随着对钢材纯净度的日益提高，要求真空处理的钢种逐渐增多，真空精炼技术的应用将更加普遍；炉外处理设备将实现“多功能化”，一台钢水精炼设备中将渣洗、精炼、真空冶金、搅拌与喷粉工艺以及加热控温功能全部组合起来，实现多功能精炼，从而满足超纯净钢生产的需求。 多功能真空感应炉是一台集常规真空冶炼、顶吹氧、底吹搅拌、喂丝、喷粉等功能于一身的多功能真空熔炼试验装置，该装置是一种不仅可进行钢种试验还可进行工艺试验的多功能试验装置。 本课题以某厂200kg多功能真空感应炉生产工艺为研究背景，根据过程热力学和动力学的相关知识，利用质量平衡和热量平衡的计算，对真空感应炉工艺及真空感应炉模拟VOD工艺操作，并对感应炉熔池中各种问题，如：过程速率方程，在高、低碳含量下，各种物质的反应速率，体系的质量衡算和热量衡算，氧在各元素间的分配率，活度系数，各反应的平衡常数的选择，碳在钢液内的传质系数的确定和反应表面积的估算等问题的仔细研究，建立了吹氧量模型、底吹搅拌模型、钢水碳含量预报模型、钢水温度预报模型、真空造渣及合金化预报数学模型。该模型使用Visual Basic 6.0作为软件开发工具，Microsoft Access 2003数据库系统进行数据的输入、输出和存储，编制出了应用软件。 模型的简单介绍如下： 在建立吹氧量模型过程中，主要是考虑C、Si、Mn、Cr、Fe氧化所消耗的氧气量，同时也考虑了CO二次氧化。 在建立底吹搅拌模型过程中，主要考虑了氩气在出口附件因温度升高引起的膨胀功和氩气在钢水中上升途中因静压力变化引起的膨胀功产生搅拌功，其有以下几个影响因素：真空室压力、钢水静压力、氩气出口压力、钢液温度、氩气出口温度。 在建立碳含量预报模型过程中，是根据冲击坑气液界面氧化反应造成的钢液中碳含量变化来完成的。 在建立温度预报模型过程中，将整个坩埚体系作为一个系统研究多功能真空感应炉能量平衡关系，分析出影响该多功能真空感应炉钢液温度的主要因素为：感应加热功率、元素氧化放热、初始温度、炉衬散热、炉口辐射、合金及渣料吸放热量、氩气吹入量八个主要因素。 本模型可根据钢水的初始成分和钢种冶炼的目标成分，可以给出比较准确的氧气吹入量、合金和渣料的加入量，有利于控制成分，从而节省氧气、合金和渣料的加入量，节约开支。因此该模型的实现对现场应用具有一定的指导意义和应用价值。