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電子束熔煉法發明于1907年，但直到50年代才用于熔煉難熔金屬，后來又用于熔煉活潑金屬（如Ti錠）和高級合金鋼。
電子束加熱可使材料在真空中維持熔化狀態并保持很長時間，實現材料的去氣和雜質的選擇性蒸發，可用來制備高純材料。電子束加熱是電能轉為熱能的有效方式之一，大約有50%功率用于熔化和維持液化。
功率在60千瓦以下的電子束熔煉機可用直熱式鎢絲作為電子槍的陰極。60千瓦以上熔煉機的電子槍則用間熱式塊狀鉭陰極，它由背后的鎢絲所發射的電子轟擊加熱到 2700K，可有每平方厘米為幾安的發射電流密度。電子槍加速電壓約30千伏，這樣容易防止電擊穿和減弱 X射線輻射，電子束用磁聚焦和磁偏轉。
電子槍和熔煉室用不同的真空泵抽氣，真空度分別維持在10和10帕左右。80年代已生產出600千瓦級的電子槍。如需更大功率，可用幾支電子槍同時工作。利用電子束加熱可鑄造100噸的坯料。
