表2 临界碳含量 精炼设备 日本20公斤真 西德40吨 日本50吨 本实验 空感应炉(5 VODto SSVOD【1 (13吨VOD) 临界碳含量(%) 0.05≈0.15 0.04~0.06 0.010.03 0.012≈0.030 氧枪形式和搅拌条件直管氧枪，不吹氩直管氧枪，吹氩多透气砖，吹氩 拉瓦尔氧枪，吹缸 钢水温度（℃） 16001800 16501700 16001760 1710~1800 真空度（托） 10 10~20 1~14 所谓临界碳含量就是在一定温度下，脱碳速度与含碳量无关的高碳区和脱碳速度随含碳 量而降低的低碳区之间的交界碳含量[】。临界碳含量在一定程度上标志着精炼设备的脱碳 能力：临界碳含量低，说明精炼设备的脱碳能力强，临界碳含量高，说明精炼设备的脱碳能 力弱。从上表对照看出，在温度和真空度差别不大的条件下，20公斤真空感应炉的临界碳含 量最高，西德40吨VOD其次，本实验与强搅拌VOD所得临界碳含量最低。20公斤真空感 应炉的临界碳含量其所以高的原因是没有采用吹氩搅拌，CO气体缺少气相核心所造成，西 德40吨VOD的临界碳含量较高的原因是采用了搅拌能力较弱的水冷直管氧枪所致，强搅拌 VOD的临界碳含量其所以低是由于用多个透气砖加强吹氩搅拌所引起；本实验中所得临界 碳含量其所以也较低，主要是由于采用了水冷拉瓦尔氧枪。水冷拉瓦尔氧枪有利于脱碳的原 因是： (1)从氧枪出来的氧气射流速度为超音速（马赫数为3），具有较大的射流全压，造成 的液坑较深，因而氧气射流与钢液的接触面积较大， (2)超音速射流的搅拌能力较大，有利于加速碳、氧的扩 3(P气相 P选 散。 (3)超音速射流喷溅起大量钢珠，使其处于容易脱碳的状 态。为了说明这个问题，可看图4。以高铬钢水的脱碳为例，当 进行下述反应时： Cr,O,(固)+4〔C)=3(Cr)+4C0 (2) 在熔池内部，要产生CO气泡，必须克服气相压力P气，炉 渣压力P,钢液静压力P佩和表面张力9即： 图4CO气体所处的三 个部位 Pco≥P外=P气相+P漆+P钢+20 (3) 因此，熔池内部的脱碳条件最为不利，真空的作用不能全部发挥出来。 在钢液表面进行脱碳时，情况就不一样，这时不仅无渣钢压力，而且Y→∝， 20→0， 脱碳反应主要取决于P气相，因而可将(3)式写为： Pco≥P气桕 (3a) 真空度愈高(P气相愈小)，与气相接触的钢液表面越大，纲中碳含量应当愈低。因此，钢 液表面的脱碳反应容易达到平衡，真空的作用可以充分地发挥出来。 当钢液被氧气射流喷澱成钢液珠处于悬空状态时，情况就更不一样。这时钢珠表面的脱 32表 临界碳 含量 精 炼 设 备 日本 公 斤真 空 感 应 炉 〔 ” 西德 吨 〔 〕 日本 吨 本 实 验 吨 “ 界碳 含量 ‘ … 氧枪形 式和 搅拌条 件 直 管 氧枪 ， 不吹氢 直 管 氧枪 吹 氢 多透 气砖 ， 吹氢 拉瓦 尔氧枪 ， 吹氢 钢水温度 ℃ 真空度 托 所 谓 临界碳 含量 就 是在 一定 温度下 ， 脱碳速度与 含碳 量无 关的高碳 区和脱碳 速度随 含碳 量而降低的低碳 区之间 的交界碳 含量 。 临界碳 含量在一定 程度上标 志 着精炼设备 的脱碳 能 力 临 界碳 含量低 ， 说 明精炼设备的脱碳 能 力强 ， 临界碳 含量高 ， 说 明精炼设 备的脱碳能 力弱 。 从 上表对照 看 出 ， 在温度和真空度差别不大 的条件下 ， 公斤真空 感应炉 的临界碳 含 量最高 ， 西 德 吨 其 次 ， 本实验 与强搅拌 所 得临 界碳 含量最 低 。 公斤真空 感 应炉的临界碳 含量 其所 以 高的原 因是没有采 用 吹氢搅拌 ， 气体缺 少气相 核 心所 造成 西 德 吨 的临界碳 含量较高 的原 因是采 用 了搅拌能 力较 弱 的水冷直 管 氧枪所 致 ， 强搅拌 的临界碳 含量 其所 以 低 是 由于 用 多个 透气砖加 强 吹氢搅拌所 引起 本实验 中所得 临界 碳 含量 其所 以 也较低 ， 主 要是 由于采用 了水 冷拉瓦 尔氧枪 。 水冷拉瓦尔 氧枪有利 于脱碳 的原 因是 从氧枪 出来的 氧气射流速度为超音速 马赫数 为 ， 具有较大 的射 流全压 ， 造成 的液坑较 深 ， 因而 氧气射 流 与钢 液 的接触 面积 较大 ， 超 音速 射 流 的搅拌 能 力较大 ， 有利 于加速碳 、 氧 的扩 散 。 超音速射 流喷 溅 起 大 量钢 珠 ， 使 其处于容易 脱碳 的状 态 。 为 了说 明这 个问题 ， 可看 图 。 以 高铬钢水 的脱碳 为例 ， 当 进行下述反应 时 ‘ 固 〔 〕 〔 〕 在熔 池 内部 ， 要 产 生 气泡 ， 必须 克服 气相压 力 气 柳 ， 炉 飞只不下下又二飞 ⑦臀 厂芬不万丁下又牙犷 渣压 力” ， ， 钢 液静压 力” ， 和表面 张 力架 即 图 气体所处 的三 个部位 。 。 全 外 气相 ， ， 梦 因此 ， 熔 池 内部的脱碳 条件最 为不利 ， 真空 的作用不 能 全部发 挥 出来 。 在钢液表面进行脱碳 时 ， 情 况就不 一样 ， 这 时不仅无 渣钢压 力 ， 而且 丫 ， 脱碳反应主 要 取决 于 气相 ， 因而 可将 式 写 为 。 全 气扣 真空 度愈 高 气扣 愈 小 ， 与气相 接触 的钢液表 面越 大 ， 钢 中碳 含量应 当愈 低 。 液 表面 的脱碳反应 容易达 到平 衡 ， 真空 的作 用可 以 充分地发挥 出来 。 一 － ， 丫 因此 ， 钢 当钢液被氧气射 流喷溅成钢液珠处于悬 空 状 态时 ， 情 况就更不 一样 。 这 时钢 珠 表 面 的脱