本文查找并计算了大量的材料热物性参数,对熔炼部分输入了熔点温度范围内的完整热焓和比热,考虑了相变在模拟熔炼过程中的影响。随后基于ANSYS模拟软件,使用二维轴对称模型建模并对真空自耗重熔(VAR)过程中各种边界条件进行了处理,如温度、热流密度、对流系数,对电弧等离子体的弧参数进行了具体计算,并在此基础上模拟了VAR过程温度场变化。模拟结果显示了不同熔炼参数下热流密度场和温度场的变化,发现了各温度区域和热流密度区域变化趋势。熔炼过程中熔池表面的温度最高,受热最大,熔池中温度由上至下呈非线性梯度分布,坩埚壁上靠近电弧处温度梯度很大。比较4000A和6000A热流密度变化发现,6000A时坩埚壁整体受热更为剧烈,热流密度的变化反映了电弧热量分布的变化;比较4000A和6000A温度图发现,大电流电弧可以更早地使熔炼进入稳态熔炼期,对熔池的精炼除杂效果也较小电流电弧好。根据热流密度变化发现,电弧可以有效地对电极和熔池进行加热。本文还通过对温度边界的详细计算研究了熔池深度和宽度随时间的变化,在此基础上计算了不同时间段的熔速,发现了熔速先增加再减小的变化规律;比较了不同功率下热损失和热效率,发现在大功率电弧下采用合适熔速能够显著提高熔炼热效率,降低热损失。