연속 주조 시 주편의 변형률과 응력 분포 분석을 통한 균열해석

Abstract

연속 주조 공정은 1500℃ 이상의 매우 높은 온도에서 이뤄지기 때문에 직접적인 실험이나 측정이 거의 불가능 하다. 하지만 주편에서 발생하는 균열을 줄이고 품질을 개선시키기 위해서는 주형 내에서 일어나는 변형 거동과 열 전달 상황들을 이해할 필요가 있다. 이와 같은 상황에서 FEM 모사는 주형 내 현상을 이해할 수 있는 강력한 방법이 된다. 본 연구에서는 유한 요소법을 이용하여 연속 주조 공정 중 1차 냉각대에 해당하는 주형에서의 응고 거동을 모사하였으며 이때 발생하는 균열을 주편 내 변형률과 응력 분포를 통해 알아보고자 한다. FEM 툴로는 상용 프로그램인 ABAQUS 6.10을 사용하였다. 연구의 대상이 되는 강종은 변태로 인해 균열 발생률이 높다고 알려진 0.1wt%C 포정강이다. 주편에 발생하는 균열들 중 주형에서 발생된다고 생각되어지는 면세로 균열과 corner균열에 대해 중점적으로 조사하였다.