2.2.1國外真空感應技術的發展
真空感應爐大約始於1920年，用於熔煉鎳鉻合金。直到第二次世界大戰，由於真空技術的進步，使真空感應爐熔煉才開始真正發展起來。二戰期間，歐美等國家已達到了實用化程度，並取得了飛速發展，日本也相繼採用。這種方法多用於熔煉耐熱鋼、軸承鋼、純鐵、鐵鎳合金、不鏽鋼等多種金屬材料，這一真空熔煉工藝使材料的斷裂強度、高溫韌性、耐氧化性等指標都得到了明顯改善。
真空感應爐一般用無鐵芯型的感應圈，設置在爐體內的稱內熱型；感應圈設在真空爐體外的稱外熱型。外熱型爐主要用於小型爐，容量為0.5-3kg，電源多數用高頻發生器。內熱型爐，小型爐亦可用，但主要用在大型爐。1956年真空感應爐的容量已達到1.0-1.5t和2.3t。1962年達到5.4t，用於製作真空電弧爐電極。這種爐子熔煉效果好，活性金屬消耗少，成分容易控制。
由於大型真空抽氣設備（如增壓泵）的出現，真空感應爐也逐步向大型化方向發展。以美國為例，1969年真空感應爐的容量已達到27t的規模，滿足了各種金屬材料工業化生產的要求。西歐各國家也在20世紀60年代，將爐子向大型化發展並不斷改進，可在冶煉過程中不破壞真空，在裝料、鑄模準備及澆鑄操作等過程，實現連續或半連續的真空感應熔煉，自動控制操作可提高冶煉速度和效果。近年來，美、日等國家在所用的坩堝耐火材料表面上噴塗一層內襯，大大提高了坩堝的使用壽命，減少了對熔鍊金屬的汙染。
國外真空感應爐晶閘管變頻電源的功率已達10MW以上，頻率150-500Hz。爐子的功率越大，電源的頻率越低。在電控方面，較大容量的爐子均採用PLC控制。這種控制方式已經非常成熟，要實現PLC控制，需要有可靠的傳感元件，使用很多真空元器件及各種接近開關、磁性元件。將真空度、液壓缸、氣缸、卷揚機的位置信號，澆注轉臺的轉動角度信號等聯接至PLC，把分散的擴展單元與中央控制器相連接，達到控制的目的。
真空冶金的特點是爐料與大氣隔絕，所以能熔煉在高溫下易與氧、氮等氣體化合或對 其汙染的金屬。真空感應熔煉在高溫合金、精密合金、高強度鋼、超高強度鋼等生產中得到廣泛應用，對現代航空、航天技術的發展有重要貢獻。還用於有特殊耐蝕和強度性能要求的不鏽鋼、軟磁材料、導熱材料和其他特殊合金。概況起來說，隨著技術的發展，真空冶金主要用於熔煉含有易氧化燒損元素的材料，對氮、氫、氧等氣體敏感的材料、高蒸氣壓元素作為有害雜質而在常壓下難以去除的材料、潔淨度要求極高的材料以及組織要求非常均勻緻密的材料等。
國外高水平真空感應熔煉工藝，可將元素Al、Ti的波動範圍控制在±0.10%以內，B的波動範圍控制在±0.010%以內；由於真空感應爐內，冶煉空間氧、氫等氣體的分壓很低，溶解在鋼液中的氣體會自動從鋼液中逸出並被抽出爐外去除，因而，降低了鋼中氣體含量。國外高水平真空感應熔煉技術，可將氧含量控制在3ppm以下，氮含量控制在5ppm以下，氫含量控制在1ppm以下。
近年來，在真空冶金技術的數值模擬以及從工藝設備角度控制產品質量方面，都得到了較大的發展。例如，隨著計算機技術的不斷發展，計算水平得到迅速提高，科研工作者從技術本身機理出發，建立了大量的數學模型，用於描述真空冶金工藝過程中的各種物理場及其可能存在的複雜化學反應，深入理解相應的工藝過程，試圖找到更好地控制冶金反應過程的途徑。
根據生產和經濟性要求，真空感應熔煉可以進行不同程度的擴展，在與其他澆注系統組合，有很強的適應性，從而擴展了真空感應爐的功能，實現了一機多用，提高了綜合經濟效益。真空感應熔煉可以分為以下幾種典型類型：
1）VIM-VCC（Vacuum Induct ion Mel ting with Vertical Cont inuous Casting）真空感應熔煉帶垂直連續鑄造；
2）VI M-HMC/VMC（Vacuum I nduct i on Mel t i ng wi t h Hor i zont al or Ver t i cal Mol d Chamber）真空感應熔煉帶分離的水平或垂直鑄模室；
3）VIM-HCC（Vacuum I nduc t i on Mel t i ng wi t h Horizont al Continuous Casting）真空感應熔煉帶水平連續鑄造；
4）VI M-I C（Vac uum I nduc t i on Mel t i ng wi t h Investment Casting）真空熔模鑄造；
5）VI M-FC（Vacuum I nduct i on Mel t ing with Fl ake Cast ing）真空感應熔煉帶薄片鑄造；
6）V I D（V a c u u m Induct ion Degassing）真空感應脫氣；
7）V I D P（V a c u u m I nduc t i on Degas s i ng and Pouring）真空感應脫氣和澆注。
新型真空感應熔煉VIDP具有熔化、精煉、合金化、脫氣和澆注的功能，又稱為真空感應脫氣澆注爐。其熔煉室體積比同等容量常規爐小，縮短了抽真空時間和熔煉周期。小體積的熔煉室有利於溫度和壓力的控制、回收易揮發元素以及準確控制合金成分。對於有些材料，如耐熱鋼、耐蝕鋼等特殊鋼，僅需要在真空下保溫、脫氣（也可精煉），而不必在真空下澆注，由此設計出了一種鐘罩式真空脫氣爐VID（Vacuum Induction Degassing）。
VID不強求在真空下加入鋼液，運行真空度在13.3Pa-133.3Pa（1-10-1 torr）範圍內。這種形式的爐子體積小，對一定用途而言，其技術經濟性好，無須體積龐大的LF/VD 型脫氣爐。VID代表了一種靈活機動的小容量爐子的二次冶金的概念。
2.2.2我國真空感應爐熔煉技術的發展
1）設備結構和功能多樣化。
我國在引進消化吸收國外真空感應爐設備先進技術的基礎上，也研製了多種類型的真空感應爐，包括立式單室真空感應爐、立式雙室真空感應爐、帶有流槽室的真空感應爐、錠模室升降式真空感應爐、帶有底吹系統的真空感應爐、雙門帶坩堝旋轉式真空感應爐、側門旋轉軸式真空感應爐。熔煉室和鑄錠室相分離，實現連鑄的鑄錠功能。
東北大學也於2004年開發成功了200kg的多功能真空感應精煉爐，具有真空下頂吹氧、底吹惰性氣體（Ar、N2）、噴粉、造渣和合金化等功能，可以實現超純鐵素體不鏽鋼、超純IF鋼、電工鋼等特殊鋼的冶煉。
2）設備大型化。
早期，我國的真空感應爐都比較小，大多數為200kg，其餘的爐子容量在350-1300kg之間，多數是進口的。1978年撫鋼從德國引進了一臺3t/6t大型真空感應爐。另一臺為4.5t/6t，於1997年初投產。撫順特殊鋼有限責任公司於2004年引進了一臺德國ALD公司製造的6t/12t真空感應爐，寶鋼特鋼也引進了12t的真空感應爐。2016年撫鋼從德國引進了20t的大型真空感應爐，目前正計劃引進1臺30t真空感應爐。
近幾年，我國多家民營鋼鐵企業引進了多臺6t大型真空感應爐。另外，國產真空感應爐大型化也取得進展。目前，已能設計製造13t以下的設備，2015年投產了1臺13t的真空感應爐，目前太鋼又投產了1臺6t的國產真空感應爐。
3）裝備和工藝技術的進步。
（1）電磁攪拌和惰性氣體攪拌
感應爐冶煉本身已存在較強烈的攪拌作用，加上電磁攪拌後，氣體上升到熔液界面大量析出，對於材料的脫氣有很好的效果。但必須注意的是，要選擇合適的攪拌功率，避免對爐襯的過度衝擊。
在氣體攪拌時，惰性氣體通過注入坩堝底部的錐型多孔塞進入熔池。當惰性氣體穿過熔融金屬時，氣泡體積和表面積增大，靠近金屬液面時，體積明顯膨脹，使氣體和金屬間有更高的比表面進行交換反應，縮短了熔液表面的更換周期，並改善了整個熔池的均勻性。同時，還使細小的氧化物聚集，夾雜物漂浮到熔融金屬表面，達到淨化材料的效果。
（2）熔煉電源
早期的感應爐電源都是電動機-發電機變頻機組。到1970年後，真空感應爐大多配置可控矽靜止變頻電源。經過40多年的發展，可控矽靜止變頻電源技術已經非常成熟。在整個冶煉周期中，功率從1%-100%的平滑調節，使操作極其靈活、準確、無波動；變頻電源的頻率在一定範圍內是變化的，能自動跟蹤適應爐料的變化，無需大電流接觸器來開關電容器，調節爐子的功率因數；效率高，三相對稱電網負荷，工作狀態非常優越。
（3）PLC控制
可編程序控制技術，使得真空熔煉設備的自動化和半自動化運行成為可能。設備嚴格按用戶設置的程序運行，工藝技術條件得以嚴格控制，可重複性強。對設備運行和工藝過程實施高度控制。例如，真空機組的開關、監測，真空閥門的開閉、聯鎖、切換，故障的識別、報警，預防誤操作等都由PLC控制。
（4）計算機輔助系統的應用
根據實踐所積累的豐富經驗數據，編製成計算機軟體，計算機通過對實測的溫度與軟體給定的工藝曲線進行比較，調整電源功率輸出，從而控制鋼液的溫度，防止精煉期熔液的溫度過熱和過低，實現經濟運行。熔池的實際溫度是通過掃描式光學高溫計連續測定。在測量過程中，熔池表面的渣子、添加合金元素、光學玻璃的汙染等原因，都會影響被測數據的準確性，計算機將自動進行修正。
精煉後期，取樣分析後一般要調整合金成分。在中間分析的基礎上，按合金成分的要求，補加合金元素的數量由計算機計算決定，並由印表機記錄存檔。
（5）中間包冶金技術的應用
為了更好地去除鋼中夾雜物，提高鋼水潔淨度，添加可實現加熱、保溫功能濾渣去夾雜物中間包系統。中間包設有擋牆和擋壩，有利於夾雜物的上浮，鋼水經擋渣、過濾後注入錠模，減少了渣子和夾雜物進入鋼錠，對提高鋼材質量有極大的作用。