Этот принцип положен в основу так называемого вакуумкислородного обезуглероживания. Применительно к установкам циркуляционного вакуумирования процесс обезуглероживания ускоряется при введении кислорода для продувки или обдувки металла непосредственно в камере циркуляции. Процесс получил название RH-OB_2,.
Получение очень низких концентраций углерода особенно важно для ряда марок высокохромистой (например, коррозионностойкой) стали, а также некоторых марок специальных сталей и сплавов. Операция обезуглероживания высокохромистых сталей в обычных условиях затрудняется тем, что одновременно с углеродом окисляется хром и образуются оксиды хрома. Для получения низкоуглеродистой высокохромистой стали требуется значительный перегрев металла (рис. 19.11). При обработке вакуумом равновесие реакции сдвигается вправо, поскольку уменьшается рсо и хром не только не окисляется, но и восстанавливается из шлака.

(Сг2О3) + 3[С] = 2[Сr] + ЗСО_Г, для которой K = [Cr]² p3CO / (Cr_2,O3) [C]³ и [Cr]² = K (Cr₂O3) [C]³ / p3_CO

Таким образом, в вакууме можно получить низкие концентрации углерода без заметных потерь хрома; при этом одновременно с обезуглероживанием протекают процессы удаления из ванны газов и неметаллических включений, т. е. при вакуумировании стали, содержащей углерод, обеспечиваются благоприятные условия для восстановления хрома.

Рис. 19.11. Диаграмма С—О для стали с 18 % Сr и 10% Ni:1 — линия, характеризующая стехиометрическое соотношение углерода и кислорода в реакции С + ½ CO2 = СО; 2—5 — зависимости между содержанием углерода и кислорода (2 — 1800 ºС, 101 кПа; 3— 1600 ºС, 101 кПа; 4- 1600 ºС, 13,3кПа; 5-1600 ºС, 6,65 кПа); штриховые линии характеризуют равновесие реакции окисления хрома при различных температурах

При обработке высокохромистого расплава следует учитывать, что при относительно низких температурах и атмосферном давлении не углерод, а хром определяет окисленность металла, и если требуется окисление углерода, то количества кислорода, содержащегося в высокохромистом металле, может оказаться недостаточно для окисления углерода.На диаграмме, показывающей соотношение количества углерода и кислорода для плавки металла с18%Сn и 10% с учетом влияния давления СО и температуры, нанесены линии, характеризующие равновесные условия окисления хрома при разных температурах; нанесены также равновесные кривые обезуглероживания для нелегированной стали при 1600 и 1800 °С и давлениях от 0,1 МПа(1атм) до 0,1 кПа(50ммрт.ст.).
Штрихпунктирная линия, пересекающая диаграмму, характеризует стехиометрическое соотношение масс углерода и кислорода, взаимодействующих по реакции С + ½О2 = СО. Исходя из этой диаграммы, для получения легированной стали, содержащей 0,1% С, температура ванны должна быть 1810 ºС. При этом содержание растворенного кислорода составляет 0,12%. При снижении равновесного давления СО соответственно до 0,1 кПа (значение, реально достигаемое на практике) содержание углерода уменьшается в направлении, параллельном штрихпунктирной линии стехиометрического соотношения С + ½ О2 до - 0,03 % С. Если температура расплава составляет 1650 °С, то содержание кислорода (при 0,1% С) определяется равновесной кривой окисления хрома. По диаграмме это соответствует содержанию растворенного кислорода 0,035 %. При таком количестве кислорода содержание углерода в процессе вакуумирования может быть снижено лишь до 0,08 %.
Таким образом, для получения более низких содержаний углерода при вакуумировании необходимо либо повышение температуры (при этом содержание углерода должно быть снижено хотя бы до 0,1 %, чтобы было достаточное количество кислорода), либо снабжение металла кислородом (введение руды или газообразного кислорода). Второй путь предпочтительнее. Поскольку реакция обезуглероживания идет преимущественно на границе раздела фаз, желательно обеспечить хорошее перемешивание ванны. Чаще всего для этой цели используют способ продувки металла инертным газом через пористую пробку в днище ковша. На рис. 19.12 (см. на цветной вклейке) показан один из вариантов конструкции установки вакуум-кислородного обезуглероживания. Установка оснащена транспортной системой подачи легирующих материалов от бункеров в ковш через вакуумный затвор.