铸造设备和铸造方法与流程

本申请涉及铸造设备和铸造方法，并且更特别地，涉及能够铸造双层板坯的铸造设备和铸造方法。

背景技术：

用于制造其中表面层和中间部分中的组分不同的双层板坯的铸造装置包括：用于容纳具有不同组分的第一钢水和第二钢水的中间包；用于接收来自中间包的钢水并开始使钢水凝固成预定形状的结晶器；用于将中间包中的第一钢水和第二钢水中的每一者供应至结晶器的第一水口和第二水口；以及用于在结晶器中产生直流磁场的磁场发生部。

在相关技术中，在中间包中配备了梁以在中间包中分别容纳具有不同组分的第一钢水和第二钢水，并且基于梁将内部空间划分为两个空间，即，第一空间和第二空间。

在中间包中配备的梁的长度小于中间包的高度，并且梁的下端与中间包的底表面间隔开。因此，虽然内部空间通过梁划分，但由于梁与中间包的底表面间隔开，因此可能无法完全防止第一钢水与第二钢水之间的混合。

特别地，在连续铸造板坯的情况下，由于在更换钢包时减少了中间包中的钢水的量，从而在中间包的下部产生涡流，因此不可避免地产生混合。因此，由第一钢水与第二钢水之间的混合制造出其中组分在板坯的纵向方向上不均匀的板坯。

为了解决上述问题，虽然朝着中间包的底表面进行氩(ar)气的鼓泡，但由于钢水在中间包中的滞留时间短，因此即使通过这种方法也制造出组分在板坯的纵向方向上不均匀的板坯。

此外，由于上述铸造设备具有包括一个结晶器和一个在中间包下方的二次冷却床(即，一个铸流)的结构，因此双层板坯的生产率低。

(相关技术文献)

(专利文献1)韩国专利公开第kr2012-0071475号

技术实现要素：

技术问题

本发明提供了能够提高双层板坯的生产率的铸造设备和铸造方法。

本发明还提供了能够铸造具有目标功能的双层板坯的铸造设备和铸造方法。

技术方案

根据本发明的一个实施方案，铸造设备包括：设置有分别容纳钢水的第一室和第二室的钢包；具有第一容纳空间和第二容纳空间的中间包，第一容纳空间被配置成容纳从第一室供应的第一钢水，第二容纳空间被配置成容纳从第二室供应的第二钢水；以及设置在中间包下方的结晶器，该结晶器使从中间包供应的第一钢水和第二钢水凝固并铸造其中表面层和内层中的组分不同的双层板坯。

钢包可以包括：具有内部空间的本体；和安装在本体中使得通过划分本体的内部空间形成第一室和第二室的分区构件，并且分区构件的底表面可以与本体的底表面连接。

钢包可以包括：在竖直方向上穿过第一室的底部使得惰性气体被吹入第一室的第一塞；在竖直方向上穿过第二室的底部使得惰性气体被吹入第二室的第二塞；在竖直方向上穿过第一室的底部以排出第一钢水的第一排出水口；以及在竖直方向上穿过第二室的底部以排出第二钢水的第二排出水口。

中间包可以包括：具有内部空间的主体；和分隔壁部分，该分隔壁部分安装在主体中使得在主体中第一容纳空间为外部空间以及第二容纳空间为内部空间，并且

分隔壁部分的下端可以与主体的底部连接。

主体可以包括：在第一延伸方向上延伸的第一本体；和在与第一延伸方向交叉的第二延伸方向上从第一本体延伸的第二本体，并且分隔壁部分可以包括：在第一本体的延伸方向上延伸并容纳在第一本体中的第一分隔壁；和在与第一本体的延伸方向交叉的方向上延伸并且至少一部分容纳在第二本体中的第二分隔壁。

结晶器可以设置在中间包的第一分隔体和第一本体的下方，并且钢包可以设置在中间包的第二分隔体和第二本体的上方。

可以设置复数个结晶器，并且复数个结晶器可以在中间包下方在第一延伸方向上布置以接收来自中间包的第一钢水和第二钢水。

铸造设备还可以包括：被配置成分别将中间包中的第一钢水供应至复数个结晶器的复数个上部浸入式水口；和被配置成分别将中间包中的第二钢水供应至复数个结晶器的复数个下部浸入式水口。

铸造装置可以包括被配置成将磁场施加至结晶器中的磁场发生部。

用于制造其中表面层和内层中的组分不同的双层板坯的铸造方法包括：将容纳在钢包的第一室中的第一钢水供应至中间包的第一容纳空间；将容纳在钢包中的与第一室隔离并区分的第二室中的第二钢水供应至中间包的第二容纳空间；以及通过将中间包中的第一钢水和第二钢水供应至结晶器来铸造板坯。

铸造方法还可以包括在钢包的第一室中制备第一钢水和在第二室中制备第二钢水，并且在第一室中制备第一钢水和在第二室中制备第二钢水可以包括：将添加剂加入第一室中；以及将具有相同组分组成的钢水装入第一室和第二室中的每一者。

铸造方法还可以包括在第一室中制备第一钢水和在第二室中制备第二钢水之后，向第一室和第二室中的每一者吹入惰性气体。

铸造方法还可以包括将磁场施加至结晶器中。

在将磁场施加至结晶器中时，可以调节磁通密度以形成其中添加剂中包含的添加组分的浓度在从表面层的表面起的向内方向上减小的浓度梯度。

可以施加磁场使得结晶器中的磁通密度为0.2特斯拉至0.8特斯拉。

添加剂可以包含含有cr、c、si、mn、ni和al中的至少一种添加组分的铁合金。

根据本发明的一个实施方案的双层板坯具有浓度梯度层，该浓度梯度层具有在从其表面起的向内方向上的添加组分的浓度梯度。

浓度梯度层的厚度可以为板坯的总厚度的1.4％至8.5％。

有益效果

由于根据本发明的一个实施方案的铸造设备被配置成包括复数个铸流，因此可以提高双层板坯的生产率。

此外，由于在钢包中分别制备第一钢水和第二钢水并将其供应至中间包，因此可以制造组分在板坯的纵向方向上均匀的双层板坯。

此外，由于向钢包的复数个室中的任一者中加入添加剂并装入钢水，然后通过塞吹入惰性气体，因此可以制备其中添加剂和钢水均匀混合或者组分均匀的钢水。因此，可以制造其中表面层中的组分在其纵向方向上均匀的双层板坯。

此外，由于进行铸造以仅在表面层中表现目标功能，因此可以比现有技术更容易地铸造双层板坯。因此，由于不需要将大的磁力施加至结晶器，因此不需要将磁场发生部制造成具有过大的尺寸，因此有利于商业化。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施方案的铸造设备的图。

图2是用于说明根据本发明的一个实施方案的铸造设备中的钢包和中间包的三维视图。

图3是示出根据本发明的一个实施方案的钢包的图。

图4是示出根据本发明的一个实施方案的中间包的顶视图。

图5是用于说明通过根据本发明的一个实施方案的方法铸造的双层板坯中的密度梯度的概念图。

图6是表示基于磁通密度的强度的密度梯度区域的厚度的图。

图7是依次表示根据本发明的一个实施方案的用于铸造双层板坯的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述示例性实施方案。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开内容将是彻底和全面的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。

本发明涉及能够铸造双层板坯的铸造设备和铸造方法。更特别地，本发明提供了能够提高双层板坯的生产率并铸造具有目标功能的双层板坯的铸造设备和铸造方法。

图1是示出根据本发明的一个实施方案的铸造设备的图。图2是用于说明根据本发明的一个实施方案的铸造设备中的钢包和中间包的三维视图。图3是示出根据本发明的一个实施方案的钢包的图。图4是示出根据本发明的一个实施方案的中间包的顶视图。图5是用于说明通过根据本发明的一个实施方案的方法铸造的双层板坯中的浓度梯度的概念图。图5(b)是表示在连接图5(a)的a-a'的一条直线上的添加组分浓度的概念图。图6是表示基于磁通浓度的强度的浓度梯度区域的厚度的图。

参照图1和2，根据本发明的一个实施方案的铸造设备包括：设置有其中可以容纳钢水的第一室130a和第二室130b的钢包100；具有第一容纳空间330a和第二容纳空间330b的中间包，第一容纳空间330a和第二容纳空间330b被分开并设置成分别容纳从第一室130a和第二室130b供应的钢水；以及各自包括结晶器410a和410b的第一铸造装置400a和第二铸造装置400b，所述结晶器使从中间包300的第一容纳空间330a和第二容纳空间330b供应的钢水凝固并铸造双层板坯，并且第一铸造装置400a和第二铸造装置400b在中间包300的纵向方向(x轴方向)上布置。

此外，根据本发明的一个实施方案的铸造设备包括：用于将钢包100的第一室130a中的钢水供应至中间包300的第一容纳空间330a的第一供应水口200a，和用于将第二室130b中的钢水供应至中间包300的第二容纳空间330b的第二供应水口200b。

在下文中，为了便于描述，将容纳在钢包100的第一室130a和中间包300的第一容纳空间330a中的钢水称为第一钢水m1，以及将容纳在钢包100的第二室130b和中间包300的第二容纳空间330b中的钢水称为第二钢水m2。

参照图2和3，钢包100包括：具有能够容纳钢水的内部空间的本体110；安装在本体110中以在与中间包300的纵向方向(x轴方向)交叉的宽度方向(y轴方向)上划分本体110的内部空间的分区构件120；在竖直方向上穿过本体110的与第一室130a相对应的底部且能够吹入气体的第一塞140a；在竖直方向上穿过本体110的与第二室130b相对应的底部且能够吹入气体的第二塞140b；在竖直方向上穿过本体110的与第一室130a相对应的底部并排出第一室130a中的第一钢水m1的第一排出水口150a；以及在竖直方向上穿过本体110的与第二室130b相对应的底部并排出第二室130b中的第二钢水m2的第二排出水口150b。

分区构件120可以在中间包300的宽度方向(y轴方向)上划分本体110的内部空间。为此，分区构件120在本体110的x轴方向和高度方向上延伸，并且分区构件120的下端与本体110的内部底表面接触或联接。分区构件120可以具有等于或小于本体110的竖直延伸长度，因此，分区构件120的上端的高度可以等于或小于本体110的上端的高度。

分区构件120将本体110的内部空间基于分区构件120划分为第一室130a和第二室130b。换言之，第一室130a和第二室130b可以通过分区构件120隔离和划分。

虽然根据一个实施方案的分区构件120具有在竖直方向上延伸的板状，但实施方案不限于此。例如，分区构件120可以具有能够在中间包300的宽度方向(y轴方向)上划分本体110的内部空间的各种形状。

第一塞140a和第一排出水口150a设置在本体110的与第一室130a的下部相对应的底部。在此，第一塞140a和第一排出水口150a可以布置在中间包300的宽度方向(y轴方向)上。第一塞140a可以与本体110的侧壁相对邻近，并且第一排出水口150a可以与分区构件120相对邻近。

第二塞140b和第二排出水口150b设置在本体110的与第二室130b的下部相对应的底部。在此，第二塞140b和第二排出水口150b可以布置在中间包300的宽度方向(y轴方向)上。第二塞140b可以与本体110的侧壁相对邻近，并且第二排出水口150b可以与分区构件120相对邻近。

第一排出水口150a和第二排出水口150b中的每一者的下端可以从钢包100的底表面向下突出。

根据第一塞140a和第二塞140b以及第一排出水口150a和第二排出水口150b的布置，第一排出水口150a可以设置在第一塞140a与分区构件120之间，第二排出水口150b可以设置在分区构件120与第二塞140b之间。

此外，用于供应惰性气体例如氩(ar)气的气体供应部可以与第一塞140a和第二塞140b中的每一者连接。可以将通过气体供应部以及第一塞140a和第二塞140b供应的惰性气体吹入第一室130a和第二室130b中的每一者以搅拌第一钢水m1和第二钢水m2中的每一者或者使夹杂物浮起。

如上所述，根据本发明的一个实施方案的铸造设备铸造了其中表面层和内层中的组分不同的双层板坯。换言之，铸造设备铸造了其中表面层和内层中的特征不同的双层板坯。

当在本发明中提供具有不同组分的第一钢水m1和第二钢水m2时，在钢包100中提供第一钢水m1和第二钢水m2。更详细地，将添加剂加入钢包100的第一室130a和第二室130b中的一者，例如第一室130a，然后将具有相同组分组成的钢水装入第一室130a和第二室130b。因此，当将装入第一室130a的钢水与添加剂混合时，制备第一钢水m1，并且容纳在第二室130b中的钢水由于添加剂变成具有与第一钢水m1的组成不同的组成的第二钢水m2。

以上描述了通过将添加剂加入第一室130a中然后将具有相同组成的钢水装入第一室130a和第二室130b中的每一者中来制备第一钢水m1和第二钢水m2的方法。然而，实施方案不限于此。例如，可以应用各种方法，只要所述方法允许将第一钢水m1容纳在第一室130a中并且将第二钢水m2容纳在第二室130b中即可。例如，可以从钢包100的外部制备具有不同组分的第一钢水m1和第二钢水m2，可以将第一钢水m1装入第一室130a中，并且可以将第二钢水m2装入第二室130b中。

在此，添加剂是包含表面层将具有目标功能所必需的组分的材料。在下文中，将具有目标功能或优选功能所必需的组分称为‘添加组分’。因此，可以将添加剂描述为包含添加组分的材料。

此外，表面层具有目标功能所必需的组分即添加组分可以为cr，并且添加剂可以为包含cr的材料，例如铁合金。

然而，添加组分不限于cr。根据待添加至表面层的功能例如涂覆性、可焊接性和电特性，添加组分可以为c、si、mn、ni和al中的至少一种。

此外，当将钢水装入加入有添加剂的第一室130a和第二室130b中的每一者中，然后通过利用第一塞140a和第二塞140b吹入惰性气体时，可以使装入第一室130a的钢水和添加剂均匀地混合，并且由于从第一室130a和第二室130b中的每一者中产生的夹杂物可以浮起并分离，因此可以进一步容易地进行组分调节。

如图2和4所示，中间包300包括具有内部空间的主体310和具有内部空间并安装在主体310中以将主体310的内部空间划分为内部空间和外部空间的分隔壁部分320。

由于具有内部空间的分隔壁部分320安装在主体310中，因此主体310的内部空间被划分为与分隔壁部分320的外侧相对应的空间和与分隔壁部分320的内侧相对应的空间。在下文中，在主体310的内部空间中，将分隔壁部分320的外部空间称为第一容纳空间330a，并且将分隔壁部分320的内部空间称为第二容纳空间330b。

在下文中，将详细描述中间包300的配置。

中间包300包括具有内部空间的主体310和安装在主体310中以将主体310的内部空间划分为第一容纳空间330a和第二容纳空间330b(即第一容纳空间330a的内部空间)的分隔壁部分320。

此外，中间包300包括第一相水口341和第二相水口342，第一相水口341在竖直方向上穿过主体310的与第一容纳空间330a相对应的底表面以将第一钢水m1供应至第一铸造装置400a的结晶器410a，第二相水口342在竖直方向上穿过主体310的与第二容纳空间330b相对应的底表面以将第二钢水m2供应至第一铸造装置400a的第一结晶器410a。

此外，中间包300包括第三相水口343和第四相水口344，第三相水口343在竖直方向上穿过主体310的与第一容纳空间330a相对应的底表面以将第一钢水m1供应至第二铸造装置400b的第二结晶器410b，第四相水口344在竖直方向上穿过主体310的与第二容纳空间330b相对应的底表面以将第二钢水m2供应至第二铸造装置400b的第二结晶器410b。

主体310具有包括至少底部和具有预定高度并围绕底部的上部边缘的侧壁部分的形状。

此外，如上所述，第一相水口至第四相水口341、342、343和344设置在主体310的底表面处，并且当钢包100设置在主体310上方时，第一钢水和第二钢水通过第一排出水口150a和第二排出水口150b以及第一供应水口200a和第二供应水口200b供应。

在此，第一钢水m1和第二钢水m2从第一排出水口150a和第二排出水口150b供应至中间包300的位置或空间可以与第一相水口至第四相水口341、342、343和344间隔开，用以将第一钢水m1和第二钢水m2排出至第一铸造装置400a和第二铸造装置400b而不是与其相邻。

为此，根据一个实施方案的主体310可以包括在x轴方向(纵向方向或第一延伸方向)上延伸的第一主体311和在与第一主体311的延伸方向(x轴方向)交叉的y轴方向(宽度方向或第二延伸方向)上延伸的第二主体312。

在此，第二主体312在x轴方向上的延伸长度小于第一主体311在x轴方向上的延伸长度。此外，可以设置第一主体311和第二主体312使得第一主体311在x轴方向上的中心和第二主体312在x轴方向上的中心位于一条直线上。

因此，主体310可以具有在x轴方向上延伸并且在y轴方向上突出的整体形状。因此，主体310的内部空间包括：在x轴方向上延伸并由第一本体311形成的空间，以及在y轴方向上从x轴方向上延伸的空间延伸并由第二本体312形成的突出空间。

在中间包300中，第二本体312的空间接收来自钢包的第一钢水m1和第二钢水m2。换言之，将钢包100中的第一钢水m1和第二钢水m2供应至主体310的内部空间中的突出空间。为此，将钢包100设置在中间包300的第二主体312上方。

分隔壁部分320安装在主体310中以将主体310的内部划分为第一容纳空间330a和第二容纳空间330b。分隔壁部分320可以具有与主体310的形状相对应的形状。

即，分隔壁部分320可以包括：在第一相水口至第四相水口341、342、343和3444的布置方向(即，x轴方向)上或在第一本体311的延伸方向上延伸的第一分隔壁321，以及在与第一分隔壁321的延伸方向(即，x轴方向)交叉的方向(y轴方向)上延伸的第二分隔壁322。

在此，第二分隔壁322在x轴方向上的延伸长度小于第一分隔壁321在x轴方向上的延伸长度。此外，可以设置第一分隔壁321和第二分隔壁322使得第一分隔壁321在x轴方向上的中心和第二分隔壁322在x轴方向上的中心位于一条直线上。

分隔壁部分320可以安装在主体310中使得第一分隔壁321设置在第一本体311中，并且第二本体312的至少一部分设置在第二本体312中。

在此，基于y轴方向，第一分隔壁321的另一侧表面可以与第一本体311的面对另一侧表面的内表面接触或间隔开。此外，第一分隔壁321的外表面中的除了该另一侧表面之外的其他侧表面可以与第一本体311的内表面间隔开。

此外，整个第二分隔壁322可以安装在第二本体312中，或者仅一部分第二分隔壁322可以安装在第二本体312中。

如上所述，中间包300的内部空间被主体310和分隔壁部分320划分为第一容纳空间330a和第二容纳空间330b。即，中间包300的内部空间被划分为与分隔壁部分320的外侧相对应的第一容纳空间330a和与分隔壁部分320的内侧相对应的第二容纳空间330b。

此外，第一容纳空间330a和第二容纳空间330b中的每一者可以通过主体310和分隔壁部分320的形状具有在x轴方向上延伸并且在y轴方向上突出的整体形状。换言之，第一容纳空间330a和第二容纳空间330b中的每一者包括在x轴方向上延伸的空间和在y轴方向上从x轴方向上延伸的空间延伸的突出空间。

在中间包300中，第二分隔壁322的空间接收来自钢包100的第一钢水m1和第二钢水m2。换言之，将钢包中的第一钢水m1和第二钢水m2供应至分隔壁部分320的内部空间中的突出空间。

为此，将钢包100设置在中间包300的第二分隔壁322和第二本体312的上方。更特别地，用于将第一钢水m1供应至中间包300的第一排出水口150a安装在与第一容纳空间330a相对应的第二主体312与第二分隔体322之间。此外，用于将第二钢水m2供应至中间包300的第二排出水口150b安装在与第二容纳空间330b相对应的第二分隔体322的内侧。

第一供应水口200a设置在第一排出水口150a与中间包300之间，并且其上端与第一排出水口150a连接。因此，从第一排出水口150a排出的第一钢水m1通过第一供应水口200a供应至中间包300。即，第一供应水口200a相对应于中间包300的第一容纳空间330a或第二分隔壁322的外部空间设置。

第二供应水口200b设置在第二排出水口150b与中间包300之间，并且其上端与第二排出水口150b连接。因此，从第二排出水口150b排出的第二钢水m2通过第二供应水口200b供应到中间包300。即，第二供应水口200b相对应于中间包300的第二容纳空间330b或第二分隔壁322的内部空间设置。

第一相水口至第四相水口341、342、343和344中的每一者是用于将第一钢水m1和第二钢水m2中的每一者供应至第一铸造装置400a和第二铸造装置400b中的每一者的结晶器410a和410b的单元。

如上所述，第一相水口至第四相水口341、342、343和344在x轴方向或第一铸造装置400a和第二铸造装置400b的结晶器410a和410b的布置方向上布置。

更特别地，第一相水口341和第三相水口343中的每一者排出第一钢水m1并与中间包300的第一容纳空间330a连通。即，第一相水口341设置在第一分隔壁321的一个外侧，第三相水口343设置在第一分隔壁321的另一外侧。因此，第一相水口341和第三相水口343在x轴方向上彼此间隔开，而第一分隔壁321位于其间。

第二相水口342和第四相水口343中的每一者排出第二钢水m2并与中间包300的第二容纳空间330b连通。即，第二相水口342和第四相水口344安装在第一分隔壁321的内侧，第二相水口342和第四相水口344在x轴方向上布置并彼此间隔开。

在此，当在第一分隔体321中设置第二相水口342和第四相水口时，第一相水口341与第二相水口342之间的间隔距离小于第一铸造装置400a(这将在稍后描述)的结晶器410a的一个方向长度，第三相水口343与第四相水口344之间的间隔距离小于第二铸造装置400b的结晶器410b的一个方向长度。

此外，第二相水口342与第四相水口344之间的间隔距离可以大于第一相水口341与第二相水口342之间的间隔距离以及第三相水口343与第四相水口344之间的间隔距离中的每一者。

第一铸造装置400a和第二铸造装置400b通过接收来自中间包300的第一钢水m1和第二钢水m2来铸造双层板坯。第一铸造装置400a和第二铸造装置400b总体上在第一相水口至第四相水口341、342、343和344的布置方向或x轴方向上布置。

在下文中，将描述第一铸造装置400a和第二铸造装置400b。

第一铸造装置400a包括：用于接收第一钢水m1和第二钢水m2并且开始将钢水凝固成预定形状的第一结晶器410a；用于接收来自钢包100的第一钢水m1以将第一钢水m1供应至第一结晶器410a的第一上部浸入式水口420a；用于接收来自钢包100的第二钢水m2以将第二钢水m2供应至第一结晶器410a并在比第一上部浸入式水口420a低的位置排出第二钢水m2的第一下部浸入式水口430a；和用于将直流(dc)磁场施加至第一结晶器410a中的第一磁场发生部460a。

此外，第一铸造装置400a包括：用于将第一相水口341和第一上部浸入式水口420a彼此联接并控制第一相水口341与第一上部浸入式水口420a之间的连通的第一阀门440a；用于将第二相水口342和第一下部浸入式水口430a彼此联接并控制第二相水口342与第一下部浸入式水口430a之间的连通的第二阀门450a；和第一冷却床(未示出)，该第一冷却床设置在第一结晶器410a的下方并且其中连续地布置有复数个第一辊和复数个第一注射喷嘴以在对从第一结晶器410a拉出的半凝固状态的板坯进行二次冷却的同时进行一系列的成型操作。

第一结晶器410a对应于中间包300的第一相水口341和第二相水口342设置。第一结晶器410a接收来自中间包300的钢水并且开始将钢水凝固成预定形状。第一结晶器410a可以具有例如矩形的截面形状。即，第一结晶器410a包括：一对长边，所述长边各自在一个方向(x轴方向)上延伸并在与延伸方向交叉或垂直的方向(y轴方向)上彼此间隔开；以及一对短边，所述短边各自在与长边交叉或垂直的方向(y轴方向)上延伸并且在与延伸方向交叉或垂直的方向(x轴方向)上彼此间隔开。此外，在第一结晶器410a的短边和长边中的每一者中均准备有用于使钢水冷却的冷却剂流动的流动路径。

第一上部浸入式水口420a将第一钢水m1供应至第一结晶器410a，以及第一下部浸入式水口430a将第二钢水m2供应至第一结晶器410a。第一上部浸入式水口420a和第一下部浸入式水口430a在结晶器的长边的延伸方向(即，x轴方向)上布置并彼此间隔开。

此外，第一上部浸入式水口420a和第一下部浸入式水口430a具有不同的排出孔高度，钢水通过所述排出孔排出。即，第一上部浸入式水口420a的排出孔(在下文中称为第一上部排出孔)的高度大于第一下部浸入式水口430a的排出孔(在下文中称为第一下部排出孔)的高度。换言之，第一下部排出孔431a的高度小于第一上部排出孔421a的高度。

为此，第一上部浸入式水口420a和第一下部浸入式水口430a可以具有不同的长度，即，第一上部浸入式水口420a的延伸长度可以小于第一下部浸入式水口430a的延伸长度，并且，可以将排出孔限定在第一上部浸入式水口420a和第一下部浸入式水口430a中的每一者的下部。此外，第一上部浸入式水口420a和第一下部浸入式水口430a的上端分别连接至设置在第一结晶器410a上方的第一相水口431和第二相水口432，使得所述上端具有彼此相同的高度。因此，第一上部排出孔421a设置得比第一下部排出孔431a更高。

第一磁场发生部460a是用于将磁力施加至第一结晶器410a中的单元，更特别地，是用于在第一结晶器410a的宽度方向(y轴方向)上施加均匀的dc磁场的单元。第一磁场发生部460a可以设置在第一结晶器的一对短边中的每一者的外侧。

虽然未示出第一冷却床，但第一冷却床包括设置在第一结晶器410a下方并沿一个方向布置的复数个第一辊和设置在复数个第一辊之间以向板坯注射冷却剂的第一注射喷嘴。在此，第一辊和第一喷嘴中的每一者可以分别设置在板坯的顶表面上方和底表面下方。因此，从第一结晶器拉出的板坯完全固化，使得在第一辊的布置方向上移动的同时，通过从第一注射喷嘴注射的冷却剂对板坯进行二次冷却。

第二铸造装置400b具有与第一铸造装置400a相似的配置和形状。

即，第二铸造装置400b包括：用于接收第一钢水m1和第二钢水m2并开始将钢水凝固成预定形状的第二结晶器410b；用于接收来自钢包100的第一钢水m1以将第一钢水m1供应至第二结晶器410b的第二上部浸入式水口420b；用于接收来自钢包100的第二钢水m2以将第二钢水m2供应至第二结晶器410b并在比第二上部浸入式水口420b低的位置排出第二钢水m2的第二下部浸入式水口430b；和用于在第二结晶器410b中产生磁场的第二磁场发生部460b。

此外，第二铸造装置400b包括：用于将第三相水口343和第二上部浸入式水口420b彼此联接并控制第三相水口343与第二上部浸入式水口420b之间的连通的第三阀门440b；用于将第四相水口344和第二下部浸入式水口430b彼此联接并控制第四相水口344与第二下浸入式水口430b之间的连通的第四阀门450b；以及第二冷却床(未示出)，该第二冷却床设置在第二结晶器410b的下方并且其中连续地布置有复数个第二辊和复数个第二注射喷嘴以在对从第二结晶器410b拉出的半凝固状态的板坯进行二次冷却的同时进行一系列的成型操作。

第二结晶器410b在x轴方向上与第一结晶器410a间隔开并对应于第三水口343和第四水口344的下侧设置。

第二上部浸入式水口420b将第一钢水供应至第二结晶器410b，第二下部浸入式水口430b将第二钢水m2供应至第二结晶器410b。第二上部浸入式水口420b和第二下部浸入式水口430b在第二结晶器410b的长边的延伸方向(即，x轴方向)上布置并彼此间隔开。

此外，第二上部浸入式水口420b和第二下部浸入式水口430b具有不同的排出孔高度，钢水通过所述排出孔排出。即，第二上部浸入式水口420b的排出孔(在下文中称为第二上部排出孔421b)的高度大于第二下部浸入式水口430b的排出孔(在下文中称为第二下部排出孔431b)的高度。

虽然未示出第二冷却床，但第二冷却床包括设置在第二结晶器下方并在一个方向上布置的复数个第二辊，和设置在复数个第二辊之间以向板坯注射冷却剂的第二注射喷嘴。

如上所述，从第一结晶器410a拉出的板坯在复数个第一辊的布置方向上移动的同时凝固，并且从第二结晶器410b拉出的板坯在复数个第二辊的布置方向上移动的同时凝固。

在此，钢水和结晶器穿过的第一结晶器410a和第一冷却床可以称为第一铸流，并且第二结晶器410b和第二冷却床可以称为第二铸流。即，根据一个实施方案的铸造设备包括复数个铸流。

在下文中，将描述通过第一铸造装置400a铸造双层板坯的方法。在此，由于第一铸造装置400a和第二铸造装置400b具有相同的铸造板坯的方法，因此将省略在第二铸造装置400b中铸造板坯的方法。

首先，制备包含不同组分的第一钢水和第二钢水，并供应至第一结晶器410a。在此，第一钢水m1和第二钢水m2各自可以为用于低碳钢的钢水，其包含0.018重量％的c、0.035重量％的si、1.15重量％的mn和0.1重量％的ni。此外，与第一钢水m1相比，第二钢水m2还可以包含3重量％的cr。

当通过第一上部浸入式水口420a将第一钢水m1供应至第一结晶器10时，随着第一钢水m1凝固，形成了凝固单元(在下文中称为第一凝固单元c1)。在此，由于冷却剂流动的流动路径埋在第一结晶器410a的内壁中，因此第一结晶器410a的内壁具有最低的温度。因此，当供应第一钢水m1时，沿第一结晶器410a的内壁表面形成第一凝固单元c1。此外，由于沿第一结晶器410a的内壁表面形成了第一凝固单元c1，因此形成了被第一凝固单元c1围绕的空间，并且通过第一下部浸入口式水口430a将第二钢水m2供应至所述空间。换言之，供应从第一下部浸入式水口430a排出的第二钢水m2以填充由第一凝固单元c1分隔的空间。此外，当使从第一下部浸入式水口430a供应的第二钢水m2凝固以形成凝固单元(在下文中称为第二凝固单元c2)时，在开始供应第一钢水m1时，沿第一凝固单元c1的内壁表面形成第二凝固单元c2。

此外，第一磁场发生部460a设置在第一上部浸入式水口420a的第一上部排出孔421a与第一下部浸入式水口430a的第一下部排出孔431a之间。因此，将从第一上部排出孔421a排出的第一钢水m1排出至第一磁场发生部460a的上侧，以及将从第一下部排出孔431a排出的第二钢水m2被排出至第一磁场发生部460a的下侧。

在此，从第一磁场发生部460a施加的磁场用作阻滞器，用以抑制第一钢水m1移动至第一磁场发生部460a的下侧，并且抑制第二钢水m2移动至第一磁场发生部460a的上侧。

在此，从第一上部浸入式水口420a的第一上部排出孔421a排出的第一钢水m1的大部分停留在第一磁场发生部460a的上侧，或者在第一磁场发生部460a的延伸方向的外侧方向移动而不是向第一磁场发生部460a的下侧移动。

因此，基于第一结晶器410a中的第一磁场发生部460a周围的位置或与第一磁场发生部460a相对应的位置，可以区分由第一钢水m1形成的钢水池(即上部池)和由第二钢水m2形成的钢水池(即下部池)。

如上所述，双层板坯是通过使用具有不同组分的第一钢水m1和第二钢水m2铸造的板坯，其中表面层sl和内层il中的组分不同。更特别地，第一钢水m1和第二钢水m2具有不同的添加组分含量，因此表面层sl和内层il中的添加组分含量不同。因此，可以根据添加组分的含量(或浓度)来定义或区分双层板坯的表面层sl和内层il。

此外，根据一个实施方案的双层板坯具有其中添加组分的浓度在从表面层sl的表面到内侧的方向上逐渐减小的浓度梯度(参照图5)。此外，在第二钢水m2和内层il的每一者中可能不可避免地包含少量添加组分或者可能不包含。

如上所述，在根据一个实施方案的双层板坯中，从板坯的表面到第一钢水m1中包含的添加组分的含量为0.5％的点的区域可以称为表面层sl。换言之，可以将其中第一钢水m1中包含的添加组分的含量在100％至0.5％(从表面起的向内的方向)的范围内的区域定义为表面层。

此外，也可以将第一钢水m1中包含的添加组分的含量小于0.5％(含0％)的区域定义为内层il。

根据以上定义，表面层sl中的添加组分的含量在100％至0.5％的范围内变化。此外，内层il中的添加组分的含量可以小于0.5％或可以为0％。

如上所述，添加组分的含量在从表面层sl中的表面起的向内方向上逐渐减小。在此，在表面层sl中，将从第一钢水m1中包含的添加组分的含量为90％的点到含量为预定比例的点的区域定义为浓度梯度层cga。

在此，第一钢水中包含的添加组分的含量为90％的点是浓度梯度层的起点as，并且含量为预定比例的点为浓度梯度层的终点ae。

由于作为浓度梯度层的起点as的参照的添加组分的浓度为第一钢水m1中包含的添加组分的含量为90％的浓度，因此这可以通过以下数学式1来表示。

[数学式1]

例如，当作为第一钢水m1中的添加组分的cr的含量为3重量％时，作为通过数学式1计算出的浓度梯度层的起点as的参照浓度为2.7重量％。此外，该计算出的浓度的点为浓度梯度层的起点as。

此外，作为浓度梯度层的终点ae的参照的添加组分的浓度由第一钢水m1中包含的添加组分的含量的5％与第二钢水m2中包含的添加组分的含量之和来确定(参照数学式2)。

[数学式2]

例如，当将作为第一钢水m1中的添加组分的cr的含量为3重量％，并且第二钢水m2中的cr的含量为0.01重量％的条件应用于数学式1时，作为浓度梯度层的终点ae的参照浓度为0.16重量％。此外，作为计算出的终点的参照浓度的点可以是终点ae。

因此，浓度梯度层cga为从添加组分的含量为2.7重量％或更大的点到添加组分的含量为0.16重量％或更小的点。

再如，当第二钢水m2中不包含添加组分(0％)时，作为浓度梯度层的终点的参照浓度为0.15重量％。

在一个实施方案中，浓度梯度区域cga的厚度t为板坯总厚度的1.4％至8.5％。在此，浓度梯度区域cga的厚度t表示从浓度梯度层的起点as到浓度梯度层的终点ae的长度。

为了铸造其中表面层和内层中的组分不同的双层板坯，通过利用磁场发生部460a和460b将磁场施加至结晶器410a和410b。此外，将从第一磁场发生部460a和第二磁场发生部460b施加的磁通密度的强度调节为0.2特斯拉至0.8特斯拉，使得表面层具有浓度梯度或具有浓度梯度层cga，同时浓度梯度层cga的厚度t为板坯总厚度的1.4％至8.5％。

参照图6，浓度梯度层cga的厚度t随磁通密度的强度减小而增大。浓度梯度区域cga可以为板坯s的总厚度的1.4％至8.5％。为此，如图6所示，磁通密度的强度可以为0.2特斯拉至0.8特斯拉(等于或大于0.2特斯拉且等于或小于0.8特斯拉)。

当磁通密度的强度小于0.2特斯拉时，大量的第一钢水和第二钢水混合，使得结晶器中不存在边界区域。因此，可能铸造表面层和内层中的组分含量相等的板坯。即，可能无法制造双层板坯。

相反，当磁通密度的强度大于0.8特斯拉时，铸造设备的尺寸可能会过度增加，因此可能无法商业化。

此外，随着浓度梯度区域cga的厚度减小，关于表面层与内层之间的添加组分的浓度的边界变得清晰。

然而，虽然浓度梯度区域cga的厚度不小于板坯总厚度的1.4％或者不清晰，且浓度梯度区域cga等于或大于1.4％，但板坯s的表面层可以通过添加组分具有待添加的功能(例如，耐腐蚀性)。因此，浓度梯度区域cga的厚度不必小于1.4％。

因此，在一个实施方案中，将磁通密度的强度调节至0.2特斯拉至0.8特斯拉(等于或大于0.2特斯拉且等于或小于0.8特斯拉)使得浓度梯度区域cga的厚度为板坯总厚度的1.4％至8.5％。

评估当通过根据一个实施方案的方法铸造双层板坯时表面层是否具有目标特性。在此，通过与实施方案相同的方法，使用作为添加组分的cr以及具有不同cr含量的第一钢水和第二钢水来铸造双层板坯，并且在将磁通密度的强度调节为0.2特斯拉至0.8特斯拉时铸造具有浓度梯度区域的双层板坯。

此外，通过对所制造的板坯取样一部分来准备样品用以耐腐蚀性评估。此外，通过施加拉伸应力并测量屈服强度，在作为强酸之一的硫酸(h2s)气氛中评估样品。

检查通过根据一个实施方案的方法制造的并且在其厚度方向上具有浓度梯度的样品，确保了110％或更大的额定最小屈服强度(smya)。根据一个实施方案的双层板坯确保了室温下110％的屈服强度。

此外，通过对其中表面层和内层具有相同组分的一般板坯进行取样而获得的样品确保约90％的额定最小屈服强度(smya)。

由此可知，即使像一个实施方案一样在表面层中具有关于添加组分的浓度梯度的双层板坯也可以具有优选的添加功能，例如耐腐蚀性。

如上所述，根据本发明的一个实施方案的双层板坯可以铸造为具有优选的添加至表面层的功能，例如，足够的耐腐蚀性，并且具有浓度梯度，而不是像相关技术一样在表面层与内层之间具有关于添加组分浓度的明显边界。

换言之，板坯s的表面具有添加至其的功能，例如耐腐蚀性，并且基于表面层与内层之间的边界，表面层与内层中的组分的含量之差小于现有技术。因此，可以减少由组分差异和裂纹或缺陷的产生引起的表面层与内层之间的分离。

在下文中，将参照图1至5和图7来描述根据本发明的一个实施方案的用于铸造双层板坯的方法。

图7是依次表示根据本发明的一个实施方案的用于铸造双层板坯的方法的流程图。

首先，在过程s100中，将添加剂加入钢包100的第一室130a和第二室130b中的一者，例如第一室130a。

在此，用于制备具有不同组分组成的第一钢水m1和第二钢水m2的添加剂可以为包含待区别的组分的铁合金。在此，添加组分可以为cr，并且添加剂可以为包含cr的材料，例如铁合金。

在过程s200中，当将包含cr的添加剂加入钢包100的第一室130a中时，将钢水装入第一室130a和第二室130b中的每一者中。在此，装入第一室130a和第二室130b中的钢水可以具有相同的组分组成。例如，装入第一室130a和第二室130b中的钢水可以为用于低碳钢的钢水，其包含0.018重量％的c、0.035重量％的si、1.15重量％的mn和0.1重量％的ni。

此外，当将钢水装入第一室130a时，铁合金由于钢水的温度而熔化。因此，将容纳在第一室130a中的钢水制造成具有与容纳在第二室130b中的钢水不同的cr含量的钢水或包含更大量的cr的钢水。

即，当将包含cr的添加剂加入第一室130a中，然后将钢水装入第一室130a和第二室130b中的每一者中时，容纳在第一室130a中的钢水和容纳在第二室130b中的钢水具有不同的组成。即，容纳在第一室130a中的第一钢水m1和容纳在第二室130b中的第二钢水m2的cr含量不同。在此，通过控制添加剂的加入量和添加剂的种类，可以将第一钢水m1中的cr含量调节为例如3重量％。

在此，制备包含cr的第一钢水m1以铸造具有改善的表面层的耐腐蚀性的双层板坯。

在过程s300中，当在钢包100中制备第一钢水m1和第二钢水m2时，将惰性气体例如氩(ar)气吹过第一塞140a和第二塞140b中的每一者。第一室130a中的钢水和添加剂可以通过吹过第一塞和第二塞140b的ar气来混合，并且可以在第一室130a和第二室130b的每一者中产生夹杂物的分离浮起。

此后，在过程s400中，钢包100在中间包300上方移动，并且将第一钢水m1和第二钢水m2供应至中间包300。为此，钢包100对应于中间包300的第二分隔体322和第二本体312的上侧设置，并且第一供应水口200a和第二供应水口200b设置在钢包100与中间包300之间。在此，第一排出水口150a和第一供应水口200a对应于中间包的第一容纳空间330a的上侧设置，以及第二排出水口150b和第二供应水口200b对应于中间包300的第二容纳空间330b的上侧设置。此后，第一排出水口150a和第一供应水口200a彼此联接，以及第二排出水口150b和第二供应水口200b彼此联接。

此后，当第一排出水口150a与第一供应水口200a连通，并且第二排出水口150b与第二供应水口200b连通时，将钢包100中的第一钢水m1和第二钢水m2供应至中间包。在此，第一钢水m1通过第一排出水口150a和第一供应水口200a供应至中间包300的第一容纳空间330a，第二钢水m2通过第二排出水口150b和第二供应水口200b供应至中间包300的第二容纳空间330b。

此外，通过操作第一阀门至第四阀门440a、450a、440b和450b，能够实现第一相水口341与第一上部浸入式水口420a之间、第二相水口342与第一下部浸入式水口430a之间、第三相水口343与第二上部浸入式水口420b之间、以及第四相水口344与第二下部浸入式水口430b之间的联通。

因此，在步骤s500中，将中间包300的第一容纳空间330a中的第一钢水m1通过第一相水口341和第一上部浸入式水口420a供应至第一结晶器410a，以及将中间包300的第二容纳空间330b中的第二钢水m2通过第二相水口342和第一下部浸入式水口430a供应至第一结晶器410a。

此外，在步骤s500中，将中间包300的第一容纳空间330a中的第一钢水m1通过第三相水口343和第二上部浸入式水口420b供应至第二结晶器410b，以及将中间包300的第二容纳空间330b中的第二钢水m2通过第四相水口344和第二下部浸入式水口430b供应至第二结晶器410b。

使供应至第一结晶器410a和第二结晶器410b中的每一者中的第一钢水m1和第二钢水m2在第一结晶器410a和第二结晶器410b中的每一者中半凝固以制造其中表面层和内层的组分不同的双层板坯。即，制造了其中供应至其上侧的第一钢水m1为表面层并且供应至其下侧的第二钢水m2为内层的双层板坯。

在此，通过操作第一磁场发生部460a和第二磁场发生部460b中的每一者将磁场施加至第一结晶器和第二结晶器410b中，并且磁通密度的强度为0.2特斯拉至0.8特斯拉。

此外，从第一结晶器410a和第二结晶器410b拉出的每个板坯通过注入的冷却剂二次冷却并完全凝固，同时沿第一结晶器410a下方的复数个第一辊和第二结晶器410b下方的复数个第二辊移动。

由第一铸造装置400a和第二铸造装置400b制造的上述板坯s为其中表面层和内层中的组分不同的双层板坯。即，由于通过使用包含3重量％的cr的第一钢水来铸造表面层，因此表面层具有由cr引起的耐腐蚀性而具有不锈钢的特性。此外，内层通过使用第二钢水铸造并且具有低碳钢的特性。

此外，当将磁力施加至第一结晶器和第二结晶器410b中的每一者时，由于磁通密度的强度为0.2特斯拉至0.8特斯拉，因此制造了其中表面层sl具有关于添加组分的浓度梯度的双层板坯。即，表面层sl具有浓度梯度层cga，其中添加组分的浓度在从表面至内层的方向上逐渐降低。换言之，表面层sl中的添加组分的浓度比内层大，并且添加组分的浓度在朝向表面层sl中板坯s的最外表面的方向上逐渐增加。此外，浓度梯度层的厚度为板坯总厚度的1.4％至8.5％。

如上所述，虽然双层板坯被制造成具有浓度梯度，但表面层sl具有与没有浓度梯度的双层板坯的表面层相对应的功能，例如，耐腐蚀性。因此，由于在制造双层板坯时不需要施加大于0.8特斯拉的磁力，因此不需要制造具有用于施加0.8特斯拉的过大尺寸的设备，因此有利于商业化。

此外，由于第一钢水m1和第二钢水m2在钢包100中单独制备并供应至中间包，因此，双层板坯在其纵向方向上具有均匀的组分。

此外，由于向钢包100的第一室130a中加入添加剂并装入钢水，然后将惰性气体吹过第一塞140a，因此可以制备其中添加剂和钢水均匀混合或组分均匀的第一钢水。因此，可以制造其中表面层中的组分在其纵向方向上均匀的双层板坯。

此外，由于设备被配置成包括复数个铸流使得钢包100和中间包300容纳第一钢水m1和第二钢水m2中的每一者，因此可以提高双层板坯的生产率。

工业适用性

由于根据本发明的一个实施方案的铸造设备被配置成包括复数个铸流，因此可以提高双层板坯的生产率。此外，由于第一钢水和第二钢水在钢包中单独制备并供应至中间包，因此可以铸造其中组分在板坯的纵向方向上均匀的双层板坯。