Numerical Simulation of Flow and Solidification Behavior of Medium Mn steel in Thin Slab Mold

Tian Runyu; Song Bingjun; Peng Zhongyuan; Qiu Yarong; Kong Lingzhong; Yang Jie

doi:10.20057/j.1003-8620.2024-00123

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Numerical Simulation of Flow and Solidification Behavior of Medium Mn steel in Thin Slab Mold

Smelting and Solidification | 更新时间：2025-05-09

- Numerical Simulation of Flow and Solidification Behavior of Medium Mn steel in Thin Slab Mold
- Special Steel Vol. 46, Issue 1, Pages: 48-53(2025)
- 作者机构：
  
  1.辽宁科技大学材料与冶金学院，鞍山 114051
  2.鞍山钢铁股份有限公司炼钢总厂，鞍山 110023
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2024-00123
  CLC： TF777.7
- Received：06 May 2024，
  
  Published：30 January 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
田润雨,宋秉钧,彭中源等.薄板坯结晶器内中锰钢流动与凝固行为数值模拟[J].特殊钢,2025,46(01):48-53.

Tian Runyu,Song Bingjun,Peng Zhongyuan,et al.Numerical Simulation of Flow and Solidification Behavior of Medium Mn steel in Thin Slab Mold[J].Special Steel,2025,46(01):48-53.
田润雨,宋秉钧,彭中源等.薄板坯结晶器内中锰钢流动与凝固行为数值模拟[J].特殊钢,2025,46(01):48-53. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2024-00123.

Tian Runyu,Song Bingjun,Peng Zhongyuan,et al.Numerical Simulation of Flow and Solidification Behavior of Medium Mn steel in Thin Slab Mold[J].Special Steel,2025,46(01):48-53. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2024-00123.

摘要

采用数值模拟方法对断面尺寸为1 500 mm×90 mm的中锰钢薄板坯连铸结晶器内钢液流动与凝固特征进行了研究，分析了反应性保护渣的熔化与混合行为。研究结果表明，在拉速为5 m/min、浸入深度为300 mm的案例下，中锰钢在结晶器中下部约宽面四分之一附近的温度波动较大，因坯壳传热慢导致在结晶器出口处窄面的坯壳较薄，厚度仅为7.73 mm。对比低碳钢渣圈形状发现，中锰钢连铸过程中形成的渣圈尺寸略小，并以初始层成分为主，固态渣膜经不同阶段的反应层与初始层混合形成，结晶器上部因保护渣成分变化易导致坯壳初始凝固不均匀。

Abstract

The flow and solidification characteristics of molten steel in thin slab continuous casting mold of medium Mn steel with section of 1 500 mm×90 mm were studied by numerical simulation. The melting and mixing behavior of reactive mold slag was analyzed. The results showed that in case of casting speed of 5 m/min and immersion depth of 300 mm， the temperature of the medium Mn steel fluctuated greatly around about a quarter of the width surface of the lower layer. Due to the slow heat transfer of the shell， the solidified shell of narrow face at the mold outlet was thin and its thickness was only 7.73 mm. The slag rim formed in the continuous casting process of medium Mn steel was slightly smaller in size and mainly consisted of the initial slag layer. The solid slag film was formed by mixing the initial layer and the reaction layer at different stages. The initial solidification of the shell was easy to be uneven due to the change of the slag ingredient in the upper part of the mold.

关键词

Keywords

references

赵征志，陈伟健，高鹏飞，等 . 先进高强度汽车用钢研究进展及展望［J］. 钢铁研究学报， 2020 ， 32 （ 12 ）： 1059 - 1076 .

白韶斌，牛伟强，肖文涛，等 . 中锰钢的研究进展及未来研究展望［J］. 热加工工艺， 2022 ， 51 （ 14 ）： 1 - 9 .

Hu J ， Li X Y ， Meng Q W ， et al . Tailoring retained austenite and mechanical property improvement in Al-Si-V containing medium Mn steel via direct intercritical rolling ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2022 ， 855 ： 143904 .

汪水泽，高军恒，吴桂林，等 . 薄板坯连铸连轧技术发展现状及展望［J］. 工程科学学报， 2022 ， 44 （ 4 ）： 534 - 545 .

明章生，栗克建，曹鹏军，等 . 带钢无头连铸连轧技术发展现状［J］. 河北冶金， 2024 （ 2 ）： 1 - 8 .

朱苗勇 . 高拉速连铸过程传输行为特征及关键技术探析［J］. 钢铁， 2021 ， 56 （ 7 ）： 1 - 12 .

李中原，赵九洲，平行板型薄板坯连铸结晶器中钢液流动、凝固及溶质分布的三维耦合数值模拟［J］. 金属学报， 2006 ， 42 （ 2 ）： 211 - 217 .

王晓红，沈巧珍，朱必炼，等 . CSP连铸结晶器内三维流场与温度场的数值模拟［J］. 武汉科技大学学报（自然科学版）， 2006 ， 29 （ 4 ）： 335 - 338 .

胡　硕，王朋飞，朱立光，等 . 漏斗形薄板坯结晶器内铸坯传热分析［J］. 钢铁， 2017 ， 52 （ 2 ）： 33 - 37 .

Yang J ， Wang Y N ， Ruan X M ， et al . Effects of manganese content on solidification structures， thermal properties， and phase transformation characteristics in Fe-Mn-C steels ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2015 ， 46 （ 3 ）： 1353 - 1364 .

马晓莉，于建刚，陈翠欣，等 . 成分对高锰合金钢组织和变形特性的影响［J］. 特殊钢， 2008 ， 29 （ 4 ）： 19 - 21 .

Kim M S ， Lee S W ， Cho J W ， et al . A reaction between high Mn-high Al steel and CaO-SiO 2 -type molten mold flux： Part I. composition evolution in molten mold flux ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2013 ， 44 （ 2 ）： 299 - 308 .

Yang J ， Zhu M Y . Evolution of compositions and properties of CaO-SiO 2 based mold flux for continuous casting high Mn steel ［J］. ISIJ International ， 2016 ， 56 （ 12 ）： 2191 - 2198 .

Wu T ， He S P ， Zhu L L ， et al . Study on reaction performances and applications of mold flux for high-aluminum steel ［J］. MATERIALS TRANSACTIONS ， 2016 ， 57 （ 1 ）： 58 - 63 .

Yang J ， Wang L J ， Li Y ， et al . Modeling of flux reaction and mixing in continuous casting mold of medium Mn steel ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2022 ， 53 （ 3 ）： 1516 - 1525 .

张剑君 . 高品质钢薄板坯连铸关键技术研究［D］. 北京：钢铁研究总院， 2019 .

Yang J ， Cai Z Z ， Chen D F ， et al . Characteristics of slag infiltration in high-Mn steel castings ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2019 ， 50 （ 2 ）： 1104 - 1113 .

张晓峰 . CSP结晶器钢液流动及传热行为对薄板坯表面纵裂的影响［D］. 北京：北京科技大学， 2015 .

Views

下载量

CSCD

CNKI被引量

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Study on the Absorption of TiN by the Mold Slag of High Titanium Welding Wire Steel

Structure and Properties of Low Carbon Sheet produced by FTSR Concasting Thin Slab Continuous Rolling Process at Tangshan Iron and Steel

A Study on Hot Ductility of Q235B Steel Thin Slab

Analysis on Forming Mechanism of Inner Cross Crack in Concasting Thin Slab Produced by FTSR Process

Influence of Increasing Casting Speed of Hypoperitectic Steel Slab on Heat Transfer of Mold

Related Author

Zhang Xubin

Wang Yunbo

Jin Hebin

Wang Wei

Tang Qing

Wang Shisong

陈华辉

冯运莉

Related Institution

College of Materials Science and Engineering， Chongqing University

Steelmaking Plant， Qingdao Special Steel Co.， Ltd.

Research Institute， Qingdao Special Steel Co.， Ltd.

河北理工大学

中国矿业大学(北京校区)材料科学与工程系

⁰