(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上に１つ以上の偏析成分を含むスラブを、ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）、および水を含むエッチング液に露出させ、前記表面の一つ以上の偏析成分をエッチングする段階と、
前記スラブの前記表面に、研磨により生じた粉末を供給し、前記粉末が前記表面のエッチングによって形成された腐食孔に満たされるようにする段階と、
前記スラブの前記表面に接着シートを付着させ、前記粉末を前記接着シートに移動させることにより、前記接着シート上にイメージを現出し、前記表面の偏析を表現する段階と、
前記スラブの中心領域に位置する偏析部分の面積を、前記イメージから測定する段階と、
前記スラブの前記中心領域を除いた他の鋳造スラブの領域に位置する偏析部分の面積を、前記イメージから測定する段階と、
下記関係式を用いて中心偏析指数を算出する段階と
<関係式>
中心偏析指数＝２．１＋（０．１５Ｙ−８．７Ｘ）／（２．９×１０７）
（式中、Ｘは、前記スラブの前記中心領域に位置する偏析部分の面積であり、Ｙは、前記スラブの前記中心領域を除いた他の前記スラブの領域に位置する偏析部分の面積である。）
を含むことを特徴とする、鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項２】
前記エッチング液は、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）をさらに含むことを特徴とする、
請求項１に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項３】
前記エッチング液は、前記ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）を１．５〜２．０重量％、前記塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）を０．５〜１．０重量％、および前記ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）を１．０〜３．０重量％の量で含むことを特徴とする、
請求項１または２に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項４】
前記エッチング液は、０体積％超過１０体積％以下の量でエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）をさらに含むことを特徴とする、
請求項３に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項５】
前記エッチング液は、３０〜８０℃の温度を有することを特徴とする、
請求項１から４の何れか１項に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項６】
前記スラブは、０．０４重量％以下の量で炭素（Ｃ）を含むことを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項７】
前記スラブは、５０ｐｐｍ以下の量で硫黄（Ｓ）を含むことを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項８】
前記表面にシリコーングリースを塗布し、前記シリコーングリースが前記腐食孔に満たされるようにする段階をさらに含み、
前記腐食孔で前記シリコーングリースが前記粉末と混合されることを特徴とする、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【請求項９】
前記粉末を供給するステップは、前記表面を研磨する段階をさらに含むことを特徴とする、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋳造スラブの中心偏析評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法に係り、より詳しくは、所定の成分からなるエッチング液を用いて高解像度の中心偏析イメージを迅速に得ることができ、スラブの偏析レベルを正確に把握することができる、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼工程において、目的の成分組成および温度で処理された液相の溶鋼は、連続鋳造設備を通過しながら冷却して固相のスラブに凝固する。
【０００３】
連続鋳造設備において、溶鋼は、まず水冷モールドを通過しながら凝固シェルを形成し、ストランド(strand)を通過しながら冷却水の噴射によって残りが完全に凝固して固相のスラブとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、所定の成分からなるエッチング液を用いて高解像度の中心偏析イメージを迅速に得ることのできる、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼だけでなく、スラブ中のＣ含量が０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼に対しても高解像度の中心偏析イメージを迅速に得ることのできる、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、スラブの中心偏析イメージを正確且つ迅速に得ることができると共に評価することのできる、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、所定の重量％を有するピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）、所定の体積％を有するエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、および残部蒸留水からなるエッチング液にスラブを浸漬してエッチングする段階と、エッチング済みのスラブの付着物を洗浄した後、乾燥させる段階と、乾燥後にシリコングリースを前記スラブの表面に塗布する段階と、前記シリコングリースを拭き取り、前記シリコングリースの塗布されたエッチング面を研磨する段階と、透明接着テープをエッチング面に付着させる段階と、前記透明接着テープを取り外して紙に付着させる段階と、前述のように現出した結果によって中心偏析を評価する段階とを含んでなる、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法を提供する。
【０００６】
ここで、前記ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）の重量％は１．５〜２．０ｗｔ％であり、前記塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）の重量％は０．５〜１．０ｗｔ％であり、前記ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）の重量％は１．０〜３．０ｗｔ％であることを特徴とする。
【０００７】
前記エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）の体積％は０超過１０Ｖｏｌ％以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）、および残部蒸留水からなるエッチング液にスラブサンプルを浸漬し、加熱する段階と、エッチング終了の後、スラブサンプルを洗浄し乾燥させる段階と、乾燥したスラブサンプルの表面にシリコングリースを塗布する段階と、前記シリコングリースを拭き取り、前記シリコングリースの塗布された面を研磨する段階と、透明接着テープを、研磨した面に付着させた後、取り外し、紙に付着させて凝固組織イメージを現出させる段階とを含む、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法を提供する。
【０００９】
ここで、前記ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）の重量％は１．５〜２．０ｗｔ％であり、前記塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）の重量％は０．５〜１．０ｗｔ％であり、前記ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）の重量％は１．０〜３．０ｗｔ％であることを特徴とする。
【００１０】
前記エッチング液の加熱温度は３０〜８０℃であることを特徴とする。
【００１１】
前記エッチング液の加熱温度は５０〜８０℃であることを特徴とする。
【００１２】
前記スラブは、炭素（Ｃ）含量が０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼、または硫黄（Ｓ）含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の別の観点によれば、（Ａ）スラブの中心偏析をイメージとして現出させる段階と、（Ｂ）前記現出したイメージをスキャンし、下記の関係式に適用してスラブの中心偏析を評価する段階とを含む、連続鋳造スラブの中心偏析評価方法を提供する。
<関係式>
２．１＋（０．１５Ｙ−８．７Ｘ）／（２．９×１０７）
（式中、Ｘは中心偏析粒の面積、Ｙは中心偏析粒を除いた残りの偏析粒の面積をそれぞれ表わす。）
【００１４】
ここで、前記（Ａ）段階は、ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）、および残部蒸留水からなるエッチング液にスラブサンプルを浸漬し、加熱する段階と、エッチング終了の後、スラブサンプルを洗浄し乾燥させる段階と、乾燥したスラブサンプルの表面にシリコングリースを塗布する段階と、前記シリコングリースを拭き取り、前記シリコングリースの塗布された面を研磨する段階と、透明接着テープを、研磨した面に付着させた後、取り外し、紙に付着させて偏析イメージを現出させる段階とを含んでなることを特徴とする。
【００１５】
前記ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）の重量％は１．５〜２．０ｗｔ％であり、前記塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）の重量％は０．５〜１．０ｗｔ％であり、前記ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）の重量％は１．０〜３．０ｗｔ％であることを特徴とする。
【００１６】
前記エッチング液の加熱温度は３０〜８０℃であることを特徴とする。
【００１７】
前記エッチング液の加熱温度は５０〜８０℃であることを特徴とする。
【００１８】
前記（Ｂ）段階は、前記現出したイメージをスキャンして電子ファイルにする段階と、中心偏析粒の面積、および前記中心偏析粒を除いた残り偏析粒の面積を測定する段階とを含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼に対しても高い解像度を有するイメージを得ることができるので、肉眼で中心偏析を容易に確認することができるうえ、ＥＰＭＡ方法に比べて１０分の１以下の短い時間で偏析を評価することができ、それにより操業に迅速に対応することができるという効果がある。
【００２０】
また、本発明は、スラブ中のＣ含量が０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼に対しても高い解像度の凝固組織および中心偏析イメージを得ることが可能である。よって、低炭素鋼鋳造の際に発生した工程上の異常を迅速に把握して対応することができるという効果がある。
【００２１】
また、本発明は、スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼だけでなく、スラブ中の炭素含量が０．０４含量ｗｔ％以下の低炭素鋼に対しても高い解像度の凝固組織および偏析イメージを得ることができ、これを定量化することができる。よって、鋳造の際に発生した工程上の異常を迅速に把握して対応することが可能なので、生産製品の信頼度が増加し且つ需要者の満足度が向上するという効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】スラブの厚さ中心部に発生した空隙を示す図である。
【図２】スラブの中心偏析現象を示す図である。
【図３】スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼に対してサルファプリント方法を適用した結果を示す図である。
【図４】スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼に対してＥＰＭＡ方法を適用した結果を示す図である。
【図５】スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼に対して本発明の第１実施例に係る中心偏析評価方法を適用した結果を示す図である。
【図６】スラブ中のＳ含量が２００ｐｐｍの一般鋼、およびスラブ中のＳ含量が２４ｐｐｍの極低硫鋼に対してサルファプリント方法を適用した結果を示す図である。
【図７】スラブ中のＣ含量が０．０４ｗｔ％を超過する一般鋼のスラブの断面にマクロエッチング法を適用した結果を示す図である。
【図８】スラブ中のＣ含量が０．０４６ｗｔ％の中炭素鋼（ａ）およびスラブ中のＣ含量が０．００２ｗｔ％の低炭素鋼（ｂ）に対して、それぞれマクロエッチング法、本発明の第２実施例に係る中心偏析評価方法を適用した結果を示す図である。
【図９】スラブ中のＣ含量が０．０４６ｗｔ％の中炭素鋼（ａ）およびスラブ中のＣ含量が０．００２ｗｔ％の低炭素鋼（ｂ）に対して、それぞれマクロエッチング法、本発明の第２実施例に係る中心偏析評価方法を適用した結果を示す図である。
【図１０】Ｈ−ＴＥＣ指数とＥＰＭＡ中心偏析指数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【００２４】
（第１実施例）
本発明の連続鋳造スラブの中心偏析評価方法は、所定の成分からなるエッチング液にスラブを浸漬してエッチングすることによりスラブの中心偏析を腐食させ、反応した表面をサンドペーパー(sand paper)で研磨して、選択的に腐食した偏析部位に研磨粉末が染み込むようにした後、透明接着テープを鋳片に接着させて研磨粉末を透明テープに付着させて偏析を現出させる方法である。
【００２５】
連続鋳造工程では、スラブがストランドを介して冷却する過程で凝固が行われることにより、液相に比べて低い溶解度を有する固相で溶質元素が排出されて樹枝状晶の間に濃化する微小偏析現象が発生する。
【００２６】
それにより、凝固完了時点のスラブの厚さ中心部では、図１に示すように、凝固収縮による空隙が発生し、収縮孔内の負圧によって周辺の樹枝状晶間の微小偏析吸込現象が誘発され、図２に示すように残留溶鋼中に濃縮された硫黄、リン、マンガン炭素成分などがスラブの厚さ中心部に集積される中心偏析(centerline segregation)が発生する。
【００２７】
スラブに中心偏析が激しく発生すると、圧延の後に最終製品としてのコイルに残る。コイルの内部に残った中心偏析は、他の母材(matrix)より硬い組織なので、溶接性を低下させ或いは石油輸送管などの製品に加工して使用する場合、中心偏析に起因した欠陥によりクラックが発生して鋼管の破損にまで至る。
【００２８】
このような中心偏析は、鋼管の水素有機亀裂および溶接亀裂の原因となるため、必ず低減させる必要がある。そのためには中心偏析のレベルを正確に把握する必要がある。
【００２９】
スラブの中心偏析を評価するためには中心偏析を現出させることが必要である。中心偏析を現出させるために最も多く採用される方法としては、サルファプリント(sulfur print)方法、マクロエッチング法、ＥＰＭＡ(Electron Probe Macro Analyzer)方法がある。
【００３０】
サルファプリント方法は、研磨されたスラブに薄い硫酸溶液を塗った印画紙を貼着した後、取り外し、この印画紙を乾燥させる方法である。サルファプリント方法は、中心部に偏析されたＳが硫酸と反応してＨ２Ｓガスを発生させ、このガスが印画紙に感光されて黒い斑として残ることを原理とする。
【００３１】
ところが、サルファプリント方法は、石油輸送管の大部分を占める硫黄含量５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼では発生するＨ２Ｓガスの量が少ないため、中心偏析が現出せず解像度も非常に低い（図３および図６参照）。
【００３２】
マクロエッチング法は、水と塩酸の１：１混合物に試片を浸漬してエッチングすることにより、凝固組織と偏析を現出させることを原理とする。
【００３３】
ところが、マクロエッチング法は、塩酸（ＨＣｌ）によって炭素（Ｃ）が過腐食する方法を用いるので、炭素含量０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼の場合、現出解像も非常に低いため偏析の確認が難しい（図８参照）。
【００３４】
ＥＰＭＡ方法は、上述した２つの方法とは異なり、スラブの中心偏析を最も正確に評価することが可能な方法である。このようなＥＰＭＡ方法は、全体鋼種に対してｐｐｍ単位の定量分析も可能なので、中心偏析の定量指数として使用する。
【００３５】
しかし、試片の処理および分析に約１２時間程度がかかるので、結果を現出させるのにあまり長い時間がかかる。
【００３６】
よって、新しいエッチング液を製造して高解像度の中心偏析イメージを現出させる。
【００３７】
新しいエッチング液は、スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼およびスラブ中のＣ含量が０．０４ｗｔ％の低炭素鋼に対しても高解像度の中心偏析イメージを迅速に現出させることができる。
【００３８】
具体的にその過程を考察すると、まず、所定の成分からなるエッチング液にスラブを所定の時間浸漬してエッチングする。
【００３９】
エッチング液は、所定の重量％を有するピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）、所定の体積％を有するエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、および残部蒸留水からなる。
【００４０】
ここで、ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）の重量％は１．５〜２．０ｗｔ％であり、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）の重量％は０．５〜１．０ｗｔ％であり、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）の重量％は１．０〜３．０ｗｔ％であり、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）の体積％は０超過１０Ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
【００４１】
以下、本発明のエッチング液に含まれた成分の機能および含有量の限定理由について説明する。
【００４２】
ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）：１．５〜２．０ｗｔ％
ピクリン酸の含有量が１．５ｗｔ％未満の場合にはエッチング時間が２時間以上かかるので、エッチング時間が増加し、ピクリン酸の含有量が２．０ｗｔ％超過の場合には未溶解沈殿物によって斑が発生するという問題があることを考慮し、ピクリン酸の含有量を１．５〜２．０ｗｔ％の範囲に制限する。
【００４３】
塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）：０．５〜１．０ｗｔ％
塩化第２銅の含有量が０．５ｗｔ％未満の場合にはエッチング解像度が低下し、塩化第２銅の含有量が１．０ｗｔ％超過の場合には過度なエッチングが発生するという問題があることを考慮し、塩化第２銅の含有量を０．５〜１．０ｗｔ％の範囲に制限する。
【００４４】
ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）：１．０〜３．０ｗｔ％
ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）は、界面活性剤であって、塩化ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウム（Ｃ２３Ｈ４２ＣｌＮ）を界面活性剤として使用した結果、粘着性反応物がエッチング面に生成されてエッチング反応を妨害することを確認することができた。
【００４５】
したがって、本発明では、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）は、界面活性剤として使用し、その含有量が１．０ｗｔ％未満の場合にはエッチングの速度が低下し、その含有量が３．０ｗｔ％超過の場合には過飽和して沈殿物が発生するという問題があることを考慮し、その含有量を１．０〜３．０ｗｔ％の範囲に制限する。
【００４６】
エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）：０超過１０Ｖｏｌ％以下の体積％
エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）は、容易に蒸発する性質によりエッチング以後の痕跡を無くすのに有利であるが、１０Ｖｏｌ％超過して添加するときにエッチングの速度が低下し、エッチング中に蒸発によりエッチング液の濃度が変化するので、その体積％を０超過１０Ｖｏｌ％以下に制限する。
【００４７】
一方、前記成分および残部蒸留水からなるエッチング液を製造した後、前記エッチング液にスラブを所定の時間浸漬してエッチングする。蒸留水は室温の蒸留水を混合する。
【００４８】
スラブはグラインド処理の施されたサンプルで製作されたスラブであり、所定の時間は２時間以内とする。これは、２時間以上浸漬して過エッチングすると、解像度が急激に低下するためである。
【００４９】
その後、エッチング済みのスラブの付着物をブラシを用いて水で洗浄した後、暖かい空気で乾燥させる。
【００５０】
乾燥の後には、シリコングリースをスラブの表面に塗布し、エッチング液で偏析腐食させることにより形成される腐食孔にシリコングリースを満たす。
【００５１】
所定の時間の後、例えば約１〜３分の後に前記シリコングリースを拭き取り、＃８００以上の目の細かいサンドペーパーを用いてシリコングリースの塗布されたエッチング面を均一に研磨する。
【００５２】
サンドペーパーの砥石粒子の粒度（太さの度合い）に応じてサンドペーパー表面の粗い度合いが表示されるが、表面が粗ければ粗いほど解像度が低下するという問題があるので、できる限り＃８００以上のサンドペーパーを使用する。
【００５３】
前述したような研磨工程によって微細な研磨粉末で充填すると、腐食凸凹部に充填されたグリースと研磨粉末とが混合されて明暗が与えられる。
【００５４】
その後、研磨されたスラブのエッチング面に透明接着テープを付着させる。それにより、研磨粉末が透明接着テープにくっ付いて偏析が現出する。前記透明接着テープを白色紙に付着させ、前記紙をスキャンすると、後述の図５に示すように中心偏析を肉眼で確認することができる。
【００５５】
結局、前述のように透明接着テープを紙に付着させてスキャンするなどの方法を介して、現出した結果によって中心偏析を容易に評価することができる。
【００５６】
図３、図４および図５はスラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼に対してそれぞれサルファプリント方法、ＥＰＭＡ方法、本発明の実施例に係る中心偏析評価方法を適用した結果を示す図である。
【００５７】
図３に示すように、サルファプリント方法によれば、極低硫鋼の場合には中心偏析のイメージを殆ど得ることができないので、肉眼で確認することが非常に困難である。
【００５８】
図４に示したようなＥＰＭＡ方法を適用すると、高い解像度の中心偏析のイメージを得ることができるが、試片の処理および分析に約１２時間程度がかかるという問題がある。
【００５９】
これに比べて、本発明の連続鋳造スラブの中心偏析評価方法の場合、図５に示すように、スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼に対しても高い解像度を有するイメージを得ることができるので、肉眼で中心偏析を容易に確認することができるうえ、ＥＰＭＡ方法を使用するときにかかる時間の１０分の１以下の短い時間で偏析を評価することができ、それにより操業に迅速に対応することができるという利点がある。
【００６０】
（第２実施例）
本発明の他の実施例に係る連続鋳造スラブの中心偏析評価方法は、エッチング液にスラブサンプルを浸漬し加熱することによりスラブの偏析を腐食させ、反応した表面をサンドペーパーで研磨して、選択的に腐食した偏析部位に研磨粉末が染み込むようにした後、透明接着テープをスラブサンプルに接着させて研磨粉末を透明テープに付着させて中心偏析を現出させる方法である。
【００６１】
本発明の第２実施例は、上述した第１実施例とは異なり、エッチング液の成分にエタノールが含まれず、エッチング液にスラブサンプルを浸漬した後に加熱する過程がさらに含まれる。
【００６２】
上述した第１実施例の場合、エッチング効率を高めるためにエタノールが含まれる。ところが、第２実施例の場合にはエタノールを使用しない。これは、エタノールの沸点が６５℃なので、加熱の際にその効果が相殺して意味がないためである。
【００６３】
具体的にその過程を考察すると、まず、所定の成分からなるエッチング液にスラブを所定の時間浸漬し加熱してエッチングする。
【００６４】
エッチング液は、所定の重量％を有するピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）、および残部蒸留水からなる。
【００６５】
ここで、ピクリン酸（Ｃ６Ｈ３Ｎ３Ｏ７）の重量％は１．５〜２．０ｗｔ％であり、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）の重量％は０．５〜１．０ｗｔ％であり、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）の重量％は１．０〜３．０ｗｔ％であることが好ましい。
【００６６】
第２実施例のエッチング液に含まれた成分の機能および含有量の限定理由は、前述した第１実施例で記載されたエッチング液に含まれた成分のそれと同様なので、その記載を省略する。
【００６７】
エッチング液の加熱温度は３０〜８０℃である。エッチング液にスラブサンプルを浸漬し加熱することはエッチング反応を向上させるためである。エッチング液の加熱温度が３０℃未満であれば、エッチング反応が遅く、エッチング液の加熱温度が８０℃超過であれば、有毒ガスが発生し、高温の蒸気による危険が誘発される。エッチング反応向上のための好ましいエッチング液の加熱温度は５０〜８０℃である。
【００６８】
浸漬は炭素含量に応じて２時間以内で行う。これは２時間を超過して浸漬して過エッチングすると、解像度が急激に低下するためである。
【００６９】
一方、スラブサンプルはグラインド処理が施されたものである。
【００７０】
その後、エッチング済みのスラブサンプルは、流水でブラシを用いて洗浄して表面の付着物を除去した後、暖かい空気で乾燥させる。
【００７１】
乾燥の後には、シリコングリースをスラブの表面に塗布して、エッチング液で偏析腐食させることにより形成された腐食孔にシリコングリースを充填する。
【００７２】
所定の時間の後、例えば約１〜３分の後にスラブ表面のシリコングリースを拭き取り、目の細かい（＃８００以上）サンドペーパーを用いてシリコングリースの塗布されたエッチング面を均一に研磨する。
【００７３】
サンドペーパーの砥石粒子の粒度（太さの度合い）によってサンドペーパーの表面粗さの度合いが表示されるが、表面が粗ければ粗いほど解像度が低下するという問題があるので、できる限り＃８００以上のサンドペーパーを使用する。
【００７４】
前述したような研磨工程を介して微細な研磨粉末で充填すると、腐食凸凹部に充填されたグリースと研磨粉末とが混合されて明暗が与えられる。
【００７５】
その後、研磨されたスリーブのエッチング面に透明接着テープを付着させる。これにより、研磨粉末が透明接着テープにくっ付いて凝固組織が現出する。前記透明接着テープを白色紙に付着させ、前記紙をスキャンすると、凝固組織イメージを肉眼で確認することができる。
【００７６】
結局、前述したように透明接着テープを紙に付着させてスキャンするなどの方法によって、現出した結果に基づいて中心偏析を容易に評価することができる。
【００７７】
表１はスラブ中のＣ含量が０．００２ｗｔ％の低炭素鋼スラブサンプルに対してエッチング液の条件による中心偏析評価方法を適用した結果を示す。
【００７８】
実験条件：エッチング液は７０℃まで加熱し、スラブサンプルのエッチング液浸漬時間は２時間とした。
【表１】
0005517174.tif 000002
表１に示すように、ピクリン酸の含量が高ければ、未溶解沈殿物による斑が発生し、塩化第２銅の含量が高ければ、過度なエッチングが発生した。
【００７９】
また、界面活性剤としてナトリウムベンゼンスルホン酸の代わりに塩化ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムを使用すると、スラブサンプルの表面に粘着性反応物が生成された。
【００８０】
ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸の場合、含有量が１．０〜３．０ｗｔ％を満足しなければ、解像度が低いか或いはエッチング面に斑が発生するという問題がある。
【００８１】
これに比べて、発明例のエッチング液は、スラブ中のＣ含量が０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼に対しても高い解像度のイメージを得ることができた。
【００８２】
表２はスラブ中のＣ含量が０．００２ｗｔ％の低炭素鋼スラブサンプルに対してエッチング液の温度条件による中心偏析評価方法を適用した結果を示す。
実験条件：ピクリン酸１．５ｗｔ％、塩化第２銅（ＣｕＣｌ２）１．０ｗｔ％、ナトリウムラウリルベンゼンスルホン酸（Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ）３．０ｗｔ％、および残部蒸留水からなるエッチング液を適用する。スラブサンプルのエッチング液浸漬時間は２時間とした。
【表２】
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表２に示すように、エッチング液の加熱温度が３０〜８０℃の範囲では解像度が十分であり、エッチング液の加熱温度が５０〜８０℃の範囲では解像度がさらに高かった。
【００８３】
図６はスラブ中のＳ含量が２００ｐｐｍの一般鋼（ａ）とスラブ中のＳ含量が２４ｐｐｍの極低硫鋼（ｂ）に対してサルファプリント方法を適用した結果を示す図である。
【００８４】
図６に示すように、サルファプリント方法を適用すると、スラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の極低硫鋼では、中心偏析が現出せず、解像度も非常に低く、凝固組織の確認も不可能である。
【００８５】
図７はスラブ中のＣ含量が０．０４ｗｔ％を超過する一般鋼のスラブの断面にマクロエッチング法を適用した結果を示す図、図８および図９はスラブ中のＣ含量が０．０４６ｗｔ％の中炭素鋼（ａ）とスラブ中のＣ含量が０．００２ｗｔ％の低炭素鋼（ｂ）に対して、それぞれマクロエッチング法、本発明の第２実施例に係る中心偏析評価方法を適用した結果を示す図である。
【００８６】
図７および図８に示すように、マクロエッチング法によれば、炭素含量０．０４ｗｔ％超過の中炭素鋼スラブでは微かに中心偏析を確認することができるが、炭素含量０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼スラブ（図８の（ｂ））では中心偏析を確認することが非常に困難である。
【００８７】
これに対し、図９に示すような本発明の第２実施例の中心偏析評価方法を適用すると、炭素含量０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼スラブ（図９の（ｂ））からも高解像度の中心偏析イメージが確認される。また、炭素含量０．０４ｗｔ％超過の中炭素鋼スラブ（図９の（ａ））の場合もマクロエッチング法の場合よりはっきりとした中心偏析イメージが現出する。
【００８８】
第１実施例と第２実施例の方法によってスラブ中のＳ含量が５０ｐｐｍ以下の 極低硫鋼だけでなく、スラブ中のＣ含量が０．０４ｗｔ％以下の低炭素鋼に対してもスラブの中心偏析を迅速に現出させ、偏析の分析によって連続鋳造工程の異常有無を確認することができる。
【００８９】
（第３実施例）
本発明の別の実施例に係る連続鋳造スラブの中心偏析評価方法は、第１実施例および第２実施例のうちいずれか一つの方法でスラブの中心偏析をイメージとして現出させた後、現出したイメージをスキャンし、下記の関係式に適用してスラブの中心偏析を評価する方法である。
本発明の第３実施例は、上述した第１実施例および第２実施例とは異なり、現出した中心偏析イメージを用いてスラブの中心偏析を評価する過程をさらに含む。
スラブの中心偏析を評価する過程は、中心偏析を定量化する過程によって偏析のレベルを正確に把握することにより、鋳造の際に発生した工程上の異常を迅速に把握することができるようにする。
〈関係式〉は中心偏析分析法（Ｈ−ＴＥＣ指数）と定義する。
中心偏析分析法（Ｈ−ＴＥＣ指数）は、２．１＋（０．１５Ｙ−８．７Ｘ）／（２．９×１０７）によって算出される。ここで、Ｘは中心偏析粒の面積であり、Ｙは中心偏析粒を除いた残りの偏析粒の面積である。
【００９０】
中心偏析分析法（Ｈ−ＴＥＣ）は、ＥＰＭＡ定量指数と比較するとき、相関係数が９１％（Ｒ２＝８３）と高い。よって、ＥＰＭＡ方法を代替することが可能である（図１０参照）。
【００９１】
具体的にその過程を考察すると、まず、現出した中心偏析のイメージをスキャンして電子ファイルにする。
【００９２】
スラブ中心偏析をイメージとして現出させる方法は、第１実施例および第２実施例のうちいずれか一つの方法が使用できる。第１実施例および第２実施例のうちいずれか一つの方法でスラブ中心偏析のイメージを現出させる方法は、前述した第１実施例と第２実施例に詳細に記載されているので、その重複説明を省略する。
【００９３】
現出した中心偏析イメージをスキャンして電子ファイルにした後には、中心偏析粒の面積、および前記中心偏析粒を除いた残りの偏析粒の面積を測定した後、式２．１＋（０．１５Ｙ−８．７Ｘ）／（２．９×１０７）に代入してＨ−ＴＥＣ指数を算出する。算出されたＨ−ＴＥＣ指数で中心偏析の定量化が可能である。
【００９４】
算出されたＨ−ＴＥＣ指数から、極低硫鋼および極低炭素鋼を含む全ての鋼種の中心偏析を確認することが可能である。
【００９５】
特に、第１実施例〜第３実施例を用いた連続鋳造スラブの中心偏析評価方法は、スラブの中心偏析イメージを現出させ、現出した中心偏析イメージを定量化して評価するために２時間程度の時間であれば十分である。
【００９６】
これは、高価の装備および非常に細かく研磨されたスラブを必要とし、試片の処理および分析に長時間がかかるＥＰＭＡ方法に比べて６分の１以下の短い時間で中心偏析を評価することのできる効果的な方法である。
【００９７】
図１０はＨ−ＴＥＣ指数とＥＰＭＡ中心偏析指数との関係を示すグラフである。
【００９８】
図１０は第１実施例および第２実施例の方法で現出させたスラブ中心偏析イメージを中心偏析分析法（Ｈ−ＴＥＣ指数）で定量化した後、ＥＰＭＡ定量指数と比較したものである。
【００９９】
図１０に示すように、現出させた中心偏析イメージを定量化した中心偏析分析法（Ｈ−ＴＥＣ指数）は、ＥＰＭＡ定量指数と比較して相関係数が９１％（Ｒ２＝８３）と高い。
【０１００】
これにより、極低硫鋼だけでなく、低炭素鋼の鋳造時に発生した工程上の異常を迅速に把握して対応することが可能であることが分かる。
【０１０１】
このような本発明の基本的な技術的思想の範疇内において、当該分野における通常の知識を有する者であれば、様々な変形を加えることが可能である。本発明の権利範囲は添付した特許請求の範囲に基づいて解釈されるべきであろう。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０】
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【図１】
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【図２】
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