型的优质铁素体钢的化学成分见原创表

1。VOD 处理前钢液的原始分析数据见原创表 2。

从

AOD 装置出钢后钢液去渣同时进入 VOD。当钢包放入真空罐后，将底部搅拌系统与钢包

底部的两块多孔塞砖联通，并立即进行底吹气搅拌，同时调整搅拌强度，使之与处理工艺
的需要相适应。之后人工测量钢包净空高度和钢液熔池温度。如果钢液重量为

125t，钢包净

空高度约为

1500mm~1800mm，钢液熔池的初始温度为 1620

℃~1640℃。

该工艺在

TK AST 钢厂不是一种经典的 SS-VOD 工艺，而是一种折衷的标准的 VOD 工

艺。真空罐用移动式真空盖小车进行密封，真空泵的启动和

VOD 处理部分在降压下进行。

具体处理可细分为以下三个阶段：

1）吹氧阶段；2）真空 C 脱 O2 阶段（精炼）；3）脱

O2 和炉渣还原。以下将对几个处理阶段进行详细介绍。
3.1 吹氧阶段

当 真 空 压 力 约

160Mbar 时 开 始 吹 O2 。 TK  AST 钢 厂 吹 O2 速 度 在

1000m3/h~1400m3/h（s.t.p）之间，吹 O2 距离在 1600mm~1900mm 内。理论吹 O2 速度可高
达

2500m3/h（s.t.p），有利于缩短吹 O2 时间，但可能增加在喷溅防护板上的结壳。

吹

O2 还可细分为初期、静态和动态三个时期。吹 O2 初期，仅持续几分种，吹 O2 在低

速和近距离（喷嘴与熔池间的距离）状态下进行。一旦产生强烈的

CO 反应便开始了所谓的

“点火”期，此时吹 O2 速度和距离随之增加。静态期，吹 O2 速度和距离保持不变，而真空
压力却在不断下降以便降低

CO 分压和防止 Cr 氧化。动态期，吹 O2 速度采用一次或多次降

低的方式以便降低

CO 反应强度。吹 O2 快结束时，随着真空压力的进一步降低，吹 O2 距离

也随之减小。接近动态期末，真空压力降至大约

10Mbar 范围内。维持相对较低的压力是为

了在含

Cr 量很高的情况下使 Cr 的成渣度降至最低。当初始含 C 量为 0.30%~0.40%时，总的

吹

O2 时间大约在 60min~70min。

3.2 真空 C 脱氧（

“精炼期”）

一旦吹

O2 结束，利用喷射器 4A+3A+B2+B1，以降低真空压力，通过真空 C 脱 O2 将

钢液中的

C 降至尽可能低。这个阶段的持续时间取决于成品钢的终 C 含量，一般为

15min~20min，也有可能达到 35min。这时的钢液温度在 1680

℃~1720℃之间。

3.3 脱氧和炉渣还原阶段

一旦确定了

“精炼”期，便立即加入脱 O2 剂、炉渣还原剂和造渣剂。这个处理步骤通常

是为了还原炉渣中的铬氧化物以回收在吹

O2 期间因氧化转移至炉渣的 Cr。FeSi 通常作为还

原剂加入，根据钢种的不同也可加入少量

Al 作还原剂。FeSi 作为还原剂的平均加入量为

4kg~6kg/t 钢。为了中和 SiO2 的增加，根据还原期间的炉渣碱度，需要加入大量的石灰，必
要时还应加入荧石以降低炉渣粘性。因为脱

O2 过程在金属和炉渣之间必然发生强烈反应，

所以，在这个阶段同样需要在低真空状态下利用相应的高达

4L/t·min（s.t.p）底吹气进行搅

拌处理。

附加处理目标是进一步降低含

N2 量。实验得知，降低钢液和渣液中的 O2 活性不仅有

利于

N 原子扩散降低钢液中的 N2 含量，而且随着 N2 含量的降低，S 含量也会降低至要求

的低水平。这个处理阶段完成后，借助半自动氧枪完成钢液温度测量和取样。
3.4 后处理阶段

后处理在大气中进行，主要任务是调整钢液温度和化学成分。通过加入块状

FeSi 或废

钢或喂入含有与

O2 亲和力较强的铌或钛元素的冶金丝以完成上述目标调整。TK AST 钢厂

后处理工艺通常在

LF 中进行。

可以清楚地看到，在每个处理阶段，

N2 含量与 Cr 含量是成正比的。也就是说较高的

N2 含量可以获得较高的 Cr 含量。其原因是 N 与 Cr 的亲和力大于 C 与 Cr 的亲和力。
4 二级工艺自动化

TK AST 钢厂的二级工艺自动化系统与集成 VOD 模型一起依靠同一台 PC 服务器运行。