本期关键词：电渣重熔

    电渣重熔（electroslag remelting简称ESR）是把转炉、电弧炉或感应炉等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。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。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。1960年，我国建成第一座电渣炉，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200吨，2007年，我国电渣重熔钢生产能力已超过120万吨。

    电渣重熔基本过程如图所示。    

    在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣，自耗电极一端插入熔渣内。自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。在通电过程中，渣池放出焦耳热，将自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入结晶器，形成金属熔池，受水冷作用，迅速凝固形成钢锭。在电极端头液滴形成阶段，以及液滴穿过渣池滴落阶段,钢-渣充分接触，钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。钢中有害元素（硫、铅、锑、铋、锡）通过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固，这就杜绝了耐火材料对钢的污染。钢锭凝固前，在它的上端有金属熔池和渣池，起保温和补缩作用，保证钢锭的致密性。上升的渣池在结晶器内壁上形成一层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更多的热量向下部传导，有利于钢锭自下而上的定向结晶。基于上述凝固条件，电渣重熔生产的钢锭质量和性能与普通钢锭相比得到大幅改进，合金钢的低温、室温和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用寿命延长。钢锭的利用率也比普通钢锭提高15%，接近80%。

    电渣重熔设备简单，投资较少，生产费用较低。但电渣重熔也有自身的缺点：一是能耗较高，与普通钢锭相比多了一次重熔过程，据统计重熔能耗近1400kW·h/t；二是对钢锭中有害气体氢的控制较难，不具备脱氢条件，相反如果渣料控制不好，还可能增氢；三是通用的渣料含CaF2较多，在重熔过程中，污染环境，必须设除尘和去氟装置；此外，超大型钢锭（超过200吨）由于截面积较大，大大弱化了定向凝固效果，中心部位的致密度较小吨位钢锭差（但还是比普通钢锭好很多）。