KR102138156B1 - 복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법 - Google Patents

복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법 Download PDF

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Abstract

이 복층 주조편의 연속 주조 장치는, 용강 공급 노즐을 갖는 레이들과, 상기 레이들로부터 용강의 공급을 받음과 함께 제1 침지 노즐을 갖는 제1 유지부, 및 상기 제1 유지부와의 사이에 유로를 개재시켜 인접함과 함께 제2 침지 노즐을 갖는 제2 유지부를 갖는 턴디쉬와, 상기 제2 유지부 내의 상기 용강에 소정의 원소를 첨가하는 첨가 기구와, 상기 턴디쉬로부터 상기 용강의 공급을 받는 주형을 구비한다.

Description

복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법
본 발명은, 복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2015년 10월 30일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2015-213678호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
표층과 내층의 성분 조성이 서로 다른 복층 형상의 주조편을 제조하는 시도는 종래부터 행해지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 주형 내의 용융 금속의 풀에, 길이가 상이한 2개의 침지 노즐을, 이들 침지 노즐의 토출 구멍의 깊이 위치가 서로 다르도록 삽입하고, 이종의 용융 금속간에 직류 자장을 인가하여 이들 용융 금속의 혼합을 방지하면서 복층 주조편을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
그러나 상기 특허문헌 1에 개시된 방법에서는, 성분 조성이 상이한 2종류의 용강을 사용하기 때문에, 이들 2종류의 용강을 동일한 타이밍에 제각기 용제하여, 연속 주조 프로세스로 반송할 필요가 있다. 또한, 각 용강의 중간 유지 용기로서, 턴디쉬를 준비할 필요가 있다(즉, 2종류의 용강을 제각기 유지하기 위해, 2개의 턴디쉬가 필요해짐). 또한, 표층 용강과 내층 용강에서 주입 유량이 크게 상이하기 때문에, 1히트마다의 필요 용강량이 크게 상이하다. 이들의 이유로부터, 상기 특허문헌 1에 개시된 방법을 통상의 제강 공장에서 실현하는 것은 곤란하였다.
그래서, 더 간편하게, 표층과 내층의 성분 조성이 서로 다른 주조편을 주조하는 방법으로서, 주로 2개의 방법이 검토되고 있다. 하나는, 주형의 폭 방향을 따라 균일한 자속 밀도 분포를 갖는 직류 자장을 주형의 두께 방향으로 인가함으로써 얻어지는 전자기 제동을 이용하여, 그 직류 자장대의 상방에 소정의 원소를 함유시킨 와이어 또는 연속 주조용 파우더를 연속적으로 공급함으로써 주조편 표층을 개질하는 방법이 검토되고 있다.
주형 내의 용강에 와이어 등으로 원소를 첨가하는 방법을 개시한 것으로서, 예를 들어 특허문헌 2를 들 수 있다. 이 특허문헌 2에 개시된 방법에서는, 주형 내에 형성된, 용강의 메니스커스로부터 적어도 200㎜ 하방의 위치에 주형 내 용강을 차단하는 직류 자장을 형성함과 함께, 상부의 용강 또는 하부의 용강에 소정의 원소를 첨가하여, 주형 내의 용강을 교반한다.
소정의 원소를 함유시킨 연속 주조용 파우더를 연속적으로 공급하는 방법, 또는 파우더층의 상방으로부터 파우더와 반응하기 어려운 금속 분말 또는 금속 입자를 연속적으로 공급함으로써 용강에 원소를 첨가하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 3에 개시된 방법을 들 수 있다. 이 특허문헌 3에 개시된 방법에서는, 합금 원소를 함유시킨 연속 주조용 파우더를 연속적으로 공급하면서, 연속 주조 주형 내의 상부에 설치한 전자기 교반 장치에 의해 주형 내의 상부 용강의 수평 단면 내에서 합금 원소를 용해 및 혼합하는 교반류를 형성한다. 그리고 상기 방법에서는, 전자기 교반 장치의 하방에, 주조편의 두께 방향으로 직류 자장을 인가함으로써 직류 자장대를 형성함과 함께, 이 직류 자장대보다 하방의 위치에, 침지 노즐에 의해 용강을 공급하여 주조한다. 이러한 방법에 의해, 특허문헌 3에서는, 주조편 표층부의 합금 원소의 농도가 내층에 비해 높은 복층 형상의 주조편을 제조한다.
그러나 주형 내에서는 상부에 파우더층이 존재하고, 또한 주형은, 단면이 직사각 형상인 동시에, 주위로부터 냉각된다. 그 때문에, 주형 내의 용강을 충분히 교반할 수 없어, 농도의 균일화를 도모하기 어렵다. 또한, 스트랜드의 상부 및 하부에 공급하는 용강량을 독립적으로 제어하지 않으므로, 상하 풀 사이에서의 용강 혼합을 피할 수 없어, 분리도가 높은 주조편을 제조하기 어렵다고 하는 과제가 있었다.
주조 후에 주조편 표면을 개질하는 방법으로서는, 예를 들어 특허문헌 4에, 주조편의 표층을 유도 가열 또는 플라스마 가열 중 적어도 한쪽에 의해 용융시키고, 용융된 주조편의 표층 부분에 첨가 원소 또는 그 합금을 첨가하는, 주조편의 표층 개질 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법에서는, 합금 원소를 첨가할 수는 있지만, 용융 풀의 체적이 작기 때문에, 농도의 균일화를 도모하는 것이 어렵다. 또한, 이 방법에서는, 주조편 전체면이 한 번에 용융되는 것이 곤란하여, 주조편 표층 전체 주위에 걸쳐 개질하는 데에는 복수 회의 용융 개질을 행할 필요가 있는 등의 과제가 있었다.
일본 특허 공개 소63-108947호 공보 일본 특허 공개 평3-243245호 공보 일본 특허 공개 평8-290236호 공보 일본 특허 공개 제2004-195512호 공보
본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것이며, 하나의 레이들 및 하나의 턴디쉬를 사용하여 복층 주조편을 제조할 때, 복층 주조편의 품질 저하를 억제하는 것이 가능한, 복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하를 채용한다.
(1) 본 발명의 일 양태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 장치는, 용강 공급 노즐을 갖는 레이들과, 상기 레이들로부터 상기 용강 공급 노즐을 통해 용강의 공급을 받음과 함께 제1 침지 노즐을 갖는 제1 유지부, 및 상기 제1 유지부와의 사이에 유로를 개재시켜 인접함과 함께 제2 침지 노즐을 갖는 제2 유지부를 갖는 턴디쉬와, 상기 제2 유지부 내의 상기 용강에 소정의 원소를 첨가하는 첨가 기구와, 상기 제1 유지부 내로부터 상기 제1 침지 노즐을 통해 상기 용강의 공급을 받음과 함께, 상기 제2 유지부 내로부터 상기 제2 침지 노즐을 통해 상기 용강의 공급을 받는 주형을 구비하고, 평면에서 본 경우에, 상기 용강 공급 노즐로부터 상기 제2 침지 노즐에 이르는 경로에 있어서, 상기 용강 공급 노즐, 상기 제1 침지 노즐, 상기 유로, 그리고 상기 제2 침지 노즐의 순으로 배치되어 있다.
(2) 상기 (1)에 기재된 양태에 있어서, 상기 유로의 연통 방향에 수직인 단면에서 본 경우에, 상기 유로의 단면적이, 상기 제1 유지부 내에 있는 상기 용강의 단면적의 10％ 이상 70％ 이하여도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 양태에 있어서, 상기 유로가, 상기 제1 및 제2 유지부를 연통하는 연통관에 의해 형성되고, 상기 연통관을 둘러싸도록, 서로 대향하는 한 쌍의 솔레노이드 코일이 배치되어 있어도 된다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 양태에 있어서, 상기 주형의 두께 방향을 따라, 상기 주형 내에 직류 자장을 발생시키는 직류 자장 발생 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 양태에 있어서, 상기 주형 내에 있는 상기 용강의 상부를 교반하는 전자기 교반 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
(6) 본 발명의 다른 양태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 방법은, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 복층 주조편의 연속 주조 장치를 사용하여, 복층 주조편을 제조하는 방법이며, 상기 레이들 내에 있는 상기 용강을 상기 턴디쉬에 공급하는 제1 공정과, 상기 턴디쉬의 상기 제2 유지부 내에 있는 상기 용강에, 소정의 원소를 첨가하는 제2 공정과, 상기 턴디쉬의 상기 제1 유지부 내에 있는 상기 용강과, 상기 턴디쉬의 상기 제2 유지부 내에 있는 상기 용강을 상기 주형 내에 공급하는 제3 공정을 갖는다.
(7) 상기 (6)에 기재된 양태에 있어서, 상기 제3 공정에서, 상기 턴디쉬를 평면에서 본 경우에 있어서의, 상기 제1 유지부 내에 있는 상기 용강의 면적을 ST1(㎡), 및 상기 제2 유지부 내에 있는 상기 용강의 면적을 ST2(㎡)로 하고, 상기 제1 유지부로부터 상기 주형 내로의 용강 공급량을 Q1(kg/s), 및 상기 제2 유지부로부터 상기 주형 내로의 용강 공급량을 Q2(kg/s)로 하였을 때, 하기의 식 (a)를 만족시키도록 상기 주형 내에 상기 용강을 공급해도 된다.
Figure 112018044886766-pct00001
본 발명의 상기 각 양태에 의하면, 하나의 레이들 및 하나의 턴디쉬를 사용하여 복층 주조편을 제조할 때, 복층 주조편의 품질 저하를 억제하는 것이 가능한, 복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 턴디쉬 내의 용강 유동을 설명하기 위한 개략 단면도이며, 종래의 복층 주조편의 연속 주조 장치를 도시하는 도면이다.
도 4는 턴디쉬 내의 용강 유동을 설명하기 위한 개략 단면도이며, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 장치를 도시하는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 장치의 부분 확대 단면도이며, 턴디쉬의 일부를 도시하는 도면이다.
도 5b는 도 5a의 B-B 단면도이다.
도 6은 도 5a의 B-B 단면도이며, 상기 연속 주조 장치의 제1 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 5a의 B-B 단면도이며, 상기 연속 주조 장치의 제2 변형예를 도시하는 도면이다.
도 8a는 상기 연속 주조 장치의 제3 변형예를 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 8b는 도 8a의 C-C 단면도이다.
도 9는 직류 자장대에 의해 스트랜드가 2개로 분할되었을 때의 응고 셸 형성 및 표층과 내층의 계면을 도시하는 모식도이다.
도 10은 직류 자장에 의한 전자기 제동의 원리를 설명하기 위한 모식도이며, (a)가 주형 내에 직류 자장을 인가한 상태를 도시하는 도면이고, (b)가 직류 자장에 의해 발생한 유도 전류의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 12a는 상기 연속 주조 장치의 턴디쉬의 연통관의 주위에 2개의 솔레노이드 코일을 설치한 상태를 도시하는 개략 사시도이다.
도 12b는 턴디쉬의 연통관의 중심 축선에 수직인 단면에서 본 경우의 단면도이며, 2개의 솔레노이드 코일에 의한 전자기 제동의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 직류 자장에 의한 전자기 제동의 원리를 설명하기 위한 모식도이며, (a)가 내화물로 구성된 턴디쉬 내의 용강에 직류 자장을 인가한 상태를 도시하는 도면이고, (b)가 직류 자장에 의해 발생한 유도 전류의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 15a는 개구 면적률과 표층 분리도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15b는 개구 면적률과 농도 균일도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16a는 계면 위치와 표층 분리도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16b는 계면 위치와 농도 균일도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은 전자기 교반 장치에 의한 선회류를 변화시킨 경우의, 표층 두께의 주조편 폭 방향 분포를 나타내는 그래프이다.
도 18a는 턴디쉬의 연통관 내에 인가하는 자속 밀도와, 표층 분리도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 18b는 턴디쉬의 연통관 내에 인가하는 자속 밀도와, 농도 균일도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19a는 턴디쉬의 용강 헤드가 일정한 경우에 있어서의, 턴디쉬 내의 탕면 레벨의 면적에 대한 용강 유량의 비와, 표면 분리도 및 농도 균일도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19b는 턴디쉬의 용강 헤드가 시간의 경과에 수반하여 변화되는 경우에 있어서의, 턴디쉬 내의 탕면 레벨의 면적에 대한 용강 유량의 비와, 표면 분리도 및 농도 균일도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20은 턴디쉬의 용강 헤드가 시간의 경과에 수반하여 변화되는 경우에 있어서, 턴디쉬의 연통관 내에 인가하는 자속 밀도와, 표층 분리도 및 농도 균일도의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 각 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 복층 주조편의 연속 주조 장치(100)(이하, 단순히 연속 주조 장치(100)라고도 칭함)를 도시하는 종단면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 연속 주조 장치(100)는, 한 쌍의 짧은 변 벽(7a) 및 한 쌍의 긴 변 벽(도시하지 않음)으로 구성된, 평면에서 보아 대략 직사각형인 주형(7)과, 이 주형(7) 내에 용강을 공급하는 턴디쉬(2)와, 이 턴디쉬(2)에 용강을 공급하는 레이들(1)과, 턴디쉬(2) 내에 소정의 원소를 첨가하는 첨가 장치(50)(첨가 기구)와, 제어 장치(32)와, 주형(7)의 폭 방향을 따라 배치된 전자기 교반 장치(9) 및 직류 자장 발생 장치(8)를 구비하고 있다. 그리고 연속 주조 장치(100)는, 성분 조성이 서로 다른 표층 및 내층을 갖는 복층 주조편을 제조할 때에 사용된다.
레이들(1)은, 그 저면에 설치된 롱 노즐(1a)(용강 공급 노즐)을 갖고, 2차 정련 공정에서 성분 조정된 용강을 유지하면서, 턴디쉬(2)에 이 용강을 공급한다. 구체적으로는, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)은, 턴디쉬(2) 내에 삽입되고, 레이들(1)의 용강은, 롱 노즐(1a)을 통해 턴디쉬(2)에 공급된다. 또한, 도 1에 있어서, 부호 13은, 레이들(1)로부터 턴디쉬(2) 내로 토출된 용강의 흐름을 나타내고 있다.
연속 주조 장치(100)의 턴디쉬(2)는, 평면에서 보아 대략 직사각형이며, 저부(2a)와, 저부(2a)의 외연에 설치된 한 쌍의 짧은 변 측벽부(2b) 및 한 쌍의 긴 변 측벽부(2c)와, 한 쌍의 긴 변 측벽부(2c)의 내면 사이에 설치된 평판상의 둑(4)을 갖고 있다. 그리고 턴디쉬(2)에서는, 저부(2a), 한 쌍의 짧은 변 측벽부(2b) 및 한 쌍의 긴 변 측벽부(2c)에 의해 형성된 공간에, 레이들(1)로부터 공급된 용강이 유지되어 있다. 또한, 턴디쉬(2)는, 예를 들어 내화물 등으로 구성되어 있다. 그리고 턴디쉬(2)의 저부(2a)에는, 턴디쉬(2) 내에서 유지된 용강을 주형(7) 내로 토출하는 제1 침지 노즐(5)(제1 침지 노즐) 및 제2 침지 노즐(6)(제2 침지 노즐)이 설치되어 있다.
턴디쉬(2)의 둑(4)은, 짧은 변 측벽부(2b) 및 긴 변 측벽부(2c)에 대해, 높이가 작게 되어 있고, 저부(2a)와의 사이에 간극이 형성되도록, 한 쌍의 긴 변 측벽부(2c)의 상부에 설치되어 있다. 즉, 턴디쉬(2)는, 둑(4)에 의해 2개로 구분되고, 제1 유지실(11)(제1 유지부)과 제2 유지실(12)(제2 유지부)이 형성되어 있다. 그리고 제1 유지실(11)과 제2 유지실(12) 사이에는, 이것들을 연통하는 개구부(10)(유로)가 형성되어 있다.
제1 침지 노즐(5)은, 턴디쉬(2)의 저부(2a) 중, 제1 유지실(11)을 형성하는 부위에 설치되어 있다. 그리고 제1 침지 노즐(5)은, 제1 유지실(11) 내의 용강(21)을 주형(7) 내로 토출한다. 한편, 제2 침지 노즐(6)은, 턴디쉬(2)의 저부(2a) 중, 제2 유지실(12)을 형성하는 부위에 설치되어 있다. 그리고 제2 침지 노즐(6)은, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)을 주형(7) 내로 토출한다.
제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6)은, 서로 다른 길이를 가짐과 함께, 주형(7) 내에 삽입되어 있다. 구체적으로는, 제1 침지 노즐(5)은, 제2 침지 노즐(6)보다 길게 되어 있고, 제1 침지 노즐(5)의 토출 구멍이 제2 침지 노즐(6)의 토출 구멍보다 연직 방향 하방에 위치하고 있다.
또한, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)은, 턴디쉬(2)의 제1 유지실(11) 내에 삽입되어 있다. 그리고 도 2에 도시한 바와 같이, 턴디쉬(2)를 평면에서 본 경우, 레이들(1)의 롱 노즐(1a), 턴디쉬(2)의 제1 침지 노즐(5) 및 턴디쉬(2)의 제2 침지 노즐(6)은 1열로 배치되어 있다. 즉, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)과 턴디쉬(2)의 제2 침지 노즐(6) 사이의 위치에, 턴디쉬(2)의 제1 침지 노즐(5)이 배치되어 있다.
첨가 장치(50)는, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12) 내의 용강(22)에, 와이어 등을 연속적으로 투입한다. 이에 의해, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12) 내의 용강(22)은, 제1 유지실(11)의 용강(21)에 소정의 원소를 첨가한 것이 되어, 제1 유지실(11) 내의 용강(21)과 성분이 상이한 용강이 된다. 또한, 첨가 장치(50)는, 예를 들어 와이어 피더 등이다.
용강에 첨가하는 원소는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 Ni, C, Si, Mn, P, S, B, Nb, Ti, Al, Cu, 또는 Mo 등이다. 또한, 강탈산, 강탈황 원소인 Ca, Mg, 또는 REM 등의 강 중에 함유되는 원소를 첨가할 수도 있다.
전자기 교반 장치(9)는, 전자 코일을 가짐과 함께, 주형(7)의 한 쌍의 긴 변 벽의 외측면을 따라 배치되어 있다. 그리고 전자기 교반 장치(9)는, 주형(7) 내의 상부의 용강을 교반하는 역할을 갖는다. 또한, 전자기 교반 장치(9)의 하방에는, 직류 자장 발생 장치(8)가 배치되어 있고, 이 직류 자장 발생 장치(8)는 주형(7)의 두께 방향으로 직류 자장을 인가한다.
제어 장치(32)는, 제1 침지 노즐(5)에 설치된 슬라이딩 노즐(33b)과, 제2 침지 노즐(6)에 설치된 슬라이딩 노즐(33c)과, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)에 설치된 슬라이딩 노즐(33a)과, 탕면 레벨계(31)와, 레이들(1)에 설치된 칭량기(35)에 접속되어 있다. 이 제어 장치(32)를 사용한 제어 방법에 대해서는, 후술한다.
다음으로, 연속 주조 장치(100)를 사용하여, 복층 주조편을 제조하는 방법에 대해, 도 1 및 도 9를 사용하여 설명한다.
복층 주조편을 제조할 때에는, 턴디쉬(2)의 제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6)로부터, 주형(7) 내에 용강을 공급한다. 이때, 상술한 바와 같이, 제2 침지 노즐(6)의 토출 구멍은, 직류 자장 발생 장치(8)의 상방에 배치되고, 한편 제1 침지 노즐(5)의 토출 구멍은, 직류 자장 발생 장치(8)의 하방에 배치되어 있다. 그 때문에, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12) 내의 용강(22)은, 턴디쉬(2)의 제1 유지실(11) 내의 용강(21)보다 높은 위치로부터 토출된다.
주형(7)은, 냉각 장치(도시하지 않음) 등에 의해 냉각되어 있으므로, 제2 침지 노즐(6)로부터 주형(7) 내에 공급된 용강(22)은, 주형(7) 내에서 응고되어, 응고 셸이 형성된다. 그리고 형성된 응고 셸은, 소정의 주조 속도로 하방으로 인발된다. 이 용강(22)이 응고됨으로써 형성된 응고 셸은, 두께 D를 갖는 복층 주조편의 표층(24)이 된다. 한편, 제1 침지 노즐(5)은, 제2 침지 노즐(6)로부터 공급되는 용강(22) 및 직류 자장 발생 장치(8)보다 하방으로부터 용강(21)을 공급하기 때문에, 표층(24)으로 둘러싸인 공간 내에 용강(21)이 공급되게 된다. 그 결과, 표층(24)으로 둘러싸인 공간 내를 매립하도록 용강(21)이 공급되고, 복층 주조편의 내층(25)이 형성된다. 이들에 의해, 표층과 내층에서 성분 조성이 상이한 복층 주조편을 제조할 수 있다.
상기한 제조 방법에서는, 주형(7) 내의 메니스커스(17)(탕면)가 일정해지도록 제1 침지 노즐(5)로부터 주형(7) 내에 공급되는 용강(21)의 유량(단위 시간당 용강 공급량)과, 제2 침지 노즐(6)로부터 주형(7) 내에 공급되는 용강(22)의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 표층(24)으로서 응고되어 하방으로 인발됨으로써 소비되는 단위 시간당 유량과, 제2 침지 노즐(6)로부터 주형(7) 내에 공급되는 용강(22)의 유량이 동일해지도록, 또한 내층(25)으로서 응고되어 하방으로 인발됨으로써 소비되는 단위 시간당 유량과, 제1 침지 노즐(5)로부터 주형(7) 내에 공급되는 용강(21)의 유량이 동일해지도록, 용강(21 및 22)의 유량을 각각 조정한다. 즉, 응고 셸로서 소비되는 분만큼, 제1 침지 노즐(5)로부터 용강(21)을, 제2 침지 노즐(6)로부터 용강(22)을 공급한다. 이들에 의해, 주형(7) 내에 있어서, 용강(21)과 용강(22)의 계면(27)이 형성되고, 스트랜드가 상측 용강 풀(15)과 하측 용강 풀(16)로 분단된다.
여기서, 용강(21)의 유량과 용강(22)의 유량의 비율에 관해서는, 표층 두께나 주조 폭에 따라 변화되지만, 슬래브 주조의 조건에서는, 내층의 유량(즉, 용강(21)의 유량)은, 외층의 유량(즉, 용강(22)의 유량)에 대해 4 내지 10배로, 압도적으로 내층의 유량이 많아진다. 그 때문에, 하측 용강 풀(16)에 용강(21)을 공급하는 제1 침지 노즐(5)의 토출 구멍으로부터 유출된 용강류에 기인하여 주형(7) 내의 용강 유동 현상이 발생한다. 구체적으로는, 용강(21)의 토출류는, 표층을 형성하는 응고 셸(24)에 충돌하여 하측 반전류와 상측 반전류를 형성한다. 이들 중, 상측 반전류가 형성되면, 하측 용강 풀(16)의 용강(21)이 상측 용강 풀(15)로 이동하기 때문에, 하측 용강 풀(16)과 상측 용강 풀(15)의 용강의 교체가 발생한다. 이러한 용강의 교체가 발생하면, 용강(21)과 용강(22)의 혼합이 발생하기 때문에, 복층 주조편의 품질이 저하된다.
이러한 품질 저하를 피하기 위해, 직류 자장 발생 장치(8)에 의해, 주형(7)의 폭 방향(주형(7)의 짧은 변 벽(7a)에 직교하는 방향)에 걸쳐 균일한 자속 밀도의 직류 자장을 주형(7)의 두께 방향으로, 또한 계면(27)을 통과하도록 인가하여, 직류 자장대(14)를 형성한다. 여기서, 직류 자장대(14)라 함은, 직류 자장 발생 장치(8)의 코어 높이와 동일한 범위로 한다. 그 이유는, 이 범위 내이면, 균일한 자속 밀도의 직류 자장이 인가되기 때문이다.
직류 자장 발생 장치(8)에 의해 직류 자장대(14)를 형성함으로써, 상측 용강 풀(15)과 하측 용강 풀(16)의 혼합을 피할 수 있는 원리에 대해 설명한다.
도 10은, 직류 자장에 의한 전자기 제동의 원리를 설명하기 위한 모식도이며, (a)가 주형 내에 직류 자장을 인가한 상태를 도시하는 도면이고, (b)가 직류 자장에 의해 발생한 유도 전류의 흐름을 도시하는 도면이다. 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 주형 내에 발생한 직류 자장(40) 중을 용강(41)이 가로지르면, 플레밍의 오른손 법칙에 의해 유도 전류(42)가 흐른다. 이때, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 주형(7) 내에는 응고 셸(23)이 존재하기 때문에, 응고 셸(23)을 통해 유도 전류(42)의 전기 회로가 형성된다. 그 때문에, 용강(41)에는 일 방향으로 흐르는 유도 전류(42)와, 인가한 직류 자장(40)의 상호 작용(플레밍의 왼손 법칙)에 의해 용강(41)의 흐름과는 역방향의 제동력(43)이 용강에 작용한다. 따라서, 용강(41)에 작용하는 제동력(43)에 의해, 상술한 상측 반전류를 억제할 수 있어, 주형 내에서의 용강(21)과 용강(22)의 혼합을 방지할 수 있다.
또한, 혼합 억제에 필요한 자속 밀도에 대해서는, 하기의 식(1)에 나타내는, 관성력과 제동력의 비인 이하의 스튜어트 수 St로 규정할 수 있다.
Figure 112018044886766-pct00002
여기서, St가 100 이상이면, 용강의 혼합 억제를 도모할 수 있고, 용강 전기 전도도: σ＝650000(S/m), 용강 밀도: ρ＝7200(kg/㎥), 주조 속도: Vc＝0.0167(m/s), 대표 길이: L＝(2W×T)/(W＋T), 주조 폭: W＝0.8(m), 주조 두께: T＝0.17(m)로 계산하면, 혼합 억제를 도모하기 위한 자속 밀도 B는 약 0.3(T)가 된다. 또한, 자속 밀도의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니며, 큰 쪽이 바람직하지만, 초전도 자석에 의존하지 않고 직류 자장을 형성하는 경우에는, 약 1.0(T)가 상한이 된다.
상술한 바와 같이, 주형(7) 내로의 용강의 공급량을 제어함과 함께, 직류 자장 발생 장치(8)에 의해 전자기 제동을 행함으로써, 주형(7) 내에 있어서의 용강(21)과 용강(22)의 혼합을 억제할 수 있다.
한편, 하나의 턴디쉬를 사용하여, 주형(7) 내에 성분 조성이 상이한 용강(21) 및 용강(22)을 공급하여 복층 주조편을 제조할 때, 복층 주조편의 품질 저하를 억제하기 위해서는, 턴디쉬(2) 내에 있어서 용강(21) 및 용강(22)의 혼합을 억제할 필요가 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 턴디쉬(80)(즉, 둑(4)이 설치되어 있지 않은 턴디쉬)에서는, 레이들(1)로부터 롱 노즐(1a)을 통해 턴디쉬(80)에 주입된 용강이, 턴디쉬(80) 내에서는 수평으로 흘러, 턴디쉬의 저부에 설치한 침지 노즐(81)로부터 하향으로 유출된다. 이때, 침지 노즐(81)보다, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)로부터 이격된 영역(85)에서는, 용강의 흐름이 발생하지 않아, 용강이 고여 있다.
그래서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(100)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)과, 턴디쉬(2)의 제2 침지 노즐(6) 사이에, 턴디쉬(2)의 제1 침지 노즐(5)이 위치하도록, 이들 침지 노즐을 배치하고 있다. 또한, 턴디쉬(2)에서는, 제1 침지 노즐(5)과 제2 침지 노즐(6) 사이의 위치에 둑(4)을 설치하고 있다. 이와 같이 함으로써, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)로부터 주입된 용강의 흐름을, 턴디쉬(2) 내를 제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6)을 향하는 일 방향으로 할 수 있다. 또한, 둑(4)에 의해, 제2 침지 노즐(6)로부터 제1 침지 노즐(5)을 향하는 용강의 흐름을 억제할 수 있다. 그 결과, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)이 제1 유지실(11) 내로 이동하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제2 유지실(12)의 용강(22)이 제1 유지실(11)로 역류하는 것을 방지하기 위해, 제1 유지실(11)의 탕면 레벨(18)의 면적 ST1(㎡)(턴디쉬(2)를 평면에서 본 경우에 있어서의, 제1 유지실(11)의 용강(21)의 면적), 제2 유지실(12)의 탕면 레벨(18)의 면적 ST2(㎡)(턴디쉬(2)를 평면에서 본 경우에 있어서의, 제2 유지실(12)의 용강(22)의 면적), 제1 유지실(11)로부터 주형(7) 내로의 용강 공급량 Q1(kg/s), 제2 유지실(12)로부터 주형(7) 내로의 용강 공급량 Q2(kg/s)로 하였을 때, 하기의 식(2)를 만족시키도록 용강 공급량 Q1 및 Q2를 제어한다.
Figure 112018044886766-pct00003
용강 공급량 Q1 및 Q2가 상기한 식(2)를 만족시키는 경우에는, 제2 유지실(12) 내의 탕면 레벨(18)이 제1 유지실(11) 내의 탕면 레벨(18)보다 빠르게 하강하기 때문에, 헤드 차를 해소하도록 제1 유지실(11)로부터 제2 유지실(12)로 용강이 공급된다. 따라서, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)이, 제1 유지실(11)로 이동하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 연속 주조 장치(100)에서는, 상술한 바와 같이, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12) 내에, 첨가 장치(50)가 와이어 등을 투입함으로써, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)에 소정의 원소 또는 합금을 첨가한다(도 1 참조). 이에 의해, 제1 유지실(11)의 용강(21)과 성분 조성이 상이한 용강(22)을 제2 유지실(12) 내에서 제조할 수 있다. 또한, 제2 유지실(12) 내에 투입하는 와이어 등의 양은, 제1 유지실(11)로부터 제2 유지실(12) 내에 공급되는 용강량에 따라서 적절하게 조정할 수 있다.
따라서, 턴디쉬(2)에서는, 제2 침지 노즐(6)로부터 제1 침지 노즐(5)을 향하는 용강의 흐름을 억제할 수 있으므로, 용강(21)이 제1 유지실(11)로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 용강(21)과 용강(22)의 혼합을 억제하고, 용강(21)과 용강(22)을 하나의 턴디쉬 내에서 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 제2 유지실(12)에서는, 와이어 등에 의해 소정의 원소 또는 합금을 첨가하기 위해, 예를 들어 턴디쉬(2)의 저부(2a)로부터 Ar 버블링 등에 의해 교반력을 부여하여, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)의 농도의 균일화를 도모하는 것이 바람직하다.
여기서, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 턴디쉬(2)의 개구부(10)에 관하여, 이 개구부(10)를 통해 제1 유지실(11)의 용강(21)과 제2 유지실(12)의 용강(22)이 유통 가능하게 되어 있다. 또한, 도 5b(도 5a의 B-B 단면도)에 있어서, 부호 26(도트 해칭 부분)은, 둑(4) 중, 용강에 침지되어 있는 부분을 나타내고 있고, 부호 18은 턴디쉬(2) 내의 용강의 메니스커스(탕면)를 나타내고 있다. 즉, 부호 26은, 둑(4)의 표면에 수직인 방향으로부터 본 경우에, 둑(4) 중, 용강(21) 및 용강(22)과 겹치는 부분을 나타내고 있다.
그리고 둑(4)의 개구 면적률은, 10％ 이상 70％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 둑(4)의 「개구 면적률」이라 함은, 둑(4)의 표면에 수직인 방향으로부터 본 경우에(개구부(10)가 제1 유지실(11) 및 제2 유지실(12)을 연통하는 방향으로부터 본 경우에), 개구부(10)의 면적(둑(4)의 저면(4a)과, 한 쌍의 긴 변 측벽부(2c)의 내면과, 저부(2a)의 내면으로 둘러싸인 영역의 면적)을 턴디쉬(2)의 제1 유지실(11) 내의 용강(21)의 면적(즉, 탕면 레벨(18)과, 한 쌍의 긴 변 측벽부(2c)의 내면과, 저부(2a)의 내면으로 둘러싸인 영역의 면적)으로 나눈 값(％)을 의미한다. 바꾸어 말하면, 둑(4)의 「개구 면적률」이라 함은, 개구부(10)의 연통 방향(둑(4)의 표면에 수직인 방향)에 수직인 단면에서 본 경우에 있어서의, 제1 유지실(11) 내의 용강(21)의 단면적에 대한, 개구부(10)의 단면적의 비율(％)을 의미하고 있다.
둑(4)의 개구 면적률을 70％ 이하로 함으로써, 제1 유지실(11)과 제2 유지실(12)의 용강의 혼합을 더욱 억제할 수 있다. 따라서, 둑(4)의 개구 면적률은, 70％ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 둑(4)의 개구 면적률이 10％ 미만인 경우에는, 제1 유지실(11)로부터 제2 유지실(12)로 용강이 흐를 때의 압력 손실이 커져, 성분 불균일이 발생할 우려가 있다. 따라서, 둑(4)의 개구 면적률은, 10％ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 둑(4)의 형상에 관하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 둑(4)에 원형의 관통 구멍을 형성하고, 이 관통 구멍을 개구부(10)로 해도 된다. 또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 둑(4)에 절결부를 형성하여, 이것을 개구부(10)로 해도 된다. 또한, 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 둑(4)의 바로 아래에, 소정의 간격을 두고 다른 둑(4')을 설치해도 된다. 이 경우, 둑(4)과 둑(4') 사이의 간극이 개구부(10)가 된다.
상술한 바와 같이, 복층 주조편을 제조할 때에는, 주형(7)에 형성된 직류 자장대(14)에 의해 스트랜드를 상하 2개로 분할하고, 각각의 영역에서 응고에 의해 소비되는 용강량 Q1 및 Q2를 턴디쉬(2)의 제1 유지실(11) 및 제2 유지실(12)로부터 각각 공급한다(도 1 및 도 9 참조). 주형(7) 내에서 응고에 의해 소비되는 용강량을 Q(kg/s), 주조 속도를 Vc(kg/s), 주조편의 내층부의 면적을 S1(㎡), 주조편의 표층부의 면적 S2(㎡), 용강(21)의 밀도를 ρ1(kg/㎥), 용강(22)의 밀도를 ρ2(kg/㎥)로 하면, 상기한 용강량 Q, Q1 및 Q2는, 이하의 식(3) 내지 (5)로 표현된다.
Figure 112018044886766-pct00004
그리고, 본 발명에 관한 복층 주조편의 연속 주조 방법에서는, 주형(7) 내의 용강(21)과 용강(22)의 계면(27)이 직류 자장대(14) 내에 위치하도록, 상기한 용강량 Q, Q1 및 Q2를 제어한다. 구체적인 제어 방법에 대해, 도 1을 사용하여 설명한다.
먼저, 레이들(1)로부터 턴디쉬(2) 내에 공급되는 용강량 Q가 일정해지도록, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)에 설치한 슬라이딩 노즐(33a)의 개방도를 제어한다. 이때, 칭량기(35a)를 사용하여 레이들(1)의 중량을 측정하고, 단위 시간당 중량 변화량에 기초하여 용강량 Q를 산출할 수 있다. 또한, 칭량기(35a)를 턴디쉬(2)의 바로 아래에 배치하여, 턴디쉬(2)의 중량 변화량을 측정함으로써, 용강량 Q를 산출해도 된다.
용강량 Q를 일정하게 함으로써, 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드(턴디쉬(2) 내의 용강 탕면 레벨(18))는, 일정한 높이 위치에 유지된다. 이 상태에서, 스트랜드 하부(하측 용강 풀(16))에서 소비되는 용강(21)의 유량 Q1을 일정하게 제어한다. 구체적으로는, 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드를 일정한 높이 위치에 유지하면서, 미리 정한, 슬라이딩 노즐(33b)의 개방도와 유량의 테이블을 사용하여, 슬라이딩 노즐(33b)의 개방도를 일정하게 유지함으로써, 용강량 Q1을 일정하게 제어한다. 단, 용강량 Q1을 일정하게 제어하는 것만으로는, 주형(7) 내에 공급하는 용강량 Q에 대해 부족하기 때문에, 주형(7) 내의 탕면 레벨(주형(7) 내의 용강 메니스커스(17)의 위치)이 일정해지도록 슬라이딩 노즐(33c)의 개방도를 제어하여, 성분 조정된 용강(22)의 용강량 Q2를 제어한다. 이 결과, 용강량 Q, 스트랜드 상하에서 소비되는 용강량 Q1 및 Q2를 제어할 수 있고, 도 1에 도시한 용강(21)과 용강(22)의 계면(27)을 안정적으로 유지할 수 있다. 즉, 용강량 Q1과 용강량 Q2의 밸런스에 의해 정해지는 계면(27)의 위치를, 직류 자장대(14)의 범위 내로 제어할 수 있다.
또한, 상기한 제어에 있어서, 슬라이딩 노즐(33b)의 개방도와 유량의 관계가 매회 일정하지 않은 등의 과제를 생각할 수 있다. 그래서, 주조 개시 시를 활용하여, 슬라이딩 노즐(33b)의 개방도와 유량 특성의 관계를 파악하고, 특성을 보정하면 된다. 주조 개시 시에 있어서는, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)의 성분 조정은 되어 있지 않으므로, 제1 침지 노즐(5)로부터 토출된 용강(21)만으로 주조를 행한다. 이때도, 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드를 일정하게 하고, 또한 주형(7) 내의 탕면 레벨을 일정하게 제어하고, 슬라이딩 노즐(33b)의 개방도와 유량의 관계를 조정함으로써, 유량 보정이 가능해진다.
레이들(1)로부터 턴디쉬(2)로 연속적으로 용강이 공급되는 경우에 대해 이상에 설명하였지만, 예를 들어 레이들 교환 시나 주조 말기에 있어서는, 레이들로부터 턴디쉬로의 공급이 없기 때문에, 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드를 일정하게 제어할 수 없다(턴디쉬(2)로부터 주형(7) 내로 용강이 공급됨에 따라서, 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드가 하강함). 그러나 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드가 변화되는 조건에 있어서도, 슬라이딩 노즐의 개방도와 유량 특성의 관계를 미리 구해 둠으로써 대응하는 것이 가능하다. 즉, 주형으로의 용강 공급 유량은, 주조편 사이즈와 주조 속도에 기초하여 규정되기 때문에, 턴디쉬(2) 내의 헤드가 변화되었다고 해도, 용강(21)의 유량을 일정하게 유지하는 제어를 행하고, 또한 주형(7) 내의 탕면 레벨이 일정해지도록 용강(22)의 유량을 제어하면 된다.
상기한 바와 같은, 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드가 일정하게 유지되지 않는 조건(예를 들어, 레이들로부터의 용강 공급이 없어진 조건)에 있어서도, 상술한 바와 같이, 제1 유지실(11)의 탕면 레벨(18)의 면적 ST1(㎡), 제2 유지실(12)의 탕면 레벨(18)의 면적 ST2(㎡), 제1 유지실(11)로부터 주형(7) 내로의 용강 공급량 Q1(kg/s), 제2 유지실(12)로부터 주형(7) 내로의 용강 공급량 Q2(kg/s)로 하였을 때, 상기한 식(2)를 만족시키도록 용강 공급량 Q1 및 Q2에 따라서 제1 유지실(11)의 탕면 레벨(18)의 면적 ST1, 제2 유지실(12)의 탕면 레벨(18)의 면적 ST2를 조정한다.
용강 공급량 Q1 및 Q2가 상기한 식(2)를 만족시키는 경우에는, 제2 유지실(12) 내의 탕면 레벨(18)이 제1 유지실(11) 내의 탕면 레벨(18)보다 빠르게 하강하므로, 헤드 차를 해소하도록 제1 유지실(11)로부터 제2 유지실(12)로 용강이 공급된다. 따라서, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)이 제1 유지실(11)로 이동하는 것을 억제할 수 있어, 그 결과, 레이들로부터의 용강 공급이 없는 상태에 있어서도, 제1 유지실(11) 내의 용강(21)과 제2 유지실(12) 내의 용강(22)의 혼합을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 직류 자장에 의해 스트랜드를 상하로 분할하지만, 직류 자장대보다 상부 풀에 공급되는 용강량은, 하부 풀에 공급되는 용강량과 비교하여 적게 되어 있다. 그 때문에, 주형(7) 내의 용강의 응고를 균일화하는 수단으로서, 주형(7) 내의 탕면 근방에 전자기 교반 장치(9)를 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 수평 단면 내에서 선회류를 부여하여, 용강 유동 및 응고를 주위 방향으로 균일화할 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(100)에 의하면, 레이들(1)의 롱 노즐(1a), 턴디쉬(2)의 제1 침지 노즐(5) 및 턴디쉬(2)의 제2 침지 노즐(6)의 순으로, 이들 침지 노즐을 배치하고 있으므로(즉, 제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6) 사이에, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)을 배치하고 있지 않으므로), 턴디쉬(2) 내에 있어서, 레이들(1)의 롱 노즐(1a)로부터 턴디쉬(2)의 제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6)을 향하는 일 방향의 용강 유동을 발생시킬 수 있다. 또한, 둑(4)을 설치하여, 턴디쉬(2)를 제1 유지실(11)과 제2 유지실(12)로 구분하고 있으므로, 제2 유지실(12) 내의 용강이 제1 유지실(11) 내로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 유지실(12) 내의 용강에 소정의 원소를 첨가하므로, 제2 유지실(12)에 있어서, 제1 유지실(11) 내의 용강과 성분 조성이 상이한 용강을 제조할 수 있다. 따라서, 하나의 턴디쉬에 있어서, 상이한 성분 조성의 용강을, 그것들의 혼합을 억제하면서 유지할 수 있다. 그 결과, 하나의 레이들 및 하나의 턴디쉬를 사용하여 복층 주조편을 제조할 때의 품질 저하를 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(200)에 대해 설명한다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(200)를 도시하는 종단면도이다. 상기한 제1 실시 형태에서는, 턴디쉬(2)가, 둑(4)에 의해 제1 유지실(11)과 제2 유지실(12)로 구분되는 경우를 나타냈다. 이에 비해, 도 11에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(200)의 턴디쉬(202)에서는, 제1 유지실(211)과 제2 유지실(212)이 연통관(210)에 의해 연통됨과 함께, 연통관(210)의 주위에는, 직류 자장 발생 장치(240)가 배치되어 있다.
직류 자장 발생 장치(240)는, 도 11 및 도 12a에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 솔레노이드 코일(241 및 242)을 갖고 있다. 그리고 이들 솔레노이드 코일(241 및 242)은, 서로 대향하여, 또한 연통관(210)을 둘러싸도록 연통관(210)의 외부에 배치되어 있다.
연속 주조 장치(200)의 턴디쉬(202)에서는, 상술한 바와 같이, 제1 유지실(211)과 제2 유지실(212)이 연통관(210)에 의해 연통되어 있기 때문에, 상기 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 제1 유지실(211) 내의 용강(21)과 제2 유지실(212) 내의 용강(22)의 혼합을 억제할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 연통관(210)의 개구 면적률은, 10％ 이상 70％ 이하인 것이 바람직하다.
그리고 연속 주조 장치(200)에서는, 상술한 바와 같이, 연통관(210) 내에 자기장을 발생시키는 솔레노이드 코일(241 및 242)이 연통관(210)의 주위에 배치되어 있다. 이때, 도 12a에 도시한 바와 같이, 솔레노이드 코일(241 및 242)은, 각각이 발생시키는 자기장이 서로 대향하도록, 전류의 인가 방향 또는 권선의 방향이 조정되어 있다. 이와 같이 서로 역방향의 자기장을 형성하면, 도 12a 및 도 12b에 도시한 바와 같이, 솔레노이드 코일(241 및 242) 사이에서는, 방사상으로 외향(또는 내향)의 자력선(245)이 형성된다. 이러한 자력선(245) 중을 용강이 가로지르면, 연통관(210)의 중심 축선에 수직인 단면에서 본 경우에, 주위 방향을 따른 전기 회로가 형성된다. 그리고 이 전기 회로의 형성에 의해, 연통관(210) 내의 용강에는 주위 방향을 따라 유도 전류(246)가 흐른다. 그 결과, 내화물제의 연통관(210) 내를 유동하는 용강을 확실하게 제동할 수 있어, 제1 유지실(211) 내의 용강(21)과 제2 유지실(212) 내의 용강(22)의 혼합을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 도 12b에 있어서, 부호 250은, 연통관(210) 내의 흐르는 용강의 방향을 나타내고 있다.
여기서, 연통관(210)에 2개의 솔레노이드 코일(241 및 242)을 배치하는 이유를 설명한다. 도 13은, 도 10에 대응하는 도면이며, 내화물(44)로 둘러싸인 용강(41)에 직류 자장을 인가한 상태를 도시하는 모식도이다. 상술한 바와 같이, 도 10에서는, 용강(41)이 응고 셸(23)에 의해 둘러싸여 있으므로, 직류 자장을 인가하였을 때에는, 응고 셸(23)을 통해 유도 전류 전기 회로를 형성할 수 있고, 용강(41) 중에 일 방향으로 흐르는 유도 전류(42)를 형성할 수 있다. 한편, 도 13에 도시한 바와 같이, 용강(41)이 내화물(44)에 의해 둘러싸여 있는 경우, 내화물(44)에는 전류가 흐르지 않으므로, 용강(41) 중에서 전기 회로를 형성할 필요가 있다. 이 경우, 내화물(44)의 내면 근방의 용강(41)에는, 용강(41)의 중앙부를 흐르는 전류와 역방향의 전류, 즉 흐름을 가속하는 힘이 작용하여, 결과적으로 제동력이 작용하지 않게 된다. 그 때문에, 내화물제의 연통관(210)에 솔레노이드 코일을 하나 배치한 것만으로는, 연통관(210) 내의 용강에 제동력을 작용시킬 수 없다. 그래서 연속 주조 장치(200)에서는, 2개의 솔레노이드 코일(241 및 242)을 배치하고 있다.
또한, 연속 주조 장치(200)를 사용하여 복층 주조편을 제조하는 방법은, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(300)에 대해 설명한다.
도 14는, 본 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(300)를 도시하는 종단면도이다. 상기한 제1 실시 형태에서는, 턴디쉬(2)의 제1 유지실(11)에 제1 침지 노즐(5)을 설치하고, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12)에 제2 침지 노즐(6)을 설치한 경우를 나타냈다. 이에 비해, 도 14에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(300)는, 턴디쉬(2)의 제1 유지실(11)에 제2 침지 노즐(6)을 설치하고, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12)에 제1 침지 노즐(5)을 설치하고 있는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(100)와 상이하다.
즉, 본 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(300)에서는, 턴디쉬(2)의 제1 유지실(11)의 제2 침지 노즐(6)을 통해, 제1 유지실(11) 내의 용강(21)이 주형(7) 내로 토출되고, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12)의 제1 침지 노즐(5)을 통해, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)이 주형(7) 내로 토출된다. 그 결과, 본 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(300)를 사용하여 복층 주조편의 제조를 행하는 경우에는, 제1 유지실(11) 내의 용강(21)에 의해 주조편의 표층부가 형성되고, 성분 조정된, 제2 유지실(12) 내의 용강(22)에 의해 주조편의 내층부가 형성된다. 또한, 연속 주조 장치(300)를 사용하여 복층 주조편을 제조하는 방법은, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
실시예
다음으로, 본 발명의 작용 효과를 확인하기 위해 행한 실시예에 대해 설명한다.
<실시예 1>
상기한 제1 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(100)를 사용하여, 폭 800(㎜)×두께 170(㎜)의 복층 주조편을 제조하였다. 이때, 주형(7) 내의 탕면 레벨(메니스커스(17)의 위치)로부터 75(㎜) 하방에 전자기 교반 장치(9)의 코어 중심이 위치하도록 전자기 교반 장치(9)를 배치하고, 주형(7) 내의 탕면(메니스커스(17)) 근방의 수평 단면 내에서 최대 0.6(m/s)의 선회류를 부여하였다. 또한, 탕면 레벨로부터 400(㎜) 하방에, 직류 자장 발생 장치(8)의 코어 중심이 위치하도록 직류 자장 발생 장치(8)를 배치하였다. 또한, 직류 자장 발생 장치(8)의 코어 두께가 200(㎜)이고, 탕면 레벨로부터 300 내지 500(㎜)의 범위 내에 걸쳐 거의 균일한 자속 밀도의 직류 자장을 최대 0.5(T) 인가하였다.
턴디쉬(2)의 사양은 이하와 같이 하였다. 턴디쉬(2)의 용량은 20(t)이고, 턴디쉬(2)의 제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6) 사이의 간격은, 400(㎜)로 하였다. 그 중간 위치에 둑(4)을 설치하고, 둑(4)의 깊이를 조건에 따라 바꾸었다. 또한, 상기한 식(2)를 만족시키도록 용강 공급량 Q1 및 Q2에 따라서 제1 유지실(11)의 탕면 레벨의 면적 ST1, 제2 유지실(12)의 탕면 레벨의 면적 ST2를 조정하였다.
주형(7)의 폭 방향에 있어서의, 제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6)의 토출 구멍의 위치는, 폭 중심을 사이에 두고 각각 1/4 폭 위치로 하였다. 또한, 주형(7)의 깊이 방향에 있어서의, 제1 침지 노즐(5) 및 제2 침지 노즐(6)의 토출 구멍의 위치는 각각, 직류 자장 발생 장치(8)에 의해 형성되는 직류 자장대(14)보다 하방 및 상방으로 하였다. 구체적으로는, 표층을 형성하는 용강(22)을 공급하는 제2 침지 노즐(6)의 토출 구멍의 높이 위치는, 탕면 레벨로부터 150(㎜)로 하고, 내층을 형성하는 용강(21)을 공급하는 제1 침지 노즐(5)의 토출 구멍의 높이 위치는, 탕면 레벨로부터 550(㎜)로 하였다.
주형(7) 내의 응고 계수 K(㎜/min0.5)는 약 25이고, 주조 속도 Vc(m/min)는 1로 하였다. 이들 응고 계수 K 및 주조 속도 Vc, 및 탕면 레벨로부터 직류 자장 발생 장치(8)의 코어 중심까지의 높이 H(＝400(㎜): 도 9 참조)로부터, 이하의 식(6)을 사용하여, 직류 자장 발생 장치(8)의 코어 중심 위치에 있어서의 주조편의 표층 두께 D(㎜)(도 9 참조)를 산출하면 약 16(㎜)이다. 이 표층 두께 D로부터 용강(21)과 용강(22)의 유량을 규정하였다.
Figure 112018044886766-pct00005
용강(21)과 용강(22)의 유량 제어에 대해서는, 주조 개시 시에 용강(21)만으로 주조를 행하고, 필요 용강 유량을 공급하기 위한 슬라이딩 노즐의 개방도를 확인하였다. 그 후, 턴디쉬(2) 내의 용강 헤드가 일정해지도록, 레이들(1)로부터의 주입량을 일정하게 제어한 후, 슬라이딩 노즐의 개방도를 일정하게 제어하였다. 또한, 용강(22)에 대해서는, 탕면 레벨이 일정해지도록 제어하였다.
레이들(1)이 턴디쉬(2)에 공급하는 용강은, 저탄 Al 킬드강으로 하였다. 즉, 용강(21)은 저탄 Al 킬드강이다. 한편, 턴디쉬(2)의 제2 유지실(12)에는, 0.3㎜ 두께의 연강판으로 코킹한 철제 와이어(내부에 Ni 입자를 함유: 420(g/m))를 와이어 피더에 의해 첨가 속도 3(m/min)으로 첨가하였다. 즉, 용강(22)은, 용강(21)에 상기한 철제 와이어를 첨가한 것이 된다. 또한, 상기한 철제 와이어의 첨가(상기한 철제 와이어를 첨가 속도 3(m/min)으로 첨가)는, 용강(21)에 0.5％ Ni를 첨가하는 것에 상당한다.
복층 주조편의 Ni 농도 분포를 조사하기 위해, 표층의 농도 분포에 관해서는, 표면으로부터 8㎜ 위치(표층 두께의 중심)에 대해, 양 짧은 변 중앙 위치(2개소), 1/4 폭 위치(4개소) 및 1/2 폭 위치(2개소)에 있어서 분석 시료를 채취하여 농도를 조사하였다. 또한, 내층의 농도 분포에 관해서는, 표면으로부터 40㎜ 위치(주조편 1/4 두께)에 대해, 양 짧은 변 중앙 위치(2개소), 1/4 폭 위치(4개소), 1/2 폭 위치(2개소)에 있어서 분석 시료를 채취하여 농도를 조사하였다. 또한, 표층 두께에 대해서는, 분석 시료를 채취한 부위에 대해, 표면으로부터 40㎜까지의 영역을 대상으로, 분석 시료를 채취한 거의 동일한 위치에서 샘플을 잘라내고, EPMA에 의해 두께 방향의 농도 분포를 조사하여, 첨가한 원소의 농도가 높게 되어 있는 두께를 구하였다.
얻어진 분석 결과에 대해서는, 이하의 지표에 기초하여, 표내층의 분리도, 표층 농도의 균일성을 평가하였다. 주조편 표층 농도 CO(％), 주조편 내층 농도 CI(％), 레이들 내 농도 CL(％), 및 턴디쉬 내에 첨가한 농도 CT(％)로부터 구해지는 표층 분리도 XO(％)와, 주조편 표층 두께 내의 주위 방향 평균값 CM(％), 및 표준 편차 σ(％)로부터 구해지는 농도 균일도 Y를 이하의 식(7) 및 (8)을 사용하여 구하였다.
Figure 112018044886766-pct00006
본 실시예 1에서는, 턴디쉬(2)의 둑(4)의 깊이를 바꿈으로써 턴디쉬(2)의 개구 면적(둑(4)의 개구 면적률)을 변화시키는 실험을 행하여, 표층 분리도 XO 및 농도 균일도 Y를 조사하였다. 또한, 주형(7) 내에 인가하는 자속 밀도를 0.4(T), 계면(27)의 위치를 제동 영역 내의 (450)(㎜), 주형(7) 내의 전자기 교반 장치(9)에 의한 교반 유속을 0.4(m/s)로 하였다. 이 결과를 도 15a 및 도 15b에 나타낸다. 또한, 도 15a는, 개구 면적률과 표층 분리도 XO의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 15b는, 개구 면적률과 농도 균일도 Y의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15a 및 도 15b에 나타낸 바와 같이, 개구 면적률이 10％ 미만인 경우, 농도 균일도 Y가 저하된다는 점에서, 농도 균일성이 낮아지는 것을 확인하였다. 한편, 개구 면적률이 70％ 초과인 경우, 턴디쉬(2) 내에서의 용강(21)과 용강(22)의 혼합이 발생하였기 때문에, 표층 분리도 XO가 저하됨과 함께, 농도 균일도 Y도 저하되는 것을 확인하였다. 이에 비해, 개구 면적률이 10％ 이상 70％ 이하인 경우, 표층 분리도 XO는 0.9 이상 1.0 이하가 되고, 농도 균일도 Y는 0.1 이하가 되어, 분리도 및 균일도 모두 양호한 주조편을 얻을 수 있었다.
<실시예 2>
다음으로, 실시예 2로서, 용강(21 및 22)의 유량 밸런스를 변화시킴으로써, 직류 자장대(14)에 대한 계면(27)의 위치를 변화시켜, 직류 자장대(14)에 대한 계면(27)의 위치가, 표층 분리도 XO 및 농도 균일도 Y에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 턴디쉬(2)의 둑(4)의 개구 면적률을 40(％)로 하고, 그 밖의 조건에 대해서는, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 하였다. 결과를 도 16a 및 도 16b에 나타낸다.
도 16a 및 도 16b에 있어서, 계면 위치가 300 내지 500(㎜)인 경우, 계면(27)은, 직류 자장대(14) 내에 위치하고 있게 된다. 도 16a 및 도 16b에 나타낸 바와 같이, 계면(27)의 위치를 직류 자장대(14) 내로 제어한 경우, 표층 분리도 XO는 0.9 이상 1.0 이하가 되고, 농도 균일도 Y는 0.1 이하가 되어, 분리도 및 균일도 모두 양호한 주조편을 얻을 수 있었다.
<실시예 3>
다음으로, 실시예 3으로서, 주형(7) 내에 있어서의, 전자기 교반 장치(9)에 의한 교반 유속을 바꾸어, 표층의 2개의 짧은 변부의 두께, 표층의 폭 중앙부의 두께를 조사하여, 교반 조건과의 관계를 조사하였다. 턴디쉬(2)의 개구 면적률은, 실시예 2와 마찬가지로 40％로 하였다. 그 밖의 조건에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이다. 결과를 도 17에 나타낸다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 전자기 교반을 인가하지 않는 조건에서는, 용강이 정체하기 쉬워져, 표층 두께의 변동이 커졌지만, 0.3(m/s) 이상의 선회류를 탕면 근방에 부여함으로써 표층 두께의 주위 방향 분포를 더 균일화할 수 있음을 알 수 있었다.
<실시예 4>
다음으로, 실시예 4로서, 상기 제2 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(200)를 사용하여, 폭 800(㎜)×두께 170(㎜)의 복층 주조편을 제조하였다. 이때, 내화물로 구성된 연통관(210)의 내경 φ를 100(㎜)로 하였다. 연통관(210)의 주위에 배치된 2개의 솔레노이드 코일(241 및 242)에 의해 발생하는 자기장의 자속 밀도를 변화시켜, 이 자속 밀도의 변화가 표층 분리도 XO 및 농도 균일도 Y에 미치는 영향을 조사하였다. 다른 조건에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이다. 결과를 도 18a 및 도 18b에 나타낸다.
도 18a 및 도 18b에 나타낸 바와 같이, 자기장을 인가하지 않는 조건에서는, 표층 분리도 XO는 0.9 이상이 되고, 농도 균일도 Y는 0.1 이하로 되어 있지만, 자속 밀도의 증가와 함께, 분리도 및 균일성이 더 향상되는 것을 확인하였다.
<실시예 5>
다음으로, 실시예 5로서, 상기 제2 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(200)를 사용하여, 턴디쉬(202) 내의 용강 헤드가 시간의 경과와 함께 하강하는 경우의, 표층 분리도 XO 및 농도 균일도 Y를 조사하였다. 즉, 상기 실시예 1 내지 4에서는, 레이들로부터 턴디쉬로 용강을 연속적으로 공급하면서 복층 주조편을 제조하는 경우를 나타냈지만, 본 실시예 5에서는, 상기한 식(2)를 충족시키는 경우의 효과를 검증하기 위해, 레이들로부터 턴디쉬로 용강을 연속적으로 공급하면서 복층 주조편을 제조하는 조건과(즉, 턴디쉬의 용강 헤드가 일정한 조건), 레이들로부터의 용강의 공급을 중지하고 복층 주조편의 제조를 행하는 조건(즉, 턴디쉬의 용강 헤드가 시간의 경과와 함께 하강하는 조건)에서, 표층 분리도 XO 및 농도 균일도 Y를 조사하였다.
구체적으로는, 제1 유지실(211)과 제2 유지실(212)에서 용량이 상이한 턴디쉬(202)를 준비하고, 제1 유지실(211)의 탕면 레벨의 면적 ST1 및 제2 유지실(212)의 탕면 레벨의 면적 ST2를 상이한 것으로 하였다. 그리고 제1 유지실(211)로부터의 용강 공급량 Q1(kg/s)을 제1 유지실(211)의 탕면 레벨의 면적 ST1(㎡)로 나눈 값(Q1/ST1)과, 제1 유지실(211)로부터의 용강 공급량 Q2(kg/s)를 제2 유지실(212)의 탕면 레벨의 면적 ST2(㎡)로 나눈 값(Q2/ST2)의 대소 관계를 변화시켜, 분리도 및 균일성을 조사하였다. 또한, 턴디쉬(202)의 연통관(210)에 인가하는 자속 밀도는 0.1(T)로 일정하게 하고, 그 밖의 조건에 대해서는 실시예 4와 마찬가지로 하였다. 결과를 도 19a 및 도 19b에 나타낸다. 또한, 도 19a는, 턴디쉬(202)의 용강 헤드가 일정해지도록, 레이들(1)로부터 턴디쉬(202)로 용강을 연속적으로 공급하면서 복층 주조편을 제조한 경우의 결과를 나타내고, 도 19b는, 레이들(1)로부터의 용강의 공급을 중지하고 복층 주조편을 제조한 경우의 결과를 나타낸다.
도 19a에 나타낸 바와 같이, 턴디쉬의 헤드가 일정한 조건에서는, 제1 유지실(211) 및 제2 유지실(212)의 용량에 상관없이, 분리도 XO는 0.9 이상, 균일도는 0.1 이하로 되었다. 또한, Q2/ST2가 Q1/ST1에 비해 클수록, 분리성 및 균일성이 향상되는 것을 확인하였다.
도 19b에 나타낸 바와 같이, 턴디쉬의 용강 헤드가 시간과 함께 하강하는 조건에 있어서도, Q2/ST2가 Q1/ST1에 비해 클수록, 분리성 및 균일성이 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 도 19b로부터 알 수 있는 바와 같이, Q2/ST2가 Q1/ST1보다 큰 경우(즉, 상기한 식(2)를 만족시키는 경우), 표층 분리도 XO는 0.9 이상, 균일도는 0.1 이하로 되어, 분리성 및 균일성이 향상되는 것을 확인하였다.
<실시예 6>
다음으로, 실시예 6으로서, 상기 제2 실시 형태에 관한 연속 주조 장치(200)를 사용하여, 솔레노이드 코일(241 및 242)에 의한 자기장의 자속 밀도를 변화시키면서, 턴디쉬(202) 내의 용강 헤드를 시간의 경과와 함께 하강시킨 경우의 표층 분리도 XO 및 농도 균일도 Y를 조사하였다. 구체적으로는, 레이들(1)로부터의 주입을 중지하고, 상기한 식(2)를 만족시키지 않는 조건(Q2/ST2－Q1/ST1＝-1.2의 조건)에서, 연통관(210)으로 인가하는 자속 밀도를 변화시켜, 표층 분리도 XO 및 농도 균일도 Y를 조사하였다. 또한, 그 밖의 조건은, 실시예 5와 마찬가지이다. 결과를 도 20에 나타낸다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 연통관(210)에 자기장을 인가하지 않고, 또한 상기한 식(2)를 만족시키지 않는 경우에는, 표층 분리도 XO는 0.9 미만, 균일도는 0.1 초과로 되어, 자기장을 인가한 경우에 비해 분리성 및 균일성이 저하되었다. 한편, 자기장을 인가한 경우에는, 상기한 식(2)를 만족시키지 않는 경우라도, 표층 분리도 XO는 0.9 이상, 균일도는 0.1 이하로 되었다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 상기 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 본 발명의 범위가 상기 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 상기 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되면 마찬가지로 청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.
본 발명에 따르면, 하나의 레이들 및 하나의 턴디쉬를 사용하여 복층 주조편을 제조할 때, 복층 주조편의 품질 저하를 억제하는 것이 가능한, 복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법을 제공할 수 있다.
1 : 레이들
1a : 레이들의 롱 노즐(용강 공급 노즐)
2 : 턴디쉬
4 : 둑
5 : 제1 침지 노즐
6 : 제2 침지 노즐
7 : 주형
8 : 직류 자장 발생 장치
9 : 전자기 교반 장치
10 : 개구부(유로)
11 : 제1 유지실(제1 유지부)
12 : 제2 유지실(제2 유지부)
14 : 직류 자장대
21 : 용강
22 : 용강
50 : 첨가 장치(첨가 기구)

Claims (13)

  1. 용강 공급 노즐을 갖는 레이들과,
    상기 레이들로부터 상기 용강 공급 노즐을 통해 용강의 공급을 받음과 함께 제1 침지 노즐을 갖는 제1 유지부, 및 상기 제1 유지부와의 사이에 유로를 구비하여 인접함과 함께 제2 침지 노즐을 갖는 제2 유지부를 갖는 턴디쉬와,
    상기 제2 유지부 내의 상기 용강에 소정의 원소를 첨가하는 첨가 기구와,
    상기 제1 유지부 내로부터 상기 제1 침지 노즐을 통해 상기 용강의 공급을 받음과 함께, 상기 제2 유지부 내로부터 상기 제2 침지 노즐을 통해 상기 용강의 공급을 받는 주형을 구비하고,
    상기 유로는 제1 유지부와 제2 유지부의 사이를 연통함과 함께 상기 용강의 탕면 아래에 설치되는 개구부이고,
    평면에서 본 경우에, 상기 용강 공급 노즐로부터 상기 제2 침지 노즐에 이르는 경로에 있어서, 상기 용강 공급 노즐, 상기 제1 침지 노즐, 상기 유로, 그리고 상기 제2 침지 노즐의 순으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로의 연통 방향에 수직인 단면에서 본 경우에,
    상기 유로의 단면적이, 상기 제1 유지부 내에 있는 상기 용강의 단면적의 10％ 이상 70％ 이하인 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유로가, 상기 제1 및 제2 유지부를 연통하는 연통관에 의해 형성되고,
    상기 연통관을 둘러싸도록, 서로 대향하는 한 쌍의 솔레노이드 코일이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주형의 두께 방향을 따라, 상기 주형 내에 직류 자장을 발생시키는 직류 자장 발생 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주형 내에 있는 상기 용강의 상부를 교반하는 전자기 교반 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 유로가, 상기 제1 및 제2 유지부를 연통하는 연통관에 의해 형성되고,
    상기 연통관을 둘러싸도록, 서로 대향하는 한 쌍의 솔레노이드 코일이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 주형의 두께 방향을 따라, 상기 주형 내에 직류 자장을 발생시키는 직류 자장 발생 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 주형의 두께 방향을 따라, 상기 주형 내에 직류 자장을 발생시키는 직류 자장 발생 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 주형 내에 있는 상기 용강의 상부를 교반하는 전자기 교반 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 주형 내에 있는 상기 용강의 상부를 교반하는 전자기 교반 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 주형 내에 있는 상기 용강의 상부를 교반하는 전자기 교반 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 복층 주조편의 연속 주조 장치를 사용하여, 복층 주조편을 제조하는 방법이며,
    상기 레이들 내에 있는 상기 용강을 상기 턴디쉬에 공급하는 제1 공정과,
    상기 턴디쉬의 상기 제2 유지부 내에 있는 상기 용강에, 소정의 원소를 첨가하는 제2 공정과,
    상기 턴디쉬의 상기 제1 유지부 내에 있는 상기 용강과, 상기 턴디쉬의 상기 제2 유지부 내에 있는 상기 용강을 상기 주형 내에 공급하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 공정에서,
    상기 턴디쉬를 평면에서 본 경우에 있어서의, 상기 제1 유지부 내에 있는 상기 용강의 면적을 ST1(㎡), 및 상기 제2 유지부 내에 있는 상기 용강의 면적을 ST2(㎡)로 하고,
    상기 제1 유지부로부터 상기 주형 내로의 용강 공급량을 Q1(kg/s), 및 상기 제2 유지부로부터 상기 주형 내로의 용강 공급량을 Q2(kg/s)로 하였을 때,
    하기의 식(1)을 만족시키도록, 상기 주형 내에 상기 용강을 공급하는 것을 특징으로 하는, 복층 주조편의 연속 주조 방법.
    Figure 112018044982673-pct00007
KR1020187013029A 2015-10-30 2016-10-31 복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법 KR102138156B1 (ko)

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