連続鋳造スラブの炭素偏析は、凝固過程における固液二相間の炭素分配の不均一性に起因する。先に凝固した固相（結晶）は炭素含有量が低く、過剰な炭素が固液界面の前方の液相に富集し、局所的な高炭素領域を形成する。この欠陥は熱間圧延から製品の使用工程全体にわたり存在し、材料の加工性能を著しく悪化させ、帯状組織や熱処理欠陥を引き起こし、最終製品の機械的性能と使用寿命を大幅に低下させる。本研究では、低炭素合金鋼（20CrMo、3130）、中炭素合金鋼（4142、45）、高炭素合金鋼（GCr15）について、異なる連続鋳造工程パラメータ（過熱度、引抜速度、結晶器電磁撹拌）の炭素偏析挙動を体系的に検討した。代表的な鋼種の最適工程ウィンドウを明確にし、170 mm×170 mm規格の連続鋳造スラブに対し、低炭素鋼20CrMoについては過熱度20～25 ℃、引抜速度≤1.60 m/min、M-EMS電流195～205 Aを推奨し、中炭素鋼4142SRは過熱度20～28 ℃、引抜速度1.58～1.62 m/min、M-EMS電流200～208 Aを、高炭素鋼GCr15は過熱度18～25 ℃、引抜速度≤1.16 m/min、M-EMS電流195～202 Aを推奨した。主な結果は以下のとおりである。1）炭素含有量の影響：鋼種の炭素含有量が増加するにつれて、スラブ中心から半径1/2領域における負の偏析率が45％から28％に低下し、内弧/外弧の負の偏析比が1.5から1.24に減少した。2）過熱度の影響：引抜速度および電磁撹拌強度が一定の場合、中間包鋼の過熱度が20～30 ℃の範囲で最適（最小）の炭素偏析指数が得られる。3）電磁撹拌の影響：特定の磁場強度範囲において、結晶器の電磁撹拌を強化すると炭素偏析指数の変動範囲を効果的に低減できる。4）引抜速度の影響：引抜速度の上昇はスラブの炭素偏析指数を著しく増加させる。本研究は重要な連続鋳造工程パラメータが異なる炭素含有量の合金鋼における炭素偏析に及ぼす影響を定量的に明らかにし、過熱度、電磁撹拌強度、引抜速度等の工程パラメータの最適化による炭素偏析の効果的な制御に関する直接的な基礎資料を提供し、特に鋼種の炭素含有量に応じた個別の工程最適化の必要性を強調する。

炭素偏析;電磁攪拌;連続鋳造引抜速度;過熱度