電渣重熔具有工藝穩(wěn)定、過程可控制以及冶金質(zhì)量?jī)?yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代冶金的一個(gè)重要熔煉方法，特別是在航天航空材料制造等特殊行業(yè)方面應(yīng)用廣泛。電渣重熔過程中，渣系的組成是整個(gè)控制過程的核心部分，對(duì)電渣重熔鋼錠的質(zhì)量起著決定性作用。電渣重熔過程中爐渣成分隨時(shí)間的變化必然影響到電渣的黏度，電導(dǎo)率等物理化學(xué)性質(zhì)和冶金性能，進(jìn)而對(duì)重熔過程產(chǎn)生影響。
科研工作者利用XRF和XRD技術(shù)分析了電渣重熔過程中不同時(shí)間所取渣樣的化學(xué)成分和物相結(jié)構(gòu)。XRF分析得到電渣重熔過程中渣中Al2O3、CaF2、CaO、SiO2、FeO等成分含量隨熔煉時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化。XRD分析表明：凝固的渣中存在11CaO·7Al2O3 ·CaF2、12CaO·7Al2O3、CaSiO3等高熔點(diǎn)物質(zhì)，導(dǎo)致爐渣性質(zhì)發(fā)生變化。根據(jù)熔渣化學(xué)成分，參考CaF2-CaO-Al2O3渣系的等電導(dǎo)率圖和等黏度圖，得到了電渣的比電阻和黏度隨冶煉時(shí)間的變化情況。采用爐渣結(jié)構(gòu)共存理論建立了溫度為1923K和1973K時(shí)與渣中Al2O3平衡的鋼液中[Al]-[O]平衡關(guān)系圖。
結(jié)果顯示，針對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的鋼種，當(dāng)鋼中酸溶鋁含量ω[Al]s在0.0001%~1%范圍內(nèi)時(shí)，鋼液中溶解氧含量隨著ω[Al]s的增加先減小后增大，當(dāng)鋼中ω[Al]s達(dá)到0.25%時(shí)，鋼液中ω[O]最小。在實(shí)驗(yàn)條件下，因渣成分變化導(dǎo)致的鋼中ω[O]的波動(dòng)范圍是0.25%×10-6~0.48×10-6。