電渣重熔，是金屬及其合金的一種特殊的冶煉方法。

雖然電渣冶金可劃分出多種技術方法和應用于不同的領域，但其基本和核心的技術是電渣重熔（Electro Slag Remelting，簡稱ESR）。

電渣重熔的基本原理是：在銅制水冷結晶器中加入固態或液態的爐渣，將自耗電極的端部插入其中，當自耗電極、爐渣和底水箱通過電網與變壓器形成供電回路時，有電流從變壓器輸出通過液態熔渣。

由于在上述供電回路中，熔渣的電阻相對較大，占據了變壓器二次電壓的大部分壓降，從而在渣池產生大量的熱，使其處于高溫的熔融狀態。由于渣池的溫度遠高于金屬的熔點，從而使自耗電極的端部逐漸加熱熔化，熔化的金屬匯聚成液滴，在重力的作用下，金屬熔滴從電極的端頭脫落，穿過渣池進入金屬熔池。由于水冷結晶器的強制冷卻，液態金屬逐漸形成鋼錠。

1.電渣重熔的特點

電渣重熔屬于二次精煉方法。自耗電極是其原料，自耗電極可由其他的冶煉方法獲得，如電弧爐、感應爐、真空感應爐和真空自耗爐等制備。電渣重熔的目的是在初煉的基礎上進一步提純鋼、合金和改善鋼錠的結晶組織，從而獲得高質量的金屬產品，與其他的冶金方法相比，具有以下的特點：

①金屬的熔化、澆注和凝固在一個較純凈的環境中實現，減少了鋼液的污染。

②具有良好冶金反應的熱力學和動力學條件。電渣重熔過程中，渣池溫度通常在1750℃以上，電極下端至金屬熔池中心區域的熔渣溫度可達1900℃左右，鋼液的過熱度可達450℃左右，高溫熔池促進了冶金物理化學反應。

良好的動力學條件，表現在電渣重熔過程中，鋼渣能進行充分接觸；同時，由于電磁力的攪拌作用，不斷更新了鋼渣的接觸面，強化了冶金反應，促進了有害雜質和非金屬夾雜物的去除。

③自上而下的順序凝固條件，保證了重熔金屬錠結晶組織的均勻致密。

在電渣重熔過程中，電極的熔化和熔融金屬的結晶是同時進行的。鋼錠上端始終有液態金屬溶池和發熱的渣池，既保溫又有足夠的液態金屬填充凝固過程中因收縮而產生的縮孔，可以有效地消除一般鋼錠的疏松和縮孔，同時，金屬液中的氣體和夾雜物也易于上浮，所以鋼錠的組織致密、均勻。

④在水冷結晶器與鋼錠之間形成的薄而均勻的渣殼，保證了重熔鋼錠的表面光潔。

2.電渣重熔的工藝要素

由于電渣重熔的獨特優勢，近些年來，在合金模具鋼的生產中大量被應用。但在其生產工藝方面，應注意以下幾個方面：

①電力制度

重熔時電流大小的變化將影響熔化速度和電力消耗，也直接影響鋼錠的結晶狀態。這三個因素是相互關聯的，如增大充填比后，為避免熔速過快，使熔池過深而影響冶金質量，就應降低輸入功率；但為保證穩定的熔煉過程，一般均采用較低的工作電壓。因此，正確地選用電力制度十分重要。

②渣系及渣量

爐渣在電渣冶金中十分重要，爐渣不但能起到發熱劑的作用和精煉作用，而且是，在電極熔化末端，熔滴形成和下落，在渣池與金屬熔池界面上，熔渣與金屬液之間要發生一系列的物理化學反應，如脫硫、去氣和吸收非金屬夾雜物，鋼中活潑元素的氧化或某些氧化物的還原等反應，從而對鋼的純凈度和化學成分的控制產生重要的影響。

在模具鋼的冶煉中，大部分的品種采用二元系，即CaF2-Al2O3系，這也是電渣重熔常用的渣系，一般比例為70%/30%；也有用CaF2-Al2O3-CaO三元渣系和CaF2-Al2O3-CaO-MgO四元渣系的，渣的用量一般視錠重而定。

③充填比

所謂的充填比，是指電極截面積的大小和結晶器截面積之比。充填比與電渣熔煉時熔池的大小、深度和形狀等有很大的關系，從而影響電渣鋼的質量。

3.電渣重熔后模具鋼的組織和性能有顯著提高

主要表現在以下幾個方面：

①改善鋼的低倍組織

在電渣重熔時，由于鋼液的快速凝固，其結晶的方向發生了變化，與普通的模鑄鋼錠相比有明顯的改善。重熔時，樹枝狀晶的晶間距離縮小了，如對H13（4Cr5MoSiV1）鋼材的中心部分檢查發現，模鑄鋼錠為750μm，而電渣錠生產時為490μm，細化的枝晶有利于組織和成分的均勻化。

②降低鋼中的非金屬夾雜物的含量

經電渣重熔后，鋼中非金屬夾雜物的含量顯著降低，尤其是硫化物夾雜，在形態和數量上都有明顯的變化和減少；硅酸鹽夾雜也大量被去除，氧化物多為Al2O3，但數量也明顯減少；日本JIS標準的SKD61（相當于GB的4Cr5MoSiV1），通過電渣重熔后，鋼的純潔度明顯提高。