(57)【要約】【課題】ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価する。【解決手段】タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度ＣａTD1を調査する（Ｓ１）。これと同一チャージのスラブのＣａ濃度ＣａS1を厚さ方向が異なる２箇所以上で調査し（Ｓ２）、最小のＣａ濃度Ｃａmin1を決定する（Ｓ３）。そして、Ｃａ低下量Ｃａdrop1＝ＣａTD1−Ｃａmin1とＨＩＣ試験結果からＨＩＣが発生しないＣａ低下量の閾値を決定する（Ｓ４〜Ｓ６）。次に、判定対象のチャージについて、タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度ＣａTD11を調査し（Ｓ７）、スラブのＣａ濃度を調査し（Ｓ８）、最小のＣａ濃度Ｃａmin11を決定する（Ｓ９）。Ｃａ低下量Ｃａdrop（＝ＣａTD11−Ｃａmin11）＞閾値の場合は（Ｓ１０、Ｓ１１:ＹＥＳ）、ＨＩＣが発生すると判断し、スラブを耐サワー鋼以外の用途に充当する（Ｓ１２）。【選択図】図３
2014173892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機で鋳造したスラブを耐サワー鋼に充当可能かの判定を行う品質判定方法であり、
タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度を調査する第１調査工程と、
前記第１調査工程の溶鋼と同一チャージで鋳造したスラブにおいて厚さ方向に異なる２箇所以上の位置でＣａ濃度を調査し、得られた２つ以上のＣａ濃度から最小のＣａ濃度を決定する第２調査工程と、
前記第１調査工程で得たＣａ濃度から前記第２調査工程で得た最小のＣａ濃度を差し引いた値であるＣａ低下量と、前記第１調査工程及び前記第２調査工程で調査したスラブを圧延して得た製品のＨＩＣ試験結果との関係を調査し、ＨＩＣ性に関するＣａ低下量の閾値を決定する閾値決定工程と、
判定対象のチャージについてタンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度を調査する第３調査工程と、
前記判定対象のチャージで鋳造したスラブにおいて厚さ方向に異なる２箇所以上の位置でＣａ濃度を調査し、得られた２つ以上のＣａ濃度から最小のＣａ濃度を決定する第４調査工程と、
前記第３調査工程で得られたＣａ濃度から前記第４調査工程で得られた最小のＣａ濃度を差し引いた値と、前記閾値決定工程で決定した前記閾値とを比較し、その差し引きした値が前記閾値を超えている場合は、前記判定対象のチャージで鋳造したスラブを耐サワー鋼以外の用途に充当する用途決定工程と
を備えることを特徴とする、スラブにおける異なる板厚位置でのＣａ濃度分析結果を用いた耐サワー鋼スラブの品質判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンディッシュからスラブでのＣａ濃度低下量からＨＩＣ性を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳片や鋼材の品質を評価する方法として、鋳片サンプルの分析結果（介在物量、各元素量、粒径分布等）から評価する方法やタンディッシュ内溶鋼の分析結果（介在物量、各元素量等）から評価する方法が知られている（特許文献１〜５参照）。
【０００３】
また、特許文献６では、タンディッシュ内溶鋼の分析結果から鋳片の品質を評価し（一次判定）、この判定精度が所定の精度を満たさない場合は鋳片サンプルの分析結果から鋳片の品質を評価している（二次判定）。
【０００４】
さらに、モールド内溶鋼の分析結果（特許文献７参照）や鋼材の分析結果（特許文献８参照）から鋼材や鋳片の品質を評価する方法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２７７５３９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２８５４号公報
【特許文献３】特開昭６３−２０１４２号公報
【特許文献４】特開２００２−２１４２２２号公報
【特許文献５】特開平１０−２４９５０５号公報
【特許文献６】特開２０００−２９２４１８号公報
【特許文献７】特開平１０−４３８４８号公報
【特許文献８】特開２００６−２２６９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、石油や天然ガスには硫化水素が含まれており、これらの輸送に用いられる鋼材（以下、耐サワー鋼と称する。）は常に硫化水素雰囲気下にある。このような雰囲気では、水素が鋼材中に進入・拡散し、鋼材中の介在物に集積・ガス化する。その結果、鋼材に内圧が加わることで水素誘起割れ（以下、ＨＩＣと称する。）が発生する。そこで、耐サワー鋼には、優れた耐ＨＩＣ性が要求される。
【０００７】
ＨＩＣ性の評価は、鋳造、圧延後の製品に対するＨＩＣ試験によって行われるが、試験結果がわかるまでに数週間がかかる。また、耐サワー鋼用に製品を製造しても、ＨＩＣ試験で不良がみつかると、その製品を耐サワー鋼として出荷できないため、再溶製し、製造した製品に対して新たにＨＩＣ試験を行う必要がある。そのため、製造期間が長期化し、納期遅れ等の原因となる。
【０００８】
そこで、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価できると、鋳造、圧延後の複数の工程（サンプル調整→ＨＩＣ試験）を省略できるため、製造期間を大幅に短縮できる。ここで、ＨＩＣはＣａＯ集積帯（ＣａＯ介在物が凝集し、集積したもの）を起点として発生するため、鋳片段階でＣａＯ集積帯の有無を評価できると、その評価結果に基づいてＨＩＣ性を評価できると考えられる。鋳片段階での評価方法としては、上述した特許文献１〜７の方法がある。
【０００９】
例えば、特許文献１〜４,６のように鋳片サンプルの分析結果を用いる場合は、ＣａＯ集積帯が発生した位置でＣａＯ量（又はＣａ濃度）を分析する必要がある。しかし、集積帯が発生する位置は鋳片の幅方向、厚さ方向及び鋳造方向にバラつきがあるため、集積帯の位置を予測することは難しい。したがって、サンプルを採取しても、その分析結果を集積帯のＣａＯ量として評価することができない。そのため、鋳片サンプルの分析結果からＣａＯ集積帯の有無を正確に評価することができない。
【００１０】
一方、特許文献４〜６では、タンディッシュ内溶鋼の分析結果を用いるが、ＣａＯ介在物は鋳型以降でも凝集・集積する。したがって、タンディッシュ内溶鋼のＣａＯ量(又はＣａ濃度)からＣａＯ集積帯が存在しないと評価しても、その後、ＣａＯ介在物が凝集することによりＨＩＣが発生する場合がある。そのため、タンディッシュ内溶鋼の分析結果からＨＩＣ性を正確に評価できない。
【００１１】
また、特許文献７では、モールド（鋳型）内溶鋼の分析結果を用いているが、鋳型以降でもＣａＯ介在物が集積するため、特許文献４〜６と同様に、ＨＩＣ性を正確に評価することができない。
【００１２】
なお、特許文献８では、鋼材の分析結果を用いているため、鋳片段階でＨＩＣ性を評価できない。
【００１３】
このような理由から、特許文献１〜８の方法では、ＣａＯ集積帯の有無を正確に評価できず、また、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価することができない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の品質判定方法は、連続鋳造機で鋳造したスラブを耐サワー鋼に充当可能かの判定を行う方法であり、
タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度を調査する第１調査工程と、前記第１調査工程の溶鋼と同一チャージで鋳造したスラブにおいて厚さ方向に異なる２箇所以上の位置でＣａ濃度を調査し、得られた２つ以上のＣａ濃度から最小のＣａ濃度を決定する第２調査工程と、前記第１調査工程で得たＣａ濃度から前記第２調査工程で得た最小のＣａ濃度を差し引いた値であるＣａ低下量と、前記第１調査工程及び前記第２調査工程で調査したスラブを圧延して得た製品のＨＩＣ試験結果との関係を調査し、ＨＩＣ性に関するＣａ低下量の閾値を決定する閾値決定工程とを備えている。
さらに、判定対象のチャージについてタンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度を調査する第３調査工程と、前記判定対象のチャージで鋳造したスラブにおいて厚さ方向に異なる２箇所以上の位置でＣａ濃度を調査し、得られた２つ以上のＣａ濃度から最小のＣａ濃度を決定する第４調査工程と、
前記第３調査工程で得たＣａ濃度から前記第４調査工程で得た最小のＣａ濃度を差し引いた値と、前記閾値決定工程で決定した前記閾値とを比較し、その差し引きした値が前記閾値を超えている場合は、前記判定対象のチャージで鋳造したスラブを耐サワー鋼以外の用途に充当する用途決定工程とを備えている。
【００１６】
このように、本発明では、ＨＩＣ性の評価にタンディッシュからスラブでの「Ｃａ濃度低下量」を用いるとともに、低下量の算出に「スラブの最小Ｃａ濃度」を用いている。上記低下量によりＣａＯ集積体の有無を正確に評価できるため、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価できる。そして、その評価結果に基づいて鋳片の用途を決定できる。これにより、数週間を要するＨＩＣ試験を省略できるため、製造リードタイムを大幅に短縮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、タンディッシュからスラブでの「Ｃａ濃度低下量」によってＣａＯ集積体の有無を正確に評価できるため、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価できる。そして、この評価結果から鋼材の用途を決定できるため、製造リードタイムを大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】連続鋳造機の構成を示す模式図である。
【図２】鋳片のＣａ濃度の分布を示す図である。
【図３】本発明の判定方法のフローチャートである。
【図４】スラブの断面図である。
【図５】実施例の結果を示す図である。
【図６】比較例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
ここでは、本発明の一実施形態である判定方法について、図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００２１】
〔連続鋳造機〕
連続鋳造機１００は、図１に示すように、垂直曲げ型連続鋳造機であって、タンディッシュ１と、タンディッシュ１の底部に取り付けられた浸漬ノズル２と、浸漬ノズル２の下部が配置された鋳型３と、鋳型３の直下から鋳造経路Ｑに沿って設けられた複数のロールとを備えている。タンディッシュ１には、二次精錬で成分調整が行われた溶鋼４が取鍋（図示省略）から供給されている。鋳型３には、平面視において略矩形状の開口が形成されており、スラブ（厚さｔ×幅ｗの鋳片）が鋳造可能となっている。
【００２２】
鋳造経路Ｑは、垂直方向に延在した垂直部と、垂直部から緩やかに湾曲した曲げ部と、曲げ部から水平方向に延在した水平部とを有する。また、本実施形態では、鋳造経路Ｑの一方側（鋳片の下側に対応）を「基準側」と呼び、鋳造経路Ｑの他方側（鋳片の上側に対応）を「反基準側」と呼ぶことがある。
【００２３】
鋳造を行うときは、タンディッシュ１内の溶鋼４を、浸漬ノズル２を介して鋳型３内に注入する。溶鋼は、鋳型３内で冷却され、凝固シェルを形成しながら下方へ引き抜かれ、内部まで凝固することにより、スラブ（鋳片）が鋳造される。その後、スラブは圧延処理等が施されることにより鋼板となり、耐サワー鋼（耐水素誘起割れ鋼）やその他の製品に充当される。
【００２４】
耐サワー鋼には、上述したように、優れた耐ＨＩＣ性（耐水素誘起割れ性）が要求される。ＨＩＣは、中心偏析部や内部割れ部にＭｎＳが存在する場合に著しく発生することが知られている。そこで、二次精錬でＣａを添加することによりＭｎＳの生成を抑制する技術が提案されている（例えば、特開２０１０−１８９７２２号公報）。また、中心偏析や内部割れ自体を低減する技術も提案されている（例えば、特開２００７−１３６４９６号公報）。
【００２５】
ここで、溶鋼へのＣａ添加量が適正な場合は、溶鋼中にＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３介在物が生成する。ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３は、溶鋼との濡れ性が良好であるため、溶鋼中で凝集せず、微細なままであり、耐ＨＩＣ性に悪影響を及ぼさない。
【００２６】
しかしながら、Ｃａ添加量が適正でない場合、例えば、ＭｎＳ生成の抑制及びＡｌ２Ｏ３の改質に対して必要な所要量を超える過剰な添加を行った場合は、溶鋼中にＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３介在物に加えて純粋なＣａＯ介在物が生成する。ＣａＯは溶鋼との濡れ性が悪いため、溶鋼中で凝集しやすい。凝集合体したＣａＯは粗大な介在物となって、ＨＩＣを誘発する。
【００２７】
粗大化したＣａＯ介在物は、溶鋼より密度が小さいため、大半は浮上分離するが、一部は鋳型３内の溶鋼の流れに乗って鋳片の奥深くまで潜り込み、凝固殻に捕捉されて集積帯を形成する。このような集積帯は、ＨＩＣの起点となる。
【００２８】
そこで、予め適正なＣａ添加量を決定できればＣａＯ介在物によるＨＩＣ発生を抑制できるが、そのためにはＣａ添加前の溶鋼中介在物の組成及び量と硫黄濃度とを正確に把握する必要がある。しかし、実操業では、これらを事前に把握することが不可能であるため、Ｃａ添加量をＭｎＳ生成抑制に十分な量としている。そのため、Ｃａ添加量が過剰となる場合が生じ、その結果、ＣａＯ集積帯が形成される。
【００２９】
ここで、ＣａＯ集積帯が常に同じ位置に発生すると、その位置のＣａ濃度を分析することにより、ＣａＯ介在物の集積度を直接把握することができる。これにより、鋳片でのＣａＯ集積帯の有無を評価できる。しかし、ＣａＯ集積帯が発生する位置は、鋳造条件（鋳造速度及び浸漬ノズルの吐出孔の角度等）によって鋳片の厚さ方向に異なる。例えば、図２に示すように、鋳造条件（鋳造速度及び浸漬ノズルの吐出孔の角度）が異なる３つのスラブ（Ａ〜Ｃ）では、高Ｃａ濃度となる位置（ａ〜ｃ）がそれぞれ異なる。ａ〜ｃでは集積帯が発生している。このように、ＣａＯ集積帯の位置を予測することはできないため、集積度（Ｃａ濃度）からＣａＯ集積帯の有無を評価することは困難である。
【００３０】
そこで、本発明者らは、Ｃａ濃度の調査位置について観点を変え、低Ｃａ濃度となる位置に着目した。ＣａＯ集積帯が発生した場合、ＣａＯ集積帯ではＣａ濃度が高くなる一方で、ＣａＯ集積帯が発生していない位置ではＣａ濃度が比較的低くなると考えられる。これを考慮しつつ、ＣａＯ集積帯が発生した場合の「スラブの任意の厚さ方向位置のＣａ濃度」と「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度」との関係を調べたところ、集積帯が発生していない位置では、「スラブのＣａ濃度」が比較的低いため、「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度」から「スラブのＣａ濃度」を差し引いた値が大きくなることがわかった。つまり、タンディッシュからスラブでのＣａ濃度低下量が大きい場合は、そのスラブにＣａＯ集積帯が発生していると考えられるため、ＨＩＣが発生すると評価できる。なお、ＣａＯ集積帯が発生していない場合は、Ｃａ濃度が高くなる位置が存在しないため、Ｃａ濃度が比較的低くなる位置も存在しないと考えられる。したがって、このような場合は、タンディッシュからスラブでのＣａ濃度低下量が小さいと推測される。
【００３１】
以上から、本発明では、『「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度」から「スラブのＣａ濃度」を差し引いた値』（以下、「Ｃａ低下量」と称する。）を用いてＣａＯ集積帯の有無を評価し、その評価結果からＨＩＣ性を評価する。
【００３２】
以下では、上記評価方法について、図３,４を参照しつつ詳細に説明する。なお、「スラブのＣａ濃度」とは、後述するように、スラブの最小Ｃａ濃度である。
【００３３】
〔判定方法〕
先ず、タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度（ＣａTD1）を調査する（Ｓ１、第１調査工程）。ここでは、タンディッシュ内溶鋼を採取し、そのＣａ濃度を分析する。タンディッシュ内溶鋼は取鍋から常時供給されるため、Ｃａ濃度（ＣａTD1）は採取時にかかわらず一定である。
【００３４】
次に、スラブのＣａ濃度（ＣａS1,ＣａS2・・・）を２箇所以上で調査する（Ｓ２）。ステップＳ１と同一チャージで鋳造したスラブにおいて、厚さ方向に異なる２箇所以上でサンプルを採取し（図４参照）、Ｃａ濃度を分析する（Ｓ２）。そして、２つ以上のＣａ濃度（ＣａS1,ＣａS 2・・・）から最小のＣａ濃度（Ｃａmin1）を選択する（Ｓ３、第２調査工程）。
【００３５】
Ｃａ濃度の調査位置を１箇所とした場合は、その位置が集積帯であると、著しく高いＣａ濃度が検出される。高Ｃａ濃度から算出したＣａ低下量は小さいため、ＣａＯ集積帯が発生していないと判断し、ＨＩＣが発生しないと評価されるが、実際は、集積帯が発生しており、これが原因でＨＩＣが発生する。このように、Ｃａ濃度の調査位置を１箇所とした場合は、ＣａＯ集積帯の有無を正確に評価できない結果、ＨＩＣ性を正確に評価できない。
【００３６】
そこで、本発明では、スラブの厚さ方向に異なる２箇所以上の位置でＣａ濃度を調査する。集積帯は鋳造条件によって決まる特定の厚さ位置にのみ存在するため、厚さ方向に調査位置を変えることにより、集積帯が発生していない位置を調査対象に含めることができる。
【００３７】
また、ステップＳ２で得た２つ以上のＣａ濃度（ＣａS1,ＣａS2・・・）には、集積帯のＣａ濃度や集積帯が発生していない位置のＣａ濃度が含まれるが、これらのうち最小のＣａ濃度（Ｃａmin1）を選択することにより、集積帯が発生していない位置のＣａ濃度を選択できる。この濃度から集積帯が発生していない位置でのＣａ低下量を算出できるため、ＣａＯ集積帯の有無を正確に評価できる。
【００３８】
ここで、集積帯の生成メカニズムはＣａＯ介在物とＡｌ２Ｏ３介在物とで同一であり、Ａｌ２Ｏ３介在物の集積帯の厚さは１０[ｍｍ]と報告されている（文献：ISIJ International,Vol.43(2003),No.10,p.1548-1555）。そのため、ＣａＯ介在物の集積帯の厚さも１０[ｍｍ]と推測される。そうすると、図４に示すように、Ｃａ濃度の各調査位置を厚さ方向に１０[ｍｍ]より長く離すと、調査位置の１つが集積帯であっても、その他の調査位置は集積帯が発生していない位置となる。このような理由から、２箇所以上の調査位置は、それぞれ、厚さ方向に１０[ｍｍ]を越えて離間していることが好ましい。なお、図４には、調査位置を２箇所とし、２箇所の厚さ方向距離ｌが１０[ｍｍ]を越える場合を示している（ｌ＞１０[ｍｍ]）。
【００３９】
また、図４に示すように、スラブの幅方向両端からｔ／２の領域Ｒ１,Ｒ２は、スラブの広面側（長辺側）のみでなく狭面側（短辺側）からも冷却されるため、凝固シェルが狭面側からも成長する。そのためＣａＯ介在物が狭面側の凝固シェルにも捕捉され、厚さ方向に広範にＣａＯ集積帯が発生する。その場合、Ｃａ濃度の調査位置を厚さ方向に変えても、集積帯が発生していない位置を調査できない可能性がある。そこで、Ｃａ濃度調査位置は、幅方向両端からｔ／２を除いた、主に広面側だけから冷却される幅ｗ−ｔの領域Ｒ３とすることが好ましい。
【００４０】
続いて、ステップＳ１で得た「タンディッシュ内のＣａ濃度ＣａTD1」からステップＳ３で得た「スラブの最小Ｃａ濃度Ｃａmin1」を差し引いた値を用いて、「Ｃａ低下量Ｃａdrop1」を算出する（Ｓ４）。Ｃａdrop1は、以下の式で表される。
Ｃａdrop1＝ＣａTD1−Ｃａmin1
【００４１】
次に、ステップＳ２のスラブを圧延し、鋼材を製造する。そして、鋼材に対してＨＩＣ試験を行い（Ｓ５）、ＨＩＣが発生するか否かを調査する（ＨＩＣ性の評価）。ここで、圧延条件は、耐サワー鋼を製造する際の圧延条件であることが好ましい。また、ＨＩＣ試験は、ステップＳ２のＣａ濃度調査位置（領域Ｒ３）に対応する領域で行うことが好ましい。
【００４２】
続いて、ステップＳ４で得た「Ｃａ低下量Ｃａdrop1」とステップＳ５で得た「評価結果」（ＨＩＣ性）とから、ＨＩＣ性に関する（ＨＩＣが発生しない）Ｃａ低下量の「閾値(Ｃａdropθ)」を決定する（Ｓ６、閾値決定工程）。本実施形態では、ＨＩＣが全く発生しないときの最大Ｃａ低下量を「閾値(Ｃａdropθ)」とする。
【００４３】
次に、判定対象のスラブのＨＩＣ性を評価する。
【００４４】
判定対象チャージのタンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度ＣａTD11を調査する（Ｓ７、第３調査工程）。
【００４５】
また、ステップＳ７と同一チャージで鋳造したスラブのＣａ濃度（ＣａS11,ＣａS 12・・・）を厚さ方向に異なる２箇所以上で調査し（Ｓ８）、２つ以上のＣａ濃度（ＣａS11,ＣａS12・・・）から最小のＣａ濃度（Ｃａmin1）を選択する（Ｓ９、第４調査工程）。２箇所以上の調査位置は、それぞれ、厚さ方向に１０[ｍｍ]より長く離間していることが好ましい。なお、ステップＳ２で調査位置を領域Ｒ３とした場合は、ステップＳ８でも調査位置を領域Ｒ３とすることが好ましい。対応する領域の結果を比較することにより、より正確な評価が可能となる。
【００４６】
そして、ステップＳ７で得た「タンディッシュ内のＣａ濃度ＣａTD11」からステップＳ９で得た「スラブの最小Ｃａ濃度Ｃａmin1」を差し引いた値を用いて、「Ｃａ低下量Ｃａdrop」を算出する（Ｓ８）。Ｃａdropは、以下の式で表される。
Ｃａdrop＝ＣａTD11−Ｃａmin1
【００４７】
次に、「Ｃａ低下量Ｃａdrop」とステップＳ６で決定した「閾値(Ｃａdropθ)」とを比較し、Ｃａdrop＞閾値(Ｃａdropθ)である場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、スラブにＣａＯ集積帯が発生していると考えられるため、ＨＩＣが発生すると判断する。このようなスラブを耐サワー鋼に充当することはできないため、判定対象のスラブを耐ＨＩＣ鋼以外の用途の製品に充当する（Ｓ１２）。一方、Ｃａdrop11≦閾値(Ｃａdropθ)である場合は（Ｓ１１：ＮＯ）、スラブにＣａＯ集積帯が発生していないと考えられるため、ＨＩＣが発生しないと判断し、判定対象のスラブを耐サワー鋼に充当する（Ｓ１３）。
【００４８】
このように、本実施形態では、ＨＩＣ性の評価に『タンディッシュからスラブでの「Ｃａ低下量」』を用いるとともに、低下量の算出に「スラブの最小Ｃａ濃度」を用いている。これにより、ＣａＯ集積体の有無を正確に評価できるため、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価できる。そして、この評価結果からスラブの用途を決定できる。これにより、数週間を要するＨＩＣ試験を省略して製品を出荷できるため、製造リードタイムを大幅に短縮することができる。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明の判定方法を用いた実施例を説明する。表１〜３及び図５には、実験条件及び実験結果を示している。
【００５０】
〔実施例〕
溶銑予備処理で溶銑を脱りん及び脱硫した後、転炉で脱炭した。その後、二次精錬において、ＬＦ装置で溶鋼を脱硫処理した後、環流脱ガス装置（ＲＨ）で脱ガス処理し、Ｃａを添加した。ここでは、１回の精錬で２３５〜２５５[ｔｏｎ]の溶鋼を処理した。また、溶銑予備処理方法、転炉での脱炭方法、ＬＦ装置での処理方法、ＲＨでの脱ガス処理方法及びＣａ添加方法は通常行われる方法で実施した。
【００５１】
下記に鋳造条件を示す。
・スラブ   ：幅２１００[ｍｍ]、厚さ２８０[ｍｍ]
・鋳造速度  ：０．７[ｍ／ｍｉｎ]以上１．３[ｍ／ｍｉｎ]以下
・浸漬ノズル：吐出孔の角度が１５°以上３５°以下である２孔型ノズル
その他の鋳造条件は、当業者の常法通りの条件とした。
【００５２】
次に、スラブの判定方法について説明する。
【００５３】
<「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度の調査」及び「スラブのＣａ濃度の調査」>
鋳片全長が１０[ｍ]となった時点で採取したタンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度を調査した（２５チャージ）。また、鋳造後、スラブのＣａ濃度を厚さ方向に異なる２〜１０箇所（表２に示すＮ箇所）で調査し、これらの最小Ｃａ濃度（スラブでのＣａ濃度の代表値）を選択した（表２参照）。２〜１０箇所は、それぞれ厚さ方向に１０[ｍｍ]を越えて離間している。Ｃａ濃度の分析には、スパーク放電発光分光分析法を用いた。
【００５４】
そして、スラブを耐サワー鋼製造用の常法通りの条件で圧延し、Ｘ６０相当の製品を製造した。また、圧延後の製品に対してＨＩＣ試験をＮＡＣＥ ｓｔａｎｄａｒｄ ＴＭ０２８４-２００３に規定される方法に従って実施した。本試験では、鋼材から採取したサンプルを硫化水素に浸漬し、これを３箇所で切断した。そして、３つの切断面を顕微鏡で観察することにより、割れの有無を確認した。割れが少しでも発生した場合は表１に「×」を示し、割れが発生しなかった場合は表１に「○」を示した。
【００５５】
【表１】
2014173892.tif 000003
【００５６】
【表２】
2014173892.tif 000004
【００５７】
<閾値の決定>
表１及び図５から、Ｃａ低下量が４[ｐｐｍ]以下の場合は（Ｃａ低下量≦４[ｐｐｍ]）、ＨＩＣが発生しなかった。
一方、Ｃａ低下量が５[ｐｐｍ]以上６[ｐｐｍ]以下の場合は（５[ｐｐｍ]≦Ｃａ低下量≦６[ｐｐｍ]）、ＨＩＣが発生した場合と発生しなかった場合とが混在した。また、Ｃａ低下量が７[ｐｐｍ]以上では（Ｃａ低下量≧７[ｐｐｍ]）、ＨＩＣが発生した。
これらの結果から、ＨＩＣ発生を確実に抑制できるのは、Ｃａ低下量≦４[ｐｐｍ]のときであることがわかった。そこで、Ｃａ低下量の閾値を４[ｐｐｍ]とした（Ｃａdropθ＝４[ｐｐｍ]）。なお、５[ｐｐｍ]≦Ｃａ低下量≦６[ｐｐｍ]では、凝固界面の状態によりＣａＯ介在物の凝固殻への捕捉されやすさにバラつきが生じたため、ＨＩＣが発生した場合と発生しなかった場合とが混在したと考えられる。
【００５８】
<判定対象の「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度の調査」及び「スラブのＣａ濃度の調査」>
次に、判定対象のスラブのＨＩＣ性を評価する。上述した条件と同様な条件で、判定対象のチャージ（５チャージ）の「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度」及び「スラブのＣａ濃度」を調査し、Ｃａ低下量Ｃａdropを算出した。「スラブのＣａ濃度」は、厚さ方向に異なる２〜６箇所で調査した。これらの調査箇所は、それぞれ厚さ方向に１０[ｍｍ]を越えて離間している。
【００５９】
【表３】
2014173892.tif 000005
【００６０】
実験Ｎｏ.ａ〜ｃでは、Ｃａ低下量が２[ｐｐｍ],４[ｐｐｍ],１[ｐｐｍ]であり、Ｃａ低下量≦４[ｐｐｍ](閾値以下)であった。そこで、ＨＩＣが発生しないと判断し（表３「○」参照）、スラブを耐サワー鋼へ充当した。
【００６１】
一方、実験Ｎｏ.ｄ,ｅでは、Ｃａ低下量が７[ｐｐｍ],８[ｐｐｍ]であり、Ｃａ低下量＞４[ｐｐｍ](閾値超え)であった。そこで、ＨＩＣが発生すると判断し（表３「×」参照）、スラブの充当先を耐ＨＩＣ性が要求されないラインパイプ向けのＸ６０に変更した。
【００６２】
また、実験Ｎｏ.ａ〜ｃでは、鋳造開始から出荷までの期間（鋳造→圧延→出荷）が１９日であった。これに対し、ＨＩＣ試験によってＨＩＣ性を評価する方法では、鋳造開始から出荷までの期間（鋳造→圧延→ＨＩＣ試験→出荷）が２８日と長期間を要した。このように、本実施例では、ＨＩＣ試験を省略できたため、鋳造開始から出荷までの期間を２８日→１９日へ大幅に短縮できた。
【００６３】
また、実験Ｎｏ.ｄ,ｅにおいて、鋳片の段階で再溶製を開始したところ、鋳造開始から耐サワー鋼の出荷までの期間（鋳造→再溶製→圧延→出荷）が５４日であった。これに対し、ＨＩＣ試験で製品のＨＩＣ性を評価する方法では、ＨＩＣ試験を行った後に再溶製を開始したため、鋳造開始から耐サワー鋼の出荷までの期間（鋳造→圧延→ＨＩＣ試験→再溶製→圧延→ＨＩＣ試験→出荷）が７２日と長期間を要した。このように、本実施例では、圧延及びＨＩＣ試験を省略できたため、鋳造開始から出荷までの期間を７２日→５４日へ大幅に短縮できた。
【００６４】
以上のように、本発明の判定方法を利用すると、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価できたため、製造リードタイムを大幅に短縮できた。
【００６５】
〔比較例〕
スラブのＣａ濃度を１箇所だけで調査した。表４及び図６には、実験条件及び実験結果を示している。これらの実験結果では、「Ｃａ低下量」と「ＨＩＣ試験結果」とに規則性がなく、Ｃａ低下量の閾値を決定することができなかった。
【００６６】
【表４】
2014173892.tif 000006
【００６７】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６８】
例えば、上述の実施形態及び実施例では、図３,４に示すように、先ず「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度」を調査し、その後「スラブのＣａ濃度」を調査して「最小Ｃａ濃度」を選択したが（Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３、Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９）、これらの順序を変更してもよい。例えば、「スラブのＣａ濃度」を調査し、「最小Ｃａ濃度」を選択した後に「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度」を調査してもよい（Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１、Ｓ８→Ｓ９→Ｓ７）。また、「スラブのＣａ濃度」と「タンディッシュ内溶鋼のＣａ濃度」の調査を同時期に行ってもよい。
【００６９】
さらに、上述の実施形態及び実施例では、スラブにおいて、２箇所以上の調査位置を全て同じ幅方向位置としたが（図３参照）、幅方向位置を変えてもよい。
【００７０】
加えて、スラブのＣａ濃度の調査位置は、上述の実施形態及び実施例で例示した２〜１０箇所に限られない。例えば、１１箇所以上としてもよい。
【００７１】
また、上述の実施形態では、図１において垂直部を有する連続鋳造機を例示したが、垂直部を有さない連続鋳造機を用いてもよい。
【００７２】
さらに、上述の実施例では、Ｃａ濃度の分析にスパーク放電発光分光分析法を用いたが、この方法に限られず、原子吸光分析法等を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の段階でＨＩＣ性を評価できることから、硫化水素を含む石油や天然ガスを輸送するために用いられる鋼板向けの鋳片の品質判定方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１        タンディッシュ
２        浸漬ノズル
３        鋳型
４        溶鋼
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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