Afin d'étudier la microstructure de solidification et le comportement des inclusions lors du procédé de refusion à l'arc électrique sous vide de l'acier pour moules de moulage sous pression de très grande taille, ainsi que pour explorer et rechercher les paramètres du procédé de refusion à l'arc électrique sous vide, une technique de simulation numérique informatique a été adoptée pour étudier l'évolution de la forme de la piscine de fusion lors de la refusion à l'arc électrique sous vide d'un lingot de 30 t (ϕ1250 mm) en acier pour moules de moulage sous pression très grande taille, analyser la ségrégation des éléments, étudier la relation entre la vitesse de fusion et la trajectoire de l'élimination des inclusions, ainsi que l'effet de différentes pressions d'hélium sur la qualité de solidification du lingot. Les résultats montrent que lorsque la fusion atteint l'état stable, la vitesse d'augmentation de la profondeur de la piscine est proportionnelle à la vitesse de fusion. Avec des vitesses de fusion de 12,50, 13,65, 15,00 kg/min, les vitesses d'augmentation calculées de la profondeur de la piscine sont respectivement de 0,257, 0,307 et 0,397 mm/min. Les trajectoires d'élimination des inclusions sont raisonnables pour trois vitesses de fusion ; lorsque la vitesse de fusion est fixée à 12,50 ou 13,65 kg/min, le front de solidification de la piscine ne peut pas atteindre ou atteindre complètement le bord du cristalliseur, ce qui entraîne un risque élevé de « inclusions sous-surface » sur la surface inférieure du lingot. Au début de la refusion, l'effet de refroidissement par eau au fond du cristalliseur est très fort, avec une vitesse de refroidissement élevée. Le calcul et la simulation montrent qu'avec trois vitesses de fusion, C, V, Cr et Mo présentent différents degrés de ségrégation négative, C et V étant les plus évidents, suivis de Mo, tandis que la ségrégation relative de Cr est faible. Lorsque la hauteur du lingot atteint 500 mm, la ségrégation négative de Cr et Mo est essentiellement éliminée, la tendance de ségrégation négative de C et V s'atténue nettement. La simulation a étudié l'effet du refroidissement à l'hélium sur la profondeur de la zone biphasée à deux vitesses de fusion. L'injection d'hélium réduit considérablement la profondeur de la zone biphasée, l'effet est significatif, la profondeur peut diminuer de plus de 40%. La pression d'injection d'hélium est inversement proportionnelle à la profondeur de la zone biphasée dans un certain intervalle. L'injection d'hélium réduit considérablement l'effet de la ségrégation des éléments d'alliage dans la zone supérieure du lingot, la forme de la zone de forte ségrégation des éléments à tendance à se ségréguer passe d'une forme « conique » à une forme plus aplatie. Les niveaux de distribution de la concentration des éléments diminuent. Les éléments au centre du lingot tendent à une ségrégation positive, tandis que ceux en surface tendent à une ségrégation négative.

refusion à l'arc électrique sous vide; lingotnage très volumineux; acier pour moules; inclusions; refroidissement à l'hélium