金属熔炼，可有效去除金属中的金属及非金属夹杂、气体等，提高金属的纯净度，获得致密金属提高金属的力学性能和加工性能。电子束冷床炉熔炼工业纯钛在高真空下进行，熔炼时的过热温度高维持液态的时间长，使工业纯钛的精炼提纯作用能够充分有效进行。

钛铸锭中最常见的夹杂有低密度夹(LDL，Low Density Inclusion）和高密度夹杂（HDI,Hi Density Inclusion）。低密度夹杂主要是由于海绵钛添加的残料等过程中以及不良的熔炼操作造成的间隙元素N、0、C污染。其中危害最大的是TiN.它能够严重降低材料的抗疲劳性能，造成其加工件的失效，而且TiN的密度与钛基体接近，晶体与钛基体共格，无损探伤是不易被发现的。高修密度夹杂的主要来源是污染的钛残料和铸锭或部件机械加工时产生的切屑中所包含的刀具上下来的微粒。通常的HDI夹杂物是钴粘结的碳化钨或单一型碳化钨、钨极氪弧焊时遗留的钨电极头等。

电子束冷床去除低密度夹杂，特別是TiN的主要机理是溶解。在常规熔炼过程中，熔池的温度达不到熔化TiN的温度。但是在电子束冷床熔炼中，熔体表面的过热度和熔体在熔池中的滞留时间为TiN的溶解提供了有利的条件。随着加热熔化的进行，TiN的溶解主要经过如下两个阶段：氮向基体扩散，出现针状组织过渡层；TiN全部溶解并形成粗大的铸态组织，与周围的熔体混为一体。一般在熔炼过程中，TiN属于杂质所以相对数量较少，其溶解后不会造成熔体中氮含量有明显的增加。

决定夹杂溶解的因素不仅有夹杂本身的特性，也有熔炼工艺参数。TiN夹杂的密度、孔隙度和熔池温度、熔体流动速度等对溶解和重力分离去除有强烈影响。当夹杂粒子的密度与液态金属的密度差别很大时，不论粒子的尺寸如何，也不论熔化速度如何，粒子总会消除；而当夹杂粒子的密度与液态金属的密度在同一数量级时，熔化速度对粒子的溶解有决定性的影响，对于尺寸较大的粒子，必须降低熔化速度，以确保粒子溶解去除。熔体流动性(与熔化速度和熔池温度直接有关）对夹杂溶解影响显著，加大熔体的流动性，溶解速度明显增加，强烈搅拌下氮化的海绵钛和钛粉的溶解速度可达正常情况下的10倍：熔池温度对溶解速度也有强烈影响，因为增加温度常伴随熔池搅拌强度的增加，纯钛液中，温度升高100℃，TiN的溶解速度提高1倍。

J P Bellot等研究了以TiN为代表的LDI在液态钛合金中的溶解情况。通过熔池温度、熔体对流对TiN溶解能力影响的研究表明，熔池过热300℃可使TiN的溶解时间减少30%，TiN在湍流情况下溶解时间是滞流情况下溶解时间的1/10。这是因为氮的扩散系数与温度成指数关系，温度的徽小升高足以引起氮扩散系数的很大升高；湍流情况时，更有利于TiN颗粒中氮元素的扩散。

而高密度夹杂的密度和熔点都比钛合金的高，通过电子束加热溶解这些夹杂的方法已经没有多少作用，起主要作用的是夹杂粒子自身所受到的重力，使得夹杂粒子快速的沉积到凝壳和熔体的界面，被冷床凝壳捕获而最终被去除。