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钛及钛合金由于具有比强度高等优良的性能,使其在海洋、航空等领域具有重要的应用。电子束冷床熔炼技术(EBCHM)是目前熔炼钛最好的技术。在EBCHM熔炼大规格钛锭凝固过程中的固液界面形貌对钛锭组织的形成有着重要的影响。在EBCHM熔炼钛锭过程中,特定的工艺参数决定了凝固过程中固液界面的形貌,因此调整生产工艺条件是获得高质量钛以及钛合金连铸铸锭的重要途径之一。本文重点研究了大规格钛锭连铸过程中结晶器结构对钛锭固液界面形貌的影响规律。应用有限元数值计算方法通过传热分析和流动分析定量地给出了钛锭结晶器结构对钛锭凝固界面影响的关系。文中具体通过传热分析了结晶器三维尺寸与钛锭凝固过程的影响关系,通过耦合传热和传质过程分析了结晶器溢流口结构参数与钛锭凝固过程的影响关系。通过计算结晶器结构对钛锭凝固过程的影响后,得出如下结论：1.结晶器长度的有效散热距离(600mm)在钛锭连铸过程中具有主导作用,在一定工艺条件下,当钛锭的宽度和长度处于结晶器散热的有效距离之内时,钛锭的固液界面形貌的变化由钛锭的长度和宽度共同决定,适当长宽比例有助于连铸钛锭的生产质量；钛锭水冷结晶器的实际高度高于结晶器的有效散热高度300mm时固液界面比较理想；随着钛锭水冷结晶器厚度的增加,钛锭连铸过程中钛锭熔池的深度逐渐增加,但钛锭结晶器的厚度对钛锭凝固过程的影响不明显。2.在相同的工艺条件下,对比钛锭熔炼温度场模拟结果和温度场流场耦合模拟结果,温度场流场耦合后固相率将减少,熔池深度将增加；钛锭固液相线随着流速的加入其形貌变为不规则凝固界面；与此同时,其糊状区体积增加。3.在相同的工艺条件下,当熔炼速度降低的时候,钛锭熔池深度降低,钛锭液相区熔融钛液流动速度降低,钛锭固液界面更加平稳。4.在相同的工艺条件下,在电子束冷床熔炼过程中当溢流口的位置改变时,钛锭内凝固界面形貌受到了一定的影响。结果表明电子束熔炼钛锭的溢流口位置处于钛锭上表面的宽面一侧中间位置时是生产优质大规格钛锭最合适的结晶器溢流口位置结构。