世界上第一臺(tái)電渣重熔爐是于1930 年在美國(guó)誕生的，可是，后來(lái)世界上對(duì)電渣重熔爐進(jìn)行大量研究、開發(fā)工作的當(dāng)屬原蘇聯(lián)烏克蘭電焊機(jī)研究所。
電渣重熔爐的用途廣泛，采用不同渣料可用于精煉各種合金結(jié)構(gòu)鋼、耐熱鋼、軸承鋼、鍛模鋼、高溫合金、精密合金、耐蝕合金、高強(qiáng)度青銅以及其他鋁、銅、鐵、銀等有色金屬的合金；采用不同形狀的結(jié)晶器可以直接生產(chǎn)大直徑鋼錠、厚板坯、中空管坯、大型柴油機(jī)曲軸、軋輥、大型齒輪、高壓容器、炮管等優(yōu)質(zhì)鑄鋼件。
電渣重熔爐是利用熔渣隔絕空氣的保護(hù)方法來(lái)精煉某些鋼或合金的一種電爐設(shè)備。電渣重熔爐的工作原理示意圖如圖1所示。
從發(fā)熱原理來(lái)說(shuō)，電渣重熔爐是一種電阻熔煉爐。電渣重熔工藝是電極下端部浸埋在熔融的熔渣中。交流電流通過(guò)高電阻渣池時(shí)產(chǎn)生大量熱量，它把浸埋在熔融的熔渣中的電極端部熔化，熔化產(chǎn)生的金屬熔滴穿過(guò)渣池滴入金屬熔池，然后被水冷結(jié)晶器冷卻后凝結(jié)成錠。在此過(guò)程中，金屬熔滴與高溫高堿度的熔渣充分接觸，產(chǎn)生強(qiáng)烈的冶金化學(xué)反應(yīng)，使金屬得到了精煉。
電渣重熔爐的關(guān)鍵技術(shù)是熔渣系統(tǒng)。在電渣重熔爐中，熔渣的主要作用有四點(diǎn)，即：熱源作用、保護(hù)作用、成型作用和冶金化學(xué)作用。熔渣的化學(xué)成分對(duì)電渣熔煉產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大影響。熔渣的特點(diǎn)是：
(1)具有較高的電阻率，在熔煉過(guò)程中能產(chǎn)生足夠的熱量，以保證金屬熔化、升溫和提純。
(2)具有一定的堿度，所以其脫氧和脫硫效果好。
(3)不含有穩(wěn)定的氧化物，如MnO、FeO 等。
(4)具有良好的流動(dòng)性，以保證高溫下的對(duì)流熱交換和液態(tài)物理化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行。
(5)具有較低的熔點(diǎn)，一般比被熔金屬的熔點(diǎn)低150-250 ℃，這使錠子成型良好。
(6)具有較高的沸點(diǎn)，以便在高溫下不致大量揮發(fā)掉。
電渣重熔爐的電氣設(shè)備除電爐變壓器外，還有以下3 部分：
(1) 高壓側(cè)設(shè)備主要有：隔離開關(guān)、高壓斷路器、高壓電壓互感器、高壓電流互感器等。
(2)低壓側(cè)設(shè)備主要有：短網(wǎng)母線、低壓電流互感器等。
(3)控制設(shè)備，包括調(diào)節(jié)器柜、操作臺(tái)、傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)等。
與單柱式電渣爐相比，短網(wǎng)平行布置，它使電抗抵消、因而功率因數(shù)高。
與其他重熔設(shè)備相比，電渣重熔爐的主要優(yōu)點(diǎn)是：
(1) 金屬熔液與熔渣之間存在著強(qiáng)烈的冶金化學(xué)反應(yīng)，所以除磷、除硫效果比較好，錠子純度比較高。
(2)設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高、投資省。
(3)熔渣能將被熔融金屬同外界空氣隔離，不受外界污染。
(4)熔渣和熔融金屬產(chǎn)生冶金化學(xué)反應(yīng)，能夠熔煉出高級(jí)金屬和合金。
(5)熔融金屬中的非金屬夾雜物與熔渣起化學(xué)反應(yīng)，則非金屬夾雜物全部被熔渣清除掉。
(6)由于錠子是在水冷銅坩鍋中冷卻，其冷卻速度非常快，這就導(dǎo)致錠子內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，不產(chǎn)生偏析。
電渣重熔爐的應(yīng)用范圍很廣，不僅可用來(lái)生產(chǎn)航空軸承鋼、高溫合金、精密合金和某些有色金屬等，還可用來(lái)生產(chǎn)上百噸重的大型優(yōu)質(zhì)合金鋼錠、大型扁錠或板錠、中空鋼錠、復(fù)合板，以及熔鑄軋輥、齒輪坯、渦輪盤、壓力容器、飛機(jī)起落架、炮管等異形鑄件。
宇宙飛船、國(guó)際空間站、人造衛(wèi)星、核潛艇、噴氣式遠(yuǎn)程轟炸機(jī)、原子能、火箭、導(dǎo)彈等設(shè)備。但是，這些尖端設(shè)備對(duì)制造它的材料性能要求非常嚴(yán)格，對(duì)所用的鋼材、合金、毛坯提出高純度、高均勻性、耐高溫、耐高壓、抗沖擊、抗疲勞等一系列特殊嚴(yán)格要求，尤其是對(duì)材料性能的穩(wěn)定性、一致性和可靠性要求非常高。
可是，滿足這些要求，已非眾所周知的普通冶煉設(shè)備所能完成的。為此，冶金工作者們，為了提高和改善宇航設(shè)備上的特殊鋼和合金的質(zhì)量和純度，長(zhǎng)期進(jìn)行研究和探討新的熔煉設(shè)備和工藝。通過(guò)大量的系統(tǒng)的理論和實(shí)踐研究，以及從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面研究和探討冶金過(guò)程中的物理化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，得出的重要結(jié)論是：唯一能夠滿足上述要求的工藝就是在真空室內(nèi)進(jìn)行宇航材料的冶煉。這是因?yàn)椋?）在真空狀態(tài)下，能夠避免被熔煉金屬及合金同非金屬夾雜物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。（2）在真空狀態(tài)下，能夠清除液態(tài)熔融金屬中的有害的可溶解氣體和污染物，以提高被熔金屬的純度。
就國(guó)內(nèi)外工業(yè)水平來(lái)看，能夠圓滿完成冶煉上述材料的設(shè)備主要有以下 3 種，這就是：真空感應(yīng)熔煉爐、真空自耗電弧爐和電渣重熔爐。即：欲快速發(fā)展航天航空工業(yè)，必須大力開發(fā)這 3 種高級(jí)冶煉設(shè)備及其新工藝。
在諸多真空冶金技術(shù)中，真空電渣冶金技術(shù)近年來(lái)有了新的發(fā)展。真空電渣重熔與真空電弧重熔和普通電渣重熔比較，具有許多優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的應(yīng)用前景。許多行業(yè)開始重視了真空電渣重熔與其它種類冶煉技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。出現(xiàn)了不少科技發(fā)明專利。例如，“一種低氧低夾雜物銅鉆合金觸頭的生產(chǎn)方法”，屬于電工材料領(lǐng)域，是真空感應(yīng)熔煉與真空電渣重熔雙聯(lián)技術(shù)?！耙环N聚變堆用低活化馬氏體鋼的冶煉生產(chǎn)方法”，屬于金屬材料加工領(lǐng)域，也是采用經(jīng)過(guò)真空感應(yīng)熔煉熔鑄母材電極再進(jìn)行真空電渣重熔的方法
