스크랩은 강괴 제품의 품질을 저하시킬 수 있으며, 강괴 주조 과정에서의 스크랩 행동 연구는 강괴 제품 품질 향상에 중요한 의미가 있다. 본 연구는 9톤 팔각형 강괴를 연구 대상으로 하여 VOF(Volume of Fluid) 다상 유동 모델을 구축하고, 다양한 주조 속도에서 강액 충진 유동장 특성, 웨버 수 변화, 액면 변동 및 강액-슬래그 계면 거동을 체계적으로 분석하였다. 연구 결과에 따르면 20 kg/s는 해당 주형에서 스크랩 발생의 임계 최대 주조 속도로, 이 속도 이하에서는 중심 유로 인근 웨버 수가 임계 웨버 수보다 작아 강액 충진 유동장이 안정적이며 액면 변동이 완만하고 중심 파고는 0.06 m이며, 강액-슬래그 계면이 안정적이고 스크랩 발생이 없다; 이 속도를 초과할 경우 중심 유로 인근 웨버 수가 임계값을 초과하고 유동장 안정성이 저하되며 중심 유로 높이와 난류 에너지가 증가하고 중심 파고가 0.08 m로 증가하며 슬래그 구멍 잔류 시간이 연장되어 강액-슬래그 계면이 불안정하고 액면 변동이 심화되며 강액 내 잔류 슬래그상 함량이 유의하게 상승하고 잔류율이 15 kg/s 시 0%에서 25 kg/s 시 74.3%로 급증한다.

강괴 주조; 주조 속도; 액면 변동; 스크랩 행동; 수치 시뮬레이션