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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2017

13.10.2017

Mechanism of Macrosegregation Formation in Continuous Casting Slab: A Numerical Simulation Study

verfasst von: Dongbin Jiang, Weiling Wang, Sen Luo, Cheng Ji, Miaoyong Zhu

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2017

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Abstract

Solidified shell bulging is supposed to be the main reason for slab center segregation, while the influence of thermal shrinkage rarely has been considered. In this article, a thermal shrinkage model coupled with the multiphase solidification model is developed to investigate the effect of the thermal shrinkage, solidification shrinkage, grain sedimentation, and thermal flow on solute transport in the continuous casting slab. In this model, the initial equiaxed grains contract freely with the temperature decrease, while the coherent equiaxed grains and columnar phase move directionally toward the slab surface. The results demonstrate that the center positive segregation accompanied by negative segregation in the periphery zone is mainly caused by thermal shrinkage. During the solidification process, liquid phase first transports toward the slab surface to compensate for thermal shrinkage, which is similar to the case considering solidification shrinkage, and then it moves opposite to the slab center near the solidification end. It is attributed to the sharp decrease of center temperature and the intensive contract of solid phase, which cause the enriched liquid to be squeezed out. With the effect of grain sedimentation and thermal flow, the negative segregation at the external arc side (zone A1) and the positive segregation near the columnar-to-equiaxed transition at the inner arc side (position B1) come into being. Besides, it is found that the grain sedimentation and thermal flow only influence solute transport before equiaxed grains impinge with each other, while the solidification and thermal shrinkage still affect solute redistribution in the later stage.

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Metadaten
Titel
Mechanism of Macrosegregation Formation in Continuous Casting Slab: A Numerical Simulation Study
verfasst von
Dongbin Jiang
Weiling Wang
Sen Luo
Cheng Ji
Miaoyong Zhu
Publikationsdatum
13.10.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2017
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-017-1104-8

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