电渣重熔(Electroslag Remelting,简称ESR)是一种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。其主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。该工艺具有以下特点:
工作原理
电流通过液态渣池,渣阻热使金属电极熔化,熔化的金属汇集成熔滴,滴落时穿过渣层进入金属熔池,然后在结晶器中结晶凝固成钢锭。
工作过程
在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣,自耗电极一端插入熔渣内。
自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。
通电过程中,渣池放出焦耳热,将自耗电极端头逐渐熔化,熔融金属汇聚成液滴,穿过渣池,落入结晶器,形成金属熔池,受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。
设备优劣势
优势:
设备简单,投资较少,生产费用较低。
可以有效去除钢中的有害元素(如硫、铅、锑、铋、锡)。
液态金属在渣池覆盖下,基本上避免了再氧化。
钢锭表面光洁,内部结晶组织致密,力学性能较好。
劣势:
电耗较高。
渣料中含CaF2较多,在重熔过程中可能造成环境污染,需要设除尘和去氟装置。
应用领域
电渣重熔主要用于生产高质量钢材、合金钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金以及铝、铜、钛、银等有色金属的合金。
该工艺广泛应用于航空、航天、电子、原子能等高技术领域,以及核电站和军事技术等关键任务应用。
环境友好性
电渣重熔不产生二氧化硫等有害气体,减少了大气污染。
废渣中的有害物质可以在熔炼过程中得到处理,减少了对土壤和水源的污染。
该工艺可以实现零废水排放,通过循环利用冷却水,减少了对水资源的消耗。
总的来说,电渣重熔是一种高效、环保且质量稳定的金属熔炼工艺,适用于生产各种高质量和特种合金。