TWI461947B - 預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法 - Google Patents

Description

預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法

本發明是有關於一種預測連鑄鋼胚品質的方法，且特別是有關於一種預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法。

在煉鋼的生產製程中，為了提升生產效率，通常會以連續鑄造方式來生產鋼胚，其中利用此方式生產之鋼胚一般稱之為連鑄鋼胚。在連鑄鋼胚中，常見之缺陷有表面橫向裂縫，其中表面橫向裂縫係指在連鑄鋼胚表面上，沿著連鑄鋼胚之寬度方向延展的細微裂縫，而引起此缺陷之原因在於連鑄過程中，連鑄鋼胚矯直應變量超過連鑄鋼胚本身所能承受的上限，因而在表面上形成橫向裂縫。

上述橫向裂縫形成之主要機制在於，於生產冷卻過程中，鋼胚中會形成沿著γ晶界析出而呈現網狀分布的大量細小析出物。而若鋼胚於生產冷卻過程中進行拉伸變形(例如處於上述矯直過程之鋼胚上表面)，則上述析出物會使應力與應變集中於晶界，特別是在處於如矯直過程中之低應變速率時，變形機構主要為晶界滑移，故應變更易集中於γ晶界，因而產生沿著晶界分布的空孔，進而形成網狀連結的裂縫。

在習知之技術中，為了避免上述表面橫向裂縫缺陷，主要方式有二種。第一種方式為提高連鑄鋼胚之矯直溫度，藉此避免連鑄鋼胚在形成網狀連結裂縫的溫度區間拉伸應變。第二種方式為改變合金成分設計，藉此控制有害的析出物。

然而，在合金成分設計部分，習知技術係以合金添加量做為評估連鑄鋼胚之高溫延展性以及是否產生表面橫向裂縫(橫向裂敏感性)之指標。上述評估指標之缺點在於，橫向裂敏感性與合金添加量之關係通常呈現平滑曲線，缺乏明確界定高/低橫向裂敏感性的臨界區間，故在實際生產管理上，難以制定合宜的管制標準。

此外，在相同合金添加量之條件下，其中所對應之橫向裂敏感性分布範圍較廣，表示單一成分之含量對於橫向裂敏感性的解釋能力偏低，同樣難以制定合宜的管制標準。

另外，在習知技術中，更進一步改以析出物組成元素含量之乘積做為評估連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫的指標。以鋁脫氧鋼為例，析出物為氮化鋁(AlN)，故其組成元素為鋁及氮，因此採用鋁及氮含量的乘積做為評估橫向裂敏感性的指標。然而，由於鋁及氮含量的乘積與氮化鋁之析出量並非一對一之對應關係，故鋁及氮含量的乘積並不適合做為評估連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫的指標。

因此，本發明之目的係在提供一種預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，其具有可明確界定高/低橫向裂敏感性的臨界區間，故在實際生產管理上，其適用於制定合宜的管制標準。

根據本發明之一實施例，提供一種預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，包含：根據多個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，計算由此些歷史鋼液鑄造之多個歷史連鑄鋼胚中毎一個所包含之至少二析出物的含量，並將二析出物之含量相加以獲得對應於此些歷史連鑄鋼胚的多個第一析出物總量，其中每個歷史鋼液之組成成分的含量係落在特定成分規格的範圍中；檢測每個歷史連鑄鋼胚，以獲得多個歷史連鑄鋼胚對應於上述多個第一析出物總量的多個表面橫向裂縫指標；根據上述表面橫向裂縫指標及對應之多個第一析出物總量歸納出，對應於上述多個歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫之析出物總量臨界值；提供鋼液，其中此鋼液之組成成分的含量係落在上述特定成分規格之範圍中；定量分析上述鋼液，藉以獲得鋼液的組成成分的含量；以鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理計算，由此鋼液鑄造之連鑄鋼胚所包含之至少二析出物之含量，並將二析出物之含量相加以獲得對應於此連鑄鋼胚之第二析出物總量；比較第二析出物總量是否小於上述析出物總量臨界值，並獲得檢驗結果；以及當檢驗結果為是時，即預測連鑄鋼胚不具有表面橫向裂縫，故針對上述連鑄鋼胚進行後處理步驟。

根據本創作之另一實施例，提供一種預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，包含：根據多個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，計算由此些歷史鋼液鑄造之多個歷史連鑄鋼胚中毎一個所包含之至少二析出物之含量，並將二析出物之含量相加以獲得對應於此些歷史連鑄鋼胚的多個第一析出物總量，其中每個歷史鋼液之組成成分的含量係落在特定成分規格的範圍中；針對每個歷史連鑄鋼胚之試片進行拉伸試驗，以獲得對應於此些第一析出物總量之多個延展性指標；根據此些延展性指標及對應之多個第一析出物總量歸納出，對應於上述多個延展性指標產生急劇變化之析出物總量臨界值，其中此析出物總量臨界值係對應於上述多個歷史連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫的臨界狀況；提供鋼液，其中此鋼液之組成成分的含量係落在上述特定成分規格之範圍中；定量分析上述鋼液，藉以獲得鋼液的組成成分的含量；以鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理計算，由此鋼液鑄造之連鑄鋼胚所包含之至少二析出物之含量，並將二析出物之含量相加以獲得對應於此連鑄鋼胚之第二析出物總量；比較第二析出物總量是否小於上述析出物總量臨界值，並獲得檢驗結果；以及當檢驗結果為是時，即預測連鑄鋼胚不具有表面橫向裂縫，故針對該連鑄鋼胚進行後處理步驟。

根據本發明之又一實施例，提供一種用於預測連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之電腦程式產品，當電腦載入此電腦程式產品並執行後，可完成如以上所述之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法。

利用歷史鋼液及其鑄造之歷史連鑄鋼胚中所包含之析出物含量與橫向裂縫指標之資訊，歸納出對應於上述歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫之析出物總量臨界值，並將此析出物總量臨界值應用於實際生產管理上，可制定合宜的管制標準，確保所生產之連鑄鋼胚的品質。

此外，若採用上述與延展性指標相關之預測方法，可透過實驗室之拉伸試驗來評估連鑄鋼胚之析出物含量與其延展性之關係，進而得到連鑄鋼胚之析出物總量與其表面橫向裂縫之關係。此方法優點在於，不需透過大量生產試驗之品質評估結果來建立生產流程管制標準，可大量節省試誤過程之成本。

再者，若採用上述與延展性指標相關之預測方法，在開發新鋼種時，亦可事先透過實驗室的高溫延展性分析(拉伸試驗)，來評估鋼種成分設計與表面橫向裂縫指標的關係，進而避開易於產生表面橫向裂的成分區間。

請參照第1圖，其係繪示根據本發明之一實施例之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法的流程圖。預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法100(為簡化起見，以下以「預測方法100」稱之)開始於步驟102。在步驟102中，根據多個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，來計算由此些歷史鋼液所鑄造之多個歷史連鑄鋼胚中之析出物的含量，其中毎個歷史連鑄鋼胚均包含至少二析出物，且上述多個歷史鋼液係以一對一方式鑄造出多個歷史連鑄鋼胚。此外，將每個歷史連鑄鋼胚所包含之至少二析出物之含量相加，藉以獲得對應於此些歷史連鑄鋼胚之多個第一析出物總量，亦即每個歷史連鑄鋼胚均具有一特定之第一析出物總量。其中，每個歷史鋼液之組成成分的含量係落在特定成分規格的範圍中。

以下即以[M]+[C]=MC之析出反應式來說明如何以熱力學原理計算出析出物之含量。當溫度位在起始析出溫度(T_ppt )時，固溶度[M]及[C]以及固溶度積需滿足以下之數學式：

[M ]₀ ×[C ]₀ =；其中[M]₀ 及[C]₀ 為起始固溶度，且A與B為常數。

當溫度降低時，固溶度[M]及[C]以及新的固溶度積必須滿足以下之數學式，且此新的固溶度積小於上述位在起始析出溫度時的固溶度積：

令[M]=[M]₀ -d[M]、[C]=[C]₀ -d[C]且d[M]=d[C]，其中d[M]及d[C]分別表示M與C的析出量。根據此一關係式，上述第(1)式可簡化如下：

([M ]₀ -d [M ])×([C ]₀ -d [M ])=K；其中K=

根據上式可求出M的析出量d[M]，而[M]+[C]=MC之析出反應式的總析出量為2d[M]，其中2d[M]以數學式表示如下：

由於上述利用熱力學原理計算析出反應式的總析出量已為此技術領域者所熟知，故在本說明書中，僅做上述之簡單說明。

此外，根據以上所求出之總析出量2d[M]之方程式，將在相同[M][C]乘積之先決條件下，不同析出階段之MC析出量與[M]/[C]比值的關係歸納如第2A至2C圖。其中，第2A圖係用以表示析出起始之狀況、第2B圖係用以表示析出中段之狀況、而第2C圖則用以表示析出終了之狀況。在第2A至2C圖中，垂直軸之MC析出量係以MC析出量相對於MC析出量之最大值(最大析出量)之比值來表示，其中上述MC析出量與最大析出量之比值可稱之為相對析出分率，而水平軸之[M]/[C]比值中的固溶度[M]及[C]則以莫耳分率或原子百分比為單位加以計算。由第2A至2C圖中明顯可以看出，上述之相對析出分率與[M]/[C]比值並未存在一對一的對應關係，此外，在相同[M][C]乘積之情形下，相對析出分率與[M]/[C]比值有關，且並非定值。故組成元素含量的乘積並不適宜做為評估析出量的指標，亦即如以上所述，在[M]+[C]=MC之析出反應式中，M及C含量的乘積並不適合做為評估連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫的指標。

方法100繼續進行至步驟104。在步驟104中，檢測上述步驟102中的每個歷史連鑄鋼胚，藉此獲得上述多個歷史連鑄鋼胚對應於上述多個第一析出物總量的多個表面橫向裂縫指標，其中多個第一析出物總量係以一對一方式與多個表面橫向裂縫指標互相對應。

接著進行步驟106，根據上述多個表面橫向裂縫指標，以及與上述表面橫向裂縫指標對應的多個第一析出物總量，歸納出對應於上述多個歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫的析出物總量臨界值。進一步來說，上述析出物總量臨界值係用以表示歷史連鑄鋼胚是否會產生表面橫向裂縫的臨界狀況。若歷史連鑄鋼胚中所包含的的析出物總量超過析出物總量臨界值，則表示此歷史連鑄鋼胚中會產生表面橫向裂縫，亦即表示鑄造此歷史連鑄鋼胚之歷史鋼液的組成成分的含量並不適用於鑄造連鑄鋼胚，而必須加以調整。相反的，若歷史連鑄鋼胚中所包含的的析出物總量少於析出物總量臨界值，則表示此歷史連鑄鋼胚中並不會產生表面橫向裂縫，亦即表示鑄造此歷史連鑄鋼胚之歷史鋼液的組成成分的含量係適用於鑄造連鑄鋼胚。

方法100繼續進行至步驟108。在步驟108中，提供一鋼液，其中此鋼液的組成成分的含量係落在上述步驟102之特定成分規格的範圍中。其中，上述之提供一鋼液步驟可例如為煉鋼生產製程中將製鋼原料融煉成液態的中間製程。

接著進行步驟110，以定量分析步驟108中的鋼液，藉以獲得此鋼液之組成成分的含量。由於定量分析鋼液之組成成分含量的方法已為此技術領域者所熟知，故在本說明書中並未做詳細之說明。

在完成步驟110後，接著進行步驟112，以上述步驟108所提供之鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，計算由此鋼液鑄造之連鑄鋼胚中之析出物的含量，其中連鑄鋼胚包含至少二析出物，且此二析出物係相同於上述毎個歷史連鑄鋼胚所包含之至少二析出物。此外，並將連鑄鋼胚中之至少二析出物之含量相加，藉此獲得對應於此連鑄鋼胚之第二析出物總量。

方法100繼續進行至步驟114，以比較連鑄鋼胚之該第二析出物總量是否小於該上述步驟106所歸納出之析出物總量臨界值，並獲得檢驗結果。

最後，方法100進行步驟116，當步驟114中之檢驗結果為是時，即預測上述連鑄鋼胚應不具有表面橫向裂縫，故針對上述連鑄鋼胚進行後處理步驟。在特定之實施例中，上述後處理步驟可包含如軋延製程等煉鋼過程中常見的製程。

此外，方法100更包含步驟118。在步驟118中，當步驟114中之檢驗結果為否時，即預測上述連鑄鋼胚應具有表面橫向裂縫，故針對上述連鑄鋼胚進行補救步驟。在特定之實施例中，上述之補救步驟可包含如檢驗、研磨及補銲等常見之措施。

請參照第3圖，其係繪示根據本發明之另一實施例之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法的流程圖。預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法300(為簡化起見，以下以「預測方法300」稱之)係類似於上述之預測方法100，其中除步驟304與步驟306之外，其餘之步驟302及步驟308至步驟318係分別對應纇似於步驟102及步驟108至步驟118，故其中相關之變化部分即不再加以重複，以下僅就差異步驟304以及步驟306進行說明。

在步驟304中，針對步驟302中的每個歷史連鑄鋼胚之試片進行拉伸試驗，以獲得對應於多個第一析出物總量的多個延展性指標，其中多個第一析出物總量係以一對一方式與多個延展性指標互相對應。

接著進行步驟306，根據上述多個延展性指標，以及與上述延展性指標對應的多個第一析出物總量，歸納出對應於上述多個延展性指標產生急劇變化的析出物總量臨界值。此外，根據實驗數據顯示，上述析出物總量臨界值係對應於步驟302中多個歷史連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之臨界狀況。進一步來說，預測方法100與預測方法300所分別獲得之析出物總量臨界值具有一致性。

在特定之實施例中，上述預測方法100及300之步驟102、108、302以及308中之特定成分規格包含如下所示以重量百分比(wt%)計的多個成分，其中此些成分為：0.07~0.17 wt%之碳(C)、1.7 wt%以下之錳(Mn)、0.02 wt%以下之磷(P)、0.01 wt%以下之硫(S)、0.2~1.0 wt%之矽(Si)、0.01~0.05 wt%之鋁(Al)、0.01~0.1 wt%之鈮(Nb)、0.01~0.1 wt%之釩(V)、0.030 wt%以下之鈦(Ti)、0.030 wt%以下之硼(B)、0.01 wt%以下之氮(N)、不可避免之不純物、以及由鐵(Fe)所組成之其他部分(殘部)。此外，在此一實施例中，上述步驟102、108、302以及308中之至少二析出物可為氮化鋁(AlN)、碳化鈮(NbC)、氮化鈦(TiN)、碳化釩(VC)及氮化硼(BN)其中任二者。

以下則以實際之實施例更具體地說明本發明，惟本發明的範圍不受此些實施例之限制。

製備高強度低合金結構用鋼

實施例

首先，提供多個歷史鋼液之組成成分的含量，其中，每個歷史鋼液之組成成分的含量係落在以下所列示之特定成分規格的範圍中。此特定成分規格包含以下以wt%計之多個成分，而此些成分為：0.07~0.17 wt%之碳、1.2~1.4 wt%之錳、0.02 wt%以下之磷、0.008 wt%以下之硫、0.2~0.4 wt%之矽、0.01~0.05 wt%之鋁、0.01~0.03 wt%之鈮、0.008 wt%以下之氮、不可避免之不純物、以及由鐵所組成之其他部分。

接著，根據上述多個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，計算由此些歷史鋼液鑄造之多個歷史連鑄鋼胚中毎個所包含之析出物之含量，並將析出物之含量相加，藉此獲得對應於此些歷史連鑄鋼胚的多個第一析出物總量。其中，歷史連鑄鋼胚所包含之析出物為氮化鋁及碳化鈮，故上述第一析出物總量即等於氮化鋁及碳化鈮析出量之總和。

檢測每個歷史連鑄鋼胚，藉此獲得多個歷史連鑄鋼胚對應於上述多個第一析出物總量之多個表面橫向裂縫指標。將上述多個表面橫向裂縫指標分別對歷史鋼液之鋁與氮含量之乘積、鈮與碳含量之乘積、前述鋁氮含量乘積與鈮碳含量乘積之和、以及氮化鋁及碳化鈮析出量之和做圖(參見第4至7圖)。在鋁氮含量乘積與鈮碳含量乘積之和中，因考慮四個元素之原子量差異，因此將鈮碳含量乘積乘以一修正係數r之後，再與鋁氮含量乘積相加，其中修正係數r稱為乘積當量，其計算方式如下：

修正係數r=(鋁原子量×氮原子量)/(鈮原子量×碳原子量)=(27×14)/(93×12)=0.339

此外，氮化鋁及碳化鈮析出量之和係以原子百分比(at%)為單位。

接著，針對上述每個歷史連鑄鋼胚之試片，於750~1200℃進行拉伸試驗，藉此獲得對應於上述多個第一析出物總量的多個延展性指標。此外，將上述多個延展性指標對氮化鋁及碳化鈮析出量之和做圖(參見第8圖)。另外，在第8圖中，可利用如最小平方法(Least Square)之曲線擬合(Curve Fitting)方法求得虛線L，藉由虛線L來表示延展性指標隨著氮化鋁及碳化鈮析出量之和變化之趨勢。

根據第7圖所示之內容，可歸納出對應於上述多個歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫之析出物總量臨界值0.04 at%，亦即氮化鋁及碳化鈮之析出量總和若小於0.04 at%，則歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫。

然而，根據第4至6圖可知，無論使用鋁氮含量乘積、鈮碳含量乘積、或鋁氮含量乘積與鈮碳含量乘積之和，皆無法明確歸納出表面橫向裂縫指標之變化趨勢。當第4至6圖中之橫軸位在高乘積值之區域時，表面橫向裂縫指標分布範圍介於0~100%，亦即表示在相同乘積值下，部分批次之產品並無表面橫向裂縫，但另一批次之產品幾乎全數產生表面橫向裂縫，故表示組成元素之乘積無法有效預測產品發生表面橫向裂縫的機率。反觀第7圖中氮化鋁及碳化鈮析出量之和與表面橫向裂縫指標之間的關係，數據分布相對較為收斂，可以明確界定出表面橫向裂縫發生與否的臨界值0.04 at%，故可更準確地預測產品是否發生表面橫向裂縫。

再者，根據第8圖所示之內容可知，當虛線L所對應之氮化鋁及碳化鈮析出量之和超過0.04 at%(亦即點A所對應之氮化鋁及碳化鈮析出量之和)時，歷史連鑄鋼胚試片之延展性指標產生急劇變化(下降)，此即表示歷史連鑄鋼胚試片之延展性迅速下降。而對照第7圖所示之內容可知，在氮化鋁及碳化鈮析出量之和超過0.04 at%之後，歷史連鑄鋼胚之表面橫向裂縫指標開始升高(歷史連鑄鋼胚開始產生表面橫向裂縫)，此即表示當歷史連鑄鋼胚之延展性指標越低時，對應之表面橫向裂縫指標就越高，此即驗證上述預測方法100與預測方法300分別獲得之析出物總量臨界值具有一致性的說法。此外，根據以上所述可知，點A可用以表示上述歷史連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之臨界狀況(參見以上與步驟306相關之說明)。

根據以上第7圖與第8圖之比較說明可知，可透過實驗室分析即可評估出鋼種成分與表面橫向裂縫指標之關係，而不需透過大量生產試驗之品質評估結果來建立生產流程管制標準，可大量節省試誤過程之成本。

此外，根據第7圖可知，在實際生產管理上，熟悉此技藝者可自行調整水平軸上氮化鋁及碳化鈮析出量之總和的管制值，而不以第7圖中所示之析出物總量臨界值0.04 at%為限。

上述預測方法100及300可實作為一電腦程式產品，並儲存於一電腦可讀取記錄媒體中，當電腦載入此電腦程式產品並執行後，可完成預測方法100及300。其中，上述電腦可讀取記錄媒體可為唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能之電腦可讀取紀錄媒體。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

為了能夠對本發明之觀點有較佳之理解，請參照上述之詳細說明並配合相應之圖式。要強調的是，根據工業之標準常規，附圖中之各種特徵並未依比例繪示。事實上，為清楚說明上述實施例，可任意地放大或縮小各種特徵之尺寸。相關圖式內容說明如下。

第1圖係繪示根據本發明之一實施例之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法的流程圖。

第2A至2C圖係分別繪示在[M]+[C]=MC之析出反應式中，不同析出階段之MC析出量與[M]/[C]比值的關係。

第3圖係繪示根據本發明之另一實施例之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法的流程圖。

第4至7圖係分別繪示根據本發明之一實施例之表面橫向裂縫指標對歷史鋼液之鋁與氮含量之乘積、鈮與碳含量之乘積、前述鋁氮含量乘積與鈮碳含量乘積之和、以及氮化鋁及碳化鈮析出量之和的關係。

第8圖係繪示第4至7圖之實施例之延展性指標對歷史鋼液之氮化鋁及碳化鈮析出量之和的關係。

100．．．預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法

102．．．計算多個歷史連鑄鋼胚中之多個第一析出物總量

104．．．獲得多個表面橫向裂縫指標

106．．．歸納出對應於多個歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫的析出物總量臨界值

108．．．提供鋼液

110．．．定量分析此鋼液之組成成分的含量

112．．．計算連鑄鋼胚中之第二析出物總量

114．．．比較第二析出物總量是否小於析出物總量臨界值，並獲得檢驗結果

116．．．對連鑄鋼胚進行後處理步驟

118．．．對連鑄鋼胚進行補救步驟

300．．．預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法

302．．．計算多個歷史連鑄鋼胚中之多個第一析出物總量

304．．．針對每個歷史連鑄鋼胚之試片進行拉伸試驗，藉此獲得對應於多個第一析出物總量的多個延展性指標

306．．．根據多個延展性指標及其對應的多個第一析出物總量，歸納出對應於多個延展性指標產生急劇變化的析出物總量臨界值，此臨界值對應於歷史連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之臨界狀況

308．．．提供鋼液

310．．．定量分析此鋼液之組成成分的含量

312．．．計算連鑄鋼胚中之第二析出物總量

314．．．比較第二析出物總量是否小於析出物總量臨界值，並獲得檢驗結果

316．．．對連鑄鋼胚進行後處理步驟

318．．．對連鑄鋼胚進行補救步驟

A．．．點

[C]．．．固溶度

[C]₀ ．．．起始固溶度

L．．．虛線

[M]．．．固溶度

[M]₀ ．．．起始固溶度

100．．．預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法

102．．．計算多個歷史連鑄鋼胚中之多個第一析出物總量

104．．．獲得多個表面橫向裂縫指標

106．．．歸納出對應於多個歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫的析出物總量臨界值

108．．．提供鋼液

110．．．定量分析此鋼液之組成成分的含量

112．．．計算連鑄鋼胚中之第二析出物總量

114．．．比較第二析出物總量是否小於析出物總量臨界值，並獲得檢驗結果

116．．．對連鑄鋼胚進行後處理步驟

118．．．對連鑄鋼胚進行補救步驟

Claims (10)

1. 一種預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，包含：根據複數個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，來計算出由該些歷史鋼液所鑄造之複數個歷史連鑄鋼胚中每一者所包含之至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該些歷史連鑄鋼胚之複數個第一析出物總量，其中每一該些歷史鋼液之組成成分的含量係落在一特定成分規格之範圍中；檢測每一該些歷史連鑄鋼胚，以獲得該些歷史連鑄鋼胚對應於該些第一析出物總量之複數個表面橫向裂縫指標；根據該些表面橫向裂縫指標及對應之該些第一析出物總量歸納出對應於該些歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫之一析出物總量臨界值；提供一鋼液，其中該鋼液之組成成分的含量係落在該特定成分規格之範圍中；定量分析該鋼液，藉以獲得該鋼液之組成成分的含量；以該鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理計算出由該鋼液所鑄造之一連鑄鋼胚所包含之該至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該連鑄鋼胚之一第二析出物總量；比較該第二析出物總量是否小於該析出物總量臨界值，並獲得一檢驗結果；以及當該檢驗結果為是時，預測該連鑄鋼胚不具有表面橫 向裂縫，且針對該連鑄鋼胚進行一後處理步驟。
2. 如請求項1所述之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，其中當該檢驗結果為否時，預測該連鑄鋼胚具有表面橫向裂縫，且針對該連鑄鋼胚進行一補救步驟，其中該補救步驟包含選自於由檢驗、研磨及補銲所組成之一群組。
3. 如請求項1所述之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，其中該特定成分規格包含以下以重量百分比(wt%)計之複數個成分，其中該些成分為：0.07~0.17wt%之碳、1.7wt%以下之錳、0.02wt%以下之磷、0.01wt%以下之硫、0.2~1.0wt%之矽、0.01~0.05wt%之鋁、0.01~0.1wt%之鈮、0.01~0.1wt%之釩、0.030wt%以下之鈦、0.030wt%以下之硼、0.01wt%以下之氮、不可避免之不純物、以及由鐵所組成之殘部。
4. 如請求項3所述之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，其中該至少二析出物係選自於由氮化鋁、碳化鈮、氮化鈦、碳化釩及氮化硼所組成之一群組。
5. 一種預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，包含：根據複數個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，來計算出由該些歷史鋼液所鑄造之複數個歷史連鑄鋼 胚中每一者所包含之至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該些歷史連鑄鋼胚之複數個第一析出物總量，其中每一該些歷史鋼液之組成成分的含量係落在一特定成分規格之範圍中；針對每一該些歷史連鑄鋼胚之試片進行拉伸試驗，以獲得對應於該些第一析出物總量之複數個延展性指標；根據該些延展性指標及對應之該些第一析出物總量歸納出對應於該些延展性指標產生急劇變化之一析出物總量臨界值，其中該析出物總量臨界值係對應於該些歷史連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之臨界狀況；提供一鋼液，其中該鋼液之組成成分的含量係落在該特定成分規格之範圍中；定量分析該鋼液，藉以獲得該鋼液之組成成分的含量；以該鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理計算出由該鋼液所鑄造之一連鑄鋼胚所包含之該至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該連鑄鋼胚之一第二析出物總量；比較該第二析出物總量是否小於該析出物總量臨界值，並獲得一檢驗結果；以及當該檢驗結果為是時，預測該連鑄鋼胚不具有表面橫向裂縫，且針對該連鑄鋼胚進行一後處理步驟。
6. 如請求項5所述之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，其中當該檢驗結果為否時，預測該連鑄鋼胚具有表面橫向裂縫，且針對該連鑄鋼胚進行一補救步驟， 其中該補救步驟包含選自於由檢驗、研磨及補銲所組成之一群組。
7. 如請求項5所述之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，其中該特定成分規格包含以下以重量百分比(wt%)計之複數個成分，其中該些成分為：0.07~0.17wt%之碳、1.7wt%以下之錳、0.02wt%以下之磷、0.01wt%以下之硫、0.2~1.0wt%之矽、0.01~0.05wt%之鋁、0.01~0.1wt%之鈮、0.01~0.1wt%之釩、0.030wt%以下之鈦、0.030wt%以下之硼、0.01wt%以下之氮、不可避免之不純物、以及由鐵所組成之殘部。
8. 如請求項7所述之預測連鑄鋼胚是否具有表面橫向裂縫的方法，其中該至少二析出物係選自於由氮化鋁、碳化鈮、氮化鈦、碳化釩及氮化硼所組成之一群組。
9. 一種用於預測連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之電腦程式產品，當電腦載入此電腦程式產品並執行後，可進行下列步驟：根據複數個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，來計算出由該些歷史鋼液所鑄造之複數個歷史連鑄鋼胚中每一者所包含之至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該些歷史連鑄鋼胚之複數個第一析出物總量，其中每一該些歷史鋼液之組成成分的含量係落在一特定成分規格之範圍中； 獲得該些歷史連鑄鋼胚對應於該些第一析出物總量之複數個表面橫向裂縫指標；根據該些表面橫向裂縫指標及對應之該些第一析出物總量歸納出對應於該些歷史連鑄鋼胚不會產生表面橫向裂縫之一析出物總量臨界值；獲得一鋼液之組成成分的含量，其中該鋼液之組成成分的含量係落在該特定成分規格之範圍中；以該鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理計算出由該鋼液所鑄造之一連鑄鋼胚所包含之該至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該連鑄鋼胚之一第二析出物總量；比較該第二析出物總量是否小於該析出物總量臨界值，並獲得一檢驗結果；以及當該檢驗結果為是時，判斷該連鑄鋼胚不具有表面橫向裂。
10. 一種用於預測連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之電腦程式產品，當電腦載入此電腦程式產品並執行後，可進行下列步驟：根據複數個歷史鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理，來計算出由該些歷史鋼液所鑄造之複數個歷史連鑄鋼胚中每一者所包含之至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該些歷史連鑄鋼胚之複數個第一析出物總量，其中每一該些歷史鋼液之組成成分的含量係落在一特定成分規格之範圍中； 獲得對應於該些第一析出物總量之複數個延展性指標，其中該些延展性指標係藉由針對每一該些歷史連鑄鋼胚之試片進行拉伸試驗而得；根據該些延展性指標及對應之該些第一析出物總量歸納出對應於該些延展性指標產生急劇變化之一析出物總量臨界值，其中該析出物總量臨界值係對應於該些歷史連鑄鋼胚是否產生表面橫向裂縫之臨界狀況；獲得一鋼液之組成成分的含量，其中該鋼液之組成成分的含量係落在該特定成分規格之範圍中；以該鋼液之組成成分的含量以及熱力學原理計算出由該鋼液所鑄造之一連鑄鋼胚所包含之該至少二析出物之含量，並將該至少二析出物之含量相加以獲得對應於該連鑄鋼胚之一第二析出物總量；比較該第二析出物總量是否小於該析出物總量臨界值，並獲得一檢驗結果；以及當該檢驗結果為是時，判斷該連鑄鋼胚不具有表面橫向裂縫。