堿性耐火磚在真空加熱鋼包精煉法用耐火材料的應(yīng)用，鋼包精煉就是將粗煉的鋼水裝入鋼包中置干真空室進(jìn)行加熱等冶金操作而獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。這時鋼包已由貯運容器變成了冶煉設(shè)備，因此鋼包襯里一般采用堿性耐火磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅酸鋁質(zhì)材料。

VOD法廣泛用于不銹鋼的生產(chǎn)，也能對一般鋼進(jìn)行真空脫氣處理。VOD裝置與鋼包脫氣裝置基本相同，不同之處是從真空室頂蓋中心孔插入氧槍進(jìn)行吹氧脫碳的（下圖）。

VOD法操作步驟如下：在氧氣轉(zhuǎn)爐或電弧爐中，將鋼水的碳含量控制在0.4~0.6%、溫度達(dá)到1650℃左右，除硅以外的其它成分達(dá)到規(guī)定的范圍后，即可出鋼。如熔渣太多，則應(yīng)倒包處理，然后將盛裝鋼水的鋼包置于真空室內(nèi)，抽真空至20~50乇，并從包底吹氬攪拌，此時C-O進(jìn)行反應(yīng)，引起鋼水激烈沸騰，待平息后開始吹氧精煉。當(dāng)真空度降低到10乇以下時，待鋼水中的碳含量稍高于要求值便停止吹氧。繼續(xù)降低真空度至1乇以下，保持10分鐘左右，即能脫碳又可脫氧，最后獲得合格的不銹鋼。同時，在真空條件下，也能添加合金料、取樣和測溫等，以保證精煉的正常進(jìn)行。

真空氧氣脫碳法用的鋼包是在高溫和吹氬攪拌條件下間歇操作的，其包襯損毀主要發(fā)生在渣線部位及吹氬區(qū)附近，一般是由于鋼水沖刷、渣蝕和高溫結(jié)構(gòu)剝落造成的，使用壽命比普通鋼包低得多。為了提高鋼包襯里的使用壽命，降低耐火材料消耗，各國先后試用了高鋁磚、鎂磚、鎂鉻磚、鎂白云石磚，白云石磚和石灰磚等，并取得了一定的效果。

上圖為西德和西班牙的VOD裝置構(gòu)造示意圖。該裝置特點是鋼包直接置于真空罩下進(jìn)行精煉，省去了真空室本體。鋼包工作襯采用150毫米厚的鎂鉻磚砌筑，安全襯為Al2O3含量40~42%的粘土磚。隔熱層用輕質(zhì)粘土磚砌筑，但有時渣線處不用。鋼包襯里使用壽命一般為20~30次；真空罩內(nèi)襯普遍采用高鋁水泥剛玉質(zhì)耐火澆注料或耐火搗打料制作，整體性好，熱震穩(wěn)定性強(qiáng)，使用壽命較長。真空罩內(nèi)襯也可以采用鎂鉻磚砌筑，但施工較困難。

西德南維斯特發(fā)電鋼廠VOD法用的40~60噸鋼包，包底和包壁上部的工作襯采用鎂鉻磚砌筑，厚度分別為250毫米和150毫米。其余包壁工作襯用燒成白云石磚砌筑，厚度為350毫米。工作襯與安全襯之間，搗打一層夾層，以保證包襯的密封性。該包襯的平均使用壽命為35次；日本某廠在18噸鋼包渣線部位試用了白云石磚（MgO46.7%，CaO51.4%），熔渣堿度為1.0~1.3，使用壽命僅為11次，包襯蝕損率為6.4毫米/次。日本鋼管公司50噸鋼包的渣線部位襯里，采用直接結(jié)合鎂鉻磚砌筑，真空吹氧脫碳的處理率為20~30%，使用壽命為36~38次，襯里蝕損率為1.6毫米/次，耐火材料消耗為7.5公斤/噸鋼。

日本在VOD法用的鋼包渣線部位，試用了各種堿性耐火磚，其性能見表4-6所示。表中鎂白云石磚D與E的成分相同，只是D的燒成溫度比E的高，因此氣孔率低，耐壓強(qiáng)度高。

上表中的各種磚，在使用前進(jìn)行了抗渣試驗，熔渣成分與實際的近似，渣蝕了個小時，其結(jié)果見下圖所示。從圖中看出，在熔渣堿度（即C/S）較低時，各種磚均易被熔渣侵蝕。反之，渣蝕較輕微。在任何堿度的情況下，鎂白云石磚D的抗渣性能都比其它磚好。另外，從渣侵后磚的斷面組織可以觀察到：當(dāng)堿度較低時，各種磚工作面的中央處，均出現(xiàn)凹坑，而以鎂鉻磚尤甚。除了鎂白云石磚F外，在距工作面20~30毫米處均發(fā)現(xiàn)有與工作面平行的裂紋。

根據(jù)日本生產(chǎn)經(jīng)驗，在VOD法用的鋼包渣線部位，采用鎂白云石磚（Mg079%，CaO19%）作襯里，使用壽命為40~45次，襯里蝕損率為3~4毫米/次；川崎爐材公司曾用MgO含量61%和 CaO含量36%的鎂白云石磚作鋼包渣線襯用，使用壽命僅為18次。由此看出，磚中適宜的鈣鎂含量是分重要的。在相同的條件下，鋼包渣線部位分別采用直接結(jié)合、再結(jié)合和半再結(jié)合的鎂鉻磚砌筑，厚度為200毫米，使用壽命為18~20次。其中，直接結(jié)合鎂鉻磚襯的蝕損率為10~11毫米/次；半再結(jié)合鎂鉻磚襯的蝕損率為3.7~7.0毫米/次，而且殘襯厚度還有65~130毫米，工作面光滑，未發(fā)生剝落，仍可繼續(xù)使用。

從用后磚的檢驗中看出，鎂白云石磚襯的侵蝕僅限于表面層附近，晶粒界面分布著硅酸鹽物質(zhì)，較致密，渣侵深度約為15毫米，再往里則是幾乎未發(fā)生變化的原磚層。變質(zhì)層與原磚層之間有龜裂，最后由于熱剝落而損毀。直接結(jié)合鎂鉻磚襯渣侵深度達(dá)40毫米左右，界面處有較大的裂紋，組織結(jié)構(gòu)松弛，受熱應(yīng)力作用而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)崩裂，造成過早的損毀。這就是說，在VOD法用的鋼包渣線部位，鎂白云石磚的使用效果比直接結(jié)合鎂鉻磚的好，因為前者高溫蠕變性好，能緩沖熱應(yīng)力而造成的剝落。同時，CaO能抑制方鎂石結(jié)晶的生長，使之形成細(xì)小而完整的晶體，晶粒界面增多并被CaO所包裹，故能阻止熔渣的侵入，延長使用壽命；半再結(jié)合鎂鉻磚距工作面10~20毫米范圍內(nèi)，組織結(jié)構(gòu)致密，僅有細(xì)小的龜裂，損毀以熔損為主，熔渣浸透較淺。該磚與直接結(jié)合鎂鉻磚比較，其工作面上的粗粒電熔鎂鉻砂和鉻礦的表面發(fā)出三次尖晶石化，并被熔渣包裹起來而形成保護(hù)層，所以半再結(jié)合鎂鉻磚具有良好的抗性能。

另外，日本川椅爐材公司研制的石灰磚。在鋼包渣線部位適用，比鎂白云石磚使用壽命高，較有發(fā)展前途。

上表為日本VOD法鋼包渣線部位用堿性耐火磚的性能。從表中看出，高鈣鎂白云石磚和半再結(jié)合鎂鉻磚的熱震穩(wěn)定性優(yōu)于直接結(jié)合鎂鉻磚，而石灰磚也具有較好的性能。

VOD法用的鋼包，除渣線部位外的襯里，主要采用普通鎂鉻磚、鎂白云石磚、鋯英石磚和高鋁磚，永久襯則用鎂磚或粘土磚，鋼包底與側(cè)壁接茬處也可用鎂質(zhì)耐火搗打料搗制。

砌筑時，應(yīng)精心施工，易損部位可選用優(yōu)質(zhì)磚或適當(dāng)增加襯厚，以達(dá)到包襯均衡損毀，延長使用壽命；當(dāng)包襯局部損壞時，可采用相應(yīng)材質(zhì)和尺寸的磚，進(jìn)行中修，也可以進(jìn)行熱噴補(bǔ)。

我國VOD法用鋼包渣線部位，采用直接結(jié)合鎂鉻磚砌筑，使用壽命為18次左右。

上圖為VOD法鋼包底吹氬管系統(tǒng)構(gòu)造示意圖。吹氬管系用不銹鋼管做成的，與使用透氣磚相比，其優(yōu)點是噴吹氣體容易，操作簡單，既不泄漏氣體，也不用擔(dān)心因磚損毀而漏鋼。該構(gòu)造形式有可能迅速推廣到其它用氣體攪拌的熔煉或精煉設(shè)備上，并取得經(jīng)濟(jì)實惠的效果。

應(yīng)當(dāng)指出，由VOD法派生的SS-VOD法用的鋼包襯里材質(zhì)，與VOD法基本相同。VOD/VAD法系采用吹氧和由電弧輪流加熱，鋼水溫度高，攪拌強(qiáng)列，鋼包襯里使用壽命有所降低。VODC（VODK）法也是生產(chǎn)不銹鋼的。該方法系在氧氣轉(zhuǎn)爐上，加蓋真空罩后抽真空，并從爐底吹氬攪拌，工作條件較惡劣，其爐襯壽命一般約為80爐次。

RH-OB法是日本新日鐵公司于1969年開發(fā)的，系在RH裝置的真空室側(cè)墻上安裝一個氧槍，進(jìn)行真空吹氧脫碳處理。該方法具有RH法和VOD法的特點，與LD轉(zhuǎn)爐組成生產(chǎn)不銹鋼的工藝流程，和電爐法的相比，具有生產(chǎn)率高、能耗少、收得率高（鉻的收得率達(dá)到96%以上）產(chǎn)品質(zhì)量好和成本低等優(yōu)點。因此，在具有RH裝置的LD煉鋼廠，只要稍加改造就能生產(chǎn)不銹鋼。

RH-OB裝置真空室襯里所用的材質(zhì)，與RH法的相同，由于吹氧操作，襯里損毀較嚴(yán)重，使用壽命比RH法的低一些。