선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 3) 본 연구에서는 주조온도, 냉각속도, 인출속도에 따른 봉재 단면 부위별 경도분포 및 초정 Si크기에 대하여 살펴보았다.
- 따라서 본 연구에서는 수평식 연속주조 시스템을 이용하여 난 압출성 고강도 알루미늄 합금 소재인 Φ25-30 Al-xSi(x=10～15%)합금 소경봉의 연속주조 조건선정에 대한 연구를 수행하였다.
- 본 연구를 통하여 수평연주시 파단이 일어 날 때의 형상 및 파단이 발생되는 조건에 대하여 살펴보았고, 수평연주시 발생되는 표면결함 및 수평 연속주조시 주조조건(용탕온도, 냉각수량, 인출속도)등이 주조조직 및 경도에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다.
제안 방법
- 2) 수평연주시 Cold Shot 및 물결무늬 표면 결함 등이 발생되는 조건에 대하여 살펴보았고, 이들 표면불량을 방지할 수 있는 방안에 대하여 고찰하였다.
- 냉각효과가 연주봉 경도에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 연주금형의 Water Jacket에 냉각수를 공급하지 않고 연주하였을 때와 5 kgf/cm2의 Air 를 공급하였을때 그리고 36 l/min의 냉각수를 공급했을 경우의 경도값을 측정해 보았다.
- 먼저 주조온도가 연주봉의 경도값에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 주조온도에 대한 소경봉 단면부의 경도값을 측정하였다. 경도측정 부위는 Fig.
- 본 연구에서는 수평식연속주조기를 이용한 Al-xSi(x=10-15%)합금 수평연속주조를 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 실험에 사용된 설비는 2 strand Pilot 수평연주기를 사용하였고, 주조순서는 용해로에 알루미늄 잉곳과 합금성분에 해당하는 원소를 저울로 무게를 재어서 용해로내에 장입하여 용해한후 용해로 내에 입자 미세화제를 넣고 교반한 후 용탕이 안정화 되면 용탕으로부터 소형 Backet으로 시료를 채취하여 분광분석기에서 (Model:PDA-7000)분석을 하여 합금원소의 함량이 SPEC. 내에 들어오는지 확인한후 합금원소의 함량이 SPEC.
- 실험에 사용된 장비는 2 strand Pilot 수평 연속주조를 사용하였다. 실험장비는 Fig.
- 연주금형설계는 ∅65 연주금형의 구조 및 부분별 형상 및 치수를 응용하여 ∅25 연주금형을 설계하였고, 연주금형의 구조는 Fig. 4와 같이 턴디 쉬내의 용탕이 도입되는 용탕도입부와 도입된 용탕을 베어링부로 내보내는 용탕출구부와 소경봉의 치수 성형이 이루어지는 베어링부 그리고 용탕을 냉각시키는 Cooling Jacket부로 나누어진다.
- 주조조건으로는 주조온도, 냉각수량, 인출속도 변화에 따라 실험을 수행하였고 주조온도는 680- 830℃, 냉각수량은 32-40리터/min, 인출속도는 138-552mm/min까지 변화시켜가며 연주실험을 수행하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 합금은 A4xxx계 합금인 AHS2 합금성분에 대하여 실험을 수행하였고, Table 3은 실험에 사용된 용탕의 성분분석 표이다.
- 실험에 사용된 장비는 2 strand Pilot 수평 연속주조를 사용하였다. 실험장비는 Fig. 2와같이 용해로, Degassing Unit, Tundish, 금형체결부, 인출부, 절단부, 냉각수 공급장치, 전기제어부로 이루어져있고, 장치부의 사양은 Table 2와 같다. 용해로는 1회 용해량이 2Ton까지 가능하고 장입방식은 Side장입방식이고 출탕방식은 Tilting 방식이다.
데이터처리
- 12와 같이 5군데로 나누어서 측정하였다. 평균경도 값은 5군데를 평균하여 구하였고 편차값은 5군데 중에서 가장 큰 값과 작은 값을 뺀값으로 구하였다.
성능/효과
- 1) 수평연주시 파단이 일어 날때의 형상 및 파단이 발생되는 조건에 대하여 살펴보았고, 이를 통하여 Semisolid 영역이 흑연 몰드내에 잘 존재할 수 있도록 금형 설계 및 주조조건을 맞추는 것이 수평연속주조에 있어서 매우 중요하다는 것을 알 수 있었다.
- 일반적으로 예상할 수 있는 것과 같이 냉각효과가 높은 Water 냉각, Air 냉각, 무냉각 순으로 경도가 높게 나타났다. 각 부위별로 살펴보면 Water 냉각의 경우 Inner, Middle, Outer 모두 거의 일정한 경도값이 나타났고. 반면에 Air냉각과 무냉각의 경우 내외부의 경도 편차 값이 많이 발생하였고 Middle이 가장 높은 경도가 나타났다.
- 24와 같이 인출속도가 증가할수록 평균 경도 값이 상승하는 것으로 나타났고, 평균 경도값은 HRB65에서 75까지 변화하였다. 경도편차는 인출속도가 200-250mm/min부위에서 가장 크게 발생하였고 HRB로 6point 정도 차이가 나는 것으로 나타났다. 각 부위별 경도값도 Fig.
- 그 결과 평균 주조온도가 높아져도 평균경도값은 큰 차이가 없이 HRB70으로 거의 일정한 값이 나왔고, 위치별로는 바깥부위와 아래쪽 부위가 냉각속도가 빨라서 경도값이 약간 높게 나타났다. 초정 Si 크기는 주조온도가 높을수록 미세하게 나타났다.
- Inner부는 17-25μm, Middle부는 16-34μm, Outer부는 15-17μm으로 나타났고 Outer부가 초정 Si 크기가 가장 미세하게 나타났고 세부분 모두 냉각수량이 증가할수록 미세하였다. 그리고 Top부분은 Bottom부에 비해 초정 Si가 미세하게 나타났고 인출속도가 증가하면 오히려 초정 Si 크기가 약간 조대해 지는 것으로 나타났다.
- 20은 냉각수량이 연주봉의 경도값에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 냉각수 량에 대한 각 측정 부위에 대한 평균 경도값과 경도편차를 살펴보았다. 냉각수량에 관계없이 평균 경도 값은 HRB70으로 거의 일정한 값이 나왔고, 경도 편차는 HRB값으로 6point정도가 발생하였다. 각 부위별 경도 값도 Fig.
- 냉각수량에 따라서는 본 연구에서 사용한 냉각수량 32l/min-40l/min범위 내에서는 경도값이 거의 일정하게 나타났다. 인출속도가 빠를수록 경도 값은 올라가고 초정 Si크기는 미세하게 나타났다.
- 냉각방법에 따라서는 water 냉각일 때 경도값이 높게 나타났고, 경도편차도 가장 작게 나타났다. 또한 Water 냉각일때가 초정 Si,크기는 미세하게 나타났고, 냉각속도가 느린 에어냉각이나 무냉각일 경우 초정 Si가 없거나 소량 생성된 것을 볼 수 있었다.
- 반면에 Water 냉각의 경우 20um이하의 미세한 초정실리콘이 다량 정출된 것을 볼 수 있었다. 무냉각과 Air냉각의 경우 조대한 조직에 의해 경도가 낮고 부위별 경도차가 발생하는데 반해 Water냉각의 경우 내외부에 균일한 초정실리콘의 정출로 경도가 높고 경도 편차도 거의 없는 것으로 나타났다. 이를 통하여 냉각속도에 따라 초정실리콘의 크기 및 량의 차이가 나는 것을 알 수 있었고 냉각속도의 Control를 통하여 미세한 초정실리콘을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.
- 각 부위별로 살펴보면 Water 냉각의 경우 Inner, Middle, Outer 모두 거의 일정한 경도값이 나타났고. 반면에 Air냉각과 무냉각의 경우 내외부의 경도 편차 값이 많이 발생하였고 Middle이 가장 높은 경도가 나타났다.
- 무냉각과 Air냉각의 경우 조대한 조직에 의해 경도가 낮고 부위별 경도차가 발생하는데 반해 Water냉각의 경우 내외부에 균일한 초정실리콘의 정출로 경도가 높고 경도 편차도 거의 없는 것으로 나타났다. 이를 통하여 냉각속도에 따라 초정실리콘의 크기 및 량의 차이가 나는 것을 알 수 있었고 냉각속도의 Control를 통하여 미세한 초정실리콘을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.
- 26은 인출속도에 대한 평균 초정 Si크기와 편차값를 나타낸 것이다. 인출속도가 빠를수록 초정Si 크기가 미세해지고 편차 값도 작아지는 것으로 나타났다. 초정 Si크기는 평균 15-25μm정도로 나타났고 내외부 편차 값은 8-25μm로 나타났다.
- 인출속도가 연주봉의 경도값에 미치는 영향을 살펴본 결과 Fig. 24와 같이 인출속도가 증가할수록 평균 경도 값이 상승하는 것으로 나타났고, 평균 경도값은 HRB65에서 75까지 변화하였다. 경도편차는 인출속도가 200-250mm/min부위에서 가장 크게 발생하였고 HRB로 6point 정도 차이가 나는 것으로 나타났다.
- 13은 주조온도에 평균 경도 값과 편차값을 나타낸 그래프이다. 평균경도 값은 주조온도에 상관없이 HRB70으로 거의 일정한 값이 나왔고, 경도 편차는 HRB값으로 6point정도가 발생하였다. Fig.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.