电渣冶金的回顾与展望

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1、电渣冶金的回顾与展望（chem@qiqihar.cn)摘要：制备超纯优质金属材料的精细冶金不断地向前发展，近期电渣冶金的进展令高温电渣重熔(PESR)，真空电渣重熔(VarESR)使重熔金属质量达到高纯水平。电渣封顶(ESHT)生产巨型钢锭具有技术与经济上的潜在优势。关键词:精细冶金；电渣冶金；高压电渣重熔；真空电渣重熔；电渣热封顶RetrospectandprospectofelectroslagmetallurgyAbstract:Preparationofsuperpuremetalmaterialsoffinequalitymetallur

2、gicalconstantlymovingforward,therecentprogressofelectroslagmetallurgyforhightemperatureelectricslagremelting(PESR),vacuumelectroslagremelting(VarESR)maketheremeltingqualityofmetalisveryhighpurity.Electroslagcaps(ESHT)productionoflargesteelingothaspotentialadvantagesintechnolog

3、yandeconomy.Keywords:Finemetallurgy;Electroslagmetallurgy;Highvoltageslagremelting;Vacuumelectroslagremelting;Electroslaghotcaps前苏联电渣重熔工业化起步较早，1958年乌克兰扎波洛什市德聂伯尔建立了电渣重熔车间，拥有0.5tP909型电渣炉4台［1］，美国费尔思斯特林公司(FirthSterling)于1959年建立了3.6t工业电渣炉，而在工业上全面推广直至1965年才开始［2］。我国于1958年在电渣焊的基础上掌握电渣

4、重熔技术，于1960年在重庆特殊钢厂及大冶钢厂建立电渣重熔车间［3］。从世界范畴论，电渣重熔工业生产已经历了41个春秋(1958～1999年)。电渣重熔属于冶金专业，特种熔炼学科。电渣技术的发展，派生出许多专业分支。电渣冶金包括：电渣重熔、电渣熔铸、电渣转注、电渣浇注、电渣离心浇铸、电渣热封顶、电渣焊接、电渣表面镀膜等。1电渣冶金的历程1.1缓慢发展的25年(1940～1965年)美国R.K.Hopkins首先于1940年获得电渣直接熔炼专利，早年Kellogg公司用于生产高速钢及高温合金(Fe-16Cr-25Ni-6Mo)，直到1959年Firt

5、h-Sterling公司建立3台3.6t电渣炉进行电渣重熔，美国电渣技术才定型。1965年Firth-Sterling公司破产，被Vasco公司及Allvas公司兼并，该技术才逐渐公诸众。50年代由于钛合金需要一度增长，到1965年美国真空电弧重熔能力达15.3万t/年，60年代钛合金市场萧条，相当一部分真空电弧重熔炉转为生产超级合金及优质合金钢。同时理论研究落后，Hopkings及其同事认为电渣过程是“埋弧放电”。1.2飞跃发展的十年(1965～1975)［4］1959～1965年在美国和西欧电渣重熔与真空电弧重熔之间展开了强烈的技术竞争，时间持

6、续7年之久。1965年西欧美国冶金工作者作了全面的、系统的研究，其结论是电渣重熔设备简单，生产费用低廉，操作方便，铸锭表面光洁，热塑性好，成材率高。电渣重熔在纯净度方面不亚于真空电弧重熔。去硫，去除非金属夹杂物均超过真空电弧重熔，仅去气(N、H、O)不及真空电弧重熔，而在铸锭结晶方面优于真空电弧重熔，铸锭组织的致密性、化学成分均匀性还超过真空电弧重熔，没有低倍缺陷，成品率高.产品扩大生产的优质钢及超级合金到1975年近300个牌号，开始用于生产有色金属(Al、Cu、Ti合金)及贵金属(Ag合金)。1.3稳定发展的10年(1975～1985年)［5］

7、电渣钢产量继续增长，到1985年达到120万t。第1代电渣炉开始更新。但据西方情报分析，前苏联电渣钢产量约40～45万t。东欧国家约4～5万t。到1985年止，西方工业电渣炉达204台，其中38台是1975年以后新建。这一阶段随重熔锭型的扩大，电渣熔铸管件及异形铸件的出现，对金属质量要求日益严格，研究电渣重熔过程的理论模型应运而生，包括：(1)热传递模型；　(2)物质传递模型(热力学模型、薄膜及渗透理论为基础的新传质模型)；　(3)热塑性模型。1.4酝酿新的突破(1985～1999年)这一阶段一些生产超级合金的公司继续扩大生产能力，如美国Teled

8、yneAllvac公司建立23t电渣炉。Inco合金国际公司两台电渣炉于1986年投产生产Ni基合金、Co基合金及其它耐热