연속 주조에서 비접촉 전자교반으로 강재 품질 향상

연속 주조 공정에서의 전자교반

용강의 연속 주조 공정에서 주강 제품의 품질을 개선하는 방법은 항상 중요한 과제였으며, 이는 공정 발전의 핵심으로 남아 있습니다. 침몰 노즐(SEN)의 제트 유동 각도 변경과 형상 재설계 외에도, 용강과 교반기 사이의 접촉 없이 유체 흐름을 제어할 수 있는 전자기 기술이 유동 제어 기법으로 활용되고 있습니다. 전자교반(EMS)은 선형 유도 모터가 제공하는 로렌츠 힘으로 유체 흐름을 발생시키는 전자기 기술의 한 종류입니다. EMS 기술은 수년간 강의 연속 주조에 사용되어 왔으나, 그 적용 효과와 용강 코어 교반의 이점은 단면 크기, 강종, 제품 용도에 따라 크게 달라집니다.

구 서독의 융한스(Junghans) 시험 연속 주조기에서 연속 주조 원리가 강에 처음 적용된 이래, 연속 주조 제품의 품질에 대한 관심이 점점 더 높아지고 있습니다. 최근 청정강 생산이 강조되면서 주조 제품의 미세조직과 성분 균질화에 대한 요구가 더욱 엄격해졌습니다. 화학 성분, 응고 조건, 몰드 내 용강 유동 특성은 주조 제품의 표면 품질과 내부 구조에 직접적인 영향을 미칩니다. EMS 기술 적용은 스트랜드 내 등축정 영역 형성을 촉진하여 응고 구조를 미세화하고, 개재물 함량을 줄이며, 주조 제품의 표면, 아표면, 내부 구조 품질을 개선합니다.

연속 주조 공정과 전자기 장치

연속 주조 공정에서 용강은 몰드에 주입되며, 몰드에서 시작된 응고가 스트랜드에서 계속되어 최종 강판이 얻어집니다. 교반기와 제동기 같은 전자기 장치는 최종 주조 제품의 품질과 주조 속도 향상을 위해 잘 알려진 기술입니다. 미세조직과 표면 균열 측면에서 최종 쉘의 주요 결함은 온도 변화, 용강의 속도와 압력, 자유 표면 거동, 슬래그 포착 등 몰드 내 현상과 직접 관련이 있으며, 이는 최종 제품 결함의 주요 원인입니다. 연속 주조기에 사용되는 또 다른 전자기 장치로 전자제동(EMBR)이 있습니다. 이 장치는 주로 몰드에 설치되며 선형 EMS와 유사하지만 교류 대신 직류를 사용합니다.

EMS의 효과와 역사

EMS는 용강 연속 주조에서 응고 공정을 제어하는 직접적이고 강력한 기술입니다. EMS의 중요한 이점 중 하나는 주조 제품 중심선의 구조와 화학 성분의 품질과 균일성이 향상된다는 것입니다. 품질 개선과 함께 생산성 이점도 수반됩니다. 실험 결과 EMS가 등축 영역 폭을 증가시키는 등 강의 미세조직에 유익한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 스트랜드의 여러 결함 유형을 EMS 적용으로 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 기공과 기공률도 크게 영향을 받습니다. 또한 EMS가 연속 주조 공정의 수율과 생산성을 높인다는 보고도 있습니다.

EMS의 연속 주조 적용은 비교적 긴 역사를 가지며, 첫 시도는 1960년대로 거슬러 올라갑니다. EMS는 연속 주조 공정이 산업적으로 강을 생산하기 시작한 지 약 10년 후 연속 주조기에 도입되었습니다. EMS가 개재물과 기공에도 영향을 미친다는 것이 밝혀졌습니다. 스트랜드 EMS(Strand EMS)는 1970년대 후반 EMS의 연속 주조기 실용화의 문을 열었습니다. 스트랜드 EMS의 목적은 중심 편석을 억제하기 위해 높은 등축 영역 비율을 얻는 것입니다. 이후 몰드 내 EMS(M-EMS, 그림 1)가 개발되어 비금속 개재물과 아르곤 기포가 응고 쉘에 포착되는 것을 억제함으로써 주강 제품의 표면 품질을 개선했습니다.

연속 주조 공정의 고생산성을 위해 1980년대 EMBR이 개발되어 연속 주조 몰드 내 용강 유동을 안정화했습니다. 첫 번째 유형의 EMBR은 SEN 포트 근처에 한 쌍의 직류(DC) 자석을 설치하여 국부 자기장을 형성합니다. 이 자기장은 SEN에서 토출되는 유동을 직접 '제동'합니다. 두 번째 유형은 몰드 폭 방향의 균일한 자기장으로 자기장 영역 하부에 플러그 유사 흐름을 만듭니다. 두 번째 유형의 일종인 유동 제어(FC) 몰드는 몰드 상부에 한 쌍의 수평 자기장을 가해 메니스커스 유동과 좁은 면을 따른 하강 유동을 동시에 안정화합니다. 현재 EMS와 EMBR의 조합 기술도 개발되었습니다.

EMS와 EMBR의 작동 원리 비교

공정 제어와 최종 제품 결함 방지를 위해 EMS, EMBR 같은 전자기 장치로 공정이 개선되었습니다. 주요 차이점은 교반기는 교류(AC)로 구동되어 동적 자기장을 생성하는 반면, 제동기는 영구자석이나 직류(DC) 회로로 구동되어 정적 자기장을 생성한다는 것입니다. 차이가 있지만 둘 다 금속 유동에 자기장을 중첩시켜 로렌츠 힘을 발생시키고, 이를 공정 설계에 따라 유동을 제어하는 데 활용한다는 같은 원리에 기반합니다. 몰드에서 발생하는 물리 현상은 액체 유동, 다상 분석, 전자기 계산, 열전달, 응고 공정이 포함된 다중 물리 문제로, 각 물리 현상이 서로 의존합니다.

교류 자기장(단상 또는 다상)이 도체(고체 또는 유체)에 가해지면 도체에 유도 전류가 발생하고, 이에 따라 로렌츠 힘 분포가 생깁니다. 이 로렌츠 힘은 일반적으로 회전성이며, 도체가 유체이면 운동하게 됩니다. 따라서 자기장은 비침습적 교반 장치 역할을 하며, 원칙적으로 원하는 교반 패턴을 제공하도록 설계할 수 있습니다. 정상 전류 분포가 유체를 통해 흐르고 관련 자기장과 상호작용할 때도 교반이 일어납니다. 자기장 주파수가 높으면 로렌츠 힘이 얇은 전자기 경계층에 국한되어, 자기장의 순효과는 경계층 바로 안쪽에 접선 속도나 접선 응력을 유도하는 것입니다. 속도나 응력 분포는 가해진 자기장 구조와 관련됩니다. 대칭 구성은 유선들이 토로이드 면 위에 놓이는 교반 패턴을 만들 수 있으나, 보통 유선 패턴은 혼돈적입니다.

몰드 영역 유동 제어

몰드 영역의 유동은 노즐과 몰드 형상, 주조 속도, 노즐 침지 깊이, 아르곤 가스 주입, 전자기 힘 적용에 의해 제어됩니다. 전자기 힘은 스트랜드 두께 방향으로 정적 또는 이동 자기장으로 선택적으로 적용됩니다. 정적(DC) 전자기장은 도체인 용강에 전류를 유도하고, 이는 유동에 직접 반대하는 힘을 생성하므로 '제동기' 또는 'EMBR'이라 부릅니다. EMBR 자기장에는 국부 원통형 자기장, 몰드 폭 전체에 걸친 광폭 '자형' 자기장, 이중 자형 자기장(때로 '유동 제어' 또는 'FC-몰드' 자기장이라 함)이 포함됩니다.

전자기 힘은 노즐, 몰드 형상 등 다른 주조 조건과 결합하여 몰드 내 유체 유동을 제어하는 중요한 수단입니다. 방법에는 정적 자기장(국부 및 자형 EMBR)과 시변 자기장(EMS, 다중 모드 EMS, 전자레벨 안정기(EMLS), 전자레벨 가속기(EMLA))이 있습니다. 최적 활용으로 유동을 안정화하면 표면 결함 감소, 개재물 감소, 미세조직 개선으로 이어집니다.

이동(AC) 자기장은 전자교반(EMS)에서 시작되었습니다. 여러 자석 시리즈의 위상을 이동시켜 순 자기장이 스트랜드 양쪽에서 반대 방향으로 움직이게 하면 회전 유동이 유도되며, 보통 몰드 내 횡단면(M-EMS) 또는 전자회전교반(EMRS)에서 발생합니다. 자기장을 같은 방향으로 움직이게 하면(다중 모드 EMS), 가속 유동(EMLA) 또는 감속 유동(EMLS)을 유도할 수 있습니다. 전자기 힘은 유도된 힘이 용강 유동 강도에 따라 변하므로, 이론적으로 난류 유동 변화에 대해 자기 안정화 능력을 가집니다. 하지만 실제로는 이를 달성하기 어렵습니다.

EMS의 원리

EMS는 선형 모터 원리를 이용합니다. 기존 기계식 및 감압식과 달리 용강에 어떤 부분도 접촉하지 않는 비접촉 교반기입니다. 그림 2a와 같이, 용광로 하부에 설치된 코일에 3상 교류 전압을 가하면 이동 자기장(H)이 생성됩니다. 자기장 작용으로 용강에 전기력이 발생하여 유도 전류(I)가 흐릅니다(플레밍 오른손 법칙). 이 전류가 인덕터의 자기장과 작용하여 용강에 전자기력(F)을 유도합니다(플레밍 왼손 법칙). 이 힘을 로렌츠 힘이라 합니다.

회전 전자교반기는 비동기 모터 고정자와 동일합니다. 보통 3상 또는 2상 주파수 변환기로 구동됩니다. 회전 자기장이 생성되어 용강 내부에서 변하면 와전류가 발생하고, 이것이 자기장과 상호작용하여 힘(로렌츠 힘)을 생성합니다. 최종 결과는 강 회전을 유도하는 토크 발생입니다. 생성된 토크는 (i) 공급 전류 강도, (ii) 코일을 구성하는 권선 수, (iii) 주파수, (iv) 시스템 형상 등 여러 요인에 의존합니다. 이 파라미터들은 교반기 유형인 M-EMS(몰드 전자교반기), S-EMS(스트랜드 전자교반기), F-EMS(최종 전자교반기)에 따라 달라집니다.

따라서 자기장은 비침습적 교반 장치로, 원칙적으로 원하는 교반 패턴을 제공하도록 설계할 수 있습니다. 교반기 설계, 크기, 위치 등은 연속 주조기 데이터, 생산할 강종, 주조 파라미터에 따라 달라집니다.

EMS 시스템은 자속 밀도 B의 회전 자기 유도장을 생성하며, 이는 속도 v인 용강에 B와 수직인 방향으로 와전류 j를 유도합니다. 유도 B와 전류 j가 전자기력을 생성하여 용강 단위 부피당 작용하여 용강에 교반 운동을 일으킵니다. 벡터곱(v × B)은 전자기장과 용강 유동의 연관성을 보여줍니다. EMS로 인한 용강 속도는 0.1~1.0 m/s 범위입니다.

도체(고체 또는 유체)에 전류 밀도 j(x,t)가 흐르고 자기장 B(x,t) 존재 시, 단위 부피당 힘 F(로렌츠 힘)는 F = j × B 방정식으로 주어지며 도체에 작용합니다. 일반적으로 이 힘은 회전성이며(curl F ≠ 0), 도체가 유체이면 압력 구배로 보상할 수 없습니다. 이때 유체는 힘에 반응하여 움직입니다. 이것이 전자교반의 가장 단순한 원리입니다.

표면 S로 경계 지어진 부피 V에 비압축성 액체가 갇혀 있고, V+를 외부 영역이라 할 때, 도체 내에서 B와 j는 앙페르 법칙 (μ₀)j = curl B, ∇·B = 0으로 연결됩니다(μ₀ = 4π × 10⁻⁷ SI 단위). 자기장은 외부 소스, 즉 외부 영역 V+의 코일에 흐르는 전류(AC 또는 DC)를 가질 수도 있습니다. 그림 2b에 일반적인 상황이 나와 있습니다. 외부 코일 C, C'의 전류가 패러데이 법칙에 따라 도체에 전류 분포를 유도합니다. 이 전류는 경계 S에 매립된 전극 E, E' 사이의 전위차를 직접 가해 보강할 수 있습니다. 따라서 전류는 시변 자기장 적용으로 유도되거나, 전기적으로, 또는 둘 다로 유도될 수 있습니다. 매우 다양한 물리적 조건과 야금 공정 분야의 광범위한 응용을 고려할 수 있습니다.

이러한 응용의 큰 실용적 중요성과 EMS 기본 원리가 잘 이해되고 있음에도 불구하고, 가장 이상화된 상황을 제외한 EMS가 생성하는 유동에 대한 이해는 여전히 상당히 초보적인 수준입니다.

EMS의 분류

EMS는 주조기 내 설치 위치에 따라 분류할 수 있습니다. 설치 위치와 야금적 측면에 따라 모든 전자교반기는 세 가지 유형으로 분류됩니다. 위치와 주강 제품에 필요한 효과에 따른 세 가지 교반기 적용은 (i) M-EMS, (ii) S-EMS, (iii) F-EMS입니다. M-EMS는 이름 그대로 몰드에 위치하며 몰드 내 교반(일차 EMS라고도 함)입니다. S-EMS는 몰드 아래 2차 냉각 구역에 위치하며, 여전히 많은 비율의 용강이 남은 몰드 아래에서 교반합니다(이차 EMS 또는 몰드 하부 교반). F-EMS는 야금 길이 끝(응고 완료 직전)에 위치하며 최종 응고 직전에서 교반합니다(최종 EMS). 그림 3은 세 가지 주요 교반 유형을 보여줍니다.

M-EMS (몰드 전자교반기)

회전형 M-EMS는 보통 빌릿/블룸 교반 장비 선택 시 첫 번째 선택입니다. 생성된 회전 자기장이 용강에 원운동을 줍니다(그림 3). 회전 유동이 주상 덴드라이트 끝단을 파쇄하여 중심부의 등축정 형성 핵으로 작용하므로 중심 등축 영역이 확대됩니다. 또한 회전 유동이 응고 전면을 세척하여 개재물과 기포가 포착되는 것을 방지합니다. 원심력으로 가벼운 상(개재물, 기포)이 응고 전면에서 스트랜드 중심으로 이동합니다.

선형 M-EMS는 대형 사각 단면 스트랜드에 사용됩니다. 두 교반기를 주조 제품의 넓은 면을 따라 수평으로 배치하며, 회전 교반과 유사한 이점을 얻습니다. M-EMS는 전통적으로 코일이 몰드와 함께 주조기에서 분리되는 내부 설계로 몰드에 내장되었습니다. 몰드 교체 시마다 전기 케이블과 물 호스를 코일에 연결/분리해야 했습니다. 최신 주조기는 코일이 몰드 주변에 설치되어 몰드 교체 시에도 주조기에 남아 있는 외부 설계를 채택합니다.

M-EMS는 보통 몰드 하부에 설치되어 몰드 내 용강을 교반합니다. 표면, 아표면, 내부 스트랜드 품질을 개선합니다. M-EMS 적용으로 주조 제품의 핀홀, 중심 기공, 편석이 감소합니다. 응고 구조를 개선하고 표면 조도를 낮추며 열 전달률을 높입니다. M-EMS는 원형 또는 사각 설계이며 내부 또는 외부 설치가 가능합니다. 몰드 메니스커스 교반 속도의 유연한 제어를 위해 이중 코일 M-EMS(그림 6)가 개발되었습니다. 이중 코일 M-EMS는 두 개의 독립적인 EMS로 구성됩니다. 상부 EMS는 메니스커스 유동 제어용이고, 하부 EMS는 몰드 내 주 금속 교반용입니다. 상부 EMS 자기장을 하부 EMS와 반대 방향으로 회전시켜 메니스커스 내 용강 속도를 낮춥니다. 이러한 이중 M-EMS 설계는 강 연속 주조의 다양한 조건에서 EMS 기술 활용 기회를 넓혔습니다.

S-EMS (스트랜드 전자교반기)

선형 S-EMS에서 전자기 코일은 스트랜드 한 면을 따라 설치되어 스트랜드 내 수직 순환 금속 유동 패턴을 만듭니다(그림 3). 교반기가 스트랜드 한 면에 설치되므로 다양한 스트랜드 크기에 사용할 수 있습니다. 회전 교반기와 같은 메커니즘으로 중심 등축정 영역이 확대됩니다. 만곡 몰드 연속 주조기에서 개재물은 보통 상부 표면 근처 밴드에 집중되는데, S-EMS로 더 균일하게 분포시킵니다. 몰드 바로 아래 최적 위치에 설치된 회전형 S-EMS는 돌발 사고(breakout)에 민감합니다.

S-EMS는 주조 제품 폭 방향으로 용강을 수평으로 밀어 교반력을 생성하고, 용강에 나비형 유동 패턴을 만듭니다. S-EMS를 지지 롤러 뒤에 설치할 수 있으면(그림 4) 최소 지지 롤러 직경에 의존하지 않으므로 야금적 관점에서 스트랜드를 따라 최적으로 배치할 수 있습니다. S-EMS를 지지 롤러 내부에 설치하면 철심과 권선을 포함하기 위해 최소 롤러 직경이 필요합니다. 이 경우 교반기가 메니스커스에서 떨어져 있어 효과가 떨어집니다. S-EMS는 교반력이 스트랜드를 잘 관통하도록 저주파로 작동합니다. 결과적으로 그림 3과 같이 용강에 횡방향 교반이 발생합니다. S-EMS는 보통 M-EMS와 조합하여 사용합니다. S-EMS는 선형 또는 회전형 교반기일 수 있으며, 가장 흔한 것은 설치가 쉽고 열복사와 돌발 사고로부터 보호하기 쉬운 선형 교반기입니다. S-EMS는 등축 구조 형성을 촉진하고, 주조 제품의 결정립을 미세화하며, 수축 공동, 중심 편석, 내부 균열을 줄입니다. 또한 과열을 효과적으로 제거합니다.

F-EMS (최종 전자교반기)

연속 주조 스트랜드의 최종 응고 구역인 몰드 훨씬 아래에서 EMS를 사용하여 교반하는 것에 대한 관심도 높습니다. 그러나 기존 EMS 시스템을 이 구역에 적용하면 다소 비효율적임이 입증되었습니다. 잠재적 해결책으로, 최근 최종 구역에서 광범위하고 강력한 교반을 개발하기 위해 변조 로렌츠 힘을 적용하는 것에 상당한 관심이 있습니다. F-EMS는 보통 M-EMS 또는 S-EMS와 조합하여 중심 편석의 피크를 줄이고 절단하는 데 사용됩니다. F-EMS는 고탄소강이나 고합금강 주조 시 특히 효율적입니다. F-EMS 사용 시 주조 제품의 응고 구조가 개선되고 등축 구조 비율과 내부 기공률이 증가합니다. 수축이 감소하고 중심 탄소 편석 비율이 줄어듭니다. 또한 이차 덴드라이트 간격(SDAS)이 개선되고 중심 등축립 비율이 크게 증가하여 결정립이 미세해집니다. 따라서 F-EMS로 주조 제품 품질이 향상됩니다.

기본적으로 연속 주조에 적용되는 교반은 '회전' 교반과 '상하'(또는 축방향) 교반 두 가지입니다(그림 5). 최근 과거에 여러 버전의 교반이 많은 특허로 제안되었는데, 일부는 더 정교하지만 거의 모두 위 두 범주로 분류됩니다.

EMS의 전자기장은 선형 교반기, 회전 교반기, 전도성 교반기 세 가지 방식으로 생성됩니다. 선형 교반기의 자극은 직선상에, 회전 교반기의 자극은 원 위에 위치합니다. 선형과 회전 전자교반기 모두 교류를 사용하여 자기장과 원하는 효과를 생성합니다. 선형과 회전 전자교반기는 강에 유도 전류를 발생시킵니다. 반면 전도성 교반은 전도 전류와 유도 전류를 모두 이용해 전자기장과 원하는 효과를 생성합니다. 회전 EMS는 몰드와 2차 냉각 구역 모두에 설치되며, 선형 EMS는 주로 S-EMS 장치로 사용됩니다. 전도성 교반은 다른 두 방식에 비해 틈새 시장입니다.

회전 교반

회전 교반에 대한 초기 연구는 오스트리아 연구진이 수행했습니다. 원형 몰드에서 주조된 빌릿을 몰드 레벨 또는 몰드 바로 아래에서 교반했습니다. 실제로 회전 교반이 의미 있는 영역은 몰드뿐입니다. 몰드 훨씬 아래에서 회전 방식으로 교반하면 해결하는 문제보다 더 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 언급한 대로 원형 몰드에서 몰드 내 회전 교반에는 일정한 장점이 있습니다. 고체 개재물이 주조 표면에서 제거되고, 스트랜드의 고체 피부가 몰드와 더 잘 접촉하도록 강제하여 열전달이 향상됩니다. 몰드 내 회전 교반으로는 피부가 파열될 위험이 없습니다. 하지만 회전 교반의 주요 장점은 장비 설계가 쉽다는 것입니다. 전기 공학자들은 오늘날 사용되는 거의 모든 전기 모터와 같은 전자기 유도 운동에 매우 익숙합니다.

회전 운동은 공학적 설계 문제가 없지만, 야금적 관점에서 최선의 운동 유형은 아닐 수 있습니다. 회전 교반의 기본 문제 중 하나는 액체가 원심력을 받아 가벼운 성분(예: 개재물)이 중심으로 분리된다는 것입니다(그림 5). 이는 액체 속도에 상한을 두는데, 이 한계가 '액자 효과(picture frame effect)' 출현으로 설정된 한계와 반드시 일치하지는 않습니다. 이 고려사항은 때로 무시될 수 있습니다(예: 이음매 없는 파이프용 원형 주조). 그러나 더 엄격한 한계는 무시할 수 없습니다. 액체의 원주 속도를 높이면 고체 쉘에 가해지는 압력이 불균형하게 증가하여 쉘이 파열될 수 있습니다. 인, 셀레늄, 납 등 강한 편석 원소를 함유한 강종 주조 시 이 위험이 특히 큽니다. 이들 성분이 형성하는 저융점 액체가 덴드라이트 사이 공간을 차지하여 쉘이 가질 수 있는 강도를 감소시킵니다.

몰드 아래에서 회전 방식으로 교반할 때, 특히 한 레벨에서만 수행할 때 발생하는 또 다른 바람직하지 않은 상황은 액체 풀을 상부(고온) 부분과 하부(저온) 부분으로 효과적으로 분리한다는 것입니다. 이는 풀의 자연 유동을 방해할 뿐만 아니라 브리징(bridging) 문제를 일으킬 수 있습니다. 브리징은 거대 편석을 심화시킵니다. 교반 강도가 낮을 때 회전 교반만 몰드 아래에서 적용하면 이러한 문제가 발생하기 쉽습니다. 교반 구역의 머시 존에서 분리된 큰 덴드라이트 조각이 저강도 교반으로는 크기가 줄어들지 않습니다. 이 큰 조각들이 하부(차가운) 풀 부분으로 가라앉아 성장하고 클러스터를 형성하여 브리징을 일으킵니다.

회전 교반의 또 다른 단점이 있을 수 있습니다. 초기 데이터에 따르면 EMS로 강의 개재물 크기와 함량을 실질적으로 줄이려면 액체 속도가 일정 하한을 넘어야 합니다. 예를 들어 AISI 4335 강종에서는 이 한계가 0.5 m/s 이상으로 나타났으며, 이는 깨끗한 표피를 생성하는 대형 잉곳의 리밍(rimming) 작용 시 발생하는 속도와 비슷합니다. 앞서 언급한 안전한 회전 액체 운동의 상한이 개재물 감소를 위한 고속 요구사항과 상충될 것이 거의 확실합니다. 새로운 응고 구조, 즉 섬유질 구조와 유동 변형 또는 타마나이트 구조를 생성하는 것도 고속이 필요합니다. 일반적으로 품질, 특히 유도 교반을 위한 신개발을 적극 추구해 온 철강 산업 부문은 곧 고속 교반을 통해 이러한 구조를 추구할 수 있습니다.

축방향 교반

축방향 또는 '상하' 버전 교반은 응고 중인 스트랜드의 액체 부분을 스트랜드 축과 평행한 방향으로 이동시킵니다. 이 유도 운동은 자연적으로 발생하는 열대류 유동 패턴을 강화하는 데 사용됩니다. 몰드 영역에서는 자연 유동을 역전시킬 이유가 있습니다. 강 연속 주조에서 몰드 영역은 주조 속도와 기계 크기에 따라 15m 이상 깊을 수 있는 액체 풀의 작은 부분을 차지합니다. 몰드 아래에서는 고체 피부 인근에서 흐름이 '아래로', 스트랜드 중심에서 '위로' 향합니다.

'상하' 버전 EMS가 야금적 관점에서 가장 적절합니다. 이 기술에서는 액체 속도가 사실상 무제한이어서 원하는 제어를 적용할 충분한 자유도가 있습니다. 전자기 유도 힘이 액체를 고체 쉘 쪽으로 밀어붙이는 것이 아니라 가두는 경향이 있으므로 돌발 사고 위험이 최소화됩니다. 다른 주요 이점도 있습니다. 상부의 뜨거운 액체가 빠르게 풀 하부로 가져와져 쉘 두께를 다소 줄이고 머시 존 전체에 높은 온도 구배를 유지합니다. 두 효과 모두 열유동을 개선하여 연속 주조기 생산성 향상에 기여할 수 있습니다. 이 버전 EMS로 생산성을 높이는 또 다른 방법은 고체 쉘 윤곽을 수정하여 둥근 바닥을 형성하고 풀 깊이를 줄이는 것입니다. 이를 통해 더 높은 주조 속도가 가능합니다. 중심선 수축과 편석 정도도 감소시킬 수 있습니다. 등온선이 변하고 스트랜드 중심에서의 성장이 위쪽 성분을 더 많이 가지기 때문입니다.

마지막으로 응고 중 생성되는 개재물, 특히 악명 높은 알루미나 클러스터조차 고체에 포착되지 않고 빠르게 풀 상부로 쓸려 올라가 슬래그와 합류할 기회(메니스커스 위로 부상)를 얻어 제거됩니다. 이 유동 유형은 구현하기 다소 어렵습니다. 특히 야금 길이를 따라 상당한 부분에 교반을 적용하려는 경우(즉, 연속적인 '상하' 교반) 더욱 그렇습니다. 다만 어려움은 전기 공학적 측면에 있습니다. 선형 모터를 형성하는 일련의 코일 사이나 끝에서 큰 교란 없이 단방향 유동을 구현하기는 상대적으로 어렵습니다. 이러한 이상 현상은 양 또는 음의 편석 밴드로 주조 구조에 반영됩니다. 또한 '상하' 교반은 보통 지지 롤이 없는 상당히 넓은 스트랜드 영역이 필요하거나, 선형 모터의 자기장에 간섭하지 않도록 롤을 수정해야 합니다. 마지막으로 이 교반 유형에 사용되는 선형 모터는 전자기 루프의 높은 저항(큰 에어 갭과 고체 금속-피부 갭) 때문에 효율이 매우 낮습니다(약 1% 이하).

간헐적 역방향 교반

회전 교반 모드의 변형으로, 원래 일본 연구자들이 제안했습니다. 유동 방향을 간헐적으로 역전시키는 기술로, 등축 영역 크기를 개선한다고 주장합니다. 회전 교반에 대한 위 논의가 여기에도 적용되며, 몇 가지 자격이 더 있습니다. 간헐적 운동은 에너지를 낭비하지만, 주상정 성장을 방해한다는 EMS의 한 목표를 달성하는 데 장점이 있습니다. 교반 시 유동 역전은 국부 난류 셀의 전단으로 덴드라이트를 더 작은 조각으로 파쇄할 뿐만 아니라, 항상 상류(upstream) 방향으로 성장하려는 주상 덴드라이트의 단방향 성장을 방해합니다. 그러나 이 기술로 EMS의 다른 잠재적 이점을 얻기는 의심스럽습니다.

전자교반이 주강 제품 품질에 미치는 영향

화학 성분, 응고 조건, 몰드 내 용강 유동 특성은 스트랜드의 표면 품질과 내부 구조에 본질적으로 영향을 미칩니다. 스트랜드 형성 공정은 몰드와 2차 냉각 구역(SCZ)에서 용강 응고를 포함합니다. 회전 또는 이동 자기장은 액체 내 유동 특성에 영향을 주고 열-질량 전달 공정을 강화합니다. 전자교반이 스트랜드 품질에 미치는 영향 정도는 EMS의 기술적 특성과 연속 주조 벤딩 축을 따른 배치에 따라 달라집니다. EMS는 몰드, SCZ, 최종 응고 구역(FCZ)에 성공적으로 설치할 수 있습니다.

표면, 아표면, 내부 스트랜드 품질 개선을 위해서는 몰드에서 용강 교반이 이루어져야 합니다. M-EMS는 원형 또는 사각 설계이며 내부 또는 외부 설치가 가능합니다. M-EMS 적용 결과 주조 제품의 중심 기공과 편석이 감소합니다. 몰드 메니스커스 교반 속도의 유연한 제어를 위해 이중 코일 M-EMS(그림 6)가 개발되었습니다. 두 개의 독립적인 EMS로 구성됩니다. 상부 EMS는 메니스커스 유동 제어용이고, 하부 EMS는 몰드 내 주 금속 교반용입니다. 상부 EMS 자기장을 하부 EMS와 반대 방향으로 회전시켜 메니스커스 내 금속 속도를 낮춥니다. 이러한 M-EMS 설계는 용강 연속 주조의 다양한 조건에서 EMS 기술 활용 기회를 넓혔습니다.

강의 전자교반 적용은 스트랜드 내 등축정 영역 형성을 촉진합니다. 교반은 과열 주조에서도 스트랜드 품질을 개선합니다. 중심 편석 피크를 추가로 줄이고 절단하려면 F-EMS를 M-EMS 또는 S-EMS와 조합하여 사용해야 합니다. F-EMS는 고탄소강이나 고합금강 주조 시 특히 효율적입니다. F-EMS와 M-EMS 조합은 시멘타이트와 마르텐사이트가 형성될 수 있는 최고 탄소 함량 영역을 줄입니다. S-EMS와 F-EMS 사용 시 1차 페라이트로 응고하는 스테인리스강이 3.6의 압연 비율에서 건전한 중심을 가짐이 밝혀졌습니다. S-EMS 적용은 주상 구조 대신 등축정 영역을 확대하고 강 스트랜드의 균열을 줄입니다. 하나 이상의 EMS 조합 사용으로 얻을 수 있는 이점은 표 1에 정리되어 있습니다.

표 1 하나 이상의 EMS 사용 시 얻을 수 있는 이점
	M-EMS	M-EMS + F-EMS	M-EMS + S-EMS + F-EMS	M-EMS + S-EMS	S-EMS	S-EMS + F-EMS
핀홀 및 블로홀	+++	+++	+++	+++	−	−
표면 및 아표면 균열	+++	+++	+++	+++	−	−
돌발 사고 감소	++	++	++	++	+*	+*
표면 균열(원형)	++	++	++	++	−	−
응고 구조 및 내부 균열	++	++	+++	++	+**	+**
중심선 편석 및 중심 기공	++	+++	+++	++	++	+++
V 편석	+	+++	+++	++	+***	++
* 높은 위치의 S-EMS
** S-EMS 위치 이후 중심부만 구조 개선, 외부 부분은 M-EMS 적용 대비 악화. 과도 교반 시 음의 편석 위험.
*** 낮은 위치의 S-EMS

더 까다로운 품질 요구 시, 품질 결함, 컨디셔닝, 반려 비용이나 대단면 주조 비용이 너무 크면 EMS 사용이 정당화됩니다. 회전 교반은 탄소 0.2% 미만 탄소강에 사용됩니다. 어떤 경우엔 2차 교반에서 음의 편석이 발견되므로 몰드 내 교반이 2차 교반보다 선호됩니다. 사실 음의 편석은 기계적 성질에 영향을 주지 않지만, 한 가지 사소한 예외로 국부적인 경화능 변화를 일으킬 수 있어 바람직하지 않습니다. 탄소 0.2~0.5% 사이면 2단계 교반을 사용합니다. 몰드 내 교반에 2차 교반 또는 최종 교반을 보완하는 것이 좋습니다. 탄소 0.5% 이상 및 응고 범위가 큰 합금강에는 3단계 교반을 사용합니다.

슬래브의 경우 불량한 형상으로 인해 EMS의 이점이 상쇄될 수 있으므로 가공에 주의해야 합니다. EMBR로 침몰 노즐 대류 전류를 줄여 청정도를 개선하는 방법입니다. 이는 몰드 넓은 면 외벽을 따라 두 세트의 코일을 배치하는 것입니다. 자기장이 용강 속도를 낮추고 불순물이 표면으로 부상하여 몰드 파우더에 포착되게 합니다. 블룸 주조기, 더 크게는 슬래브 주조기의 롤 갭 형상은 연속 주조 반제품의 내부 품질과 다양한 편석 유형에 큰 영향을 미치며, 결과적으로 이들 편석 영역에서 일부 원소 농도가 증가합니다. 진정한 롤 갭 편차로 인한 주요 편석 유형은 (i) 주상정 간 거대 편석, (ii) 중심선 거대 편석, (iii) 중심선 외 반거대 편석(V 편석 또는 점 편석)입니다.

1,300°C부터 고체상선까지 온도 범위에서 강의 연성은 매우 낮습니다. 이는 FeS와 MnS 액상이 덴드라이트 간 계면에 편석했기 때문입니다. FeS와 MnS 모두 강보다 훨씬 낮은 융점을 가지므로 이 약한 계면이 꽤 낮은 인장 변형에서도 열립니다.

연속 주조 제품에서 발견되는 야금적 문제 중 하나는 큰 주상 덴드라이트 영역의 발달입니다. 와이저(Weiser)가 주상정 성장이 강의 연성 손실 등 기계적 성질에 미치는 영향을 조사했습니다. 알버니(Alberney)는 중심선 결함을 주상정 성장 영역 제어로 상당히 줄일 수 있음을 보였습니다. 주상정 성장 제어는 양질의 스트랜드 주조 제품을 생산하는 데 필수적입니다.

본질적으로 유도 교반은 고체-액체 계면을 따라 휩쓸리는 유동을 일으켜 국부 성장 조건(온도 구배, 경계층 두께, '머시 존'의 구조와 크기)에 영향을 주어 최종 응고 구조에 영향을 미칩니다. 거대 편석은 덴드라이트 간 유체 유동에서 기인하는 것으로 알려져 있으므로, '머시 존' 길이를 줄이면 중심선을 따라 특히 거대 편석 정도를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 여러 연구에서 EMS가 주상정 성장을 방지함으로써 연속 주조 강의 응고 구조를 개선하는 효과적인 수단임이 입증되었습니다.

주상 영역 크기와 관련된 덴드라이트 간 편석 및 수축 기공은 스트랜드 내 또는 몰드 내 전자교반 사용으로 크게 줄어듭니다. 후자 기술은 등축 응고 영역 크기를 효과적으로 늘리고 중심선 수축량을 크게 줄입니다(그림 6). 주조 단면 내 주상정과 등축정 영역의 상대적 크기는 용강 과열에도 영향을 받습니다. 교반하지 않은 빌릿에서 높은 과열은 등축 덴드라이트 핵 생성이 지연되어 주상 영역 크기를 증가시킵니다. EMS는 높은 과열의 영향을 줄이지만, 높은 과열 온도로 발달한 주상 영역 크기 증가를 완전히 보상하지는 못합니다.

과열은 특히 중고탄소강에서 연속 주조 초기부터 인식된 가장 근본적인 요인 중 하나였습니다. 초기 보고서에서 150mm × 150mm 빌릿 고탄소강 주조 파일럿 플랜트 시험이 수행되었습니다. 낮은 과열 또는 심지어 액체선 이하 온도에서 주조 시 중심선 편석이 최소화됨이 입증되었습니다. 몰드 EMS(M-EMS)는 일부 이점을 보였고, 스트랜드(S) 및 최종(F) 단계 EMS 적용이 일부 주조기에 설치되기 시작했습니다. EMS 조합, 즉 블룸에는 (S+F)-EMS, 빌릿에는 (M+S+F)-EMS가 다양한 EMS 조건 중 거대 편석 감소에 가장 효과적임이 밝혀졌으며, 응고 최종 단계에서 더 빠르게 응고시켜 중심 영역을 따라 더 미세하게 분포된 기공과 편석 반점을 생성합니다. 최적 액체 풀 두께는 탄소 함량 증가에 따라 감소하는데, 이는 고체 분율(fₛ) 0.3~0.7 범위에서 응고 시간이 길어지기 때문으로 보입니다. 과열이 응고 구조에 미치는 영향을 분석하여, 과열 증가 시 주상 덴드라이트 성장이 등축정에 대해 증가한다는 경험적 사실을 검증했습니다. 대류 효과가 연구된 고탄소(C ≤ 0.7%) 및 고망간강의 미세 편석 거동에 영향을 미침이 결론지어졌습니다.

전류 강도 300A에서 400A로, 주파수 4Hz에서 12Hz로 증가시키는 F-EMS 파라미터가 70강 사각 빌릿 중심 단면의 전자기력과 탄소 농도 분포에 미치는 영향을 연구했습니다. 70강 빌릿의 중심 단면 탄소 농도를 균일하게 하고 중심 탄소 편석을 최소화하는 최적 F-EMS 파라미터는 전류 강도 280A, 주파수 12Hz에서 얻었습니다. 이 교반 파라미터에서 모든 시료 지점의 탄소 편석 지수는 0.92~1.05 범위였으며, 이는 교반 강도가 빌릿 중심 온도를 낮추고 응고 속도를 높이는 데 더 적합하기 때문으로, 전자교반 후 용질 원소의 이동 시간이 제한되어 중심 편석 감소를 촉진합니다.

연속 주조 블룸과 빌릿 중심부에 기공과 수축 공동이 발생하는 것은 잘 알려져 있습니다. 전류 280A, 주파수 12Hz에서 탄소 편석 수준이 양호한 결과가 나왔지만, 추가 연구에서 F-EMS가 사각 빌릿의 다른 내부 품질에도 상당한 영향을 미침이 밝혀졌습니다.

140mm × 140mm 빌릿 연속 주조 공정에서 F-EMS 파라미터가 중심 편석에 미치는 영향을 연구했습니다. 모델에서 액체와 함께 자유롭게 이동할 수 있는 등축립 초기 성장은 슬러리로 처리했고, 응집된 등축 영역은 다공성 매체로 간주했습니다. 결과는 교반 속도가 중심 편석 개선의 주요 요인이 아니며, 전류 강도와 교반 풀 폭이 더 큰 영향을 미침을 보여줍니다. 용질 이동이 교반 풀 폭인 응고 속도에 의해 제어되므로, 전류 강도 증가에 따라 중심 편석이 지속적으로 감소합니다. 액체 풀 폭이 감소하고 후기 응고에서 방출해야 할 잠열이 적어지면 F-EMS로 중심 편석을 더 뚜렷하게 개선할 수 있습니다. 중심 액체 용질 농축과 교반 구역 내 액체 상 축적으로 인해 더 높은 전류 강도와 더 좁은 교반 풀 폭에서 중심 편석이 역으로 상승하여 양의 편석이 형성되고, 약한 교반 시 용질이 농축되어 중심 편석이 악화됩니다. 최적화된 전류 강도에서 F-EMS로 중심 편석 개선 효과가 더 좋습니다.

일부 F-EMS 교반 기술은 원래 덴드라이트에서 구상(globulitic) 구조로의 형태학적 변환과 미세화 측면에서 다른 기술보다 더 효과적입니다. 교반 없이 주조된 주물의 거시조직은 교반 사용 시와 다릅니다. 기존 교반으로 얻을 수 있는 구조는 일부 덴드라이트와 덴드라이트 조각이 존재하는 구상 형태가 주를 이룹니다. 변조 교반으로 얻은 구조는 완전히 구상 결정로 구성되며 더 미세해 보입니다.

교반 설정을 다르게 적용하여 결정립 크기를 변화시킬 수 있습니다. F-EMS 기존 교반으로 주조 중간 반경과 중심 영역 모두에서 비교반 구조 대비 결정립 직경이 감소했습니다. 역회전 변조 및 비변조 교반으로 결정립 직경이 추가로 감소했습니다. 그러나 주조에서 가장 작은 결정립 직경은 단방향 변조 교반으로, 비교반 주조 대비 얻었습니다.

일반적으로 F-EMS 사용 시료의 미세조직은 교반으로 얻은 구조에서 구상립과 신장립, 다양한 화합물을 포함한 미세한 입계 공융 네트워크로 구성됩니다. 교반 없이 주조된 제품의 조대 덴드라이트 구조는 기존 교반 적용으로 주로 구상 구조로, 일부 장미꽃 모양으로 변환될 수 있습니다. 단방향 변조 교반으로 얻은 구조는 미세한 구형 글로불과 큰 신장립의 혼합물로 구성되며, 기존 교반 대비 더 미세해 보입니다.

기존 교반으로 얻은 주조의 중간 반경과 중심 영역 결합 미세조직에서 글로불 평균 면적과 길이는 다른 주조 구조와 비교됩니다. 글로불 평균 면적은 구조에서 감소할 수 있으나, 비교반 구조에서는 그렇지 않습니다. 단방향 변조 교반으로 얻은 주조에서 이들 주조의 글로불 평균 면적은 기존 교반 대비 감소합니다. 글로불 길이 감소에서도 유사한 경향이 결정됩니다. 글로불 크기 감소와 동시에 밀도가 증가했습니다. M-EMS가 응고 구조에 미치는 영향은 고정 과열, 주조 속도, 2차 냉각 강도, M-EMS 주파수 하에서 얻었습니다. 중심 등축립 영역 비율은 과열 감소, 주조 속도 증가, 2차 냉각 강도 감소, M-EMS 전류 증가 시 증가하는 것으로 나타났습니다. 하지만 등축 영역은 M-EMS가 주상 영역에 더 책임이 있으므로 제한적입니다. 결정립 크기는 과열 감소와 M-EMS 전류 증가 시 분명히 감소했으나, 주조 속도와 2차 냉각 강도에는 덜 민감했습니다.

백색 밴드 편석(White Band Segregation)

최근 수년간 전자교반(EMS) 사용 증가와 함께 백색 밴드(white band)로 알려진 문제에 대한 관심도 높아졌습니다. 백색 밴드는 황 프린트에서 희게 보이는 음의 편석 영역으로, S-EMS 교반 제품에서 교반 중 응고 전선 위치에 해당하여 자주 발견됩니다. 편석의 시각적 외관은 이름의 유래일 뿐만 아니라 아마도 백색 밴드의 가장 바람직하지 않은 특징일 것입니다. 백색 밴드에서의 음의 편석 정도는 중심선의 양의 편석보다 작지만, 열간 가공 후에도 지속되어 주로 외관상의 이유로 고객 수용을 저해할 수 있습니다. 코어(Kor)는 백색 밴드가 교반 시작과 끝에서의 성장률 변화 결과라고 설명했습니다. 백색 밴드는 브리지(Bridge)와 로저스(Rogers)가 처음 발견한 용질 세척 메커니즘(solute washing mechanism) 때문입니다. 이는 EMS로 인한 난류가 덴드라이트 망을 관통하여 농축된 덴드라이트 간 액체를 쓸어낸다고 제안합니다(그림 7). 그러나 이 작용을 유지하려면 제거된 용질이 나머지 액체 전체에 매우 빠르게 분산된다고 가정해야 합니다. 그렇다면 교반 끝에서의 관찰된 용질 농축을 설명하기 어렵습니다.

수학적 모델링

수학적 모델링은 열 및 유체 유동에 대한 교반 효과 등 이해를 깊게 하는 데 중요한 역할을 하며 EMS 구현에 병행되어 왔습니다. 슈베르트페거(Schwerdtfeger)와 동료들의 일련의 연구가 이 분야 모델링의 초석이 되었습니다. 그들은 강 연속 주조의 특징인 원형 빌릿, 사각 블룸, 슬래브 형상에서 교반 효과를 실험적, 이론적으로 탐구했습니다. 이 모델들은 액체 금속 속도장에 대한 나비에-스토크스 방정식과 유도 자속 밀도에 대한 맥스웰 방정식으로 구성됩니다. 원칙적으로 이들은 양방향 결합되어 있습니다. 교류 자기장이 로렌츠 힘을 발생시켜 속도장을 구동하고, 이는 다시 자기장에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 또한 자기장 주파수는 일반적으로 로렌츠 힘의 시간 평균값을 나비에-스토크스 방정식 입력으로 사용할 수 있을 만큼 충분히 큽니다.

비니키(Vynnycky)의 최근 연구는 원형 빌릿 연속 주조에 적용된 회전 EMS 문제를 재검토하고, 로렌츠 힘 성분 결정에 원래 사용된 방법이 비유일 해(non-unique solution)를 초래함을 발견했습니다. 이는 유도 자속 밀도의 법선 성분이 접선 성분 대신 경계 조건으로 규정되었기 때문입니다. 또한 법선 성분이 사각 블룸의 종방향 교반 모델에서도 규정되었으므로, 그 모델들도 비유일성을 가질 것으로 예상됩니다. 게다가 로렌츠 힘 성분 표현식이 여전히 빈번히 사용되므로, 특히 변조 EMS에 대한 현대적 관심을 고려할 때 이 문제 해결은 여전히 시의적절합니다. 변조 EMS에서는 서로 다른 주파수의 자기장을 적용하여 결과 로렌츠 힘이 일정한 시간 평균 부분과 시간 변동 부분을 가지도록 의도합니다. 자기장에 대한 올바른 경계 조건 설정은 모델링에서 의미 있는 결과를 얻기 위해 중요합니다.

EMS 초기 산업 적용 이래, 특히 응고 범위가 넓은 까다로운 강종은 주조 몰드 내부와 후기 응고 단계 모두에서 교반 시 이득을 얻음이 인식되었습니다. 이 유형의 교반은 용강 연속 주조에서 최종 응고 구역 교반 또는 F-EMS로 알려지게 되었습니다. F-EMS가 주조 스트랜드 내부 품질, 특히 구조적 건전성과 편석 개선에 효과적이라는 초기 보고에도 불구하고, 장기적으로 F-EMS의 야금적 성능이 효과성과 일관성 모두에서 부족함이 드러났으며, 이는 여러 결정적 요인에 기인합니다. 첫째, F-EMS를 용융 부피 내 특정 고체 분율 수준에 해당하는 응고 단계에 맞춰 위치시키는 것이 중요합니다. 둘째, 이 응고 단계에서 교반은 점진적으로 감소하는 교반 토크와 증가하는 용융 점도 조건에서 수행됩니다. 전자는 교반 풀 반경 감소로, 후자는 용융 고체 분율 증가로 인한 것입니다.

교반 효과에 영향을 미치는 추가 중요 요인은 교반에 사용되는 자기장의 성격에서 발생합니다. 현재 연속 주조 강재 생산에 사용되는 교반 시스템은 회전 자기장(RMF) 적용 기반입니다. 이러한 자기장은 후기 또는 진행된 응고 단계에서의 적용에 한계가 있는데, 결과적인 각속도가 반경 위치에 대해 거의 일정하기 때문입니다. 이 유동 패턴은 고체-액체 계면에서 강한 전단력과 난류를 특징으로 하며, 덴드라이트 파쇄와 그에 따른 등축 응고 구조 발달에 매우 효과적이지만, 특히 중심 영역 근처에서 용융 부피 내 혼합에는 거의 영향을 미치지 않습니다. 반면, 후기 응고 단계에서는 결정 망 형성과 관련된 구조적 결함(기공, 균열, 용질 편석) 발생 개시를 방해하기 위해 용융 부피 전체에 걸쳐 강한 난류와 혼합이 필요합니다.

후기 응고 단계에서 RMF 기반 교반을 개선하기 위해 이차 유동(반경-축 평면)을 강화하려는 수많은 개발이 있었습니다. 따라서 1980년대에 강제 및 휴지 기간을 순차적으로 사용하는 간헐적 및 교대 교반 방식이 도입되었습니다. 코지마(Kojima) 등은 실험적으로, 데이비슨(Davidson)과 보이산(Boysan)은 이론적으로 휴지 기간(능동 교반 없음) 동안 소용돌이 유동의 초기 축 방향 구배로 인해 반경-축 방향으로 강한 순환 유동이 발생함을 보였습니다.

그러나 이러한 교반 방법은 F-EMS 성능을 크게 개선하지 못했습니다. 그 이유는 에커트(Eckert) 등의 최근 연구에서 강한 순환 유동 발생이 좁은 범위의 교반 및 주조 파라미터 제공에 좌우됨을 보였기 때문입니다. 해당 조건 미준수는 교반 성능에 부정적 영향을 미치거나 무용지물 또는 해롭게 만들 수 있습니다. 변조 전류로 교반 코일을 구동하여 응고 중인 용융물 본체 내 난류와 혼합을 강화하려는 최근 여러 시도가 있었습니다. 목적은 시간 평균 및 시간 변동 성분으로 구성된 변조 전자기장을 생성하는 것입니다. 이러한 최근 개발은 이론적, 실험실 규모에 머물렀으며 생산 실무에 구현된 것은 없습니다. 반회전 자기장도 비베스(Vives)가 수행한 실험실 실험에서 응고 중인 알루미늄 합금 교반에 테스트되었습니다. 이 교반 방법으로 응고 구조에서 상당한 개선을 달성했습니다.

EMS의 장점

최종 제품에서 EMS의 장점은 적용에 따라 달라지며, 예시는 다음과 같습니다. (i) 더 나은 열간 가공성: 봉강 압출 단조 시 내부 파손 빈도 감소, (ii) 균열을 유발하는 구조 방지로 전단 가공성 향상, (iii) 균질성 향상으로 경화성 개선, (iv) 컵-콘 파손 빈도 감소로 와이어 로드 인발 성능 향상, (v) 봉강의 더 높고 일관된 피로 특성.