不同熔炼方法的比较(小结)-冶金2011级-2014630.doc

表1 不同熔炼方法的技术经济指标、工艺过程及冶金质量对比不同熔炼方法的技术经济指标及工艺过程对比熔炼方法比较内容真空感应熔炼VIM电渣重熔ESR真空电弧重熔VAR真空电子束重熔EBR电子束熔炼EBM等离子电弧重熔PAR能源(热源)感应加热熔渣电阻热自由电弧电子束电子束等离子弧（体）电源交流交流(直流)直流直流直流直流(交流)设备真空设备及中、工频发电机变压器/整流设备真空设备及整流设备真空设备、整流设备及电子枪真空设备、整流设备及电子枪整流设备及等离子枪单位电耗/KWhkg-10.61.02.00.61.01.02.01.02.01.02.0环境真空/ Pa必须10-11051.31.3102可负压操作105(惰性气氛)必须110-11.31.3102必须10-110-3必须10-110-21.31021.3103气氛可变(13)104或105或105气体介质可控可控可控可控(Ar、H2、N2)熔渣（精炼）不可(构造上可能)必须(专门)不可不可不可可控对原材料要求精料自耗电极自耗电极活泼或难熔金属自耗电极活泼或难熔金属自耗电极自耗电极及碎料熔化时加合金/温度控制可能/容易可能/有时可能不可/难不可/难不可/可能/可以熔池表面温度/16501750175018501850切头率较大比 VAR好良好比VAR稍好/差比 VAR好可能与ESR相同锭表面质量较好好，不须扒皮差，需扒皮需扒皮(比ESR差)差，需扒皮好(与ESR近似)金属收得率较高高较低较低较低较高产品质量较高高高高高高产品成本较高低较高高高较高设备投资(费用)3较高1低(便宜)3较高(比PAR大)4高(比VAR大)4高2较高(比ESR大)不同熔炼方法冶金质量对比成分控制合金成分容易取决于母材取决于母材取决于母材取决于母材取决于母材活泼元素容易较难容易容易容易容易（可以）易挥发元素Mn、N等较难容易Mn、N等较难Mn、N等较难Mn、N等较难容易（可以）纯洁度氧低较高(颇有减少)低(显著减少)低(减少最多)低低（颇有减少）氢、氮(去气能力)低不减少,取决于母材减少(低)减少(低)低有所减少(低)非金属夹杂物/氧化物、硫化物含量高分布不均匀含量低分布均匀/显减、减含量低分布均匀/显减、不减含量低分布均匀/显减、颇减含量低分布均匀含量低分布均匀/显减、可能减硫取决于母材低取决于母材取决于母材取决于母材对脱硫不利磷取决于母材脱P率低取决于母材取决于母材取决于母材取决于母材有害金属杂质低取决于母材低低低低铸态组织锭表面质量一般好较差较差较差好，渣衣保护可不扒皮缩孔及切头率较大小表面扒皮表面扒皮表面扒皮小疏松一般低低低低低偏析较大低低低低低二次枝晶间距大小较小较大较大较大结晶组织/凝固过程普通铸锭柱状晶发达/逐层凝固柱状晶发达/逐层凝固逐层凝固自下而上垂直柱状晶柱状晶发达/逐层凝固比较内容：工作原理真空感应熔炼（VIM）无芯感应炉：当交流电通过原边线圈(感应器)时，产生交流磁场，交流磁场在副边线圈的炉内金属炉料中产生感应电动势，在可看作是短路线圈的金属炉料中产生交流电热能，用以熔炼金属。真空感应炉是一种无芯感应熔炼电炉，真空感应熔炼法是将感应电炉置于真空中进行熔化精炼的方法，简称VIM。电渣重熔（ESR）它是利用水冷铜模和自耗电极在熔渣中熔化精炼，快速凝固得到高质量钢锭的方法。该设备以熔渣的电阻做发热源，以炉渣和钢液物化反应清洗钢中夹杂物生产特殊钢和合金。电渣重熔法是在水冷结晶器中，利用熔渣的电阻热来重熔自耗电极，生产高质量的钢和合金的一种方法，系当今世界上采用最广泛的二次精炼法。真空电弧重熔（VAR/真空自耗炉）在无渣和低压的环境下或是在惰性气体的气氛中，金属自耗电极在直流电弧的高温作用下熔化并在水冷结晶器内自下而上地逐层凝固成锭。由于液态金属在真空下以熔滴形成或通过高温(约4700)弧区，并在水冷结晶器中保持和凝固，并发生一系列的物化反应，使金属得到精炼，从而达到净化金属，改善结晶组织，提高性能的目的。真空电子束重熔（EBR）电子束重熔法的工作原理与真空二极管相似，即阴、阳两极置于一个真空室内，分别连接在直流电源的负极和正极上。当阴极用其他电源通电加热后，温度提高，在阴极材料中有自由电子因受热而被激发逸出。若此时的阴极和阳极被接通一定电压的直流电源，则激发出的电子就处于一定被接通一定电压的直流电源，则激发出的电子就处于一定强度的电场作用下，被加速并射向阳极。在真空二极管中借此获得单向导电，而在电子束重熔炉中，借此高速的电子流轰击阳极，将电子的动能在阳极上转换成热能，从而加热和熔化阳极。真空电子束熔炼：在较高真空（133.310-4133.310-8Pa)下用电子枪发射电子束，轰击被熔炼物料（作为阳极），使之熔化并滴入水冷铜结晶器凝固成锭的熔炼方法。锭由机械装置连续抽出。此法可以调节能量分布，控制熔化速度。电子束重熔材料的纯净度比其他真空熔炼法的更高。它适于熔炼钨、钼等金属及其合金、高级合金钢、高温合金和超纯金属。电子束熔炼（EBM）电子束熔炼法的原理是利用电子枪(阴极)发射出高速的电子束流轰击阳极(被加热的材料如自耗电极或熔池等)产生高能并转变为热能而使金属熔化、精炼和在水冷铜结晶器中结晶，凝固成锭。它是利用高真空下产生高速运动的电子的能量转变成热能来熔炼的方法。它既可作一次熔炼，即电子轰击熔炼简称EBM，又可用来重熔精炼，即电子束重熔，简称EBR。等离子电弧重熔（PAR）等离子弧熔炼是利用等离子弧作为热源来熔化、精炼和重熔金属材料或非金属材料。经等离子弧熔炼的难熔、活泼金属和钢及合金，质量优异，可与真空冶炼相媲美。等离子弧重熔法是在惰性气氛或者可控气氛中，利用等离子弧来熔炼金属的特种熔炼方法，也可以说是一种金属的重熔工艺。重熔过程中，被熔化的金属熔滴穿过熔渣层，在结晶器内凝固。它与真空自耗电弧重熔和电渣重熔一徉，边熔炼、边结晶，即金属的熔炼与浇注同时进行。被重熔的金属料可以是棒料，也可以是块料。当采用棒料时，等离子弧直接射向棒料而使它熔化。等离子电子束熔炼炉plasmaelectron-beamsmeltingfurnace：一种新型真空冶金设备。将微量氩气通入钽或钨制的空心阴极，经高频激发后即可使氩气分子电离，在空心阴极中产生你压等离子体。其中的正离子轰击阴极内壁使其温度升高而发射电子。等离子体内的电子及阴极所发射的电子在电场下加速，形成电子束轰击阳极（熔炼料），即可在真空条件下（5X10的-1次方1X10的-3次方托）熔炼难熔金属及其合金。这种熔炼工作稳定，操作简易，合金成分易于控制。等离子炉：利用工作气体被电离时产生的等离子体来进行加热或熔炼的电炉。产生等离子体的装置，通常叫作等离子枪，有电弧等离子枪和高频感应等离子枪两类。把工作气体通入等离子枪中，枪中有产生电弧或高频(520兆赫)电场的装置,工作气体受作用后电离，生成由电子、正离子以及气体原子和分子混合组成的等离子体。等离子体从等离子枪喷口喷出后，形成高速高温的等离子弧焰，温度比一般电弧高得多。最常用的工作气体是氩，它是单原子气体，容易电离，而且是惰性气体，可以保护物料。工作温度可高达20000;用于熔炼特殊钢、钛和钛合金、超导材料等。炉型有配置水冷铜结晶器炉、中空阴极式炉、配置感应加热的等离子炉、有耐火材料炉衬的等离子炉等。电子束炉：用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉。在真空炉壳内,用通低压电的灯丝加热阴极，使之发射电子，电子束受加速阳极的高压电场的作用而加速运动，轰击位于阳极的金属物料，使电能转变成热能。因为电子束可经电磁聚焦装置高度密集，所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。电子束炉用于熔炼特殊钢、难熔和活泼金属。比较内容真空感应熔炼VIM电渣重熔ESR真空电弧重熔VAR（真空自耗炉）真空电子束重熔EBR电子束熔炼EBM等离子电弧重熔PAR工作原理无芯感应炉：当交流电通过原边线圈(感应器)时，产生交流磁场，交流磁场在副边线圈的炉内金属炉料中产生感应电动势，在可看作是短路线圈的金属炉料中产生交流电热能，用以熔炼金属。真空感应炉是一种无芯感应熔炼电炉，真空感应熔炼法是将感应电炉置于真空中进行熔化精炼的方法，简称VIM。它是利用水冷铜模和自耗电极在熔渣中熔化精炼，快速凝固得到高质量钢锭的方法。该设备以熔渣的电阻做发热源，以炉渣和钢液物化反应清洗钢中夹杂物生产特殊钢和合金。电渣重熔法是在水冷结晶器中，利用熔渣的电阻热来重熔自耗电极，生产高质量的钢和合金的一种方法，系当今世界上采用最广泛的二次精炼法。在无渣和低压的环境下或是在惰性气体的气氛中，金属自耗电极在直流电弧的高温作用下熔化并在水冷结晶器内自下而上地逐层凝固成锭。由于液态金属在真空下以熔滴形成或通过高温(约4700)弧区，并在水冷结晶器中保持和凝固，并发生一系列的物化反应，使金属得到精炼，从而达到净化金属，改善结晶组织，提高性能的目的。电子束重熔法的工作原理与真空二极管相似，即阴、阳两极置于一个真空室内，分别连接在直流电源的负极和正极上。当阴极用其他电源通电加热后，温度提高，在阴极材料中有自由电子因受热而被激发逸出。若此时的阴极和阳极被接通一定电压的直流电源，则激发出的电子就处于一定强度的电场作用下，被加速并射向阳极。在真空二极管中借此获得单向导电，而在电子束重熔炉中，借此高速的电子流轰击阳极，将电子的动能在阳极上转换成热能，从而加热和熔化阳极。电子束熔炼法的原理是利用电子枪(阴极)发射出高速的电子束流轰击阳极(被加热的材料如自耗电极或熔池等)产生高能并转变为热能而使金属熔化、精炼和在水冷铜结晶器中结晶，凝固成锭。是利用高真空下产生高速运动的电子的能量转变成热能来熔炼的方法。它既可作一次熔炼，即电子轰击熔炼简称EBM，又可用来重熔精炼，即电子束重熔，简称EBR。等离子弧熔炼是利用等离子弧作为热源来熔化、精炼和重熔金属材料或非金属材料。经等离子弧熔炼的难熔、活泼金属和钢及合金，质量优异，可与真空冶炼相媲美。等离子弧重熔法是在惰性气氛或者可控气氛中，利用等离子弧来熔炼金属的特种熔炼方法，也可以说是一种金属的重熔工艺。重熔过程中，被熔化的金属熔滴穿过熔渣层，在结晶器内凝固。它与真空自耗电弧重熔和电渣重熔一徉，边熔炼、边结晶，即金属的熔炼与浇注同时进行。被重熔的金属料可以是棒料，也可以是块料。当采用棒料时，等离子弧直接射向棒料而使它熔化。热源熔炼方法比较内容真空感应熔炼VIM电渣重熔ESR真空电弧重熔VAR真空电子束重熔EBR电子束熔炼EBM等离子电弧重熔PAR能源(热源)感应加热熔渣电阻热自由电弧电子束电子束等离子弧（体）电源熔炼方法比较内容真空感应熔炼VIM电渣重熔ESR真空电弧重熔VAR真空电子束重熔EBR电子束熔炼EBM等离子电弧重熔PAR电源交流交流(直流)直流直流直流直流(交流)气氛熔炼方法比较内容真空感应熔炼VIM电渣重熔ESR真空电弧重熔VAR真空电子束重熔EBR电子束熔炼EBM等离子电弧重熔PAR真空/ Pa必须10-1105可负压操作105(惰性气氛)必须110-1必须10-110-3必须10-110-2气氛可变(13)104或105或105气体介质可控可控可控可控(Ar、H2、N2)熔渣精炼熔炼方法比较内容真空感应熔炼VIM电渣重熔ESR真空电弧重熔VAR真空电子束重熔EBR电子束熔炼EBM等离子电弧重熔PAR熔渣（精炼）不可(构造上可能)必须(专门)不可不可不可可控冶金质量(成分控制、纯洁度、铸态组织)熔炼方法比较内容真空感应熔炼VIM电渣重熔ESR真空电弧重熔VAR真空电子束重熔EBR电子束熔炼EBM等离子电弧重熔PAR成分控制合金成分容易取决于母材取决于母材取决于母材取决于母材取决于母材活泼元素容易较难容易容易容易容易（可以）易挥发元素Mn、N等较难容易Mn、N等较难Mn、N等较难Mn、N等较难容易（可以）纯洁度氧低较高(颇有减少)低(显著减少)低(减少最多)低低（颇有减少）氢、氮(去气能力)低不减少,取决于母材减少(低)减少(低)低有所减少(低)非金属夹杂物/氧化物、硫化物含量高分布不均匀含量低分布均匀/显减、减含量低分布均匀/显减、不减含量低分布均匀/显减、颇减含量低分布均匀含量低分布均匀/显减、可能减硫取决于母材低取决于母材取决于母材取决于母材对脱硫不利磷取决于母材脱P率低取决于母材取决于母材取决于母材取决于母材有害金属杂质低取决于母材低低低低铸态组织锭表面质量一般好较差较差较差好，渣衣保护可不扒皮缩孔及切头率较大小表面扒皮表面扒皮表面扒皮小疏松一般低低低低低偏析较大低低低低低二次枝晶间距大小较小较大较大较大结晶组织/凝固过程普通铸锭柱状晶发达/逐层凝固柱状晶发达/逐层凝固逐层凝固自下而上垂直柱状晶柱状晶发达/逐层凝固冶金特点（优点）真空感应熔炼（VIM）金属的熔化，精炼和合金化，全部过程都是在真空条件下进行的，因而避免了同大气的相互作用而污染。(2)真空下，碳具有很强的脱氧能力且其产物CO又不玷污金属。(3)可以精确地控制化学成分，特别是一些活性元素(如铝、钛、锆、硼等)可控制在很窄的成分范围内。(4)低熔点易挥发的金属杂质如铅、锡、锑等能挥发去除。(5)强烈的感应搅拌作用，对加速冶金反应速度，均匀成分与温度都十分有效。真空感应炉熔炼法有以下特点：(1)产品的气体含量低、纯洁度高。由于在真空条件下熔炼，因而不仅避免与大气接触，同时还可以充分发挥真空脱气的作用和真空下碳的脱氧作用，从而减少气体和脱氧产物在所熔炼产品中的含量，即降低钢和合金中的非金属夹杂物的含量。所以真空感应炉熔炼的产品纯洁度远优于其他熔炼方法。真空感应炉熔炼的铬镍钢或合金(包括含钛、铌、铝的品种)，其非金属夹杂的含量，一般只有非真空熔炼的同品种的1/31/5。(2)能精确控制产品成分的含量。这样的精确度是其他冶炼方法不能达到的(3)对原材料的适应性强。真空感应炉熔炼与重熔法(电渣、真空电弧等)相比，在选用原材料时，其灵活性要大得多，它可以利用切头，轧制及机械加工时产生的废料(废品、边角余料或车屑)，以及报废的零件。上述特点是因为在真空感应炉熔炼时，可以在真空或保护性气氛下，熔化形状没有特殊要求的固体炉料，并能将熔融状态保持足够长的时间，以完成添加合金，调整成分和调整温度等冶金任务。(4)可在真空条件下浇注成锭，也可浇注成复杂形状的铸件，从而较好地解决已精炼钢液在成型过程中被再污染的问题。电渣重熔（ESR）它与真空自耗电弧炉相比较，不需真空抽气系统，多采用交流电源，故其设备简单，容易操作，钢锭内部组织均匀致密，表面质量良好。电渣冶金不仅能提供优质钢与合金锭与铸件，而且可不需直流电源和真空设备，与真空电弧炉相比，重熔设备简单，投资费用和生产费用较低，发展十分迅速。冶金特点：(1)精炼过程具有多阶段性。(2)反应温度高。有利于非金属夹杂的去除和脱硫。(3)顺序凝固。由下向上的结晶有利于排出钢中的气体和钢液中的夹杂物。(4)液渣保护，渣壳中成型。由于不存在耐火材料的侵蚀问题，杜绝了由此带入外来夹杂的可能性，同时熔池上方始终有热渣保护，能使钢液不与大气直接接触，减轻了二次氧化和避免了一般铸锭常见的缩孔、疏松、翻皮等缺陷。钢液在液态熔渣覆盖和渣壳包覆中凝固，渣皮对钢锭的表面性质和结晶器钢锭间的润滑性起着重要作用，因此钢锭表面非常光洁。具有较高的脱硫效率。电渣重熔的冶金质量要求为：(1)钢锭表面光洁，不需精整并无缩孔疏松，锭子致密度增加(重熔后钢的密度增加,钢材中无疏松、白点、裂纹等缺陷。(2)电渣重熔能显著地脱硫，钢中硫减少30%60%以上，含硫量可降至0.003水平。(3)氧降低33%50，氢含量能降低1/3左右，氮含量降低66.6%(对不含钛、铝的钢种)。(4)重熔后钢中夹杂物总量可降低3050，夹杂物尺寸和数量显著减小。一般夹杂物总量可达(50100)10-6水平。(5)提高了钢的塑性、韧性、焊接性、变形性和软磁合金的磁性。特别是横向机械性能大幅度地提高，使钢材的各向异性显著地减小。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。电渣重熔法特点：电渣重熔设备简单，投资较少，生产费用较低。电渣重熔法的优越性：重熔金属能被熔渣有效精炼。电渣重熔过程中，由于自耗电极埋在高温的炉渣中，以熔滴的形式滴落，且分散成为细小的液滴，通过熔渣层而进入金属熔池，使金属液与熔渣的接触界面大大增加(可达300m2/t金属液)，并进行较强烈地渣洗。此外，熔渣的温度高(渣面温度可高达1800左右)，有利于金属与熔渣之间冶金反应的进行，所获得的金属锭中非金属夹杂物的含量少，残留的夹杂物分布均匀，硫的含量也较低。改善金属锭的结晶条件。电渣炉虽然在常压下工作，但是由于熔池为液渣所复盖，自耗电极的熔化端部又埋在渣池中，因而减少金属的二次氧化。同时，金属在凝固过程中因体积的收缩而不断补充新的金属熔滴，结晶速度又快，所得金属锭的缩孔和偏析均小而且致密，金相组织与化学成分均匀。据资料分析，经电渣重熔的滚珠轴承钢和不锈钢，其密度一般可提高0.331.37。经过电渣重熔后，由于锭表面有一薄而均匀的渣壳，使得锭表面光滑，可不经表面精整便能送去加工，提高金属的成材率。此外，金属锭的结晶过程基本上是由下而上，近似于轴向结晶，有利于金属中气体和非金属夹杂物的排除。设备简单，生产费用低，操作易掌握。电渣重熔可在非真空条件下和采用交流电源供电操作，不需要真空系统和整流系统。工艺操作与其它的特冶方法相比，也较易于掌握。同时，这种重熔方法的生产费用也较低。据文献介绍，若将几种主要的特种熔炼方法与普通方法相比较，电渣重熔法生产每吨钢锭的费用只增加到1.75倍，等离子电弧重熔法则增加到2.03倍，真空电弧重熔法增加到2.4倍，电子束重熔法达到2.72倍。产品品种多，应用范围广。当今，电渣重熔法生产的钢与合金种类繁多，其中所占比重最大的是滚珠轴承钢、不锈钢、耐热钢、高强度结构钢和高速工具钢。此外，还生产高温合金、导磁合金、电阻合金、精密合金、钦合金、铝合金、硼合金，钛合金、渗氮钢等400多个品种，以及部分有色金属等。电渣重熔法还有一个很大的优点，能炼制不同截面的金属锭，如圆形、正方形、矩形，以及宽窄面长度比很大的金属锭。还可以生产中空管和熔铸不同形状的铸件，如空心管坯、轧辊毛坯、高压容器、大型高压阀门，以及曲拐轴等。真空电弧重熔（VAR/真空自耗炉）真空电弧重熔的优点：熔炼过程不受耐火材料、大气和铸模的玷污；可生产大尺寸、大吨位的金属锭，目前最大锭重达5070t，锭子直径超过2m；在水冷结晶器中边熔炼，边凝固成锭，快速定向凝固消除常见的缩孔、偏析和中心疏松等缺陷，同时使夹杂物上浮排到锭子头部。真空电弧重熔的特点：(1)低压环境中进行熔炼，不仅杜绝了外界空气对合金的污染，还可以降低钢和合金中的气体含量和低熔点易挥发的有害杂质的含量，从而提高合金的纯洁度。许多高温合金对于金属夹杂有较严的要求，真空熔炼可较有效地降低铅、铋、银等金属杂质。(2)重熔过程中铝、钛等活泼元素烧损少，合金的化学成分控制较为稳定。(3)熔炼是在无渣、无耐火材料的环境下进行的，这样就避免了这两方面来源的外来夹杂对合金的玷污。改善夹杂物类型和分布状态。真空电弧重熔时，低压、高温为自耗电极中的夹杂创造了一个重新溶解和析出的条件。重熔锭的凝固方向和凝固速率促使残余的夹杂物以细小弥散状态分布于重熔锭中。例如GCr15钢，在自耗电极中，氧化物和硫化物夹杂主要以较大颗粒、呈条带状、较集中地存在于钢中。经真空电弧重熔后，除夹杂总量明显减少外，重熔钢中夹杂主要以硫化物和硫化物包裹的氧化物细小弥散地分布。夹杂的这种形态和分布使轴承的寿命和可靠性明显提高。)这种熔炼方法的凝固条件，可以保证得到偏析程度低，致密度高的优质重熔锭。电弧的高温允许重熔一些高熔点的金属和合金。合理的封顶工艺制度可使重熔锭头部的缩孔趋于最小，且最后的收缩区的结晶组织可以较接近于锭身，从而提高了成材率。真空电弧重熔过程中的气氛可以控制。真空电子束重熔（EBR）电子束炉技术上具有以下优越性：采用水冷结晶器，熔体不致被耐火材料污染。作为熔炼炉，由于不需要耐火材料坩埚，所熔炼金属不会被耐火材料拈污。高真空(10-2Pa)下金属熔化时，熔滴的形成与过渡过程去除了大量的气体、夹杂物，冶金效果好。炉内真空度高，金属熔炼时呈熔滴滴下，故除气效果好，容易获得高纯材料。电子束流轰击能量大，加热温度高，能使任何难熔金属熔化。功率密度高，熔炼时最大束流功率密度可达105W/cm2,功率调节方便，因此熔池表面温度高，能熔炼任何难熔金属。加热速度可在较大范围内调节，能做到快速加热与冷却。对被熔原材料形状限制很小，棒料制备费低。优点：无耐火材料坩埚（采用水冷结晶器），熔炼金属不会被玷污；电子束流轰击能量大，功率密度高（达105W/cm2温度高），加热温度高，有利于难熔金属熔化;炉内高真空(10-2Pa，一般残压低于0.015Pa )下金属熔化时，熔炼金属（熔滴的形成与过渡过程）能充分脱气、去夹杂物，杂质易于挥发，铸锭组织均匀，冶金效果好;提纯效果好（熔炼金属的纯度比其他真空熔炼法更高）；加热速度可在较大范围内调节，能做到快速加热与冷却；熔炼功率（能量分布）和熔化速度调节方便；对被熔原材料形状限制很小，制备费用低（锭由机械装置连续抽出，电子束的方向和形状可按需要调节，可以生产圆锭、方锭或中空锭）。电子束重熔的精炼效果比真空感应熔炼和真空电弧重熔都优越。由于其材料纯度最高，故使金属性能得到明显的改善与提高。电子束重熔的冶金特点：电子束重熔法是在高真空和高温的条件下使钢或合金获得净化精炼的一种熔炼方法。它与钢和合金的其他特种熔炼方法相比，有以下特点：电子束重熔是在很高的真空度(可达10-3Pa)下进行的。它比真空感应炉、真空电弧炉的真空度要高得多。因此对干金属中的气体、非金属夹杂以及某些有害元索的去除要完全和彻底得多.，净化精炼反应的速率也较其他真空炉来得高。在重熔过程中能对熔化炉料的功率和加热熔池的功率分别进行调节，因而当熔化速率改变时，仍可使熔池保持所需要的温度。由于能对熔化炉料的功率进行调节，加之送料速率可以调节控制，因此可在较大范围内调整金属炉料的熔化速率。(3)由于射到阳极上的电子束释放出很高的能量，使金属熔池能达到很高的温度(熔池表面温度可达1850)，这不仅有利于重熔过程中精炼反应的进行，并且可用于熔炼钽、铌、钨、铝等高熔点金属。(4)电子束的可控性好，所以可通过控制电子束来控制熔池的加热部位，从而保证熔池温度分布均匀。这将有利于得到表面质量和结晶组织优良的金属锭。电子束炉不仅能熔化料棒，还可设计成能熔化块状、屑状或粉末状的金属料。电子束熔炼（EBM）同上等离子电弧重熔（PAR）等离子弧熔炼的优越性：熔化速度快，热效率高。去除气体和非金属夹杂物较充分。合金元素烧损小。工作电流、电压稳定。可在不同气氛、压力下工作。可造渣精炼。避免增碳的可能性。元素蒸发量较小。可使金属渗氮。设备较简单，易于调节温度。重熔炉料的范围较广。若与真空自耗电弧炉相比，这种重熔方法有以下的优越性:由于等离子弧的高温，重熔时可采取造渣精炼，有利于脱硫反应的进行；重熔过程中可以控制熔炼室的气氛和压力，因此有利于重熔含有易挥发元素的钢与合金；这种方法除了可以采用直流电源操作以外，为了减少设备投资，正研究采用交流电源操作；重熔时不仅能够熔炼棒料，而且还能够熔炼块料；重熔时可以通过调整进料速度来达到控制熔池温度的目的，这样能够获得理想结晶组织的金属锭。局限方面真空感应熔炼（VIM）熔炼过程中，所熔炼金属长时间与坩埚耐火材料接触，必然存在耐火材料玷污金属的问题。所熔炼的金属液的凝固条件和一般浇注方法没有什么区别，所以仍有出现疏松、偏析等缺陷的可能。设备庞杂，基建和操作费用较高。电渣重熔（ESR）电渣重熔法有一些不足之处，如生产率较低，电能消耗高，去气效果差，重熔含Ti、Al元素高的钢种时，化学成分不容易准确控制，生产费用仍比一般熔炼方法要高。电渣重熔的缺点是电耗较高，目前通用的渣料含CaF较多，在重熔过程中，污染环境，必须设除尘和去氟装置。真空电弧重熔（VAR/真空自耗炉）(9)与电渣重熔相比较，重熔锭表面质量较差，致密度较差，缩孔还不能完全消除。由于表面质量差，通常重熔锭要扒皮，这样使金属的收得率降低。去除硫和夹杂物不及电渣重熔有利。对于高温合金而言，真空电弧重熔锭的热加工性能较差。真空电弧重熔含有锰等易挥发元素的合金时，其成分控制较为困难。如重熔GCr15时，钢中锰的挥发损失可达1518，且挥发的锰均凝结在结晶器的内壁，使重熔锭表面含锰量过高，热加工前必须经扒皮处理。设备复杂，维护费用高，致使合金的生产成本提高。以上(9)(13)项，最终表现为所熔炼产品质量的再现性差，生产成本较高。因此真空电弧重熔的应用范围就受到了限制。必须制造自耗电极，多了一道工序；锭子为柱状晶，从底部到上部柱状晶是变化的，与径向夹角逐渐减小，而且上部晶粒较大，这种晶体组织对压力加工不利。真空电弧重熔设备复杂，维护费用高，金属收得率较低，在生产成本、品种多样性和纯洁度方面尚不及电渣重熔。真空电弧重熔用来熔炼钛、锆、钼、钨等活性金属和难熔金属，也用来熔炼优质耐热钢、不锈钢、工具钢及轴承钢。它主要用来重熔对机械性能要求极为严格的钢与合金，如航空发动机的叶片，发动机主轴材料，钛合金和难熔金属及合金等。所以在材料的性能稳定性、一致性和可靠性方面，它作为二次重熔精炼法，仍占有极其重要的地位。真空电子束重熔（EBR）这种重熔