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(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(tuo)碳工藝
AOD爐脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)(yi)在高碳(tan)(tan)區可以(yi)采(cai)(cai)用(yong)純吹(chui)(chui)氧(yang)或(huo)高的氧(yang)氮比(bi)進(jin)行脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)。AOD爐的吹(chui)(chui)煉(lian)強度(du)(du)為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)(yi)關(guan)鍵在于C<0.7%~0.08%的區間，為(wei)了提高脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速(su)度(du)(du)，防止鉻的大量氧(yang)化(hua)。必須(xu)隨著碳(tan)(tan)含(han)量的降(jiang)低不斷降(jiang)低氧(yang)氬比(bi)，以(yi)降(jiang)低Pco。傳統的AOD爐脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)(yi)采(cai)(cai)用(yong)的是根據鋼中的碳(tan)(tan)含(han)量把氧(yang)氬比(bi)分成幾個階段進(jin)行的。AOD爐的脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速(su)度(du)(du)介于VOD爐和復吹(chui)(chui)轉爐之間。
3. AOD爐(lu)的還原工(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(lu)的(de)脫硫工藝
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)硫(liu)(liu)(liu)對熱塑性(xing)、耐銹(xiu)性(xing)和(he)耐蝕性(xing)都有明(ming)顯的(de)影響，AOD爐精(jing)煉后鋼(gang)中的(de)硫(liu)(liu)(liu)含量(liang)一(yi)般(ban)已達到≤0.030%的(de)水平(ping)。采(cai)用雙(shuang)渣法操作可使(shi)硫(liu)(liu)(liu)含量(liang)達到≤10ppm的(de)水平(ping)。AOD爐由于可以進行強攪拌操作，所以脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)比VOD爐容易，能夠達到更低(di)的(de)含量(liang)。AOD爐脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)同爐渣堿度(du)有很大關系(xi)，此外(wai)，為了強化脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)，在精(jing)煉期向鋼(gang)渣中添加鋁粉使(shi)鋼(gang)渣的(de)組成(cheng)接(jie)近60%CaO、32%AbO3和(he)8%SiO2,對脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)更有效，而且脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)速(su)度(du)加快(kuai)。如(ru)前所述不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在不(bu)同碳(tan)含量(liang)的(de)條件下有三個不(bu)同的(de)脫(tuo)(tuo)碳(tan)機理(li)，為了使(shi)AOD爐吹煉脫(tuo)(tuo)碳(tan)工藝更加靠近這些機理(li)，日本光制鐵所開發(fa)了新的(de)AOD爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)精(jing)煉工藝，見表3-2。
5. 頂吹AOD爐脫碳工藝
目前約(yue)有(you)一半(ban)的AOD爐采(cai)用(yong)(yong)了(le)復吹轉(zhuan)爐的技術，碳(tan)含量在≥0.4%的條件采(cai)用(yong)(yong)了(le)頂吹工藝。主要效果是鋼水(shui)升(sheng)(sheng)溫(wen)速(su)度從(cong)127℃/C%提(ti)高到(dao)195℃/C%,脫碳(tan)速(su)度從(cong)0.055%/min提(ti)高到(dao)0.085%/min,CRE可達到(dao)90%.因此縮(suo)短(duan)冶煉10 min,Fe-Si消耗減少了(le)2~3kg。從(cong)70噸(dun)爐的試驗結果表明：頂吹氧＋底吹氧氬混合氣體(ti)的工藝最好，升(sheng)(sheng)溫(wen)速(su)度和脫碳(tan)速(su)度都達到(dao)了(le)高水(shui)平，見表3-3。
AOD-L頂吹(chui)(chui)可(ke)以(yi)(yi)進(jin)行(xing)“軟吹(chui)(chui)”和“硬(ying)吹(chui)(chui)”操(cao)作(zuo)。用(yong)音速(su)(su)或亞音速(su)(su)氧(yang)(yang)槍進(jin)行(xing)軟吹(chui)(chui)，其(qi)作(zuo)用(yong)是(shi)使(shi)(shi)(shi)大部(bu)分氧(yang)(yang)與CO燃燒生成CO2,使(shi)(shi)(shi)發(fa)生的熱量(liang)75%~90%傳(chuan)輸(shu)到熔池以(yi)(yi)快速(su)(su)度(du)提(ti)(ti)高鋼水(shui)溫度(du)，加(jia)速(su)(su)脫碳，減輕鉻的氧(yang)(yang)化。采用(yong)埋置(zhi)在爐口耐火材(cai)料(liao)中的風口供氧(yang)(yang)的方法進(jin)行(xing)軟吹(chui)(chui)，投(tou)資最少(shao)，而(er)且頂吹(chui)(chui)氧(yang)(yang)100%用(yong)于二次(ci)燃燒。用(yong)軟吹(chui)(chui)操(cao)作(zuo)不用(yong)硬(ying)吹(chui)(chui)操(cao)作(zuo)使(shi)(shi)(shi)用(yong)亞音速(su)(su)LD型(xing)槍，基本(ben)上所有(you)頂吹(chui)(chui)氧(yang)(yang)都和熔池反應(ying)以(yi)(yi)提(ti)(ti)高脫碳速(su)(su)度(du)。硬(ying)吹(chui)(chui)操(cao)作(zuo)也可(ke)以(yi)(yi)吹(chui)(chui)入氧(yang)(yang)、氮混合氣(qi)體可(ke)以(yi)(yi)進(jin)一步減少(shao)吹(chui)(chui)煉(lian)(lian)時間。另外(wai)，在脫碳后期或冶(ye)煉(lian)(lian)超低(di)碳不銹鋼時可(ke)以(yi)(yi)防止空(kong)氣(qi)（氮）的滲(shen)透并提(ti)(ti)高CRE。
6. 提高AOD爐襯壽命
AOD爐襯(chen)是(shi)(shi)工(gong)(gong)藝中的(de)一大問題，在(zai)(zai)(zai)AOD作業中爐襯(chen)侵(qin)蝕程度是(shi)(shi)脫(tuo)(tuo)碳(tan)期占30%、還原脫(tuo)(tuo)硫(liu)期占60%、分析(xi)等待(dai)調整(zheng)成分期占10%.近年來通過AOD爐工(gong)(gong)藝措(cuo)施不斷提高(gao)爐襯(chen)壽命，例如韓國浦項(xiang)鋼(gang)鐵(tie)公司90噸(dun)AOD爐襯(chen)壽命平(ping)均為240次，最高(gao)為270次，其具體做法是(shi)(shi)：①. 改善鋼(gang)水入爐條件(jian)，即將電爐鋼(gang)水中Si含(han)量(liang)控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)低限(xian)，并減(jian)(jian)少(shao)電爐渣(zha)量(liang)，兌入AOD爐前應(ying)扒(ba)渣(zha)，同(tong)時電爐出鋼(gang)溫(wen)度應(ying)控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)1550℃;②. 控制(zhi)(zhi)AOD爐內溫(wen)度，特(te)別是(shi)(shi)脫(tuo)(tuo)碳(tan)末期爐溫(wen)應(ying)保持在(zai)(zai)(zai)1720℃以(yi)下，以(yi)防止耐火材(cai)(cai)料熔損；③. 盡(jin)可(ke)能縮(suo)短冶煉(lian)時間(jian)，通過改善吹煉(lian)模型增大脫(tuo)(tuo)碳(tan)效率縮(suo)短脫(tuo)(tuo)碳(tan)時間(jian)，另外(wai)要縮(suo)短脫(tuo)(tuo)硫(liu)時間(jian)，以(yi)減(jian)(jian)少(shao)耐火材(cai)(cai)料和液態(tai)渣(zha)的(de)反應(ying)時間(jian)；④. 盡(jin)可(ke)能減(jian)(jian)少(shao)渣(zha)量(liang)，使用高(gao)質量(liang)石灰(hui)（CaO≥92%),減(jian)(jian)少(shao)石灰(hui)加入量(liang)，改善吹煉(lian)模型，減(jian)(jian)少(shao)金屬氧化；⑤. 加入白(bai)云石造渣(zha)，在(zai)(zai)(zai)吹煉(lian)初期加入MgO,在(zai)(zai)(zai)渣(zha)中含(han)量(liang)應(ying)控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)6%~10%。
