真空自耗炉自动控制系统

以真空自耗炉为背景，针对其独特的工艺特征，利用可编程控制器（PLC）实现了对原控制系统的改造，提高了产品质量和控制系统的可靠性。     

真空自耗炉熔化过程有新研究

本报讯近日，法国学者研究了真空自耗炉工艺中自耗电极的熔化行为和整体电弧运动对熔化行为的影响。     

大吨位双炉室真空自耗电弧炉的研制

通过分析目前国内外大吨位真空自耗电弧炉普遍采用的结构型式,指出了这些型式的电弧炉存在的缺陷和不足,提出了一种双炉室真空自耗电弧炉结构。详细介绍了该SZHL8双炉室真空自耗电弧炉的主体设计方案、主要技术特点和性能指标,重点介绍了研制过程中主要解决的技术难点,包括双炉室共用整流电源技术、水冷炉室结构的优化、坩埚冷却系统、智能熔速控制系统、充氩熔炼实时控制系统等。     

30CrMnSiMoV钢的真空自耗重熔

硅锰铬钼钒系中碳低台金钢，是国内外超高强度钢中有代表性的钢种，用于航天、航空、高压容器等重要的结构部件。冶炼多采用真空感应炉炼制电极转真空自耗炉重熔成锭双联工艺生产。下面简要叙述30CrMnSiMoV钢真空自耗重熔工艺试验和冶金质量。1工艺试验及质量分析中碳低合金钢Φ660mm自耗锭冶炼工艺，最早在引进德国的真空设备试车后，参照有关资料制定：平均熔速为500～550kg／h、二台阶大电流充填。这种工艺，反映在锻材上的缺点，一是偏析严重．点偏与枝晶偏析并存，偶有同、异金属夹杂产生．致使低倍检测不合格、力学性能较低（后经降…     

真空自耗方法冶炼工业尺寸TiAl合金铸锭的冶金质量分析

分析了真空自耗+真空自耗凝壳复合方法冶炼工业尺寸TiAl合金铸锭的冶金质量,并在Al元素分布的均匀性、氧含量和铸锭组织方面与单步真空自耗电极电弧冶炼方法制备的铸锭进行了对比。结果表明:真空自耗+真空自耗凝壳复合方法可以制备出完整、无裂纹的TiAl合金铸锭;与单步真空自耗电极电弧冶炼制备铸锭相比,该方法制备的TiAl合金铸锭,不同位置Al含量波动小,铸锭实测成分与设计成分偏差小。观察发现,铸锭组织为粗大柱状晶组织,铸锭中心位置柱状晶平均宽度为560μm,R/2位置柱状晶平均宽度为800μm,边缘位置2000μm。     

真空自耗熔炼钛合金的偏析缺陷及控制研究进展

钛合金的冶金质量决定了材料的力学性能和服役的稳定性。然而在目前普遍采用真空自耗电弧炉熔炼的钛合金中仍存在微观及宏观偏析缺陷，严重危害产品的使用安全。在总结前人研究与实践的基础上，综述了真空自耗熔炼钛合金中偏析缺陷的类型、危害和控制手段。重点利用熔池流动理论分析了偏析形成的原因，讨论了数值模拟对偏析的控制作用，总结了原料品质、熔炼工艺和熔炼设备层面的控制方法，以期为优化钛合金生产工艺、提高真空自耗熔炼产品品质提供参考。     

真空电弧重熔炉控制策略的分析

通过对真空电弧重熔炉工艺过程的分析,根据冶炼实际情况,提出了一些有助于控制冶炼目标的局部策略,如弧长控制、熔速控制、解耦控制等。实际应用表明,当熔炼过程出现各种特殊情况时,采用这些局部策略能得到更好的控制效果。     

镍基高温合金真空自耗数值模拟

摘要：基于某特钢厂生产过程,对镍基高温合金的真空自耗过程进行数值模拟,研究了不同电流强度、熔速和通入氦气对铸锭Nb元素宏观偏析、黑斑形成的影响规律。铸锭在顶部和1/4处产生较为严重的宏观偏析。随着熔炼电流强度增加,铸锭顶部的磁场增加,顶部宏观偏析和1/4处黑斑逐渐加重。随着熔速的增加,熔池深度增加,铸锭顶部的Nb元素偏析加重,铸锭1/4处黑斑增加。熔炼时通入氦气,铸锭冷却速率大幅度提高,铸锭的元素偏析程度和黑斑明显减少,且最大偏析部位向铸锭顶部移动。     

真空自耗熔炼过程宏观偏析的数值模拟

基于国内某特钢厂真空自耗生产过程,利用ProCAST软件建立三维熔炼模型,研究了不同电流强度和熔速对铸锭熔池形状和宏观偏析的影响规律.铸锭侧面表层基本不发生宏观偏析,铸锭1/4处偏析度约为1.03的正偏析,铸锭中心处由于枝晶沉降形成偏析度为0.96的负偏析.电流强度从4kA增加至8kA,熔滴滴落温度增加,熔池深度加深,...     

Numerical simulation of vacuum arc remelting nickel based superalloy

Based on the process in a special steel plant, the vacuum arc remelting process of nickel based superalloys was simulated to investigate the effect of current intensity, melting rate, and helium gas cooling on macrosegregation of Nb and formation of freckles. The ingot has severe macrosegregation in the upper and 1/4 part of the ingot. With the current intensity increasing, the magnetic field in the upper part of the ingot increases, and macrosegregation and freckles increase gradually both in the upper and 1/4 part of the ingot. With the melting rate increasing, the depth of the molten pool increases, the macrosegregation of Nb increases in the upper part of the ingot, and the freckles increase significantly in the 1/4 part of the ingot. When helium is introduced into the ingot during smelting, the cooling rate increases greatly, the macrosegregation and freckles reduce significantly in the ingot, and the maximum segregation position moves to the top of the ingot.     

真空电弧炉升降机构的ANSYS优化设计

A mechanical model was developed for the lifting mechanism of a prototype of the VCF-3t cantilevered vacuum arc furnace,the position and value of maximum stress of the column was obtained through force analysis of the main bearing parts(such as column).Then the actual equipment model was simplified to establish finite element model and the stress cloud chart was compared with actual calculated value in order to test the correctness of the finite element model.On this base,combined with the relationships among actual structure sizes of the furnace,the parametric finite element model was established.If the model meet conditions of intensity and stiffness etc.,the radius and thickness of the column and furnace body was optimized with the optimizer of ANSYS to make the mass of mechanical structure to be the lightest and make full use of the material’s property.At the same time,VB language was used in the call analysis interface in ANSYS to provide an intuitive man-machine system in order to decrease duplication of workload in series design of product.The parameter optimization method used in this paper is an important development of structural optimization design method and has important practical value in the structural design.     

USS122G钢锭真空电弧重熔工艺的数值模拟

 超高强度不锈钢以其超高强度和良好的韧性以及优异的耐腐蚀性能而广泛地应用在航空、航天等领域。真空自耗重熔(VAR)作为生产超高强度不锈钢铸锭的主要生产技术,具有去除钢中有害杂质、改善钢中元素偏析的功能。为了研究新型Cr-Co-Ni-Mo合金体系超高强度不锈钢USS122G的真空电弧重熔过程,通过工艺仿真优化软件(Melf-Flow-VAR),对VAR过程的宏观传热、传质和流动现象进行模拟,建立USS122G合金VAR过程的二维轴对称数学模型,预测了不同冷却速度下的温度场和熔池形貌,并着重分析了特定熔速下的温度场、流场的演变,有无氦气冷却的元素宏观偏析情况,最后以模拟工艺制备了USS122G合金660 mm铸锭进行验证。结果表明,熔速增加,熔池深度加深,熔池形貌由低熔速扁平状圆弧状高熔速深“U”变化,熔炼速率为4.5 kg/min的熔池形貌具有较窄的糊状区,在此熔速下,熔池形貌呈现圆弧状,且真空自耗炉的输入功率较低,流场模拟结果显示流体的流动方向沿边部向下,中部向上,在铸锭右侧呈现顺时针运动规律;模拟熔池在达到稳态后深度为132 mm,此时模拟熔池深度与实测结果基本一致;在熔炼过程中Cr和C元素均发生正向偏析,采用氦气冷却的铸锭中元素偏析程度较小,在距钢锭1/2R处到边部Cr和C元素分布规律与模拟结果吻合较好。本项研究成果为钢的工业化稳定生产提供了可靠的数据支撑。     

Ti2AlNb合金锭真空自耗过程宏观偏析的数值模拟

Ti₂AlNb合金锭的真空电弧重熔(VAR)是一种超高温且不透明冶金过程,很难对这一过程中的熔体流动行为和宏观偏析的形成过程进行试验研究。发展了基于欧拉多相流的电磁场、温度场、流场、溶质场的多场强耦合数学模型,研究了真空自耗过程中的多物理场相互作用机制,对Ti₂AlNb合金锭中成分偏析形成过程及分布规律进行了预测。模拟结果表明,电磁力主要分布于熔池表面,自感电磁力推动金属液由中心向下流动而加深熔池;搅拌电磁力的离心效应则大幅提升熔池的温度场均匀度,促使熔池内金属液中的溶质混合均匀。尽管铸锭外围和中心分别形成了大范围的正、负偏析区,但区域内的成分较为均匀。在搅拌和沉降的作用下,金属熔池中的等轴晶极大地缩短了铸锭中的柱状晶区。该模型的模拟结果在熔池深度与宏观偏析分布方面与试验结果吻合良好,可进一步应用于预测和研究工业级大型铸锭中的成分偏析。     

真空自耗冶炼过程数值仿真研究进展

借助计算机仿真技术研究真空自耗冶炼过程已成为一种新的发展趋势,此方法不仅有助于探明各工艺参数对真空自耗冶炼过程的影响与作用机理,还可对其冶炼过程的稳定性与铸锭的冶金质量进行有效预测。对此,简要介绍了国内外近30年来真空自耗冶炼过程数值模拟的发展历程与取得的科研成果。同时,以真空自耗冶炼过程模拟、宏观尺度模拟、微观尺度模拟为切入点,详细综述了国内外关于真空自耗冶炼模型、金属熔池模型及微观组织模型的研究进展与应用现状。最后,对国内进一步推动真空自耗冶炼过程数值模拟的开发与应用提出了新的发展方向。     

电弧炉的模糊控制

以广泛应用于化工和冶金行业的电弧炉为对象，通过采用模糊聚类分析的方法，对几种主要随机干扰进行辩识；总结了模糊控制在电弧炉中的应用方法，对电弧炉降低能耗、提高控制质量具有指导意义，实践证明效果良好。     

500 kg电渣炉电气系统的设计原理及维修

介绍单相单电极最大容量为500kg电渣炉的电气系统的设计，主要有主电源回路和自耗电极下降快慢的自动控制回路。