电热冶金

电冶金方法

电热冶金，是利用电能转变为热能，在电炉内进行提取或处理金属的电冶金方法。

和一般火法冶金相比，电热冶金具有加热速度快，调温准确，温度高(可到2273K)，可以在各种气氛、各种压力或真空中作业，以及金属烧损较少等优点，成为冶炼普通钢，铁合金，镍、铜、锌、锡等重有色金属，钨、钼、钽、铌、钛、锆等稀有高熔点金属以及某些其他稀有金属、半导体材料等的一种主要方法。但电热冶金消耗电能较多，只有在电源充足的条件下才能发挥它的优势。

电热冶金按电能转变为热能的方法，即加热方法的不同又分为电弧熔炼、电阻熔炼、电阻一电弧熔炼、感应熔炼、电子束熔炼、等离子体冶金等。在熔盐电解中，为使其电解质保持适当的温度，需要补充大量的热量。补充热量的方法有内热法和外热法两种。内热法的热量来自电解过程中电流通过电解质电阻所产生的焦耳热，外热法的热量则是来自电解槽外部用燃料燃烧供给的热。因此，有人把内热法熔盐电解也归入电热冶金范畴。

电弧熔炼利用电弧产生的热来熔炼金属的电热冶金方法。电弧可以用直流电产生，也可以用交流电产生。工业上电弧熔炼用的电弧炉主要是三相电弧炉和真空自耗电弧炉。电弧熔炼主要用来熔炼各种高级合金钢和钛、锆、钨、钼、钽、铌等活泼和高熔点金属及其合金。

电阻熔炼利用电流通过电阻所产生的热来熔炼金属的电热冶金方法。电渣熔炼就是一种重要的电阻熔炼方法。工业上也常采用以石墨棒作电阻的间接加热式电阻熔炼法。这种熔炼方法具有炉子结构和电气配套系统都比较简单、运行稳定可靠的特点，适用于钢、铁及铜等金属材料的小规模生产。工业上也用电阻熔炼法来熔炼易熔金属锡、铅、轴瓦合金、锌以及熔点在665K以下的合金。此时所用熔炼炉的结构更为简单，一般由熔锅或熔槽以及外围耐火材料构成。电阻熔炼还用于铝、镁及它们的合金的熔炼。

电阻-电弧熔炼有色金属冶金中广泛应用的一种电热冶金方法，其炉子的主体结构与电弧熔炼炉相似。熔炼时，电极都插入炉料中。熔炼中的热量除来自电极和炉料之间的电弧外，电流通过炉料所产生的电阻热也占相当大的份额。在加热方式这一点上，与电弧熔炼有很大区别。矿石或烧结矿是电阻一电弧熔炼的主要原料。所以，电阻一电弧熔炼又称矿热熔炼。电阻一电弧熔炼主要用于生产铁合金、电石、铜锍、镍锍、黄磷等冶金及化工产品。

感应熔炼利用电磁感应所产生的热来熔炼金属的电热冶金方法。感应熔炼按其电源频率又可分为工频、中频和高频三种感应熔炼；按其电能转换方式又可分为有芯感应熔炼和无芯感应熔炼两种。感应熔炼用于熔炼各种合金钢、铸铁、有色金属及其合金等。

电子束熔炼利用电子高速运动动能作为热源来熔炼金属的电热冶金方法。常用来熔炼蒸气压低的金属。在工业上用电子束熔炼方法熔炼铌、钽、铪等高熔点金属已达到相当大的规模。也用这种方法来熔炼钨、钼以及优质合金钢等。还用电子束熔炼法来制取半导体材料和高温合金的单晶。

等离子体冶金利用由电能转变为等离子体的能量来熔炼金属的电热冶金方法。目前工业应用的等离子电炉都采用转移弧式或中空阴极式等离子枪。等离子体冶金用来熔炼钨、钼、钽、铌、钛、锆等高熔点金属和活泼金属，也用来熔炼高级合金钢等。

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