镨钕合金是现代制造业用量最大的重稀土金属,目前电解还原是提炼镨钕合金的主要工艺,其中熔融成品的提取是最关键的工序之一。因稀土属性的特殊性,生产中存在高温、腐蚀、成品氧化、环境污染等现象,如何采用虹吸法是业内专家高度关注的问题;由于当前应用技术不成熟,严重制约了配套装备自动化水平。运用计算机辅助设计,对高温流场变化进行实时仿真,能准确反映虹吸过程熔池流场流态,以此为虹吸装置结构优化提供依据,可有效缩短新装备开发周期。根据企业需求研究现行工艺规程,了解镨钕合金提炼工艺技术要求;剖析现有设备结构特性,在Solidworks环境建立20 k A三阴极电解槽及虹吸系统三维模型,从研究需求出发对关键结构实施简化处理;运用Fluent软件相关模块作模型网格划分并论证其合理性。研究计算流体动力学（CFD）相关理论及实用技术,通过CFD控制方程建立镨钕合金生产高温流场数学模型。依据生产现状在其内置环境设置合理的高温等边界条件及各类物性参数,用联合仿真预实验论证所建模型的正确性,并通过数据处理分析高温虹吸流场流态、流速等要素变化规律及相关性。在此基础上以虹吸系统结构参数为输入量,设计单因素对照试验和多变量正交试验,经多目标优化获得重要结构参数优化组合。修正模型进行再仿真,对上述参数进行再优化,并以此为依据完成虹吸系统优化设计。制作6 k A样机并在实际生产环境试运行,取得成品提取效率、成品质量、转换料比等关键数据。分析表明,仿真与实际生产结果相近,经过优化设计的虹吸系统熔融成品出料连续稳定,抽吸流速120 kg/3min,较现役装备平均流速提升4%;坩埚内成品残留量下降,提取率提高2%;对产品检验结果显示,一等品率91.6%,转换料比1.12,达到企业目前最好水平。