KR0162031B1 - 연속주조 피복법을 이용한 강관의 이종재료 피복방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연용 롤, 롤러, 배관용 자재 및 축등으로 사용되는 용접강관 및 무계목 강관 등의 외면에 이종재료를 연속주조 피복법을 이용하여 피복하는 방법에 관한 것으로, 강관내부에 적정입도의 분말을 적정량 충진하여 용탕압력 및 온도에 의한 강관의 변형을 방지하고 내부로의 열전달을 줄임으로써, 조업시 강관이 열적인 정상상태에 빨리 도달할 수 있는 이종재료 피복방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기한 목적달성을 위한 본 발명은 연속주조 피복법을 이용하여 강관에 이종재료를 피복하는 방법에 있어서, 상기 강관 내부에 입도 0.1mm 이상의 분말을 50-70%의 충진율 범위로 충진하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 연속주조 피복법을 이용한 강관의 이종재료 피복방법을 그 용지로 한다.

Description

연속주조 피복법을 이용한 강관의 이종재료 피복방법.

제1도는 종래의 방법에 의한 강관의 이종재료 피복방법을 나타낸 개략도.

제2도는 본 발명의 방법에 의한 강관의 이종재료 피복방법을 나타낸 개략도.

제3도는 본 발명의 방법이 적용된 일실시예의 피복부 미세조직 사진으로서,

(a)는 부식전의 상태를,

(b)는 부식후의 상태를 나타낸 사진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 강관 2 : 내화물 용기

3 : 수냉각형 몰드 4 : 냉각수 입구

5 : 냉각수 출구 6 : 용탕

7 : 분말

본 발명은 압연용 롤, 롤러, 배관용 자재 및 축등으로 사용되는 용접강관 및 무계목 강관 등의 외면에 이종재료를 연속주조 피복법(CCC : Continnous Casting for Cladding)을 이용하여 피복하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 강관의 내부에 분말을 충전하여 용접 또는 무계목 강관 외부에 내마모성 및 내산화성 등과 같은 사용목적에 적합한 특성을 나타내는 이종재료를 연속주조 피복하는 방법에 관한 것이다.

롤, 롤러 및 샤프트 등에 사용되는 강관은 장시간 사용함에 따라 그 표면이 마모 손실되어 사용이 불가능해진다. 그러나, 이와같이 마모손실된 강관을 그대로 폐기 처분하는 것은 그 손실이 너무 크다.

따라서, 이와 같이 표면이 마모 손실된 강관을 재사용하기 위하여 그 외면에 그 사용 목적을 부합되는 특성을 나타낼 수 있는 금속을 피복하여 목적하는 용도로 사용하여 왔으며, 이에는 주로 육성 용접법을 이용하여 왔다.

육성용접법은 강관 외면에 피복하고자 하는 금속을 직접 일정두께 이상 용접하여 목적하는 특성을 발휘하도록 하는 방법으로서, 이 방법의 경우 용접량의 한계로 인해 두꺼운 육성용접층을 제조하는데 문제점이 있을 뿐만 아니라, 용접자국(Bead Mark)이 잔존하는 문제점이 있다. 특히 육성용접된 강관을 테이블 롤러(Table Roller)에 사용하게 되면 용접자국이 압연판에 인쇄(Print)되어 판품질을 저하시킬 수 있다.

이러한 육성 용접법에 의한 문제점을 해결하기 위하여 제1도와 같은 연속주조 피복장치를 이용하여 강관을 이종재료를 피복하는 방법이 제안되어 사용되어지고 있다.

그러나 이 방법에서는 연속 주조피복도중 강관(1)이 용탕(6) 내부에서 1400℃ 이상의 고온으로 승온하게 되므로 용탕압에 의하여 강관(1)이 변형되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 용탕(6)의 온도조절이 잘못될 경우 강관(1)이 용해되어 구멍이 형성되어 용탕(6)이 강관(1) 내로 흘러들어가므로서 대형설비 사고가 발생할 우려가 있다.

또한, 피복된 이종재료의 응고가 강관(1)과 수냉각형 몰드(3)쪽에서 먼저 시작되어 중심부로 진행되기 때문에 피복의 중심부에 편석이 발생할 가능성이 큰 문제점이 있다.

이에, 본 발명자는 상기한 연속주조 피복법의 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 강관내부에 적정입도의 분말을 적정량 충진하여 용탕압력 및 온도에 의한 강관의 변형을 방지하고 내부로의 열전달을 줄임으로써 조업시 강관이 열적인 정상상태에 빨리 도달할 수 있는 이종재료 피복방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명은 연속주조 피복법을 이용하여 강관에 이종재료를 피복하는 방법에 있어서, 상기 강관 내부에 입도 0.1mm 이상의 분말을 50-70%의 충진을 범위로 충진하는 것을 포함하여 이루어지는 연속주조 피복법을 이용한 강관의 이종재료 피복방법에 관한 것이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 제2도에서와 같이 강관(1) 내부에 입경 0.1mm 이상의 분말(7)을 50-70%의 충진율 범위로 충진함이 바람직하며, 그 이유는 다음과 같다. 이때, 분말(7)은 고온에서 변화를 일으키지 않는 분말이면 어느 것을 사용하여도 무방하며, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 모래를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

분말(7)의 충진율이 50% 이하로 너무 낮으면 분말(7)의 충진효과를 볼 수 없으며, 70% 이상으로 너무 높으면 분발(7)의 충진압력에 의해 연속주조 피복시에 강관(1)이 고온에서 팽창하는 경우가 발생할 우려가 있기 때문이다.

분말(7)의 입도가 0.1mm 이하로 너무 작으면 통기도가 떨어져 강관(1)의 예비가열 및 피복된 용탕에 의해 강관(1)이 승온될 때 강관(1) 내부의 공기의 팽창 압력에 의해 강관(1)이 고온에서 변형할 우려가 있기 때문이다.

이때, 통기도를 좋게 하기 위하여 분말(7) 내부에 구멍이 뚫린 작은 직경의 강관을 박아 통기도를 더욱 향상시킬 수도 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

제2도와 같이, 용탕(6)을 채울 수 있는 가열 및 보온형 내화물 용기(2)와 그 아래에 수냉각형 몰드(3)를 설치하고, 상기 내화물 용기(2)와 수냉각형 몰드(3)의 내부에 하기표 2와 같은 조건으로 분말(7)가 충진되고, 그 융점이 약 150℃인 연강강관(1)을 일축상으로 배열한 다음, 내화물 용기(2)에 하기표 1과 같이 조성되고, 그 온도가 1450℃인 용탕(6)을 채웠다.

이어 분말(7)가 충진된 강관(1)을 하강시키면서 강관(1)에 이종 재료를 연속 주조 피복한 후, 강관(1)의 열간변형을 관찰하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표2에서 알수 있는 바와같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(1-4)의 경우에는 열간변형을 관찰할 수 없는 반면에, 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예(a-c)의 경우에는 강관에 열간변형이 관찰되었으며, 특히 강관내부에 아무것도 충진하지 않는 비교예(d)의 경우에는 그 정도가 매우 심함을 알 수 있다.

또한, 이종재료가 강관에 접합된 상태를 확인하기 위하여 상기 실시예의 발명예(2)의 방법으로 제조된 강관의 접합부분을 부식(etching)전과 후로 구분하여 그 조직을 100배의 배율로 광학현미경 촬영하여 제3도(a) 및 (b)에 나타내었다.

제3도(a) 및 (b)에 나타난 바와같이, 본 발명의 경우 강관과 접합층 간에 확산이 충분히 일어나 확산층이 생성되므로서 안정된 접합이 일어났음을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 강관에 이종재료를 연속주조 피복시 강관내에 적정입도의 분말을 적정범위로 충진하므로서 강관의 변형을 방지할 수 있으며, 강관에 국부적인 용해가 발생되어 용탕이 내부로 흘려들어가더라도 이를 방지할 수 있으며, 강관 내부로의 열전달이 차단되어 열손실이 줄어들고 주조층의 응고가 열적인 정상상태에 빨리 도달할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라 강관로의 열손실이 줄어들어 생산성 향상의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 경우, 강관의 내부에 분말을 충전하여 이종재료를 피복시 강관 내부에 충전된 분말이 단열효과를 발휘하여 이종재료의 응고가 수냉각형 몰드측으로 부터의 일방향 응고가 일어나 종래의 방법에서 발생될 우려가 있는 피복층 중심부 편석을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 연속주조 피복법을 이용하여 강관에 이종재료를 피복하는 방법에 있어서, 상기 강관 내부에 입도 0.1mm 이상의 분말을 50-70%의 충진율 범위로 충진하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 연속주조 피복법을 이용한 강관의 이종재료 피복방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 분말은 모래인 것을 특징으로 하는 연속주조 피복법을 이용한 강관의 이종재료 피복방법.