固定自耗电极充填法电渣熔铸熔池形状的研究

利用大型有限元分析软件ANSYS,对固定自耗电极充填法电渣熔铸金属熔池形状进行了数值模拟与实验研究。研究发现,当铸锭尺寸为400 mm×70 mm×200 mm时,金属熔池形状在铸锭宽度纵截面呈半椭圆形,金属熔池空间形状呈倒置的驼峰形,移动自耗电极中心处的金属熔池深度最大。实验结果与模拟结果基本吻合,验证了模拟程序的准确性。根据工艺参数对熔池形状的影响,发现移动自耗电极电流与横截面积的相互匹配是固定自耗电极充填法电渣熔铸工艺设计的关键。

电极插入深度对电渣重熔过程影响的数模研究

以电渣重熔系统电极、渣池和钢锭为研究对象,利用有限元分析软件求得稳定电渣重熔过程电磁场和焦耳热场分布,并通过计算流体动力学软件模拟分析了耦合电磁场和焦耳热场的三维电渣重熔过程在不同电极插入深度下温度场、速度场和电磁场的变化.结果表明:当电极插入深度为15 mm时,渣池两侧的逆时针方向旋转涡流之间出现一个顺时针方向旋转涡流,其尺寸随着电极插入深度的增加而增加;电极插入深度每增加15 mm,湍流动能的降幅约为21%,而最大温度值的降幅约为1%.

电极填充比对电渣重熔过程影响的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS求得稳定电渣重熔过程电极、渣池和钢锭系统电磁场和焦耳热场分布，并通过计算流体力学软件FLUENT模拟分析了耦合电磁场和焦耳热场的三维电渣重熔过程电极填充比0．3—0．7对电渣重熔系统温度场、速度场和电磁场的影响。结果表明，随着电极填充比的增加，速度最大值和湍动能最大值逐渐增加，但变化速率随填充比增加而下降；填充比0．3和0．5之间的最大湍动能差值约为填充比0．5和0．7之间湍动能的2倍；温度最大值随填充比不是单调变化的。

电渣重熔过程中电磁与流动及温度场的数值模拟

以电渣重熔体系电极、渣池和钢锭为研究对象,利用有限元分析软件求得稳定电渣重熔过程中电磁场和焦耳热场分布,并通过计算流体力学软件模拟耦合电磁场和焦耳热场的三维电渣重熔过程.分析了基本控制参数下电渣重熔过程金属熔池的形状、温度和速度场分布.结果表明,计算值与实验值总体吻合良好,尤其在渣–金界面以下部分,最大误差不超过10%;当电极插入深度为0.015 m时,渣池两侧的逆时针方向旋转涡流之间出现一个中间区域,中间区域的速度场为顺时针方向旋转涡流;电极插入深度每增加0.015 m,温度场最大值下降约为最大温度值的1%.