Skip to main content
Erschienen in: Journal of Iron and Steel Research International 4/2021

08.10.2020 | Original Paper

Numerical simulation of macrosegregation in continuously cast gear steel 20CrMnTi with final electromagnetic stirring

verfasst von: Sheng-kui Yin, Sen Luo, Wen-jie Zhang, Wei-ling Wang, Miao-yong Zhu

Erschienen in: Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 4/2021

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

A 3D/2D hybrid multi-physical-field mathematical model, which takes into consideration the thermosolutal buoyance, was developed to predict the macrosegregation of gear steel 20CrMnTi continuously cast by a curved billet caster with size of 160 mm × 160 mm, and investigated the effect of final electromagnetic stirring (F-EMS) on the fluid flow, heat transfer and solute distribution in the liquid core of continuously cast steel. The results show that the application of F-EMS eliminates the effect of thermosolutal buoyancy on the asymmetric distribution of carbon concentration in the cross section of billet and accelerates the final solidification of resident molten steel in the liquid core of strand, but promotes the negative carbon segregation near the billet center. When the gear steel 20CrMnTi is cast at the temperature of 1803 K and speed of 1.7 m/min, the solidification end advances forward from 9.84 to 9.72 m, and center carbon segregation ratio of billet decreases from 1.24 to 1.17 with the increase in current density of F-EMS from 0 to 350 A.
Literatur
[3]
Zurück zum Zitat A. Ludwig, M. Wu, A. Kharicha, Metall. Mater. Trans. A 46 (2015) 4854–4867.CrossRef A. Ludwig, M. Wu, A. Kharicha, Metall. Mater. Trans. A 46 (2015) 4854–4867.CrossRef
[4]
Zurück zum Zitat M.C. Flemings, G.E. Nereo, Trans. Met. Soc. AIME 239 (1967) 1449–1461. M.C. Flemings, G.E. Nereo, Trans. Met. Soc. AIME 239 (1967) 1449–1461.
[5]
Zurück zum Zitat M.C. Flemings, R. Mehrabian, G.E. Nereo, Trans. Met. Soc. AIME 242 (1968) 41–49. M.C. Flemings, R. Mehrabian, G.E. Nereo, Trans. Met. Soc. AIME 242 (1968) 41–49.
[6]
Zurück zum Zitat M.C. Flemings, G.E. Nereo, Trans. Met. Soc. AIME 242 (1968) 50–55. M.C. Flemings, G.E. Nereo, Trans. Met. Soc. AIME 242 (1968) 50–55.
[7]
Zurück zum Zitat V. Ludlow, A. Normanton, A. Anderson, M. Thiele, J. Ciriza, J. Laraudogoitia, W. van der Knoop, Ironmak. Steelmak. 32 (2005) 68–74.CrossRef V. Ludlow, A. Normanton, A. Anderson, M. Thiele, J. Ciriza, J. Laraudogoitia, W. van der Knoop, Ironmak. Steelmak. 32 (2005) 68–74.CrossRef
[8]
Zurück zum Zitat K. Ayata, H. Mori, K. Taniguchi, H. Matsuda, ISIJ Int. 35 (1995) 680–685.CrossRef K. Ayata, H. Mori, K. Taniguchi, H. Matsuda, ISIJ Int. 35 (1995) 680–685.CrossRef
[9]
Zurück zum Zitat P. Sivesson, C.M. Raihle, J. Konttinen, Mater. Sci. Eng. A 173 (1993) 299–304.CrossRef P. Sivesson, C.M. Raihle, J. Konttinen, Mater. Sci. Eng. A 173 (1993) 299–304.CrossRef
[10]
Zurück zum Zitat P. Sivesson, G. Hällén, B. Widell, Ironmak. Steelmak. 25 (1998) 239–246. P. Sivesson, G. Hällén, B. Widell, Ironmak. Steelmak. 25 (1998) 239–246.
[11]
Zurück zum Zitat C.H. Yim, J.K. Park, B.D. You, S.M. Yang, ISIJ Int. 36 (1996) S231-S234.CrossRef C.H. Yim, J.K. Park, B.D. You, S.M. Yang, ISIJ Int. 36 (1996) S231-S234.CrossRef
[12]
Zurück zum Zitat S. Luo, M.Y. Zhu, C. Ji, Y. Chen, Ironmak. Steelmak. 37 (2010) 140–146.CrossRef S. Luo, M.Y. Zhu, C. Ji, Y. Chen, Ironmak. Steelmak. 37 (2010) 140–146.CrossRef
[13]
Zurück zum Zitat S. Luo, M. Zhu. C. Ji, Ironmak. Steelmak. 41 (2014) 233–240. S. Luo, M. Zhu. C. Ji, Ironmak. Steelmak. 41 (2014) 233–240.
[14]
Zurück zum Zitat D.B. Jiang, W.L. Wang, S. Luo, C. Ji, M.Y. Zhu, Int. J. Heat Mass Transfer 122 (2018) 315–323.CrossRef D.B. Jiang, W.L. Wang, S. Luo, C. Ji, M.Y. Zhu, Int. J. Heat Mass Transfer 122 (2018) 315–323.CrossRef
[15]
Zurück zum Zitat R. Guan, C. Ji, C.H. Wu, M.Y. Zhu, Int. J. Heat Mass Transfer 141 (2019) 503–516.CrossRef R. Guan, C. Ji, C.H. Wu, M.Y. Zhu, Int. J. Heat Mass Transfer 141 (2019) 503–516.CrossRef
[16]
Zurück zum Zitat K. Ayata, T. Mori, T. Fujimoto, T. Ohnishi, I. Wakasugi, Trans. ISIJ 24 (1984) 931–939.CrossRef K. Ayata, T. Mori, T. Fujimoto, T. Ohnishi, I. Wakasugi, Trans. ISIJ 24 (1984) 931–939.CrossRef
[17]
Zurück zum Zitat S. Luo, F.Y. Piao, D.B. Jiang, W.W. Wang, M.Y. Zhu, J. Iron Steel Res. Int 21 (2014) 51–55.CrossRef S. Luo, F.Y. Piao, D.B. Jiang, W.W. Wang, M.Y. Zhu, J. Iron Steel Res. Int 21 (2014) 51–55.CrossRef
[18]
Zurück zum Zitat H.B. Sun, L.J. Li, J.H. Wang, X.W. Cheng, F. Zhou, Ironmak. Steelmak. 45 (2018) 708–713.CrossRef H.B. Sun, L.J. Li, J.H. Wang, X.W. Cheng, F. Zhou, Ironmak. Steelmak. 45 (2018) 708–713.CrossRef
[19]
Zurück zum Zitat H. Mizukami, M. Komatsu, T. Kitagawa, K. Kawakami, Trans. ISIJ 24 (1984) 923–930.CrossRef H. Mizukami, M. Komatsu, T. Kitagawa, K. Kawakami, Trans. ISIJ 24 (1984) 923–930.CrossRef
[20]
Zurück zum Zitat K.I. Suzuki, Y. Shinsho, K. Murata, K. Nakanishi, M. Kodama, Trans. ISIJ 24 (1984) 940–949.CrossRef K.I. Suzuki, Y. Shinsho, K. Murata, K. Nakanishi, M. Kodama, Trans. ISIJ 24 (1984) 940–949.CrossRef
[22]
Zurück zum Zitat J.C. Li, B.F. Wang, Y.L. Ma, J.Z. Cui, Mater. Sci. Eng. A 425 (2006) 201–204.CrossRef J.C. Li, B.F. Wang, Y.L. Ma, J.Z. Cui, Mater. Sci. Eng. A 425 (2006) 201–204.CrossRef
[23]
Zurück zum Zitat W.D. Du, K. Wang, C.J. Song, H.G. Li, M.W. Jiang, Q.J. Zhai, P. Zhao, Ironmak. Steelmak. 35 (2008) 153–156.CrossRef W.D. Du, K. Wang, C.J. Song, H.G. Li, M.W. Jiang, Q.J. Zhai, P. Zhao, Ironmak. Steelmak. 35 (2008) 153–156.CrossRef
[24]
Zurück zum Zitat Y. Wan, M.H. Li, L.J. Chen, Y.C. Wu, J. Li, H.B. Pan, W. Zhong, Metals 9 (2019) 665.CrossRef Y. Wan, M.H. Li, L.J. Chen, Y.C. Wu, J. Li, H.B. Pan, W. Zhong, Metals 9 (2019) 665.CrossRef
[25]
[26]
Zurück zum Zitat Q.P. Dong, J.M. Zhang, Q. Liu, Y.B. Yin, Steel Res. Int. 88 (2017) 1700067.CrossRef Q.P. Dong, J.M. Zhang, Q. Liu, Y.B. Yin, Steel Res. Int. 88 (2017) 1700067.CrossRef
[27]
Zurück zum Zitat W.X. Jiang, M.J. Long, T. Liu, D.F. Chen, H.B. Chen, J.S. Cao, H.L. Fan, S. Yu, H.M. Duan, JOM 70 (2018) 2059–2064.CrossRef W.X. Jiang, M.J. Long, T. Liu, D.F. Chen, H.B. Chen, J.S. Cao, H.L. Fan, S. Yu, H.M. Duan, JOM 70 (2018) 2059–2064.CrossRef
[28]
[29]
Zurück zum Zitat H. Sun, L. Li, X. Cheng, W. Qiu, Z. Liu, L. Zeng, Ironmak. Steelmak. 42 (2015) 439–449.CrossRef H. Sun, L. Li, X. Cheng, W. Qiu, Z. Liu, L. Zeng, Ironmak. Steelmak. 42 (2015) 439–449.CrossRef
[30]
Zurück zum Zitat H. Sun, L. Li, D. Ye, X. Wu, Metall. Mater. Trans. B 49 (2018) 1909–1918.CrossRef H. Sun, L. Li, D. Ye, X. Wu, Metall. Mater. Trans. B 49 (2018) 1909–1918.CrossRef
[31]
[32]
[33]
Zurück zum Zitat Y.M. Won, B.G. Thomas, Metall. Mater. Trans. A 32 (2001) 1755–1767.CrossRef Y.M. Won, B.G. Thomas, Metall. Mater. Trans. A 32 (2001) 1755–1767.CrossRef
[34]
Zurück zum Zitat B.E. Launder, D.B. Spalding, Comput. Method. Appl. M 3 (1974) 269–289.CrossRef B.E. Launder, D.B. Spalding, Comput. Method. Appl. M 3 (1974) 269–289.CrossRef
[35]
[36]
Zurück zum Zitat W.J. Zhang, S. Luo, Y. Chen, W.L. Wang, M.Y. Zhu, Metals 9 (2019) 66.CrossRef W.J. Zhang, S. Luo, Y. Chen, W.L. Wang, M.Y. Zhu, Metals 9 (2019) 66.CrossRef
Metadaten
Titel
Numerical simulation of macrosegregation in continuously cast gear steel 20CrMnTi with final electromagnetic stirring
verfasst von
Sheng-kui Yin
Sen Luo
Wen-jie Zhang
Wei-ling Wang
Miao-yong Zhu
Publikationsdatum
08.10.2020
Verlag
Springer Singapore
Erschienen in
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 4/2021
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988
DOI
https://doi.org/10.1007/s42243-020-00490-1

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2021

Journal of Iron and Steel Research International 4/2021 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.