工艺参数对电渣重熔空心钢锭凝固过程影响的数值模拟.pdf

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1、第l4卷第2期材料与冶金学报Vo1．14No．22015年6月JournalofMaterialsandMetallurgyJune2015doi：10．14186／j．cnki．1671—6620．2015．02．006工艺参数对电渣重熔空心钢锭凝固过程影响的数值模拟陈旭，刘福斌，李星，景馨，姜周华(东北大学材料与冶金学院，沈阳110819)摘要：凝固过程的控制对于保证和提高钢锭的质量十分重要，电渣重熔空心钢锭过程的凝固控制主要是对电渣重熔过程中金属熔池形状和深度进行控制，尤其以熔池深度作为凝固控制的主要参数．本文基于ANSYS和CFX软件对电渣重熔空心钢锭的凝固过程进行数值模拟研究，通过

2、改变渣池深度、电极插入深度、电极布置方式来比较不同工艺参数对电渣重熔空心钢锭金属熔池形状的影响．模拟结果表明，在相同输入功率下，随着渣池深度的增加，金属熔池逐渐变浅；随电极插入深度的加深，金属熔池逐渐变深；十电极布置方式比八电极布置的金属熔池深，但渣／金界面的温度变化相对较小．关键词：电渣重熔；空心钢锭；数值模拟；工艺参数；凝固中图分类号：TF744文献标识码：A文章编号：1671-6620(2015)02-0100-07Anumericalsimulationforefectoftechnologicalparametersonhollowingotsolidificationinelec

3、troslagremeltingprocessChenXu，LiuFubin，LiXing，JingXin，JiangZhouhua(SchoolofMaterials&Metalurgy，NortheasternUnivenity，Shenyang110819，China)Abstract：Solidificationprocesscontrolisveryimportanttoguaranteeandimprovequalityoftheingot．Tocontrolthehollowingotsohdificafioninelectroslagremeltingprocess，itis

4、mainlytOcontroltheshapeanddepthofthemetalpool，especiallythedepth．Inthispaper，ANSYSandCFXsoftwareswereusedtOnumericalysimulateelectroslagremeltingofthehoHowingot，SOastocomparethemetalpoolshapeofhoUowingotinelectroslagremeltingprocesswid1thediferentprocessparametersincludingslagpoolheight．electrodeim

5、mersiondepthandelectrodearrangement．Theresultsindicatedthatthemetalpoolprofilebecomesshalowerwithincreaseoftheslagheight，whereasbecomesdeeperwithincreaseofimmersiondepthoftheelectrodes．Themetalpoolprofileisdeeperwhentenelectrodeswereusedcomparedwiththatwheneightelectrodeswerearranged，whereastheinte

6、rfacetemperaturediferenceoftheslag／metalpoolissmallerwhentenelectrodeswereused．Keywords：electroslagremelting；holowingot；numericalsimulation；technologicalparameter；solidification随着核电、石化、水电等工业的发展，对空心域中的前沿技术和研究热点之一¨．国内外早锻件的需求量越来越大，要求也越来越高．与采期研究者多在实验的基础上，建立渣池或金属熔用普通钢锭生产空心锻件相比，用空心钢锭生产池或整个重熔系统准稳态下的温度场数学模

7、型，大型空心锻件具有一系列优点，传统的空心钢锭其成果有益于指导铸锭质量控制和工艺优化，关生产过程中容易出现裂纹与偏析两种缺陷，严重于传统电渣重熔过程的数学模型前人已经做了许影响空心锻件的质量．随着电渣重熔技术的发多研究工作】．然而原有描述传统电渣重熔过展，电渣重熔空心钢锭技术的出现为高质量高性程的数学模型已经不适用于电渣重熔空心钢锭工能空心钢锭的制造开辟了一种新的途径．电渣重艺，目前关于电渣重熔空心钢锭的数学