강괴 바닥 구조 최적화가 강수 세정도 향상에 미치는 작용 메커니즘을 탐구하기 위해 본 연구는 스케일링 행동을 출발점으로 하여 소용돌이 임계 높이를 스케일링 경향을 측정하는 주요 지표로 사용하였다. 수모델 데이터를 분석하여 계단 부피, 용강 처리량 및 노즐에서 계단까지의 거리를 세 가지 매개변수로 선택하고, 이들과 소용돌이 임계 높이와의 경험식을 구축하였으며, 더 나아가 계단 부피가 강괴 내 잔류 용강량에 미치는 영향을 나타내는 식을 맞추어 구조 최적화 설계를 위한 이론적 기반을 제공하였다. 이를 바탕으로 새로운 경사 계단식 강괴 바닥 구조를 설계하였으며, 강괴 바닥을 출수구 쪽으로 기울어진 평면으로 최적화하였고, 바닥 경사 높이는 260~220 mm이며, 경사도는 2°이고, 경사면의 전체 높이는 70 mm이다. 이와 같은 강괴 바닥 최적화 조작은 주로 150~300 t 강괴에 적용된다. 또한 산업 시험을 수행하였고, 자동 주사전자현미경을 이용하여 최적화 전후의 중간괴와 연속 주조 슬래브 내의 불순물을 분석하였다. 결과에 따르면 구조 최적화 후 중간괴 강 샘플의 w[T.O]는 40×10⁻⁶에서 27×10⁻⁶으로 감소하였으며, w[T.N]는 87×10⁻⁶에서 61×10⁻⁶로 감소하였고, 2 μm 이상의 불순물 수 밀도는 28개/mm²에서 5개/mm²로 감소하였다. 연속 주조 슬래브 내 10~14 μm 불순물 수가 현저히 감소하였고, 최대 크기는 53 μm에서 24 μm로 감소하였으며, 두께 중심부에서 불순물의 면적 분율 및 수 밀도 감소가 가장 뚜렷하였다. 강괴 바닥 구조 최적화는 말기 스케일링 제어와 불순물의 이동 및 축적 억제를 통해 강수 세정도를 효과적으로 향상시킬 수 있어 우수한 공학적 응용 가치를 가진다.

연속주조 슬래브; 강괴 구조; 소용돌이; 잔류 용강량