不銹鋼的冶煉工藝有兩種方法：一種是20紀70年代初開發的二步法，即EAF+AOD或VOD法，另一種是20世紀80年代開發的三步法，即EAF+轉爐（MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法。這兩種方法各具特點。二步法主要是EAF+AOD多在專業化不銹鋼生產廠采用，冶煉不銹鋼鋼種基本不受限制（除C+N≤250ppm),與連鑄匹配比較容易，投資和生產成本較低。


1. AOD爐(lu)基本(ben)操作工藝


 AOD爐外形與轉爐相似，爐襯采用多種規格和品種的堿性耐火材料（如鎂鈣磚、鉻鎂磚等），在AOD側底部安有兩支或多支雙層自耗式噴槍，噴槍內管為銅管，吹人不同比例的氧氬（氮）混合氣體進行脫碳。外管為不銹(xiu)鋼管，從內管和外管之間的縫隙中吹入氬氣或氮氣，壓縮空氣作為冷卻氣。AOD工藝實質是二步法煉鋼工藝，首先爐料（包括廢鋼和鐵合金）在電弧爐或感應爐中熔化，鎳、鉻、錳一般按規格中下限配入，按照爐料最低成本要求，碳一般在0.5%~3.0%之間變化，大部分鋼廠在1.5%~2.0%,爐料熔化后就可進行還原，當電爐鋼水溫度約1550℃時經過扒渣后倒人AOD爐進行脫碳。入爐鋼水的碳含量一般在1.5%~2.0%,經過三期脫碳達到0.03%的要求。第一期氧氬（氮）比為3:1脫碳到0.25%,第二期1:1脫碳到0.10%,第三期3:1~4:1到終點碳。終點溫度在1710~1730℃進行還原精煉。


2. AOD爐脫碳工藝


 AOD爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)工(gong)藝(yi)在高碳(tan)區(qu)可以(yi)采用(yong)(yong)純吹氧(yang)(yang)(yang)或高的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)氮比(bi)(bi)進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)碳(tan)。AOD爐的(de)(de)吹煉強(qiang)度為0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)工(gong)藝(yi)關鍵在于(yu)C<0.7%~0.08%的(de)(de)區(qu)間，為了提高脫(tuo)(tuo)碳(tan)速度，防止鉻的(de)(de)大量氧(yang)(yang)(yang)化。必須隨著碳(tan)含(han)量的(de)(de)降(jiang)低(di)(di)不斷降(jiang)低(di)(di)氧(yang)(yang)(yang)氬(ya)比(bi)(bi)，以(yi)降(jiang)低(di)(di)Pco。傳(chuan)統的(de)(de)AOD爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)工(gong)藝(yi)采用(yong)(yong)的(de)(de)是根據鋼中(zhong)的(de)(de)碳(tan)含(han)量把(ba)氧(yang)(yang)(yang)氬(ya)比(bi)(bi)分成幾個階段進(jin)行(xing)的(de)(de)。AOD爐的(de)(de)脫(tuo)(tuo)碳(tan)速度介于(yu)VOD爐和復吹轉爐之間。


3. AOD爐(lu)的(de)還原工藝(yi)


  脫碳終點時AOD爐一般有2%的Cr氧化，VOD爐約有1%的Cr氧化，鋼中的氧含量。約分別為700 ppm和200 ppm.為了還原渣中的Cr2O3并對鋼水脫氧，一般是向鋼中加入Fe-Si進行還原。Fe-Si的添加量AOD爐一般在8~12kg/t,硅脫氧后要進行純吹氬約6分鐘，以利于夾雜物上浮。AOD爐采用Fe-Si和鋁脫氧可使鋼中的氧含量降至50~80 ppm和30~50 ppm。


 為了還原渣中的Cr2O3,應控制鋼中的硅含量和鋼渣的堿度。為使AOD爐鉻的回收率達到98.5%.鋼中含Si量應控制在0.5%左右，鋼渣堿度應控制在2.0左右。為了控制鋼渣堿度，石灰應分階段加入，兌鋼前加入15kg/t和9kg/t的MgO,脫碳工期中加入22kg/t,終點后加22kg/t.為了充分化渣，脫碳終點時應加入12%石灰量的CaF2。


4. AOD爐的脫硫工藝


 不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)對(dui)熱塑性(xing)、耐銹(xiu)性(xing)和(he)耐蝕性(xing)都有(you)明(ming)顯的(de)(de)(de)影(ying)響，AOD爐(lu)(lu)精煉后鋼中(zhong)的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)含量一般已達(da)到≤0.030%的(de)(de)(de)水平。采用雙渣(zha)(zha)法操作可(ke)使(shi)硫(liu)(liu)含量達(da)到≤10ppm的(de)(de)(de)水平。AOD爐(lu)(lu)由于可(ke)以(yi)進行強攪(jiao)拌操作，所以(yi)脫(tuo)硫(liu)(liu)比VOD爐(lu)(lu)容易，能夠達(da)到更(geng)低(di)的(de)(de)(de)含量。AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)硫(liu)(liu)同(tong)爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)堿度有(you)很大關系(xi)，此(ci)外(wai)，為了(le)強化脫(tuo)硫(liu)(liu)，在(zai)精煉期(qi)向鋼渣(zha)(zha)中(zhong)添(tian)加(jia)鋁粉使(shi)鋼渣(zha)(zha)的(de)(de)(de)組成接近(jin)60%CaO、32%AbO3和(he)8%SiO2,對(dui)脫(tuo)硫(liu)(liu)更(geng)有(you)效，而(er)且(qie)脫(tuo)硫(liu)(liu)速度加(jia)快。如(ru)前所述不銹(xiu)鋼在(zai)不同(tong)碳(tan)含量的(de)(de)(de)條件下有(you)三個不同(tong)的(de)(de)(de)脫(tuo)碳(tan)機理，為了(le)使(shi)AOD爐(lu)(lu)吹煉脫(tuo)碳(tan)工(gong)(gong)藝更(geng)加(jia)靠近(jin)這些機理，日本光(guang)制鐵所開發(fa)了(le)新的(de)(de)(de)AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)精煉工(gong)(gong)藝，見表3-2。


5. 頂吹AOD爐脫碳工藝


 目前約有一半的(de)AOD爐(lu)采用了(le)(le)復(fu)吹轉爐(lu)的(de)技(ji)術(shu)，碳(tan)(tan)含量在≥0.4%的(de)條件采用了(le)(le)頂吹工藝(yi)。主(zhu)要效果是(shi)鋼水(shui)升溫速(su)度從127℃/C%提高到(dao)(dao)(dao)195℃/C%,脫碳(tan)(tan)速(su)度從0.055%/min提高到(dao)(dao)(dao)0.085%/min,CRE可達(da)到(dao)(dao)(dao)90%.因此縮短(duan)冶煉(lian)10 min,Fe-Si消耗減(jian)少了(le)(le)2~3kg。從70噸爐(lu)的(de)試(shi)驗(yan)結果表(biao)明(ming)：頂吹氧(yang)＋底吹氧(yang)氬混合(he)氣體的(de)工藝(yi)最好，升溫速(su)度和脫碳(tan)(tan)速(su)度都達(da)到(dao)(dao)(dao)了(le)(le)高水(shui)平，見(jian)表(biao)3-3。


 AOD-L頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)可(ke)以進行(xing)“軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)”和(he)“硬吹(chui)(chui)(chui)”操作(zuo)。用(yong)(yong)音速(su)(su)(su)或亞音速(su)(su)(su)氧(yang)(yang)(yang)(yang)槍進行(xing)軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)，其作(zuo)用(yong)(yong)是(shi)使大部分氧(yang)(yang)(yang)(yang)與CO燃燒生成(cheng)CO2,使發生的熱量(liang)75%~90%傳輸(shu)到(dao)熔池以快速(su)(su)(su)度(du)提(ti)高鋼水(shui)溫度(du)，加速(su)(su)(su)脫碳，減輕鉻(ge)的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)。采(cai)用(yong)(yong)埋置在爐口(kou)耐火(huo)材料中的風口(kou)供氧(yang)(yang)(yang)(yang)的方法(fa)進行(xing)軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)，投資最少，而且頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)100%用(yong)(yong)于二(er)次燃燒。用(yong)(yong)軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)操作(zuo)不(bu)用(yong)(yong)硬吹(chui)(chui)(chui)操作(zuo)使用(yong)(yong)亞音速(su)(su)(su)LD型槍，基(ji)本(ben)上所有頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)都和(he)熔池反應以提(ti)高脫碳速(su)(su)(su)度(du)。硬吹(chui)(chui)(chui)操作(zuo)也可(ke)以吹(chui)(chui)(chui)入氧(yang)(yang)(yang)(yang)、氮(dan)混合(he)氣體可(ke)以進一步(bu)減少吹(chui)(chui)(chui)煉(lian)(lian)時(shi)間。另外(wai)，在脫碳后期或冶煉(lian)(lian)超低碳不(bu)銹鋼時(shi)可(ke)以防止(zhi)空氣（氮(dan)）的滲透并提(ti)高CRE。


6. 提高(gao)AOD爐(lu)襯壽命


  AOD爐(lu)(lu)襯(chen)是工藝中(zhong)的一大(da)問(wen)題，在AOD作業中(zhong)爐(lu)(lu)襯(chen)侵(qin)蝕程度(du)是脫(tuo)(tuo)碳(tan)期(qi)占30%、還原脫(tuo)(tuo)硫(liu)期(qi)占60%、分析等待(dai)調整(zheng)成(cheng)分期(qi)占10%.近年來通過(guo)AOD爐(lu)(lu)工藝措施不斷提高(gao)(gao)爐(lu)(lu)襯(chen)壽(shou)命，例如(ru)韓國浦項鋼鐵公司90噸AOD爐(lu)(lu)襯(chen)壽(shou)命平均為(wei)240次，最高(gao)(gao)為(wei)270次，其具體做法是：①. 改善(shan)鋼水入(ru)爐(lu)(lu)條件(jian)，即(ji)將電爐(lu)(lu)鋼水中(zhong)Si含(han)量(liang)(liang)(liang)控(kong)(kong)制在低限(xian)，并減少(shao)電爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)量(liang)(liang)(liang)，兌入(ru)AOD爐(lu)(lu)前(qian)應(ying)扒渣(zha)(zha)，同時(shi)(shi)電爐(lu)(lu)出鋼溫(wen)度(du)應(ying)控(kong)(kong)制在1550℃;②. 控(kong)(kong)制AOD爐(lu)(lu)內(nei)溫(wen)度(du)，特別(bie)是脫(tuo)(tuo)碳(tan)末期(qi)爐(lu)(lu)溫(wen)應(ying)保持在1720℃以(yi)下，以(yi)防止耐火(huo)材料(liao)(liao)熔損；③. 盡可(ke)能縮短冶(ye)煉時(shi)(shi)間(jian)，通過(guo)改善(shan)吹煉模型(xing)增大(da)脫(tuo)(tuo)碳(tan)效(xiao)率縮短脫(tuo)(tuo)碳(tan)時(shi)(shi)間(jian)，另外要縮短脫(tuo)(tuo)硫(liu)時(shi)(shi)間(jian)，以(yi)減少(shao)耐火(huo)材料(liao)(liao)和液(ye)態渣(zha)(zha)的反應(ying)時(shi)(shi)間(jian)；④. 盡可(ke)能減少(shao)渣(zha)(zha)量(liang)(liang)(liang)，使用高(gao)(gao)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)石灰（CaO≥92%),減少(shao)石灰加入(ru)量(liang)(liang)(liang)，改善(shan)吹煉模型(xing)，減少(shao)金屬氧化；⑤. 加入(ru)白云石造渣(zha)(zha)，在吹煉初期(qi)加入(ru)MgO,在渣(zha)(zha)中(zhong)含(han)量(liang)(liang)(liang)應(ying)控(kong)(kong)制在6%~10%。