초록 ▼

연속 주조공정은 용강의 정련에서 주형으로의 주입, 냉각, 절단, 압연등의 일련의 공정이 연속적으로 이루어지기 때문에 실수율과 연료이용면에서 매우 유리하며 조업에 필요한 인력이 감소하고 길이 방향의 편석은 거의 없으며, 주조조건이 일정하기 때문에 제품 품질면에서 매우 유리하다. 그러나 연속 주조시에 문제가 되는 중심편석, 내부균열, 기공등의 내부결함을 완전히 해결하지 못하고 있어 이에 관한 많은 연구가 수행되고 있다.
최근에 그 적용 사례가 늘어나고 있는 EMBR(ElectroMagnetic BRake)은 이러한 문제점들을 줄이

연속 주조공정은 용강의 정련에서 주형으로의 주입, 냉각, 절단, 압연등의 일련의 공정이 연속적으로 이루어지기 때문에 실수율과 연료이용면에서 매우 유리하며 조업에 필요한 인력이 감소하고 길이 방향의 편석은 거의 없으며, 주조조건이 일정하기 때문에 제품 품질면에서 매우 유리하다. 그러나 연속 주조시에 문제가 되는 중심편석, 내부균열, 기공등의 내부결함을 완전히 해결하지 못하고 있어 이에 관한 많은 연구가 수행되고 있다.
최근에 그 적용 사례가 늘어나고 있는 EMBR(ElectroMagnetic BRake)은 이러한 문제점들을 줄이기 위해 도입된 전자기 교반기술중의 하나로서 운동하는 전도성 유체에 자기장을 인가하면 유체에 제동력이 생기는 원리를 이용한 것이다 즉, 연속 주조시 수평자기장을 노즐 출구 아래부분에 작용시킴으로써 노즐에서 쏟아져 나오는 용강에 전자기력을 가하여 이를 약한 유통으로 분쇄하여 주형 중간높이부분에서 주조속도에 도달하게 한다.
본 연구에서는 상변화를 포함하는 난류 3차원 연속 주조 모텔에 대해 수치해석을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다
연속 주조 공정에서 EMBR을 적용함으로써 노즐에서 나오는 강한 유동을 제어하여 균일한 유동을 얻을 수 있으며 노즐 위쪽으로 향하는 부유동의 세기를 줄임으로써 전체영역에 걸친 온도장에 큰 영향을 준다. 자기장의 세기에 따라 유동과 냉각효과등이 차이가 났으며 자기장이 세질수록 유동이 주조속도에 근접하는 위치가 노즐에서 가까웠다. 응고현상에도 자기장의 세기에 따라 많은 차이가 났으나 자기장의 세기가 클수록 균일한 온도장을 얻는 것은 아니었으며 속도에 따라서도 유동 및 응고현상이 다르게 나타났다
유동외 제어를 통해 연속 주조 공정에서 문제가 되는 점을 해결할 수 있으나 필요한 유동의 제어를 얻기 위해서는 연속주조 공정의 운전조건에 따른 알맞은 자기장의 세기와 자기장을 걸어주는 영역, 노즐의 깊이 및 형상 등의 다각적인 연구가 필요하다.

Abstract ▼

The continuous casting process has been the most promising technology in these days and therefore have been employed in foundry industry over the world. Particularly, the thin-slab casting process, which has an advantage of energy-saving and small operating area, has been frequently accompanied with

The continuous casting process has been the most promising technology in these days and therefore have been employed in foundry industry over the world. Particularly, the thin-slab casting process, which has an advantage of energy-saving and small operating area, has been frequently accompanied with the EMBR (electromagnetic brake) technology in order to alleviate the flow strength imparted from the tundish.
It is natural that a technology to predict and estimate the casting characteristics in response to changes in operation conditions should be developed for strengthen the competitiveness of the foundry industry. To this end, both the practical and academic development should be pursued.
In this study, a predicitive technology based on turbulent 3-dimensional fluid flow and heat transfer is performed. Results are summarized as below.
A relatively uniform flow is acquires by imposing EMBR. Reduction of the flow strength is affecting the temperature distribution. thereby changing the solidification pattern in the thin slab. But even though the electromagnetic force gets strong, a uniform temperature field has not been observed.
Control of the flow strength by the electromagnetic braking is found to be useful for improving the casting quality. However, a more thorough analysis is in demand to get necessary flow control in response to process conditions.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 목차 ...2
• 제출문 ...3
• 연구계획서 요약 ...4
• 연구결과 요약문 ...5
• PROJECT SUMMARY ...6
• 1. 서론 ...7
• 1-1 연속주조 ...7
• 1-2 EMBR ...7
• 1-3 용강내의 유동제어를 위한 EMBR 적용 ...8
• 2. 본론 ...9
• 2-1 전자기 방정식 ...9
• 2-2 연속, 운동량 및 에너지 방정식 ...11
• 2-3 응고현상의 해석 ...13
• 3. 결과 및 토의 ...17
• 3-1 연구과정 ...17
• 3-2 결과 분석 ...17
• 4. 결론 ...37
• 5. 참고문헌 ...38
• 자체평가서 ...40