超大型ダイカスト用金型鋼の真空アーク再溶解プロセスにおける凝固組織および介在物の挙動を研究し、真空アーク再溶解のプロセスパラメータを模索・検討するために、コンピュータ数値シミュレーション技術を用いて、30 tインゴット型（ϕ1250 mm）超大型ダイカスト用金型鋼の真空アーク再溶解における溶湯形状の変化を研究し、元素の偏析規則を分析し、溶解速度と介在物除去経路の関係および異なるヘリウム圧力が鋳造インゴットの凝固品質に与える影響を調査した。結果は、溶解が安定状態に入ると溶湯深さの増加速度が溶解速度に比例することを示した。12.50、13.65、15.00 kg/minの溶解速度で再溶解した場合、シミュレーションでの溶湯深さ増加速度はそれぞれ0.257、0.307、0.397 mm/minであった。三つの溶解速度で介在物除去の経路は合理的であり、溶解速度を12.50及び13.65 kg/minに設定すると、溶湯凝固前縁が結晶器の端に到達できず、または完全には到達できず、鋳造インゴットの下部表面に「皮下介在物」のリスクが高い。再溶解初期の結晶器底部の水冷効果は非常に強く、冷却速度が速い。シミュレーション計算により、三つの溶解速度でC、V、Cr、Moがそれぞれ異なる程度の負の偏析を示し、CとVが最も顕著であり、次いでMo、Crは比較的小さい偏析であることがわかった。鋳造インゴットの高さが500 mmに達すると、CrとMoの負の偏析はほぼ解消され、CとVの負の偏析傾向は明らかに弱まった。数値シミュレーションは二つの溶解速度でヘリウム冷却が二相領域の深さに及ぼす影響を研究した。ヘリウム注入は二相領域の深さを大幅に低減させ、その効果は顕著であり、二相領域の深さは40%以上減少できる。一定範囲内でヘリウム圧力は溶湯の二相領域の深さと逆比例の関係にある。ヘリウム注入は鋳造インゴット上部領域の各合金元素の偏析影響を著しく低減し、偏析しやすい元素の強い偏析領域の形状は「円錐形」からより平坦な形状に変化する。元素濃度の分布層は少なくなる。鋳造インゴット中心の元素は正の偏析傾向を示し、鋳造インゴット表面の元素は負の偏析傾向を示す。

真空アーク再溶解;超大型インゴット圧鋳;金型鋼;介在物;ヘリウム冷却