2.1金屬電極的熔化
2-1.1電渣重熔過(guò)程的熱量分布
電流通過(guò)渣池時(shí)，在渣池中析出為熔化自耗電極并使金屬熔池和渣池保持熔融及過(guò)熱狀態(tài)所必需的熱量。
單位時(shí)間內(nèi)渣池中析出的熱量Q取決于以下公式：
Q=0.24I2R
式中I--通過(guò)熔池的電流；
R--渣池電阻。
同時(shí)，電流/的大小與加在渣池上的電壓1/存在著直線關(guān)系。因此，渣池中析出的熱量取決于過(guò)程中3個(gè)相互有密切關(guān)系的參數(shù)。例如，增加電流導(dǎo)致渣池 電壓的下降，渣池的有效電阻也減少。渣池電壓的變化又導(dǎo)致渣池電阻的變化， 這是由于在渣池中自耗電極的位置和溫度場(chǎng)分布發(fā)生了變化的結(jié)果。
通電時(shí)，渣池中析出的熱量被用來(lái)熔化金屬電極及保持金屬熔池和渣池的過(guò)熱狀態(tài)。熱量一部分被結(jié)晶器和底盤(pán)的冷卻水帶走，一部分被金屬的鋼錠蓄積起 來(lái)。如果熔煉的鋼錠對(duì)結(jié)晶器而言是移動(dòng)的話，則還有一部分熱量被鋼錠輻射散發(fā)而損失掉。
關(guān)于電渣重熔熱量的一般分配如圖2-1 所示。
由圖2-1可清楚地看出，渣池中電流析出 的熱量，其基本的消耗項(xiàng)目如下：
(1)加熱和熔化電極金屬以及金屬熔滴穿過(guò)渣池時(shí)使之過(guò)熱所消耗的熱量①。從能量觀點(diǎn)來(lái)看這部分的熱量是有用的消耗。除了從熱電極表面向大氣輻射的熱損失外，熱量由電極金屬熔滴帶入金屬熔池。
(2)從渣池向結(jié)晶器壁輸出的熱量②。這部分熱量由冷卻結(jié)晶器的水帶走，這項(xiàng)消耗的熱量是相當(dāng)大的。
3）從渣池向金屬熔池傳遞的熱量和由金屬熔滴從渣池帶人金屬熔池的熱 量。這部分熱量又可分為三部分：鑄錠傳給底盤(pán)的熱量⑤、鑄錠通過(guò)傳導(dǎo)（熔池 中金屬通過(guò)渣皮與結(jié)晶器壁接觸）或輻射（在下部渣皮和結(jié)晶器壁之間形成間 隙時(shí)）傳給結(jié)晶器壁的熱量③和儲(chǔ)存于鑄錠中的熱量④（如果鑄錠脫出后送至 加熱爐，這部分熱量中一部分是有用的）。
?。?）從渣池輻射到大氣⑥、結(jié)晶器壁⑦和電極⑧的輻射熱量。這些只有預(yù) 熱電極的熱量才是有用的。
在所討論的消耗熱量的項(xiàng)目中，由結(jié)晶器帶走的熱量是最多的。
表2-1為結(jié)晶器中熔煉至一定高度的鋼錠熱傳遞的熱量平衡表。這些數(shù)據(jù)證明渣池中電流析出的絕大部分熱量（②、③、⑦項(xiàng)）被結(jié)晶器的冷卻水帶走。
熱量分配的特點(diǎn)與工藝、電參數(shù)和其他因素有關(guān)（爐渣的成分和數(shù)量、電極和結(jié)晶器截面積比、冶煉電制度、重熔金屬的性能、電極表面狀態(tài)、渣面上氣氛、重熔方式等）。這就說(shuō)明了重熔It鋼錠實(shí)際消耗的電能在750 ~ 2000kW·h范圍內(nèi)波動(dòng)的原因。這個(gè)數(shù)值大大地超過(guò)了理論熔煉It碳素鋼所需的能量（約400kW·h）。
因此，電渣重熔在能量方面決不能認(rèn)為是高效率的，電渣重熔時(shí)直接消耗在熔化金屬電極上的有效電功率僅為20% -50%,但是采用電渣重熔能夠使金屬的 質(zhì)量發(fā)生變化。
