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(xiu)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爐基本操(cao)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。外管為不銹鋼管(guan)，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爐脫碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)在高碳(tan)(tan)區可(ke)以采用(yong)純吹(chui)氧(yang)或(huo)高的氧(yang)氮比(bi)進行(xing)脫碳(tan)(tan)。AOD爐的吹(chui)煉強(qiang)度為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐脫碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)關鍵在于(yu)C<0.7%~0.08%的區間(jian)，為(wei)了提高脫碳(tan)(tan)速度，防止(zhi)鉻(ge)的大量氧(yang)化。必須隨著碳(tan)(tan)含(han)量的降低不(bu)斷降低氧(yang)氬(ya)比(bi)，以降低Pco。傳統(tong)的AOD爐脫碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)采用(yong)的是根據鋼中的碳(tan)(tan)含(han)量把氧(yang)氬(ya)比(bi)分成(cheng)幾個階段(duan)進行(xing)的。AOD爐的脫碳(tan)(tan)速度介于(yu)VOD爐和復吹(chui)轉爐之(zhi)間(jian)。

3. AOD爐的還原工(gong)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(de)脫硫工藝

 不(bu)銹鋼中的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)對熱(re)塑性、耐(nai)銹性和(he)(he)耐(nai)蝕性都有(you)明顯的(de)(de)影響，AOD爐精(jing)煉后鋼中的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)含量一(yi)般(ban)已達(da)到(dao)≤0.030%的(de)(de)水平(ping)(ping)。采用雙渣(zha)(zha)法操作(zuo)可使硫(liu)(liu)(liu)(liu)含量達(da)到(dao)≤10ppm的(de)(de)水平(ping)(ping)。AOD爐由于可以進(jin)行強攪拌(ban)操作(zuo)，所(suo)(suo)以脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)比VOD爐容易，能夠達(da)到(dao)更(geng)低的(de)(de)含量。AOD爐脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)同爐渣(zha)(zha)堿度有(you)很大關系，此外，為(wei)(wei)了(le)強化脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)，在(zai)精(jing)煉期向鋼渣(zha)(zha)中添(tian)加(jia)(jia)鋁(lv)粉(fen)使鋼渣(zha)(zha)的(de)(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和(he)(he)8%SiO2,對脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)更(geng)有(you)效(xiao)，而且脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)速度加(jia)(jia)快。如前所(suo)(suo)述不(bu)銹鋼在(zai)不(bu)同碳(tan)(tan)含量的(de)(de)條(tiao)件下(xia)有(you)三個不(bu)同的(de)(de)脫(tuo)碳(tan)(tan)機(ji)理(li)，為(wei)(wei)了(le)使AOD爐吹煉脫(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)更(geng)加(jia)(jia)靠近這些機(ji)理(li)，日(ri)本(ben)光制鐵(tie)所(suo)(suo)開(kai)發了(le)新的(de)(de)AOD爐脫(tuo)碳(tan)(tan)精(jing)煉工(gong)藝(yi)，見表3-2。

5. 頂吹AOD爐(lu)脫碳(tan)工(gong)藝(yi)

 目前(qian)約有一(yi)半的AOD爐采(cai)用了復吹(chui)轉爐的技(ji)術，碳含量在(zai)≥0.4%的條件(jian)采(cai)用了頂吹(chui)工藝。主(zhu)要(yao)效果(guo)是鋼水升溫速度(du)(du)從127℃/C%提(ti)高到(dao)(dao)195℃/C%,脫碳速度(du)(du)從0.055%/min提(ti)高到(dao)(dao)0.085%/min,CRE可達到(dao)(dao)90%.因此(ci)縮(suo)短冶煉(lian)10 min,Fe-Si消耗減少了2~3kg。從70噸(dun)爐的試驗結果(guo)表(biao)明：頂吹(chui)氧＋底吹(chui)氧氬混合氣體的工藝最好，升溫速度(du)(du)和脫碳速度(du)(du)都達到(dao)(dao)了高水平，見表(biao)3-3。

 AOD-L頂(ding)吹(chui)(chui)可(ke)以(yi)(yi)進行(xing)“軟吹(chui)(chui)”和(he)“硬(ying)吹(chui)(chui)”操作。用(yong)(yong)音速(su)(su)或亞音速(su)(su)氧(yang)槍(qiang)進行(xing)軟吹(chui)(chui)，其作用(yong)(yong)是使(shi)大部分(fen)氧(yang)與(yu)CO燃(ran)燒(shao)生成CO2,使(shi)發生的(de)(de)熱量75%~90%傳輸到熔池(chi)以(yi)(yi)快速(su)(su)度(du)提高(gao)(gao)鋼(gang)水溫(wen)度(du)，加速(su)(su)脫(tuo)碳，減輕(qing)鉻的(de)(de)氧(yang)化(hua)。采用(yong)(yong)埋置(zhi)在爐口(kou)耐火材料中(zhong)的(de)(de)風口(kou)供(gong)氧(yang)的(de)(de)方法進行(xing)軟吹(chui)(chui)，投資(zi)最少，而且頂(ding)吹(chui)(chui)氧(yang)100%用(yong)(yong)于(yu)二次燃(ran)燒(shao)。用(yong)(yong)軟吹(chui)(chui)操作不用(yong)(yong)硬(ying)吹(chui)(chui)操作使(shi)用(yong)(yong)亞音速(su)(su)LD型槍(qiang)，基(ji)本上所有頂(ding)吹(chui)(chui)氧(yang)都和(he)熔池(chi)反應以(yi)(yi)提高(gao)(gao)脫(tuo)碳速(su)(su)度(du)。硬(ying)吹(chui)(chui)操作也可(ke)以(yi)(yi)吹(chui)(chui)入(ru)氧(yang)、氮混合氣體(ti)可(ke)以(yi)(yi)進一步減少吹(chui)(chui)煉時間。另(ling)外，在脫(tuo)碳后期或冶(ye)煉超低碳不銹鋼(gang)時可(ke)以(yi)(yi)防止(zhi)空(kong)氣（氮）的(de)(de)滲(shen)透并提高(gao)(gao)CRE。

6. 提高AOD爐(lu)襯壽(shou)命

  AOD爐(lu)襯(chen)是(shi)工藝(yi)中的一大(da)問題，在(zai)AOD作業中爐(lu)襯(chen)侵蝕程度是(shi)脫碳期(qi)(qi)占(zhan)30%、還原脫硫期(qi)(qi)占(zhan)60%、分析(xi)等待調整成(cheng)分期(qi)(qi)占(zhan)10%.近年來通過AOD爐(lu)工藝(yi)措施不斷(duan)提高爐(lu)襯(chen)壽命(ming)，例如韓國(guo)浦(pu)項(xiang)鋼鐵公司90噸AOD爐(lu)襯(chen)壽命(ming)平均為240次，最高為270次，其具體做法是(shi)：①. 改(gai)善(shan)鋼水(shui)入(ru)爐(lu)條件，即將電爐(lu)鋼水(shui)中Si含量控制在(zai)低限，并減(jian)少電爐(lu)渣(zha)量，兌入(ru)AOD爐(lu)前(qian)應扒渣(zha)，同時(shi)電爐(lu)出鋼溫(wen)度應控制在(zai)1550℃;②. 控制AOD爐(lu)內溫(wen)度，特別是(shi)脫碳末期(qi)(qi)爐(lu)溫(wen)應保持在(zai)1720℃以下，以防止耐火材(cai)(cai)料熔損；③. 盡可能(neng)縮(suo)短(duan)(duan)冶煉(lian)(lian)(lian)時(shi)間，通過改(gai)善(shan)吹(chui)煉(lian)(lian)(lian)模型增大(da)脫碳效率縮(suo)短(duan)(duan)脫碳時(shi)間，另外要(yao)縮(suo)短(duan)(duan)脫硫時(shi)間，以減(jian)少耐火材(cai)(cai)料和液態渣(zha)的反應時(shi)間；④. 盡可能(neng)減(jian)少渣(zha)量，使用高質(zhi)量石灰（CaO≥92%),減(jian)少石灰加入(ru)量，改(gai)善(shan)吹(chui)煉(lian)(lian)(lian)模型，減(jian)少金屬氧化；⑤. 加入(ru)白云石造渣(zha)，在(zai)吹(chui)煉(lian)(lian)(lian)初期(qi)(qi)加入(ru)MgO,在(zai)渣(zha)中含量應控制在(zai)6%~10%。