VAR电磁搅拌工艺对熔体流动影响的模拟研究

真空自耗电弧熔炼中熔体的流动行为影响铸锭的凝固特性。熔体运动直接观测困难,因此通过模拟揭示熔体的流动行为非常关键。采用自主开发的三维模拟模型,研究了不同搅拌工艺参数下,熔炼过程中熔体的流动行为及熔池形貌。研究表明,随着搅拌电流从0.01 A逐步增加到25 A(搅拌周期为8 s),熔体旋转速度从0.000 1 m/s近似线性增加到0.212 m/s,熔池逐渐宽化(由V形变成U形),熔池最大深度和熔池体积均存在一个明显的先下降后上升的过程。而随着搅拌周期从1 s逐步增加到24 s(搅拌电流为5 A),熔体旋转速度从0.012 5 m/s快速增加到一个较大值(16 s时为0.081 8 m/s)后趋于稳定,熔池逐渐宽化,熔池最大深度逐渐降低到一个最低值后趋于稳定。搅拌电流和搅拌周期均影响熔体的旋转及平面运动,但两者的影响机理存在一定的差异。