(3)电阻-电弧熔炼电阻-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。它是一种广泛应用于有色金属冶炼的电热冶金方法。炉子的主要结构类似于电弧熔化炉的结构。熔炼时，电极插入炉料中。除了电极和炉料之间的电弧之外，电流通过炉料产生的电阻热也占了相当大的份额。就加热方式而言，它与电弧熔炼有很大不同。矿石或烧结矿是电阻电弧熔炼的主要原料，因此也称为矿热熔炼。电阻电弧炉成套设备主要由炉体、电极装置和电源设备组成(见图4)。有石墨电极(或碳电极)和自焙电极。自焙电极是一种由无烟煤、焦炭和沥青煤焦油混合而成的电工材料，在电炉工作过程中自烧结而成。自焙电极用于大多数电阻电弧熔炼。电阻电弧炉冶炼主要用于生产铁合金、电石、铜锍、镍锍、黄磷等冶金化工产品。

(四)感应熔炼感应熔炼是利用电磁感应和电热转换产生的热量熔化金属的冶金过程。感应熔炼在感应炉中进行。感应炉类似于变压器，其中感应器是初级绕组，金属炉料本身或铁芯是次级绕组和负载，在感应器和炉料之间布置有耐火坩埚池，如图5所示。当感应器通电时，在感应器中间形成一个交变磁场，使磁场中的金属电荷产生感应电动势和感应电流，然后依靠金属电荷的电阻，将电能转化为热能，用于加热和熔炼金属。感应熔炼按其工频可分为高频(10-300 kHz)、中频(0.15-10 kHz)、工频(50Hz或60Hz)三种；根据炉子的结构特点或电磁原理，感应熔炼可分为有芯式(密闭罐式)和无芯式(坩埚式)两种。有芯感应炉由于感应器中有铁芯，可以减少漏磁，有利于提高功率因数和电加热效率，但其熔化温度较低，主要适用于熔化铸铁、有色金属及其合金。无芯感应炉感应器无铁芯，漏磁严重，电热效率低，但熔化温度高，主要用于冶炼钢铁及合金。与其他电热冶金方法相比，感应熔炼具有以下特点:电弧下没有含碳电极和高温区，熔炼过程中熔化的金属不会渗碳，不会吸收游离的气体分子，因此可以熔炼无碳或超低碳的特种合金和气体含量极低的钢；交变磁场可以搅动坩埚中的金属，从而加速完全冶金反应。功率调节简单，炉温易于控制，易于实现real 空或特殊气氛下的熔炼过程。[下一个]

(五)电子束熔炼电子束熔炼是利用电能产生的电子的高速动能作为热源来熔化金属的冶金过程，也称为电子轰击熔炼。这种方法具有熔化温度高、炉功率和加热速度高、净化效果好的优点，但也有金属收得率低、比电耗高的缺点。主要用于生产高熔点、活性金属和耐热合金钢。电子束熔炼炉主要由真空室、电子枪和枪用电源组成。电子束发射系统是核心部分，电子枪有多种类型，如阴极附近的环型枪和远距离磁聚焦枪。环枪采用环形钨丝作为电子枪的阴极，与负高电位的环形群聚电极共存，熔化的金属棒(或熔池)为零电位的阳极。阴极、聚束电极和阳极形成加速电场，钨丝上的热电子被加速聚焦(电场聚焦)，形成高速电子流直接轰击金属棒或熔池熔化金属；磁聚焦电子枪以球形热金属钽、钨或其他合金为阴极，与灯罩状聚焦电极一起处于负高电位，穿孔阳极(也称加速阳极)处于零电位，三个电极形成加速电场。阴极上的热电子被加速聚焦(电场聚焦)，穿过阴极的中心孔，形成高速电子束。然后，通过一个或多个磁透镜的磁场聚焦和磁偏转场，电子束被引导至金属棒和熔池，从而金属被熔化。电子束熔化的示意图如图6所示。电子束熔化温度可达3000℃以上，炉内真空度可达0.133-0.0133 Pa，非常有利于碳氧在真空条件下充分反应，可获得良好的脱氧效果。在熔炼过程中，蒸汽压高于目标金属的杂质会以金属蒸汽的形式逸出。通常经过两次熔炼可以获得高纯度的金属材料。

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(六)等离子熔炼等离子熔炼是利用电能产生的等离子弧作为热源熔化金属的冶金过程。这种方法具有材料熔化温度高、反应速度快的特点，常用于高熔点金属和合金的熔炼、精炼和重熔。通常正负电荷浓度相等的电离气体称为等离子体。离子数与电离气体总质量数的比值称为电离度。电离度随着电离温度的升高和压强的降低而增大，电离度为1。温度最高(106K)的等离子体称为高温等离子体。温度在103-104K左右，部分电离的等离子体称为低温等离子体。低温等离子体用于冶金。冶金用DC等离子弧的弧心温度可达24000-26000℃。产生等离子体的装置通常称为等离子枪，有两种:电弧等离子枪和高频感应等离子枪。等离子枪通常由高熔点金属钨和钽作为非自耗阴极，喷嘴或加热材料作为阳极组成。工作气体被引入配备有电弧或高频(5-20MHz)电场发生器的等离子枪。工作气体被作用后电离，产生由电子、正离子和气体原子分子混合物组成的等离子体。等离子体从等离子枪的喷嘴喷出后，形成高速高温的等离子弧火焰(其温度高于一般的电弧火焰)。等离子枪可以使用惰性气体(氩气)、还原气体(氢气)及其混合物或其他气体作为介质，从而达到不同的冶金目的。例如，惰性气体的等离子体可用于熔化高熔点金属和活性金属，并提纯金属或合金。金属(铁、铝、银、钽、锆、钨等。)可以通过使用氢气或含氢气体作为介质由氧化物获得。若将氧化钨抛入氢等离子弧中(约2000-5000℃)，可制得超细(0.02-0.1μm)非自燃钨粉，回收率为98%。以氩气和氧气为工作气体和反应气体，在1500℃下反应时间仅为10-2-10-3 s。二氧化钛的粒径小于1微米，适用于特殊颜料。等离子体作为镍和镍钻合金进行蒸发精炼，可以去除铅、锌和锡。真空空等离子炉用于钛、铌、铬等高熔点金属的重熔提纯。