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摘 要：本文阐述了目前国内电渣炉的使用状况，希望对冶金企业的设备改造有一些帮助。关键词：电渣重熔炉；结晶器；模糊控制；恒电流；恒熔速。 1.前言
当前，随着国家建设、航空航天及国防建设的不断发展，市场对各种高品质精细钢材的需求不断增加，电渣重熔炉的重要性日见明显，国内大部分电渣重熔炉的生产多极为繁忙，经济效益明显，但由于大部分电渣重熔炉的建造期多为70年代左右，其设备从整体上看较为陈旧，特别是控制系统更为落后，控制精度（工作电流、工作电压、冶*率、熔速等稳定性）较差，直接影响了电渣锭的质量，制约了其经济效益的进一步提高。
电渣重熔炉是对已炼成的钢或合金进行再精炼的一种电炉设备。
从发热原理来说，电渣重熔炉是一种电阻熔炼炉。自耗电极是用被熔金属本身制成的。熔炼 电流从变压器经短网到自耗电极，再经熔渣及结晶器平台上的导电板返回。熔炼电流在通过高电阻熔渣时产生高温熔化自耗电极，金属熔滴穿过熔渣滴入金属熔池，被水冷结晶器冷却凝结成锭坯。在此过程中金属熔滴与熔渣充分接触，产生强烈的冶金化学反应，使金属得到精炼。
2.电渣重熔炉设备
电渣重熔炉通常由三部分组成：机械系统、供电系统、控制系统。
2.1机械系统包括：电极升降立柱、电极横臂、电极旋转升降机构、电极夹头、假电极、结晶器平台（或小车）、水冷结晶器、排烟除尘等。
电渣炉的机械系统从机械结构上分有单支臂和双支臂两种。单支臂结构方式一次性设备投资较低，但是，当冶炼坯锭较大时，由于电极行程很长，因而要求厂房高度较高，所以，当炉子容量要求较大时，设备造价虽低，但是总投资却不少；加之自耗电极较长，制作和冶炼操作都很困难，所以，单支臂结构方式一般只适合于容量较小的电渣重熔炉。双支臂结构方式虽然设备的一次性投资较高，但由于电极行程短，厂房高度低，操作灵活，通过支臂交换，可生产较大的电渣锭，所以，在一般情况下，应采用双支臂结构方式。 电极升降立柱通常为钢板焊接而成箱型框架式结构，用以支撑固定电极横臂和电极旋转升降机构。
电极横臂为钢板焊接而成的箱型结构，起支撑导电铜管和把持电极升降的作用；近年也有采用铜钢复合导电横臂的情况。
电极旋转升降机构由电动机、减速机、旋转机构、升降丝杆等组成，完成电极的旋转、升降等动作。目前，电渣炉的升降机构大部分采用丝杠传动和钢丝绳传动两种，丝杠传动相对钢丝绳传动而言，运行较为平稳，系统响应快，不打滑，对中小型电渣重熔炉尤其合适（如：北方重工的5t和12t炉，中原特钢厂的12t炉,长钢公司的2.5t炉，重庆特钢厂的1.5t炉等），但是，丝杠传动在电极升降调节时，由于其丝杠与丝母传动时有一定的间隙，限制了它的响应速度，因此，也有少量新型电渣炉采用液压驱动电极升降的（如：长钢三厂的9号炉），相比较而言，液压驱动具有响应速度快、调节平稳、控制准确等优点，缺点是设备较为复杂，造价高
电极夹头由导电块和抱圈等组成，大容量电渣重熔炉，由于电流较大，多采用水冷结构；其夹紧方式一般为手动方式，新型电渣重熔炉也采用气动或液压夹紧方式。
假电极为自耗电极上部与导电块相连接的机构，在导电块与自耗电极之间起连接导电的作用，一般为水冷型半永久性结构，其与自耗电极的连接一般采用销钉夹紧，也有厂家采用焊接的方式。
结晶器平台由底水箱、导电板、电机、减速机等组成，其结构形式较多：
小车开出式，其特点是结构简单，维护方便，成本低廉；缺点是不能升降和左右移动，操作不方便，因此，一般情况下只在小型电渣重熔炉上采用。
平台式，可上下、左右、前后移动，其特点是操作方便，缺点是造价稍高，因此，适合于容量较大的电渣炉。
电话控制器
抽锭式，底水箱上下移动距离较大，一般采用液压（或丝杆）驱动方式，其特点是在电渣重熔炉电源容量不大的情况下冶炼较大的坯锭，但要求较高的控制精度才能保证锭子的质量
水冷结晶器大部分为双层圆桶形或方形水冷带锥度结构，也有少部分为比较特殊的多边形或其它异形结构，其内层材料一般为紫铜板，外层为钢板。
排烟除尘系统由风机和烟道等组成，电渣重熔炉在冶炼过程中会产生有害气体和烟尘，应给予排除。
2.2供电系统包括：高压电气柜、变压器、大电流线路、电流互感器、换相开关等
高压电气柜一般采用真空断路器，可频繁分断高压电，并具有过电流、操作过电压、变压器故障保护及二次计量等功能。
中小型电渣炉的供电系统一般采用单相变压器供电，其优点是造价低，结构减单，维修方便；缺点是功率因数低，电耗高，易造成电网供电负荷不平衡；大型电渣炉一般采用三相变压器供电，其优点是功率因数高，电耗低，电网的负荷平衡度好；调压方式有无载电动调压、有载电动调压、磁性调压器无级连续调压三种；供电方式有交流供电和直流供电两种；目前，国内电渣炉主要是交流供电。从性能上看，直流供电应有其一定的优越性，如：冶炼电流稳定性和三相功率平衡好、短网功率损耗低、系统的功率因数高等优点
大电流线路由变压器出墙铜管（或铜排）、电流互感器、换相开关、柔性电缆、导电铜管（或导电横臂）、电极夹头、底水箱导电板等组成
2.3控制系统包括：高压切换、低压操作指令元件、电动机、电极升降及旋转控制、面板指示仪表及信号灯等。
电渣重熔炉的电极升降控制系统目前一般为直流电机驱动，采用模拟量开环控制方式，通过直流电机控制器，给出一定值信号，电极匀速下降，当冶炼电流超过设定电流时，人工需及时给予干预，因而造成电渣重熔炉冶*率时大时小，冶炼电流波动大、熔速不匀，进而影响电渣锭的质量，特别在造渣时，工人的劳动强度非常大
ggtv53.电渣重熔炉的特点和用途：
u型电动牙刷电渣重熔炉是对已炼成的钢和合金进行再精炼的一种精密冶金设备，通过再重熔的手段生产高性能的冶金材料。
与其它重熔设备（如真空自耗电弧炉、电子束熔炼炉等）相比，电渣重熔炉的主要优点是
出水服务3.1设备简单，操作方便，适合于大批量生产；
3.2冶炼质量好，由于金属熔滴与熔渣之间进行强烈的冶金化学反应，所以去除磷、硫和非金属夹杂物的效果好，锭子的纯度比较高。
3.3可把小型炼钢设备生产的小钢锭制成大钢锭，而且，锭子质量比大型炼钢设备用普通浇铸办法生产的要好。
3.4可将锭子制成各种需要的特殊形状，使得后道工序加工量大为减少，节约大量金属，降低生产成本。
电渣重熔炉的缺点是：与其它重熔炉相比，由于是在常压下靠电
实验室分析天平阻热来冶炼，所以除气效果不好，冶炼温度也较低。
电渣重熔炉的用途很广，不仅可以用来生产航空轴承钢、高温合
金、电阻合金、精密合金等精密冶金材料，也可用来生产大型优质合金钢锭，各种特殊形状的坯锭以及压力容器等。
4.电渣重熔炉设备的现状
总体上看，我国的电渣重熔炉大部分为70年代所建，其设备状况相比较其它冶炼设备来说，技术水平比较落后，特别是电极升降控制基本达不到精密控制，普遍存在冶炼电流不
稳，二次电压波动较大等现象，进而使得冶炼时熔速波动较大，影响电渣锭的性能。从电渣重熔炉的工作要求看，不同的材料要求应分别采用恒电流、恒功率或恒熔速来完成，因为冶炼电流（或熔速）的稳定是保证材料（在冷凝结晶过程中）特性的重要因素之一。在当今，随着对新材料的性能要求的不断提高，要求电渣重熔炉的设备装备水平和系统的输入功率控制技术达到一个新的高度；对此，很多企业已有了明确的认
2001年北方重工化费巨资从国外引进了一台20T电渣重熔炉，设备的整体装备水平较高，设备供电方式采用一台有载调压变压器供电，动作采用全液压驱动；系统采用全计算机控制，并可按照工艺要求预先设定供电曲线，系统按照预定曲线自动运行，在冶炼过程中系统可全程监控冶炼电流、冶炼电压、冶*率、锭坯熔化速度及记录保存各有关冶炼参数，由于系统在控制、动作、冶炼过程中的精确运行，生产出了高质量的电渣锭，给企业带来了可观的效益
2003年，北方重工与我公司合作，对其特钢厂的一台12T电渣重熔炉的控制系统进行改造，改造的主要目的是提高其控制精度和运行可靠性；控制系统采用一台工业控制计算机来完成，电极旋转采用交流变频调速方式，电极升降控制仍采用原系统的直流调速方式（
因工厂库存较多，故保留），但其控制信号由计算机给出，运行结果表明，冶炼电流的波动明显降低，自动化程度提高，操作简单，效果明显。
长城特殊钢公司为了进一步提高其电渣锭的材料性能，在2001年与我公司合作将其8号电渣重熔炉进行改建；为了使系统工作电压不受电网电压波动的影响，采用磁性调压器供电，并使用一特殊设计的智能式调压控制线路来适时调节励磁电流，控制系统采用可编程控制器（西门子S7-300，STEP7软件编程平台）来完成，并配有一台8通道的无纸记录仪，全程记录工作电压、设定电流（含设定值上下限）、实际冶炼电流等冶炼参数，在实际工作过程中，系统的二次工作电压的波动值低于3%，实际冶炼电流的波动不超过2.5%，且系统操作简单，自动化程度高，取得了令人可喜的效果
近十几年来，随着基础技术（如：电力电子、液压控制、计算机应用、模糊控制理论等）的不断发展，国内冶金企业在炼钢设备上采用了大量的新技术（如：超高功率冶炼、偏心底出钢、导电横臂、计算机控制等），为企业的节能降耗、提高生产率提供了支持，带来了巨大的经济效益。但是，形成巨大反差的是，电渣重熔炉在设备上的技术进步却很小，电极升降调节大部分仍在采用直流放大机进行控制，设备的生产运行信息管理监控几乎没
有。而在炼钢电弧炉上，电极升降调节技术从交直放大机到今天已发展了好几代。目前，工业控制计算机、可编程控制器、变频调速已广泛应用到电极调节系统中。单纯的设备运行调节系统已不能满足生产的需要。应该集生产管理于一体，在满足控制精度的同时，将生产和设备运行信息（如：班次、通断电时间、工作电流、电压、电能消耗、设备系统的工作状态等参量）显示出来，并通过局域网，形成生产及设备运行信息共享，达到提高生产效率，降低生产成本的目的。
电渣重熔炉属于精细冶金，设备运行和冶炼工艺的技术水平将制约产品的品质，而品质则决定了企业的效益，精细冶金更是如此
从电渣重熔炉的运行特性看，对设备应有下列基本要求：
4.1由于电渣锭是采用边熔化边冷凝结晶成锭的，中间不能长时间停顿；在双支臂交换时，一般要求交换时间不超过50秒；因而设备的运行可靠性一定要高，并要求操作方便，维修简单。
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