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(ye)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，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)脫碳(tan)(tan)(tan)工藝(yi)在高碳(tan)(tan)(tan)區可(ke)以采用(yong)純吹氧(yang)或高的(de)(de)(de)氧(yang)氮(dan)比(bi)進行(xing)脫碳(tan)(tan)(tan)。AOD爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)吹煉強度為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)(lu)脫碳(tan)(tan)(tan)工藝(yi)關鍵(jian)在于C<0.7%~0.08%的(de)(de)(de)區間，為(wei)了提高脫碳(tan)(tan)(tan)速(su)度，防止(zhi)鉻的(de)(de)(de)大量氧(yang)化。必須隨著碳(tan)(tan)(tan)含量的(de)(de)(de)降(jiang)低不(bu)斷(duan)降(jiang)低氧(yang)氬(ya)比(bi)，以降(jiang)低Pco。傳統的(de)(de)(de)AOD爐(lu)(lu)脫碳(tan)(tan)(tan)工藝(yi)采用(yong)的(de)(de)(de)是根據(ju)鋼中的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)含量把氧(yang)氬(ya)比(bi)分成幾個階段進行(xing)的(de)(de)(de)。AOD爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)脫碳(tan)(tan)(tan)速(su)度介于VOD爐(lu)(lu)和復吹轉爐(lu)(lu)之間。

3. AOD爐的還(huan)原工藝

  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(tuo)硫(liu)工藝(yi)

 不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)對熱塑性(xing)、耐(nai)銹性(xing)和耐(nai)蝕性(xing)都有(you)明顯的(de)(de)影(ying)響，AOD爐(lu)精煉后鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)含(han)量(liang)(liang)一(yi)般已(yi)達(da)到(dao)≤0.030%的(de)(de)水平。采用雙渣(zha)法操作可使(shi)硫(liu)(liu)(liu)含(han)量(liang)(liang)達(da)到(dao)≤10ppm的(de)(de)水平。AOD爐(lu)由于可以進行強攪拌操作，所以脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)比VOD爐(lu)容易，能夠(gou)達(da)到(dao)更(geng)低的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)。AOD爐(lu)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)同(tong)爐(lu)渣(zha)堿(jian)度有(you)很大關系，此外，為了(le)(le)強化脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)，在精煉期向鋼渣(zha)中(zhong)(zhong)添加(jia)鋁粉(fen)使(shi)鋼渣(zha)的(de)(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和8%SiO2,對脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)更(geng)有(you)效，而且脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)速度加(jia)快。如前所述不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼在不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)條件(jian)下有(you)三個不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)脫(tuo)碳(tan)(tan)機(ji)理，為了(le)(le)使(shi)AOD爐(lu)吹(chui)煉脫(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)更(geng)加(jia)靠近這些機(ji)理，日(ri)本光(guang)制鐵所開發了(le)(le)新的(de)(de)AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)精煉工(gong)藝(yi)，見表(biao)3-2。

5. 頂吹(chui)AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)工藝

 目前約有一半的(de)AOD爐采用(yong)了(le)復(fu)吹轉(zhuan)爐的(de)技術，碳(tan)含(han)量在(zai)≥0.4%的(de)條(tiao)件采用(yong)了(le)頂吹工藝。主要(yao)效果是鋼水(shui)升溫速(su)(su)度從127℃/C%提高到195℃/C%,脫(tuo)碳(tan)速(su)(su)度從0.055%/min提高到0.085%/min,CRE可達到90%.因此縮短冶煉10 min,Fe-Si消耗減(jian)少(shao)了(le)2~3kg。從70噸爐的(de)試驗結果表明：頂吹氧＋底吹氧氬混(hun)合(he)氣體的(de)工藝最好，升溫速(su)(su)度和脫(tuo)碳(tan)速(su)(su)度都達到了(le)高水(shui)平，見表3-3。

 AOD-L頂(ding)吹(chui)可以(yi)(yi)進(jin)(jin)(jin)行“軟吹(chui)”和“硬吹(chui)”操(cao)作(zuo)。用(yong)音速或亞(ya)音速氧(yang)槍(qiang)進(jin)(jin)(jin)行軟吹(chui)，其作(zuo)用(yong)是使(shi)大部分氧(yang)與CO燃(ran)燒生成CO2,使(shi)發生的熱量75%~90%傳(chuan)輸到(dao)熔(rong)池以(yi)(yi)快速度提(ti)高(gao)鋼水溫度，加速脫碳(tan)(tan)，減(jian)輕鉻的氧(yang)化。采用(yong)埋置在(zai)爐(lu)口(kou)耐火材(cai)料(liao)中(zhong)的風口(kou)供氧(yang)的方法進(jin)(jin)(jin)行軟吹(chui)，投資最少(shao)，而且頂(ding)吹(chui)氧(yang)100%用(yong)于(yu)二次燃(ran)燒。用(yong)軟吹(chui)操(cao)作(zuo)不用(yong)硬吹(chui)操(cao)作(zuo)使(shi)用(yong)亞(ya)音速LD型(xing)槍(qiang)，基本(ben)上所有頂(ding)吹(chui)氧(yang)都和熔(rong)池反應(ying)以(yi)(yi)提(ti)高(gao)脫碳(tan)(tan)速度。硬吹(chui)操(cao)作(zuo)也(ye)可以(yi)(yi)吹(chui)入氧(yang)、氮混合(he)氣體可以(yi)(yi)進(jin)(jin)(jin)一(yi)步減(jian)少(shao)吹(chui)煉時間。另外，在(zai)脫碳(tan)(tan)后期或冶煉超低(di)碳(tan)(tan)不銹鋼時可以(yi)(yi)防(fang)止空氣（氮）的滲透并提(ti)高(gao)CRE。

6. 提高(gao)AOD爐(lu)襯壽命

  AOD爐(lu)襯是(shi)(shi)工藝中(zhong)(zhong)的一(yi)大問題，在(zai)(zai)AOD作(zuo)業中(zhong)(zhong)爐(lu)襯侵蝕程度(du)是(shi)(shi)脫(tuo)碳(tan)期(qi)(qi)占(zhan)30%、還原脫(tuo)硫期(qi)(qi)占(zhan)60%、分析等待(dai)調整成(cheng)分期(qi)(qi)占(zhan)10%.近(jin)年(nian)來通(tong)過(guo)(guo)AOD爐(lu)工藝措施不斷(duan)提高(gao)爐(lu)襯壽命，例如韓(han)國浦項(xiang)鋼(gang)鐵(tie)公司90噸(dun)AOD爐(lu)襯壽命平均為240次(ci)，最高(gao)為270次(ci)，其(qi)具(ju)體做(zuo)法是(shi)(shi)：①. 改善鋼(gang)水入爐(lu)條件，即將電(dian)爐(lu)鋼(gang)水中(zhong)(zhong)Si含(han)量(liang)控制(zhi)在(zai)(zai)低限，并減(jian)少(shao)電(dian)爐(lu)渣(zha)(zha)量(liang)，兌入AOD爐(lu)前應(ying)扒(ba)渣(zha)(zha)，同(tong)時(shi)(shi)電(dian)爐(lu)出(chu)鋼(gang)溫(wen)度(du)應(ying)控制(zhi)在(zai)(zai)1550℃;②. 控制(zhi)AOD爐(lu)內溫(wen)度(du)，特(te)別是(shi)(shi)脫(tuo)碳(tan)末期(qi)(qi)爐(lu)溫(wen)應(ying)保持在(zai)(zai)1720℃以下，以防止耐(nai)火材(cai)料熔損；③. 盡(jin)可(ke)能(neng)縮(suo)短冶煉(lian)(lian)時(shi)(shi)間(jian)，通(tong)過(guo)(guo)改善吹(chui)煉(lian)(lian)模型增(zeng)大脫(tuo)碳(tan)效率縮(suo)短脫(tuo)碳(tan)時(shi)(shi)間(jian)，另外(wai)要縮(suo)短脫(tuo)硫時(shi)(shi)間(jian)，以減(jian)少(shao)耐(nai)火材(cai)料和液態(tai)渣(zha)(zha)的反應(ying)時(shi)(shi)間(jian)；④. 盡(jin)可(ke)能(neng)減(jian)少(shao)渣(zha)(zha)量(liang)，使用高(gao)質量(liang)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)（CaO≥92%),減(jian)少(shao)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)加入量(liang)，改善吹(chui)煉(lian)(lian)模型，減(jian)少(shao)金(jin)屬氧化；⑤. 加入白云石(shi)(shi)造渣(zha)(zha)，在(zai)(zai)吹(chui)煉(lian)(lian)初期(qi)(qi)加入MgO,在(zai)(zai)渣(zha)(zha)中(zhong)(zhong)含(han)量(liang)應(ying)控制(zhi)在(zai)(zai)6%~10%。