VOD爐用鎂鉻耐火磚性能

VOD爐脫碳工藝，是一種用于材料脫出碳元素的工藝。

　VOD爐精煉不銹鋼時，鋼液入爐時C、Si含量過高是導致吹氧過程噴濺事故的直接原因。依據生產實踐，提出兩種降低噴濺事故產生幾率的優化真空度調節方式，即延長2×10⁴Pa保壓時間；3×10⁴Pa和2×10⁴Pa兩段式保壓。當入爐鋼液C≥0.65%、Si≥0.20%時，采用優化后的真空度調節方式，能夠有效地預防吹氧過程的噴濺事故，提高VOD冶煉質量和效率。

　　VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)真空吹氧脫碳工藝，是采用真空降低脫碳反應的CO分壓，從而提高脫碳效率的不銹鋼爐外精煉工藝，由于在真空條件下很容易將鋼液中的碳去除到很低的水平，因此，該精煉方法主要用于超純、超低碳不銹鋼和合金的二次精煉。VOD爐精煉不銹鋼的核心功能是鋼液的脫碳保鉻，其精煉過程包括吹氧脫碳和還原脫氣2個階段。吹氧脫碳階段真空度調節對于提高脫碳冶煉質量和效率、避免鋼液噴濺等都起著至關重要的作用。

一、VOD的基本功能

VOD法為真空條件下進行冶煉不銹鋼的一種方法，具有如下典型冶金功能：

(1)吹氧脫碳。高碳區脫碳速度與鋼中的碳含量無關，由供氧量決定，低碳區脫碳速度隨鋼中碳含量減少而降低。

(2)去碳保鉻。鉻的收得率可維持在98.5%~99.5%。

(3)吹氧升溫。依靠金屬(硅、錳、鉻、鐵、鋁等)氧化反應的放熱來提高冶煉鋼水的溫度。

(4)真空脫氣。吹氬和維持一定的真空度可以加速氣體在鋼液中的擴散，有利于脫氣。

(5)造渣、脫氧、脫硫、去除夾雜。造還原性的高堿度渣有利于脫氧和脫硫。

(6)合金化。真空條件下加入合金可以提高合金的收得率并能準確地控制鋼水的成分。

二、VOD爐對耐火材料的作用和要求

1、VOD爐精煉過程對耐火材料的作用

VOD為真空條件下吹氧脫碳的冶煉不銹鋼、超低碳鋼和合金的精煉裝置。在精煉過程中對爐襯耐火材料的作用主要有：

(1)真空高溫。VOD爐在真空下冶煉時，爐內真空度66.66~133.32Pa，同時爐內的溫度可達到1700℃以上。

(2)堿度變化。堿度為0.5~4，爐渣的堿度變化大，對爐襯材料侵蝕強。冶煉初期為低堿度爐渣，后期為了保鉻去硫，要求造還原性高堿度爐渣，堿度可達4以上。

(3)鋼液流動和循環快。由于同時噴吹氬氣和氧氣，氣體攪拌作用強，鋼液和爐渣對爐襯材料的沖刷和磨損大。

(4)熱震作用劇烈。VOD爐為間歇操作設備，每天使用2~3次，所以溫度變化大，耐火材料的溫度變化劇烈，受熱震影響大。

(5)高溫作用時間長。由于冶煉時間長，一般為1h左右，爐襯材料要受長時間的真空高溫作用。

2、VOD爐對耐火材料的要求

根據VOD爐的冶煉工藝條件，耐火材料應具有如下特點：

(1)在高溫真空條件下穩定性好。

(2)在高溫操作條件下，耐火材料應具有抗渣滲透能力和侵蝕能力。

(3)應具有良好的抗熱震性。

三、VOD爐采用的耐火材料

VOD爐渣線部位用鎂鉻質磚或鎂鈣質磚，側壁一般用鎂鉻質或鎂鈣質磚等，底部也使用鎂鉻質、高鋁質磚(表1)，近年來包底也有用鋯質磚的。

VOD爐耐火磚性能：

項目	直接結合鎂鉻磚	再結合鎂鉻磚	半再結合鎂鉻磚	高鈣鎂白云石磚	鎂白云石磚
MgO/%	73.0	50.7	53.4	79.3	87.5
Cr2O3/%	13.6	29.0	27.2
CaO /%	0.9	1.1	0.8	18.9	10.5
B.D./g/cm3	3.05	3.31	3.34	3.11	2.97
A.P./%	16.8	14.4	14.3	11.4	14.7
CCS/MPa	89.2	98.8	54.0	87.0	87.0
HMOR/MPa (1480℃)	9.1	13.9	7.6	3.3
抗熱震性 （1200℃空冷）/次	6		10	10
使用部位	側壁、包底	渣線	渣線、側壁	渣線	渣線

VOD爐常用耐火材料：直接結合鎂鉻磚，再結合鎂鉻磚，半再結合鎂鉻磚，高鈣鎂白云石磚，鎂白云石磚。