工艺参数对电渣重熔空心钢锭凝固过程影响的数值模拟

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.

核电用大型钢锭电渣重熔工艺模拟及生产应用

论证了应用于核电主管道和12%Cr转子钢用百吨级巨型电渣钢锭重熔过程数学模型,形成电渣重熔工艺过程三维数值模拟计算程序ESR3D。模拟了电渣重熔全过程,包括电极熔化,金属熔滴自由下落,金属熔池的形成,金属熔池和渣池的上升、移动,三组电极分别更换,在线安装上结晶器,钢锭在水冷结晶器中凝固等。模拟并优化的电渣重熔工艺应用于生产80～120 t大型电渣钢锭,其质量满足核电和超超临界火电机组技术要求。

大型板坯电渣重熔过程的脱氧热力学模型

以12Cr2Mo1R钢所用渣系为研究对象,选择Al作为脱氧剂,建立脱氧热力学模型.在不同的Al添加量条件下对12Cr2Mo1R钢熔渣-金属界面处各物质的平衡质量分数进行计算,分析各物质平衡质量分数随Al添加量的变化规律,为在给定Al添加量条件下进行终点成分预报,以及根据钢种成分要求选择Al添加量范围提供理论依据.结果表明,随Al添加量的增加,Si,Mn,Al,Al2O3的平衡质量分数呈上升趋势;SiO2,MnO,FeO的平衡质量分数呈下降趋势.若仅从Si,Mn,Al成分合格的角度考虑,Al的添加量占吨钢的百分比不能超过0.2%.

InconelX-750合金大型电渣锭重熔过程的模拟

利用MeltFlow模拟软件对大型InconelX-750合金电渣锭铸态组织的一次、二次枝晶间距进行模拟计算,并对实际生产的电渣锭取样进行显微组织观察。模拟计算结果表明:不同合金元素对冷却速率和局部凝固时间的变化敏感程度不同,但是在整个电渣锭范围内分布均匀,无明显宏观偏析;由电渣锭头部向尾部、中心位置到边缘,一次、二次枝晶间距逐渐减小,在相同位置,电渣锭头部的枝晶间距大于尾部。实验结果表明:电渣锭由中心位置到边缘,随着凝固过程中过冷度的增加,枝晶组织尺寸和枝晶端部曲率半径逐渐减小,且中心位置的一次枝晶间距大约是边缘位置的1.9~2.4倍,中心位置二次枝晶间距大约是边缘位置的1.4~1.6倍。相同位置,电渣锭头部的枝晶组织尺寸和枝晶间距大于尾部;电渣锭头部试样枝晶间析出大量针状相,而尾部仅有少量的块状相弥散析出;枝晶间距模拟计算结果和实验测量结果基本一致,可以利用该模拟软件对电渣锭凝固之后的枝晶间距进行预测。

第二代电渣冶金技术与重大装备制造

2010年是我国电渣重熔技术工业化50周年.论述了电渣冶金技术的分类,发展历史的"分期",第二代电渣冶金技术特征.超大型电渣重熔锭及第二代液态金属浇注大型电渣锭与核电等重大装备制造业发展的关系.指出:中国在电渣重熔锭大型化发展方面,一直处于世界电渣强国地位.随着我国重大装备制造技术的迅速发展,特别是我国核电工业的迅速发展,大型锭电渣冶金技术将不断完善与发展,反过来它又必将促进我国在核电技术方面迅速赶上国际先进水平.

6万t/a热镀锌合金大型铸锭生产线开发

介绍了热镀锌合金大型铸锭生产的国内外情况、工艺流程布局、主要设备、生产控制,给出了项目的优势。

电渣重熔技术在高品质钢锭生产中的应用

介绍了电渣炉的技术特性,通过对电渣重熔技术在高品质钢锭生产中的应用分析,阐明电渣重熔技术存在的问题及其发展趋势。结果表明,电渣重熔技术将在中、大型锻件用高品质钢锭及超级合金领域处于优势地位。

第二代大型锭电渣冶金技术的发展

论述了第二代大型锭电渣重熔与液态金属电渣浇注技术的特征。提出了发展第二代大型锭电渣冶金技术的几个研究重点。指出:当前发展第二代大型锭的电渣冶金技术对推动中国大型锭锻件的自主化和核电产业的发展具有重要意义。在进一步发展大型锭电渣重熔技术的同时,要特别重视第二代液态金属电渣浇注大型电渣锭技术的开发。