電気アーク炉

電気アーク炉（EAF ）は、電気アークによって材料を加熱する炉です。

工業用アーク炉のサイズは、容量約 1 トンの小型ユニット (鋳鉄製品の製造に鋳造所で使用) から、二次製鋼に使用される約 400 トンのユニットまでさまざまです。研究室や歯科医が使用するアーク炉の容量は、わずか数十グラムです。工業用電気アーク炉の温度は 1,800 °C (3,300 °F) に達することがあり、研究室ユニットでは 3,000 °C (5,400 °F) を超えることがあります。

電気アーク炉では、装入物（加熱のために炉内に投入される物質であり、電荷とは異なります）が直接電気アークにさらされ、電極端子からの電流が装入物を通過します。アーク炉は誘導炉とは異なります。誘導炉では、装入物は渦電流によって加熱されます。

19 世紀には、多くの人が鉄を溶かすために電気アークを使用していました。ハンフリー・デービー卿は 1810 年に実験的なデモンストレーションを実施しました。溶接は 1815 年にピープスによって研究されました。ピンチョンは 1853 年に電熱炉の作成を試み、1878 年から 1879 年にかけてウィリアム・シーメンス卿がアークタイプの電気炉の 特許を取得しました。

最初の成功した稼働炉は、 1888年にスコットランドのエディンバラでジェームズ・バージェス・リードマンによって発明され、1889年に特許を取得しました。これは特にリンの製造を目的としていました。^{[1] [2]}

さらにフランスのポール・エルーによって電気アーク炉が開発され、1907年に米国に商業工場が設立された。サンダーソン兄弟はニューヨーク州シラキュースにサンダーソン・ブラザーズ・スチール社を設立し、米国初の電気アーク炉を設置した。この炉は現在、ペンシルベニア州ピッツバーグのステーションスクエアに展示されている。^[3]

当初、電気アーク炉で製造された「電気鋼」は、工作機械やバネ鋼などの用途に特化した製品でした。アーク炉は、カーバイドランプに使用する炭化カルシウムの製造にも使用されました。スタッサーノ電気炉は、通常、回転して浴を混合する アーク式炉です。ジロ炉は、エルー炉に似ています。

第二次世界大戦中、EAF は合金鋼の生産に広く使用されていたが、電気製鋼が拡大し始めたのはその後になってからである。ミニミルの資本コストは年間設置能力 1トンあたり約 140 ～ 200 米ドルであるのに対し、統合製鉄所の年間設置能力 1 トンあたり 1,000 米ドルと低かったため、戦争で荒廃したヨーロッパですぐに製鉄所を設立することができ、米国市場ではベスレヘム スチールやUS スチールなどの大手米国鉄鋼メーカーと低コストの炭素鋼「長尺製品」（構造用鋼、棒鋼、ワイヤ、留め具）で競争することができた。^[要出典]

ヌコア社（現在は米国最大の鉄鋼メーカーの 1 社^{[4] ）が 1969 年に}条鋼製品市場に参入したとき、同社は製鋼炉として EAF を備えたミニミルを使用し、すぐに他のメーカーもそれに追随しました。ヌコア社が米国東部で急速に拡大する一方で、ミニミル事業に参入した企業は、地元の条鋼製品市場に集中しました。そこでは EAF により、工場は地元の需要に応じて生産量を変えることができました。このパターンは世界中で踏襲され、EAF による鉄鋼生産は主に条鋼製品に使用され、高炉と酸素炉を使用した統合ミルは「フラット製品」、つまり鋼板やより重い鋼板の市場を独占しました。1987 年、ヌコア社は EAF 生産方法を使用しながらフラット製品市場に進出しました。^[5]

製鋼に使用される電気炉は、耐火物で覆われた容器で構成され、通常は大型で水冷式で、開閉式の屋根で覆われており、そこから1つまたは複数のグラファイト電極が炉内に入ります。^[6] 炉は主に3つのセクションに分かれています。

• 側壁と下部の鋼鉄製の「ボウル」で構成されるシェル。
• 炉床は、下部ボウルの内側を覆う耐火物で構成されています。
• 屋根は耐火物で覆われているか、水冷されており、球の一部または円錐台（円錐部分）として形作られている。屋根はまた、中央に耐火デルタを支えており、そこを通って 1 つ以上のグラファイト電極が入ります。

炉床は半球形の場合もあれば、偏心底出湯炉 (下記参照) の場合には半分に割った卵の形をしている場合もあります。現代の溶解工場では、取鍋やスラグポットを炉の両端の下で簡単に動かすことができるように、炉床が 1 階より高くなっていることがよくあります。炉の構造とは別に、電極サポートと電気システム、および炉が載る傾斜プラットフォームがあります。2 つの構成が可能です。電極サポートと屋根は炉とともに傾斜するか、または高くしたプラットフォームに固定されます。

一般的な交流炉は三相電源で駆動されるため、電極が3つあります。^[7]電極は断面が円形で、通常はネジ式のカップリングが付いたセグメントになっているため、電極が摩耗したら新しいセグメントを追加できます。 装填された材料と電極の間にアークが形成され、装填物は、装填物を通過する電流とアークによって発生する放射エネルギーの両方によって加熱されます。 電気アークの温度は約3,000 °C (5,400 °F) に達するため、動作中は電極の下部が白熱します。^{[8]電極は、電動}ウインチホイストまたは油圧シリンダーを使用する位置決めシステムによって自動的に上下します。 調整システムにより、装填物の溶解中にほぼ一定の電流と電力入力が維持されますが、スクラップが溶解すると電極の下を移動する場合があります。電極を保持するマストアームは、重いバスバー（電極クランプに電流を運ぶ中空の水冷銅管の場合もある）を運ぶか、または「ホットアーム」になることができ、後者の場合はアーム全体が電流を運び、効率が上がる。ホットアームは銅被覆鋼またはアルミニウムで作ることができる。大型の水冷ケーブルがバスチューブまたはアームを炉に隣接する変圧器に接続している。変圧器は金庫室に設置され、ポンプで循環する変圧器油で冷却され、油は熱交換器を介して水で冷却される。^[6]

炉は傾斜台の上に構築されており、溶鋼を別の容器に注いで輸送することができます。炉を傾けて溶鋼を注ぐ操作は「タッピング」と呼ばれます。元々、すべての製鋼炉には、炉を傾けると洗い流される耐火物で閉じられたタッピング口がありましたが、現代の炉には、溶鋼への窒素とスラグの混入を減らすために偏心底タップ穴 (EBT) が付いていることがよくあります。これらの炉には、炉床とシェルを垂直に貫通するタップ穴があり、卵形の炉床の狭い「ノーズ」の中心からずれた位置に取り付けられています。タップ穴は閉じられているときに、オリビンなどの耐火砂で満たされます。現代のプラントには、2 つのシェルがあり、2 つのシェル間で移動できる 1 セットの電極が付いている場合があります。1 つのシェルはスクラップを予熱し、もう 1 つのシェルは溶解に使用されます。他の DC ベースの炉も同様の配置ですが、シェルごとに電極と 1 セットの電子機器があります。

AC炉では通常、炉床の周囲にホットスポットとコールドスポットのパターンが見られ、コールドスポットは電極間にあります。現代の炉は側壁に酸素燃料バーナーを取り付け、コールドスポットに化学エネルギーを供給して鋼の加熱をより均一にします。追加の化学エネルギーは、炉内に酸素と炭素を注入することで供給されます。歴史的には、これはスラグドアのランス（中空の軟鋼管^[9]）を通じて行われていましたが、現在では主に、酸素燃料バーナーと酸素または炭素注入システムを1つのユニットに組み合わせた壁に取り付けられた注入ユニットを通じて行われています。

中規模の現代の製鋼炉には、約 60,000,000 ボルトアンペア (60 MVA) の定格の変圧器があり、二次電圧は 400 ～ 900 ボルト、二次電流は 44,000 アンペアを超えます。現代の工場では、このような炉は、冷スクラップの装入から炉の出湯まで約 50 分で 80 トンの溶鋼を生産すると予想されます。比較すると、塩基性酸素炉は、 1 バッチあたり 150 ～ 300 トン (「熱」) の容量があり、30 ～ 40 分で熱を生成できます。炉の設計の詳細と操作には、最終製品と地域の状況、および炉の効率を改善するための進行中の研究に応じて、非常に大きなバリエーションがあります。最大のスクラップ専用炉（出銑重量と変圧器定格の点から）は、日本の東京製鐵が運営する直流炉で、出銑重量は 420 トン、総電力 256 MVA の 32 MVA 変圧器 8 台から電力が供給されています。

電気アーク炉で1トンの鋼鉄を生産するには、ショートトンあたり約400キロワット時（1.44ギガジュール）、またはトンあたり約440kWh（1.6GJ）が必要です。1トンのスクラップ鋼鉄を溶かすために必要な理論上の最小エネルギー量は300kWh（1.09GJ）です（融点は1,520℃（2,768℉））。したがって、300トン、300MVAのEAFでは、鋼鉄を溶かすのに約132MWhのエネルギーと、約37分の「通電時間」（鋼鉄がアークで溶かされている時間）が必要になります。^[10]

電気アーク製鉄法は、電力網が発達し、電力供給が安定して豊富な場合のみ経済的です。多くの場所では、製鉄所は電力会社に余剰発電能力があり電気料金が安いオフピーク時間帯に稼働しています。これは、あらゆる方法による世界の鉄鋼生産のエネルギー消費量が1トンあたり約5,555kWh（20GJ）と推定されていることと比べると非常に有利です^[11]（1ギガジュールは約270kWhに相当します）。

スクラップ金属は、溶解工場の隣にあるスクラップ ベイに運ばれます。スクラップには通常、シュレッド (白物家電、自動車、その他の同様の軽量鋼で作られた物体) とヘビー メルト (大きなスラブや梁) の 2 つの主な等級があり、化学バランスをとるために直接還元鉄(DRI) または銑鉄が少し加えられます。炉によっては、ほぼ 100% DRI を溶解するものもあります。

スクラップは、底に「クラムシェル」ドアが付いたバスケットと呼ばれる大きなバケツに積み込まれます。炉の良好な作動を確保するため、バスケット内のスクラップの層には細心の注意が払われます。重い溶融物は保護用の薄いシュレッド層の上に置き、その上にさらにシュレッド層を置きます。これらの層は、投入後、炉内に存在する必要があります。積み込み後、バスケットはスクラップ予熱装置に渡され、炉の高温の排ガスを使用してスクラップを加熱し、エネルギーを回収して、プラントの効率を高めます。

次に、スクラップ バスケットを溶解工場に運び、炉の屋根を取り外して、バスケットからスクラップを炉に投入します。投入は、EAF オペレーターにとって最も危険な作業の 1 つです。何トンもの金属が落下することで、大量の位置エネルギーが放出されます。炉内の液体金属は、固体スクラップによって上方および外方に押しのけられることが多く、炉が高温の場合は、スクラップの油脂やほこりが発火して、火の玉が噴出します。

一部のツインシェル炉では、スクラップは最初のシェルが溶解されている間に 2 番目のシェルに装填され、アクティブなシェルからの排ガスで予熱されます。その他の操作には、連続装填 (コンベア ベルトでスクラップを予熱し、その後、スクラップを炉本体に排出する) や、炉の上部に設置されたシャフトからスクラップを装填し、シャフトを通して排ガスを導く方法があります。その他の炉では、他の操作からの高温 (溶融) 金属を装填できます。

装填後、炉の屋根が再び回転し、溶解が始まります。電極がスクラップの上に降ろされ、アークが発せられ、電極が炉の上部の細片の層に食い込むように設定されます。この最初の操作部分では、アークによる過度の熱や損傷から屋根と壁を保護するために、低電圧が選択されます。電極が炉の底部の重い溶融物に到達し、アークがスクラップによって遮蔽されると、電圧を上げて電極をわずかに上げ、アークを長くして溶融物への電力を増やすことができます。これにより、溶融池がより速く形成され、タップツータップ時間が短縮されます。酸素がスクラップに吹き込まれ、鋼を燃焼または切断し、壁に取り付けられた酸素燃料バーナーによって追加の化学熱が供給されます。両方のプロセスにより、スクラップの溶解が加速されます。超音速ノズルにより、酸素ジェットが発泡スラグを貫通して液体浴に到達できます。

製鋼の重要な部分は、溶融鋼の表面に浮かぶスラグの形成です。スラグは通常、金属酸化物で構成されており、酸化された不純物の行き先として、熱ブランケット（過度の熱損失を防ぐ）として、耐火ライニングの浸食を軽減する役割を果たします。ほとんどの炭素鋼製造炉を含む、基本的な耐火物を備えた炉の場合、通常のスラグ形成物は、酸化カルシウム（CaO、生石灰の形）と酸化マグネシウム（MgO、ドロマイトとマグネサイトの形）です。

これらのスラグ形成剤は、スクラップと一緒に投入されるか、溶解中に炉内に吹き込まれます。EAFスラグのもう1つの主要成分は、注入された酸素で燃焼した鋼鉄からの酸化鉄です。加熱後、炭素（コークスまたは石炭の形態）がこのスラグ層に注入され、酸化鉄と反応して金属鉄と一酸化炭素ガスが形成されます。これによりスラグが発泡し、熱効率が向上し、アーク安定性と電気効率が向上します。スラグブランケットはアークも覆い、放射熱による炉の天井と側壁の損傷を防ぎます。

最初に投入したスクラップが溶解したら、別のスクラップを炉に投入できますが、EAF の開発は単一投入設計へと進んでいます。スクラップの投入と溶解のプロセスは、必要な熱重量に達するまで何度でも繰り返すことができます。投入回数はスクラップの密度によって決まり、スクラップの密度が低いほど投入回数が多くなります。すべてのスクラップが完全に溶解したら、精錬作業が行われ、鋼の化学組成をチェックして修正し、出鋼に備えて溶融物を凝固温度以上に過熱します。

より多くのスラグ形成剤が導入され、より多くの酸素が浴に吹き込まれ、シリコン、硫黄、リン、アルミニウム、マンガン、カルシウムなどの不純物が燃え尽き、それらの酸化物がスラグに除去されます。これらの元素は酸素との親和性が高いため、炭素の除去はこれらの元素が最初に燃え尽きた後に行われます。ニッケルや銅など、鉄よりも酸素との親和性が低い金属は酸化によって除去することができず、前述の直接還元鉄や銑鉄の導入など、スクラップ化学のみで制御する必要があります。

発泡スラグは炉全体に行きわたり、しばしば炉から溢れてスラグ ドアからスラグ ピットに流れ出ます。温度サンプリングと化学サンプリングは自動ランスで行われます。酸素と炭素は鋼鉄に浸す特殊なプローブで自動的に測定できますが、その他のすべての元素については、鋼鉄の小さな凝固サンプルである「チル」サンプルがアーク発光分光計で分析されます。

温度と化学組成が適正になると、炉を傾けて鋼を予熱した取鍋に流し出します。普通炭素鋼炉の場合、出鋼中にスラグが検出されるとすぐに、炉を急速にスラグ除去側に傾けて、取鍋へのスラグの持ち越しを最小限に抑えます。ステンレス鋼などの一部の特殊鋼種の場合、スラグは取鍋にも流し込まれ、取鍋炉で処理されて貴重な合金元素が回収されます。出鋼中に、合金添加物が金属流に導入され、石灰などのフラックスが取鍋の上部に追加されて、新しいスラグ層の形成が始まります。

多くの場合、数トンの溶鋼とスラグが炉内に残され、「ホットヒール」を形成します。これは、次のスクラップの投入を予熱し、その溶解を加速するのに役立ちます。出鋼中および出鋼後には、炉が「回転」します。つまり、スラグドアから固まったスラグを取り除き、目に見える耐火物を検査し、水冷コンポーネントに漏れがないか確認し、電極に損傷がないか検査し、新しいセグメントを追加して電極を長くします。出鋼が完了すると、出鋼口は砂で満たされます。90 トンの中出力炉の場合、通常、1 つのヒートの出鋼から次のヒートの出鋼まで (出鋼から出鋼までの時間)、全体のプロセスは約 60 ～ 70 分かかります。

炉は定期的に鋼鉄とスラグを完全に空にし、耐火物の検査を行い、必要に応じて大規模な修理を行います。耐火物は焼成 炭酸塩で作られていることが多いため、水による水和の影響を非常に受けやすく、水冷部品からの漏れが疑われる場合は、蒸気爆発の即時の懸念を超えて、非常に深刻に扱われます。耐火物の過度の摩耗は、液体金属とスラグが耐火物と炉殻を貫通して周囲に漏れ出すブレイクアウトにつながる可能性があります。

EAF を使用すると、100% スクラップ金属原料から鋼鉄を製造できます。これにより、鉱石から一次鋼鉄を製造する場合と比較して、鋼鉄の製造に必要なエネルギーが大幅に削減されます。

もう一つの利点は柔軟性です。高炉は生産量を大きく変えることができず、一度に何年も稼働し続けることができますが、EAF は迅速に起動および停止できるため、製鉄所は需要に応じて生産量を変えることができます。

製鋼アーク炉では通常、スクラップ鋼を主な原料として使用しますが、高炉からの溶銑または直接還元鉄が経済的に入手できる場合は、これらも炉の原料として使用することもできます。

EAF は大量の電力を必要とするため、多くの企業はオフピーク電力料金を利用できるように操業スケジュールを立てています。

典型的な製鋼アーク炉は、棒鋼や鋼帯製品を製造するミニミル用の鋼材の供給源です。ミニミルは鋼材市場の比較的近くに設置できるため、輸送要件は、船舶のアクセスを容易にするために港の近くに設置されることが多い統合ミルよりも少なくなります。

使用される鉄スクラップ、DRI、銑鉄の割合に応じて、電気炉製鉄では、生産される鉄鋼1トンあたりの二酸化炭素排出量が0.6トン_{CO2まで低下する可能性があります}^[12]。これは、生産される鉄鋼1トンあたり2.9トンCO2を排出する高炉と酸素炉を介した従来の生産ルートよりも大幅に低いものです^{[13] 。}

現代の電気アーク炉は鉄スクラップの非常に効率的なリサイクル装置ですが、アーク炉工場の操業は環境に悪影響を及ぼす可能性があります。新規設備の資本コストの多くは、次のような環境への影響を軽減するためのシステムに費やされます。

• 高音レベルを低減するエンクロージャー
• 炉排ガス集塵機
• スラグ生産
• 冷却水需要
• スクラップ、資材処理、製品のための大型トラックの交通
• 発電による環境への影響

電気炉製鉄では主にスクラップ鉄やスクラップ鋼などのリサイクル材料が使用されるため、その組成はさまざまであり、結果として生じる電気炉スラグや電気炉ダストは有毒となる可能性がある。電気炉ダストは大気汚染防止装置によって収集される。これは集塵ダストと呼ばれ、通常、亜鉛、鉛、ダイオキシンなどの重金属が含まれている。これは有害産業廃棄物に分類され、処分が規制されている。^[14]

アーク炉負荷の品質は非常に動的であるため、電力システムでは他の顧客への電力品質を維持するために技術的な対策が必要になる場合があります。ちらつきや高調波歪みは、アーク炉の動作による電力システムの一般的な副作用です。

製鋼には直流(DC) アーク炉が使用され、天井に 1 つの電極があり、電流は導電性の底部ライニングまたはベースにある導電性ピンを介して戻ります。DC の利点は、使用される電極が 1 つだけなので、生産される鋼鉄 1 トンあたりの電極消費量が少なく、電気高調波やその他の同様の問題も少ないことです。DC アーク炉のサイズは、使用可能な電極の電流容量と最大許容電圧によって制限されます。導電性炉床のメンテナンスは、DC アーク炉の長期運転におけるボトルネックです。

製鉄所では、EAF から出鋼した後の処理中に溶鋼の温度を維持するため、または合金組成を変更するために、取鍋炉 (LF) が使用されます。取鍋は、製鋼プロセスの後半で遅延が発生した場合に最初の目的で使用されます。取鍋炉は、耐火屋根、加熱システム、および必要に応じて、攪拌のために溶融物の底にアルゴンガスを注入する設備で構成されています。スクラップ溶解炉とは異なり、取鍋炉には傾斜機構やスクラップ充填機構はありません。^{[引用が必要]}

電気アーク炉は、カルシウムカーバイド、フェロアロイ、その他の非鉄合金の製造や、リンの製造にも使用されます。これらの用途の炉は、製鋼炉とは物理的に異なり、バッチ式ではなく連続式で稼働する場合があります。連続式炉では、電極交換による中断を防ぐために、ペーストタイプのソーダーバーグ電極を使用する場合もあります。^[15]

このような炉はサブマージアーク炉と呼ばれています。電極の先端がスラグ/チャージに埋め込まれ、スラグを介してマットと電極の間でアークが発生するためです。電極のケーシングとケーシングフィンは、電極ケーシングを通過する電流と炉からの熱によって電極ペーストを溶かします。^[15]比較すると、製鋼アーク炉は開放型です。重要なのは電気抵抗であり、これによって必要な熱が発生します。製鋼炉の抵抗は大気ですが、サブマージアーク炉ではスラグ（またはチャージ）が抵抗を供給します。どちらの炉でも生成される液体金属は導電性が高すぎるため、効果的な熱発生抵抗を形成できません。

アマチュアは、シリカブロックや植木鉢に収められた電気アーク溶接キットをベースに、さまざまなアーク炉を製作してきました。粗雑ではありますが、これらのシンプルな炉は、さまざまな材料を溶かしたり、炭化カルシウムなどを作成したりできます。

小型のアーク炉は、シェルと屋根の構造要素に空気を循環させることで十分に冷却できますが、大型の設備では、構造を安全な動作限度内に維持するために強力な強制冷却が必要です。炉のシェルと屋根は、パネルを形成するパイプを循環する水、またはパネル要素に水を噴霧することで冷却できます。管状パネルは、ひび割れが発生したり、熱応力の寿命に達したりすると交換できます。

スプレー冷却は最も経済的で、最も効率の高い冷却方法です。スプレー冷却装置は、ほぼ無限にライニングを張り替えることができます。20 年もつ装置が標準です。^[要出典]運転中の炉では、パネルの圧力損失アラームにより管状の漏れがすぐにわかりますが、現時点では、非常に少量のスプレー冷却漏れをすぐに検出する方法はありません。これらは通常、スラグの覆いの後ろに隠れており、炉床の耐火物を水和させ、溶融金属の噴出や最悪の場合、水蒸気爆発を引き起こす可能性があります。^[16]

プラズマアーク炉（PAF）は、グラファイト電極の代わりにプラズマトーチを使用します。これらのトーチにはそれぞれ、ノズルとプラズマ形成ガス（窒素またはアルゴン）を供給するための軸方向のチューブを備えたケーシングと、チューブ内の燃焼可能な円筒形のグラファイト電極があります。このような炉はプラズマアーク溶解炉（PAM）と呼ばれ、チタン溶解産業や同様の特殊金属産業で広く使用されています。^[17]

真空アーク再溶解 (VAR) は、化学的および機械的均質性が向上したインゴットを真空精錬および製造するための二次再溶解プロセスです。

重要な軍事および民間航空宇宙用途では、材料エンジニアは一般的に VIM-VAR 鋼を指定します。VIM は真空誘導溶解、VAR は真空アーク再溶解を意味します。VIM-VAR 鋼は、ジェット エンジンのベアリング、軍用ヘリコプターのローター シャフト、戦闘機のフラップ アクチュエータ、ジェットまたはヘリコプターのトランスミッションのギア、ジェット エンジンのマウントまたはファスナー、ジェット機のテール フック、およびその他の要求の厳しい用途に使用されます。

ほとんどのグレードの鋼は一度溶解され、その後、鋳造または鋳込みされて固体になり、その後、冶金学的に健全な形状になるまで徹底的に鍛造または圧延されます。これに対し、VIM-VAR 鋼は、真空下でさらに 2 回の高度に精製された溶解を経ます。電気アーク炉で溶解し、アルゴン酸素脱炭容器で合金化した後、真空再溶解用の鋼はインゴット鋳型に鋳造されます。その後、凝固したインゴットは真空誘導溶解炉に送られます。この真空再溶解プロセスにより、鋼から介在物や不要なガスが除去され、化学組成が最適化されます。

VIM 操作では、真空の汚染物質のない空間で、固体インゴットを溶融状態に戻します。この厳密に制御された溶融には、多くの場合、最大 24 時間かかります。真空に包まれたまま、熱い金属は VIM 炉のるつぼから巨大な電極鋳型に流れ込みます。一般的な電極の高さは約 15 フィート (5 m) で、直径はさまざまです。電極は真空下で凝固します。

VIM-VAR 鋼の場合、次の真空再溶解の前に、冷却された電極の表面を研磨して表面の凹凸や不純物を取り除く必要があります。次に、接地電極を VAR 炉に入れます。VAR 炉では、真空密閉チャンバー内で鋼が一滴ずつ徐々に溶けていきます。真空アーク再溶解により、残留介在物もさらに除去され、鋼の清浄度が向上し、酸素、窒素、水素などのガスも除去されます。これらの液滴の形成と凝固の速度を制御することで、VIM-VAR インゴット全体の化学的性質と微細構造の一貫性が確保され、鋼の破損や疲労に対する耐性が向上します。この精製プロセスは、ヘリコプターのローター シャフト、軍用ジェット機のフラップ アクチュエーター、ジェット エンジンのベアリングなどの部品の性能特性を満たすために不可欠です。

一部の商業または軍事用途では、鋼合金は真空再溶解、つまり VAR を 1 回だけ受ける場合があります。たとえば、固体ロケットケース、着陸装置、戦闘車両のトーションバー用の鋼は、通常、真空再溶解を 1 回だけ受けます。

真空アーク再溶解は、反応性が高い、または高純度が要求される チタンやその他の金属の製造にも使用されます。

• フロディン法
• 真空アーク再溶解
• 電磁鋼板

• JAT Jones、B. Bowman、PA Lefrank、「電気炉製鋼」、 RJ Fruehan 編著『鋼の製造、成形、処理』、1998 年、AISE Steel Foundation: ピッツバーグ、p. 525–660。
• トーマス・コマーフォード・マーティンとスティーブン・レイディ・コールズ著『電気の物語』、ニューヨーク、1919年、ISBNなし、第13章「電気炉」、インターネットアーカイブで入手可能

ウィキメディア・コモンズには、電気アーク炉に関連するメディアがあります。

• 最初の鋳造所を史跡として認定
• 溶接機を使った自家製の小型アーク炉（実験には注意！）
• steeluniversity.org の電気アーク炉モジュール（完全にインタラクティブなシミュレーションを含む）
• プロセスモデルはEAF操作と制御（MPC）を実証します
• ニュージーランドの小さな電気炉の YouTube 動画