[논문]대형잉곳 전산모사 결함 정량화 및 활용연구

남궁정; 김용찬; 김문철; 윤중묵; 채영욱; 이동희; 오상훈; 김남수

대형잉곳 전산모사 결함 정량화 및 활용연구
Cast Defect Quantify on the Simulation for Large Steel Ingots and Its Application 원문보기

남궁정 (포항산업과학연구원, 비철제련연구단) , 김용찬 (포항산업과학연구원, 비철제련연구단) , 김문철 (포항산업과학연구원, 비철제련연구단) , 윤중묵 (애니캐스팅) , 채영욱 (애니캐스팅) , 이동희 (포스코 특수강, 기술연구소) , 오상훈 (포스코 특수강, 기술연구소) , 김남수 (두영산업)

Cast defect in large steel ingots are estimated in quality and compared each other cast conditions on simulation results by now. The cast defects, micro-crack, shrinkage, pin hole which are predictable in simulation with a reasonable accuracy. In this study, 15 ton steel ingot casting was simulated for solidification model and cast defect prediction. And the real cast was carried out in a foundry for the compeer to the simulation results, the cast defect prediction. Also, the quantity of predicted defect was tried to measuring with the defect mach counting for the various simulated cast conditions. The defect quantity work was used to find the optimized cast condition in DOE(design of experiment) procedure.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

또한 현재까지 결함예측은 상대비교 및 정성적인 수준에서 사용되고 있었다. 본 연구에서는 15톤 탄소강 잉곳의 전산모사 결함예측결과와 실제 현장주조실험에 얻어진 잉곳의 내부결함과의 비교실험을 통하여 예측결과의 신뢰도를 검증하고 예측되는 결함의 정량화 모델화과 그의 활용연구 예를 제시하고자 한다.

제안 방법

각각의 온도측정결과는 계산조건과 실제주조조건의 열전달 조건을 조율하여 결함예측의 신뢰도를 높이는 방법으로 활용 하였다-
따라서, 실제주조제품의 중심단면에서 관찰되는 결함 발생영역과 전산모사 결함예측 영역과의 위치 및 분포 정도가 근사하게 일치하는 계산조건 및 적합한 결함예측의 강도를 적용하여 예측하였다. 그 결과를 바탕으로, 그림 3에 나타낸 결함격자 분률 및 위치에 따른 가중치 적용하여 계산하여 정량화 하는 방법을 이용하였다.
한편, 주조결함의 정량화는 실제 주조제품에서 관찰되는 결함의 경우 결함의 형상이나 크기가 다양하고 복잡하며 표면으로 드러난 결함 이외의 부분 이외에 다른 결함이 존재 가능성이 높기 때문에 그 부피나 면적을 정량적으로 측정하는 것은 한계가 있다. 따라서, 실제주조제품의 중심단면에서 관찰되는 결함 발생영역과 전산모사 결함예측 영역과의 위치 및 분포 정도가 근사하게 일치하는 계산조건 및 적합한 결함예측의 강도를 적용하여 예측하였다. 그 결과를 바탕으로, 그림 3에 나타낸 결함격자 분률 및 위치에 따른 가중치 적용하여 계산하여 정량화 하는 방법을 이용하였다.
본체 중량이 15톤인 SCM440 합금을 압탕비 15%를 적용하고 그림 2와 같은 주조시스템을 형상 모델로 하여 표 1과 같은 공정조건을 적용하여 전산모사와 현장주조실험을 실시하였다.
중심단면으로 나누었다. 이들 주편을 절삭가공 및 연마가공을 통하여 경면상태로 하여 표면에 드러나는 macro 주조결함을 관찰하고 전산모사 결과에서 예측된 잉곳의 중심단면의 위치와 분포에 대하여 비교 분석하였다. 한편, 주조결함의 정량화는 실제 주조제품에서 관찰되는 결함의 경우 결함의 형상이나 크기가 다양하고 복잡하며 표면으로 드러난 결함 이외의 부분 이외에 다른 결함이 존재 가능성이 높기 때문에 그 부피나 면적을 정량적으로 측정하는 것은 한계가 있다.
전산모사 계산 및 실제 주조에서 몰드 및 상부 정반 표면 5mm 깊 이에서 온도 센서를 설치하여 실시간 온도변화를 비교 측정하였다.
주조된 15톤 잉곳은 중심 단면에 대하여 횡향으로 8등분, 종 방향으로 3등분 하여 전체 24개의 중심단면으로 나누었다. 이들 주편을 절삭가공 및 연마가공을 통하여 경면상태로 하여 표면에 드러나는 macro 주조결함을 관찰하고 전산모사 결과에서 예측된 잉곳의 중심단면의 위치와 분포에 대하여 비교 분석하였다.
현장주조실험에서 측정된 몰드 및 정반의 온도분포 데이타와 전산모사 계산결과 온도분포를 비교 분석하였다. 온도분포 분석비교에 의한 전산모사 열전달 경계조건을 조율하고 주조결함의 예측강도수준을 강종 및 주조제품 특성에 따라 조율한 조건으로부터 얻은 실 주조와 전산모사 결함예측결과를 그림 4, 5에 타나 내었다.

성능/효과

(1) 대형 잉곳 주조 공정중 측정된 몰드 및 정판의 표면온도 데이터를 활용하여 전산모사 열전달 경계조건과 같은 계산조건의 조율을 실시함으로서 예측되는 온도분포 결과 적중수준을 높일수 있었다.
(2) 온도예측의 신뢰도 확보를 기반으로 한 압탕 수축현상 및 내부 주조결함수준을 예측하는데 있어서 수정된 Niyama결함 예측법을 사용하고 강종에 따른 결함예측강도 특성조건을 설정하여 적용한 결과 실제주조제품의 내부 미소한 주조결함 발생 위치 및 그 분포범위를 비교적 적중하여 예측할 수 있었다.
(3) 예측되는 내부 주조결함의 정량화를 위하여 결함 셀 충진도 계산 및 위치별 가중치 모델을 적용한 결과 다양한 잉곳 형상 및 주조공정조건에 따라 결함의 수치화가 가능하였고 그 정량화 수치를 통계적인 기법에 활용함으로서 잉곳 형상설계 및 공정조건의 최적화가 가능하였다.
된다. 따라서, 대형 잉곳 주조공정의 다양한 조건 설계의 적용결과로 얻어지는 정량화 값을 통하여 그림 7 에서 보여준 예와 같이 주요 인자 도출 및 공정 및 설계인자의 최적화 조건을 도출하는데 활용 되어 질 수 있게 되었다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

대형잉곳 전산모사 결함 정량화 및 활용연구
Cast Defect Quantify on the Simulation for Large Steel Ingots and Its Application 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

대형잉곳 전산모사 결함 정량화 및 활용연구 Cast Defect Quantify on the Simulation for Large Steel Ingots and Its Application 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

대형잉곳 전산모사 결함 정량화 및 활용연구
Cast Defect Quantify on the Simulation for Large Steel Ingots and Its Application 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper