冶金环境工程

电热冶金电热冶金是在电炉内利用电能转变为热能进行提取或处理金属的过程。按电能转变为热能的方法即加热的方法不同，分为电弧熔炼、电阻熔炼、感应熔炼、电子束熔炼和等离子熔炼等。

和一般火法冶金相比，电热冶金具有加热速度快、控温准确、温度高(可到2000%)、可在各种气氛、各种压力或真空中作业以及金属烧损少等优点，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优势。

(1)电弧熔炼

电弧熔炼是利用电能在电极与电极或电极与被熔炼物之间产生电弧来熔炼金属的冶金过程。电弧可以用交流电或直流电产生，当使用交流电时，两极之间会出现瞬间的零电压。在真空熔炼的情况下，由于两极之间气体密度很小，容易导致电弧熄灭，所以真空电弧熔炼一般都采用直流电源。工业用电弧炉有直接加热式三相电弧炉、直接加热式真空白耗电弧炉和间接加热式电弧炉三种。(2)电阻炉熔炼电阻熔炼是在电阻炉内利用电流通过导体电阻所产生的热量来熔炼金属的冶金过程。按电热产生的方式，电阻炉分为直接加热和间接加热两种。在直接加热电阻炉中，电炉直接通过物料，因电热物料本身，所以物料加热很快，且可以加热到很高温度，例如碳素石墨化电炉，能将物料加热到2500，直接加热电阻炉可做成真空或通保护气体的熔炼炉。为使物料加热均匀，要求物料各部位的导电截面和导电率一致。但大部分电阻炉是间接加热的，其中装有专门的电热体，最常用的电热体是铁铬铝材料、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据熔炼需要，炉内气氛可以是真空或保护性气氛。对于品种单一、批量大的物料，宜采用连续式加热炉加热，炉温低于700oC时，多数还装有鼓风机，以强化炉内传热，保证均匀加热。

(3)电阻一电弧熔炼

电阻一电弧熔炼是利用电极与炉料之间产生的电弧和电流通过炉料产生的电阻热来熔炼金属的冶金过程，是有色金属冶炼中应用广泛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，因此又称为矿热熔炼。成套的电阻一电弧炉主要由炉体、电极装置和电源设备三部分组成。有石墨电极(或碳素电极)和自焙电极两种。自焙电极是一种用无烟煤、焦炭和沥青煤焦油拌和成的电料在电炉工作过程中自行烧结而成的。大多数电阻一电弧熔炼都采用自焙电极。电阻一电弧炉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。