电渣重熔工艺和理论知识
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。
不锈钢电渣重熔技术
= 炉管、叶片、护环、水轮机导叶和叶片
油气开采：超级13Cr、15Cr、双相不锈钢
= 石油化工：高温、耐蚀部件（管道、阀门） = 海洋工程（海水淡化）：超级双相不锈钢、超级奥氏体 = 不锈钢
特殊钢先进冶金工艺与装备教育部工程研究中心
Northeastern University
二、电渣重熔的不锈钢品种及 其应用
=
电渣重熔的起源-首个不锈钢电渣锭
的不锈钢主要钢种
马氏体不锈钢 沉淀硬化马氏体不锈钢 超级铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、高 = 氮奥氏体不锈钢 双相不锈钢、超级双相不锈钢
钢渣接触条件的比较
O
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电渣重熔冶金
渣池强烈搅 拌：电动力、 电磁力、自然 对流、气体逸 出和膨胀的推 力
=
= = = = =
非金属夹杂物的去除
电渣熔铸去除钢中非金属夹杂物主要发生在电极熔化末端熔滴 = 形成的过程中 电极熔化末端熔滴形成过程的钢渣接触面积最大，达3219 mm2/ = 克，它是熔滴过程的67 倍，是金属熔池的21000 倍 电极熔化末端熔滴形成的时间较熔滴滴落时间为长，约为1.41 倍 = 电极熔化末端熔滴形成过程是最先和熔渣接触并发生反应部 = 分，钢中原始夹杂物含量最高，无疑可大量去除夹杂 小尺寸的熔滴去除非金属夹杂物效果比大尺寸强。熔滴内大颗 = 粒的非金属夹杂物的减少较小颗粒的为强
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。
金属冶炼的电解与电渣重熔
电渣重熔技术采用电热方式，相比传统焦炉炼钢更加环保节能 。
电渣重熔技术可以应用于多种金属的冶炼，如钢铁、有色金属 等。
电渣重熔技术在金属冶炼中的应用
钢铁冶炼
电渣重熔技术在钢铁冶炼中广泛 应用，可以有效提高钢材的质量 和性能。
有色金属冶炼
技术含量的产品与服务。
国际合作与竞争
加强国际合作与交流，共同应对 全球金属资源短缺、环保挑战等 问题；同时，面对国际竞争，需 提升自身技术创新能力和市场竞
争力。
感谢您的观看
THANKS
金属是现代工业、科技、国防和日常生活中不可或缺的原材料，金属冶炼是获取金属的主要途径。
金属冶炼的种类与技术
金属冶炼的种类
根据使用的能源和工艺不同，金属冶 炼可分为火法冶炼、湿法冶炼和电化 学冶炼等。
金属冶炼的技术
包括焙烧、烧结、熔炼、吹炼、精炼 等工艺过程，以及电解和电渣重熔等 特殊技术。
金属冶炼的发展历程与趋势
04 电解与电渣重熔的比较与 选择
电解与电渣重熔的工艺流程比较
电解
将金属置于电解液中，通过电流作用使金属 从电解液中分离出来。工艺流程相对简单， 但需要大量电力和电解液。
电渣重熔
利用电极与熔渣之间的电弧产生的高温，使 金属从渣中熔化并重新凝固。工艺流程较复 杂，但可回收利用部分渣料。
电解与电渣重熔的成本效益比较
低碳排放技术
研发低碳排放技术，降低 金属冶炼过程中的碳排放 量，应对全球气候变化挑 战。
金属冶炼行业的未来趋势与挑战
智能化与自动化
利用先进的信息技术、自动化技 术，实现金属冶炼过程的智能化 、自动化，提高生产效率与产品
电渣重熔工艺
电渣重熔工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊电渣重熔工艺，这可真是个了不起的玩意儿啊！你说这电渣重熔工艺，就像是一位神奇的魔法师，能把普通的金属变得超级厉害！它能把那些有杂质、不完美的金属材料，通过一番神奇的操作，变得纯净又高性能。
这就好比一个灰姑娘，经过魔法的洗礼，摇身一变成了美丽的公主。
电渣重熔工艺的过程其实挺有意思的。
就像是在给金属材料做一次特别的“洗礼”。
把金属放在一个特殊的装置里，然后通上电，就像给它注入了神奇的力量。
在这个过程中，那些杂质就像是见不得光的小老鼠，纷纷被赶跑了，留下的就是精华啦！你想想看，要是没有电渣重熔工艺，那我们好多高质量的金属制品可就没办法生产出来啦！比如那些特别坚固的工具、精密的仪器，没有纯净的金属材料怎么行呢？这电渣重熔工艺不就是它们的大功臣嘛！而且啊，电渣重熔工艺还特别靠谱。
它可不是那种花架子，中看不中用。
它能实实在在地提升金属的性能，让金属变得更硬、更耐磨、更耐腐蚀。
这就像是给金属穿上了一层坚固的铠甲，让它们能在各种恶劣的环境下依然勇往直前。
你说这电渣重熔工艺难不难呢？其实也没那么难啦，只要掌握了诀窍，就像是骑自行车一样，一旦学会了就很容易啦！当然啦，这也需要专业的技术人员来操作，毕竟这可不是小孩子过家家。
电渣重熔工艺在很多领域都有着重要的应用呢！航空航天、汽车制造、机械加工等等，哪里都少不了它的身影。
它就像是一个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活提供着坚实的保障。
咱再说说电渣重熔工艺的发展吧。
这可不是一成不变的哦，随着科技的进步，它也在不断地升级和改进呢！就像我们的手机一样，一代比一代厉害。
说不定以后电渣重熔工艺能变得更加高效、更加环保呢！那可真是太棒啦！总之，电渣重熔工艺可真是个好东西啊！它让我们的金属材料变得更优秀，让我们的生活变得更美好。
我们可真得好好感谢那些研究和应用电渣重熔工艺的人们啊！他们就像一群勤劳的园丁，默默地耕耘着，让这朵科技之花绽放得更加绚丽多彩！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
第七章 电渣重熔用渣
钢铁冶金研究所&特殊钢冶金学术方向
ESR炉渣分类2：aF/b/c/d/e
60F/10/10/10/10：60%氟化钙和10% 其余各成分 50F/20/0/30：50%氟化钙， 20%石灰，没有镁砂 和30%的氧化铝，而这完全描述了组成，没有必 要用零来代表二氧化硅含量
34F/16/0/0/8/42Ti（俄罗斯引弧渣）：含有34%的
钢铁冶金研究所&特殊钢冶金学术方向
电渣重熔的基本原理
由于电极熔化、金属液滴形成、滴落过程中金属熔池内 的金属和炉渣之间要发生一系列的物理化学反应，从而 可去除金属中有害杂质元素和非金属夹杂物。钢锭由上 而下逐渐凝固，金属熔池和渣池就不断向上移动，上升 的渣池使结晶器内壁和钢锭之间形成一层渣壳，它不仅 使钢锭表面平滑光洁，而且降低了径向导热，有利于自
CaF2 ， 16% CaO，8% SiO2和42%的TiO2。其它 氧化物，例如: ZrO2和TiO2所用甚少，而应放置在 SiO2之后并各加后缀Zr和 Ti
钢铁冶金研究所&特殊钢冶金学术方向
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ANF-6渣（70%CaF2+30%Al2O3 ，三七渣）
早期电渣重熔最广泛使用的渣系，它具有较好的综合工艺 性能及一定的脱硫、去除夹杂物的能力，但在使用过程中 存在一些缺点： 渣的比电阻低，熔渣发热量不足，重熔电耗高； 重熔过程中熔渣成分不稳定，影响重熔工艺稳定性； 因含有大量的CaF2，在重熔过程中产生大量有害的氟化物 气体，不仅有害操作人员健康，而且严重污染环境； 由于含有Al2O3，重熔钢中非金属夹杂物以脆性铝酸盐及刚 玉为主，影响钢的塑韧性。
粘度、表面张力和电导率。特别是当炉渣的 熔点需要降低到比使用CaF2时更低时使用氟 化镁。
电渣重熔技术
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。
第七章 电渣重熔用渣
玉为主，影响钢的塑韧性。
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CaF2与其它组元的反应
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CaF2—A12O3—CaO 相图
4/3/3
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熔点需要降低到比使用CaF2时更低时使用氟 化镁。
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液渣离子类型和半径
种类 Ca2+ Al3+ Mg2+ Fe2+ Fe3+ Mn2+ Mn3+ Si4+ Ti4+ Ti2+
阳离子 离子半径
0,99 Å 0,58 Å 0,80 Å 0,82 Å 0,68 Å 0,72 Å 0,52 Å 0,40 Å ---
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电渣重熔的特点
金属的熔化、浇铸和凝固均在一个较纯净的环境中 实现
整个过程始终在液态渣层下进行而与大气隔绝，因而最大限 度的减轻了大气对钢液的污染，减少了钢液的氢、氮的增加 量和钢的二次氧化，而且现在有的电渣重熔在冶炼过程中实 行干燥空气的保护，进一步减少了增氢的可能性。另外，由 于熔化和凝固均在水冷铜质结晶器中完成，因而没有普通冶 炼方法由于耐火材料造成对钢液的污染的缺点。
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ESR炉渣分类2：aF/b/c/d/e
60F/10/10/10/10：60%氟化钙和10% 其余各成分 50F/20/0/30：50%氟化钙， 20%石灰，没有镁砂
和30%的氧化铝，而这完全描述了组成，没有必 要用零来代表二氧化硅含量 34F/16/0/0/8/42Ti（俄罗斯引弧渣）：含有34%的 CaF2 ， 16% CaO，8% SiO2和42%的TiO2。其它 氧化物，例如: ZrO2和TiO2所用甚少，而应放置在 SiO2之后并各加后缀Zr和 Ti
电渣重熔原理
２电渣重熔原理２.1 渣池电渣重熔工艺得核心部分就是熔池。
金属从熔池上方进入渣池,然后被加热、熔化、精炼与过热,并且承受振动、搅拌与电化学作用。
因此,形成渣池并使其保持在合适得条件下,显然就是很重要得。
渣有如下几方面得作用、(1)发热元件得作用重熔过程中热量通过焦耳效应产生,也就就是通常得电阻发热定律。
因此,应该确保渣阻与供给功率得电压、电流之间得正确平衡。
所用得大多数渣得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、渣池深度与渣电阻率之间得关系很复杂。
好得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就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,熔化得金属在汇聚成熔滴得同时,暴露得非金属夹杂将溶解在渣里。
因此,渣得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得步骤。
(3)渣就是电渣重熔工艺得精炼剂重熔过程中得化学反应主要部位就是电极端部渣/金界面,这里金属膜条件对于快速反应就是最理想得。
(４)涟起保护金属免受污染得作用渣对于反应成分来说,起着传递介质得作用、由于金属在渣下熔化与凝固,被熔化得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就是不可避免得。
另一方面,由于熔渣可以传递反应物质,如氧与水蒸气,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,那么熔渣与结晶器壁之间必定有凝固渣壳。
这层渣壳起着结晶器衬得作用,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得性质、一般情况下,它得熔化温度应在被熔化金属得熔化温度以下。
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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。
电渣热封顶的设备是普通的电渣炉。
将常规冶炼的钢水浇入钢锭模后，在锭模上方安装特制的冒口，加入渣料，插入电极即可开始电渣加热保温过程。
冶金效果可归纳为三点：(1)节约金属，提高金属收得率。
因使钢锭或铸件在凝固过程中的收缩不断得到补充，消除了中心疏松和缩孔缺陷，减少了废品率。
同时由于保证了冒口最后凝固，可以减小冒口的体积，减少了金属消耗。
例如浇铸9t重的涡轮机叶片，采用电渣热封顶技术可以使冒口金属消耗减少88％。
(2) 提高钢锭中心化学成分的均匀性和钢的纯净度。
由于钢锭顶部存在热源，避免了普通钢锭凝固过程出现的“结晶雨”现象，消除了钢锭下部的负偏析锥。
当在电渣热封顶过程中采用金属自耗电极时，电极熔化的金属不断进入钢锭中心的液相区，使由于选分结晶造成的中心溶质元素富集得到稀释，钢锭的中心偏析减轻。
富集到钢锭中心的非金属夹杂物，随金属液流动与钢锭顶部的高温渣池接触，进行反应进入渣池，从而又减少了钢锭中的非金属夹杂物。
(3) 改善了钢锭中心的凝固质量。
由于钢锭顶部存在高温热源，同时熔化电极的金属熔滴也从上到下向钢锭中的液体传热，改变了钢锭凝固时的热状态，使钢锭实现了从下到上的定向凝固。
另外热状态的改变，也影响了金属的结晶速度和凝固前沿的温度梯度，使之与普通钢锭相比晶粒尺寸减小，凝固组织致密。
通过改变电渣热封顶的工艺参数，控制向钢锭的输入功率，可以改变金属的结晶形态，得到所需要的凝固组织。
3.2按生产方式分：双臂交替电渣炉，单臂单（熔）位电渣炉，单臂双工（熔）位电渣炉。
3.3按调压方式分：有载有极调压电渣炉，有载无极调压电渣炉。
3.4按控制方式分：恒功率控制电渣炉，恒熔速控制电渣炉，电压摆动控制电渣炉。
3.5按结晶器形式分：结晶器固定式电渣炉，结晶器移动式电渣炉，钢锭下拉式电渣炉。
尤其在高速钢冶炼上，为了使高速工具钢在电渣重熔时内部质量均匀，尤其是微细碳化物的分布，电渣重熔钢锭的断面必须小，因此一般采用结晶器固定式熔炼。
但这种方式操作周期长，生产率很低。
为了长时间连续熔炼，采用钢锭下拉方式，装备有两个交替使用的重熔电极支臂、钢锭下拉装置、切断装置、运输台车、液面监控设备和防止结晶器熔损的结晶器移动装置。
* 采用这种新的电渣重熔技术，可以实现小断面钢锭的长时间稳定熔炼，可以改善钢材的质量，生产率可提高50％左右，钢锭成品率提高了5％以上。
* 3.6按布置形式分：地坑式电渣炉，台架式电渣炉。
* 3.7按供电方式分：单相电渣炉，两相电渣炉，三相电渣炉，双级串联电渣炉。
* 双极串联供电，可以减少回路感应，提高电功率因数；采用三相电源，有利于外网电压平衡；用小截面电极重熔大钢锭，有利于控制电极成分偏析；采用抽锭操作，能用短结晶器重熔长的钢锭。
** 4、电渣炉的构造???* 分成以下几个部分：电源变压器；电极升降机构；电气控制及测量仪表；结晶器和底水箱；电极。
* 4.1电源变压器* 高压电器控制采用真空开关柜，具有齐全的电压、电流、功率及电度的检测计量及继电保护，设置氧化锌避雷* 器吸收操作过电压，并设有分合闸式整流电源。
* 高压供电：10KV/6KV* 高压保护：* 一次接地；一次欠压；* 一次过流；二次过流；????* 变压器重瓦斯；* 变压器轻瓦斯；????* 变压器油温高；* 变压器冷却故障等。
* 电渣炉变压器可以是单相变压器，也可是三相变压器。
目前最小吨位的电渣炉多采用单相变压器，大吨位的电渣炉多采用三相变压器。
无论单相或三相变压器的电力曲线都应是硬特性的，即在冶炼过程中变压器输出电压不随冶炼电流而变化。
变压器的容量大小，主要视重熔钢锭的截面积（即结晶器的横截面积）而定。
?* 从变压器的冷却方式上，由原来的强制油循环冷却，发展为干式风冷。
随着铁芯材料质量的提高，变压器发热* 的现象明显减弱，自冷式变压器将成为电渣炉用变压器的发展方向。
西安变压器厂为山东一企业制造的40t 电渣炉用6000 KVA大型变压器就是采用自行冷却方式冷却的。
其主要缺点是为了增大散热面积，变压器的体积较大。
* 对于变压器的安装位置，在保证安全的条件下应尽可能离电渣炉近一些，以缩短导线，减少网络感抗及电压降。
* 4.2电极升降机构* 电渣炉电极升降机构通常有：丝杆传动；钢丝绳传动；液压式传动。
* 目前的发展，在传动机构方面：已由滚珠丝杠、精密球型丝杠及液压传动取代了钢丝绳及梯型丝杠，使支臂及托锭承重小车的升降更加灵活、平稳、准确。
另外，立柱旋转取代了支臂旋转，不仅解决了支臂旋转巨大的齿轮制造及安装方面的困难，而且减少了零部件重量，所占空间及造价，转动更加灵活，设备外观给人以简洁明快之感。
* 电极升降机构的主要问题是电极的给送速度，电极的给送速度关系着供电制度和温度的变化。
为了适应熔化速度的要求，电极给送速度应当可以大幅度调整和灵敏控制。
为了缩短辅助时间和换电极停电时间，要求有较高的非工作提升速度。
从目前生产实践经验上看，上述两种速度大致范围如下：电极给送速度5－60mm/min；非工作提升速度2－4m/min。
* 为了适应这种要求，在电极升降机构上采用以下几种传动方式：* a.手动传动：适合于100kg以下的小型电渣炉。
* b.单电动机传动：单电动机传动为了适应调整速度的要求都采用直流电动机，这种电动机可以无级调整。
只适用于0.5t以下的电渣炉。
* c.双电动机传动：双电动机传动，即高速采用交流电动机，低速采用交（直）流电动机，以满足电极给送速度和非工作提升速度的要求。
这种传动方式，两个单动机同时装入一套轮系驱动从动轴。
* 连接的方式有：离合器传动、行星齿轮传动、差动齿轮传动三种。
* 电极升降采用丝杆传动，传动平稳、精度高。
为适应熔化速度的要求，缩短辅助时间，变速箱采用双行星齿轮差动式变速器，双电机输入，可以满足电极快速提升，快速下降和慢速冶炼的要求。
为保证电极升降的自锁、差动减速器，除采用双行星及双蜗轮蜗杆外，电机采用电制动型。
立柱用无缝钢管及方钢焊制。
横臂为铜钢复合式导电横臂，升降为台车式结构，通过六对导轮上下移动，灵活可靠。
为减轻传动部分的负荷在立柱心部配有平衡锤，以平衡自耗电极和横臂的重量。
丝杠装有保护套和自动调心装置防止灰尘进入，并自动调节丝杠间隙。
* 4.3短网* 即大电流线路，对电渣炉来说，由变压器二次侧至电极夹头，和至底水箱之间，连接的缆、铜排、电铜管和低压电流互感器等组成。
** 短网特点：由于大电流线路中通过强大的电流，在电* 渣炉附近空间会形成一个强大的交变磁场，磁场内的钢铁构件，甚至混凝土中的钢筋都要产生涡流发热，即增加了网路的电能损耗，又有损于结构件的强度。
* 为了减少电抗造成的电能损失，消除散磁、降低电流的搅拌作用，防止出现点状偏析，该电渣炉采用计算机化最佳设计的低阻抗节能型短网。
为减小大电流线路的阻抗值，两相之间布置尽量靠近，抵消磁作用，并采用同轴设计（同轴导电立柱、同轴电缆）及大截面水冷电缆供电。
* 在电极升降臂的前端为电极夹紧装置，通常是水冷的铜夹头。
* 电极夹头的作用主要是：1）传导电流，把软电缆传来的很大电流传到电极上；2）夹持作用，把很重的电极夹住；电极夹头可以用手工夹紧，也可以用机械夹紧。
* 电极夹头是在很恶劣的条件下工作的，它受高温炉气加热和电流流过时本身发出的电阻热的作用。
因此对夹头材料的要求是耐高温、抗氧化、电阻小，有足够的强度。