本研究以自耗电极、渣池和铸锭为研究对象,根据渣池对流传热方程、铸锭的导热方程和熔体流动方程建立数学模型,施加恰当的电磁场和热场边界条件,利用大型有限元分析软件ANSYS对固定自耗电极充填法电渣熔铸进行了数值模拟与实验研究。用固定自耗电极充填法熔铸了尺寸为400×70×300底板形铸锭,依据枝晶生长方向与固液界面垂直的关系,得到了板形铸锭电渣重熔过程在金属熔池的形状。发现铸锭宽度纵截面呈半椭圆形,移动自耗电极中心处的金属熔池深度大于固定自耗电极中心处的金属熔池深度;金属熔池空间形状呈倒置的驼峰形,移动自耗电极对应的金属熔池的驼峰更高。依据实验条件,对固定自耗电极充填法电渣熔铸稳定阶段的金属熔池形状进行了数值模拟,对比模拟结果与实验结果,发现两者基本吻合,表明所用数值模拟方法可以用于固定自耗电极充填法熔铸过程的模拟研究。利用固定自耗电极充填法电渣熔铸稳定阶段的金属熔池形状的数值模拟方法,对固定自耗电极充填法熔铸规格为400×70×300铸锭的成形性和两电极间金属熔体填充通道进行了数值模拟,模拟结果表明:当电流密度大于等于0.7A/mm~2、电极间距小于等于0.09m且电极厚度大于等于0.04m时,铸锭的成形性良好,即位于移动自耗电极与固定自耗电极之间的铸锭表面光滑完整;当电流密度大于等于0.5A/mm~2、电极间距小于等于0.015m且电极厚度大于等于0.035m时,两金属熔池连通,通道的截面积随电流密度和自耗电极的横截面积的增大而增大。