电极插入深度对电渣重熔过程的重要性
模具钢电渣重熔工艺
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。
电渣重熔技术在金属冶炼中的应用
高效节能
科研人员正在研究如何降低电渣 重熔技术的能源消耗，提高能源 利用效率，以满足日益严格的节
能减排要求。
广泛应用
电渣重熔技术的应用范围正在不 断扩大，不仅适用于钢铁、有色 金属等传统领域，还逐渐拓展至 新材料、航空航天等高科技领域
。
技术发展趋势
智能化控制
随着人工智能技术的发展，未来电渣重熔技术有 望实现智能化控制，提高生产效率和产品质量。
2023 WORK SUMMARY
电渣重熔技术在金属 冶炼中的应用
汇报人：
2023-12-30
REPORTING
目录
• 电渣重熔技术概述 • 电渣重熔技术的冶炼过程 • 电渣重熔技术在金属冶炼中的应用实例 • 电渣重熔技术的挑战与前景
PART 01
电渣重熔技术概述
技术定义与原理
定义
电渣重熔是一种利用电流通过液 态渣池产生的热量和电磁力进行 金属再熔炼的工艺。
质量检测与控制
对金属锭进行质量检测， 如化学成分、金相组织、 机械性能等，以确保产品 质量符合要求。
PART 03
电渣重熔技术在金属冶炼 中的应用实例
在钢铁冶炼中的应用
钢铁是全球使用最广泛的金属材料之一，电渣重熔技术在钢 铁冶炼中有着广泛的应用。通过电渣重熔技术，可以生产出 高质量、高性能的钢铁材料，广泛应用于建筑、机械、汽车 、船舶等领域。
原理
通过熔融渣池的电阻加热和电磁 力作用，实现对金属材料的提纯 、均质化和细化组织等效果。
技术发展历程
起源
现状
电渣重熔技术起源于20世纪30年代， 最初用于生产高质量的钢轨和无缝钢 管。
目前，电渣重熔技术已经成为一种成 熟的金属加工技术，广泛应用于钢铁 、有色金属、航空航天等领域。
电渣重熔技术
电渣重熔技术
电渣重熔技术（Electric Arc Remelting，EAR）是一种利用电
弧将金属材料高温熔化并重新凝固的技术。
它常用于生产高纯度和均匀组织的金属材料，特别是钨、钛、钢铁和镍合金等高质量的金属。
电渣重熔技术通常涉及以下步骤：
1. 准备废料或原始金属。
2. 将金属放入电渣炉中，并添加一定量的电极材料作为电弧的起点。
3. 通过电源提供电能，并使电极形成电弧，产生高温。
4. 由于电弧的高温作用，金属开始熔化，并形成一定的熔体池。
5. 在熔体池中，通过搅拌或气体喷吹等方法，促使金属组织的均匀化。
6. 根据需要进行熔炼和精炼的过程，以改善金属材料的质量。
7. 将熔融的金属倒入模具中进行冷却和凝固，形成所需形状的金属材料。
电渣重熔技术具有以下优点：
1. 可以再生利用废弃金属，减少资源浪费。
2. 可以提供高纯度的金属材料，以满足高要求的特殊应用。
3. 可以改善金属材料的均匀性和组织结构，提高其力学性能和耐腐蚀性能。
然而，电渣重熔技术也存在一些缺点：
1. 能耗较高，需要大量的电能供应。
2. 技术要求较高，操作和管理难度较大。
3. 一次熔炼的批量较小，生产效率相对较低。
总体而言，电渣重熔技术是一种重要的金属加工技术，可以产生高质量的金属材料，但其应用仍受到能耗和生产效率的限制。
熔深有重要的影响熔深
CO2 气体保护焊具有焊接效率高、抗锈能力强、焊接变形小、冷裂倾向小、熔池可见性好、以及适用于全位置焊接等优 点。究其不足主要是：很难使用交流电源，焊接飞溅多。特别是采用短路过渡形式时，在焊接过程会产生大量的金属飞溅。 造成大量金属的损失，使熔敷率降低，焊后清理工作量增加。同时，飞溅的产生降低了电弧的稳定性，严重影响焊接质量。 此外采用短路过渡的 CO2 体保护焊还存在焊缝成形差的工艺缺点。主要表现为焊缝表面不光滑、熔深浅、焊缝成形窄而高， 容易出现未熔合的焊接缺陷。所以要使 CO2 气体保护焊在工业生产中得以广泛推广和应用，则必须解决和控制这些工艺问 题。
1、焊接电源的静特性构成
焊接电源的静特性即电源输出电压与输出电流之间的变化关系，表达这一关系的曲线称为电源静特性曲线。不同的焊机 有不同的静特性，分别有平硬特性和下降特性。电源静特性的确定离不开焊接电弧的特性（在弧长不变状态下，电弧电压与 电弧电流之间的关系）。电弧具有很高的动态响应，故一般可以认为电弧动态特性与其静态特性相同，其静特性曲线呈 U 形。 U 形曲线分为下降段、水平段和上升段，CO2 气体保护焊的电弧静特性处于上升段。电源静特性与电弧特性的交点，为焊接 电弧的工作点，图 1 为两种电源特性和电弧负载特性曲线图，图中 P1 是平硬特性，P2 是下降特性。CO2 气体保护焊过程有 两种负载状态：熔滴短路时为电阻状态，其特性为 L1；燃弧时为压缩电弧状态，其特性为 L2。现在我们来分析哪一种电源静 特性适合于 CO2 气体保护焊。
焊接时对母材的加热的热源主要是燃弧能量。CO2 气体保护焊过程中，短路时间占了很大的比例，且短路过程几乎不会 给母材提供热能。其燃弧时间比其它焊接工艺都短，所以导致对母材的加热不足，从而造成焊缝余高大、焊缝窄、熔深浅、 未熔合等焊缝成形缺陷。
矿热炉生产过程中电极插入深度与炉料及炉况的判断问题及解决办法
矿热炉生产过程中电极插入深度与炉料及炉况的判断问题及解决办法2019.11.15一、为什么要求电极较深地插入炉料?电极较深的插放炉料，可以提高炉温和扩大坩埚，为冶炼反应充分进行，创造了必要的热量条件。
因此，使电极较深的插入炉料，是冶炼操作中的重要环节。
当电极插入炉料较深时，热量损失少，炉温高，坩埚大，炉内化学反应速度快，于是出铁量多，单位电耗低。
反之，电极插入炉料较浅时，刺火和塌料现象均较多，热量损失大，炉温低，反应不能充分进行，因此，就不会有较好的技术经济指标。
电极的插入深度，主要与冶炼品种和矿热炉容量大小有关。
实践证明，冶炼75硅铁，较大容量炉子的电极插入深度一般为1—1.2米，较小容量的矿热炉，一般为0.7---1米。
冶炼45硅铁较大容量矿热炉的电极插入深度，一般为0.80---1米，较小容量炉子一般为0.5---0.8米较为合适。
二、影响电极插入深度的因素有哪些?⒈焦碳加入量焦碳的导电性比硅强。
如果焦碳加入量过多，会影响电极深插。
因此，在满足硅石中的二氧化碳充分还原的条件下，焦碳加入不要过多，以利于电极插入。
⒉焦碳粒度焦碳的粒度小，表面积增大，增加接触面，炉料的电阻大，则电极插入深;反之，焦碳的粒度大，表面积减少，炉料的电阻小，则电极的插入深度就变浅。
⒊焦碳性质焦碳性质主要是指焦碳本身的电阻。
如果焦碳的电阻小，通过炉料的电流大，使电极上升，电极插入深度就浅。
反之，焦碳的电阻大，例如使用煤气焦等，因其电阻大，电极则可深插。
⒋二次电压当冶炼采用较高的二次电压时，电弧较长，电极在炉料内插入较浅。
反之，采用较低的二次电压，电极插入炉料就比较深。
⒌操作情况如果操作不当，比如混料不均，偏加料，不及时捣炉。
炉况发粘，料面过高或炉内缺料等，都会妨碍电极插入炉料的深度和稳定程度。
⒍出铁时间在炉况正常情况下，出铁间隔时间延长或铁水出不干净，炉内积存铁水势必较多，电极要上升，电极插入炉料内较浅。
⒎炉内积渣量排渣不好，炉内积渣过多，炉底上涨，电极的插入深度变浅。
电渣重熔冶炼技术
电渣重熔冶炼技术
1 引言
电渣重熔冶炼技术是熔化废旧金属的一种方法，能够有效地回收金属资源，减轻资源的消耗和环境污染。
本文将从技术原理、设备结构、优点和发展趋势等方面介绍该技术。
2 技术原理
电渣重熔冶炼技术是通过电极向熔体中通入一定的电流和电压，使废旧金属在高温下熔化。
同时，添加一定量的草酸盐或碳化物，将金属污染物转化为易于脱除的渣滓。
熔融时，废旧金属中的杂质被转化为渣滓，可通过重力作用自然分层，而金属熔体则通过不同的喷吐器进行分离。
3 设备结构
电渣重熔冶炼设备主要由炉爐鼓风系统、电极导电系统、草酸盐或碳化物投加系统、喷吐与收渣系统等部分组成。
其中，炉爐主要由铁墙、保温层和炉底构成，电极通常采用水冷型，以防止焦化。
而草酸盐或碳化物的加入量和时间、喷吐器的数量和位置、加热方式等参数会影响电渣重熔冶炼的效果和质量。
4 优点
电渣重熔冶炼技术的主要优点是可以高效、环保地回收废旧金属，减少对地球资源的消耗和环境的污染。
此外，该技术还可以生产高纯
度的金属材料，广泛应用于工业生产。
5 发展趋势
电渣重熔冶炼技术已经成为国际铸造行业中广泛使用的一种高效、环保的回收技术。
未来，随着金属回收利用的重要性不断提升，电渣
重熔冶炼技术将在材料回收领域中扮演更为重要的角色。
同时，技术
革新和设备升级还将进一步提高电渣重熔冶炼技术的效率和质量。
6 结论
无论是从环保角度，还是从资源利用率的角度来看，电渣重熔冶
炼技术都是一种十分重要的回收技术。
未来，我们应该进一步加强对
该技术的研究和探索，为推动环境保护和可持续发展做出贡献。
密闭矿热电炉(矿热炉、电弧炉)电极插入深度的把控控制与影响因素
密闭矿热电炉（矿热炉、电弧炉）电极插入深度的把控与影响因素一、电炉冶炼中电极插入深度的影响因素及判断：电极工作端长度是指底环下沿到电极顶端的电极长度。
电极下插深度是指埋入炉料内部的电极长度。
电极插λ深度反映了炉膛反应区在竖直方向上的位置，是判断炉况的重要特征之一。
随着铁水在炉膛中的积聚和排出，熔炼区的位置和电极下插深度会发生一定改变。
1、影响电极插入深度的因素：正常熔炼过程中，电极端部距炉底的距离为一定值，它与冶炼品种，电极直径和电炉的电气参数有关。
一般这距离为电极直径的0.6~1倍。
表中列出了电极插入深度和电极至炉底距离与电极直径的关系：d:电极直径；I:电极至炉底距离；L:电极插入深度。
正常冶炼生产过程中电极位置的波动比较小。
当炉况变化时电极插入深度变化较大。
电极插入过深通常表明炉膛电阻增大，这多是由于还原剂不足或炉渣碱度过低引起的。
电极插入过浅表明炉膛电阻减少，往往是由于炉料中的还原剂过剩或炉渣碱度过高，金属氧化物含量过高引起的。
2、电极插入深度对炉况的影响：电极插入料层过深或过浅造成的后果如下：改变炉膛热分布和炉膛结构。
输入炉膛的热量只有50%~80%用于冶炼反应，有20%~50%的热量被炉气带走，用于上层炉料的预热。
电极插入深度不合理会使电炉的效率降低。
降低元素回收率。
炉气中通常含有一定量的金属蒸汽或氧化物如Mn，Cr，SO等。
这些物质在随炉气向上运动时，会在料层上部凝聚或被炉料所收集。
电极插入过浅使料层变薄，高温烟气就会将这些有用元素带走，从而降低元素回收率。
电极插入过深会损坏炉底。
电极端部温度远超过耐火材料的工作温度。
当电极过于接近炉底时就会加剧耐火材料的损毁速度。
熟练的操作者可以通过电极上下运动状况、电极把持器的位置、电极消耗速度和下放量、电炉功率和电极电流、电弧声响、料面温度、炉料运动情况、料面透气情况等判断电极插入深度。
由于操纵者经验和知识的局限性，判断失误是不可避免的。
长期以来，人们一直在研究测量电极插入深度的方法。
掌握矿热炉电极的工作长度和插入料层的深度办法
掌握矿热炉电极的工作长度和插入料层的深度办法2019.11.16电极的工作长度是指从电极底环到电极端头的距离，电极入炉深度指从料面到电极端头的距离。
通常电极端头与炉底的距离叫做电极插入炉料的深度。
大致有以下三种情况。
第一种情况：电极端头与炉底间距离太近，即电极插入料层太深。
此时电极周围的吃料口太小，炉料不易下沉，反应区的蒸气一氧化碳气体不易上升，电极所做的有用功减少，如此热效率就要降低。
第二种情况：电极端头与炉底之间的距离适当。
此时炉料可以经过一定的时间预热、熔融等过程，热量得到充分的利用。
第三种情况：电极端头与炉底之间的距离过大。
此时，硬壳延长近于料面，炉底温度下降，出炉时很难打开炉眼，同时料面和电极端的距离又短，炉料的预热不够，炉面温度高或出现明弧，热损失增大。
电极插入炉料的深度保持适当，可以使电极燃烧和烧成速度达到平衡，消耗量减少。
这除了适当地增加炉料电阻和精心操作外，还要有很好的电极糊配方和电极的各项管理制度。
电极过长，可能产生前述的第一种情况，有时还会引起电极折断，这对矿热炉生产是有害的。
电极过短了，又会产生前述第三种情况。
所以说只有正确掌握电极工作长度，才能得到最佳的操作条件。
由于矿热炉炉的操作条件相当复杂，变化多端，矿热炉又有大有小，电极有粗有细，所以不能做过份的硬性规定。
但若没有一个范围，随便掌握也是有害于生产的。
一般的经验认为，电极工作长度(L)是电极直径(D)的1～1.2倍。
不过在实际生产中，还要根据实际情况正确而灵活地去掌握。
当电极工作长度不够，电极飘浮在料层上面，炉料配比不高，炉内半成品较少，这时电弧使浅层料中的硅石分解，冲出料面，形成明亮的光柱，这就是明弧操作。
1、明弧操作在开放炉上引起热量损失，要多消耗电能。
2、在半密闭炉上，除了多消耗电能外，还会出现大喷料，大塌料等现象，破坏生产秩序。
甚至抽气系统进入空气而引起爆炸事故，损坏设备，造成人身事故。
3、在密闭炉上，明弧会引起炉盖温度过高，严重时可能喷出炉料或烧坏炉盖，威胁生产和人身安全。
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第１ ０卷 增 刊
２ １ 年 ３月 ０１
பைடு நூலகம்
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金
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Ｖｏ． ０ Ｓ１ １１
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电极 插入 深 度 对 电渣 重 熔 过 程 的 重 要 性
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电极 的熔化 速 度在 电渣 重熔 过程 中起 着关 键 作用 ， 不仅 影 响到钢 锭 内部组 织 的结 晶状态 ， 影 还 响着夹 杂 物 的去 除 ， 与钢锭 的偏 析 、 并 疏松 等 内部
质 量有 着直 接关 系． 因此 控制 好 电极 的熔 化 速 度 是 生产 高 质量 电渣 锭 的前提 ． 电极 的熔化 速度 取 决 于 冶 炼 的 电流 和 电 压 ，
对 冶 炼 电 参 数 的调 整
１ １ 电极熔 化 速度 的决 定 因素 ．
同的炉子在冶炼 中所使用 的冶炼工艺不相 同． 尤 其是 冶炼 时 的 电参 数 ， 即使 是 同样 规格 的结 晶器 ，
在 冶炼 时相 同 的 电参 数 所 得 到 的结 果 也 不相 同．
人们 在生 产 时感 觉 冶 炼 工 艺 不好 确定 ， 其 是新 尤 建 电渣 炉和 刚 刚接 触 电渣 冶 炼 的 人员 ， 感 觉 无 总 从下手． 本文 通 过 大量 电渣 炉 在 生 产 实 践 中表 现
电渣钢 以其 优 良的 品质 和 较 长 的 使 用 寿命 ， 越来 越 多地 被人 们 应 用 到 各 个 领域 ． 国 电渣 钢 我
１ 如 何 通 过 控 制 电极 插 入 深 度 实现
的产量也有了飞速增长 ， 几乎各个特殊钢厂都建
有 电渣 炉． 是 电渣炉 的冶炼具 有 一些 特殊 性 ， 但 不
刘 树 杰
（ 锡富劳德风能设备有 限公 司 ，江苏 无锡 ２ ４ ８ ） 无 １１ １ 摘 要 ：电极插入渣 池的深度 ，对电渣重熔过程起着 至关 重要的作用 ，控制好 电极 的插入深度 ，不仅 可 以实
现不 同电渣炉设备生 产过程的稳定一致 ，而且还可 以对 整个 电渣重熔过程进行有效 的控 制．本文 主要从 对 电 极插入深度 的控 制实现不同 电渣炉设备生产过程 的稳定 一致 ，以及 电极插入深度对 电渣 重熔 过程产生 的影 响 进行总结和论述 ． 关键词 ：电极 ；插入深度 ；电渣重熔 ；熔化速度 ；稳定性 ；元素烧损 中图分类号 ：Ｔ ４ ４ Ｆ１２ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１７ —６ ０ ２ １ ） １ ０ ３０ ６ １６ ２ （０ １ Ｓ — ７ －４ ０
ａ ｄｃｎ ｓｌ ｖｌｅｆｒ ｎｉ ｌ ｔｃｌ ｒｇ ｒｎ ｏ ｒ ａ ｙｏ ｔ ｆ ｃ ｖ ｏ ｔ １ ｈｓ ａ ｅ ｍａ ｒ ｒ ｍ ｅｃ ｎｒｌ ｎ ａ ｉ ａ ｔｅｅ ｃ ｉ ｅ ｓ ｏ ｇｃ ｕ ｓ ｃｒ ｕ ｅｔ ｅｃ ｎ ｒ ．Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｊ ｏ ｔ ｏ ｔ ｔ ｕ ｏ ｅ ｒ ｅ ｒ ａ ｄ ｌ ｅ ｒ ｅ ｉ ｏ ｏ ｆ ｈ ｏ