电渣冶金与电渣熔铸在中国的发展
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。
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
(2) CaO
渣中加入CaO将增大渣的碱度，提高脱硫效
率，在CaO加入量为40％情况下，脱硫率最 高可达到85％；而且CaO的加入能够降低渣 的电导率。但是CaO吸水性强，易带入氢和 氧，造成钢增氢增氧。
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(3) Al2O3
能明显降低渣的电导率，减少电耗，提高生产率。 例如CaF290％+ Al2O310％，在1650℃时，电导率 降为3.34Ω-1· cm-1；如果Al2O3增加到30％，电导率 将降为1.75Ω-1· cm-1。但是渣中Al2O3增加，将使渣 的熔化温度和粘度升高，并将降低渣的脱硫效果， 另外会使重熔过程难以建立和稳定。一般Al2O3的 含量不大于50％。
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在水冷结晶器与钢锭之间形薄而均匀的渣壳 保证了重熔钢锭的表面光洁。
在电渣重熔过程中，由于结晶器壁的强制冷却，使 渣池侧面形成凝固渣壳。在合理的电渣工艺制度下， 金属熔池具有圆柱部分。熔池在上升过程中由于金 属液体上升接触到凝固的渣皮时会使部分凝固的渣 皮重新熔化，使渣皮薄而均匀，金属在这层渣皮的 包裹中凝固，电渣锭会十分光洁。另外，渣皮的存 在能减小径向传热，有利于形成轴向结晶条件。
1)发热体作用； 2)成型作用，即钢水在渣皮的包覆中凝固成型； 3)净化作用，即去除钢中夹杂物，脱硫和控制元素成分 等。 通常情况下，电渣重熔渣系以 CaF2-Al2O3系为主，根据 需要适当添加 CaO 、 MgO 、 TiO2 等组元，一般要求渣系中 SiO2含量要低，而渣中FeO和P、S杂质也要尽可能少。
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(5) SiO2
450吨电渣重熔炉研制项目介绍(机械工业2011)
450吨电渣重熔炉研制项目介绍上海重型机器厂有限公司2011年9月450吨电渣重熔炉研制项目介绍一、立项背景：本项目属重大装备领域，涉及电渣重熔冶金工艺与设备等学科。
当今世界大型铸锻件，尤其是300吨级的锻件制造资源紧缺，例如百万千瓦级超超临界机组低压转子和核电机组的大锻件需要重达500吨～600吨的钢锭，这些大钢锭目前均采用“电弧炉＋钢包精炼炉（真空）＋真空浇铸”的工艺路线制造，不仅要具备硬件基础，更关键的是在软件技术方面的突破。
目前世界上掌握“电弧炉＋钢包精炼炉（真空）＋真空浇铸”生产大吨位钢锭（500吨～600吨）（以下简称为"双真空钢锭"）制造技术的制造商为数不多。
近年来，国内几大重机厂通过热加工的技术改造，虽然具备了生产500吨～600吨双真空钢锭的硬件条件，但在制造技术储备方面还刚涉及，技术力量的薄弱和经验的缺乏，要在短时期内攻克500吨～600吨双真空钢锭还存在相当的难度。
由于外方对转让大型铸锻件制造技术的制约，以及国内制造技术尚待攻克，所以如百万千瓦级核电机组、超超临界机组的汽轮机低压转子等大型锻件基本依靠进口，还供不应求，大型铸锻件制造技术已经成为我国发展重大装备工业的瓶颈之一。
上重在电渣重熔技术方面一直走在世界前列，拥有当时世界上最大的自主设计制造的200t电渣炉和生产200t级电渣重熔钢锭的成熟经验、工艺技术以及精干的工艺技术人员和操作工人队伍。
二、总体思路：发挥我国大型电渣重熔方面的生产技术优势，以及电渣重熔上马快、投资小、产品内部质量优异的特点，建设450t电渣重熔炉，走电渣重熔生产300t级大型锻件所需大钢锭的技术路线。
开拓多渠道实现300t级大型锻件所需大钢锭的制造能力的道路，以尽快提升我国大型锻件制造水平，缓解大锻件的需求。
三、主要技术内容及创新点：450吨电渣重熔炉的成功研制属另辟捷径。
它生产的450吨重的电渣重熔钢锭，可以等效于600吨双真空钢锭用来锻造当前世界上最大的锻件。
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。
电渣重熔技术
电渣重熔技术电渣重熔技术是一种应用于冶金和材料工程领域的高效能熔炼技术。
它通过在电弧和电流的作用下，将废旧金属或合金加热熔化，并在熔池中形成一个良好环境，以去除杂质并达到纯净的金属再利用的目的。
本文将介绍电渣重熔技术的工作原理、应用领域、优点和限制。
电渣重熔技术的工作原理是利用电弧在废旧金属表面产生的高温和高能量来使金属熔化。
在电弧作用下，金属表面产生高温和高压，将废金属熔化，并形成一个被称为熔池的液态金属池。
通过调整电弧和电流的参数，可以达到所需的熔化温度和熔化速度。
在熔池中，杂质会上浮到熔池的上部，并通过电磁力和重力分离出来。
纯净的金属会沉积在熔池底部，并通过预先安装的排放设备收集。
电渣重熔技术广泛应用于冶金和材料工程领域。
它可以有效地回收和利用废旧金属和合金，包括钢铁、铜、铝、镍、锡等。
此外，它还被用于处理冶炼过程中的废渣和副产品，如钢渣、镍渣、铝渣等。
电渣重熔技术在金属回收和资源再利用方面具有重要意义，可以减少对原材料的需求，降低能源消耗和环境污染。
电渣重熔技术的优点主要包括以下几个方面。
首先，它可以有效地去除金属中的杂质，提高金属的纯度和质量。
其次，它可以将废旧金属和合金完全熔化，降低了废旧材料的体积和重量，便于运输和储存。
此外，电渣重熔技术还具有较高的自动化程度和生产效率，可以实现连续操作和大批量处理。
然而，电渣重熔技术也存在一些限制。
首先，电渣重熔设备的投资成本较高，对传统的熔炼设备有一定的替代性。
其次，电渣重熔技术对金属废料的要求较高，需要较干净、无污染的废物以保证金属质量。
此外，电渣重熔技术对电能和冷却水的需求较大，对能源的消耗和环境影响也需要考虑。
综上所述，电渣重熔技术是一种应用广泛且效果显著的熔炼技术。
它可以对金属废旧材料进行高效利用和资源再生，具有重要的经济和环境效益。
未来，随着科技的不断进步和应用的推广，电渣重熔技术有望在金属回收和资源循环利用领域发挥更大的作用。
电渣重熔
1
电压， /V 电流， /A
滴落频率， 滴 /秒
5.07
熔滴平均质 量，/g
6.90
61
7500
5
15
61
61
7500
7500
6.53
7.01
7.50
7.95
30
61
7500
7.06
11.70
33
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4.4.2 自耗电极的熔化
渣池深度与熔滴滴落频率、熔滴直径的关系
U = 0.5 D结 + B
式中：U —工作电压，V； D结—结晶器直径，cm； B— 常数，取27～37 V；
23
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4.3.2 电渣重熔工艺参数的选择
（4）冶炼电流
提高冶炼电流，自耗电极埋入深度增大，不利于锭子的轴向结晶。 冶炼电流主要由自耗电极截面积和电流密度确定：
I = A· J
结晶器的高度(H结)以下式确定：
H结=（3～6）D结；
若D结＞300mm时，式中H结取下限 自耗电极的直径如取决于 结晶器的直径D结，可按 经验公式确定：
在保证重熔金属质量和安全操作 前提下K值选用大一些为好， 对降低电能消耗、提高生产率及 改善锭质量都有益！
d极 = K· D结
式中： K—充填比，一般选用0.4～0.6； d极—自耗电极直径，mm； D结—结晶器直径，mm。
结晶器的形状更加复杂，其结构多种多样(下图)， 主要有锭模式结晶器、滑动式结晶器和组合式结晶 器三类。
8
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4.1.1电渣重熔的主要设备
不 同 类 型 的 结 晶 器
1-3 锭模式结晶器；4-5 滑动式结晶器；6-7 可拆卸式；8 移动式
连铸技术国内外现状及发展趋势
连铸技术国内外现状及发展趋势
随着钢铁工业的不断发展，连铸技术作为钢铁生产中的重要工艺技术，也在不断发展和改进。
本文旨在探讨连铸技术的国内外现状和发展趋势。
一、连铸技术国内外现状
1. 国内现状
目前我国连铸技术已经成为钢铁生产中的主要工艺技术之一，国内的连铸设备和技术水平也不断提高。
目前，我国铸造模具、连铸机、冷却系统等连铸设备已经实现国产化，并且在连铸技术的研究和应用方面也取得了不少成果。
然而，与国外相比，我国的连铸技术仍然存在一定的差距。
2. 国外现状
国外的连铸技术相对较为成熟，特别是在技术水平和设备精度方面已经达到了相当高的水平。
目前，欧美等发达国家的连铸技术已经开始向高端化、多功能化方向发展，能够适应更加复杂的钢铁材料生产需求。
二、连铸技术的发展趋势
1. 高端化
随着我国钢铁产业的不断发展，钢铁材料的品质和精度要求也越来越高。
因此，连铸技术也需要不断提升，向高端化方向发展。
2. 多功能化
在连铸技术的应用过程中，还需要考虑人工智能、大数据、机器
视觉等技术的应用。
未来，连铸技术将朝着多功能化的方向发展。
3. 绿色化
连铸技术的发展也需要考虑环保和资源节约。
因此，在设备制造和生产过程中，需要更多地考虑环保和资源节约问题，实现连铸技术的绿色化。
综上所述，连铸技术作为钢铁生产中的重要工艺技术，其国内外现状和发展趋势也在不断变化。
随着技术的不断提升和应用范围的扩大，连铸技术有望在未来实现更加高端化、多功能化和绿色化的发展。
电渣熔铸工艺
电渣熔铸工艺一、电渣熔铸工艺的选定1、电渣工艺制定的原则及分类电渣工艺是决定电渣熔铸过程稳定性，保证产品质量和得到良好的技术经济指标的关键。
所以，制定工艺规范必须掌握以下四个原则：（1）电渣熔铸工艺制度首先要保证产品的冶金质量。
具体讲就是应保证重熔的精炼效果和良好的结晶结构；（2）电渣熔铸工艺必须保证电渣过程的良好稳定性；（3）电渣熔铸工艺必须在保证产品质量前提下力求经济指标的合理性。
如生产率、电耗、水耗、渣耗等都应控制在合理范围内以降低整个熔铸产品的成本。
（4）必须注意熔铸工艺的一般性与特殊性的统一。
电渣熔铸工艺参数可以分如下三类：（1）条件参数：是根据熔铸产品几何尺寸、重量要求定出的参数。
A 结晶器直径、高度；B 电极的直径、长度；C 充填系数及电极、结晶器的直径比。
（2）基本控制参数：是根据冶炼条件制定的。
可分两类：A 渣制度：包括渣系组成、渣量或渣池深度；B 电制度：包括工作电流或电流密度、工作电压、有效供电功率、比功率等。
（3）目标参数：是基本控制参数综合影响的因变量。
主要包括：A 金属熔池深度；B 极间距离与电极埋入深度；C 熔化率D 渣池温度、渣皮厚度、电耗等。
二、电渣熔铸条件参数的选择1、结晶器尺寸的确定：直径和高度（1）直径的确定：D结=（D产品+A）/（1-δ%）式中：D结—结晶器直径（毫米）；D产品—产品的规定尺寸（毫米）；A—毛坯加工余量，一般按20～40毫米计算；δ%—熔炼毛坯的减缩率，一般为3±0.5%。
（2）高度的确定：①固定式：H结≈（3～6）D结当D结＞300毫米，按下限考虑②抽锭式：2、电极尺寸的确定：直径和长度（1）直径的确定：d极=K•D结式中：d极—电极直径（毫米）D结—结晶器直径（毫米）K—经验系数，可选（0.5～0.6）±0.1（2）长度的确定:①单臂固定式电渣炉:圆柱形产品电极长度的确定: L极= h锭/C•η+Δl式中: L极—单支电极长度（米）；h锭—钢锭高度（米）；C—充填系数（电极与结晶器截面积之比）；Δl—余头（电极剩余长度0.05～0.1米）;η—电极致密度，轧、锻电极η=1，铸造电极η=0.95②双臂交替式电渣炉：这种电渣炉对电极长度要求不严格要求，只要电极不长度不小于夹持器有效行程即可。
几种熔炼炉对比
1. 镍基合金熔炼工艺国内外镍基高温合金、镍基耐蚀合金、精密合金的熔炼设备主要有真空感应炉、真空自耗炉、电渣炉、电子束炉和等离子电弧炉等。
1）真空感应炉（VIM）真空感应熔炼是一种成熟的真空熔炼方法，是镍基高温合金、耐蚀合金等的重要生产工艺，特别是对于含有铝、钛等活泼元素较多的合金，必须采用真空感应熔炼。
VIM可提供对化学成分最大程度的控制，防止了溶液与大气中氢、氧、氮的接触。
真空下反应的进行和完成比在大气下要快。
除了使溶液均匀外，感应搅拌能持续将反应物带到熔体和真空界面，从而使精炼反应顺利进行。
气体夹杂和痕量元素的蒸发能改善大多数高温合金的力学性能。
VIM缺点在于大多数最终产品都必须进行重熔，主要是为了减少偏析和控制凝固组织以及耐火材料的侵蚀，采用CaO耐火材料坩埚、电磁搅拌、陶瓷过滤等技术均可以有效提高合金的纯净度。
新建3座12 tVIM，熔炼周期14 h/炉，平均每炉产量12 t，年产能18000 t，可满足规划生产真空感应炉锭17685.8 t/a的要求。
2）电渣重熔炉（ESR）电渣冶金是目前生产高品质材料的重要方法，具有纯度高、含硫量低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、结晶均匀致密、金相组织和化学成分均匀的优点，广泛应用于航天航空、军工、能源、船舶、电子、石化、重型机械和交通等国民经济的重要领域。
电渣重熔的目的是通过将化学精炼和控制凝固结合起来生产高质量铸锭。
电渣重熔过程中，金属材料能够被熔渣有效地精炼，合金中的非金属夹杂物、气体和硫含量显著减少，合金的纯净度提高，因而合金的力学性能得到改善。
电渣熔炼过程中，始终有液态渣的保护，使金属不与空气接触，合金元素烧损低，成分容易控制；避免了熔炼过程中耐火材料的污染；铸锭组织致密，缩孔较小，没有疏松及皮下气泡等缺陷，提高了材料的塑性；设备简单，易于操作。
然而ESR也存在许多不足之处，如熔炼和凝固速率偏低、熔渣吸收气体、活泼元素不易控制以及电极重熔过程经受高温氧化等。
新降三吨重熔电渣炉性能及参数讲解
三吨重熔电渣炉性能及参数技术规格书太原市鑫浩瀚机械有限公司2011 年 7 月 2 日星期六目录附件 1、设备工艺技术附件 2、设备概述附件 3、双方资料交换附件 4、人员培训附件 5、技术服务和售后服务附件一设备工艺技术一、 1.工艺概述电渣冶金起源于美国，一九四零年霍普金取得了发明专利。
一九五八年，苏联德聂泊尔特钢厂建成，现代电渣冶金开始进入工业化过程。
近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。
电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。
其目的主要是提纯金属，结晶组织均匀致密的钢锭。
经电渣重熔的钢，纯度高、含硫量低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、结密、金相组织和化学成分均匀。
电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。
电渣熔铸（ electrosg casting ESC）技术是在电渣重熔（Electroslag Remelting ESR）的基础上发展起来的一种新技术，属超净、均质化的特种冶金范畴。
电渣熔铸将金属的精炼提纯、结晶凝固和成形集中于一个工序完成，使成形件不仅具有良好的冶金质量和凝固质量，而且其形状尺寸接近于最终产品，是物质转变的最佳短流程，因此电渣熔铸属于现代近净成形（near net shape components）技术范畴，生产的铸件材质纯净、组织致密、综合力学性能优良。
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、跨行业的新科学。
因此，美国材料咨询局将电渣熔铸称为“跨世纪的技术”。
2.主要技术参数公称容量t3t自耗电极直径mmΦ 400结晶器直径mmΦ 575结晶器高度mm1900变压器容量KVA1000变压器二次电压V50-85 V变压器一次电压KV 6 (10)电渣熔铸（ electrosg casting ESC）技术是在电渣重熔（Electroslag Remelting ESR）的基础上发展起来的一种新技术，属超净、均质化的特种冶金范畴。