电渣重熔技术在中国的应用和发展
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。
科技新进展：高品质特殊钢绿色节能电渣重熔技术
科技新进展：高品质特殊钢绿色节能电渣重熔技术一、研究背景与问题电渣重熔是靠渣池通过电流时产生的渣阻热熔化和精炼自耗电极金属，得到的液态金属在水冷结晶器中凝固成形的过程。
由于电极熔化、金属液滴形成、滴落均在一个较纯净的环境中实现，过程中熔池内的金属和炉渣之间要发生一系列的物理化学反应，具有良好的冶金反应热力学和动力学条件，是制备高端特殊钢和特种合金终端冶炼工艺。
电渣金属纯净、组织致密、力学性能优异，其产品广泛应用于航空航天、军工、能源、交通、海工、环保和石化等高端装备制造领域。
1958年首台工业电渣炉在乌克兰诞生，我国也开始了跟踪研究。
虽然我国电渣重熔技术的诞生和发展几乎与国外同步，但上世纪末有长达20多年的时间里几乎停滞不前，导致进入21世纪时我国电渣重熔工艺、装备及产品质量均明显落后于西方发达国家。
传统电渣重熔技术耗能高、氟污染重、生产效率低，产品质量不稳定，无法满足高端装备的材料需求。
东北大学特殊钢冶金团队经过十五年的探索和实践，提出了电渣重熔过程“洁净度控制”和“均质化凝固”2个原创性理论，系统研究了电渣工艺理论，创新开发绿色高效的电渣重熔成套装备和工艺及系列高端产品，节能减排和提效降本效果显著，产品质量全面提升，形成两项国际标准，实现我国电渣技术“从跟跑、并跑、到领跑”的历史性跨越。
二、技术解决方案针对传统电渣重熔耗能高、氟污染严重、效率低、产品质量不稳定，高性能大单重厚板无法满足高端装备的材料需求等问题，采用“基础研究-关键共性技术-应用示范-行业推广”全创新链的研发模式，系统研究了电渣重熔过程炉渣物理化学性质、渣-金-气反应以及电制度等对其过程的电场、磁场、流场和温度场，以及气体（氢、氧）、非金属夹杂物和钢锭凝固组织的影响机理和规律，开发了绿色高效的新一代电渣重熔成套装备和工艺技术，解决了传统电渣重熔存在的主要问题，实现了电渣重熔生产大幅度的节能减排，显著提高了生产效率和降低生产成本，提升了电渣钢的产品质量，开发了一系列高品质特殊钢品种。
第二讲 电渣重熔
世界各国电渣技术研究中心
乌克兰巴顿电焊研究院 俄罗斯电热设备科学院вниэто 美国联邦矿业局Ａｌｂａｎｙ冶金研究中心 加拿大哥伦比亚大学电渣实验室 德国Ｍａｘ Ｐｌａｎｋ研究所等 东北大学钢铁冶金研究所 特殊钢研究室 钢铁研究总院冶金工艺所
三、电渣重熔工艺
1.电渣工艺制定的基本原则 2.电渣工艺参数的分类 3.钢锭结晶质量的衡量方法 4.工艺参数对目标参数的影响 5.电渣重熔参数的优化匹配 6.ESR过程工艺参数的变化及工艺控制模型
(2)基本控制参数
渣制度：
渣系、渣量GS或渣池深度Hs
电制度：
重熔电流、重熔电压
脱氧制度：
重熔过程向结晶器中加入脱氧剂种类、数量和方法
冷却水制度：
结晶器、底水箱冷却水的压力、流量、进水温度
(3) 目标参数
金属熔池形状及尺寸 极间距离Hem与电极埋入深度He 电极熔化速度Vm 渣池温度Tsl 渣皮厚度δs 电耗We 冷却水出口温度tw.o 局部冷却凝固时间LST 二次晶间距LⅡ
传统浇铸法与电渣重熔钢锭结构的比较
由于结晶器中的金属受到底部和侧面的强制水冷，冷 却速度很大，使金属的凝固只在很小的体积内进行， 使得固相和液相中的充分扩散受到抑制，减少了成分 偏析并有利于夹杂物的重新分配，图4 显示了用传统 的浇铸法和ESR方法生产H13热模具钢中铬和钼的比 较。同时，这种凝固方式可有效的控制结晶方向，可 以获得趋于轴向的结晶组织。因而可以看出重熔钢锭 具有以下的理想结构： 1一致的化学成分 2没有杂质、有害元素及非金属夹杂 3整个钢锭具有基本一致的结晶组织，消除了微观偏析 和气孔。
3）自下而上的顺序凝固条件保证了重熔金属锭 结晶组织均匀致密
图3 显示了传统的浇铸法与电渣重熔所获得的钢锭的 组织的区别，铸模里大量的钢液同时凝固导致了偏 析，偏析的程度取决于多相组织凝固的结晶行为，局 部非金属夹杂的累积及显微缝隙和缩孔是不可避免 的。 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。钢锭的上端始终有液态金属熔池和发热的 渣池，既保温又有足够的液态金属填充凝固过程中因 收缩产生的缩孔，可以有效的消除一般钢锭常见的疏 松和缩孔。同时金属液中的气体和夹杂也易于上浮， 所以钢锭的组织致密、均匀。
2024年电渣重熔市场需求分析
电渣重熔市场需求分析1. 引言电渣重熔是一种重要的废钢利用方式，通过高温熔化废钢中的电渣，将其分离出来，以得到回收利用的金属和其他有价值的组分。
近年来，电渣重熔市场需求快速增长，本文将对电渣重熔市场需求进行详细分析，并探讨相关影响因素。
2. 市场需求情况电渣重熔市场需求的增长主要受以下几个方面的影响：2.1 工业发展需求随着全球工业化进程的加快，各行各业对金属原材料的需求大幅增加。
废钢经过电渣重熔可以得到高纯度的金属，满足不同工业领域对金属的需求，如建筑、汽车制造、机械制造等。
这种高效的废钢利用方式可以节约大量的原材料，因此受到工业领域的青睐。
2.2 环保要求推动随着人们对环境保护意识的不断提高，废钢的回收利用成为重要的环保举措。
相比于传统的废钢处理方式，电渣重熔可以有效减少废钢的排放量，减轻对环境的污染，因此得到环保机构的支持和推动。
2.3 技术进步带动需求增长电渣重熔技术的不断进步和成本的下降，进一步推动了市场需求的增长。
新一代的电渣重熔设备具有更高的熔化效率和更低的能耗，可以满足大规模废钢处理的需求。
同时，相关配套设备和工艺的改进也提升了电渣重熔的生产效率和产品质量，进一步吸引了投资者的关注。
3. 市场发展趋势基于对电渣重熔市场需求的分析，可以得出以下几个市场发展趋势：3.1 国内市场需求稳步增长中国是全球最大的钢铁生产和消费国，废钢资源丰富。
随着经济发展和工业化进程，国内对金属原材料的需求持续增加，将推动电渣重熔市场的发展。
同时，政府对于环保和资源利用的要求也将进一步推动电渣重熔市场的发展。
3.2 技术升级不断推动市场变革电渣重熔技术的不断进步将带动市场迈向更高效、更环保的方向。
随着熔炼效率和产品质量的不断提升，电渣重熔将在废钢处理领域占据更大的市场份额。
同时，新材料的需求也将推动电渣重熔市场的发展。
3.3 多元化应用的拓展电渣重熔的应用不仅局限于金属回收，还可以用于其他领域。
例如，电渣重熔可以将废钢中的有害物质进行杀灭和稳定化处理，还可以提取出废钢中的其他有价值组分，如铜、铝等。
电渣重熔技术在中国的应用和发展
电渣重熔技术在中国的应用和发展摘要中国电渣冶金起步于1958年。
至今,全国所有特殊钢厂都建立了电渣重熔车间,拥有工业电渣炉86台，年生产能力10万t;产品包括优质合金钢与超级合金243个牌号。
尖键词电渣冶金重熔熔铸欧美及日本发展电渣冶金均引进前苏联技术，世界上独立发展电渣冶金技术的国家仅有中国与英国。
1965年英国设菲尔德 ------------ 布朗公司将1台7t真空电弧重熔炉改为电渣重熔炉，英国电渣冶金从此揭开序幕。
我国冶金工作者在电渣焊的基础上开发出电渣重熔技术，我国电渣冶金从此诞生。
40年来我国电渣冶金规模不断扩大，技术不断创新。
目前我国所有特殊钢厂都有电渣重熔车间，冶金系统有工业电渣炉86台，年生产能力10万t;小型电渣炉遍及全国，从结晶器消耗推算其年产量约3万t,我国电渣冶金产量在世界上名列前茅。
生产的超级合金及优质合金钢种达243个牌号，技术上处于领先地位。
1发展历程1958年9月冶金部建筑研究院电渣组在应用电渣焊焊接轧机机架时，为消除焊缝热裂缝，采用低碳钢板涂铁合金粉末作自耗电极，进行电渣焊，获得成分均匀的合金钢焊缝，由此受到启示，于1958年12月9日将铁合金粉末涂在碳钢棒上作自耗电极，用高炉风管（铜制）作水冷结晶器，冶炼出合金工具钢。
1959年4月在衡阳冶金机械厂做了生产试点，熔炼了100 kg高速钢锭，除直接冶炼高速钢外，还采用重熔法回收了一批废旧高速钢刀具，成果发表于《焊接》杂志建国10周年专刊上,同期还成功地应用电渣法减少铸钢件冒口。
该成果受到国内冶金界的矢注。
1959年11月北京钢铁学院和冶金部建筑研究院合作，采用电渣重熔法，研制成功航空轴承钢。
I960年初北京钢铁学院设计了150 kg工业性电渣炉，由北京钢厂制造,并在该院投产。
1960年6月冶金部建筑研究院设计了0 • 5 t双电极支臂连续抽锭电渣炉，该设备在重庆特殊钢厂建成，于I960年8月重熔出0 • 51优质合金钢锭,此后冶金部建筑研究院帮助重庆特殊钢厂、大冶钢厂建立电渣车间，开发产品。
电渣重熔的特点及发展
电渣重熔的特点及发展多年来电渣冶金工作者做了全面、系统的研究，一致认为电渣重熔设备简单、操作方便、铸锭表面光洁、热塑性好、成材率高、具有很强的竞争力。
电渣重熔以其特殊的工艺过程和熔炼结晶方式具有其它生产工艺所不能替代的优越性，因而得到冶金工作者的广泛重视。
1它的优越性具体概括如下：1．1细化晶粒由于结晶器及水冷底板的强冷却作用，熔炼过程中，晶粒来不及长大，在钢锭内部呈细小均匀分布，起到改善钢锭内部组织的作用。
1．2减少钢中非金属杂质及夹杂在重熔过程中金属液滴是一滴一滴通过一定厚度的熔渣层，与呈镜面的金属液相比，金属液滴的比表面(单位重量占表面积)要大几百倍，增加了钢一渣界面积，熔渣吸附金属中的非金属杂质和夹杂的能力大大增加，同时钢中的杂质在通过渣层的过程中，按分配定律重新分配，使得钢液中杂质的浓度降低，起到渣洗的作用。
1．3改善钢的热加工性能由于电渣重熔后，钢锭晶粒变得细小均匀，钢锭的组织变得致密，钢锭表面光洁，同时钢中杂质减少，在热加工过程中应力集中和裂纹源大大减少，因此锻造过程中易产生的裂纹和开裂可以避免，由此可以提高钢锭的加工成材率。
1．4过程可控性好对产品的化学成分、夹杂物性质及形态、结晶方向、枝晶间距、显微偏析、碳化物颗粒度等均可以不同程度予以控制，可控制参量少，外围检测准确，便于实现微机闭环控制。
1．5减少组织的宏观偏析和微观偏析。
1．6可控制重熔气氛，减少氧、氮、氢的侵人。
1．7改善工具钢和模具钢中碳化物分布。
1．8可以生产超大型钢锭。
从以上可以看出电渣重熔技术在现代工业生产中有着不可取代的重要性。
在现代工业材质生产中，电渣重熔的优点得到了充分的发挥和利用。
2电渣重熔的不足概括如下：(1)灵活性不足。
电渣重熔只能将成分一定的钢材重熔，不能改变钢材的成分。
(2)生产成本高。
电渣重熔过程中，电耗非常大，又由于是二次精炼，大大增加了钢材的生产成本。
(3)氟的污染。
电渣渣料中含较多的CaF会逸出HF、SiF4、SF6等有害气体，危害工人健康，造成环境污染。
高品质特殊钢绿色高效电渣重熔关键技术的开发和应用
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。
电渣炉重熔技术的发展趋势及在高品质钢锭生产中的应用
电渣炉重熔技术的发展趋势及在高品质钢锭生产中的应用摘要：本文介绍了电渣炉重熔技术的种类及发展趋势，研究了电渣炉重熔技术在高品质钢锭生产中的应用情况，结果表明：电渣炉重熔在大、中型锻件所需的钢锭生产中，处于优势地位。
关键词：电渣炉；重熔技术；钢锭The Application of Remelting Technology of Electric Slag Surnace in Production of High-quality Steel IngotZhao qiangsong1，Zhang jingchao1，Guo ziqiang1（1. No.6 Institute of Project Planning and Research of Engineering Group Co.,Ltd，Zhengzhou 450007，Henan，China）Abstract：The types of remelting technology of electric slag surnace and the trend of development were introduced.The application of remelting technology of electric slag surnace in high-quality steel ingot was studied. Experimental results show that remelting technology of electric slag surnace is dominant in steel ingot demanded for large and medium forge piece.Key words：electric slag surnace;remelting technology; steel ingot电渣炉重熔技术是对钢锭有更高品质要求时采用的一种熔炼设备，在冶金系统的特殊钢厂比较常见，而在机械行业以前很少用到这种熔炼设备,近些年在机械行业的应用是越来越多，随着国家经济的大发展，电力、冶金、交通、石化、基础机械和国防等行业对高品质钢锭的需要会越来越大。
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电渣重熔技术在中国的应用和发展摘要中国电渣冶金起步于1958年。
至今,全国所有特殊钢厂都建立了电渣重熔车间,拥有工业电渣炉86台,年生产能力10万t;产品包括优质合金钢与超级合金243个牌号。
关键词电渣冶金重熔熔铸欧美及日本发展电渣冶金均引进前苏联技术,世界上独立发展电渣冶金技术的国家仅有中国与英国。
1965年英国设菲尔德———布朗公司将1台7t真空电弧重熔炉改为电渣重熔炉,英国电渣冶金从此揭开序幕。
我国冶金工作者在电渣焊的基础上开发出电渣重熔技术,我国电渣冶金从此诞生。
40年来我国电渣冶金规模不断扩大,技术不断创新。
目前我国所有特殊钢厂都有电渣重熔车间,冶金系统有工业电渣炉86台,年生产能力10万t;小型电渣炉遍及全国,从结晶器消耗推算其年产量约3万t,我国电渣冶金产量在世界上名列前茅。
生产的超级合金及优质合金钢种达243个牌号,技术上处于领先地位。
1 发展历程1958年9月冶金部建筑研究院电渣组在应用电渣焊焊接轧机机架时,为消除焊缝热裂缝,采用低碳钢板涂铁合金粉末作自耗电极,进行电渣焊,获得成分均匀的合金钢焊缝,由此受到启示,于1958年12月9日将铁合金粉末涂在碳钢棒上作自耗电极,用高炉风管(铜制)作水冷结晶器,冶炼出合金工具钢。
1959年4月在衡阳冶金机械厂做了生产试点,熔炼了100 kg高速钢锭,除直接冶炼高速钢外,还采用重熔法回收了一批废旧高速钢刀具,成果发表于《焊接》杂志建国10周年专刊上,同期还成功地应用电渣法减少铸钢件冒口。
该成果受到国内冶金界的关注。
1959年11月北京钢铁学院和冶金部建筑研究院合作,采用电渣重熔法,研制成功航空轴承钢。
1960年初北京钢铁学院设计了150 kg工业性电渣炉,由北京钢厂制造,并在该院投产。
1960年6月冶金部建筑研究院设计了0·5 t双电极支臂连续抽锭电渣炉,该设备在重庆特殊钢厂建成,于1960年8月重熔出0·5 t优质合金钢锭,此后冶金部建筑研究院帮助重庆特殊钢厂、大冶钢厂建立电渣车间,开发产品。
北京钢铁学院帮助大连钢厂、上钢五厂建立设备,并推广电渣冶金技术。
1961年11月冶金部在重庆召开了第1届全国电渣冶金会议,总结了批量生产经验,并推荐双支臂电极交替连续抽锭及单臂固定式两种炉型,成立了全国电渣冶金协调组。
1963年11月国家科委发布《科学技术发展10年规划》,冶金部负责9项,第5项为:电渣冶金。
1963年底冶金部将建筑研究院电渣组人员及设备调入钢铁研究院,成立电渣专业组,继续用同位素方法研究电渣过程去除夹杂机理,并研究新炉型———三相电渣炉,为太原钢铁公司5·5 t三相电渣炉、齐齐哈尔10 t三相电渣炉、上钢三厂板坯电渣炉的建立提供技术设计。
1960年北京钢铁学院建成5 kg密封式氩气保护电渣炉,1964年与抚顺钢厂合作建成200 kg密封式氩气保护电渣炉(真空电渣炉)。
同时进行了电渣重熔过程中渣池内的电弧放电及去除夹杂机理的深入研究。
从1960年开始东北工学院电冶金教研室在电渣重熔工艺参数优化匹配计算及电渣重熔热平衡计算方面做了系统的研究,并提供诺模图供合理选择工艺参数。
1964年6月在重庆召开了第2届全国电渣冶金会议。
这时全国工业电渣炉已达21台,生产钢种54个,会议研究了三相电渣炉问题,拟定电渣重熔各项技术经济指标,提出电渣重熔生产车间化。
电渣钢的优良质量受到用户支持,一机部得悉电渣钢轴承用于汽车,使用寿命较电炉钢提高了3倍的情况,决定给各特殊钢厂提供20台1 800 kVA电渣炉变压器。
有衬电渣炉是我国开创的电渣冶金新分支。
江西南昌江东机床厂于1960年采用单相单电极炉底导电式有衬电渣炉,冶炼合金钢。
1960年北京钢铁学院帮助北京量具刃具厂建立了单相双极有衬电渣炉,1961年又试验成功了三自耗电极三相有衬电渣炉,分别在北京带钢厂和北京钢丝厂进行工业性生产。
三相有衬电渣炉在北京钢丝厂成功地生产30多年,取得了巨大经济效益;1972年昆明工学院在西南地区推广有衬电渣炉时,改进单相双极有衬电渣炉,采用Bifilar供电在炉底接零线,从而解决了双电极熔化不均匀的问题,于1982年双自耗电极单相有衬电渣炉项目获国家发明奖。
此外70代东北工学院在东北地区推广单相单极炉底导电式有衬电渣炉。
熔炼合金钢及回收废料取得成效。
早在1962年冶金部建筑研究院成功地用凝壳式有衬电渣炉冶炼出超低碳不锈钢,1964年获国家新产品一等奖。
1965年8月在大连钢厂召开了第3届电渣冶金交流会,研究了电渣重熔冶金质量问题,公布了钢研院抽检各厂轴承钢ZGCr15的结果,以重特综合质量最佳。
1969年9月在匹兹堡召开的第2届国际电渣冶金会议上前苏联、美国发布了电渣熔铸消息,展示产品照片,引起了轰动。
其实我国冶金工作者早在1967年就已掌握了电渣熔铸技术。
1971年钢铁研究院与武汉设计院合作设计了15 t双极串联板坯电渣炉(5 000 kVA),钢铁研究院与太原钢铁公司采用双极串联电渣炉重熔出超低碳00NiCr7Mo13Ti耐蚀合金板,不经开坯直接上板轧机。
实践证明采用单相双极串联生产板坯功率因数高(cosΦ=0·9),热源集中,同样功率下生产率可提高一倍,电耗降低1/3,金属熔池浅平,有利于轴向结晶。
电耗高,生产率低是世界各国电渣重熔存在的普遍问题,钢铁研究院与本溪钢铁公司采用低氟高电阻渣(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-15%CaF2)取代低电阻的传统渣(70%CaF2-30%Al2O3)。
同时设定渣成分,偏离共晶点,利用渣皮凝固过程选择结晶形成绝缘渣皮,解决了国际上至今尚未解决的分流问题。
重熔渗碳轴承钢比电耗由1 775 kWh/t降至936 kWh/t,重熔生产率由180 kg/h提高到373 kg/h,本溪钢铁公司1982年至1992年累计节电240万kWh,钢铁研究院和本溪钢铁公司获国家发明奖。
重庆特殊钢厂采用高电阻CT渣,大冶钢厂采用白云石渣,东北工学院和抚顺钢厂合作采用工艺参数匹配都获得显著节电效果。
1965年上海重型机器厂建立了1台三相百吨电渣炉,后因自耗电极采用螺丝联接,在重熔时掉块,影响铸锭质量,被拆除。
上海重型机器厂与北京钢铁学院合作,于1981年创建了200 t级电渣炉,结晶器直径2·8 m,若抽锭可生产240 t 的大锭,这是目前世界上最大的电渣炉,实际生产锭重已达205 t。
德国萨尔钢厂Saarstahl GmbH电渣炉,其结晶器直径为2·2 m,重熔最大锭重为165 t。
前苏联在新西柏利亚曾建250 t电渣炉,延续10年之久,终因技术原因而终止。
最近美国Consarc公司提供日本一台大电渣炉,锭重为100 t。
1983年电渣冶金协调组由大冶钢厂任组长,钢铁研究总院和齐齐哈尔钢厂任副组长,在齐齐哈尔钢厂召开第4届电渣冶金交流会,研究了电渣重熔进一步降低电耗,提高成材率,发展电渣冶金以及防止环境污染等问题;同时研究了在消化齐钢引进德国Loybold-Heraus公司F850-10-Ⅱ基础上,吸收同轴导电,有载无级调压及微机控制等技术以改造国内电渣炉。
1985年12月在成都无缝钢管厂召开了第5届电渣冶金技术交流会。
这时,全国特殊钢厂有工业电炉66台,实产优质合金钢及超级合金5·4万t,全国电渣冶金重熔平均电耗由1980年1 850kWh/t降至1985年1 578 kWh/t。
各特殊钢厂在品种开发上获得多次奖励。
1988年4月在美国圣地亚哥召开的第9届国际真空冶金会议上,对1961~1988年全世界对特种熔炼做出突出贡献的36个单位授奖,中国占3个,它们是:北京钢铁学院、钢铁研究总院、上海重型机器厂;对38名有突出贡献的个人授奖,中国有5人:傅杰、李正邦、朱觉、刘海洪和林宗棠。
并争取到第10届国际真空冶金会议于1990年在中国召开。
1990年8月在潍坊召开了第6届全国电渣冶金交流会,总结了30年来的成果,强调了电渣冶金应走出结晶器与冶金流程相结合发展,即要发展中间包电渣加热,电渣热封顶,电渣浇注,电渣离心浇注,电渣精密铸造,电渣转注等。
2 中国电渣冶金重大成就2.1 200 t级电渣炉最成功的大型电渣炉是德国Loybold-Hereaus公司为萨尔钢厂(Saarstahl GmbH)建的FB45/165G炉子,供电用可控硅变频电源0~10 Hz短网感抗cosΦ≈0·98,1971年建成以来生产正常,炉子负荷饱满,缺点是变频设备庞大昂贵,且原件老化快,据悉已多次更换元件。
上海重型机器厂与北京钢铁学院合作,于1981年建成200 t级电渣炉,1982年国家鉴定后即为秦山30万kW核电站提供了124件毛坯。
炉子由3根立柱呈等边三角形布置,每根立柱上有可上下移动、左右旋转的支臂,其端头夹持电极,夹持双极串联(Bifilar)回路,重熔6根耗电极分别由3个5 200 kVA单相变压器供电,变压器二次线抽零、3根抽零线同接引锭板,6根Φ500 mm的自耗电极同插入一个Φ2 800 mm结晶器,液渣引燃,通电即可开始重熔,采用抽锭装置,可用短结晶器抽长锭,重熔过程3个旋转支臂可轮流更换电极,这种电渣炉3个变压器接三相电网,有利于电力平衡,双极串联可以降低回路感抗提高设备功率因数,cosΦ=0·87~0·96,因双极串联两极间有效电阻RS增大,从而提高电效率ηE=RS/(RS+Σr)(Σr为短网电阻之总和)。
设两路供电电网,防止长时间重熔断电,水路有两路水源,有深水井可控制夏天进水温度≯25℃,并有磁化水处理装置,有抽风排烟除尘系统及烟气净化处理设备,无疑是一台设计精巧、功能齐备、动作灵活的电渣炉,在世界上实属罕见。
前苏联新西伯利亚电热厂250 t电渣炉失败、韩国釜山国际公司熔炼92 t 锭出现偏析严重皆因工艺未掌握。
18年来上海重型机器厂摸索出一套成熟的工艺,在工艺上的创新是:低氢控制,凝固控制和低铝控制。
2.2 电渣熔铸我国冶金工作者在1966年就对铸态电渣锭进行热处理与性能测试,得到肯定的结论。
1967年就掌握了电渣熔铸变断面铸件工艺,如输入功率随断面变化及金属铸件收缩引起铸件与底板分离问题。
李正邦等提出立式电渣熔铸涡轮盘方案,柱状晶交界面沿中心线,垂直于铸件厚度方向,避开涡轮盘受力方向。
获国家发明奖。
朱觉教授一直倡导钢水电渣浇注,赵沛、刘海洪电渣浇注空心管成功地置取心棒,徐卫国感应电渣浇注,林功文、李正邦电渣离心浇铸利用动态效应细化晶粒均属冶金科技前沿的新突破。
2.3 电渣重熔理论研究2.3.1 电渣重熔去除夹杂物机理电渣重熔净化金属、显著地去除非金属夹杂物,但对其机理各国研究者持有不同观点。