上海大学先进凝固技术中心(简称CAST)团队利用连铸坯枝晶生长热模拟技术研究了不同连铸节点MnS的析出长大规律，研究成果以 “Thermal simulation of MnS evolution in solidification of a low-carbon alloy steel bloom”为题发表在冶金领域经典学术期刊《Steel research international》。该论文第一作者为袁华志博士研究生，通讯作者为翟启杰教授和仲红刚副研究员。

MnS是含硫低合金钢中常见的夹杂物，其尺寸和形貌对钢材的力学性能和加工性能具有显著影响。然而，传统研究方法通常只能获取铸态的MnS特征数据，难以捕捉其在连铸过程中的动态演化规律。为此，CAST团队创新性地利用自主研发的连铸坯枝晶生长热模拟装置，通过原位液淬功能在不同连铸工艺节点进行淬火，系统研究了MnS的析出与生长行为。该方法高度还原了连铸凝固过程，为研究MnS的动态演化提供了可靠的技术手段。

研究团队进一步结合理论计算与离散凝固单元模型，建立了考虑溶质再分布和冷却速率影响的MnS析出与生长预测模型。理论分析与实验结果表明，硫偏析是MnS析出与生长的主导控制因素，且模型计算结果与实验结果及实际样品数据吻合。通过提高连铸二冷区冷却强度或优化铸坯均质化工艺，可有效抑制MnS的生长速度，减少II型MnS的形成。

连铸热模拟研究方法及不同连铸工艺凝固节点处固液界面形貌、MnS尺寸数据

不同凝固速率下MnS的尺寸

该研究不仅深化了对连铸凝固过程中夹杂物演化机制的理解，还为优化连铸工艺参数、提高钢材质量提供了重要的理论和数据支持。

研究得到了国家自然科学基金和龙门实验室重大科技专项的资助。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/srin.202400812