电渣重熔技术
电渣重熔技术是一种常见的金属回收技术，它通过将废旧金属放置在电炉中加热，使其熔化并通过电场力的作用将金属液体分离出来。电渣重熔技术在环境保护和资源循环利用等方面具有重要的意义。
首先，电渣重熔技术能够有效地回收和利用废旧金属。废旧金属广泛存在于工业和生活中，其中包括废旧铁、废旧铝、废旧铜等。利用传统的熔炼方法进行回收存在一定的技术和环境限制，而电渣重熔技术可以在较低的温度下将金属熔化，减少能源的消耗，且无需添加任何助熔剂，从而提高了金属的回收率和利用率。
其次，电渣重熔技术具有较好的环保效益。相比于传统的熔炼方法，电渣重熔技术不需要燃烧燃料，因此减少了烟尘和有害气体的排放，减轻了对环境的污染。此外，电渣重熔技术还能够减少废渣的产生，废渣中的杂质通常会对环境造成一定的危害，通过电渣重熔技术可以使废渣中的杂质减少到最低程度。
再次，电渣重熔技术能够改善金属的品质。电渣重熔技术可以将金属熔化后，通过电场力的作用使金属液体中的杂质被挤压到金属的表面，并成为一层熔渣，从而使金属的纯度得到提高。电渣重熔技术还能够有效地去除金属中的气体、硫、氮等杂质，提高金属的机械性能和化学性能，使金属得到进一步的提升。
最后，电渣重熔技术具有较高的经济效益。电渣重熔技术可以有效地降低金属的生产成本，提高金属回收和利用的经济效益。
电渣重熔技术对能耗的要求较传统的熔炼方法要低，通过合理的电源利用可以使生产的成本大幅降低。
综上所述，电渣重熔技术是一种具有重要意义的金属回收技术。它通过减少能源消耗、提高金属回收率和利用率，改善金属品质，减少废渣的产生以及降低生产成本，在环境保护和资源循环利用等方面发挥重要作用。同时，在电渣重熔技术的应用过程中，还需要关注相关的设备技术和操作规范，确保其安全高效运行，为可持续发展做出贡献。
模具钢电渣重熔工艺 电渣重熔是金属及其合金的一种特殊的冶炼方法，虽然电渣冶金可划分出多种技术方法和应用于不同的领域，但其基本和核心的技术是电渣重熔(Electroslag Remelting，简称ESR)。电渣重熔的基本原理是：在铜制水冷结晶器中加入固态或液态的炉渣，将自耗电极的端部插入其中。当自耗电极、炉渣和底水箱通过短网与变压器形成供电回路时，有电流从变压器输出通过液态熔渣。由于在上述供电回路中熔渣的电阻相对较大，占据了变压器二次电压的大部分压降低，从而在渣池在产生大量的热，使其处于高温的熔融状态，由于渣池的温度远大于金属的熔点，从而使自耗电极的端部逐渐加热熔化，熔化的金属汇聚成液滴，在重力的作用下金属熔滴从电极的端头脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却，液态金属逐渐形成钢锭。 1．电渣重熔的特点 电渣重熔属于二次精炼方法，自耗电极是其原料，自耗电极可由其他的冶炼方法获昨，如电弧炉、感应炉、真空感应炉和真空自耗炉等制备。电渣重熔的目的是在初炼的基础上进一步提纯钢、合金和改善钢锭的结晶组织，从而获得高质量的金属产品，与其他的冶金方法相比，具有以下的特点： ①金属的熔化、浇注和凝固在一个较纯净的环境中实现，减少了钢液的污染。 ②具有良好的冶金反应的热力学和动力学条件，电渣重熔过程中渣池温度通常在1750℃以上，电极下端至金属熔池中心区域的熔渣温度可达1900℃左右，钢液的过热度可达450℃左右，高温熔池促进了冶金物理化学反应。良好的动力学条件表面在电渣重熔过程中钢渣能进行充分接触，同时由于电磁力的搅拌作用，不断更新了钢渣打的接触面，强化了冶金反应，促进了有害杂质和非金属夹杂物的去除。 ③自上而下的顺序凝固条件保证了重熔金属锭结晶组织均匀致密。 在电渣重熔过程中电极的熔化和熔融金属的结晶是同时进行的。钢锭上端始终有液态金属溶池和发热的渣池，既保温又有足够的液态金属填充凝固过程中因收缩而产生的缩孔，可以有效的消除一般钢锭的疏松和缩孔，现时金属液中的气体和夹杂物也易于上浮，所以钢锭的组织致密、均匀。 ④在水冷结晶器与钢锭之间形成的薄而均匀的渣壳，保证了重熔钢锭的表面光洁。2．电渣重熔的工艺要素： 由于电渣重熔的独特的优势，近些年来，在合金模具钢的生产中大量被应用。但在其生产工艺方面，应注意以下几个方面： ①电力制度 重熔时的电流大小的变化将影响熔化速度和电力消耗，也直接影响钢锭的结晶状态。这三个因素是相互关联的，如增大充填比后，为避免熔速过快，使熔池过深而影响冶金质量，就应降低输入功率。但为保证稳定的熔炼过程，一般均采用较低的工作电压。正确地选用电力制度十分重要。 ②渣系及渣量 炉渣在电渣冶金中十分重要，炉渣不但能起到发热剂的作用和精炼作用，而且是在电极熔化末端，熔滴形成和下落，在渣池与金属熔池界面上，熔渣与金属液之间要发生一系列的物理化学反应，如脱硫、去气和吸收非金属夹杂物，钢中的活泼元素的氧化或某些氧化物的还原等反应，从而对钢的纯净度和化学成分的控制产生重要的影响。在模具钢的冶炼中大部分的品种采用二元系，即CaF2-Al2O3系，这也是电渣重熔常用的渣系，一般比例为70%/30%。也有用CaF2-Al2O3-CaO三元渣系和CaF2-Al2O3-CaO-MgO四元渣系的。渣的用量一般视锭重而定。
电渣重熔技术 电渣重熔技术是一种常用于金属废料回收的高效方法。它通过电弧的高温熔化废料，然后利用极性电极和磁力场的作用，将金属从废料中分离出来。电渣重熔技术具有高效、能耗低、环保等优点，被广泛应用于金属回收行业。 电渣重熔技术的原理主要包括以下几个步骤：首先，将待处理的金属废料放置在重熔炉中，形成一个电解池。然后，在废料表面施加电弧放电，产生高温、高能的电弧和等离子体。电弧的高温作用下，废料被熔化成电渣。 接下来，通过重力和离心力的作用，将金属从电渣中分离出来。重力和离心力可以通过调整重熔炉的设计和操作参数来实现。通常情况下，废料中的重金属更容易被分离出来，而轻金属则相对较难。因此，在实际操作中，人们会根据废料中金属的特性来调整操作参数，以达到最佳的分离效果。 在金属分离的过程中，极性电极和磁力场的作用起到了重要的辅助作用。极性电极会在金属分离过程中产生电场，引导金属离子向特定方向运动。磁力场则通过施加磁场，改变金属离子的轨迹，加快分离速度。 除了金属分离，电渣重熔技术还可以实现金属精炼。通过控制操作参数和添加合适的熔剂，可以去除废料中的杂质和气体，提高金属的纯度和质量。 电渣重熔技术的应用非常广泛，特别适用于处理高温金属废料，
如废钢铁、废铜、废铝等。它被广泛应用于钢铁、有色金属、电力等行业。随着技术的不断发展，电渣重熔技术在金属回收行业的地位越来越重要。 总的来说，电渣重熔技术是一种高效、能耗低、环保的金属回收方法。它通过电弧的高温作用将金属熔化成电渣，然后利用重力、离心力、极性电极和磁力场的作用将金属从电渣中分离出来。电渣重熔技术不仅可以实现金属分离，还可以实现金属的精炼，提高金属的纯度和质量。在金属回收行业中，电渣重熔技术发挥着重要的作用，对资源的循环利用具有积极的意义。
0100708 电渣重熔工模具钢及电渣熔铸技术 文章来源:淄博市信息中心 33．电渣重熔工模具钢及电渣熔铸技术 1．电渣重熔的特点 电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其目的主要是提纯金属，并获得结晶组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫量低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、结晶均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。 电渣重熔的产品品种多，应用范围广。其钢种有：碳素钢、合金结构钢、轴承钢、模具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢、超高强度钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金、电热合金等400多个钢种。此外，可用电渣法直接熔铸异形铸件，可以铸代锻，简化生产工序，提高金属的利用率。 电渣重熔设备简单，操作方便，不仅能生产钢锭，还可以作为小型炼钢设备冶炼钢水，生产铸钢件，铸铁件。 2．电渣产品及市场分析 电渣钢由于其质量好，产品品种多，其产品几乎遍及国民经济的各个部门，如在航空、航天、军工、汽车工业、石油化工、铁路部门、能源工业、轻工业等都有着广泛的应用。 1996年我国钢产量已达到l亿吨，电渣钢将今后若干年内达到1％即100万吨，而我国目前电渣钢不足20万吨，因此，电渣重熔发展前景是很远大的。 以下是东北大学电冶金研究室近年来开发并适合于中小企业的几个电渣产品。 2．1 模具钢 为了降低生产成本，提高产品质量和生产效率，提高材料的利用率，国内外制造工业广泛采用各种无切削或少切削工艺，如精密冲裁、精密锻造、压铸、冷挤压、热挤压等以模具压制成型的新工艺代替传统的切削加工工艺。目前家用电器80％和机电工业70％的零部件采用模具加工。新工艺的发展促使模具工业迅速发展。80年代，西方发达国家模具工业产值已超过机床工业的产值。我国模具工业虽然发展很快，1993年年产值约120亿元，但模具仍然供不应求。1993年进口模具用汇达6．75亿美元。特另是高质量的模具主要依赖进口。 目前常用的模具钢有几十个钢种。从用途上可以分成三大系列：塑料模具钢、冷作模具钢和热作模具钢。塑料模具钢典型的钢号是3Cr2Mo。(相当于AST—MA681中的p20)，冷作模具钢的典型钢种有9CrwMnV和Crl2MoV等，热作模具钢的典型钢种有4Cr5MoSiV1(H13)。国内外大型企业的模具钢生产工艺一般采用电弧炉＋真空精炼方法冶炼，但这种方法设备投资大，市场适应能力差。而采用中频感应炉十电渣重熔方法治炼不仅投资少、市场适应能力强，而且其产品质量完全能达到甚至超过第一种方法，因而得到了许多中小企业的采用。 2．2高速工具钢 高速工具钢是工具钢的一类，是属于含W、Mo、Cr、V(有时含Co)等主要元素的高碳合金莱氏体型钢。简称高速钢。它能在高达600℃左右的红热温度下工作，仍能保持较高的硬度(HRC＞60)和良好的切削性能，因此这类钢主要用于制造刀具、刃具，如车刀、钻头、铣刀、插齿刀、铰刀、丝锥和锯等。 目前，高速钢主要以w—Mo系为主，典型钢种为W6MO5Cr4V2(美国钢号为M2)。其次是
电渣重熔技术 电渣重熔技术是一种应用于冶金和材料工程领域的高效能熔炼技术。它通过在电弧和电流的作用下，将废旧金属或合金加热熔化，并在熔池中形成一个良好环境，以去除杂质并达到纯净的金属再利用的目的。本文将介绍电渣重熔技术的工作原理、应用领域、优点和限制。 电渣重熔技术的工作原理是利用电弧在废旧金属表面产生的高温和高能量来使金属熔化。在电弧作用下，金属表面产生高温和高压，将废金属熔化，并形成一个被称为熔池的液态金属池。通过调整电弧和电流的参数，可以达到所需的熔化温度和熔化速度。在熔池中，杂质会上浮到熔池的上部，并通过电磁力和重力分离出来。纯净的金属会沉积在熔池底部，并通过预先安装的排放设备收集。 电渣重熔技术广泛应用于冶金和材料工程领域。它可以有效地回收和利用废旧金属和合金，包括钢铁、铜、铝、镍、锡等。此外，它还被用于处理冶炼过程中的废渣和副产品，如钢渣、镍渣、铝渣等。电渣重熔技术在金属回收和资源再利用方面具有重要意义，可以减少对原材料的需求，降低能源消耗和环境污染。 电渣重熔技术的优点主要包括以下几个方面。首先，它可以有效地去除金属中的杂质，提高金属的纯度和质量。其次，它可以将废旧金属和合金完全熔化，降低了废旧材料的体积和重量，便于运输和储存。此外，电渣重熔技术还具有较高的自动化程度和生产效率，可以实现连续操作和大批量处理。
然而，电渣重熔技术也存在一些限制。首先，电渣重熔设备的投资成本较高，对传统的熔炼设备有一定的替代性。其次，电渣重熔技术对金属废料的要求较高，需要较干净、无污染的废物以保证金属质量。此外，电渣重熔技术对电能和冷却水的需求较大，对能源的消耗和环境影响也需要考虑。 综上所述，电渣重熔技术是一种应用广泛且效果显著的熔炼技术。它可以对金属废旧材料进行高效利用和资源再生，具有重要的经济和环境效益。未来，随着科技的不断进步和应用的推广，电渣重熔技术有望在金属回收和资源循环利用领域发挥更大的作用。
电渣重熔免费编辑添加义项名 材料 电渣重熔钢（electroslag remelting）是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。 中文名称 电渣重熔 外文名称 electroslag remelting 主要目的 提纯金属 热源 主要目的 锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、 钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。 电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。电 渣钢锭的质量取决于合理的电渣重熔工艺和保证电渣工艺 的设备条件。 主要产品
电渣重熔的产品品种多，应用范围广。其钢种有:碳素钢、合金结构钢、轴承钢、模具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢、超高强度钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金、电热合金等400多个钢种。此外，可用电渣法直接熔铸异形铸件，可以铸代锻，简化生产工序，提高金属的利用率。 主要作用 电渣熔铸工艺从根本上解决了一般铸造工艺的主要矛盾，它综合了电渣重溶-获得高冶金质量的金属和铸造-浇铸异型零件精化毛坯的长处，并具有与普通冶炼的变形金属相近的致密组织以及无各向异性的特点。与普通锻件相比，电渣熔铸件的各项性能指标完全达到同钢种的变型金属指标，甚至还避免了锻件的一些不足之处。 应用成果 近些年来，电渣熔铸新工艺逐渐引起了国内外工程技术界的重视，许多工业部门在加紧研究和使用电渣熔铸产品。在发展这项新工艺方面，原苏联、日本和美国的研究成果较多，其次是西德、捷克斯洛伐克、英国、瑞典和法国。东北大学电冶金研究室在发展电渣熔铸新工艺以及研制使用它的异型件方面取得了以下成果:? 电渣熔铸冷轧辊、阀体、三通管、厚壁中空管、石油裂解炉管、齿轮毛坯、各种模具(包括冲压模具)和柴油机曲轴等。 目前，国外著名的电渣炉制造厂家，如美国的CONSARC、德国的ALD和奥地利的INTECO等公司均采用基于PLC和工控机的2级计算机控制系统，能实现整个重熔过程的设备和工艺的全自动控制。 东北大学从20世纪90年代开始研制以液压传动或滚珠丝杠传动为核心的新型机械设备，以工控机和PLC为硬件，以专家控制为软件的智能化计算控制系统的新一代电渣炉，目前已有近20台设备成功应用于国内的工业生产中，使用效果良好。 把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺，英文简称ESR。美国霍普金斯(R.K.Hopkins)于20世纪40年代首先提出这种精炼方法的原理。其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。60年代中期由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展，电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展。
电渣重熔技术 电渣重熔技术是一种常见的金属回收技术，它通过将废旧金属放置在电炉中加热，使其熔化并通过电场力的作用将金属液体分离出来。电渣重熔技术在环境保护和资源循环利用等方面具有重要的意义。 首先，电渣重熔技术能够有效地回收和利用废旧金属。废旧金属广泛存在于工业和生活中，其中包括废旧铁、废旧铝、废旧铜等。利用传统的熔炼方法进行回收存在一定的技术和环境限制，而电渣重熔技术可以在较低的温度下将金属熔化，减少能源的消耗，且无需添加任何助熔剂，从而提高了金属的回收率和利用率。 其次，电渣重熔技术具有较好的环保效益。相比于传统的熔炼方法，电渣重熔技术不需要燃烧燃料，因此减少了烟尘和有害气体的排放，减轻了对环境的污染。此外，电渣重熔技术还能够减少废渣的产生，废渣中的杂质通常会对环境造成一定的危害，通过电渣重熔技术可以使废渣中的杂质减少到最低程度。 再次，电渣重熔技术能够改善金属的品质。电渣重熔技术可以将金属熔化后，通过电场力的作用使金属液体中的杂质被挤压到金属的表面，并成为一层熔渣，从而使金属的纯度得到提高。电渣重熔技术还能够有效地去除金属中的气体、硫、氮等杂质，提高金属的机械性能和化学性能，使金属得到进一步的提升。 最后，电渣重熔技术具有较高的经济效益。电渣重熔技术可以有效地降低金属的生产成本，提高金属回收和利用的经济效益。
电渣重熔技术对能耗的要求较传统的熔炼方法要低，通过合理的电源利用可以使生产的成本大幅降低。 综上所述，电渣重熔技术是一种具有重要意义的金属回收技术。它通过减少能源消耗、提高金属回收率和利用率，改善金属品质，减少废渣的产生以及降低生产成本，在环境保护和资源循环利用等方面发挥重要作用。同时，在电渣重熔技术的应用过程中，还需要关注相关的设备技术和操作规范，确保其安全高效运行，为可持续发展做出贡献。
电渣重熔工艺和理论知识 ESR techniques and theoretical knowledge * 一、电渣重熔基础理论知识 1、概述 电渣冶金起源于美国，一九四〇年霍普金斯取得了发明专利。一九五八年，苏联德聂泊尔特钢厂工业电渣炉建成，现代电渣冶金开始进入工业化进程。六十年代中期，由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展，电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展，生产的品种包括：优质合金钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金以及铝、铜、钛、银等有色金属合金。我国是世界上电渣冶金起步较早的国家之一，一九六〇年，重庆特殊钢厂、大冶特殊钢厂，大连钢厂及上钢五厂的电渣炉先后建成投产。紧随其后齐齐哈尔钢厂、抚顺钢厂等工业电渣炉相继建成投产。五十多年来，我国电渣冶金始终保持着旺盛的发展趋势。随着我国科学技术突飞猛进的发展，航天航海、汽车制造、石油化工、电站建设、核设施、机械制造等诸多行业，以及军工事业的发展、列车提速等许多领域越来越发挥着电渣钢的作用。目前最大的一座是原上海重型机器厂电渣炉，重熔钢锭重达200t，现在又筹建450t大型电渣炉。2009年，我国电渣重熔钢生产能力已超过170万t。50多年来国内外电渣冶金取得了突飞猛进的发展，新工艺、新技术层出不穷，形成了一个跨专业、跨行业的新学科。 2、现代炼钢方法 转炉，电弧炉，电渣重熔炉，真空感应炉，真空自耗炉（电弧重熔炉），电子束重熔炉（EBR）等。电渣重熔是一种炼钢方法，而不是炉外精炼。炉外精炼方法有LF,VD,VOD,VAD,RH 等。 3、电渣重熔炉类型 3.1按工艺特点分：普通电渣重熔炉，电渣熔铸炉，加压电渣炉,保护气氛（可控气氛）电渣炉，连铸式电渣炉，电渣离心浇注炉，电渣热封顶等。 可控气氛电渣重熔技术。电渣重熔通常在大气下进行，重熔合金中的氧含量，取决于主要脱氧元素的浓度和该脱氧元素的氧化物在渣中的活度。此外，渣池上的氧分压或多或少也会产生一定的影响。过去通常采用往渣池中加入脱氧剂的方法对熔渣连续脱氧，但是这会导致熔渣成分的改变。随着钢种的发展和质量要求的不断提高，出现了不同气氛的电渣重熔技术。目前，可控气氛电渣炉主要有几种形式：惰性气体保护，其主要目的是防止重熔过程钢中活泼金属被氧化，主要采用氩气保护或氮气保护；干燥空气保护电渣炉，适合于重熔对氢比较敏感的钢种，特别是大型钢锭。 新型保护性气氛电渣炉使用的是气密型惰性气体保护罩，从电极料杆到结晶器上口用一个完全致密的不锈钢金属罩封闭，密封效果很好。惰性气体可以在气密罩内积蓄并形成一定的压力，既防止重熔过程中电渣钢增氢，也防止大气对金属电极和渣池的氧化。同时，电渣锭头尾的化学成分均匀性，也大大优于普通电渣炉生产的电渣锭，包括重熔含铝、钛钢在内，电渣锭的头尾铝、钛等化学成分偏差极小。 加压电渣炉，主要用于生产高氮钢，产品中氮含量可达1.0%以上。 高效节能电渣连铸设备。传统电渣重熔采用一次重熔一个钢锭的间歇式生产方式，生产效率低，且钢锭在后步锻造或初轧开坯过程中钢锭头尾去除量较大，钢的成材率低。另外，传统电渣重熔电极的熔化速度受到很大的限制，生产成本较高。为此，奥地利因泰克公司开发了快速电渣技术，铸坯的表面质量和内部质量良好。自2002年起，我国也进行了电渣连铸技术的开发研究，采用双极串联、交换电极、液面检测与控制、连续拉坯及在线切割等技术。
电渣重熔冶炼技术 电渣重熔冶炼技术是一种先进的冶金技术，其主要应用于金属材料的回收和再利用。该技术利用电弧加热，将废旧金属材料熔化，通过电渣的作用，将杂质分离出来，得到高纯度的金属材料，从而实现资源的有效利用和环境的保护。 一、电渣重熔冶炼技术的原理 电渣重熔冶炼技术是利用电弧加热将废旧金属材料熔化，通过电渣的作用，将杂质分离出来，得到高纯度的金属材料。在电渣重熔冶炼过程中，电极和金属材料之间形成的电弧产生高温，将金属材料熔化。同时，电极和金属材料之间的电流产生电渣，电渣起到了隔离空气和杂质的作用，使金属材料被分离出来，从而得到高纯度的金属材料。 二、电渣重熔冶炼技术的应用 1. 废旧金属材料的回收和再利用 废旧金属材料中含有很多有价值的金属元素，如铁、铜、铝等。这些金属元素可以通过电渣重熔冶炼技术进行回收和再利用，从而实现资源的有效利用和环境的保护。 2. 金属材料的精炼和纯化 电渣重熔冶炼技术可以将金属材料中的杂质分离出来，得到高纯度的金属材料。这一过程可以对金属材料进行精炼和纯化，提高其质量和性能。 3. 金属材料的合金化
电渣重熔冶炼技术可以将不同种类的金属材料进行熔合，形成合金材料。这些合金材料具有更好的性能和应用价值，可以广泛应用于冶金、机械制造、航空航天等领域。 三、电渣重熔冶炼技术的优点 1. 能够回收和再利用废旧金属材料，实现资源的有效利用。 2. 能够精炼和纯化金属材料，提高其质量和性能。 3. 能够将不同种类的金属材料进行熔合，形成合金材料，具有更好的性能和应用价值。 4. 能够实现无污染生产，保护环境。 四、电渣重熔冶炼技术的发展趋势 随着社会经济的快速发展，金属材料的需求量越来越大。电渣重熔冶炼技术的应用将会越来越广泛，发展前景十分广阔。未来，电渣重熔冶炼技术将会更加智能化、自动化，实现无人化生产。同时，电渣重熔冶炼技术将会与其他领域的技术相结合，形成更加高效、环保、节能的新型冶金技术，为人类的发展和进步做出更大的贡献。 总之，电渣重熔冶炼技术是一种先进的冶金技术，通过电弧加热和电渣的作用，能够回收和再利用废旧金属材料，实现资源的有效利用和环境的保护。未来，电渣重熔冶炼技术将会更加智能化、自动化，为人类的发展和进步做出更大的贡献。
电渣重熔（ESR） 早在20世纪30年代，ESR就已为人所知，但是它作为公认的大批量生产高质量钢锭的工艺，却经过了约30年的时间。ESR技术的优势不仅在于生产较小重量的工具钢和高温合金的钢锭，而且在于生产重型锻锭，粗锭重量可达165吨。 大视图 大视图 大视图 1. 16吨PESR炉，最大压力16 bar， 2. 20吨ESR炉，能够在保护气氛中进行熔炼， 3. 165吨ESR炉 工艺技术和工艺特点 VAR需要真空进行精炼，但在ESR中，熔化电极浸在水冷铸模的渣池中。电流（通常为AC）通过电极和即将成型的钢锭之间的熔渣并加热熔渣，从而金属滴在电极上熔化。熔化的金属滴穿过熔渣到达水冷铸模的底部，在这儿进行凝固。当钢锭形成后，渣池向上移动。新的精炼材料钢锭在铸模底部慢慢形成。它均匀定向地凝固，避免了中心凝固不佳，这在传统的钢锭铸造中时有发生，因为它们从外向内凝固。 一般来说，ESR提供了非常高的、一致的和可预测的产品质量。精确控制的凝固过程，使结构完整，无缺陷。由于在钢锭和铸模壁之间形成了一层凝固的波薄渣皮，从而提高了钢锭表面的质量。这就是ESR被认为是生产当今工业中的高性能高温合金的首选方法的原因，例如用于航空航天、核工和和重型锻造等。所得到的都为高纯度的钢锭，这在若干年前还未听过。其它工程领域也以“高技术”先驱为榜样，坚持利用最先进和最复杂的设备通过ESR 得到更新更高的纯度。 电渣重熔冶金 由于过热熔渣与电极端部持续接触，将在电极端部形成一层金属液膜。当正在形成的金属液穿过熔渣，利用与熔渣的化学反应或通过物理浮动至熔池顶部将清除金属内的非金属杂质使金属得到净化。在ESR中的剩余夹杂物尺寸很小，并且均匀的分布在重熔钢锭上。 用于ESR的熔渣通常主要为氟化钙（CaF2）、氧化钙（CaO）和三氧化二铝（Al2O3）。有时需加入氧化镁（MgO）、二氧化钛（TiO2）和二氧化硅（SiO2），这取决于将要重熔的合金。为了具有所需要的功能，熔渣必须具有精确定义的属性，比如： ? 它的熔点必须高于重熔的金属的熔点； ? 必须有效节约电能； ? 它的组成必须保证能够进行所需的化学反应；
电渣重熔技术 电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。其主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。 美国霍普金斯(R.K.Hopkins)于20世纪40年代首先提出这种精炼方法的原理。其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。一九五八年，乌克兰德聂泊尔特钢厂建成了世界第一台0.5吨工业电渣炉，使电渣冶金进入了工业化生产进程。60年代中期由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展，电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展，但炉子容量不大，一般为0.5～2.5吨。。生产的品种包括：优质合金钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金以及铝、铜、钛、银等有色金属的合金。1980年世界电渣重熔钢生产能力已超过120万吨。 随着电渣冶金的发展及金属材料要求的不断提高，钢锭大型化已成为电渣冶金发展的必然趋势。最初各国工业电渣炉容量仅为0.5t，大一些的一般也不超过3吨。八十年代中期，很多国家都有了50吨以上的电渣炉，就连印度这样的发展中国家也建立了88吨电渣炉。 多年来，国外电渣冶金已不满足于一般电渣锭的生产，在工业技术成熟的基础上向着更深更广的领域发展，形成了一个跨专业、跨行业的新学科。已开发出的工艺技术有：电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣热封顶、电渣离心浇注、电渣复合熔铸及快速电渣重熔等。尤其值得重视的是电渣熔铸异形件的发展，小到几十克重的不锈钢假牙齿，大到几十吨重的发电机转子，直至重量超过百吨的水泥回转窑炉圈等，均可不经锻造在异形水冷结晶器中直接熔铸成型。现在电渣熔铸的主要产品有大型发电机转子、水轮机叶片、船舶柴油机大型曲轴、各种高压容器、大型环件、各类轧辊、模具、透平涡轮盘、厚壁中空管、石油裂化管、齿轮毛坯、三通管、核电站压水堆主回路管道等。种类规格之多，形状之复杂不胜枚举。除此之外，实用性较强，具有发展前景的还有电渣热封顶、电渣离心浇注及快速电渣重熔等。 我国在电渣熔铸异形件方面工作开展较早，很多厂家及院所在六、七十年代就对曲轴、炮管、飞机发动机涡轮盘、轧辊、模块等异形件进行过研制，但是电渣熔铸异形件这项技术始终没有真正发展起来。目前，实现工业化生产具有代表性的有西宁特钢电渣熔铸轧辊、模块；沈阳铸造研究所的大型电站用水轮机叶片、挖掘机复合斗齿、气压机连杆；成都冶金硬面技术加工厂的供无缝管生产用复合穿孔顶头等。 目前，世界上最大的电渣炉是我国上海重型机器厂的200吨电渣炉及德国萨尔钢厂的165吨电渣炉。世界上最大的电渣钢生产厂家是乌克兰德聂泊尔特钢厂，该厂拥有22台电渣炉和年产10万吨电渣钢的生产能力。最大的板坯电渣炉是俄罗斯双极串联70吨板坯电渣炉。我国最大的板坯电渣炉是舞阳钢铁公司的40吨双极串联大型板坯电渣炉。该板坯电渣炉主要产品为特种用钢大型扁锭，最大锭重40吨，最大断面尺寸为950毫米×2000毫米，最大重熔锭40吨，其中截面为世界第一位。相比传统电渣炉，在国内超大吨位电渣炉设备中首次实现了低频电源控制，保证了三相平衡的供电要求；采用双极串联重熔，大幅度降低了电耗，提高了熔化率，节能明显；结晶器移动式抽锭，成功解决了大型钢锭重熔时的结晶器配置问题；采用保温措施，实现了钢锭在线保温。
1 电渣重熔概念 电渣重熔（ESR）是利用电流通过电渣层产生电阻热来熔化自耗电极的合金母材，液体金属以熔滴形式经渣层下落至水冷结晶器中的金属熔池内，即渣洗清洁钢液，钢锭由下而上逐步结晶。 电渣重熔一般是在大气中进行，也可用氩气保护。电渣重熔后并不能降低气体和夹杂物的含量，只是降低大颗粒夹杂物含量，并且使夹杂物弥散分布使夹杂物的有害作用降低至最低。电渣重熔获得成份均匀、组织致密、质量高的钢锭。重熔时合金得到进一步精炼，夹杂物去除是通过渣洗和在熔池中上浮。合金的持久性能和塑性都得到提高，消除或减轻了各种宏观和显微缺陷。如果需要进一步降低钢中气体需要进一步的真空自耗处理。 电渣设备简单，投资省。最简单地说电渣重熔就是采用了电焊的原理。电渣炉机械结构设计简单，但是传动机构采用滚珠丝杠比较流行。 目前，国外著名的电渣炉制造厂家，如美国的CONSARC、德国的ALD和奥地利的INTECO 等公司均采用基于PLC和工控机的2级计算机控制系统，能实现整个重熔过程的设备和工艺的全自动控制。 东北大学从20世纪90年{BANNED}始研制以液压传动或滚珠丝杠传动为核心的新型机械设备，以工控机和PLC为硬件，以专家控制为软件的智能化计算控制系统的新一代电渣炉，目前已有近20台设备成功应用于国内的工业生产中，使用效果良好。 2 电渣炉设备组成 电渣炉通常有三部分组成：机械系统、供电系统、控制系统。 电渣炉的机械系统从机械结构上分为双支臂和单支臂两种；它主要由结晶器平台、支撑立柱、横臂(含升降旋转台车)、电极升降机构、电极夹持器、、假电极等组成；目前，电渣炉的升降机构大部分采用丝杠传动和钢丝绳传动两种；丝杠传动相对钢丝绳传动而言，较为平稳，对小型电渣炉尤其合适；但是，丝杠传动在电极升降调节时，其丝杠与丝母由于制造、安装的误差，使其在传动时有一定的间隙，限制了它的响应速度，影响了系统的调节精度；因此，少量新型电渣炉采用了液压驱动电极升降；液压驱动具有响应速度快、调节平稳、系统控制准确等优点，但由于增加了液压系统，造价相对较高。 中小型电渣炉的供电系统一般采用单相变压器供电，大型电渣炉多采用三相变压器供电；调压方式分为无载和有载电动调压、磁性调压器无级连续调压三种；当冶炼精度要求比较高时，应采用有载电动调压(在工作区级差一般为2～4V)或磁性调压器无级连续调压；供电方式分为交流和直流两种，目前，国内大部分电渣炉是交流供电；单相交流供电的短网为非平行布置，阻抗较大，功率因数较低，工厂的电力负荷不平衡，所以多用在小型电渣炉上；从性能上看，直流供电有其优越性，如：冶炼电流稳定性好、短网功率损耗低、系统的功率因数高、工厂的电力负荷较易平衡等优点；大型直流电源的应用技术已经成熟。 当前国内电渣炉的控制系统还很落后，电极升降调节有不少仍在采用直流放大机进行控制，电极升降调节为开环调节，假如电极以一给定速度下降，当冶炼电压、电流波动较大时，人工需及时进行干预。因此，一方面造成电渣炉冶炼时熔速不均匀，影响电渣锭质量，另一方面，工人的劳动强度也比较大 电极升降调节技术从交直流放大机到今天已发展了好几代。现在，工业控制计算机可编程控制器、变频调速正在迅速推广应用到炼钢电弧炉的电极调节系统中；而单纯的电极调节系统也已不能完全满足生产的需要。集生产管理于一身，在满足操作和控制精度的同时，将生产信息(如：班次、通断电时间、工作电流、电压、电能消耗、设备系统的工作状态等参量)显示出来，并通过局域网与生产中心联网通讯，这样的先进控制系统正逐步得到应用，将其推广到电渣重熔炉的控制系统定会取得良好的效果。 3电渣重熔基本过程。
电渣重熔新技术的研究现状及发展趋势 电渣重熔技术是一种重要的金属再生利用技术，可以 有效地回收废旧金属，并在节能减排、资源循环利用方面 发挥重要作用。随着新技术的不断涌现，电渣重熔技术也 在不断发展。本文将从研究现状和未来发展趋势两个方面 进行讨论。 一、电渣重熔技术的研究现状 1. 传统电渣重熔技术 传统电渣重熔技术是指利用电熔炉将金属渣进行加热 熔化，使其成为液态金属，然后进行分离纯化的工艺流程。这种技术在废旧金属回收利用领域已经有着长期的应用历史，主要适用于较为简单的金属合金回收。传统电渣重熔 技术在对复杂金属渣的处理方面存在效率不高、能耗较大、操作成本高等问题。 2. 新型电渣重熔技术 随着科技的发展，新型电渣重熔技术不断涌现。以高 温等离子体技术为代表的新型电渣重熔技术，可以通过强 电场和高温等离子体作用，实现金属渣的高效分解和还原，从而提高了金属回收率，减少了能耗和废气排放。利用先 进的智能控制系统和传感器技术，结合人工智能和大数据 分析等手段，对电渣重熔过程进行精准监控和优化调控， 也成为了当前的研究热点。
二、电渣重熔技术的发展趋势 1. 资源综合利用 未来电渣重熔技术将更加注重资源综合利用，不仅仅 局限于金属的回收，还将考虑非金属元素的回收利用。采 用高效分离技术，将金属和非金属进行有效分离，实现资 源的最大化回收。 2. 精准智能化控制 未来电渣重熔技术将朝着智能化和自动化方向发展， 通过引入先进的传感器和智能控制系统，实现对电渣重熔 过程的精准监控和模型预测，确保生产过程的稳定性和产 品质量的一致性。 3. 节能减排 未来电渣重熔技术将致力于进一步降低能耗和减少环 境污染。采用新型高效电熔炉、恒温技术和废气处理技术，减少电渣重熔过程中的能源消耗和废气排放，实现绿色环 保生产。 随着科技的不断进步和创新，电渣重熔技术必将迎来 更加辉煌的发展。通过持续深入的研究和不断改进技术手段，电渣重熔技术将为金属再生利用领域注入新的活力， 为推动资源循环利用和实现绿色可持续发展做出更大的贡献。
高品质特殊钢绿色高效电渣重熔关键技术的开发和应用 为了满足现代工业高品质钢材生产的需求，特殊钢的电渣重熔技术逐渐成为了钢材生产领域的研究热点。然而，传统的电渣重熔技术存在较多的问题，如能源消耗大、设备投资高、环境污染等，因此对于该技术进行改进和创新，提高其经济和环保效益具有重要意义。本文将介绍一种绿色高效的电渣重熔关键技术，其开发和应用对于特殊钢的生产将起到一定的推动作用。 一、技术原理 该技术采用的是新型高压电弧电源，可靠性高、电弧稳定耐用、能量损失少、导电性能好，同时配合高频水冷孔，使得渣池稳定，温度控制更加精确。另外，该技术将电渣重熔与真空冶炼相结合，使得钢水中的不良元素被彻底去除，并减少了钢水在再次冷却后的气孔产生。此外，通过对炉体进行特殊的防护处理，增加了炉体的使用寿命和稳定性，从而减少了维护和更换的成本。 二、关键技术 1.高压电弧电源技术 改变了传统电弧电源中的变压器结构，采用了新颖的强场构造，使得电弧能够在更小电流下稳定工作，同时将弧气进行高效冷却，减少了能量损失，能够作为电渣重熔的能源供应。 2.真空冶炼技术 通过在电渣重熔的过程中加入真空冶炼工艺，彻底去除钢水中的不良元素，从而提高了钢材的质量和使用寿命。 3.倍增孔设计技术 新型的电渣重熔设备中采用了特殊的倍增孔设计，使得渣池稳定，温度更易控制，进一步提高了钢材的质量。 三、应用前景 新型的电渣重熔技术不仅能够提高特殊钢材的质量，同时还具有较高的经济效益和环保效益。该技术可应用于航空、航天、核电等高端领域，提高了产品的安全性、可靠性和使用寿命，拓展了特殊钢市场的应用范围，具有较广的市场前景和应用潜力。
2 电渣重熔原理 2．1 渣池 电渣重熔工艺的核心部分是熔池。金属从熔池上方进入渣池，然后被加热、熔化、精炼和过热，并且承受振动、搅拌和电化学作用。因此，形成渣池并使其保持在合适的条件下，显然是很重要的。渣有如下几方面的作用。 （1）发热元件的作用 重熔过程中热量通过焦耳效应产生，也就是通常的电阻发热定律。因此，应该确保渣阻与供给功率的电压、电流之间的正确平衡。所用的大多数渣的电阻率在熔炼温度下为0.2.0.ssl-cm ，熔炼温度通常比金属熔化温度高200 -- 3001C。显然，在该温度下，渣既要呈液态，又要稳定，所以重熔电流、电压、渣池深度和渣电阻率之间的关系很复杂。好的电渣重熔操作必须把它们调到最佳值。 (2)熔渣对于非金属材料来说是熔剂 当金属电极进入到渣池中时，电极端部达到其熔化温度，就会形成金属熔化膜。当熔化金属与熔渣接触时，熔化的金属在汇聚成熔滴的同时，暴露的非金属夹杂将溶解在渣里。因此，渣的成分必须能溶解杂质而又不影响其性质，为此，在重熔时必须采取连续调整渣成分的步骤。 (3)渣是电渣重熔工艺的精炼剂 重熔过程中的化学反应主要部位是电极端部渣／金界面，这里金属膜条件对于快速反应是最理想的。 (4)涟起保护金属免受污染的作用 渣对于反应成分来说，起着传递介质的作用。由于金属在渣下熔化和凝固，被熔化的金属绝不会与大气接触而被直接氧化，而这种氧化在常规工艺中是不可避免的。另一方面，由于熔渣可以传递反应物质，如氧和水蒸气，所以使用惰性气体做保护气氛非常必要。 (5)位形成结晶器衬 由于结晶器壁温度维持在渣熔点以下，那么熔渣和结晶器壁之间必定有凝固渣壳。这层渣壳起着结晶器衬的作用，金属锭在衬里形成并凝固，至少在稳定操作条件下，渣壳起着上述作用。在环形结晶器（短模）情况下，锭表面渣皮很少。可能存在差异。 为了实现上述作用，渣必须具有某些相当明确的性质。一般情况下，它的熔化温度应在被熔化金属的熔化温度以下。操作温度显然高于金属熔点，一般约高200 -- 300℃。渣的电阻率是其成分的函数，只要不是明确地影响化学要求，可在一定界限内调整。渣的成分应该既保证所希望的化学反应能快速发生，又保证反应物留在渣里；对于硫，其反应产物应能排到大气中去。另外，渣应能抑制不希望反应的发生，因为这些反应会造成微量元素的损失，这一点也非常重要。渣的黏度（其值一般在毫帕秒范围内）影响熔滴在渣中的停留时间、气体排出速度、渣池搅拌程度、传质动力学以及渣壳厚度等。渣与金属的密度差也同样影响熔滴停留时间和熔滴大小。渣与金属间的表面张力应该比较小，这样可增加传质速度且易产生小熔滴。但这样不利于渣与金属的分离且增加夹渣危险。表面张力也影响杂质溶解机理。 2.2 渣成分和渣组成 电渣重熔渣的成分通常以氟化钙（Ca凡）、氧化钙(CaO) ,氧化镁(Mgo)、三氧化