VOD裝置的七個主要部分：(1)鋼包、(2)真空罐、(3)底吹氬系統(tǒng)、(4)氧槍系統(tǒng)、(5)真空系統(tǒng)、(6)測溫取樣系統(tǒng)、(7)加料系統(tǒng)。VOD爐是以將在初期吹煉爐中將鋼液成分調(diào)整適合以后(除C和Si)，將其放入精煉鋼包里面，只講將精煉鋼包轉(zhuǎn)到真空罐里讓其靜置。當(dāng)真空罐里面的壓力達到理想的數(shù)值時，開始進行吹氧脫碳，并由透氣磚吹入氫氣以達到攪拌的效果。

　　1、VOD爐襯工作條件

　　VOD爐是必須與鋼包同時配合使用的裝置，所以鋼包成為了VOD爐不可或缺的裝置。進而鋼包內(nèi)的耐火裝質(zhì)量就關(guān)系著整個VOD精煉過程是都能夠順利進行。采用了VOD方法之后，鋼包的任務(wù)明顯加重，所以耐火磚的侵蝕也會更加劇烈，劉國平等人概括了精煉鋼包的工作條件：

　　1)堿性熔渣對精煉鋼包有侵蝕性，并且自身堿度變化范圍大：

　　LF爐在精煉時以石灰、電石和螢石為原料制成的合成渣為精煉渣。腐蝕性很強的CaF和CaAlO3又會形成液態(tài)熔渣，所以爐渣的成分會有很大改變：堿度會在0.6-4，最強時為0.3，強酸性的爐渣流動性很強、溫度很高，對渣線部分不斷進行侵蝕和沖刷;在氧化初期，從頂部進行吹氧去除碳，這個期間大約占整個精煉周期的80%，而且這個時期爐渣堿度很小，酸性渣對耐火磚有著嚴(yán)重的沖刷和侵蝕，直接影響了耐火磚的使用壽命。

　　2)高真空度：

　　在VOD法時會應(yīng)用達到133.3Pa左右的強真空度，會使耐火磚的一些成分揮發(fā)，此時酸性熔渣伴隨著鋼水就會侵蝕到耐火磚里面，是耐火磚的住址進一步惡化。

　　3)鋼包內(nèi)的吹氣攪拌很強：

　　為了將吹入的氧氣和碳反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳以及鋼包內(nèi)的雜質(zhì)氣體排除，在精煉時必須吹入高壓得氬氣以達到降低一氧化碳分壓的目的，鋼水會因此而沸騰，使渣線部位的耐火磚受到強烈沖刷。

　　4)要求保溫時間太長：

　　整個精煉和冷卻后再加熱的時間達到四個半小時左右，爐子內(nèi)襯的溫度會因此而升高。也會使耐火磚受到更嚴(yán)重的侵蝕和滲透。

　　5)間歇式的操作導(dǎo)致熱震效果很強：

　　冶煉時爐襯會經(jīng)過驟冷驟熱的改變，使?fàn)t料因為炸裂和熱剝落導(dǎo)致?lián)p壞。

　　6)高溫：

　　應(yīng)用埋弧加熱的操作使得渣線部分的耐火磚比其他部分溫度要高很多，熔渣的流動性、酸性熔渣對耐火磚的侵蝕以及高溫的操作都是會給耐火磚帶來巨大的破壞。因為采用了埋弧加熱方式具有不穩(wěn)定性，有時會造成鋼包側(cè)壁出現(xiàn)“過熱點”。

　　由于以上原因?qū)︿摪突鸫u的使用性能提出了更高的目標(biāo)。

　　2、VOD爐襯用耐火材料

　　起初VOD使用鎂鉻質(zhì)耐火材料作為內(nèi)襯，可是鉻的污染性太強，使得人們不得不放棄它，而選擇白云石質(zhì)、鎂鈣質(zhì)材料作為替代，近年來也有將鋯質(zhì)耐火材料作為鋼包底部材料的。

　　最近，日本已經(jīng)以不定型耐火材料為主的方式替代了原先的以耐火磚為主修建鋼包內(nèi)襯，諸如半鋯英石質(zhì)、高鋁質(zhì)等澆注料的效果非常好;而在英國則采用再渣線部位以鎂炭磚做鋪墊，側(cè)壁應(yīng)用浙青和白玉石相結(jié)合的炭磚;美國一般采用白云石結(jié)合樹脂的耐火磚和水泥進行澆注;法國以鎂鉻質(zhì)作為渣線部分材料，以白云石質(zhì)制品作為側(cè)壁的方式進行砌筑;我們國家在以我過所應(yīng)有廣泛資源的菱鎂礦、石墨為基礎(chǔ)的前提下開發(fā)出以鎂炭磚作為渣線部分材料，鋁尖晶石炭磚、鋁鎂炭磚作為其他部分的砌筑材料的方式，而且使用起來非常好。從長遠來看，雖然不定型鋼包內(nèi)襯需要進一步的努力研究，耐火磚材料制品的前景還是很好的。優(yōu)質(zhì)的堿性耐火材料將使以后的必然發(fā)展方向。

　　鎂鉻磚

　　3、VOD鋼包內(nèi)襯耐火材料的選擇

　　只有具備以下兩種特性的耐火材料才能作為VOD爐的內(nèi)襯使用：1)能抵抗高溫爐渣的侵蝕;2)在驟冷驟熱的環(huán)境下能有出色的抵抗剝落能力?，F(xiàn)在，VOD爐所采用的耐火材料一般為鎂白云石磚和鎂鉻磚。

　　1、鎂白云石磚

　　MgO是鎂白云石耐火磚的主要成分，當(dāng)雜質(zhì)元素低于1.5%時它的高溫強度會很好。日本和一些歐洲國家所設(shè)計生產(chǎn)的鎂白云石磚的氧化鎂成分變化在60%到90%浮動，但氧化鎂和氧化鈣的總和卻達到98%左右。鎂白云石耐火磚比鎂鉻磚有著更為突出的耐熱震強度，因為耐火磚中的氧化鈣能與熔渣形成熔點非常高的新相，繼而耐火磚受到的侵蝕也就會減弱，內(nèi)火內(nèi)襯里的氧化鈣能是潤濕角變大，加強了耐火磚抵抗鋼液侵蝕的能力。

　　2、鎂鉻磚

　　VOD爐主要使用在高溫時具有很強的抗侵蝕能力的鎂鉻磚作為鋼包內(nèi)襯，在日本，主要以不同合成方式和不同組成方式的綜合修筑方法。一般戒指結(jié)合的耐火磚主要在除了渣線部分應(yīng)用，半再結(jié)合磚則在渣線部位應(yīng)用。一般AOD和VOD所應(yīng)用的耐火磚使用共同燒結(jié)鎂鉻磚，因為它的抗熱剝落和抗結(jié)構(gòu)破裂能力。其成分應(yīng)控制在SiO2<1.5%、Fe2O3<6%、Cr2O3>21%和CaO<1.0%的范圍內(nèi)。Fe2O3、CaO和SiO2含量一定要再這個范圍之內(nèi)。

　　4、 使用MgO-CaO系的耐火材料的VOD爐

　　在V0D的精煉鋼包內(nèi)襯上使用的是系的耐火材料或者MgO-Cr2O3系的耐火材料，在底部使用MgO--CaO系的耐火材料或者MgO--Cr2O3系的耐火材料之外也有使用高鋁質(zhì)的耐火材料，最近也有使用含有鋯的耐火材料。在V0D爐內(nèi)襯上使用MgO-CaO系的耐火材料能夠使鋼水凈化，而且還能脫磷。相關(guān)研究顯示，當(dāng)MgO的含量達到3050%的時候，其脫硫率最高。在精煉的過程中，因為白云石中含有CaO，其進行脫硫，使得鋼水中硫轉(zhuǎn)移到高硫含量氧勢低的粘度較低的爐渣中去。

　　鎂鈣磚

　　為了減少低粘度渣的侵蝕從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脫落的情況，日本研發(fā)出了低透氣的白云石磚，通過改變磚的結(jié)構(gòu)，還有改變粒度的組合，能夠使磚的孔徑分布合理，所以使得開口氣孔和閉口氣孔之間的連通性大大降低，使得白云石磚具有透氣性能低，對熔渣浸透有很好的抑制效果。這樣的磚的耐侵蝕的性能、本身的強度、抗?fàn)t渣滲透的能力等高溫性能都有很大的提升，其損壞的速度也減緩了許多，這樣就延長了VOD爐的使用壽命。

　　在德國，40-60t的爐襯，包壁和包底上都采用了MO-Cr2O3磚砌成，其余的都是使用白云石磚，在永久襯和工作襯之間，打開一個夾層，這樣就能保證包襯的密封性能，使得使用壽命是35次。在日本川崎爐材公司，在70tVOD的爐側(cè)壁上采用燒成的鎂白云石磚，在包底處采用燒成的鎂鉻磚，由于受鋼水沖刷的部位損毀較為嚴(yán)重，所以就要求全襯都改用砌筑不燒的鎂白云石碳磚，其蝕損的速度是5.6mm/次，這樣就比原來燒成的鎂鉻磚蝕損速度1214mm/次降低了5060%，也使得壽命能夠提升一倍以上。在上海的浦東鋼鐵公司，30tVOD精煉鋼包，采用的都是進口的鎂白云石磚，使其最高的包齡是19次，其平均的包齡為16次，噸鋼耐火材料的消耗是85元左右。

　　5、VOD爐鎂鈣磚的侵蝕機理

　　在冶煉過程中，第一階段是還原期，高鈣鎂鈣材料中含有約56%CaO，爐渣與之反應(yīng)性較低;第二階段是高堿度的脫硫期，LWB公司的高鈣鎂鈣爐襯特別適應(yīng)高堿度渣要求。因此，相對來說所以高鈣鎂鈣耐火材料在VOD爐內(nèi)使用壽命很好。VOD工藝將顯著的熱應(yīng)力、機械應(yīng)力和化學(xué)應(yīng)力施加于內(nèi)襯上，這些損毀機理相互影響，所以實現(xiàn)全部工藝的最佳化不是一件容易的事。鎂鈣磚在使用過程中同時承受諸多化學(xué)介質(zhì)和機械作用力的侵蝕作用，導(dǎo)致磚體開裂、變形，直至磚體脫落。VOD包襯的多次用后分析觀察發(fā)現(xiàn)渣線部分耐火材料因受熱化學(xué)應(yīng)力和熱機械應(yīng)力作用而嚴(yán)重剝蝕。侵蝕性硅酸鹽渣的化合物在高溫(往往超過1750℃)和低壓(1200毫巴)下證實是有害的。

　　VOD爐襯材料的侵蝕介質(zhì)主要成份為MgO、SiO2、CaOAl2O3、Fe2O3等，源于爐渣中的石灰、鐵渣等，作用于VOD爐中上部的渣線部位，其主要進行如下的反應(yīng)：

　　以上反應(yīng)產(chǎn)物2CaO·SiO2、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3、CaO·Al2O3·2SiO2和3CaO·SiO2熔點各為2130℃、1600℃、1780℃、1557℃和2160℃;3CaO·Al2O3熔點1535℃;12CaO-7Al2O3熔點1365℃所以爐渣中的Al2O3對磚體的危害最大，它與磚體中的氧化鈣反應(yīng)生成的產(chǎn)物熔點過低會造成磚體的解體。