電渣重熔的產品品種多，應用範圍廣。其鋼種有：合金結構鋼、模具鋼、高速鋼、不鏽鋼、耐熱鋼、超高強度鋼、高溫合金、精密合金、耐蝕合金、電熱合金等400多個鋼種。

一、電渣重熔基本原理

電渣重熔（ESR）可以看作是利用電加熱的熔渣精煉金屬的一種方法，如圖1所示。

在銅製水冷結晶器中加入固態或液態爐渣，將自耗電極的端部插入其中。當自耗電極、爐渣和底水箱透過短網與變壓器形成供電迴路時，便有電流從變壓器輸出，透過液態熔渣。由於上述供電迴路中，熔渣的電阻相對較大，佔據了變壓器二次電壓的大部分壓降，從而在渣池中產生了大量的焦耳熱，使其處於高溫熔融狀態。由於渣池的溫度遠大於金屬的熔點，從而使自耗電極的端部逐漸加熱熔化，熔化的金屬聚整合液滴，在重力的作用下金屬熔滴從電極端頭脫落，穿過渣池進入金屬熔池，由於水冷結晶器的強制冷卻，液態金屬逐漸凝固成鋼錠，在正常重熔期，電流從電極進入渣池後，要透過金屬熔池和凝固鋼錠再由底水箱和短網返回變壓器。

二、電渣重熔的優點

（1）金屬的熔化、澆鑄和凝固均在一個較純淨的環境中實現

整個過程始終在液態渣層下進行而與大氣隔絕，因而最大限度的減輕了大氣對鋼液的汙染，減少了鋼液的氫、氮的增加量和鋼的二次氧化，而且現在有的電渣重熔在冶煉過程中實行乾燥空氣的保護，進一步減少了增氫的可能性。另外，由於熔化和凝固均在水冷銅質結晶器中完成，因而沒有普通冶煉方法由於耐火材

料造成對鋼液的汙染的缺點。

（2）具有良好的冶金反應的熱力學和動力學條件

電渣重熔過程中渣池溫度通常在1750℃以上，而電極下端至金屬熔池中心區域的渣溫度可達1900℃左右。因此重熔過程中渣的過熱度可達600℃左右，鋼液的過熱度可達450℃左右。高溫的熔池促進了一系列的物理化學反應的進行。

電渣重熔過程中渣池溫度通常在1750℃以上，而電極下端至金屬熔池中心區域的渣溫度可達1900℃左右。因此重熔過程中渣的過熱度可達600℃左右，鋼液的過熱度可達450℃左右。高溫的熔池促進了一系列的物理化學反應的進行。

良好的動力學條件還表現在電渣重熔過程中鋼渣能充分接觸。在電極熔化末端、熔滴滴落過程及金屬熔池的三個階段中鋼渣接觸面積可達3200mm2/g。反應進行得十分充分。同時在電磁力的作用下渣池被強烈攪拌，不斷更新鋼渣接觸面，強化了冶金反應，促進了有害雜質元素和非金屬夾雜物的排除。

（3）自下而上的順序凝固條件保證了重熔金屬錠結晶組織均勻緻密

圖3顯示了傳統的澆鑄法與電渣重熔所獲得的鋼錠的組織的區別，鑄模裡大量的鋼液同時凝固導致了偏析，偏析的程度取決於多相組織凝固的結晶行為，區域性非金屬夾雜的累積及顯微縫隙和縮孔是不可避免的。而電渣重熔所獲得的鋼錠可以有效避免上述缺陷。

在電渣重熔過程中電極的熔化和熔融金屬的結晶是同時進行的。鋼錠的上端始終有液態金屬熔池和發熱的渣池，既保溫又有足夠的液態金屬填充凝固過程中因收縮產生的縮孔，可以有效的消除一般鋼錠常見的疏鬆和縮孔。同時金屬液中的氣體和夾雜也易於上浮，所以鋼錠的組織緻密、均勻，容易得到定向凝固組織，如圖4所示。

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