KR101182052B1 - Controlling method for surface defection of stainless steel and stainless steel manufactured using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면결함을 개선시킬 수 있는 스테인리스강의 표면결함 제어방법 및 이를 이용하여 제조된 스테인리스강에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 연주기를 이용하여 용강으로부터 주편을 제조하는 스테인리스강의 연속주조공정 중, 상기 주편의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 온도편차가 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 상기 연주기 내의 침지 노즐의 토출각이 제어되는 스테인리스강의 표면결함 제어방법 및 이를 이용하여 제조된 스테인리스강이 제공된다.The present invention relates to a method for controlling surface defects of stainless steel that can improve surface defects, and to stainless steels produced using the same.
According to the present invention, during the continuous casting process of stainless steel for producing cast steel from molten steel using a machine, the immersion nozzle in the machine so that the temperature deviation of the center portion and the outer portion in the width direction of the cast steel ranges from 0 ℃ to 5 ℃ Provided are a method for controlling surface defects of stainless steel in which an ejection angle is controlled, and a stainless steel manufactured using the same.
Description
본 발명은 스테인리스강의 표면 결함 제어방법 및 이를 이용하여 제조된 스테인리스강에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면결함을 개선시킬 수 있는 스테인리스강의 표면 결함 제어방법 및 이를 이용하여 제조된 스테인리스강에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling surface defects of stainless steel and a stainless steel manufactured using the same, and more particularly, to a method for controlling surface defects of stainless steel that can improve surface defects and a stainless steel manufactured using the same.
일반적으로 스테인리스강은 일반 탄소강에 비해 표면이 미려하고 우수하여야 하므로, 특히 스테인리스강 연속주조시에 표면결함을 저감시켜야 한다.In general, stainless steel should have a beautiful surface and excellent surface compared to general carbon steel, and therefore, surface defects should be reduced, particularly during continuous casting of stainless steel.
상당한 비율의 황(S)을 함유한 용강은 함유된 황에 의해 표면장력이 저하되어 몰드 내에서 주편의 폭방향으로 인장응력이 작용함으로써 주편의 상면에 면세로 크랙이 발생하게 된다.In the molten steel containing a significant proportion of sulfur (S), the surface tension is lowered by the sulfur, and thus tensile stress acts in the width direction of the slab in the mold, thereby causing cracks vertically on the upper surface of the slab.
이러한 면세로 크랙의 발생이 심화되면 스테인레스 제품을 만들 수 없게 되어 전체 스크랩처리되기 때문에 적정 연속주조 기술이 요구된다.If the cracks are intensified due to such duty free, it is impossible to make stainless steel products and the entire scrap process is required, so proper continuous casting technology is required.
특히, 고 황함유 마르텐사이트계 스테인레스강은 고경도, 고강도 소재 제조용 금형으로 사용되면서 내식성이 우수한 고 황함유 마르텐사이트 스테인레스강을 사용하고자 하는 수요가 늘고 있으므로 면세로 크랙이 없는 고 황함유 마르텐사이트 스테인레스강 연속주조 기술이 요구되고 있다.In particular, the high sulfur-containing martensitic stainless steel is used as a mold for manufacturing high hardness and high strength materials, and thus the demand for using high sulfur-containing martensitic stainless steel having excellent corrosion resistance is increasing. Steel continuous casting technology is required.
본 발명의 목적은 스테인리스강의 표면 결함을 제어할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a method capable of controlling surface defects of stainless steel.
본 발명의 다른 목적은 표면 결함이 감소되어 품질이 향상된 스테인리스강을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a stainless steel with improved quality by reducing surface defects.
본 발명의 일 측면에 따르면, 연주기를 이용하여 용강으로부터 주편을 제조하는 스테인리스강의 연속주조공정 중, 상기 주편의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 온도편차가 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 상기 연주기 내의 침지 노즐의 토출각이 제어되는 스테인리스강의 표면결함 제어방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, in the continuous casting process of the stainless steel to manufacture the cast from molten steel using a machine, the temperature deviation of the center and the outer portion in the width direction of the cast in the range of 0 ℃ to 5 ℃ A surface defect control method of stainless steel in which the discharge angle of an immersion nozzle is controlled is provided.
여기서, 상기 토출각은 0˚ 내지 5˚의 범위로 제어될 수 있다.Here, the discharge angle may be controlled in the range of 0 ° to 5 °.
또한, 상기 주편의 주조온도는 15℃ 내지 25℃의 범위로 제어될 수 있다.In addition, the casting temperature of the cast can be controlled in the range of 15 ℃ to 25 ℃.
또한, 상기 용강은 수직만곡형으로 하강하면서 상기 연주기 내의 몰드에 의한 1차 냉각 및 냉각수 공급장치로부터 공급되는 냉각수에 의한 2차 냉각에 의해 냉각되어 상기 주편으로 제조될 수 있다.In addition, the molten steel may be manufactured into the cast by being cooled by the primary cooling by the mold in the machine and the secondary cooling by the cooling water supplied from the cooling water supply while descending to the vertical curved shape.
한편, 상기 2차 냉각에서 공급되는 상기 냉각수의 비수량은 0.40l/㎏ 내지 0.45l/㎏의 범위로 제어될 수 있다.On the other hand, the specific amount of the cooling water supplied in the secondary cooling may be controlled in the range of 0.40l / kg to 0.45l / kg.
여기서, 상기 스테인리스강은 C : 0wt% 내지 0.07wt%, Cr : 12wt% 내지 15wt%, Ni : 0wt% 내지 0.8wt%, Mn : 0wt% 내지 1.5wt%, P : 0wt% 내지 0.05wt%, S : 0.1wt% 내지 0.2wt%, Si : 0wt% 내지 0.7wt%, N : 0wt% 내지 0.06wt%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 마르텐사이트계 스테인리스강일 수 있다.Here, the stainless steel is C: 0wt% to 0.07wt%, Cr: 12wt% to 15wt%, Ni: 0wt% to 0.8wt%, Mn: 0wt% to 1.5wt%, P: 0wt% to 0.05wt%, S: 0.1wt% to 0.2wt%, Si: 0wt% to 0.7wt%, N: 0wt% to 0.06wt%, may be martensitic stainless steel comprising the remaining Fe and other unavoidable impurities.
본 발명의 다른 측면에 따르면, C : 0wt% 내지 0.07wt%, Cr : 12wt% 내지 15wt%, Ni : 0wt% 내지 0.8wt%, Mn : 0wt% 내지 1.5wt%, P : 0wt% 내지 0.05wt%, S : 0.1wt% 내지 0.2wt%, Si : 0wt% 내지 0.7wt%, N : 0wt% 내지 0.06wt%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지고, 연주기를 이용하여 용강으로부터 주편을 제조하는 스테인리스강의 연속주조공정 중 상기 주편의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 온도편차가 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 상기 연주기 내의 침지 노즐의 토출각이 제어되어 제조된 스테인리스강이 제공된다.According to another aspect of the invention, C: 0wt% to 0.07wt%, Cr: 12wt% to 15wt%, Ni: 0wt% to 0.8wt%, Mn: 0wt% to 1.5wt%, P: 0wt% to 0.05wt %, S: 0.1wt% to 0.2wt%, Si: 0wt% to 0.7wt%, N: 0wt% to 0.06wt%, and the remaining Fe and other unavoidable impurities. The stainless steel produced by controlling the discharge angle of the immersion nozzle in the machine is controlled so that the temperature deviation of the center portion and the outer portion in the width direction of the cast steel in the continuous casting process of the stainless steel to be produced is in the range of 0 ℃ to 5 ℃.
여기서, 상기 토출각은 0˚ 내지 5˚의 범위로 제어될 수 있다.Here, the discharge angle may be controlled in the range of 0 ° to 5 °.
본 발명에 의하면, 면세로 크랙 등의 표면결함을 개선시킬 수 있는 스테인리스강의 표면결함 제어방법 및 이를 이용하여 제조된 스테인리스강을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method for controlling surface defects of stainless steel that can improve surface defects such as cracks in duty free, and stainless steel manufactured using the same.
또한, 연속주조시의 2차 냉각을 적절히 제어하여 몰드와 주편과의 에어 갭을 최소화하고 상기 에어 갭을 최소화로도 해결되지 않는 주편 표면의 불균일을 주조온도를 금속 고유 융점 대비 15℃ 내지 25℃의 범위로 유지하며 주편의 폭방향 온도편차를 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 제어함으로써 스테인레스강의 면세로 크랙을 저감시키는 효과를 제공할 수 있다.In addition, by appropriately controlling the secondary cooling during continuous casting to minimize the air gap between the mold and the cast, and to minimize the air gap that is not solved by minimizing the air
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조공정을 개락적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 침지 노즐을 확대하여 개락적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A를 따라 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 침지 노즐을 개락적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 A-A를 따라 도시한 것으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 침지 노즐을 개락적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 침지 노즐의 토출각과 주편의 폭방향의 온도차이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 비교예에 따른 스테인리스강의 표면을 확대한 사진이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 스테인리스강의 표면을 확대한 사진이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a continuous casting process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an enlarged immersion nozzle of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view of the immersion nozzle according to an embodiment of the present invention, which is taken along AA of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view schematically illustrating the immersion nozzle according to another embodiment of the present invention, which is taken along AA of FIG. 2.
5 is a graph showing the relationship between the discharge angle of the immersion nozzle and the temperature difference in the width direction of the cast steel according to the embodiment of the present invention.
6A is an enlarged photograph of a surface of stainless steel according to a comparative example of the present invention.
Figure 6b is an enlarged photograph of the surface of the stainless steel according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참고 하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention and other matters required by those skilled in the art will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms within the scope of the claims, and thus the embodiments described below are merely exemplary, regardless of expression.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
In describing the present embodiment, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. It should be noted that the same elements in the drawings are represented by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings may be exaggerated for convenience and clarity of description and may be different from the actual layer thickness or size.
본 발명의 실시예에서, 스테인리스강은 마르텐사이트계 스테인리스강일 수 있고, 상기 마르텐사이트계 스테인리스강은 C : 0wt% 내지 0.07wt%, Cr : 12wt% 내지 15wt%, Ni : 0wt% 내지 0.8wt%, Mn : 0wt% 내지 1.5wt%, P : 0wt% 내지 0.05wt%, S : 0.1wt% 내지 0.2wt%, Si : 0wt% 내지 0.7wt%, N : 0wt% 내지 0.06wt%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the stainless steel may be martensitic stainless steel, the martensitic stainless steel is C: 0wt% to 0.07wt%, Cr: 12wt% to 15wt%, Ni: 0wt% to 0.8wt% , Mn: 0wt% to 1.5wt%, P: 0wt% to 0.05wt%, S: 0.1wt% to 0.2wt%, Si: 0wt% to 0.7wt%, N: 0wt% to 0.06wt%, remaining Fe and It may contain other unavoidable impurities.
본 발명의 실시예에서 일 예로 하는 마르텐사이트계 스테인레스강은 고농도로 황을 함유하고 있는 스테인레스강인데, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 근래에 고경도, 고강도 소재 제조용 금형으로 사용되면서 내식성이 우수한 고 황함유 마르텐사이트 스테인레스강을 사용하고자 하는 수요가 늘고 있어 면세로 크랙이 없는 고 황함유 마르텐사이트 스테인레스강 연속주조공정이 요구되고 있다.Martensitic stainless steel as an example in the embodiment of the present invention is a stainless steel containing sulfur at a high concentration, the embodiment of the present invention is not limited thereto. Recently, the use of high sulfur-containing martensitic stainless steel with excellent corrosion resistance, which is used as a mold for manufacturing high hardness and high strength materials, has been increasing. Therefore, there is a demand for continuous casting process of high sulfur-containing martensitic stainless steel without cracks.
면세로 크랙은 몰드에서 처음으로 발생하기 때문에 주조온도의 제어가 필요하다. 또한, 연속주조시 2차 냉각의 냉각특성은 주편의 표면 및 내부 품질에 영향을 주는 중요한 인자인데, 그 이유는 2차 냉각에 의해 응고 두께와 응고층 내의 온도구배 및 응고층의 강도를 결정되기 때문이다. 주편에서 발생하는 면세로 크랙은 2차 냉각의 조건에 따라 제어가 가능하며, 특히 상기 2차 냉각의 조건에 따라 몰드에서 발생한 작은 면세로 크랙이 악화될 수도 있고 저감될 수도 있다.Duty-free cracking occurs for the first time in the mold, so it is necessary to control the casting temperature. In addition, the cooling characteristics of the secondary cooling during continuous casting is an important factor affecting the surface and internal quality of the cast steel, because the secondary cooling determines the solidification thickness, the temperature gradient in the solidification layer and the strength of the solidification layer. Because. The duty free cracks generated in the cast steel can be controlled according to the conditions of the secondary cooling, and in particular, the small duty free cracks generated in the mold may be deteriorated or reduced according to the conditions of the secondary cooling.
일반적으로, 면세로 크랙 발생의 주된 원인은 δ→γ 변태로 인한 응고층과 몰드 사이의 에어 갭(air gap) 현상과 이로 인한 탕면 레벨 헌팅으로 인한 것이다. 이에, 기존에는 열전달이 낮은 몰드 파우더와 그루브(grooved) 몰드를 사용하여 면세로 크랙 발생을 저감시켰다. 그러나, 이러한 방법으로 고 황함유 마르텐사이트 스테인레스강을 주조시에, 열적조건이 최적화 되지 않는 경우 면세로 크랙이 발생하고 심하면 브레이크 아웃과 같은 연주 중의 사고로 이어질 수 있기 때문에 주의가 요구된다. 또한, 고 황함유 마르텐사이트 스테인레스강은 특히 황이 다량 함유되어 응고층의 강도 및 연성을 저하시키기 때문에 응고층에 면세로 크랙이 발생하기 쉽고, 또한 황을 다량 포함하는 용강의 표면장력이 아주 낮아서 몰드 내 메니스커스 형상이 아주 부적절하여 몰드 파우더 유입상태가 나쁘기 때문에 면세로 크랙을 해결하는데 어려움이 있으므로 체계적인 기술로서 정립되어 있지 않다.In general, the main cause of the duty-free crack generation is due to the air gap phenomenon between the solidification layer and the mold due to the δ → γ transformation and the hot water level hunting. Thus, conventionally, the use of mold powder and grooved mold with low heat transfer reduced duty free cracking. However, caution is required when casting high sulfur-containing martensitic stainless steel in this way, if the thermal conditions are not optimized, cracks may occur in the duty free and severely lead to accidents during performance such as breakout. In addition, since high sulfur-containing martensitic stainless steel contains a large amount of sulfur, the strength and ductility of the solidified layer tends to be easily cracked in the solidified layer, and the surface tension of molten steel containing a large amount of sulfur is very low. Since the meniscus shape is very inadequate and the mold powder inflow state is bad, it is difficult to solve the crack in duty free, so it is not established as a systematic technique.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는, 면세로 크랙을 개선시킬 수 있는 스테인리스강의 표면결함 제어 공정을 구현하고 이를 이용하여 제조된 스테인리스강을 제공하는 방안을 아래와 같이 제시한다.
In order to solve the above problems, in the embodiment of the present invention, to implement a surface defect control process of stainless steel that can improve the cracks duty-free and proposes a method for providing a stainless steel manufactured using the same as follows.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 스테인리스강의 표면결함 제어공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, a process for controlling surface defects of stainless steel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조공정을 개락적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 침지 노즐을 확대하여 개락적으로 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A를 따라 도시한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 침지 노즐을 개락적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2의 A-A를 따라 도시한 것으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 침지 노즐을 개락적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a continuous casting process according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an enlarged immersion nozzle of Figure 1, Figure 3 is a view along the AA of FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an immersion nozzle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view schematically showing an immersion nozzle according to another embodiment of the present invention. .
도 1을 참조하면, 주편(60)을 제조하는 데 사용되는 연주기(100)는 래들(10), 턴디쉬(20), 몰드(30), 이송롤(50) 및 냉각수 공급장치(40)를 포함한다. 상술한 구조를 갖는 연주기(100)를 이용하여 주편(60)을 제조하는 방법은 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the
우선, 상기 래들(10) 측으로 정련이 완료된 용강(5)이 제공되고, 상기 래들(10)에 채워진 용강(5)은 쉬라우딩 노즐(15)의 유압식 또는 전기식 슬라이딩 게이트 노즐(G1)에 의해 유량이 조절되어 턴디쉬(20) 측으로 제공된다. 상기 턴디쉬(20)는 상기 래들(10)과 상기 몰드(30) 사이에서 상기 용강(5)을 임시 저장하는 버퍼역할을 하고, 상기 턴디쉬(20)에 제공된 용강(5)은 유압식 또는 전기식 슬라이딩 게이트 노즐(G2)에 의해 유량이 조절되어 침지 노즐(25)의 토출구(27)를 통해 상기 몰드(30) 측으로 제공된다.First,
상기 몰드(30) 측으로 제공된 용강(5)은 상기 몰드(30)에 의해 상기 주편(60)으로 형상화되는 동시에 상기 주편(60)에 대해 1차 냉각이 진행된다.The
상기 몰드(30)에 의해 형상화되고 1차 냉각되어 제조된 상기 주편(60)은 이송롤(50)에 의해 이송된다. 보다 상세하게는, 몰드(30)로부터 인출되는 주편(60)은 상기 이송롤(50)에 의해 지표면(1) 측으로 하강하되, 단면상에서, 상기 주편(60)은 제1 방향(D1)과 나란하게 수직만곡형 형상을 그리며 하강한다.The
한편, 상기 이송롤(50)에 의해 상기 주편(60)이 이송되는 동안, 상기 주편(60)은 상기 냉각수 공급장치(40)로부터 제공되는 냉각수에 의해 2차 냉각된다.On the other hand, while the
본 발명의 실시예에 따르면, 연주기(100)를 이용하여 용강(5)으로부터 주편(60)을 제조하는 스테인리스강의 연속주조공정 중, 상기 주편(60)의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 온도편차(DT1)가 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 상기 연주기(100) 내의 침지 노즐(25)의 토출각(θ)이 제어됨으로써 스테인리스강의 면세로 크랙 발생이 제어되는 공정을 구현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, during the continuous casting process of the stainless steel to manufacture the
면세로 크랙은 몰드(30) 내에서 발생하며, 주조되는 주편(60)의 폭이 증가할수록 주로 발생하였다. 이러한 점에 착안하여 주편(60)의 폭방향의 중심부와 외각부의 온도를 측정하여 보니 온도편차가 커질수록 면세로 크랙의 깊이 또한 커지는 결과를 보였다. 상기한 주편(60)의 폭방향의 중심부와 외각부의 온도편차가 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 침지 노즐(25) 토출각(θ)을 조절하여 면세로 크랙의 발생 여부를 관찰하였을 때, 침지 노즐(25)의 토출각(θ)이 0˚ 내지 5˚의 범위일 때 면세로 크랙이 발생하지 않는 결과를 보였다.Duty-free cracking occurs in the
여기서, 몰드(30) 내 주편(60)의 폭방향의 온도편차(DT1)는 탕면의 열전대를 이용하여 용강(5)의 탕면 표면에서 10mm 위치에서 측정한 온도로 정의하였으며 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.Here, the temperature deviation DT 1 in the width direction of the
[수학식 1][Equation 1]
주편의 폭방향 온도편차(ΔT1) = 주편 중심부 온도금속 고유 융점Width direction temperature deviation of cast steel (ΔT 1 ) = intrinsic melting point of cast metal
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 침지 노즐(25)은 상부에 유압식 또는 전기식 슬라이딩 게이트 노즐(G2)을 구비하고, 하부에 경사가 형성된 토출구(27)를 구비한다. 상기 토출구(27)를 통하여 용강(5)이 몰드(30)의 내부로 유입된다. 이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 주편(60)의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 폭방향 온도편차(ΔT1)가 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 토출구(27)를 경사지게 형성함으로써 토출각(θ)을 제어할 수 있다. 상기와 같이, 용강(5)의 토출각(θ)이 제어됨으로써 스테인리스강의 면세로 크랙 발생이 제어될 수 있다.1 and 2, the
표 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 침지 노즐(25a)의 토출구(27a)에는 지면과의 평행면(w)에 대하여 경사면(d1)이 형성됨에 따라서 표 2에서와 같은 상향(+)의 토출각(θ1)이 형성된다.Referring to Table 2 and Figure 3, as the inclined surface (d1) is formed in the discharge port (27a) of the immersion nozzle (25a) according to an embodiment of the present invention with respect to the parallel plane (w) with the ground as shown in Table 2 Upward (+) discharge angle θ1 is formed.
표 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 침지 노즐(25b)의 토출구(27b)에는 지면과의 평행면(w)에 대하여 경사면(d2)이 형성됨에 따라서 표 2에서와 같은 하향(-)의 토출각(θ2)이 형성된다.Referring to Table 2 and Figure 4, as the inclined surface (d2) is formed in the discharge port (27b) of the immersion nozzle (25b) according to another embodiment of the present invention with respect to the parallel surface (w) of the ground as shown in Table 2 A downward (-) discharge angle θ2 is formed.
한편, 몰드(30)에서의 1차 냉각은 몰드 냉각수(도시하지 않음)에 의한 냉각보다 몰드(30) 내 용강(5)의 온도에 의해 좌우되는데 주조 온도(ΔT2)는 다음과 같은 식으로 평가 할 수 있다.On the other hand, the primary cooling in the
[수학식 2]&Quot; (2) "
주조 온도(ΔT2) = 용강 온도 - 금속 고유 융점Casting temperature (ΔT 2 ) = molten steel temperature-metal intrinsic melting point
한편, 상기 용강(5)은 수직만곡형으로 하강하면서 상기 몰드(30)에 의해 1차 냉각된 후, 냉각수 공급장치(40)로부터 공급되는 냉각수에 의해 2차 냉각되어 주편(60)으로 제조된다.Meanwhile, the
여기서, 2차 냉각의 정도는 하기 수학식 3에 의해 계산될 수 있는 비수량(l/kg)으로 나타낼 수 있으며, 비수량은 강종별 냉각 정도의 비교뿐만 아니라 냉각 테이블 설계에도 매우 유용하게 활용된다.Here, the degree of secondary cooling can be represented as a specific quantity (l / kg) that can be calculated by
[수학식 3]&Quot; (3) "
S = Q/(V×W×D×G)S = Q / (V × W × D × G)
여기서, S: 비수량(l/kg), Q: 2차냉각대의 총수량 (l/min), W : 주편 폭(m), D :주편 두께(m), G: 밀도 (kg/cu.m), V: 주조속도(m/min)이다.
Where: S: specific quantity (l / kg), Q: total quantity of secondary cooling stand (l / min), W: slab width (m), D: slab thickness (m), G: density (kg / cu.m ), V: casting speed (m / min).
비교예Comparative example 및 And 실시예Example
주요 원소의 함량이 하기 표 1과 같은 범위로 함유된 고 황함유 마르텐사이트계 스테인레스 용강(5)을 준비한 후, 주조속도 1.0m/min인 상술한 연속주조공정을 통하여 두께 200mm, 폭 1500mm 이상이 되는 주편(60)을 제조하였다.After preparing the high sulfur-containing martensitic stainless steel (5) containing the main elements in the range as shown in Table 1 below, the casting speed was 1.0mm / min through the above-described continuous casting process, the thickness of 200mm, width 1500mm or more To prepare a cast steel (60).
이하에서는 표 2 및 도 5를 참조하여 상기 표 1의 조성을 가진 고 황함유 마르텐사이트계 스테인레스강의 실시예 및 비교예를 설명한다.Hereinafter, with reference to Table 2 and 5 will be described examples and comparative examples of the high sulfur-containing martensitic stainless steel having a composition of Table 1.
하기 표 2는 고 황함유 마르텐사이트계 스테인레스강의 주편의 폭방향 온도편차(ΔT1)와 주조 온도(ΔT2)를 적절히 조절하고, 2차 냉각시의 비수량(l/㎏)을 적절히 제어하여 제조된 실시예와 비교예의 시험 결과를 나타낸 것이고, 도 5는 침지 노즐(25)의 토출각(θ)과 주편(60)의 폭방향 온도편차(ΔT1)의 관계를 나타낸 그래프이다.Table 2 below, by appropriately adjusting the widthwise temperature deviation (ΔT 1 ) and casting temperature (ΔT 2 ) of the cast steel of high sulfur-containing martensitic stainless steel, by appropriately controlling the specific water amount (l / kg) during secondary cooling Test results of the manufactured examples and comparative examples are shown, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the discharge angle θ of the
실시예 1 내지 4에서와 같이, 주편(60)의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 폭방향 온도편차(ΔT1)를 5℃ 이하로 조절하고, 비수량(l/㎏)을 0.45l/㎏ 이하로 조절하며, 토출각(θ)이 하향(-) 5˚ 또는 상향(+) 0˚인 경우에 면세로 크랙이 발생하지 않았다. 반면, 비교예 1 내지 5에서와 같이, 주편(60)의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 폭방향 온도편차(ΔT1)를 5℃ 초과이거나, 비수량(l/㎏)이 0.45l/㎏ 초과이거나 토출각(θ)이 하향(-) 5˚ 또는 상향(+) 5˚ 이상인 경우 면세로 크랙이 발생하였다. 도 5를 참조하면, 주편(60)의 폭방향에서의 중심부와 외각부의 폭방향 온도편차(ΔT1)가 0℃ 내지 5℃ 범위일 때, 침지 노즐(25)의 토출각(θ)은 하향(-) 5˚ 또는 상향(+) 0˚인 것을 알 수 있었다.As in Examples 1 to 4, the widthwise temperature deviation ΔT 1 of the central portion and the outer portion of the
여기서, 비교예 1의 비수량(l/㎏)은 실시예와 동일한 조건임에도 주조 온도(ΔT2)가 50℃로 높은 경우에는 면세로 크랙 결함이 발생하여 전량 스크랩 처리하였다. 이와 같이, 적절한 2차 냉각으로 스테인리스강을 주조하여도 1차 냉각조건, 즉, 주조 온도(ΔT2)가 높은 경우에는 면세로 크랙 결함이 발생하였다. 주조 온도(ΔT2)는 대체로 낮은 쪽이 좋지만 15˚ 미만으로 제어하기 어려우므로 25˚까지 제어하여 주조한 경우에는 면세로 크랙을 저감할 수 있는 효과가 있었다.Here, in Comparative Example 1 was treated with the quantity ratio (l / ㎏) is carried casting temperature being the same conditions as in Example (ΔT 2) If the high to 50 ℃ there by a crack defect caused by duty-free total amount of scrap. As described above, even when the stainless steel was cast by appropriate secondary cooling, crack defects occurred in a duty-free manner when the primary cooling conditions, that is, the casting temperature ΔT 2 was high. The casting temperature (ΔT 2 ) is generally low, but it is difficult to control the temperature below 15 °. Therefore, when the casting temperature is controlled to 25 °, there is an effect of reducing the crack vertically.
면세로 크랙 주위의 성분을 조사하기 위하여 고 황함유 마르텐사이트계 시편을 SEM 및 EPMA 관찰하였을 때, 몰드(30)의 파우더 성분이 검출되었으며, 이것으로 면세로 크랙이 몰드(30) 내에서 발생하였음을 알 수 있었다. 몰드(30)와 2차 냉각을 상기 실시예에서와 같이 최적화하지 않으면 주편(60)에 면세로 크랙이 발생하였고, 면세로 크랙 주위에는 몰드(30)의 파우더 성분 검출되고 그 내부 응고조직에는 미세한 양의 MnS가 석출되었다.When SEM and EPMA were observed on high sulfur-containing martensitic specimens to investigate the components around the cracks, the powder component of the
몰드(30) 내에서 주편(60) 폭방향 온도편차(ΔT1)는 메탈 스트림(metal stream)의 충돌에 의해 재용해된다. 이때, 몰드(30) 내에서 주편(60) 폭방향 온도편차(ΔT1)가 큰 경우에는 주편(60)의 중심부에서 폭방향의 인장응력이 커져 크랙이 유발된다. 2차 냉각대 상단부의 강냉으로 인하여 몰드(30)와 응고층 간의 간격이 증가하게 되어 몰드(30) 내에서 발생한 면세로 크랙이 소멸되지 못하고 박슬라브의 열추출이 원활하지 못하여 도 6a의 비교예 2와 같은 면세로 크랙이 발생되는 결과를 보인다. 이에 비하여, 도 6b의 실시예 1의 경우에는 면세로 크랙이 발생되지 않는다.The
면세로 크랙의 발생 원인은 고 황함유 마르텐사이트강 용강(5)의 표면장력이 낮아서 몰드(30)의 파우더 유입이 불균일하게 되어 불균일 응고가 일어나게 된다. 이러한 결과로 인해 몰드(30) 내에서 에어 갭이 형성되고, 상기 에어 갭의 형성으로 응고가 지연되는 곳에서 미세한 양의 MnS가 석출되었다. 응고층의 강도와 연성이 저하되는 현상으로 인하여 몰드(30) 내에서는 내부 응고조직에 MnS가 석출되는 면세로 크랙이 발생하는 것으로 추정된다.
The cause of the duty-free cracking is that the surface tension of the high sulfur-containing martensitic steel molten
본 발명에 의하면, 면세로 크랙 등의 표면결함을 개선시킬 수 있는 스테인리스강의 표면결함 제어방법 및 이를 이용하여 제조된 스테인리스강을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method for controlling surface defects of stainless steel that can improve surface defects such as cracks in duty free, and stainless steel manufactured using the same.
또한, 연속주조시의 2차 냉각을 적절히 제어하여 몰드와 주편과의 에어 갭을 최소화하고, 또한 상기 에어 갭을 최소화로도 해결되지 않는 주편 표면의 불균일을 주조온도를 금속 고유 융점 대비 15℃ 내지 25℃의 범위로 유지하고, 주편의 폭방향 온도편차를 0℃ 내지 5℃ 범위가 되도록 제어함으로써 스테인레스강의 면세로 크랙을 저감시키는 효과를 제공할 수 있다.
In addition, by properly controlling the secondary cooling during continuous casting to minimize the air gap between the mold and the cast, and also to minimize the air gap is not solved by minimizing the air gap casting temperature is 15 ℃ to the intrinsic melting point of the metal By maintaining the temperature in the range of 25 ° C and controlling the widthwise temperature deviation of the cast steel to be in the range of 0 ° C to 5 ° C, it is possible to provide the effect of reducing cracks in the duty free of stainless steel.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
5: 용강 10: 래들
15: 쉬라우딩 노즐 20: 턴디쉬
25: 침지 노즐 27: 토출구
30: 몰드 40: 냉각수 공급장치
50: 이송롤 100: 연주기5: molten steel 10: ladle
15: shrouding nozzle 20: tundish
25: immersion nozzle 27: discharge port
30: mold 40: cooling water supply device
50: feed roll 100: player
Claims (8)
상기 토출각은 0˚ 내지 5˚의 범위로 제어되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 표면결함 제어방법.The method of claim 1,
The discharge angle is a surface defect control method of stainless steel, characterized in that controlled in the range of 0 ° to 5 °.
상기 주편의 주조온도는 15℃ 내지 25℃의 범위로 제어되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 표면결함 제어방법.The method of claim 1,
Casting temperature of the cast steel surface defect control method of the stainless steel, characterized in that controlled in the range of 15 ℃ to 25 ℃.
상기 용강은 수직만곡형으로 하강하면서 상기 연주기 내의 몰드에 의한 1차 냉각 및 냉각수 공급장치로부터 공급되는 냉각수에 의한 2차 냉각에 의해 냉각되어 상기 주편으로 제조되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 표면결함 제어방법.The method of claim 1,
The molten steel is lowered into a vertical curved shape and cooled by primary cooling by a mold in the machine and secondary cooling by cooling water supplied from a cooling water supply device, thereby manufacturing the surface defects of stainless steel. .
상기 2차 냉각에서 공급되는 상기 냉각수의 비수량은 0.40l/㎏ 내지 0.45l/㎏의 범위로 제어되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 표면결함 제어방법.The method of claim 4, wherein
The specific amount of the cooling water supplied from the secondary cooling is controlled in the range of 0.40l / kg to 0.45l / kg surface defect control method of stainless steel.
상기 스테인리스강은 C : 0wt% 내지 0.07wt%, Cr : 12wt% 내지 15wt%, Ni : 0wt% 내지 0.8wt%, Mn : 0wt% 내지 1.5wt%, P : 0wt% 내지 0.05wt%, S : 0.1wt% 내지 0.2wt%, Si : 0wt% 내지 0.7wt%, N : 0wt% 내지 0.06wt%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 마르텐사이트계 스테인리스강인 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 표면결함 제어방법.The method of claim 1,
The stainless steel is C: 0wt% to 0.07wt%, Cr: 12wt% to 15wt%, Ni: 0wt% to 0.8wt%, Mn: 0wt% to 1.5wt%, P: 0wt% to 0.05wt%, S: Surface defect control of stainless steel, characterized in that martensitic stainless steel comprising 0.1wt% to 0.2wt%, Si: 0wt% to 0.7wt%, N: 0wt% to 0.06wt%, remaining Fe and other unavoidable impurities Way.
상기 토출각은 0˚ 내지 5˚의 범위로 제어되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강.The method of claim 7, wherein
The discharge angle is stainless steel, characterized in that controlled in the range of 0 ° to 5 °.
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