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(lian)不銹鋼(gang)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(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(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳工(gong)(gong)藝(yi)在高碳區(qu)(qu)可以(yi)采(cai)(cai)用純吹氧(yang)或高的(de)(de)(de)氧(yang)氮比(bi)(bi)進(jin)(jin)行脫(tuo)(tuo)碳。AOD爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)吹煉強度為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳工(gong)(gong)藝(yi)關鍵在于C<0.7%~0.08%的(de)(de)(de)區(qu)(qu)間，為(wei)了提(ti)高脫(tuo)(tuo)碳速度，防止鉻的(de)(de)(de)大量(liang)氧(yang)化。必須隨著碳含(han)量(liang)的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)(di)不斷(duan)降(jiang)低(di)(di)氧(yang)氬比(bi)(bi)，以(yi)降(jiang)低(di)(di)Pco。傳統的(de)(de)(de)AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳工(gong)(gong)藝(yi)采(cai)(cai)用的(de)(de)(de)是根據鋼中的(de)(de)(de)碳含(han)量(liang)把氧(yang)氬比(bi)(bi)分成幾(ji)個階段(duan)進(jin)(jin)行的(de)(de)(de)。AOD爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)碳速度介(jie)于VOD爐(lu)(lu)和復吹轉爐(lu)(lu)之間。
3. AOD爐的還原工藝(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(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)硫對(dui)熱塑性、耐銹性和耐蝕性都有(you)明(ming)顯(xian)的(de)(de)影響，AOD爐精煉(lian)后(hou)鋼(gang)中的(de)(de)硫含(han)量(liang)一般已達到≤0.030%的(de)(de)水平(ping)。采用(yong)雙渣(zha)(zha)法操(cao)(cao)作可使硫含(han)量(liang)達到≤10ppm的(de)(de)水平(ping)。AOD爐由(you)于可以進行(xing)強(qiang)(qiang)攪(jiao)拌(ban)操(cao)(cao)作，所以脫(tuo)(tuo)硫比(bi)VOD爐容易，能夠達到更(geng)低的(de)(de)含(han)量(liang)。AOD爐脫(tuo)(tuo)硫同爐渣(zha)(zha)堿(jian)度(du)有(you)很(hen)大(da)關系(xi)，此外，為(wei)了(le)(le)強(qiang)(qiang)化(hua)脫(tuo)(tuo)硫，在(zai)精煉(lian)期(qi)向鋼(gang)渣(zha)(zha)中添加(jia)鋁粉(fen)使鋼(gang)渣(zha)(zha)的(de)(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和8%SiO2,對(dui)脫(tuo)(tuo)硫更(geng)有(you)效(xiao)，而且脫(tuo)(tuo)硫速(su)度(du)加(jia)快。如前所述不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)不(bu)(bu)(bu)同碳含(han)量(liang)的(de)(de)條件下有(you)三個不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)脫(tuo)(tuo)碳機理，為(wei)了(le)(le)使AOD爐吹煉(lian)脫(tuo)(tuo)碳工藝更(geng)加(jia)靠近這些機理，日本光制鐵所開發(fa)了(le)(le)新的(de)(de)AOD爐脫(tuo)(tuo)碳精煉(lian)工藝，見表3-2。
5. 頂吹AOD爐脫碳工藝
目前約有一半的(de)(de)AOD爐采用了復(fu)吹轉(zhuan)爐的(de)(de)技(ji)術，碳含量在≥0.4%的(de)(de)條件(jian)采用了頂吹工藝(yi)。主要效果(guo)是鋼水升(sheng)溫速(su)度從127℃/C%提(ti)高到(dao)195℃/C%,脫碳速(su)度從0.055%/min提(ti)高到(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2~3kg。從70噸爐的(de)(de)試驗結果(guo)表(biao)明：頂吹氧(yang)(yang)＋底吹氧(yang)(yang)氬混合氣體的(de)(de)工藝(yi)最好，升(sheng)溫速(su)度和脫碳速(su)度都達到(dao)了高水平，見表(biao)3-3。
AOD-L頂吹(chui)可(ke)以進(jin)行(xing)“軟吹(chui)”和“硬(ying)吹(chui)”操作(zuo)(zuo)。用(yong)(yong)音速(su)或(huo)亞(ya)音速(su)氧槍進(jin)行(xing)軟吹(chui)，其作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)是使大部分(fen)氧與CO燃(ran)燒(shao)生成CO2,使發生的熱量75%~90%傳輸到熔池以快(kuai)速(su)度提(ti)高(gao)鋼(gang)水溫度，加速(su)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)，減(jian)輕鉻(ge)的氧化。采用(yong)(yong)埋置(zhi)在爐口耐火材(cai)料中的風(feng)口供氧的方法進(jin)行(xing)軟吹(chui)，投資最少，而且(qie)頂吹(chui)氧100%用(yong)(yong)于二次燃(ran)燒(shao)。用(yong)(yong)軟吹(chui)操作(zuo)(zuo)不用(yong)(yong)硬(ying)吹(chui)操作(zuo)(zuo)使用(yong)(yong)亞(ya)音速(su)LD型槍，基(ji)本(ben)上所有頂吹(chui)氧都(dou)和熔池反(fan)應(ying)以提(ti)高(gao)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)速(su)度。硬(ying)吹(chui)操作(zuo)(zuo)也可(ke)以吹(chui)入氧、氮(dan)混(hun)合氣體可(ke)以進(jin)一步減(jian)少吹(chui)煉(lian)時(shi)間。另(ling)外，在脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)后期或(huo)冶(ye)煉(lian)超(chao)低(di)碳(tan)(tan)(tan)不銹鋼(gang)時(shi)可(ke)以防(fang)止(zhi)空氣（氮(dan)）的滲透(tou)并(bing)提(ti)高(gao)CRE。
6. 提高AOD爐襯(chen)壽命
AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)是(shi)工藝中的一大問題，在(zai)(zai)AOD作業(ye)中爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)侵蝕程度是(shi)脫碳期(qi)(qi)占30%、還原脫硫期(qi)(qi)占60%、分(fen)析等待調整(zheng)成分(fen)期(qi)(qi)占10%.近年來通過AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)工藝措(cuo)施不斷(duan)提高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)壽(shou)命，例(li)如韓國浦項鋼鐵公司90噸AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)壽(shou)命平(ping)均為(wei)240次，最(zui)高(gao)為(wei)270次，其具體做(zuo)法是(shi)：①. 改善鋼水入(ru)(ru)爐(lu)(lu)(lu)(lu)條(tiao)件，即將電爐(lu)(lu)(lu)(lu)鋼水中Si含量(liang)控(kong)制(zhi)在(zai)(zai)低限，并減少電爐(lu)(lu)(lu)(lu)渣(zha)量(liang)，兌入(ru)(ru)AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)前應(ying)扒渣(zha)，同時(shi)電爐(lu)(lu)(lu)(lu)出鋼溫度應(ying)控(kong)制(zhi)在(zai)(zai)1550℃;②. 控(kong)制(zhi)AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)內溫度，特(te)別(bie)是(shi)脫碳末期(qi)(qi)爐(lu)(lu)(lu)(lu)溫應(ying)保持在(zai)(zai)1720℃以(yi)(yi)下，以(yi)(yi)防止耐(nai)火(huo)材料熔(rong)損；③. 盡(jin)可能(neng)縮(suo)短(duan)冶煉時(shi)間，通過改善吹煉模型增大脫碳效率縮(suo)短(duan)脫碳時(shi)間，另外(wai)要縮(suo)短(duan)脫硫時(shi)間，以(yi)(yi)減少耐(nai)火(huo)材料和液態渣(zha)的反(fan)應(ying)時(shi)間；④. 盡(jin)可能(neng)減少渣(zha)量(liang)，使(shi)用高(gao)質量(liang)石(shi)灰(hui)（CaO≥92%),減少石(shi)灰(hui)加(jia)入(ru)(ru)量(liang)，改善吹煉模型，減少金屬氧化；⑤. 加(jia)入(ru)(ru)白(bai)云石(shi)造(zao)渣(zha)，在(zai)(zai)吹煉初(chu)期(qi)(qi)加(jia)入(ru)(ru)MgO,在(zai)(zai)渣(zha)中含量(liang)應(ying)控(kong)制(zhi)在(zai)(zai)6%~10%。
