电渣重熔钢（electroslag remelting）是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。其目的是提高金属纯度，改善铸锭结晶。

电渣重熔的产品品种多，应用范围广。其钢种有：碳素钢、合金结构钢、轴承钢、模具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢、超高强度钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金、电热合金等400多个钢种。此外，可用电渣法直接熔铸异形铸件，可以铸代锻，简化生产工序，提高金属的利用率。

其主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。电渣钢锭的质量取决于合理的电渣重熔工艺和保证电渣工艺的设备条件。

电渣熔铸工艺从根本上解决了一般铸造工艺的主要矛盾，它综合了电渣重溶-获得高冶金质量的金属和铸造-浇铸异型零件精化毛坯的长处，并具有与普通冶炼的变形金属相近的致密组织以及无各向异性的特点。与普通锻件相比，电渣熔铸件的各项性能指标完全达到同钢种的变型金属指标，甚至还避免了锻件的一些不足之处。

近些年来，电渣熔铸新工艺逐渐引起了国内外工程技术界的重视，许多工业部门在加紧研究和使用电渣熔铸产品。在发展这项新工艺方面，原苏联、日本和美国的研究成果较多，其次是西德、捷克斯洛伐克、英国、瑞典和法国。东北大学电冶金研究室在发展电渣熔铸新工艺以及研制使用它的异型件方面取得了以下成果：

电渣熔铸冷轧辊、阀体、三通管、厚壁中空管、石油裂解炉管、齿轮毛坯、各种模具（包括冲压模具）和柴油机曲轴等。

目前，国外著名的电渣炉制造厂家，如美国的CONSARC、德国的ALD和奥地利的INTECO等公司均采用基于PLC和工控机的2级计算机控制系统，能实现整个重熔过程的设备和工艺的全自动控制。

东北大学从20世纪90年代开始研制以液压传动或滚珠丝杠传动为核心的新型机械设备，以工控机和PLC为硬件，以专家控制为软件的智能化计算控制系统的新一代电渣炉，目前已有近20台设备成功应用于国内的工业生产中，使用效果良好。

把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺，英文简称ESR。美国霍普金斯（R.K.Hopkins）于20世纪40年代首先提出这种精炼方法的原理。其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。60年代中期由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展，电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展。生产的品种包括：优质合金钢、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。1980年世界电渣重熔钢生产能力已超过120万吨。中国1960年建成第一座电渣炉,其后得到很大发展。最大的是上海重型机器厂电渣炉，钢锭重达200吨。大连远东工具的电渣重熔钢生产能力已经进入国内领先水平。

电渣重熔技术在军事上早有应用，坦克炮的寿命是衡量一个国家坦克制造水平的重要标志。以前俄罗斯及中国制造的坦克炮的寿命一般只有100-500发，而西方国家比如说德国的坦克炮采用了电渣重熔、内膛镀铬技术，使其寿命达到了800-1000发，大大提高了军事装备的水平。当然通过近年来的不断的科技投入，中国的坦克炮技术与西方国家的技术差距已相差不大。

电渣重熔的基本过程如《图1：电渣重熔过程示意图》所示。将平炉、在铜制水冷结晶器中注入熔融的碱性渣，自耗电极一端插入渣池；自耗电极、渣池、金属熔池、铸锭、底水箱通过短网电缆和变压器形成回路；渣池靠本身的电阻加热到高温，自耗电极的端部被熔渣加热熔化，形成金属熔滴，然后金属熔滴脱落，穿过渣池进入金属熔池；由于水冷结晶器强制冷却作用，液态金属迅速凝固形成锭子，铸锭由下而上地顺序凝固，使金属熔池和渣池不断向上移动，上升渣池在水冷结晶器的内壁上形成一层渣壳，这层渣壳不仅使铸锭表面平滑、光洁，也起绝缘作用，由于铸锭上端有热源，下面底水箱具有制冷作用，促使铸锭结晶自下而上。

电渣炉由电极送进机构、抽锭装置、结晶器、变压器、电缆、控制柜、操作台组成，具体如《图2：电渣重熔原理及设备示意图》所示：

1—立柱；2—电极夹头；3—交流马达及减速箱；4—丝杠；5—自耗电极；6—圆管形立柱；7—滑动架；8—底水箱；9—抽锭机构的交流马达；10—直流马达；11—钢锭；12—结晶器；13—台基；14—引锭板；15—电缆； 16—操纵台；17—电极下送传动马达；18—液态炉渣渣池；19—变压器

电渣重熔常用渣系及用途如《图3：电渣重熔常用渣系及用途》所示。

电渣重熔产品由于金属纯净、组织致密、成分均匀、表面光洁，其使用性能、工作寿命与电弧炉生产的同钢种比较，有大幅度提高：

（1）转子用钢。奥地利伯乐（Bohler）公司用25CrNi3Mo作60万kW汽轮机转子，转子净重13. 5t，金属成材率87%，汽轮机工作温度可提高30℃，使汽轮机热效率提高。

（2）轧辊材料。冷轧轧辊用87Cr2MoV7制成，电炉钢锻件寿命为18950t/根，电渣钢锻件寿命高达47250t/根。

（3）高速钢。日本特殊钢公司采用电渣重熔生产M2高速钢，在同样锻压比下与同钢种电炉钢比较，电渣钢碳化物颗粒度是电炉钢的1/2，碳化物带状间距是电炉钢的2/3。在4000倍电子显微镜下观察电渣铸锭，针状碳化物细小，分布均匀；而普通电炉钢铸锭碳化物沉淀，聚集晶界呈粗厚针状。因此，该公司决定生产高速钢100%采用电渣重熔工艺。俄罗斯生产P6M5K5（W6Mo5Cr4V2Co5）采用电渣重熔钢制铣刀，比同钢种电炉钢铣刀切削寿命提高45%。

（4）模具钢。电渣重熔钢作模具，由于各向同性，使用寿命提高，H21（3Cr2W8V）做压铸模生产黄铜联轴节，电炉钢为2000次，而电渣钢为4300次，寿命延长115%。

（5）轴承钢。电渣重熔可去除轴承钢中夹杂物，使夹杂颗粒细化，分布弥散，电渣重熔GCr15钢制成轴承，使用寿命是电炉钢轴承的3. 35倍。

（6）装甲板。美国M68坦克装甲板采用4435fV钢，同样防护能力下，电渣重熔板可减重30%～40%。

（7）飞机起落架。法国协和式客机起落架用35NCD16钢（0. 35C-4Ni-1. 75Cr-0. 40Mo），相对疲劳强度（循环3×10次），电炉钢为76kg/mm，而电渣钢锻件为87kg/mm2。用30CrMnSiNiA钢，电炉钢锻件断裂韧性KIC为261kg/mm，而电渣钢锻件KIC为477kg/mm。

（8）超级合金。电渣重熔能大大改善难变形高温合金热塑性，例如Hastelloy X合金在真空感应炉中熔炼的，最大变形量30%，变形温度区很狭窄。采用真空电弧重熔热塑性有所改善，最大变形量达50%。采用电渣重熔热塑性更大为提高，最大变形量达90%。

（9）有色金属及其合金。电渣重熔有色金属包括铝合金（Al-Mg、Al-Mn、Al-Cu合金）、铜及铜合金（Cu、Cu-Mo、Cu-Be、Cu-Mn）及Ti合金（6Al-4V-Ti）及铀（U）和银（Ag），均能去除合金中夹杂物及有害气体，改善加工性能。

电渣重熔能有效去除钢中非金属夹杂物和脱硫，是生产航空材料可靠的方法，随航空事业发展电渣重熔产量在增长，近年美国电渣炉的增建，主要是航空工业的需要。在铁路交通的发展方面，机车车辆增速所用轴承钢及弹簧钢要求超纯及高均匀度，需提供电渣钢来满足。今后电渣重熔发展中要注重提高热效率及电效率，以降低吨钢电耗（世界最先进的指标达849kW·h/t），同时应推广无氟渣，德国电渣炉采用无氟渣重熔杜绝了氟对大气的污染。