VOD炉用镁铬耐火砖性能

VOD炉脱碳工艺，是一种用于材料脱出碳元素的工艺。

　VOD炉精炼不锈钢时，钢液入炉时C、Si含量过高是导致吹氧过程喷溅事故的直接原因。依据生产实践，提出两种降低喷溅事故产生几率的优化真空度调节方式，即延长2×10⁴Pa保压时间；3×10⁴Pa和2×10⁴Pa两段式保压。当入炉钢液C≥0.65%、Si≥0.20%时，采用优化后的真空度调节方式，能够有效地预防吹氧过程的喷溅事故，提高VOD冶炼质量和效率。

　　VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)真空吹氧脱碳工艺，是采用真空降低脱碳反应的CO分压，从而提高脱碳效率的不锈钢炉外精炼工艺，由于在真空条件下很容易将钢液中的碳去除到很低的水平，因此，该精炼方法主要用于超纯、超低碳不锈钢和合金的二次精炼。VOD炉精炼不锈钢的核心功能是钢液的脱碳保铬，其精炼过程包括吹氧脱碳和还原脱气2个阶段。吹氧脱碳阶段真空度调节对于提高脱碳冶炼质量和效率、避免钢液喷溅等都起着至关重要的作用。

一、VOD的基本功能

VOD法为真空条件下进行冶炼不锈钢的一种方法，具有如下典型冶金功能：

(1)吹氧脱碳。高碳区脱碳速度与钢中的碳含量无关，由供氧量决定，低碳区脱碳速度随钢中碳含量减少而降低。

(2)去碳保铬。铬的收得率可维持在98.5%~99.5%。

(3)吹氧升温。依靠金属(硅、锰、铬、铁、铝等)氧化反应的放热来提高冶炼钢水的温度。

(4)真空脱气。吹氩和维持一定的真空度可以加速气体在钢液中的扩散，有利于脱气。

(5)造渣、脱氧、脱硫、去除夹杂。造还原性的高碱度渣有利于脱氧和脱硫。

(6)合金化。真空条件下加入合金可以提高合金的收得率并能准确地控制钢水的成分。

二、VOD炉对耐火材料的作用和要求

1、VOD炉精炼过程对耐火材料的作用

VOD为真空条件下吹氧脱碳的冶炼不锈钢、超低碳钢和合金的精炼装置。在精炼过程中对炉衬耐火材料的作用主要有：

(1)真空高温。VOD炉在真空下冶炼时，炉内真空度66.66~133.32Pa，同时炉内的温度可达到1700℃以上。

(2)碱度变化。碱度为0.5~4，炉渣的碱度变化大，对炉衬材料侵蚀强。冶炼初期为低碱度炉渣，后期为了保铬去硫，要求造还原性高碱度炉渣，碱度可达4以上。

(3)钢液流动和循环快。由于同时喷吹氩气和氧气，气体搅拌作用强，钢液和炉渣对炉衬材料的冲刷和磨损大。

(4)热震作用剧烈。VOD炉为间歇操作设备，每天使用2~3次，所以温度变化大，耐火材料的温度变化剧烈，受热震影响大。

(5)高温作用时间长。由于冶炼时间长，一般为1h左右，炉衬材料要受长时间的真空高温作用。

2、VOD炉对耐火材料的要求

根据VOD炉的冶炼工艺条件，耐火材料应具有如下特点：

(1)在高温真空条件下稳定性好。

(2)在高温操作条件下，耐火材料应具有抗渣渗透能力和侵蚀能力。

(3)应具有良好的抗热震性。

三、VOD炉采用的耐火材料

VOD炉渣线部位用镁铬质砖或镁钙质砖，侧壁一般用镁铬质或镁钙质砖等，底部也使用镁铬质、高铝质砖(表1)，近年来包底也有用锆质砖的。