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(gong)藝


 AOD爐(lu)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)工(gong)藝在高碳(tan)(tan)(tan)區可(ke)以采用(yong)純吹(chui)氧(yang)或高的(de)氧(yang)氮比(bi)進行脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)。AOD爐(lu)的(de)吹(chui)煉強度為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)工(gong)藝關鍵在于(yu)C<0.7%~0.08%的(de)區間，為(wei)了提高脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度，防止鉻的(de)大量(liang)(liang)氧(yang)化。必須(xu)隨著碳(tan)(tan)(tan)含量(liang)(liang)的(de)降低不斷降低氧(yang)氬(ya)比(bi)，以降低Pco。傳統的(de)AOD爐(lu)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)工(gong)藝采用(yong)的(de)是根據鋼中的(de)碳(tan)(tan)(tan)含量(liang)(liang)把氧(yang)氬(ya)比(bi)分成幾個階段進行的(de)。AOD爐(lu)的(de)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度介于(yu)VOD爐(lu)和復吹(chui)轉爐(lu)之(zhi)間。


3. AOD爐的還(huan)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(gong)藝


 不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)對熱(re)塑性、耐(nai)(nai)銹(xiu)性和耐(nai)(nai)蝕性都有明(ming)顯的(de)影(ying)響，AOD爐精(jing)煉(lian)后鋼中(zhong)的(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)含量(liang)(liang)一(yi)般已達到(dao)≤0.030%的(de)水平。采用雙渣(zha)法操作可使(shi)硫(liu)(liu)(liu)(liu)含量(liang)(liang)達到(dao)≤10ppm的(de)水平。AOD爐由于可以進行強攪拌操作，所以脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)比VOD爐容易(yi)，能夠(gou)達到(dao)更(geng)低的(de)含量(liang)(liang)。AOD爐脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)同爐渣(zha)堿度有很大(da)關系，此(ci)外，為了(le)強化(hua)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)，在(zai)精(jing)煉(lian)期向鋼渣(zha)中(zhong)添加鋁粉使(shi)鋼渣(zha)的(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和8%SiO2,對脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)更(geng)有效(xiao)，而(er)且脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)速度加快(kuai)。如前所述不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)不(bu)同碳(tan)含量(liang)(liang)的(de)條件(jian)下(xia)有三(san)個(ge)不(bu)同的(de)脫(tuo)碳(tan)機理，為了(le)使(shi)AOD爐吹(chui)煉(lian)脫(tuo)碳(tan)工(gong)藝(yi)更(geng)加靠近這些機理，日本光制鐵所開發(fa)了(le)新的(de)AOD爐脫(tuo)碳(tan)精(jing)煉(lian)工(gong)藝(yi)，見表3-2。


5. 頂(ding)吹AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)工(gong)藝


 目前約有一半的AOD爐(lu)采(cai)用了(le)(le)復(fu)吹(chui)(chui)轉爐(lu)的技(ji)術，碳(tan)含(han)量在≥0.4%的條件采(cai)用了(le)(le)頂(ding)吹(chui)(chui)工藝(yi)。主要(yao)效(xiao)果是鋼水升(sheng)溫速度從127℃/C%提高(gao)到(dao)195℃/C%,脫碳(tan)速度從0.055%/min提高(gao)到(dao)0.085%/min,CRE可達到(dao)90%.因此縮(suo)短冶煉10 min,Fe-Si消(xiao)耗減少(shao)了(le)(le)2~3kg。從70噸爐(lu)的試驗結果表明：頂(ding)吹(chui)(chui)氧＋底吹(chui)(chui)氧氬混合氣體(ti)的工藝(yi)最好(hao)，升(sheng)溫速度和(he)脫碳(tan)速度都(dou)達到(dao)了(le)(le)高(gao)水平，見表3-3。


 AOD-L頂(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)可以進(jin)(jin)行“軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)”和(he)“硬(ying)吹(chui)(chui)(chui)”操(cao)作(zuo)。用(yong)音(yin)速或亞音(yin)速氧(yang)(yang)(yang)(yang)槍進(jin)(jin)行軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)，其(qi)作(zuo)用(yong)是使(shi)大部分氧(yang)(yang)(yang)(yang)與CO燃(ran)(ran)燒生(sheng)成CO2,使(shi)發生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)量75%~90%傳輸到(dao)熔(rong)池(chi)以快速度(du)提高(gao)鋼(gang)水溫度(du)，加速脫(tuo)碳(tan)，減輕鉻(ge)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化。采用(yong)埋置在(zai)爐口耐火材料中的(de)(de)(de)風口供(gong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)方法進(jin)(jin)行軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)，投資最(zui)少，而且(qie)頂(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)100%用(yong)于二次(ci)燃(ran)(ran)燒。用(yong)軟(ruan)(ruan)吹(chui)(chui)(chui)操(cao)作(zuo)不用(yong)硬(ying)吹(chui)(chui)(chui)操(cao)作(zuo)使(shi)用(yong)亞音(yin)速LD型槍，基本上(shang)所有頂(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)都和(he)熔(rong)池(chi)反應(ying)以提高(gao)脫(tuo)碳(tan)速度(du)。硬(ying)吹(chui)(chui)(chui)操(cao)作(zuo)也可以吹(chui)(chui)(chui)入氧(yang)(yang)(yang)(yang)、氮混合氣體可以進(jin)(jin)一步減少吹(chui)(chui)(chui)煉時間(jian)。另外，在(zai)脫(tuo)碳(tan)后期或冶煉超低碳(tan)不銹鋼(gang)時可以防止空氣（氮）的(de)(de)(de)滲(shen)透并提高(gao)CRE。


6. 提高(gao)AOD爐襯(chen)壽命


  AOD爐襯(chen)是(shi)(shi)工(gong)藝中(zhong)(zhong)的一大問(wen)題(ti)，在(zai)(zai)(zai)AOD作業中(zhong)(zhong)爐襯(chen)侵蝕(shi)程度是(shi)(shi)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)期(qi)(qi)占30%、還原脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)期(qi)(qi)占60%、分(fen)析等(deng)待調(diao)整(zheng)成分(fen)期(qi)(qi)占10%.近年(nian)來(lai)通過AOD爐工(gong)藝措(cuo)施不(bu)斷提(ti)高爐襯(chen)壽命，例如(ru)韓國浦項鋼(gang)(gang)鐵公司90噸(dun)AOD爐襯(chen)壽命平均(jun)為240次(ci)，最高為270次(ci)，其具體做法是(shi)(shi)：①. 改善鋼(gang)(gang)水入(ru)(ru)爐條(tiao)件，即將(jiang)電爐鋼(gang)(gang)水中(zhong)(zhong)Si含量(liang)(liang)控制在(zai)(zai)(zai)低限，并減(jian)(jian)少(shao)電爐渣(zha)量(liang)(liang)，兌入(ru)(ru)AOD爐前應(ying)扒渣(zha)，同(tong)時電爐出鋼(gang)(gang)溫度應(ying)控制在(zai)(zai)(zai)1550℃;②. 控制AOD爐內溫度，特別是(shi)(shi)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)末(mo)期(qi)(qi)爐溫應(ying)保持在(zai)(zai)(zai)1720℃以(yi)下，以(yi)防(fang)止耐(nai)火(huo)材料熔損；③. 盡可能(neng)縮短(duan)冶煉時間，通過改善吹(chui)煉模(mo)型增大脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)效率縮短(duan)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)時間，另外要縮短(duan)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)時間，以(yi)減(jian)(jian)少(shao)耐(nai)火(huo)材料和液態渣(zha)的反應(ying)時間；④. 盡可能(neng)減(jian)(jian)少(shao)渣(zha)量(liang)(liang)，使用高質量(liang)(liang)石(shi)灰（CaO≥92%),減(jian)(jian)少(shao)石(shi)灰加(jia)入(ru)(ru)量(liang)(liang)，改善吹(chui)煉模(mo)型，減(jian)(jian)少(shao)金屬氧化；⑤. 加(jia)入(ru)(ru)白云(yun)石(shi)造渣(zha)，在(zai)(zai)(zai)吹(chui)煉初期(qi)(qi)加(jia)入(ru)(ru)MgO,在(zai)(zai)(zai)渣(zha)中(zhong)(zhong)含量(liang)(liang)應(ying)控制在(zai)(zai)(zai)6%~10%。