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(xiu)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爐基(ji)本操作工藝
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(bu)銹鋼(gang)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(lu)脫碳工藝(yi)
AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳工藝(yi)(yi)在高(gao)碳區可以采用(yong)(yong)純吹氧(yang)或高(gao)的(de)氧(yang)氮(dan)比進行脫(tuo)碳。AOD爐(lu)(lu)的(de)吹煉(lian)強度(du)為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳工藝(yi)(yi)關鍵在于(yu)(yu)C<0.7%~0.08%的(de)區間，為(wei)了提高(gao)脫(tuo)碳速度(du)，防止(zhi)鉻的(de)大量(liang)氧(yang)化。必須隨著(zhu)碳含量(liang)的(de)降(jiang)(jiang)低(di)不斷降(jiang)(jiang)低(di)氧(yang)氬比，以降(jiang)(jiang)低(di)Pco。傳統的(de)AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳工藝(yi)(yi)采用(yong)(yong)的(de)是根據鋼中的(de)碳含量(liang)把氧(yang)氬比分成(cheng)幾(ji)個階段進行的(de)。AOD爐(lu)(lu)的(de)脫(tuo)碳速度(du)介于(yu)(yu)VOD爐(lu)(lu)和復吹轉爐(lu)(lu)之間。
3. AOD爐的還(huan)原工(gong)藝
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(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)對熱塑性(xing)、耐銹性(xing)和(he)耐蝕性(xing)都有明顯的(de)(de)(de)影響，AOD爐精(jing)煉后鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)含量一般(ban)已(yi)達(da)到≤0.030%的(de)(de)(de)水(shui)平。采用(yong)雙渣(zha)法操(cao)作可使(shi)硫(liu)(liu)(liu)含量達(da)到≤10ppm的(de)(de)(de)水(shui)平。AOD爐由于可以(yi)進行強攪拌操(cao)作，所以(yi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)比VOD爐容易，能夠達(da)到更(geng)(geng)低的(de)(de)(de)含量。AOD爐脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)同(tong)爐渣(zha)堿度有很大關系，此外，為了(le)(le)強化脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)，在精(jing)煉期向(xiang)鋼(gang)(gang)渣(zha)中(zhong)添加鋁粉使(shi)鋼(gang)(gang)渣(zha)的(de)(de)(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和(he)8%SiO2,對脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)更(geng)(geng)有效，而且脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)速度加快。如前所述不(bu)銹鋼(gang)(gang)在不(bu)同(tong)碳(tan)(tan)含量的(de)(de)(de)條件下(xia)有三個不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)機理，為了(le)(le)使(shi)AOD爐吹煉脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝更(geng)(geng)加靠(kao)近這(zhe)些機理，日本光(guang)制鐵所開發了(le)(le)新的(de)(de)(de)AOD爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)精(jing)煉工藝，見表3-2。
5. 頂吹AOD爐脫碳工(gong)藝(yi)
目(mu)前約有一半的AOD爐采用(yong)了(le)復吹轉爐的技(ji)術，碳(tan)含量(liang)在≥0.4%的條件采用(yong)了(le)頂(ding)吹工藝。主要效果(guo)是鋼水升溫(wen)速(su)(su)度(du)從(cong)(cong)127℃/C%提(ti)高(gao)到(dao)195℃/C%,脫(tuo)碳(tan)速(su)(su)度(du)從(cong)(cong)0.055%/min提(ti)高(gao)到(dao)0.085%/min,CRE可達到(dao)90%.因此縮短冶煉10 min,Fe-Si消耗減少了(le)2~3kg。從(cong)(cong)70噸(dun)爐的試驗結果(guo)表明：頂(ding)吹氧(yang)(yang)＋底吹氧(yang)(yang)氬(ya)混合氣體的工藝最好，升溫(wen)速(su)(su)度(du)和脫(tuo)碳(tan)速(su)(su)度(du)都(dou)達到(dao)了(le)高(gao)水平，見表3-3。
AOD-L頂(ding)吹(chui)可以(yi)進(jin)(jin)行(xing)“軟吹(chui)”和“硬(ying)吹(chui)”操作(zuo)。用(yong)音(yin)速(su)或亞音(yin)速(su)氧(yang)槍進(jin)(jin)行(xing)軟吹(chui)，其(qi)作(zuo)用(yong)是使(shi)大部分氧(yang)與(yu)CO燃(ran)(ran)燒生成CO2,使(shi)發生的(de)熱量75%~90%傳輸(shu)到熔池以(yi)快速(su)度(du)提(ti)高鋼(gang)水溫度(du)，加(jia)速(su)脫(tuo)碳，減輕鉻(ge)的(de)氧(yang)化。采用(yong)埋置在爐口(kou)耐(nai)火(huo)材料(liao)中的(de)風口(kou)供氧(yang)的(de)方法進(jin)(jin)行(xing)軟吹(chui)，投(tou)資最少，而(er)且頂(ding)吹(chui)氧(yang)100%用(yong)于二次燃(ran)(ran)燒。用(yong)軟吹(chui)操作(zuo)不(bu)(bu)用(yong)硬(ying)吹(chui)操作(zuo)使(shi)用(yong)亞音(yin)速(su)LD型槍，基本上所(suo)有頂(ding)吹(chui)氧(yang)都和熔池反應以(yi)提(ti)高脫(tuo)碳速(su)度(du)。硬(ying)吹(chui)操作(zuo)也可以(yi)吹(chui)入氧(yang)、氮(dan)混(hun)合氣體可以(yi)進(jin)(jin)一步減少吹(chui)煉時間(jian)。另外，在脫(tuo)碳后期或冶煉超低碳不(bu)(bu)銹鋼(gang)時可以(yi)防止(zhi)空氣（氮(dan)）的(de)滲透并(bing)提(ti)高CRE。
6. 提(ti)高AOD爐襯(chen)壽命(ming)
AOD爐(lu)襯(chen)(chen)是工藝中(zhong)(zhong)的一大問題，在(zai)AOD作業中(zhong)(zhong)爐(lu)襯(chen)(chen)侵蝕程度(du)是脫(tuo)碳(tan)期(qi)占(zhan)30%、還原脫(tuo)硫期(qi)占(zhan)60%、分析等待調(diao)整(zheng)成分期(qi)占(zhan)10%.近年(nian)來通過AOD爐(lu)工藝措施不(bu)斷(duan)提高(gao)爐(lu)襯(chen)(chen)壽(shou)命(ming)，例如韓國浦項鋼(gang)鐵公司90噸(dun)AOD爐(lu)襯(chen)(chen)壽(shou)命(ming)平均為(wei)240次(ci)，最高(gao)為(wei)270次(ci)，其具體做法是：①. 改善鋼(gang)水入爐(lu)條件，即將(jiang)電(dian)爐(lu)鋼(gang)水中(zhong)(zhong)Si含量(liang)控制(zhi)在(zai)低限，并減少(shao)電(dian)爐(lu)渣(zha)量(liang)，兌入AOD爐(lu)前應(ying)(ying)扒渣(zha)，同時(shi)(shi)電(dian)爐(lu)出鋼(gang)溫度(du)應(ying)(ying)控制(zhi)在(zai)1550℃;②. 控制(zhi)AOD爐(lu)內溫度(du)，特別(bie)是脫(tuo)碳(tan)末期(qi)爐(lu)溫應(ying)(ying)保持在(zai)1720℃以(yi)下，以(yi)防止耐火(huo)材(cai)料(liao)熔損(sun)；③. 盡可能縮(suo)短(duan)(duan)冶煉時(shi)(shi)間，通過改善吹煉模(mo)(mo)型增(zeng)大脫(tuo)碳(tan)效率(lv)縮(suo)短(duan)(duan)脫(tuo)碳(tan)時(shi)(shi)間，另外要縮(suo)短(duan)(duan)脫(tuo)硫時(shi)(shi)間，以(yi)減少(shao)耐火(huo)材(cai)料(liao)和液態渣(zha)的反(fan)應(ying)(ying)時(shi)(shi)間；④. 盡可能減少(shao)渣(zha)量(liang)，使用高(gao)質量(liang)石灰(hui)（CaO≥92%),減少(shao)石灰(hui)加入量(liang)，改善吹煉模(mo)(mo)型，減少(shao)金屬氧化；⑤. 加入白云(yun)石造渣(zha)，在(zai)吹煉初(chu)期(qi)加入MgO,在(zai)渣(zha)中(zhong)(zhong)含量(liang)應(ying)(ying)控制(zhi)在(zai)6%~10%。
