电渣重熔，是金属及其合金的一种特殊的冶炼方法。

虽然电渣冶金可划分出多种技术方法和应用于不同的领域，但其基本和核心的技术是电渣重熔（Electro Slag Remelting，简称ESR）。

电渣重熔的基本原理是：在铜制水冷结晶器中加入固态或液态的炉渣，将自耗电极的端部插入其中，当自耗电极、炉渣和底水箱通过电网与变压器形成供电回路时，有电流从变压器输出通过液态熔渣。

由于在上述供电回路中，熔渣的电阻相对较大，占据了变压器二次电压的大部分压降，从而在渣池产生大量的热，使其处于高温的熔融状态。由于渣池的温度远高于金属的熔点，从而使自耗电极的端部逐渐加热熔化，熔化的金属汇聚成液滴，在重力的作用下，金属熔滴从电极的端头脱落，穿过渣池进入金属熔池。由于水冷结晶器的强制冷却，液态金属逐渐形成钢锭。

1.电渣重熔的特点

电渣重熔属于二次精炼方法。自耗电极是其原料，自耗电极可由其他的冶炼方法获得，如电弧炉、感应炉、真空感应炉和真空自耗炉等制备。电渣重熔的目的是在初炼的基础上进一步提纯钢、合金和改善钢锭的结晶组织，从而获得高质量的金属产品，与其他的冶金方法相比，具有以下的特点：

①金属的熔化、浇注和凝固在一个较纯净的环境中实现，减少了钢液的污染。

②具有良好冶金反应的热力学和动力学条件。电渣重熔过程中，渣池温度通常在1750℃以上，电极下端至金属熔池中心区域的熔渣温度可达1900℃左右，钢液的过热度可达450℃左右，高温熔池促进了冶金物理化学反应。

良好的动力学条件，表现在电渣重熔过程中，钢渣能进行充分接触；同时，由于电磁力的搅拌作用，不断更新了钢渣的接触面，强化了冶金反应，促进了有害杂质和非金属夹杂物的去除。

③自上而下的顺序凝固条件，保证了重熔金属锭结晶组织的均匀致密。

在电渣重熔过程中，电极的熔化和熔融金属的结晶是同时进行的。钢锭上端始终有液态金属溶池和发热的渣池，既保温又有足够的液态金属填充凝固过程中因收缩而产生的缩孔，可以有效地消除一般钢锭的疏松和缩孔，同时，金属液中的气体和夹杂物也易于上浮，所以钢锭的组织致密、均匀。

④在水冷结晶器与钢锭之间形成的薄而均匀的渣壳，保证了重熔钢锭的表面光洁。

2.电渣重熔的工艺要素

由于电渣重熔的独特优势，近些年来，在合金模具钢的生产中大量被应用。但在其生产工艺方面，应注意以下几个方面：

①电力制度

重熔时电流大小的变化将影响熔化速度和电力消耗，也直接影响钢锭的结晶状态。这三个因素是相互关联的，如增大充填比后，为避免熔速过快，使熔池过深而影响冶金质量，就应降低输入功率；但为保证稳定的熔炼过程，一般均采用较低的工作电压。因此，正确地选用电力制度十分重要。

②渣系及渣量

炉渣在电渣冶金中十分重要，炉渣不但能起到发热剂的作用和精炼作用，而且是，在电极熔化末端，熔滴形成和下落，在渣池与金属熔池界面上，熔渣与金属液之间要发生一系列的物理化学反应，如脱硫、去气和吸收非金属夹杂物，钢中活泼元素的氧化或某些氧化物的还原等反应，从而对钢的纯净度和化学成分的控制产生重要的影响。

在模具钢的冶炼中，大部分的品种采用二元系，即CaF2-Al2O3系，这也是电渣重熔常用的渣系，一般比例为70%/30%；也有用CaF2-Al2O3-CaO三元渣系和CaF2-Al2O3-CaO-MgO四元渣系的，渣的用量一般视锭重而定。

③充填比

所谓的充填比，是指电极截面积的大小和结晶器截面积之比。充填比与电渣熔炼时熔池的大小、深度和形状等有很大的关系，从而影响电渣钢的质量。

3.电渣重熔后模具钢的组织和性能有显著提高

主要表现在以下几个方面：

①改善钢的低倍组织

在电渣重熔时，由于钢液的快速凝固，其结晶的方向发生了变化，与普通的模铸钢锭相比有明显的改善。重熔时，树枝状晶的晶间距离缩小了，如对H13（4Cr5MoSiV1）钢材的中心部分检查发现，模铸钢锭为750μm，而电渣锭生产时为490μm，细化的枝晶有利于组织和成分的均匀化。

②降低钢中的非金属夹杂物的含量

经电渣重熔后，钢中非金属夹杂物的含量显著降低，尤其是硫化物夹杂，在形态和数量上都有明显的变化和减少；硅酸盐夹杂也大量被去除，氧化物多为Al2O3，但数量也明显减少；日本JIS标准的SKD61（相当于GB的4Cr5MoSiV1），通过电渣重熔后，钢的纯洁度明显提高。