多年來，我國(guó)電渣冶金技術(shù)得到了不斷發(fā)展，截至目前，我國(guó)擁有工業(yè)電渣爐近500臺(tái)，年生產(chǎn)能力超過80萬噸。

   傳統(tǒng)電渣重熔技術(shù)存在生產(chǎn)效率低、電耗高、氟化物污染環(huán)境、電渣過程吸氣、大型鋼錠偏析嚴(yán)重等問題，東北大學(xué)從電渣冶金技術(shù)誕生早期就開始進(jìn)行電渣冶金工藝?yán)碚摵驮O(shè)備方面的研究，并取得了一系列的研究成果。

凝固偏析控制技術(shù)有效減少凝固缺陷

   隨著鋼錠直徑的增加，中心冷卻條件惡化，鋼錠中心偏析、疏松、縮孔等普通鋼錠的缺陷會(huì)隨之而產(chǎn)生，電渣鋼錠的凝固特征消失，使得鋼材性能下降。

   避免這些凝固缺陷的關(guān)鍵是嚴(yán)格控制電極的熔化速度。為此，東北大學(xué)開發(fā)了電渣重熔過程凝固數(shù)學(xué)模型，將工藝參數(shù)與電渣錠凝固參數(shù)（如局部凝固時(shí)間和偏析系數(shù)等）相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)模型的實(shí)際應(yīng)用，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，還進(jìn)行了電渣爐周圍磁場(chǎng)強(qiáng)度分布的數(shù)值模擬，對(duì)不同的爐型布置方式進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)出了合理的電渣爐結(jié)構(gòu)布置方式。在上述研究基礎(chǔ)上，東北大學(xué)開發(fā)了遞減功率凝固控制模型、電極插入位置自動(dòng)控制技術(shù)（恒渣阻控制）、研制了智能化電渣爐成套設(shè)備和工藝技術(shù)。

   可控氣氛電渣爐有效防止氧化

   過去，常采用往渣池中加入脫氧劑（Al、CaSi、FeSi、Mg等）對(duì)熔渣連續(xù)脫氧，但是這會(huì)導(dǎo)致熔渣組分改變，從而使重熔錠中的易氧化元素含量與自耗電極不一致。針對(duì)上述問題，東北大學(xué)有關(guān)人員進(jìn)行了大量研究，開發(fā)了幾種可控氣氛電渣重熔技術(shù)。

   惰性氣體、干燥空氣保護(hù)電渣爐。（惰性氣體（Ar、N2）保護(hù)電渣爐主要目的是防止重熔過程鋼中活潑金屬元素氧化。主要采用Ar氣保護(hù)，而對(duì)于含氮鋼則可以采用N2，這樣一方面可減少氮損失，另一方面也可減少昂貴的Ar氣使用量。干燥空氣保護(hù)電渣爐適合于重熔對(duì)氫比較敏感的鋼種（特別是大型鋼錠）。近期，他們研制的多臺(tái)全密閉保護(hù)氣氛電渣爐即將投入工業(yè)生產(chǎn)。

   加壓電渣重熔技術(shù)。近期，東北大學(xué)研制成功了100公斤加壓電渣重熔爐。加壓電渣爐設(shè)計(jì)最高工作壓力為7.0兆帕，目前實(shí)驗(yàn)階段的冶煉壓力為2兆帕~3.5兆帕，利用加壓電渣重熔工藝來制備5種不同的高氮奧氏體不銹鋼。在電渣重熔過程中二次電壓為41V，電流為1500~2500A，渣系選擇ANF-6(70%CaF2-30%或63%CaF2-17%CaO-15%Al2O3-2%SiO2-3%MgO，渣量3公斤～3.5公斤，氮?dú)獠捎?9%工業(yè)氮?dú)?，?shí)踐證明，通過加壓電渣重熔方法可以熔煉出氮含量達(dá)1.21%的高氮不銹鋼。液態(tài)電渣澆注適滿足復(fù)雜形狀成型要求。

目前，東北大學(xué)與烏克蘭巴頓電焊研究所合作為國(guó)內(nèi)某企業(yè)開發(fā)了液態(tài)電渣澆注200噸級(jí)大型復(fù)合軋輥、300噸級(jí)大型空心鋼錠和實(shí)心鋼錠新技術(shù)，其原理如下所示。電渣液態(tài)澆注技術(shù)直接使用液態(tài)金屬，不需要制備自耗電極，可省去電極制備的工序和成本，提高了操作靈活性，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀產(chǎn)品的電渣成型。導(dǎo)電結(jié)晶器是電渣液態(tài)澆注的核心技術(shù)，其上部導(dǎo)電環(huán)可作為非自耗電極，靠它向渣池提供電能，以補(bǔ)充不斷消耗的熱能。

(來源：鋼鐵產(chǎn)業(yè))