工艺参数对电渣重熔过程影响的数值模拟

通过建立三维耦合数学模型,探究了电流强度和电极插入渣池深度对G20轴承钢电渣重熔(ESR)过程中温度场和电磁场的影响,计算结果表明:由于集肤效应,电流密度和磁场强度主要集中在铸锭的外表面;因炉渣的电导率较大,体系的焦耳热主要产生于渣池,最高温度位于渣层中心部位;随着电流强度的增加,整个体系电流密度增大,温度提高;而随着电极插入深度从10 mm增加到30 mm,体系的温度呈下降趋势。在1 500 A电流强度、电极插入深度为0.1 m下,体系中心轴线温度最高为2 187℃,渣金界面平均温度大约为1 600℃,均大于钢锭的液相线温度1 493℃,说明该模拟结果能保证重熔后的钢液顺利通过渣层后逐渐凝固形成铸锭,可以为实际生产提供理论参考。