把用一般方法冶炼的合金钢及超级合金，利用电渣洗进行二次精炼的电渣冶金过程，其目的是提高金属纯度，改善铸锭结晶。电渣重熔的基本过程如图l所示。将平炉、转炉或电炉熔炼的钢水铸成金属棒作金属自耗电极，在铜制水冷结晶器中注入熔融的碱性渣，自耗电极一端插入渣池；自耗电极、渣池、金属熔池、铸锭、底水箱通过短网电缆和变压器形成回路；渣池靠本身的电阻加热到高温，自耗电极的端部被熔渣加热熔化，形成金属熔滴，然后金属熔滴脱落，穿过渣池进入金属熔池；由于水冷结晶器强制冷却作用，液态金属迅速凝固形成锭子，铸锭由下而上地顺序凝固，使金属熔池和渣池不断向上移动，上升渣池在水冷结晶器的内壁上形成一层渣壳，这层渣壳不仅使铸锭表面平滑、光洁，也起绝缘作用，由于铸锭上端有热源，下面底水箱具有制冷作用，促使铸锭结晶自下而上。

原理       电渣重熔渣池温度高(1650～1750℃)，钢渣充分接触(达300m²／t)，由于电磁效应渣池强烈搅拌，钢～渣界面强烈振动，反应动力学条件良好。电渣重熔去除夹杂物的过程是炉渣对钢中夹杂物的吸附和溶解。炉渣吸附钢中夹杂物的热力学条件是自由能的变化为金属与夹杂接触面积。

由于夹杂物熔点高，夹杂与钢液界面张力σ_金－夹值很大，而炉渣与夹杂界面张力σ_渣－夹＝0，而金属与炉渣润湿较好，界面张力σ_金－渣值不大，σ_渣－金+σ_金－渣-σ_金－夹

s=kt^1/2

式中s为凝固层的厚度，mm；k为凝固系数，mm•min^-1/2；t为凝固时间，min。

普通铸锭k=22，真空电弧重k=28，连铸k=32，电渣重熔k=38。凝固速度愈快，局部凝固时间愈短，可有效地控制铸锭显微偏析，在冶金上显微偏析的标志是铸锭的二次枝晶间距d₁，根据弗莱明(M．C．Flemings)的研究，发现二次枝晶间距d₁与局部凝固时间△t_s存在以下关系：

lgd_I=K₁+K₂lg△t_s式中K₁、K₂为系数，由材料成分而定；△t_s为局部凝固时间，min。电渣重熔高速钢，心须保证局部凝固时间LST≤1200s，钢中呈脊骨状未分化的M₆C可控制在≤5％范围，有利于碳化物细化、均匀。又如电渣重熔超级合金Inco718，必须控制LST≤800s，才能不出现脆性相(即Layes相)。

设备及工艺        电渣炉由电极送进机构、抽锭装置、结晶器、变压器、电缆、控制柜、操作台组成，其示意图见图2，电渣重熔常用渣系及用途见表。

冶炼电流I_M=36～40D₀，D₀为自耗电极当量直径。渣池有效电阻Rs=(L/A)γ，L为电极端至金属熔池距离，cm；A为电极端导电面积，cm²；γ为熔渣比电阻，Ω／cm。

冶金效果       电渣重熔产品由于金属纯净、组织致密、成分均匀、表面光洁，其使用性能、工作寿命与电弧炉生产的同钢种比较，有大幅度提高：

(1)转子用钢。奥地利伯乐(Bohler)公司用25CrNi3Mo作60万kw汽轮机转子，转子净重13.5t，金属成材率87％，汽轮机工作温度可提高30℃，使汽轮机热效率提高。

(2)轧辊材料。冷轧轧辊用87Cr2MoV7制成，电炉钢锻件寿命为18950t／根，电渣钢锻件寿命高达47250t／根。

(3)高速钢。日本特殊钢公司采用电渣重熔生产M2高速钢，在同样锻压比下与同钢种电炉钢比较，电渣钢碳化物颗粒度是电炉钢的1／2，碳化物带状间距是电炉钢的2／3。在4000倍电子显微镜下观察电渣铸锭，针状碳化物细小，分布均匀；而普通电炉钢铸锭碳化物沉淀，聚集晶界呈粗厚针状。因此，该公司决定生产高速钢100％采用电渣重熔工艺。俄罗斯生产P6M5K5(W6M05Cr4V2Co5)采用电渣重熔钢制铣刀，比同钢种电炉钢铣刀切削寿命提高45％。

(4)模具钢。电渣重熔钢作模具，由于各向同性，使用寿命提高，H21(3Cr2W8V)做压铸模生产黄铜联轴节，电炉钢为2000次，而电渣钢为4300次，寿命延长115％。

(5)轴承钢。电渣重熔可去除轴承钢中夹杂物，使夹杂颗粒细化，分布弥散，电渣重熔GCr15钢制成轴承，使用寿命是电炉钢轴承的3.35倍。

(6)装甲板。美国M68坦克装甲板采用4435fV钢，同样防护能力下，电渣重熔板可减重30％～40％。

(7)飞机起落架。法国协和式客机起落架用35NCDl6钢(0.35C-4Ni-1.75Cr-0.40Mo)，相对疲劳强度(循环3×10⁶次)，电炉钢为76kg／mm²，而电渣钢锻件为87kg／mm²用30CrMnSiNiA钢，电炉钢锻件断裂韧性K_IC为261kg／mm^3/2，而电渣钢锻件K_IC为477kg／mm^3/2。

(8)超级合金。电渣重熔能大大改善难变形高温合金热塑性，例如Hastelloy X合金在真空感应炉中熔炼的，最大变形量30％，变形温度区很狭窄。采用真空电弧重熔热塑性有所改善，最大变形量达50％。采用电渣重熔热塑性更大为提高，最大变形量达90％。

(9)有色金属及其合金。电渣重熔有色金属包括铝合金(Al-Mg、Al-Mn、Al-Cu合金)、铜及铜合金(Cu、Cu-Mo、Cu-Be、cu-Mn)及Ti合金(6Al-4V-Ti)及铀(U)和银(Ag)，均能去除合金中夹杂物及有害气体，改善加工性能。

展望        电渣重熔能有效去除钢中非金属夹杂物和脱硫，是生产航空材料可靠的方法，随航空事业发展电渣重熔产量在增长，近年美国电渣炉的增建，主要是航空工业的需要。在铁路交通的发展方面，机车车辆增速所用轴承钢及弹簧钢要求超纯及高均匀度，需提供电渣钢来满足。今后电渣重熔发展中要注重提高热效率及电效率，以降低吨钢电耗(世界最先进的指标达849kw•h／t)，同时应推广无氟渣，德国电渣炉采用无氟渣重熔杜绝了氟对大气的污染。