대형 P92강 잉곳의 생산 과정에서 표면 균열 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 ProCAST 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 높이 2,720mm, 19톤 P92 마르텐사이트 내열강 잉곳의 열-기계 결합 모델을 구축하였다. JMatPro를 활용하여 현장 실측 데이터를 바탕으로 P92강의 열물성 파라미터를 계산하였다. 주조 온도와 주조 속도가 19톤 P92 잉곳의 응력장에 미치는 영향 규칙을 체계적으로 연구하였다. 수치 시뮬레이션 결과, 잉곳 꼬리 바닥이 응력 집중이 발생하는 고위험 영역이며, 잉곳 꼬리 모서리의 오목한 부분이 열 균열 발생의 핵심 위험 구역임을 나타냈다. 1,540℃, 1,550℃, 1,560℃ 세 가지 주조 온도에서 주조 온도가 높아질수록 응력 집중 현상이 심화되었고, 응력 극값은 모두 잉곳 꼬리 모서리 오목한 부분에서 나타났다. 1,560℃ 고온 주조 조건과 비교하여 1,540℃ 저온 주조는 해당 위치의 응력 극값을 4.7% 감소시켰다. 주조 속도가 각각 2, 3, 4 t/min 일 때 주조 속도가 증가할수록 균열 경향이 심화되었으며, 저속 주조(2 t/min)는 고속 주조(4 t/min) 대비 모서리 최대 주응력을 9% 낮추었다. 잉곳 꼬리의 열 균열 위험을 줄이기 위해 (1,550±5) ℃의 저속 주조 공정을 권장하며, 이는 응력 집중을 완화하고 열 균열 위험을 효과적으로 줄일 수 있다.

대형 잉곳;P92 마르텐사이트 내열강;균열;응력장