采用设备是等离子弧重熔炉,主要包括1个或多个等离子枪、电极及其升降装置、合金及其他炉料的加料装置、水冷铜结晶器、抽锭装置、供水和供气系统、电源及供电回路等。
等离子枪功能是将电能转变为定向高温等离子射流,又称等离子体发生器,为20世纪50年代开始出现的一种高温热源装置,产生的等离子射流有转移弧和非转移弧两类。等离子射流热源的特点是:由于气流的作用,电弧稳定;射流横断面很小,热量高度集中,可以达到非常高的温度。已有等离子枪的工作温度约为5000~20 000℃。等离子枪可以用惰性气体(氩)或还原性气体(氢),以及两者的混合物或其他气体作为介质,从而达到各种不同的冶金目的。等离子射流热源的成本费用相对较高,等离子枪的工作寿命不长。
等离子弧重熔利用等离子枪产生的高温等离子射流熔化金属,液态金属熔滴穿过熔渣层在水冷铜结晶器中凝固,并可进行抽拉制锭。与真空电弧重熔和电渣重熔相同,熔炼与结晶同时进行。在高温下,金属熔池上形成渣池,锭表面上形成一薄层渣壳,使所得的金属锭具有良好的结晶组织,金属的化学成分波动很小,气体和非金属夹杂物的含量很低。
用惰性气体等离子射流,可以熔炼高熔点金属、活泼金属,并对金属或合金(如钢)进行提纯。用氢或含氢气体作介质,可以从氧化物获得金属(铁、铝、钴、铌、钽、锆、钨等)。还可用于分解羰基镍,得到极细的镍粉;从金属卤化物得到金属或其氧化物(钛、二氧化钛)等。