연속주강의 결함

연주강의 결함

연속 주조(CC)는 액강을 주로 슬래브(두껍거나 얇음), 블룸 또는 빌렛 형태의 고체 제품으로 변환하는 공정입니다. 일정한 길이로 원하는 단면의 주물을 생산하는 진보적인 제강기술의 하나이다. CC 프로세스는 운영 절차, 기술 규범, 고급 생산 및 제어 기술을 엄격하게 준수해야 합니다. 이러한 조치에도 불구하고 CC 제품의 결함을 완전히 배제할 수는 없습니다. 결함의 형성 및 유형은 CC 기계 장비의 상태, 주조 제품 형상 및 크기, 강종, 주조 온도 및 속도와 같은 주조 기술 조건, 금형 진동 및 냉각, 품질 및 특성에 따라 다릅니다. 캐스팅 파우더 등

CC 제품의 결함은 기술 표준 또는 시행 중인 기타 규범 문서에 제공된 사양과 비교할 때 모양, 모양, 치수, 거시 구조 및/또는 화학적 특성의 편차로 정의할 수 있습니다. CC 제품에 주조 후 냉각 베드에서 표면 육안 검사, 검사 베드에서 육안 검사로 표면 품질 재확인 또는 실험실에서 테스트 샘플의 화학적 분석 및 매크로 구조 확인을 통해 결함을 감지합니다. .

응고 및 냉각 과정에서 발생하는 CC 제품의 결함은 추가 가공 또는 판매를 위한 원재료의 손실 또는 전용으로 이어집니다. 이러한 손실을 방지하기 위해서는 예방 야금 기술과 건설적인 솔루션을 도입하여 예방 조치를 취하기 위해 결함 발생 원인을 분석하는 것이 필요합니다. 또한 불량품을 원재료에서 분리하여 제거하는 작업도 필요합니다.

결함이 항상 고유한 단일 원인의 결과인 것은 아닙니다. 많은 경우 결함은 다양한 수의 매개변수에 의존하는 여러 상호 작용 원인의 결과입니다. 유사한 결함에는 하나 이상의 다른 이유가 있을 수 있지만 다른 결함에는 하나 이상의 공통 원인이 있을 수 있습니다.

CC 제품의 결함은 재료 관련 요인, 주조 속도 및 온도, 금형 진동, 주조 분말, 용질 원소의 편석 계수, 상 변형, 기계적 및 열적 응력을 포함하는 여러 요인으로 인해 생산 공정 중에 형성됩니다. 기계적 응력은 마찰, 강 정압, 굽힘 및 교정 작업, 롤 압력으로 인해 생성됩니다. 열 응력은 금형 및/또는 2차 구역의 균일하지 않은 냉각으로 인해 발생합니다. 스트랜드 표면에 충돌하는 물 플럭스를 제어하고 스트랜드 재가열을 최소화하면 열 응력을 낮출 수 있습니다.

재료 관련 요인에는 델타 대 감마 상 변환, 높은 황 및 낮은 망간/황 비율, 액강의 높은 산소 포텐셜, 높은 과열 및 액강 내 함유물의 존재가 포함됩니다. 델타(페라이트)를 감마(오스테나이트)로 변환할 때 부피 변화와 변형이 발생하여 응고된 쉘에서 금형으로의 열 전달 속도가 감소합니다. 그 결과 응고된 강철 쉘의 두께가 균일하지 않습니다. 탄소 함량이 0.09 % ~ 0.15 %인 강철, 이른바 포정강(peritectic steel)은 일반적으로 세로 균열이 생기기 쉬운 결함이 형성됩니다.

높은 주조 속도는 극한 조건에서 파손될 수 있는 냉각 영역의 두께를 줄입니다. 냉각 구역의 약화는 거친 비금속 입자와 진동 표시의 존재로도 뒷받침됩니다. 높은 주조 온도(높은 과열도)는 스트랜드의 표면 온도를 증가시킵니다. 형성된 피부는 과열되어 열 및 인장 응력이 발생하여 피부에 균열 및 결손이 형성됩니다.

액체강의 주조 온도는 액상선 온도 이상으로 유지되어야 합니다. 주조 온도와 액상선 온도의 차이를 과열도라고 합니다. 액강의 과열은 결함 형성에 중요한 역할을 하며 이를 제어하는 ​​것이 필요합니다.

불충분한 윤활과 스트랜드를 곧게 펴는 동안 기계적 변형이 발생합니다. 그들은 세로 및 가로 방향으로 작용합니다. 스트랜드가 급격히 냉각되면 열응력이 횡방향으로 작용하여 결함이 생기는 원인이 됩니다.

금형의 규칙적인 진동은 용융 금속이 금형에 달라붙는 것을 방지합니다. 금형의 낮은 진동 주파수에서 피부가 부서지거나 표면 균열 및 진동 표시가 형성될 수 있습니다. 금형의 진동 빈도를 높이고 주조 속도를 안정화하여 결함 형성을 방지할 수 있습니다.

CC 제품에는 몇 가지 결함이 있습니다. 강재의 연속주조 과정에서 발생하는 CC 제품의 결함은 (i) 표면결함, (ii) 내부결함, (iii) 형상결함, (iv) 기계적 결함, (v) 편차로 분류할 수 있습니다. 강철의 규정된 화학 조성.

표면 결함은 세로 중간 면 및 모서리 균열, 횡방향 중간 면 및 모서리 균열, 깊은 진동 표시가 될 수 있습니다. 내부 결함은 중간 균열, 삼중점 균열, 중심선 균열, 대각선 균열, 중심 편석 및 다공성, 주조 플럭스 포함 및 블로우 홀일 수 있습니다. 모양 결함은 마름모꼴과 세로 함몰 난형입니다.

CC 제품의 표면 결함은 비용이 많이 들고 시간이 많이 소요되는 표면 연삭이 필요하며 심한 경우 다운그레이드 또는 거부까지 발생합니다. 재조정 야드는 프로세스에서 종종 병목 현상이 발생하며 연삭으로 이러한 결함을 제거하는 것과 관련된 비용도 높습니다.

균열은 길이와 깊이가 다양한 CC 제품 표면에서 발견되는 구멍이며 때로는 한 가닥의 전체 CC 제품으로 확장되거나 전체 열에서도 확장될 수 있습니다. 균열이 항상 직선은 아닙니다. 때때로 중단되고 지그재그 방식으로 계속됩니다. 균열이 형성되는 방향을 고려하여 세로 균열, 가로 균열 또는 별 균열이라고 합니다.

일부 CC 결함은 아래에 설명되어 있습니다.

• 종방향 크랙 - 강철이 추출되는 방향으로 형성됩니다. 이 결함이 있으면 CC 제품이 거부됩니다. 종방향 균열은 주로 (i) 금형의 불균일한 1차 냉각, (ii) 액강의 난류 및 금형의 메니스커스 레벨 변동, (iii) 불균일하거나 매우 집중적인 2차 냉각, (iv) 열의 변동으로 인해 발생합니다. 금형 길이에 따른 전도율 계수로 금형의 불균등, 진행 마모, (v) 과열도가 높은 액체강의 주조, (vi) 주조의 고속, (vii) 특성이 부적절한 주조 분말의 사용.
• 횡방향 균열 – 이 균열은 일반적으로 가닥의 길이 방향의 장력으로 인해 나타납니다. 일반적으로 이러한 균열은 깊지 않은 경우 허용되는 규정된 한계 내에서 연마됩니다. 가로 균열은 (i) 열 응력, (ii) 메니스커스 레벨 변동의 변동, (iii) 진동 표시 바닥의 분리 존재 및 (iv) 금형 내 가닥의 마찰로 인해 나타납니다.
• 코너 크랙 – 주강 제품의 가장자리에 존재하는 크랙입니다. 이는 액체강의 높은 온도 변화, 강철의 더 높은 알루미늄 함량, 강철의 더 높은 황 수준, 불균일한 모서리 온도, 주조 분말의 불균일한 분포로 인한 주조 중 모서리의 과도한 마찰 및 낮은 과열도로 인해 나타납니다. 강철의.
• 스타 크랙 – 이 크랙은 매우 미세하며 고온에서 스트랜드의 깨지기 쉬운 특성으로 인해 발생합니다. 스케일이 없는 표면에서만 볼 수 있습니다. 표면은 일반적으로 결함을 제거하기 위해 국부적으로 연마됩니다. 강렬한 국부 냉각과 오스테나이트 결정립계의 구리 존재로 인해 스타 크랙이 발생합니다. 주조 제품의 스타 크랙을 방지하려면 (i) 스프레이 흐름과 주조 속도 사이의 정확한 상관 관계, (ii) 스트랜드와 몰드 사이에 용융된 주조 분말의 균일한 층, (iii) 적당한 이차 열 응력의 증가를 피하기 위한 스트랜드 냉각.
• Depressions – 주조 표면의 국부적 변형입니다. 함몰은 세로 또는 가로가 될 수 있습니다. 세로 방향 함몰부는 주조 제품의 길이를 따라 배향된 얕은 도랑처럼 나타납니다. 금형의 불균일한 열 전달로 인해 발생합니다. 이러한 함몰은 금형의 균일한 냉각, 금형 내 액체 강 제트의 중앙 집중화, 금형강 레벨의 변동 제어, 적절한 점도 및 용융 특성을 가진 주조 분말의 사용, 정기적인 모니터링을 통해 제어할 수 있습니다. 금형 마모의 정도와 균일성. 가로 방향 함몰은 가닥 길이를 따라 주기적으로 발생할 수 있습니다. 탄소 함량이 낮고 망간 함량이 높은 포정강과 스테인리스강은 이 결함에 민감합니다. 횡방향 함몰은 금형 레벨의 변동, 많은 양의 주조 분말 및 강철의 난류로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 함몰은 주형강 레벨 제어, 적절한 주형 테이퍼, 적절한 점도 및 용융 특성을 가진 주물 분말 사용, 입력 노즐 및 지지대의 적절한 위치 지정을 통해 제어됩니다.
• 블로홀 – 이는 주조 제품의 외부 표면에 있는 공동이며 종종 내포물과 관련이 있습니다. 이는 강철의 가스 존재, 주조 분말의 습도 및 품질, 금형 수준의 변화, 턴디쉬 내화 라이닝의 수분 존재로 인해 발생합니다. 블로홀은 강재의 충분한 탈산, 건식 주조 분말 사용, 강재 등급, 온도 및 주조 속도와 호환되는 주조 분말 사용, 금형 레벨 변동 제어, 노즐 침지 깊이 제어, 높은 과열도 방지에 의해 제어됩니다. 노즐 주변의 슬래그 거품 방지
• 주물품의 물리적 연속성의 끊김 - 이 불량은 주물 과정에서 일시정지가 있을 때 발생한다. 시퀀스 작동 모드에서 열 변화가 있을 때 자주 발생합니다. 이 불량은 주조공정의 짧은 중단에 의해 발생하며, 턴디쉬 내 강온도의 변화, 주형내 강 레벨의 변화, 고온에 의한 노즐의 코깅에 의한 주조속도의 급격한 변화가 있을 때 발생한다. 알루미나 수준, 또는 주조 모드의 변화에 ​​의해. 시정 조치는 일정한 주조 속도, 턴디쉬의 좁은 범위의 온도 변화, 규정된 한계 내 턴디쉬의 강철 수준을 유지하는 것입니다.
• 슬래그 반점 불량 - 턴디쉬 슬래그가 주조품에 침투하여 발생하는 불량입니다. 이는 턴디쉬의 높은 수준의 슬래그, 강철의 활성 산소 백분율 상승, 턴디시의 강철 수준의 저하로 인해 금형에 들어가는 슬래그 및 주조 분말의 높은 점도로 인해 발생합니다.

슬래브 및 빌렛의 일부 주조 결함은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 슬래브 및 빌렛의 일부 주조 결함