention SiO 2 31 to 37 parts by weight, CaO 21 to 27 parts by weight, MgO 1 to 5 parts by weight, Al 2 O 3 4 to 9 to 12 parts by weight of Na 2 O, 1 to 5 parts by weight of Li 2 O and 7 to 12 parts by weight of F. [
상기 몰드 플럭스의 염기도는 0.4 내지 1.0, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 0.9, 가장 바람직하게는 0.6 내지 0.8이다.The basicity of the mold flux is 0.4 to 1.0, more preferably 0.5 to 0.9, and most preferably 0.6 to 0.8.
상기 몰드 플럭스의 응고온도는 1,000~1,050℃이다.The solidification temperature of the mold flux is 1,000 to 1,050 ° C.
상기 몰드 플럭스의 결정질률은 0.1 내지 7%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 6%, 가장 바람직하게는 1 내지 5%이다.The crystalline flux of the mold flux is 0.1 to 7%, more preferably 0.5 to 6%, and most preferably 1 to 5%.
상기 유리탄소는 고상 몰드 플럭스 100 중량부에 대해 1.5 내지 2.5 중량부로 포함될 수 있다.
The glass carbon may be contained in an amount of 1.5 to 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid-state mold flux.
본 발명은 포캐스트 조업 법을 이용한 고 Al 강 주조 시 용융 몰드 플럭스를 투입하여 초기 슬래그 풀을 충분히 확보하고, 이어 고상 몰드 플럭스를 투입하여 지속적으로 슬래그 pool에 액상 슬래그를 공급하여 강/슬래그 반응에 의한 슬래그 물성 변화를 최소화 하여 연속 주조가 가능하게 하며, 주편의 품질을 향상 시킬 수 있다.
In the present invention, a molten mold flux is injected during high-Al steel casting using the cast casting method to secure an initial slag pool, and then a solid mold flux is continuously supplied to supply a slag to the slag pool, And the quality of the cast steel can be improved.
도 1은 일반적인 연속주조 공정을 설명하기 위한 개략도이다
도 2는 연속주조 몰드 내 몰드 플럭스의 존재 형태를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 몰드 플럭스의 주입 중단에 의한 Al2O3 성분 변화를 통해 살펴 본 슬래그 물성 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 고상 몰드 플럭스 내 유리탄소의 함량 별 고상 몰드 플럭스의 연속 공급에 의한 슬래그 풀의 두께를 비교한 것이다. 1 is a schematic view for explaining a general continuous casting process
Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the existence of the mold flux in the continuous casting mold. Fig.
FIG. 3 is a graph showing a change in slag physical properties as a result of Al 2 O 3 component change due to stopping injection of mold flux according to one embodiment of the present invention.
4 is a graph comparing the thicknesses of slag pools by continuous supply of solid mold fluxes according to the content of free carbon in a solid mold flux according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 용강 중 Al 함량이 1.5 중량% 이상인 고 Al 강의 연속 주조 방법에 있어서,The present invention relates to a continuous casting method for high Al steels having an Al content of 1.5 wt% or more in molten steel,
몰드 플럭스의 용융물을 몰드에 투입하여 슬래그 풀을 형성하는 단계; 및Injecting a melt of the mold flux into a mold to form a slag pool; And
유리탄소를 함유하는 고상 몰드 플럭스를 몰드에 투입하여 상기 슬래그 풀 상부에 고상 몰드 플럭스를 도포하는 단계를 포함하는 고 Al 강의 주조 방법에 관한 것이다. And injecting a solid mold flux containing free carbon into a mold to apply a solid mold flux to the upper part of the slag pool.
본 발명의 고 Al 강의 주조방법은 포캐스트 조업 법에 따른 고 Al 강 주조 시, 용융 몰드 플럭스를 사용하여 초기 슬래그 풀의 두께를 25 내지 35 mm로 충분히 확보한 다음, 슬래그 풀의 물성 변화를 최소화 하기 위해, 용융 몰드 플럭스를 연속 공급하는 대신 유리탄소를 함유하는 고상 몰드 플럭스를 투입하여 상기 슬래그 풀 상부에 고상 몰드 플럭스가 도포되도록 함으로써 초기 슬래그 풀 두께을 유지하면서 강/슬래그 반응에 의한 슬래그 물성 변화를 최소화 하여 연속 주조가 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.In the casting method of the high Al steel of the present invention, in the casting of the high Al steel according to the cast casting method, the initial slag pool thickness is sufficiently secured to 25 to 35 mm by using the molten mold flux and then the change of the physical properties of the slag pool is minimized A solid mold flux containing glass carbon is put in place instead of continuously supplying the molten mold flux to allow the solid mold flux to be applied to the upper part of the slag pool to change the slag physical properties by the steel / slag reaction while maintaining the initial slag pool thickness So that continuous casting can be performed.
상기 슬래그 풀 상부에 액상 플럭스를 연속 투입할 경우 25 내지 35 mm 두께의 슬래그 풀이 지속 유지할 수 있으나, 포캐스트를 사용하는 번거로운 조업을 줄이고 간편한 고상 파우더 조업을 통해서도 25 내지 35 mm의 슬래그 풀을 확보할 수가 있어서 슬래그 자체의 물성변화를 최소화 시킬 수 있다. When the liquid flux is continuously supplied to the upper part of the slag pool, the slag pool having a thickness of 25 to 35 mm can be maintained. However, it is possible to reduce troublesome operation using the focast and to secure a slag pool of 25 to 35 mm through a simple solid- So that the change in physical properties of the slag itself can be minimized.
상기 슬래그 풀은 기존의 고상 몰드 플럭스를 투입하여 형성되는 10 mm 이하의 두께에 비해 비교적 두꺼운 25 내지 35 mm, 보다 바람직하게는 30 내지 35 mm의 두께로 형성될 수 있다. 강/슬래그 반응 속도가 일정할 때, 슬래그 풀의 두께가 두꺼울수록 슬래그의 물성 변화가 작은데, 슬래그 풀의 두께가 25 mm 미만이 될 경우 용강의 유동 때문에 단변부쪽에서 나탕(액상 슬래그가 용강류에 밀려나 용강이 공기에 바로 노출이 되는) 상태가 되어 용강 재산화가 발생되므로, 나탕이 발생이 되지 않으면서 슬래그 물성변화를 최소로 하기 위해 25 내지 35 mm, 보다 바람직하게는 30 내지 35 mm의 풀 두께가 필요하다.The slag pool may be formed to have a relatively thick thickness of 25 to 35 mm, more preferably 30 to 35 mm, compared to a thickness of 10 mm or less formed by injecting a conventional solid-phase mold flux. When the thickness of the slag pool is less than 25 mm, the flow of the molten steel causes the liquid slag to flow into the molten steel The molten steel is directly exposed to the air), so that molten steel is reoxidized. Therefore, in order to minimize the change of the slag physical properties without causing any aggravation, a pool thickness of 25 to 35 mm, more preferably 30 to 35 mm .
상기 몰드 플럭스는 주조 속도 등 주조 조건의 변화와 용강 성분의 다양화에 따라 그 성분 함량을 적절히 조정하여 적정한 물성을 나타내도록 당업자 수준에서 적절히 선택하여 사용할 수 있어 특별히 제한하지 않는다. The mold flux is not particularly limited as it can be appropriately selected and used at the level of a person skilled in the art to appropriately adjust the content of the molten steel according to the change of the casting condition and the molten steel component such as the casting speed.
상기 용융 몰드 플럭스와 고상 몰드 플럭스는 상술한 바와 같은 이유로 당업자 수준에서 적절히 선택하여 사용할 수 있고, 유리탄소 함유 여부를 제외하고는 조성과 구성성분이 같거나 상이할 수 있다. The molten mold flux and the solid mold flux can be appropriately selected and used at the level of those skilled in the art for the reasons described above, and the composition and constituent components may be the same or different, except for the presence of free carbon.
예컨대, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 고 Al 함유 초고강도강판(TWIP) 또는 경량합금강판을 주조하기 위해, SiO2 31 내지 37 중량부, CaO 21 내지 27 중량부, MgO 1 내지 5 중량부, Al2O3 4 내지 9 중량부, Na2O 12 내지 16 중량부, Li2O 1 내지 5 중량부 및 F 7 내지 12 중량부를 포함하는 몰드 플럭스를 사용할 수 있다. 이 경우, 용융 몰드 플럭스와 고상 몰드 플럭스의 조성과 구성성분은 고상 플럭스가 유리탄소를 함유하는 점을 제외하고는 동일하다.For example, according to one embodiment of the present invention, 31 to 37 parts by weight of SiO 2 , 21 to 27 parts by weight of CaO and 1 to 5 parts by weight of MgO are mixed for casting a super high strength steel sheet (TWIP) 4 to 9 parts by weight of Al 2 O 3 , 12 to 16 parts by weight of Na 2 O, 1 to 5 parts by weight of Li 2 O and 7 to 12 parts by weight of F can be used. In this case, the compositions and constituents of the molten mold flux and solid mold flux are the same except that the solid phase flux contains free carbon.
CaO와 SiO2는 몰드 플럭스의 염기도를 조성하는 성분으로, CaO 21 내지 27 중량부, SiO2 31 내지 37 중량부, 더욱 바람직하게는 CaO 22 내지 26 중량부, SiO2 32 내지 36 중량부, 가장 바람직하게는 CaO 23 내지 25 중량부, SiO2 33 내지 35 중량부가 포함된다.CaO and SiO 2 constitute the basicity of the mold flux and contain 21 to 27 parts by weight of CaO, 31 to 37 parts by weight of SiO 2 , more preferably 22 to 26 parts by weight of CaO, 32 to 36 parts by weight of SiO 2 , preferably it comprises adding CaO 23 to 25 parts by weight, SiO 2 33 to 35 wt.
CaO의 함량이 21 중량부 미만일 때에는 염기도가 극도로 낮아서 고상 슬래그 필름이 모두 유리질 필름을 형성하여 열전달이 너무 커지므로 크랙 형성에 유리한 조건이 되어 불리하고, 28 중량부를 초과할 경우에는 용강과의 반응에 의해 SiO2가 소모되어 염기도가 높아져 고온 결합물의 형성이 시작될 수 있다.When the content of CaO is less than 21 parts by weight, the basicity is extremely low, so that all the solid slag films form a glassy film and the heat transfer becomes too large, which is a favorable condition for crack formation. If the content exceeds 28 parts by weight, the SiO 2 is consumed by the high-temperature bonding can be started the formation of higher basicity.
SiO2의 함량은 CaO와 연계되어 염기도(CaO/SiO2)를 결정하는 성분으로 염기도가 1 이하인 경우 고상 플럭스의 유리질 형성이 잘되고, 염기도가 1 이상인 경우 고상 플럭스의 결정질 형성에 유리하다. 때문에 강/슬래그 반응에 의해 염기도 1~1.2 성분계가 되도록 설계하는 것이 중요하여 염기도를 0.6~0.8 사이가 되도록 SiO2의 함량을 채택하였다.The content of SiO 2 is a component that determines the basicity (CaO / SiO 2) in association with CaO. When the basicity is less than 1, the vitreous phase of the solid phase flux is formed well, and when the basicity is 1 or more, it is advantageous for the formation of the solid phase flux. Therefore, it is important to design the base to have a basicity of 1 to 1.2 by the steel / slag reaction, so that the content of SiO 2 is adopted so that the basicity is between 0.6 and 0.8.
MgO는 점도와 용융점의 조정을 위해 첨가되며, 몰드 플럭스 전체 중량에 대하여 바람직하게는 MgO 1 내지 5 중량부, 더욱 바람직하게는 MgO 2 내지 4 중량부, 가장 바람직하게는 MgO 2.5 내지 3.5 중량부가 포함된다. MgO의 함량이 5 중량부를 초과할 경우 불규칙한 결정상인 MgSiO4가 형성되어 열전도의 조정 기능의 수행에서 불리해질 수 있다.MgO is added for adjusting the viscosity and melting point, and preferably 1 to 5 parts by weight, more preferably 2 to 4 parts by weight, and most preferably, 2.5 to 3.5 parts by weight of MgO are added to the total weight of the mold flux do. When the content of MgO is more than 5 parts by weight of an irregular crystalline phase MgSiO 4 is formed it may be a disadvantage in performing the adjustment of the thermal conductivity.
Al2O3은 몰드 플럭스의 점도를 조절하는 성분으로, 몰드 플럭스 전체 중량에 대하여 바람직하게는 Al2O3 4 내지 9 중량부, 더욱 바람직하게는 Al2O3 5 내지 8 중량부, 가장 바람직하게는 Al2O3 6 내지 7 중량부가 포함된다. Al2O3의 함량이 9 중량부를 초과할 경우, 몰드 플럭스의 점도가 과도하게 증가하고 용강 내의 비금속 개재물 흡수능이 저하된다. 따라서 점도를 증가시키려면 Na2O 성분을 감소시키고 Al2O3 성분을 증가시키며, 점도를 감소시키려면 Na2O 성분을 증가시키고 Al2O3 성분을 감소시키는 것이 바람직하다.Al 2 O 3 is the Al 2 O 3 5 to 8 parts by weight, most preferably as a component for adjusting the viscosity of the mold flux, mold flux total weight of the preferably Al 2 O 3 4 to 9 parts by weight, more preferably And 6 to 7 parts by weight of Al 2 O 3 . When the content of Al 2 O 3 exceeds 9 parts by weight, the viscosity of the mold flux excessively increases and the ability to absorb nonmetal inclusions in the molten steel is lowered. Therefore, it is desirable to increase the viscosity to reduce the Na 2 O component and increases the Al 2 O 3 component, to decrease the viscosity increasing the Na 2 O component and decreasing the Al 2 O 3 component.
Na2O는 몰드 플럭스의 용융점을 제어하기 위해 조성되는 성분으로, 몰드 플럭스 전체 중량에 대하여 바람직하게는 Na2O 9 내지 16 중량부, 더욱 바람직하게는 Na2O 10 내지 16 중량부, 가장 바람직하게는 Na2O 14.5 내지 15.5 중량부가 포함된다.Na 2 O is a component to control the melting point of the mold flux and is preferably Na 2 O 9 to 16 parts by weight, more preferably 10 to 16 parts by weight, and most preferably Na 2 O, based on the total weight of the mold flux 14.5 to 15.5 parts by weight of Na 2 O is included.
Na2O의 함량이 너무 적을 경우 몰드 플럭스의 점도와 표면 장력이 지나치게 높아지게 되는 문제점이 있으며, 너무 많을 경우 몰드 플럭스의 용융점이 낮아져 점도와 표면 장력이 지나치게 저하되므로, 용강 혼입의 억제 효과를 현저히 저하시킨다.If the content of Na 2 O is too small, there is a problem that the viscosity and surface tension of the mold flux become too high. If the content is too large, the melting point of the mold flux is lowered and the viscosity and surface tension are excessively lowered. .
Li2O는 몰드 플럭스의 용융점, 점도 열전도도 등을 제어하는 성분으로, 몰드 플럭스 전체 중량에 대하여 바람직하게는 Li2O 1 내지 5 중량부, 더욱 바람직하게는 Li2O 2 내지 4 중량부, 가장 바람직하게는 Li2O 2.5 내지 3.5 중량부가 포함된다.Li 2 O is a component for controlling the melting point and viscosity thermal conductivity of the mold flux and is preferably Li 2 O to 5 parts by weight, more preferably Li 2 O 2 to 4 parts by weight based on the total weight of the mold flux, And most preferably from 2.5 to 3.5 parts by weight of Li 2 O.
F는 연주 조업시 결정질 몰드 슬래그 필름을 확보하여 전열량을 억제하도록 Cuspidine(3CaO-2SiO2-CaF2)을 주된 결정상으로 정출하는 성분으로, 몰드 플럭스의 용융점을 제어하기 위해 조성되는 성분으로, 몰드 플럭스 전체 중량에 대하여 바람직하게는 F는 7 내지 12 중량부, 더욱 바람직하게는 F는 8 내지 11 중량부, 가장 바람직하게는 F는 9.5 내지 10.5 중량부가 포함된다.F is a component to crystallize Cuspidine (3CaO-2SiO 2 -CaF 2 ) as a predominant crystal phase and to control the melting point of the mold flux by securing a crystalline mold slag film during casting operation, F is preferably 7 to 12 parts by weight, more preferably 8 to 11 parts by weight, and most preferably F is 9.5 to 10.5 parts by weight based on the total weight of the flux.
F의 함량이 7 중량부 미만인 경우 윤활을 위한 점도치가 확보되지 않으며, 12 중량부를 초과할 경우 몰드 플럭스의 점도가 너무 낮아져서 소모량이 급증하고, 주편의 표면 결함을 야기할 수 있다.If the content of F is less than 7 parts by weight, the viscosity value for lubrication can not be secured. If the content of F exceeds 12 parts by weight, the viscosity of the mold flux becomes too low and the consumption amount is increased, which may cause surface defects of the cast steel.
또한, 유리탄소는 용융속도를 제어하기 위해 사용하는데, 고상 몰드 플럭스에 대해 1.5 내지 2.5 중량부로 포함되는 것이 좋다. In addition, the glass carbon is used to control the melting rate, and it is preferable that the glass carbon is included in 1.5 to 2.5 parts by weight based on the solid mold flux.
종래 고상 몰드 플럭스를 사용하는 조업에서는 유리탄소를 2.6 내지 5 중량부를 도포하며, 슬래그 풀은 10 mm 이하로 확보할 수 있다. 주조 초기(1 charge)는 이보다 더 얇은 3 내지 6 mm 두께의 슬래그 풀이 형성된다. 이런 얇은 슬래그 풀 층은 고 Al 함유 강의 Al과 슬래그 중 SiO2의 반응에 쉽게 물성변화가 진행이 된다. 따라서, 초기 포캐스트 조업 법을 이용해 슬래그 풀 층을 충분히 확보하여 강/슬래그 반응에 의한 슬래그 물성 변화를 최소화하는 것이 필요하다. 몰드 플럭스의 소모량은 유리탄소 2.6 내지 5 중량부 도포 시 0.25 내지 0.3 kg/m2으로 지속 유지되는데, 유리탄소의 함량이 많은 경우 플럭스의 용융속도(melting rate)가 줄어들어 초기 확보된 슬래그 풀 두께를 유지하는 것이 어려울 수 있다. In the conventional operation using the solid-state mold flux, 2.6 to 5 parts by weight of free carbon is applied, and the slag pool can be secured to 10 mm or less. At the beginning of the casting (1 charge), a thinner slag pool of 3 to 6 mm thickness is formed. Such a thin slag grass layer is easily changed in the reaction of Al in the high-Al-containing steel with SiO 2 in the slag. Therefore, it is necessary to minimize the change of slag properties by steel / slag reaction by securing enough slag pool layer by using early forcast method. The consumption of the mold flux is maintained at 0.25 to 0.3 kg / m 2 when 2.6 to 5 parts by weight of the free carbon is applied. When the content of free carbon is large, the melting rate of the flux is reduced, It can be difficult to keep.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 초기 슬래그 풀 형성(1 charge) 이후 4연 연주 기준(4 charge) 유리탄소 함량이 1.5 내지 2.5 중량부인 고상 몰드 플럭스를 투입한 경우, 슬래그의 두께는 각각 15 mm, 10 mm 정도이므로 슬래그 물성변화 최소화를 위해 지속적인 25 내지 35 mm의 슬래그 풀의 확보가 가능하다.According to one embodiment of the present invention, when a solid mold flux having a free carbon content of 1.5 to 2.5 parts by weight based on 4 charge (4 charge) after initial slag pool formation (1 charge) is charged, the thickness of the slag is 15 mm , And 10 mm, it is possible to secure a continuous slag pool of 25 to 35 mm in order to minimize changes in slag properties.
따라서, 고 Al 강 주조 시 초기 확보된 슬래그 풀 층의 지속 유지를 위해 용융속도를 높이기 위해 유리탄소는 고상 몰드 플럭스 100 중량부에 대하여 1.5 내지 2.5 중량부를 함유하도록 슬래그 풀 위에 도포하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to maintain the slag pool layer initially secured at the time of high Al steel casting, it is preferable to coat the slag grass with 1.5 to 2.5 parts by weight of free carbon per 100 parts by weight of the solid phase flux in order to increase the melting rate.
상기 몰드 플럭스의 염기도는 SiO2와 CaO 성분의 수치 한정한 영향으로, 0.4 내지 1.0, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 0.9, 가장 바람직하게는 0.6 내지 0.8이다.The basicity of the mold flux is 0.4 to 1.0, more preferably 0.5 to 0.9, and most preferably 0.6 to 0.8, due to the numerical limited influence of SiO 2 and CaO components.
염기도가 0.4 미만인 경우 고상 필름이 유리질로 형성되어 열전달이 커져 전열 불안정성이 커지므로 주편 크랙이 발생되기 쉽고, 염기도가 1.0을 초과하는 경우 반응 후상대적으로 많아진 CaO의 함량에 의해 고융점 화합물이 형성될 수 있다.When the basicity is less than 0.4, the solid film is formed of vitreous material and the heat transfer becomes large to increase the instability of the heat. Therefore, cracks tend to occur in the cast steel. When the basicity exceeds 1.0, a high melting point compound is formed due to the relatively increased CaO content after the reaction .
상기 몰드 플럭스의 응고온도는 1,000~1,050℃이다. 응고온도가 중요한 이유는 TWIP강 액상선온도가 1420℃로 탄소강 대비 100℃ 가량 낮은데, 탄소강의 플럭스의 응고온도 1100~1150℃ 대비 100℃ 낮게 설계하지 않을 경우, 응고가 빨리 진행되어 플럭스의 윤활기능에 문제가 발생될 수 있기 때문이다. 응고온도가 너무 낮을 경우 면세로 크랙에 취약하고, 응고온도가 너무 높을 경우 몰드 상부에서 윤활능이 떨어지게 되기 때문이다.The solidification temperature of the mold flux is 1,000 to 1,050 ° C. The reason why the solidification temperature is important is that the temperature of the liquid phase of TWIP steel is 1420 ℃, which is about 100 ℃ lower than that of carbon steel. If the temperature of the carbon steel is not 100 ℃ lower than the coagulation temperature of 1100 ~ 1150 ℃, The problem may arise. If the coagulation temperature is too low, it is vulnerable to cracking due to duty-free. If the coagulation temperature is too high, the lubricating ability at the upper part of the mold is lowered.
상기 몰드 플럭스의 결정질률은 0.1 내지 7%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 6%, 가장 바람직하게는 1 내지 5%이다. 플럭스 결정화가 중요한 이유는 TWIP강이 중탄소강은 아니나, 크랙에 민감하여 냉각시 균일냉각이 필수적이기 때문이다. 결정질률이 너무 낮을 경우 유리질 강냉특성을 나타내서 전열 불안정을 초래하여 면세로크랙이 발생될 수 있기 때문에 전열이 안정될 수 있도록 필름에서 결정질이 형성될 수 있는 조성계를 도출하는 것이 좋다.The crystalline flux of the mold flux is 0.1 to 7%, more preferably 0.5 to 6%, and most preferably 1 to 5%. Flux crystallization is important because TWIP steel is not medium carbon steel, but is sensitive to cracks and uniform cooling is essential during cooling. If the crystallinity is too low, it may cause glass instability and lead to heat instability, which may cause cracking due to exemption. Therefore, it is preferable to derive a composition system capable of forming crystalline in the film so that the heat can be stabilized.
상기 고 Al 함유 초고강도강판(TWIP) 또는 경량합금강판 주조용 몰드 플럭스는 염기도를 증가시켜 결정질을 형성시킴으로써 플럭스의 균일 완냉형 특징을 부가하고, 응고온도를 증가시켜 면세로크랙 발생을 억제하여 전열안정화를 향상시킬 수 있다. 즉 몰드 플럭스의 염기도 및 응고온도가 상향되도록, 성분계를 조정하여 강냉형에서 균일 완냉형 플럭스로 조성을 설계함으로써 몰드 전열을 안정화하고, 이에 따라 주조 완주율 및 열연 투입 가능한 주편 실수율을 향상시킬 수 있다.
The mold flux for high Al-containing super high strength steel plate (TWIP) or light alloy steel plate is increased in basicity to form crystalline, thereby imparting uniform uniform cooling characteristics of the flux and increasing the coagulation temperature, Stabilization can be improved. That is, the basicity and coagulation temperature of the mold flux are increased, so that the composition of the uniformly cooled type flux is stabilized by adjusting the component system so as to stabilize the heat transfer of the mold, thereby improving the casting completion rate and the casting rate.
본 발명의 고 Al 강의 주조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The casting method of the high Al steel of the present invention will be described in detail as follows.
먼저, 강판의 종류에 따라 절적한 조성의 몰드 플럭스를 몰드 플럭스 용해장치에서 용융시킨다. 용해장치는 예를 들어 몰드 플럭스 공급원과, 이 공급원으로부터 가용해된 액상 상태 또는 과립 혹은 분말 상태의 몰드 플럭스 원료를 수용하는 도가니와, 도가니 둘레에 구비되어 몰드 플럭스를 용융시키기 위한 열선과 같은 몰드 플럭스 가열수단과, 도가니 내에서 원하는 상태로 용해된 용융 몰드 플럭스를 배출하는 배출구와, 배출구를 개폐하여 배출되는 용융 몰드 플럭스의 양을 제어하는 스토퍼를 포함할 수 있다. 스토퍼는 배출구의 상부에서 상하로 이동하여 배출구의 가장자리와 스토퍼의 하단부 사이의 거리를 조절함으로써, 배출되는 용융 몰드 플럭스의 양을 제어할 수 있으며, 이때 스토퍼는 유압 또는 공압 실린더 등에 의해 상하 이동이 정밀하게 제어될 수 있다.First, the mold flux having a predetermined composition is melted in the mold flux melting apparatus depending on the kind of the steel sheet. The dissolving apparatus includes, for example, a mold flux supply source, a crucible for containing a mold flux material in a liquid state or a granular or powder state soluble from the supply source, and a mold flux, such as a hot line for melting the mold flux, An outlet for discharging the molten mold flux dissolved in a desired state in the crucible, and a stopper for controlling the amount of the molten mold flux discharged by opening and closing the outlet. The stopper moves up and down at the upper portion of the discharge port to control the amount of the molten mold flux discharged by adjusting the distance between the edge of the discharge port and the lower end portion of the stopper. Lt; / RTI >
다음, 몰드 플럭스의 용융물을 몰드에 투입한 후 주조한다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(1) 내의 용강(4)을 침지노즐(2)을 통해 몰드(3) 내에 주입하여 일정 형상의 주편으로 제조하는데, 이때 몰드 플럭스 용융물을 연속주조 몰드(3) 내의 미응고 용강(6) 위로 투입하여 25 내지 35 mm 두께의 슬래그 풀을 형성한다. Next, the melt of the mold flux is cast into the mold. Specifically, as shown in Fig. 1, the molten steel 4 in the tundish 1 is injected into the mold 3 through the
상기 슬래그 풀이 형성되면 용융 몰드 플럭스의 투입을 중지하고, 유리탄소를 함유하는 고상 몰드 플럭스를 투입하여 슬래그 풀 상부에 고상 몰드 플럭스가 도포되도록 한다. 이렇게 하면 슬래그 풀에 용융 몰드 플럭스를 연속 공급하여 슬래그 풀을 25 내지 35 mm로 지속 유지할 수 있어 슬래그 물성 변화 최소화에 유리하다. 용융 몰드 플럭스 투입 중단 시 슬래그 풀에 Al2O3 픽업이 급속히 증가하기 시작하므로, 지속적으로 슬래그 풀에 고상 몰드 플럭스로부터 생성되는 액상 플럭스를 공급해 주는 것이 중요하다.
When the slag pool is formed, the injection of the molten mold flux is stopped, and the solid mold flux containing the free carbon is charged to apply the solid mold flux to the upper part of the slag pool. In this way, the molten mold flux is continuously supplied to the slag pool to maintain the slag pool at 25 to 35 mm, which is advantageous in minimizing changes in the slag properties. Since the Al 2 O 3 pickup starts to increase rapidly in the slag pool when the molten mold flux is discontinued, it is important to continuously supply the liquid flux generated from the solid mold flux to the slag pool.
1: 턴디쉬 2: 침지노즐(SEN)
3, 10: 몰드 4: 용강
5, 80: 응고 쉘 6, 90: 미응고 용강
7: 몰드 플럭스 20: 파우더층
30: 소결층 40: 액상층
50, 60: 몰드 플럭스 필름1: Tundish 2: Immersion nozzle (SEN)
3, 10: mold 4: molten steel
5, 80: Solidification shell 6, 90: Non-solidified molten steel
7: Mold flux 20: Powder layer
30: sintering layer 40: liquid phase layer
50, 60: mold flux film
Claims (7)
몰드 플럭스의 용융물을 몰드에 투입하여 25 내지 35 mm 두께의 슬래그 풀을 형성하는 단계; 및
유리탄소를 함유하는 고상 몰드 플럭스를 몰드에 투입하여 상기 슬래그 풀 상부에 고상 몰드 플럭스를 도포하는 단계를 포함하고,
상기 유리탄소는 고상 몰드 플럭스 100 중량부에 대하여 1.5 내지 2.5 중량부를 포함하며,
상기 몰드 플럭스는 SiO2 31 내지 37 중량부, CaO 21 내지 27 중량부, MgO 1 내지 5 중량부, Al2O3 4 내지 9 중량부, Na2O 12 내지 16 중량부, Li2O 1 내지 5 중량부 및 F 7 내지 12 중량부를 포함하는 고 Al 함유 초고강도강판(TWIP) 또는 경량합금강판 주조용 몰드 플럭스인, 고 Al 강의 주조 방법.
In the continuous casting method of high Al steel having an Al content of 1.5 wt% or more in molten steel,
Introducing a melt of the mold flux into a mold to form a slag pool having a thickness of 25 to 35 mm; And
Injecting a solid mold flux containing free carbon into the mold and applying a solid mold flux over the slag pool,
The glass carbon comprises 1.5 to 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid mold flux,
The mold flux is SiO 2 31 to 37 parts by weight, CaO 21 to 27 parts by weight, MgO 1 to 5 parts by weight, Al 2 O 3 4 to 9 parts by weight, Na 2 O 12 to 16 parts by weight, Li 2 O 1 to (TWIP) or a light alloy steel sheet casting mold flux containing 7 to 12 parts by weight of a high-Al-containing high-strength steel sheet (TWIP).
몰드 플럭스의 염기도는 0.4 내지 1.0인, 고 Al 강의 주조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the basic flux of the mold flux is 0.4 to 1.0.
몰드 플럭스의 응고온도는 1,000~1,050℃인, 고 Al 강의 주조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coagulation temperature of the mold flux is 1,000 to 1,050 ° C.
몰드 플럭스의 결정질률은 0.1 내지 7%인, 고 Al 강의 주조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the crystallinity of the mold flux is 0.1 to 7%.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |