빌렛의 연속 주조의 중요한 측면

빌렛의 연속 주조의 중요한 측면

강 빌릿의 연속 주조는 여러 요인에 민감한 작업입니다. 이것은 적절한 제어와 안정적으로 수행되어야 하며 건전한 강철 기계적 특성을 가진 안전한 주조 제품을 생산하고 제한된 지연으로 연속 공정을 보장하는 방식으로 수행되어야 합니다. 공정은 건전하고 연속적인 빌렛을 생산하기 위해 작동 매개변수를 잘 제어해야 합니다.

빌렛의 연속 주조의 중요한 측면은 (i) 빌렛의 품질, (ii) 기계의 생산성 및 (iii) 생산 비용입니다. 낮은 운영 비용으로 높은 생산성과 요구되는 빌릿 품질을 달성하기 위해 성능 매개변수를 최적화할 필요가 있습니다. 기계 가용성과 공정 신뢰성은 빌릿의 연속 주조 시 중요한 요소입니다.

빌릿의 연속 주조는 작업자가 변화하는 요구 사항에 매우 빠르게 반응해야 하는 매우 유연한 프로세스입니다. 빌릿 연속 주조기에 필요한 강철 품질은 단순 건설 강철(철근)에서 자동차 산업 및 기타 엔지니어링 애플리케이션을 위한 첨단 '특수 철근 품질'(SBQ) 및 고급 와이어 제품에 이르기까지 다양합니다. 연강 와이어, 프리스트레스 콘크리트 보강 와이어, 타이어 코드 등.

연속 주조 중 주강 빌릿의 품질, 열 응력, 표면 결함 및 균열 형성은 연속 주조 빌릿 전체의 온도 분포에 크게 의존합니다. 주로 표면 온도, 특히 모서리 온도 분포에 주의를 기울입니다. 그러나 야금 길이 및 Unbending 공정과 밀접한 관계가 있는 주조 빌렛 코어의 온도 분포도 기술적인 관점에서 매우 중요합니다. 따라서 주조 빌릿의 온도 필드 모니터링, 예측 및 2차 냉각 전략의 제어 및 최적화 작업은 빌릿용 연속 주조기 작업자의 우선 과제입니다.

강철 응고는 액체 상태에서 고체 상태로 변형이 일어나는 과정입니다. 이 과정은 액체 부피의 감소와 고체상의 부피 증가를 동반합니다. 강이 응고되는 동안 결정 구조가 형성되고 형성된 결정의 성장이 발생합니다. 액강으로부터 석출된 결정을 1차 결정이라고 하고, 형성된 조직을 1차 조직이라고 합니다. 형성된 1차 구조는 소성 가공 중 강철의 추가 거동과 어느 정도 완제품 특성에 영향을 미칩니다.

결정화는 고체 상태가 액체보다 낮은 자유 에너지를 갖는 온도에서 시작됩니다. 특정 온도에서 액체 물질의 자유 에너지는 고체의 자유 에너지와 같으며 동시에 물질은 액체 상태와 고체 상태 모두에 존재합니다. 이 온도를 평형 상태 온도 또는 이론적인 결정화 온도라고 하며 이러한 상태를 평형 상태라고 합니다. 평형 상태 온도 이상에서 액체 상태의 물질은 더 낮은 자유 에너지를 가지며 이 온도 아래에서 동일한 물질은 고체 상태에서 더 낮은 자유 에너지를 갖습니다. 따라서 결정화는 냉각된 액체의 자유 에너지가 평형 상태의 자유 에너지보다 낮을 때만 시작될 수 있습니다.

액체를 이론적인 결정화 온도 이하로 냉각할 필요가 있는데, 이를 액체 과냉각이라고 하며, 과냉각의 크기를 과냉각도라고 합니다. 그러나 결정화 과정이 시작되는 온도를 실제 결정화 온도라고 합니다. 액강은 다성분 용액이며, 위의 고려 사항은 순수한 물질에만 해당하므로 체질적 과냉각 효과도 고려해야 합니다.

결정화의 첫 번째 단계는 결정화 핵의 형성과 새로운 핵-액체 계면의 형성이며, 그 후에 형성된 핵은 성장하고 크기를 증가시킬 수 있습니다. 낮은 과냉각도에서 액체의 자유 에너지와 형성 핵의 자유 에너지 사이의 차이는 최소이므로 적은 수의 핵이 형성됩니다. 핵 생성 속도가 핵 성장 속도보다 낮기 때문에 거친 입자 구조가 발달합니다. 과냉각도가 증가함에 따라 액체의 자유에너지와 고체핵을 형성하는 자유에너지의 차이가 증가하여 핵생성속도와 핵성장속도가 증가하게 된다. 이 경우 핵생성 속도 증가는 핵 성장 속도 증가보다 더 크다. 작은 성장 경향으로 많은 수의 핵이 형성되고 응고된 강철의 조직이 미세합니다.

응고 공정에 대한 지식은 강철 연속 주조 공정의 작동에 중요합니다. 그 이유는 (i) 가장 위험한 장소(예:주형 배출구)에서 응고된 스트랜드 층의 두께를 결정할 수 있기 때문입니다. 캐스트 스트랜드 경로의 길이를 결정하고 (iii) 화학적 불균일성에 영향을 미치는 캐스트 스트랜드 응고 속도를 결정할 수 있습니다. 응고된 스트랜드 층의 두께는 종종 공식 d =k.(t)???를 사용하여 단순화된 방법으로 결정됩니다. 여기서 d는 응고된 층의 두께(밀리미터), t는 시간(분), k는 응고 계수(밀리미터/분 단위의 응고 속도 상수라고도 함) 응고 속도 상수는 실질적으로 세 가지 요인, 즉 (i) 주조 스트랜드 단면의 치수, (ii) 액상선 온도에서 과열되는 강의 온도에 따라 달라집니다. , 그리고 (iii) 강철 주물의 화학적 조성과 냉각 강도.

주조 속도 및 기계 생산성에 영향을 미치는 요소

주조 속도가 증가하고 단면적이 증가함에 따라 생산성이 증가합니다. 캐스팅 속도는 아래와 같이 여러 현상에 의해 제한됩니다.

• 메니스커스의 과도한 레벨 변동과 파도는 캐스팅 속도가 빠를수록 악화됩니다. 이로 인해 표면 품질 문제가 발생하고 심지어 스티커가 깨질 수도 있습니다. 이 문제는 노즐 설계 변경(흐름을 더 아래쪽으로 향하게 하거나 가능한 하단 수직 포트 추가), 전자기력 적용, 금형 플럭스 변경 및 금형의 흐름 패턴을 제어하는 ​​다른 방법을 사용하여 해결할 수 있습니다.
• 과도한 축 방향 변형은 응고 쉘과 금형 사이의 경계면에서 마찰을 극복하는 데 필요한 진동 및 후퇴력으로 인해 발생할 수 있습니다. 관련된 가로 균열 및 브레이크아웃은 특히 정렬 불량, 과도한 테이퍼 또는 불연속 액체 플럭스 층이 있는 경우 주조 속도를 제한할 수 있습니다. 금형 플럭스의 액층이 전체 금형 표면에 걸쳐 연속적으로 유지되고 정렬이 양호하면 응력이 작습니다.
• 몰드 아래의 액체 풀의 강압으로 인해 얇은 쉘에 과도한 막 변형이 발생할 수 있습니다. 쉘이 금형 출구에서 충분히 두껍지 않은 경우 균열 및 이탈이 발생할 수 있습니다. 임계 외판 두께는 다수의 등급에 대해 3mm 정도이어야 합니다. 이것은 다른 기준이 더 중요하다는 것을 보여주는 실현 가능한 캐스팅 속도로 쉽게 달성됩니다.
• 쉘 성장의 국부적인 불균일성은 쉘의 국부적으로 뜨겁고 얇은 영역으로 이어질 수 있으며, 이는 쉘이 평균적으로 임계 두께보다 크더라도 세로 균열 및 파손을 유발할 수 있습니다. 이 문제는 플럭스 윤활이 연속적이고 초기 열유속이 낮고 균일하며 금형 벽 테이퍼가 쉘 수축 프로파일과 일치하도록 초기 응고, 진동 실습 및 테이퍼 설계 동안 금형 플럭스 거동을 최적화하여 해결할 수 있습니다. Peritectic 강종과 오스테나이트계 스테인리스강이 이 문제에 가장 취약합니다. 흐르는 스틸 제트에서 전달되는 과열도 특히 잠긴 분기 노즐로 주조할 때 제트가 충돌하는 면 근처에서 이 문제에 기여할 수 있습니다.
• 금형 아래의 스트랜드가 과도하게 부풀어 오르면 다양한 내부 균열이 생길 수 있으며 부풀어 오른 정도가 심할 경우 탈주가 발생할 수도 있습니다. 팽창은 충분한 지지 롤을 선택하고, 롤 정렬을 유지하고, 금형 아래에서 스프레이 냉각을 제어하고, 롤 피치, 스프레이 또는 주조 속도의 급격한 변화를 피함으로써 제어할 수 있습니다.
• 스트랜드 중심의 최종 응고 지점의 메니스커스 아래 거리는 주어진 단면 두께에 대한 주조 속도에 정비례하여 증가하고 최대 주조 속도를 제한합니다. 토치 컷오프 및 롤 지지 시스템은 야금 길이의 이러한 증가를 수용하기 위해 확장되어야 합니다. 직관과 달리 이 야금학적 길이는 분무 냉각 강도를 높여도 크게 단축할 수 없습니다.
• 분무 냉각 구역의 끝 아래에 있는 스트랜드를 재가열하면 내부 인장 응력과 고온 인열 균열이 발생하며, 이는 주조 속도에 따라 심각해집니다. 이러한 이해는 Brimacombe와 동료들의 선구적인 작업에 통합되어 스프레이 구역에 대한 설계 기준을 제공합니다. 이러한 균열을 방지하려면 분무 냉각 영역을 확장해야 합니다.
• 캐스팅 속도에 제한을 가하는 다른 많은 특별한 품질 문제가 있습니다. 예를 들어, 초저탄소강의 경우, 곡면 주형 주조기의 내부 반경에 아르곤 기포 포획으로 인한 연필 파이프 및 기타 블리스터 결함을 줄이기 위해 주조 속도의 상대적으로 느린 상한이 필요합니다. 캐스팅 속도는 문제가 되는 특정 결함을 피하도록 작동 조건을 주의 깊게 변경해야만 이러한 상황에서 증가할 수 있습니다.

분명히, 연속 주조 공정의 주조 속도를 높이려면 다양한 현상에 대한 신중한 고려가 필요합니다. 위의 목록은 8가지 개별 기준을 충족해야 하며 그 중 어느 것이든 주어진 작업의 캐스팅 속도를 제한할 수 있음을 보여줍니다.

고온에서 강철의 기계적 특성

빌렛 연속 주조기의 원활한 작동을 위해 기계 작업자는 아래에 설명된 고온에서 강철의 기계적 특성에 대한 지식이 필요합니다.

• 강의 열간 연성 – 강철은 특정 온도 범위에서 연성이 감소되어 균열 형성에 중요한 영향을 미칩니다. 그림 1은 강철의 열간 연성이 감소한 온도 영역과 해당 취화 메커니즘을 개략적으로 보여줍니다. 감소된 연성의 세 영역이 있음이 분명합니다. 이 중 고온대와 저온대가 연속주조에서 크랙 형성에 크게 기여한다. 중간 온도 영역은 연속 주조에서 균열에 거의 책임이 없습니다.
• 낮은 연성의 고온 영역은 고상선 온도의 30°C ~ 70°C 내의 온도에서 작동하며 여기서 강철의 파단에 대한 관련 변형률은 1% 미만입니다. 연성 손실은 응고된 덴드라이트 계면에서 황(S)과 인(P)의 미세 편석과 관련이 있습니다. 이 용질 농축은 고상선 온도를 국부적으로 낮추어 평균 조성에 해당하는 벌크 고상선 온도 아래에서 '제로' 연성 온도를 발생시킵니다. 이 온도 영역에서 강철에 가해진 인장 변형은 덴드라이트가 분리되도록 하고 결과적인 파단 표면은 액막 파괴의 특징인 매끄럽고 둥근 모양을 나타냅니다. 망간(Mn)의 존재는 특히 Mn/S 비율이 20보다 큰 경우 유리합니다. 그 이유는 망간이 S와 우선적으로 결합하여 덜 해로운 MnS 침전물을 형성하여 액막 형성을 최소화하기 때문입니다. S, P, Sn(주석) 및 Cu(구리)의 함량이 증가하면 모두 연성이 저하되며 이는 변형률 및 후속 열처리에 상대적으로 둔감한 것으로 나타났습니다. 연속 주조 빌렛에서 일반적으로 관찰되는 균열은 연성이 낮은 이 영역에서 형성됩니다. 따라서 표면으로부터의 균열 깊이는 균열이 형성되는 시점의 쉘 두께를 나타내므로 매우 중요합니다.
• 연속 주조 빌렛의 낮은 연성의 저온 영역은 Ar3 온도 이하의 2상 오스테나이트-페라이트 영역에서 발생합니다. 이는 그림 1의 영역 'E'에 해당합니다. 취화 메커니즘은 일반적으로 오스테나이트 결정립계를 따라 형성되는 1차 페라이트 필름의 변형 농도에 기인합니다. 페라이트는 오스테나이트보다 연성이 높고 강도가 약하여 조직을 약화시킵니다. AlN, Nb(CN) 및 BN과 같은 석출물의 존재는 변형 농도를 높이고 결정립계 페라이트를 취화시켜 문제를 더욱 악화시키며, 각 석출물은 미세 공극을 형성합니다. 또한, 질화물은 오스테나이트보다 페라이트에 대한 용해도가 훨씬 낮기 때문에 1차 페라이트는 결정립계에서 우선적인 석출을 촉진합니다. 연성은 포켓이 오스테나이트 입계에서 1차 페라이트 첫 번째 링크를 연속 필름으로 핵화할 때 최소입니다. 이 초석 페라이트 막의 두께는 이 메커니즘에 따른 연성을 제어하는 ​​요소입니다. 온도가 낮거나 유지 시간이 길어지면 페라이트 필름의 두께가 증가하여 관찰된 연성의 개선이 나타납니다. 연성 손실이 발생하는 온도 범위는 약 500°C ~ 900°C 범위입니다.
• 주조기를 통과하는 과정에서 응고 스트랜드는 다양한 열적 조건과 기계적 부하를 받으며, 이 두 가지 모두 응력과 변형의 발생에 기여합니다. 특정 위치에서 균열이 발생하기 위해서는 (i) 응력/변형 상태가 인장 특성, (ii) 강재의 파괴 강도 또는 변형률을 초과하는 두 가지 조건이 충족되어야 합니다.
• 열응력 생성을 제어하는 ​​기본 원리는 자유 팽창 또는 수축이 제한되거나 재료의 기울기가 비선형이어야 한다는 것입니다. 강의 연속 주조에서 스트랜드의 조건은 일반화된 평면 변형의 조건에 접근하여 약간의 종방향 팽창(주조 방향으로)을 허용하여 종방향 응력 및 변형의 생성을 최소화합니다. 또한 종방향 열 구배는 횡단면에 비해 매우 얕습니다. 따라서 종방향 응력 또는 변형 성분을 필요로 하는 횡방향 균열은 불리한 열 조건과 거의 연결될 수 없으며 거의 ​​항상 기계적으로 발생합니다. 그러나 횡단면에서는 자유 팽창에 대한 더 큰 제한이 있으며, 이는 가파르고 자주 비선형인 온도 구배와 결합되어 높은 횡단 열 응력을 발생시킵니다. 더욱이 열 추출 속도의 급격한 변화는 열 구배가 주로 표면에서 이동하도록 합니다. 이러한 영역의 우선적인 팽창 또는 수축은 또한 횡단면에 응력을 생성합니다. 응고 스트랜드의 고온으로 인해 크리프 때문에 이러한 응력이 빠르게 완화될 수 있습니다. 그러나 결과 변형은 파단 변형에 비해 과도하고 본질적으로 인장인 경우 세로 균열을 유발할 수 있습니다. 몰드 또는 냉각 스프레이의 불균일한 냉각으로 인한 직각도는 둔각 모서리 또는 빌릿의 모서리 영역에서 인장 응력을 발생시켜 세로 모서리 균열 또는 모서리 균열을 유발할 수 있습니다. 금형 아래의 빌렛 표면을 재가열하거나 냉각 스프레이를 하면 표면층이 팽창하여 강철이 연성이 낮은 응고면에 인장 응력이 가해질 수 있습니다. 금형 내 빌릿 모서리에 바인딩이 있는 경우 면의 일부 위치에서 과도한 냉각으로 인해 국부적인 장력과 세로 방향 함몰 및 균열이 발생할 수 있습니다. 메니스커스 영역 또는 상단 냉각 스프레이 영역의 과냉각으로 인해 표면 인장 변형이 발생하여 세로 방향 균열이 발생합니다.
• 고화 가닥에는 기계적 응력의 원인이 많이 있습니다. 몰드에 달라붙는 것, 부적절한 윤활, 진동 조건 또는 과도한 테이퍼로 인해 인발력이 스트랜드에 작용합니다. 이것은 진동 표시와 같이 쉘의 국부적으로 얇은 영역에 집중되어 가로 방향 함몰 또는 가로 균열을 일으키는 축 방향 인장 응력 및 변형을 생성합니다. 강재의 연성이 가장 낮은 응고선단의 응력은 최대 팽창 위치에서 압축이 되며, 응고선단에서 롤 아래의 인장은 팽창의 압착이 발생함에 따라 발생합니다. 테이퍼가 충분하지 않은 경우 몰드 하단 영역의 쉘이 부풀어 오르면 오프 코너 사이트에서 힌지 작용이 발생하고 응고 전면에서 인장 변형이 발생합니다.

그림 1 강철의 열간 연성이 감소하고 기계적 특성이 있는 온도 영역  

스트랜드의 고형화

과열도 추출 및 응고 쉘의 성장과 같은 응고 강 스트랜드 내부의 열 흐름 프로세스는 주조 빌렛의 품질에 영향을 미칩니다. 고체 쉘의 온도 분포에 대한 지식은 응력과 균열을 생성할 수 있는 빠르게 변화하는 열 구배가 있는지 보여주기 때문에 품질 관점에서 중요합니다. 2차 냉각 아래에서 빌릿 표면을 재가열하는 것이 한 예입니다.

일반적으로 과열도는 주로 금형에서 추출됩니다. 이것은 자유롭게 움직이는 결정자의 거동으로 인해 주조된 빌렛의 등축 영역과 과열도 사이에 강한 연결이 있기 때문에 중요합니다. 따라서 여러 변수의 영향을 받는 금형의 열 추출은 내부 구조에 영향을 미치고 결과적으로 내부 균열의 존재와 중심선 분리 및 다공성의 심각성에 영향을 줄 수 있습니다.

쉘 프로파일은 표면 또는 내부 균열이 없는 고품질 주조 빌렛을 달성하는 데 특히 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 모든 균열은 응고 전면에 가까운 낮은 연성 영역(고상선 온도의 50℃에서 100℃ 이내)에서 형성됩니다. 따라서 표면에서 균열까지의 거리는 균열이 발생한 시점의 쉘 두께를 직접 측정한 것입니다.

중간 균열 형성의 대략적인 위치와 빌렛 주조를 위한 스프레이 아래 재가열을 보여주는 쉘 두께 및 중간 면 온도의 축 방향 프로파일의 예가 그림 2에 나와 있습니다. 균열 형성의 대략적인 축 방향 위치가 다음과 같이 표시되고 보여집니다. 2차 냉각 구역의 출구가 닫혀 있어야 하며, 그 아래에서 중앙면 온도가 급격히 반등합니다. 급속 재가열은 응고 전면에 가까운 낮은 연성 영역에서 인장 응력을 발생시킵니다. 따라서 이러한 균열을 방지하기 위해 스프레이는 표면 재가열을 최소화하도록 해야 합니다. 효과적으로, 이것은 분무 구역의 바닥과 복사 냉각 입구 사이의 열 추출의 불연속성을 줄이기 위해 축 방향으로 테이퍼진 물 플럭스를 가진 더 긴 2차 냉각 구역을 발생시킵니다. 쉘 프로파일을 적용하면 금형 내부 또는 금형 아래에 생성된 균열을 구별하는 데에도 매우 유용합니다.

그림 2 쉘 두께 및 중앙면 온도의 축 프로파일

수영장 바닥의 예측은 두 가지 이유로 중요합니다. 첫 번째 이유는 액체 풀이 차단대 이상으로 확장되어서는 안 되기 때문입니다. 일반적으로 풀 깊이와 캐스팅 속도는 선형으로 관련됩니다. 따라서 웅덩이 깊이는 주조 속도에 의해 제어될 수 있습니다. 선형 관계의 이유는 주어진 단면을 응고시키는 시간이 대략 일정하고 주조 속도와 무관하기 때문입니다. 두 번째 이유는 풀 깊이에 대한 지식이 캐스트 빌렛을 수평 위치로 곧게 펴는 동안 형성될 수 있는 구부러지지 않는 균열을 방지하는 데 도움이 될 수 있기 때문입니다. 스트랜드가 스트레이트너에서 응고되지 않으면 응고 전면에 가까운 낮은 연성 영역에 작용하는 인장 응력으로 인해 균열이 형성될 수 있습니다(구부리지 않는 장치의 설계에 따라 다름). 따라서 스트레이트너 전에 단면이 완전히 응고되고 낮은 연성 영역이 제거되도록 주조 속도를 제한해야 할 수 있습니다.

적절한 이해가 필요한 연속 주조에서 응고의 두 가지 측면은 (i) 구조(기둥형 대 등축) 및 (ii) 액체 풀을 둘러싸는 고체 껍질의 성장입니다. 주조 구조는 내부 균열의 형성과 거대 편석 모두에 영향을 미치기 때문에 품질에 매우 중요합니다. 응고되는 외피의 균일한 성장은 세로 방향 표면 균열의 형성을 악화시킬 뿐만 아니라 빌렛 주조 중 가로 함몰 및 파손의 빈도를 악화시킬 수 있습니다.

캐스트 구조

여러 요인이 연속 주조 단면에서 주변 원주 대의 크기에 비해 중심 등축 대의 크기에 상당한 영향을 미칩니다. 이러한 요소는 (i) 강철의 과열, (ii) 강철 구성, (iii) 액체 풀의 유체 흐름, (iv) 단면 크기 및 (v) 기계 설계(곡선 또는 직선 기계)입니다. 이 중 턴디쉬에서 일반적으로 측정되는 과열도가 지배적인 영향을 미칩니다. 주상 구역은 강철 온도가 증가함에 따라 등축 구역을 희생시키면서 선호됩니다(액체 + 과열도). 최대 효과는 일반적으로 과열도가 30℃ 미만일 때 나타납니다. 따라서 균열 저항이 더 크고 매크로 편석 감소를 촉진하는 등축 구조를 최대화하려면 낮은 과열도가 바람직합니다(노즐을 동결하지 않는 범위 내에서).

강의 C 함량은 연속 주조 빌렛의 기둥 영역 길이에 영향을 미칩니다. 등축 구조는 중간 탄소 범위(0.17 % ~ 0.38 % C)에서 선호됩니다. 0.13%에서 0.30% C로 빌릿에서 P 함량을 0.008%에서 0.02%로 증가시키면 기둥형 구역이 수축합니다.

전자기 교반 빌렛에서도 유사한 효과를 볼 수 있습니다. 전자기 교반기에 의해 유도된 유체 흐름은 특히 적당한 과열도에서 금형에서 수행되는 경우 등축 영역의 성장을 현저하게 향상시킬 수 있습니다. 주형 아래에서 휘젓는 것도 주상 수지상 돌기의 성장을 방해할 수 있지만, 백색 응고 밴드의 형성을 최소화하기 위해 주의해야 합니다(캐스트 섹션의 유황 인쇄에서 관찰됨). 큰 단면 크기는 등축 영역의 성장에도 유리합니다.

직선형이든 곡선형이든 연속 주조기의 설계도 주조 구조에 영향을 미칩니다. 내부 반경(상단) 면에 인접한 기둥 영역의 길이는 일반적으로 빌릿의 중심선까지 확장되는 반면 외부 반경(하단) 면에 인접한 기둥 영역은 상당히 짧습니다. 이 관찰은 직선 기계로 얻은 축대칭 구조에 비해 곡선 주형 기계에 주조된 강철 단면의 특징입니다. 메니스커스에서 생성된 강철의 결정은 액체 풀로 떨어지고 외부 반경면에서 진행하는 응고 전면에 우선적으로 침전한다고 가정합니다. 이러한 방식으로 기둥 모양의 수상 돌기의 성장은 멈추고 반대쪽의 내부 반경면에 인접하여 기둥 모양의 수상 돌기는 방해받지 않고 성장합니다. 주조 구조에 영향을 미치는 요인의 영향은 이러한 부착되지 않은 결정의 생성 및 생존 측면에서 설명할 수 있습니다. 예를 들어, 과열도는 결정이 지나치게 뜨거운 액체에서 재용해되어 기둥 모양의 성장이 방해받지 않고 진행될 수 있기 때문에 강력한 효과가 있습니다. 유사하게, 매질 C는 뜨거운 액체 영역에 들어가는 결정이 감마에서 델타 상으로의 고체 상태 변환에 의해 재용융되어야 하기 때문에 더 많은 양의 등축 구조를 나타냅니다. 여기에는 작지만 중요한 운동 제한인 C 확산이 포함됩니다.

쉘 성장

금형 영역에서 쉘 성장 속도는 외부 열 제거에 의해 결정됩니다. 따라서 금형 열유속 분포에 영향을 미치는 모든 변수는 쉘 성장에도 직접적인 영향을 미칩니다. 셸이 상당히 두꺼워진 주조기의 아래쪽에서는 단단한 셸 강철 자체를 통한 전도가 속도를 결정합니다.

특히 곰팡이에서 껍질 성장의 중요한 측면은 균일하지 않을 수 있다는 것입니다. 쉘은 강철/금형 간격이 큰 깊은 진동 표시에 인접하여 국부적으로 얇을 수 있습니다. 강철의 C 함량은 또한 쉘 성장의 균일성에 영향을 미칩니다. 껍질 성장이 0.1% C 탈출 껍질에서 표면의 현저한 주름으로 인해 가장 불균일하다는 것을 탈출 껍질을 조사하는 동안 관찰되었습니다. 주름 및 관련 간격은 금형 열 제거를 감소시킵니다. 이 거동의 원인은 델타에서 감마로의 변환과 관련된 수축으로 가정되며, 이는 0.1% C에서 최고 온도에서 고체 상태로 진행됩니다.

거시 분리

연속 주조 빌릿에서 중심선 매크로 분리 및 다공성의 심각성은 주조 구조와 연결됩니다. 일반적으로 기둥형 영역이 클수록 품질 문제가 더 많이 발생합니다. 따라서 (i) 낮은 과열도, (ii) 강철 조성, (iii) 중간 C 강철, (iv) 특히 금형에서 전자기 교반, (v) 큰 단면 크기와 같은 요소는 등축 구조의 형성에 도움이 됩니다. 품질에 도움이 됩니다.

빌릿에서 거대 편석을 제어하는 ​​데 어려움은 부분적으로 부착되지 않은 결정의 생성/생존에서 발생하지만, 또한 고체 분율이 증가하는 액체 풀의 하부에 결정이 채워지기 때문에 발생합니다. 불리한 조건에서 풀 바닥 근처의 결정이 주기적으로 연결되면 액체 주머니가 분리되어 수축 구멍과 거대 분리 영역(C, Mn, S, P)을 형성하기 위해 동결됩니다. 이 문제에 취약한 고 탄소강 주조의 경우 최근 매크로 편석을 줄이기 위한 또 다른 접근 방식이 취해졌습니다. 빌릿은 결정(및 등축 구조)을 제거하기 위해 높은 과열로 주조되는 반면, 응고 속도를 최대화하기 위해 고강도 냉각 스프레이를 적용하여 분리 경향을 줄입니다.

연속 주조된 빌릿의 중심선에서 거시적 편석은 주로 응고 완료에 매우 가까운 팽창에서 발생합니다. 팽창은 농축된 잔류 액체를 아래쪽으로 끌어당겨 중앙선에서 동결됩니다. 팽창이 심한 경우 균열이 동시에 발생할 수도 있습니다. 등축 구조의 범위는 빌릿 내부에 반점으로 나타나는 '반 거시적 편석'에서도 마찬가지이므로 편석에서 중요한 요소입니다. 결정의 형태와 패킹, 전자기 교반은 거대 분리 정도에 영향을 미칩니다.