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(gong)藝(yi)
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(lu)脫碳工藝
AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)在高(gao)碳(tan)(tan)區(qu)可以(yi)采(cai)用(yong)純吹氧或(huo)高(gao)的(de)(de)氧氮比(bi)進(jin)行脫(tuo)碳(tan)(tan)。AOD爐(lu)的(de)(de)吹煉強(qiang)度(du)為0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)關(guan)鍵在于(yu)C<0.7%~0.08%的(de)(de)區(qu)間(jian)，為了提高(gao)脫(tuo)碳(tan)(tan)速度(du)，防止鉻(ge)的(de)(de)大量(liang)氧化。必須(xu)隨著碳(tan)(tan)含(han)量(liang)的(de)(de)降低(di)(di)不斷降低(di)(di)氧氬比(bi)，以(yi)降低(di)(di)Pco。傳統的(de)(de)AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)工(gong)藝(yi)采(cai)用(yong)的(de)(de)是根據鋼中的(de)(de)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)把氧氬比(bi)分成幾個階段進(jin)行的(de)(de)。AOD爐(lu)的(de)(de)脫(tuo)碳(tan)(tan)速度(du)介于(yu)VOD爐(lu)和復吹轉爐(lu)之(zhi)間(jian)。
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(de)脫硫工(gong)藝(yi)
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中的(de)(de)(de)硫(liu)對(dui)熱塑性(xing)、耐銹(xiu)性(xing)和(he)耐蝕(shi)性(xing)都有明顯的(de)(de)(de)影(ying)響，AOD爐(lu)(lu)精煉(lian)后鋼中的(de)(de)(de)硫(liu)含量一般已達到≤0.030%的(de)(de)(de)水平。采用雙渣法操作可(ke)使(shi)硫(liu)含量達到≤10ppm的(de)(de)(de)水平。AOD爐(lu)(lu)由于可(ke)以(yi)(yi)進行強攪拌操作，所以(yi)(yi)脫(tuo)硫(liu)比VOD爐(lu)(lu)容易(yi)，能夠達到更低的(de)(de)(de)含量。AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)硫(liu)同爐(lu)(lu)渣堿度(du)有很(hen)大關系，此外，為(wei)了強化脫(tuo)硫(liu)，在(zai)精煉(lian)期向鋼渣中添加鋁粉使(shi)鋼渣的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)接近60%CaO、32%AbO3和(he)8%SiO2,對(dui)脫(tuo)硫(liu)更有效(xiao)，而且脫(tuo)硫(liu)速度(du)加快(kuai)。如前所述不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)不(bu)(bu)同碳(tan)(tan)含量的(de)(de)(de)條件(jian)下有三(san)個不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)脫(tuo)碳(tan)(tan)機理，為(wei)了使(shi)AOD爐(lu)(lu)吹煉(lian)脫(tuo)碳(tan)(tan)工藝(yi)(yi)更加靠近這(zhe)些機理，日(ri)本(ben)光(guang)制鐵所開發了新的(de)(de)(de)AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)精煉(lian)工藝(yi)(yi)，見表3-2。
5. 頂吹AOD爐脫碳(tan)工藝(yi)
目前約有(you)一半的(de)AOD爐(lu)采用(yong)了復吹(chui)轉爐(lu)的(de)技術(shu)，碳含(han)量在≥0.4%的(de)條件(jian)采用(yong)了頂吹(chui)工(gong)藝。主要效(xiao)果是鋼水(shui)升溫速度(du)從127℃/C%提高(gao)到(dao)195℃/C%,脫(tuo)碳速度(du)從0.055%/min提高(gao)到(dao)0.085%/min,CRE可(ke)達(da)到(dao)90%.因(yin)此縮短冶煉10 min,Fe-Si消耗減少了2~3kg。從70噸爐(lu)的(de)試驗結果表(biao)明：頂吹(chui)氧＋底吹(chui)氧氬(ya)混合氣體(ti)的(de)工(gong)藝最好，升溫速度(du)和脫(tuo)碳速度(du)都(dou)達(da)到(dao)了高(gao)水(shui)平，見表(biao)3-3。
AOD-L頂吹(chui)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)“軟吹(chui)”和“硬(ying)吹(chui)”操作。用(yong)音(yin)速(su)(su)或亞(ya)音(yin)速(su)(su)氧(yang)槍進(jin)行(xing)軟吹(chui)，其作用(yong)是使(shi)大部(bu)分氧(yang)與CO燃(ran)燒生(sheng)成CO2,使(shi)發生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)量75%~90%傳輸到熔池以(yi)快速(su)(su)度(du)提(ti)高鋼水(shui)溫度(du)，加(jia)速(su)(su)脫碳(tan)，減(jian)輕鉻的(de)(de)(de)氧(yang)化。采用(yong)埋置(zhi)在(zai)(zai)爐口耐火材料中(zhong)的(de)(de)(de)風(feng)口供氧(yang)的(de)(de)(de)方法進(jin)行(xing)軟吹(chui)，投資最少(shao)(shao)，而且頂吹(chui)氧(yang)100%用(yong)于二(er)次燃(ran)燒。用(yong)軟吹(chui)操作不用(yong)硬(ying)吹(chui)操作使(shi)用(yong)亞(ya)音(yin)速(su)(su)LD型槍，基(ji)本上所有頂吹(chui)氧(yang)都和熔池反應以(yi)提(ti)高脫碳(tan)速(su)(su)度(du)。硬(ying)吹(chui)操作也可(ke)以(yi)吹(chui)入氧(yang)、氮混合氣(qi)體可(ke)以(yi)進(jin)一步減(jian)少(shao)(shao)吹(chui)煉時間。另外，在(zai)(zai)脫碳(tan)后期或冶煉超低碳(tan)不銹鋼時可(ke)以(yi)防止空氣(qi)（氮）的(de)(de)(de)滲透并提(ti)高CRE。
6. 提(ti)高AOD爐襯壽命
AOD爐(lu)襯是工藝中(zhong)的一大問題，在(zai)(zai)AOD作業(ye)中(zhong)爐(lu)襯侵蝕(shi)程度(du)(du)是脫(tuo)(tuo)碳期(qi)占(zhan)30%、還原脫(tuo)(tuo)硫(liu)期(qi)占(zhan)60%、分(fen)析等待調(diao)整(zheng)成(cheng)分(fen)期(qi)占(zhan)10%.近(jin)年(nian)來通過AOD爐(lu)工藝措施不(bu)斷(duan)提高爐(lu)襯壽(shou)命(ming)，例如韓國浦項鋼(gang)(gang)(gang)鐵公司90噸AOD爐(lu)襯壽(shou)命(ming)平均為240次，最高為270次，其具體做(zuo)法是：①. 改善鋼(gang)(gang)(gang)水入(ru)(ru)爐(lu)條件，即將電(dian)爐(lu)鋼(gang)(gang)(gang)水中(zhong)Si含(han)量(liang)(liang)控制(zhi)在(zai)(zai)低限，并減(jian)(jian)少(shao)(shao)電(dian)爐(lu)渣量(liang)(liang)，兌入(ru)(ru)AOD爐(lu)前應(ying)(ying)扒渣，同時(shi)電(dian)爐(lu)出鋼(gang)(gang)(gang)溫(wen)度(du)(du)應(ying)(ying)控制(zhi)在(zai)(zai)1550℃;②. 控制(zhi)AOD爐(lu)內溫(wen)度(du)(du)，特別是脫(tuo)(tuo)碳末期(qi)爐(lu)溫(wen)應(ying)(ying)保持在(zai)(zai)1720℃以下，以防(fang)止(zhi)耐火材料(liao)熔損(sun)；③. 盡可能縮(suo)短冶(ye)煉時(shi)間(jian)，通過改善吹(chui)煉模型(xing)增大脫(tuo)(tuo)碳效率縮(suo)短脫(tuo)(tuo)碳時(shi)間(jian)，另外(wai)要(yao)縮(suo)短脫(tuo)(tuo)硫(liu)時(shi)間(jian)，以減(jian)(jian)少(shao)(shao)耐火材料(liao)和液態渣的反應(ying)(ying)時(shi)間(jian)；④. 盡可能減(jian)(jian)少(shao)(shao)渣量(liang)(liang)，使(shi)用高質量(liang)(liang)石(shi)(shi)灰（CaO≥92%),減(jian)(jian)少(shao)(shao)石(shi)(shi)灰加(jia)入(ru)(ru)量(liang)(liang)，改善吹(chui)煉模型(xing)，減(jian)(jian)少(shao)(shao)金屬氧化；⑤. 加(jia)入(ru)(ru)白云石(shi)(shi)造渣，在(zai)(zai)吹(chui)煉初期(qi)加(jia)入(ru)(ru)MgO,在(zai)(zai)渣中(zhong)含(han)量(liang)(liang)應(ying)(ying)控制(zhi)在(zai)(zai)6%~10%。
