10月26日，依据新工科人才培养理念与要求，由中国金属学会和上海大学联合开设的教育部第二批“新工科”课程——《钢铁科学与技术前沿》第六讲正式开课。本次课程主题为“高品质特殊钢电渣重熔技术”，由东北大学特殊钢冶金研究所的姜周华教授主讲。在本次课程中，姜周华教授主要从电渣重熔技术原理、特点和应用进行展开，进一步介绍了新一代电渣重熔技术的基本特征以及未来的创新发展方向，最后提出了电渣重熔特殊钢的关键技术以及个人展望。
作为体现国家工业化水平、综合竞争力的标志，高端特种钢生产技术在我国仍属于一项“卡脖子技术”，在重大工程、高端装备和先进武器制备领域起着不可或缺的重要作用。而电渣重熔技术（ESR）是目前生产高端特殊钢的主要方法，其生产的高端特种钢产量占我国特种冶金总产量90%以上。电渣重熔技术的基本原理即在水冷结晶器中，通过渣阻热将自耗电极重新熔化和精炼，从而顺序凝固成钢锭。相较于模铸和连铸技术，电渣重熔技术有着铸锭无大型夹杂物、宏观和微观偏析小、成分组织均匀、渣洗精炼、顺序凝固等显著优点。同时，电渣重熔技术还适用于服役条件苛刻、凝固时偏析严重的大型钢锭以及极易偏析和析出脆性相的高合金铸模的制备，例如汽轮机转子、叶片、高速工具钢等，在机械制造、海洋工程、石油化工等多领域有着广泛应用。
然而，在电渣重熔过程中，往往会在电渣中出现增氢现象，这与我们常识中认为的“水火不相容”所不同。在对六种不同成分的渣系作电渣重熔后检测其氢渗透率，姜教授发现其中最高的氢渗透率高达4.22×10-6mol/cm·min，而最低的仅为0.48×10-6mol/cm·min。为此，姜周华教授探讨了氢在电渣中存在的形式，他指出，水汽在ESR渣中的溶解度与电渣成分息息相关，在碱性渣中，H2O会与硅氧阴离子的非桥氧相结合，使得硅氧阴离子聚合并生成OH-。此外，在重熔过程中，钢中的活泼金属如Al、Ti等总会因为氧化而损失，大多数情况下，电渣钢锭中的氧含量通常比自耗电极的氧含量增加50-200%。与传统浇铸法相比，电渣重熔钢锭具有成分组织均匀、结构致密的优点。同时，电渣钢的洁净度高，尤其是非金属夹杂物细小弥散分布，不会出现明显的宏观成分偏析或缩孔、疏松等铸造缺陷。
目前，传统的电渣重熔技术仍存在着电耗高、污染严重、成本高、洁净度低、凝固质量差等技术缺陷，为此，姜周华教授结合全参数过程稳定的洁净化理论（CSP）以及超快冷和最佳熔速下浅平熔池均质化控制理论（SCOM-SP），介绍了新一代电渣重熔技术的基本特征：高洁净、高均质、超快冷、最佳熔速和浅平熔池。基于这些基本特征，姜教授提出了未来电渣重熔技术的创新与发展方向：一为可以基于多相反应模型、夹杂物和气体控制技术从而全面提升电渣钢的洁净度；二为基于模型构建“工艺参数-熔速”的定量关系，实现浅平熔池均质化凝固控制；三为姜教授团队自主创新的全密闭可控气氛电渣炉及“一键式”智能化控制系统。其后，姜教授还介绍了半连续电渣重熔实心和空心钢锭成套技术装备以及电渣重熔过程中节电技术，围绕高品质、高效、绿色三个方向对新型电渣重熔技术做更多补充说明。
最后，姜周华教授对高品质特殊钢的核心特征作了总结，即纯净化、均质化、组织细小以及尺寸精确。此外，姜教授将电渣重熔过程中产生的缺陷和影响的工艺参数一一对应，系统性地提出了电渣重熔质量控制的关键技术。同时，姜教授也提出了个人展望，他认为电渣重熔技术势必将从高端化、高效化、绿色化、智能化发展，依托新技术、新工艺和新流程，广泛应用于各个领域。
课程接近尾声，上海大学材料科学与工程学院董瀚院长为姜周华教授颁发荣誉证书、献上鲜花，以感谢姜教授的细心讲解。
