毕业论文范文——EB 炉熔炼大规格钛扁锭凝固过程的数值模拟

西安航空职业学院毕业论文EB 炉熔炼大规格钛扁锭凝固过程的数值模拟姓 名： 专 业： 航空电子 班 级： 完成日期： 指导教师: 摘要：凝固过程中钛锭的固液界面形貌以及非稳态过渡区对钛锭组织的形成有着重要的影响。本文基于 MiLE 算法对大规 格钛扁锭凝固过程进行非稳态模拟，研究了大规格钛锭的横断面尺寸、浇注温度和拉锭速度对大规格钛扁锭固液界面形貌、 液相区深度以及过渡区长度的变化规律。结果表明：当钛锭宽度为 200mm 保持不变时，钛锭长度从 200mm 增加到 1200mm 时，熔池深度呈现出先增大而后趋于 77mm 该定值不再增加，而固相率随着钛锭长度的增大而逐渐减小；当钛锭的横断面面 积不变时，固液界面深度随着钛锭宽度的增加而减小，固相率随着钛锭宽度的增大而逐渐增大。结晶器散热的有效距离是区 分钛锭长度影响其固液界面形貌的临界值。此外，随着浇注温度和拉锭速度的增加，钛扁锭非稳态过渡区长度呈线性增加， 并且相对于浇注温度，拉锭速度对非稳态过渡区长度的影响更为显著。 关键词：大规格钛扁锭；连铸；固液界面；结晶器尺寸；过渡区长度钛及钛合金材料是工程技术及高科技领域中的关键支撑材料，其中高品质宽幅大卷重钛带卷作为卷焊钛 管、板式换热器、冷凝器、复合板等产品极为重要的基础材料，在航空航天、舰船、海洋工程、海水淡化、 能源、化工、冶金、电力、医疗等许多行业得到了广泛应用1-3。国内外钛带卷的传统生产加工技术是先将 海绵钛通过真空自耗电极电弧炉熔炼成铸锭，再进行锻压开坯，最后轧制成钛带卷4-6。目前存在铸锭中高 低密度夹杂物去除有限和成分组织不均匀、工艺流程长、产品质量低、制造成本高等一系列共性问题7。大 量研究及实践证明，电子束冷床熔炼技术在解决钛锭成分偏析和组织不均匀性、减少高低密度夹杂能力等方 面远远超过真空自耗电极电弧熔炼技术，而且还具有铸锭表面和内部质量好、规格多样化（不同规格圆锭、 扁锭）、可重熔和实现残料回收、成品率高等诸多独特优势，已成为当前生产优质钛锭不可替代的先进熔炼 技术 8-9 。 电 子 束 冷 床 熔 炼 将 熔 化 、 精 炼 和 结 晶 三 个 过 程 分 开 ， 而且 实 际 生 产 出 的 大 规 格 扁 锭（200mm1250mm8000mm）可以直接轧制出带卷，省去锻压开坯等工序，大大缩短工艺流程从而降低生基金项目：云南省应用基础研究重大项目（2013FC001）作者简介：刘千里，1991 年出生，男，河南南阳人，博士研究生，昆明理工大学，电话E-mail： 通讯作者:李向明，1980 年出生，男，河北张家口人，副教授，昆明理工大学，E-mail：L产成本。因此，为了生产出优质的钛带卷，优化大规格钛扁锭的质量显得尤为重要。电子束冷床熔炼与 VAR 熔炼不同，其将熔化、精炼和结晶三个过程分开。本实验冷床炉为美国 RETECH 公司的大型 EB 炉，总功率为 3200kW，共有四支电子枪。如图 1 所示，熔炼前开启真空系统对加料室和炉 体进行抽真空，当进料系统真空度达 0.40.8Pa、主熔炼冷床真空度达 0.050.8Pa 时，开启进料系统将海 绵钛或合金料首先进行熔化和初步精炼，再流入精炼区进行精炼，消除原料中可能混杂的高低密度夹杂物， 最后在水冷坩埚内冷凝成铸锭10。其中，1#电子枪主要负责原料熔炼，2#电子枪负责熔炼及初精炼，3#电子 枪负责二次精炼及溢流口位置，4#电子枪可以控制钛扁锭液面保持一定的浇注温度，负责结晶成型。随着熔 化持续进行，凝固的钛扁锭在拉锭机构的作用下以一定的拉锭速度不断从坩埚底部被拉出，最终形成一个整 体扁锭。图 1 3200kW 电子束冷炉床工作示意图Fig. 1 Schematic diagram of 3200kW EBCHM但是在目前生产中，即使应用电子束冷床熔炼技术获得的大尺寸钛锭仍然存在成分偏析、表面缺陷等问 题。因此分析钛锭熔炼及凝固过程中生产工艺条件（浇注温度、拉锭速度、钛锭横断面尺寸等）对钛锭质量 的影响有着十分重要的意义11,12。特定的工艺参数决定了凝固过程中固液界面的特定形貌，而在凝固过程保 持小曲率的固液界面和窄的糊状区是消除或降低大尺寸钛锭的宏观偏析等缺陷的关键所在13,14。因此，本文 基于 MiLE（Mixed Lagrangian and Eulerian）算法模拟大规格钛扁锭电子束冷床熔炼的最后结晶阶段，结合 实际生产纯钛的工艺参数（浇注温度为 1700和拉锭速度为 1000kg/h 即 210-4m/s），研究了主要工艺参数（钛锭横断面尺寸、浇注温度和拉锭速度）对钛扁锭连续铸造凝固过程中固液界面、液相线深度以及过渡区 长度的变化规律。1 EB 炉熔炼钛扁锭连续凝固过程的数学模型考虑电子束冷床熔炼炉中的结晶器内工业纯钛的凝固过程，钛锭的连铸凝固过程如图 2 所示，熔融的钛 在水冷结晶器中凝固后以与牵拉速度 V 相同的速度向下移动。在原点处于钛锭上表面中心的直角坐标系(x, y, z)中，钛锭中热量传输满足 Fourier Kirchhoff 方程：cp (T )r(T ) T t = (l(T )T )+ q（1）其中 = i + j + k ， i , j, k 分别 x, y, z 三坐标轴的单位矢量。 c 为定压比热， r 为钛密度， l 为热pxyz导率，三者均为温度 T 的函数。 q 为内热源，当温度处于固液两相区时15,16，q = r L FSt（2）当温度高于液相线温度或低于固相线温度时，q = 0 ，其中 L 为凝固潜热，FS 为钛锭的固相率。 除了钛 锭中存在传热之外，还需考虑结晶的热量传输，温度满足的热扩散方程：c rTM= (l T )（3）rM M tMM其中下标 M 代表结晶器，其他符号与方程（1）相同，铜的密度 M, M 为温度 TM 的函数。(a) (b)图 2 钛锭连铸过程示意图Fig. 2 Titanium ingot continuous casting process schematic diagram(a) ) titanium ingot cross section diagram on the width direction(b) titanium ingot cross section diagram on the thickness direction在实际生产中，整个连铸过程是在真空中进行的，而且在结晶器内的液面上方存在一把电子枪，以一定 的移动频率和功率加热熔体,使钛熔体液面保持一定温度。为了方便计算，本文假设在钛锭液面上的温度为 均匀的确定值 T0（电子枪的特定功率与液面上的均衡温度一一对应）。钛锭的其它边界条件设置如下：1）在结晶器外边侧进行水冷，即当 H2 - H1 y H2, x= (L1/2+H)或 z= (L2/2+H)时:-lM n TM = h0 (TM -T0 )（4）其中 n 为边界处外法线单位向量，h0=5000 Wm-2K-1 为换热系数，T0=15 为水流温度。2）结晶器与钛锭界面处，即当 H2 - H1 y 02, x= L1/2 或 z= L2/2 时:-n (lT - lM TM ) = h(T -TM )（5）其中结晶器与钛锭界面的换热系数 h=1000 Wm-2K-1。 3）结晶器外的钛锭侧表面处，即当 y H2 - H1 , x= L1/2 或 z= L2/2 时：-ln T = h1 (TM -T1 )其中 h1=10 Wm-2K-1，周围环境温度 T1=20 。4）在结晶器和钛锭的其它表面上均设置绝热条件，即 n T = 0 。（6）值得注意的是，本文主要考虑工业纯钛的连续铸造过程，该过程主要是有传热控制，因此忽略了杂质元 素的扩散效应。由于已知了钛的热焓随着温度的变化关系如图 2a 所示，因此本文将应用热焓法对钛锭满足 的热扩散方程进行变换和简化。钛凝固时的热焓满足如下方程17,18：TH (T ) = cP (T )dt + L(1- FS )（7）0对上述方程两边关于温度 T 进行求导后得到：H = c (T ) - L FS（8）TPT将上述方程（8）和方程（2）代入方程（1）可得到：r(T ) H = l(T )(l(T )T )t（9）2 大规格钛扁锭凝固过程的非稳态计算几何模型本文基于 Mile 算法利用 ProCAST 有限元软件对大规格钛扁锭凝固过程的数学模型进行求解19,20。图 3 所示为非稳态连铸过程的几何模型，分为四个部分：结晶器、钛锭上游区、钛锭下游区和引锭头。结晶器尺 寸为：长 1410mm，宽 364mm，高 600mm，厚 75mm。由于在钛扁锭温度场结果分析中，本文主要研究结 晶器内固液界面形貌的变化规律，因此，在满足计算精度的同时为了减小模拟时间及存储空间，对靠近结晶 器的钛扁锭上端 300mm 进行网格细化（网格为 10mm10mm10mm），而其余铸锭的网格划分较为粗大。 在计算过程中，钛锭上游区与下游区之间设置折叠层，随着计算时间的增加，钛锭上游区固定，下游区 模拟真实连续铸造的过程，向下展开。凝固开始前铸件区域分为两个区域，即上游区 1 和下游区 2。随着连 铸过程的进行，区域 2 随着引锭头向下移动，而区域 1 保持不动。为了保证连铸件的连续性，在非稳态运算过程中，要在区域 1 和 2 区域之间的界面上不断加入新的网格单元层，也就是边界条件中的折叠层部分，区域 2 会以拉锭板向下移动，同时折叠网格会在 1 区域和 2 区域之间展开，形成新的区域。非稳态模拟计算在 区域 1 采用 Eulerian 算法，在区域 2 和折叠层部分采用 Lagrangian 算法。因此该过程称为 MiLE 算法（Mixed Lagrangian and Eulerian）。图 3 三维几何模型及其网格划分Fig. 3 Three-dimensional finite element model and mesh generation3 物性参数设定与计算由上述数学模型知，可以应用热焓一个物理量同时替代潜热和等压比热两个物理量。上述模型中其它物 性参数如图 4 和图 5 所示。Density of titanium rHeat enthalpy of titanium H(b)Heat conductivity of titanium l (Wm-1K-1)404500160035r (kgm-3)4400H (kJkg-1)12003043008002542002040041001500200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Temperature() 0200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800Temperature()图 4 钛的物性参数随温度的变化关系：Fig. 4 The relationship of titanium physical parameters with temperature： density and heat enthalpy; (b)heat conductivityThermal conductivity of copper lmSpecific heat of copper cpm0.504050.48390lm（Wm-1K-1）0.460.44cpm（Jkg-1K-1）3753600.420.403450.3833002004006008001000Temperature()图 5 铜的物性参数随温度的变化关系Fig. 5 The relationship of copper physical parameter with temperature上述数学模型中，除了已知的物性参数外，只有温度一个变量未知，温度是空间变量 x, y, z 和时间 t 的 函数，满足二阶微分方程（3）（9），除了需要满足边界条件方程（4）（6），还需满足初始条件。对于上 述钛锭的连铸过程，随着时间的进行，钛锭的液态温度场分布与结晶器中温度场分布均会达到稳定状态。因 此，在一定工艺条件下，即一定的牵拉速度、一定的液面温度和特定的合金成分下，当连铸达到稳态时，其 温度场的分布是唯一确定的。如果不考虑钛锭凝固从初始态到稳定态的变化过程，上述模型中初始条件的设 定并不影响温度场的稳态分布。本文重点分析钛锭横断面尺寸对钛锭稳态凝固过程中固液界面形貌的影响规 律，因此在计算中，通过反复试验，为了缩短非稳态到稳态的转变时间，设定钛锭的初始温度为 700 ，而铜结晶器的初始温度设定为 20 ，钛锭长度取 2000 mm(该长度大于钛锭凝固从初始态到稳态的过渡区长 度)。到目前为止，上述建立的数学模型为封闭模型，需要解出钛锭和结晶器中的温度分布。由于上述模型 不涉及熔体对流的影响，金属的连铸过程中温度场分布的计算可以借助不同的数值计算方法，本文应用有限 元法对上述实体进行网格划分并对数学模型进行离散，借助 Pro-cast 热计算程序码对上述模型进行求解，以 一定的网格大小（长宽与厚度的比值来表征）和 1s 的时间步长来保证数值计算的收敛性和精确性。4 结果分析图 6 所示为不同凝固时间的钛扁锭温度场分布（在结晶器尺寸为：长 1410mm，宽 364mm，高 600mm， 厚 75mm，拉锭速度为 210-4m/s、浇注温度为 1700的工艺条件下）。分别选取了 0s，500s，2000s，3000s， 5000s 时刻的温度分布。随着凝固时间的进行，折叠层不断拉伸，直观地模拟整个扁锭的连铸过程，与实际 连铸过程相符合。以不同的颜色表示不同的等温线，从结晶器内铸锭局部放大图可以看到，红色为液相区， 橙色区域为固液两相区，橘黄色及其他颜色为不同温度的固相区。红色与橙色之间的等温线为液相线（1668.6），橙色与橘黄色之间的等温线为固相线（1648）。经过模拟显示，不同工艺条件下的固液界 面形貌均相似，铸锭两侧为曲率不同的平滑曲线，中间部分的固、液相线均为平滑的直线。因此可以定量给 出不同工艺条件下的熔池深度。图 6 不同凝固时间的温度场分布Fig. 6 Diagram of temperature field distribution at different solidification time4.1 钛锭横断面尺寸对钛锭固液界面的影响改变大规格钛锭横断面上的长和宽的尺寸，分析不同钛锭横断面尺寸对凝固过程中固液界面形貌的影 响。模拟计算过程中结晶器的厚度 72 mm 和高度 600 mm 保持不变，液面距结晶器上表面的高度 103 mm， 钛液面浇注温度为 T=1700 ，钛锭的牵拉速度为 V=210-4 m/s。通过调整钛锭横断面上的长度 L1 和宽度 L2 的大小，来分析钛锭凝固界面的变化规律。计算分如下两种情形：（1）保持钛锭的宽度不变，L2=200 mm，钛锭的长度分别取如下：L1=200 mm，300 mm，400 mm，600 mm，800 mm，1000 mm，1200 mm；（2）保持钛锭横断面的面积不变，即为 L1L2=1.6105 mm2，钛锭的 宽度分别取如下大小：L1=400 mm，500 mm，640 mm，800 mm，1000 mm, 1600 mm。在一定的生产条件下，即一定的钛锭液面温度 T 和牵拉速度 V 下，为了提高实际生产效率，只能通过 增加钛锭的横断面面积来实现。因此第一种情况考虑横断面的长度对连铸过程中固液界面的影响规律，而第 二种情形是为了分析在一定生产效率的基础上，横断面的宽度对固液界面的影响规律。保持钛锭宽度 L2=200 mm 不变，宽度分别取 L1=200 mm，300 mm，400 mm，600 mm，800 mm，1000 mm， 1200 mm，固液界面的形貌变化如图 7 所示。图 5a 为钛锭宽面方向上的截面图，图 7b 为钛锭窄面方向上的 截面图。结果表明，当钛锭宽度 L1 从长度 200 mm 增加到 400 mm 时，钛锭的固液界面逐渐变长变深；当宽 度 L1=600 mm 时，钛锭的固液界面最低处开始出现平直面，而该平直面不再随着钛锭长度的增大而发生变化；更为重要的是在 L1=6001200 mm 时，图 7a 虚线左侧的固液界面形状保持相同，而虚线左侧钛锭的长 度约为 200 mm，等于钛锭横断面上的宽度尺寸 L2。在钛锭的窄面方向上，图 7b 表明：随着钛锭横断面的 长度增加，固液界面逐渐变深，当长度达到 L1=600 mm 时，其固液界面不再发生变化。由于钛锭凝固过程 的散热主要由水冷结晶器的散热能力所确定，因此结晶器的散热能力确定了钛锭固液界面的形貌。当水流量 和水温一定时，单位面积的水冷结晶器对钛锭散热的有效作用距离是一定的，而该距离即为结晶器散热的有 效距离。当钛锭横断面的长度小于结晶器散热的有效距离时，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；当钛锭的长度超过结晶器散热的有效距离时，钛锭的固液界面形貌的变化仅由钛锭的宽度确定， 即宽度不变，固液界面形貌不变，而钛锭长度的增加只会增加固液界面水平面的长度，并不会改变固液界面 的形貌。（a）（b）图 7 在保持钛锭宽度不变时，固液界面形貌随钛锭长度的变化关系：Fig. 7 The relationship between solid liquid interface shape and titanium ingot cross section length :(a) compare the center cross section on length direction with different length(b) compare the center cross section on width direction with different length图 8 定量地给出熔池深度和固相率随钛锭长度的变化关系。熔池深度为固液界面最低处（液相线）到钛 溶液上表面的距离。由图 8(a)知：随着钛锭长度从 200mm 增大到 1200mm，熔池深度先增大而后趋于一个 定值 77mm；由图 8(b)知：随着钛锭长度的增大，钛锭的固相率逐渐减小，而且固相率减小幅度逐渐变小。 这就表明，当钛锭长度超过 600 mm 时，随着钛锭长度的增大，熔池深度、固液界面不再变化，但钛锭的液 相率在增大，而液相率的增大会增加熔体的流动性。9080熔池深度（mm）70605040302004006008001000 1200钛锭长度（mm）99.499.2固相率（%）99.098.898.698.42004006008001000 1200钛锭长度（mm）(a) (b)图 8 在保持钛锭宽度不变时，熔池深度和固相率与钛锭长度的关系：Fig. 8 The relationship of titanium ingot length with the molten depth and solid fraction:(a) ) relationship of the molten depth with the titanium ingot cross section length(b) ) relationship of the solid fraction with the titanium ingot cross section length固定钛锭横断面的面积不变， 即 L1L2=1.6105 mm2 ， 改变钛锭的长宽比， 在计算中分别取为 L1L2=400400 mm2，500320 mm2，640250 mm2，800200 mm2，1000160 mm2，1600100 mm2 钛锭熔池的深度随着钛锭的宽度的变化关系如图 9 所示。很显然，当钛锭横断面面积相等时，钛锭的固液界面形貌 随着钛锭的长宽比的变化而发生变化。由图 9a 知，随着钛锭宽度的增加熔池的深度逐渐加深，由图 9b 知钛 的固相率随着钛锭宽度的增加而降低。上述结果表明：在保持钛锭一定生产量的前提下，增加钛扁锭的长宽 比可以减小熔池深度，即进而减小钛锭的宏观偏析，但钛锭并不是越扁越优质，因为在实际生产中随着长宽 比的增加液相率在急剧减少，那么在结晶器内液体在流向扁锭对侧前就已经凝固完成，从而造成严重的铸造 缺陷。180100.016014099.5熔池深度（mm）固相率（%）12099.0100806098.598.04097.520097.0100150200250300350400钛锭宽度（mm）100150200250300350400钛锭长度（mm）(a) （b）图 9 在保持钛锭横断面的面积不变时，熔池深度和固相率与钛锭宽度的变化关系：Fig. 9 The relationship of molten depth and the titanium ingot width and solid fraction while the titanium ingot cross section area is unchanged:(a) ) relationship of the molten depth with titanium ingot thickness(b) ) relationship of the solid fraction with titanium ingot width4.2 浇注温度对连铸过程中非稳态过渡区的影响在距离钛液上表面 4cm 的中心处，计算出在不同工艺条件下温度随时间的变化规律（图 10）。由图可 知大规格钛扁锭在不同条件下的凝固过程中，温度场最终都不再随时间而变化，从而达到稳态。使用电子束 冷床炉熔炼生产大规格钛扁锭过程实质上是一种半连铸过程（钛锭长度是有限的）。在半连铸过程中从非稳 态到稳态过渡时间越短，过渡区长度越短，在轧制之前锭头切除量越少从而提高成材率。本文所研究的过渡 区长度是指钛锭凝固过程中从非稳态到稳态转变的长度，即为钛锭凝固达到稳态时间与拉锭速度的乘积。 1700（b）拉锭速度：1x10-4拉锭速度：2x10-4 拉锭速度：4x10-4 拉锭速度：6x10-4 拉锭速度：8x10-4 拉锭速度：1x10-3180016001700浇注温度1680 浇注温度1690 浇注温度1700 浇注温度1710 浇注温度1720温度/温度/16001500150014001400 05001000 1500 2000 2500 3000时间/s05001000 1500 2000 2500 3000时间/s图 10 不同生产条件下的温度随时间的变化规律Fig. 10 Under the condition of different production titanium ingot temperature changing with the time (a)The titanium ingot temperature of different casting temperature under the change law of time (b)The titanium ingot temperature of different pulling speed and the change law of time在一定的拉锭速度（210-4m/s）条件下，浇注温度分别设定为：1680、1690、1700、1710、 1720，研究大规格钛扁锭在不同浇注温度下，同一位置处的温度随时间的变化规律如图 10(a)所示，当该 处的温度不再发生变化时，大规格钛扁锭凝固过程的温度场达到稳态时，温度场达到稳态时间与浇注温度的 变化规律如图 11 所示，可以看出随着浇注温度的增加，温度场达到稳态的时间逐渐增加，计算得出的过渡 区长度也是逐渐增加（图 12）。虽然浇注温度的增加能够提高过热度，使钛溶液的流动性增强从而减少铸 造缺陷，但浇注温度的提高使得锭头的切除量增加，大大增加了生产成本。因此，在实际生产中应适当降低 浇注温度。图 11 温度场达到稳态所需时间与浇注温度的关系Fig. 11 Relationship of reaching steady state time with pouring temperature图 12 过渡区长度随着浇注温度的变化规律Fig. 12 Relationship of transition zone length with pouring temperature4.3 拉锭速度对连铸过程中非稳态过渡区的影响在一定的浇注温度（1700）条件下，拉锭速度分别设定为：110-4m/s，210-4 m/s，410-4 m/s，610-4 m/s，810-4 m/s，110-3m/s。，根据大规格钛扁锭在不同拉锭速度下，相同位置处的温度随时间的变化规律 如图 10b 所示。图 13 所示为计算出不同条件下所达到稳态的时间。可知，钛锭达到稳态的时间与拉锭速度 呈非线性关系。而过渡区的长度却随着拉锭速度的提高而增加（图 14），因此在可以根据拉锭速度直接预 测出过渡区长度的大小，从而更准确的去除组织不均匀的钛扁锭部分，为实际生产提出一定的理论依据。图 12 所示，当拉锭速度恒定时，浇注温度从 1680上升到 1690，钛锭非稳态过渡区长度仅增大了 0.01m；如图 14 所示，当浇注温度恒定时，拉锭速度从 210-4 m/s 上升到 410-4 m/s，钛锭非稳态过渡区增 大了约 0.5m。因此，相对于浇注温度对非稳态过渡区的影响，拉锭速度的影响更加显著。图 13 温度场达到稳态所需时间与拉锭速度的关系Fig. 13 Relationship of reaching steady state time with pulling speed5 结论图 14 过渡区长度与拉锭速度的关系Fig. 14 The relationship of the transition zone and the pulling speed应用有限元数值计算方法分析了大规格钛锭的横断面尺寸、浇注温度和拉锭速度对大规格钛扁锭固液界 面形貌、液相区深度以及过渡区长度的变化规律，为实际生产大规格钛扁锭提供一定的理论依据。结果表明：（1）当钛锭宽度为 200mm 保持不变时，钛锭长度从 200mm 增加到 1200mm 时，熔池深度呈现出先增 大而后趋于一个定值 77mm，而固相率随着钛锭宽度的增大而逐渐减小；当钛锭的横断面面积不变时，固液 界面深度随着钛锭宽度的增加而减小，固相率随着钛锭的宽度的增大而逐渐增大。因此，在实际生产中应适 当减小钛扁锭的宽度，增加钛扁锭的长度。在本文的模拟条件下，选择 1200mm200mm 扁锭长宽尺寸为生 产钛扁锭的最佳比例。（2）结晶器散热的有效距离在钛锭连铸过程中具有重要的主导作用。当钛锭的长度小于结晶器散热的 有效距离时，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；当钛锭的长度超过结晶器散热的有 效距离时，钛锭的固液界面形貌的变化仅由钛锭的宽度决定，而钛锭长度的增加只会增加固液界面水平面的 长度，并不会改变固液界面的形貌。（3）随着浇注温度和拉锭速度的增加，钛扁锭非稳态过渡区长度呈线性增加，并且相对于浇注温度对 非稳态过渡区的影响，拉锭速度的影响更加显著。参考文献1 陈骁夫,李向明,蒋业华,周荣. 牵拉速度和浇注温度对钛扁锭凝固界面的影响J. 特种铸造及有色合金,2016,04:412-415. 2 莫畏,钛铸锭和锻造M. 北京:冶金工业出版社,20123 王鼎春. 高强钛合金的发展与应用.中国有色金属学报J. 2010, 20(S1): 958-963.）4 赵永庆, 葛鹏. 我国自主研发钛合金现状与进展J. 航空材料学报, 2014, 34(4):51-61.）5 黄海广, 曹占元, 李志敏,等. 电子束冷床炉单次熔炼 TA10 合金热连轧板坯J. 特种铸造及有色合金, 2016, 36(1):90-93.6 刘 路, 蒋业华, 周 荣,等. EB 炉结晶器中熔体表面温差对钛扁锭中 Fe 偏析的影响J. 特种铸造及有色合金, 2015, 35(3):537-540.0）7 罗雷,毛小南,杨冠军. TC4 钛合金电子束冷床熔炼成分均匀性研究J. 冶金工程,2014:28-34 8 陈峰,陈丽,国斌等. 电子束冷床熔炼的优与劣J. 中国有色金属学报,2010,(20):873-8769 雷文光,于兰兰,毛小南等. 电子束冷床熔炼 TC4 钛合金连铸凝固过程数值模拟J. 中国有色金属学报,2010,20(S1):381-386 10 刘千里 , 李向明 , 蒋业华 , 周荣 . 工艺条件对大规格 TC4 扁锭连铸过程固液界 面的影响 J. 中 国