연속주조 (Continuous Casting)
쉽게 풀면
예전에는 쇳물을 하나씩 틀에 부어 덩어리를 만들고 다시 가열해 압연했습니다. 연속주조는 바닥이 뚫린 수랭 주형에 쇳물을 계속 부으면서 겉이 굳은 것을 아래로 계속 뽑아내는 방식입니다. 뽑혀 나오는 동안 물을 뿌려 안쪽까지 완전히 굳히고, 원하는 길이로 잘라 슬래브나 빌릿을 만듭니다. 재가열 단계가 줄어 에너지와 수율이 크게 개선되기 때문에 오늘날 강재 대부분이 이 방식으로 만들어집니다.
왜 중요한가
현대 철강 생산의 표준 공정이므로, 강재의 초기 조직과 결함이 대부분 여기서 결정됩니다. 중심 편석, 표면 균열, 개재물 혼입 같은 문제가 모두 이 단계에서 생겨 이후 공정으로 이어지기 때문에, 응고 해석 연구의 주요 대상이 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
마지막에 굳는 부위에 용질이 몰려 조성이 불균일해진다는 응고 결함의 전형적인 설명입니다.
조금 더 깊게 보면
주형 안에서는 겉껍질이 먼저 형성되고 그 안쪽에 액상이 남은 상태로 뽑혀 나가므로, 껍질 두께와 인발 속도의 균형이 조업 안정성을 좌우합니다. 껍질이 얇으면 터져 쇳물이 새고, 두꺼우면 생산성이 떨어집니다. 주형 벽면에는 윤활과 열전달 조절을 위해 파우더를 넣고, 주형을 상하로 진동시켜 껍질이 달라붙는 것을 막습니다. 응고가 진행되는 동안 고상과 액상의 용질 농도 차이 때문에 미시편석이 생기고, 이것이 압연 후에도 띠 모양 조직으로 남습니다. 전자기 교반이나 경압하 기술은 이런 편석과 중심 기공을 줄이기 위한 대표적인 대책입니다.
주의할 점
연속주조는 반제품을 만드는 공정이고, 최종 형상을 그대로 얻는 일반 주조와는 목적이 다릅니다. 또 이 공정에서 결정되는 것은 초기 응고 조직이며, 최종 제품의 조직은 이후 압연과 열처리를 거쳐 크게 달라진다는 점을 유의해야 합니다.