发展核电，是我国能源发展战略的重要组成部分，而进一步加快有关技术装备的国产化则是其中一个重要的支撑。在这方面，国产三相双极串联200吨级电渣炉的生产实践具有一定的借鉴意义。20世纪70年代，我国第一座核电站———秦山核电站开始筹建。上海重型机器厂为了经济而可靠地为秦山核电站提供核电大锻件，在著名电冶金学家朱觉教授的精心指导下，深入研究大锻件生产的主要质量问题和特殊性，并认真总结100吨电渣炉的生产实践，于1980年创建了至今仍然是世界最大的200吨级电渣炉。

        精巧设计 万能应用

        该电渣炉设3个机架，每个机架的电极支臂上夹持呈串联形式的2根自耗电极。3个机架各由一台单相变压器供电，6根电极构成3相双极串联回路。重熔过程中交错更换电极，可根据锻件需要，通过抽锭方式生产240吨（Φ2800毫米×5000毫米）以内任意重量的电渣锭；若更换成直径为3300毫米的结晶器，则可生产300吨重的电渣锭。

        240吨电渣锭相当于400吨普通钢锭，可生产200吨重的锻件；300吨电渣锭相当于500吨普通钢锭，可生产250吨重的锻件。该电渣炉也可用于单相重熔，以生产不同直径各种吨位的中小型电渣锭，或者直接熔铸轧辊。因此，该设备灵活多变，适应性很强，属于万能型电渣炉。

        完善工艺技术 发挥设备潜能

        该大型电渣炉建成后，上重又针对其重熔工艺的关键技术展开了全方位、多层面、深入系统的研究，攻克了一系列重大技术难题，使其生产能力得到充分发挥。

        一是均匀性控制技术解决了用成分有差异的若干炉号数十根电极通过几个昼夜重镕成一根200吨电渣锭的成分均匀性问题。二是大功率、快熔速、高冷却和强脱氧工艺为获得高质量巨型电渣锭提供了重要保证。大功率供电，渣温高，冶金反应的动力学条件好，精炼净化效果强。熔速高达5吨/小时以上，但因为有高速强制冷却，且熔池浅，所以成分均匀，组织致密。强制脱氧使渣池始终保持低氧位（FeO≤0.3%），高冶金性能。因此，200吨级电渣炉生产的电渣锭热塑性良好，锻压时一次压下量达到1米也不开裂。电渣锭中心的密度与锭边缘密度一致；锭中心的二次枝晶间距仅为2毫米；氧化物0.5级，硫化物为0。直径为2米的锻件，超声波探伤起始灵敏度Φ1.1毫米也能通过。三是低氢控制技术解决了高湿度气候条件下长时间重熔获得低氢巨型电渣锭的难题。尽管上海气候潮湿，空气湿度高达每立方米30克水，熔炼区气/渣接触面积有5平方米大，但几个昼夜的重熔过程中的低氢控制与天气和季节无关，使用冷渣料对低氢控制没有明显影响。电渣锭中的氢含量均低于2ppm，大部分在1.4ppm以下。四是低铝控制技术清除了电渣重熔法生产汽轮机转子的障碍。汽轮机转子中的铝含量不允许超过0.010%。用低铝、低氧、低硫的重熔工艺技术批量生产高、中、低压汽轮机转子，铝含量均在0.005%～0.007%之间，氧、硫均在25ppm以下，大部分为20ppm。

        国家重大项目显身手

        20多年来，上重200吨级电渣炉在完成国家历次重点建设项目的攻关任务中立下了赫赫战功，为我国增强国力、提升国际地位助力。
       1984年底上重完成秦山核电站核岛大锻件所需大钢锭的生产任务，用电渣锭锻压成的核电大锻件共124件，通过有关部门5大类35项材料内在质量严格测试，经国家级鉴定和验收，技术性能符合设计要求，综合质量达到ASME标准。秦山核电站1991年12月15日并网发电，提前两年达到年发电设计能力，至今运行正常。
此后，上重相继批量生产了发电机转子，汽轮机高、中、低压转子，560吨加氢反应器等大锻件，全部通过国家级鉴定和验收。
进入21世纪，上重生产了三峡工程710兆瓦水轮机导叶轴头、100万千瓦核电站堆内构件、超超临界汽轮机转子等高合金大锻件，取得了巨大的经济和社会效益。

        未来发展不可限量

        巨型钢锭的生产技术是衡量一个国家重工业发展水平和科学技术拥有一定攻坚能力的重要标志之一。作为自主原创技术，200吨级电渣炉开辟了生产优质巨型钢锭的新方法、新途径，并因其对世界特种熔炼技术的重大贡献曾于1988年在第九届国际真空冶金会议上获大奖。

        电渣重熔技术在特大型锻件制造方面的技术和经济优势都很突出，其投资仅为传统法的10%。一是设备简单。比如，200吨级电渣炉的电气设备容量仅与20吨电弧炉相当，而且无需解决传统法通常存在的特大负荷超高功率供电、耐火材料和石墨电极等一系列难题。二是生产相同重量的大锻件，电渣锭吨位小。比如，一个要用400吨钢锭来锻造的锻件，用240吨电渣锭就可以满足，因此，厂房基础、车间规模、起重运输和锻压设备容量都大大减小。三是可以直接利用原有小炼钢炉，提供若干炉自耗电极，通过以小拼大重熔成数百吨的巨型钢锭。这既可节省传统法建造大型炼钢和浇铸设备的巨额投资，又无传统法庞大设备的利用率不高之忧，还可充分发挥现有小设备的能力，经济上合理。

        由于电渣锭的冶金质量与普通钢锭迥然不同，采用电渣锭生产百吨以上的大锻件，钢锭利用率要比普通钢锭高出20个百分点以上，这就大大增加了钢锭的有效吨位。比如，200吨重的钢锭，利用率提高20个百分点就等于多生产了40吨锻件。此外，电渣锭的重量可以通过抽锭实现任意变化，因此锭重可根据锻件需要准确获得，而不像普通锭那样一定的锭模只能浇铸一定重量的钢锭，避免了余料造成的浪费。

        电渣钢优异的冶金质量还使大锻件的废品率大幅降低。上百吨的大锻件价值数百万元甚至数千万元，废品率稍有下降便会对单件生产的大锻件的经济效益产生重大影响。

        生产实践证明，采用电渣重熔法生产特大锻件用巨型钢锭，质量可靠性高，投资节省，经济合理，是理想的手段。为了满足市场需求，上海重型机器厂有限公司近期已投建450吨电渣炉（450吨电渣锭相当于600吨普通钢锭），设备安装即将竣工，明年初可望投入运行。