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(xiu)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(ben)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(xiu)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(tan)工(gong)藝(yi)

 AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳工藝在(zai)高碳區可以采用(yong)純(chun)吹(chui)(chui)氧(yang)或(huo)高的(de)(de)氧(yang)氮比(bi)進行脫(tuo)(tuo)碳。AOD爐(lu)(lu)的(de)(de)吹(chui)(chui)煉強度為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳工藝關鍵在(zai)于C<0.7%~0.08%的(de)(de)區間，為(wei)了提高脫(tuo)(tuo)碳速度，防止(zhi)鉻的(de)(de)大量氧(yang)化(hua)。必須隨著碳含量的(de)(de)降低不斷降低氧(yang)氬(ya)比(bi)，以降低Pco。傳(chuan)統的(de)(de)AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳工藝采用(yong)的(de)(de)是根(gen)據鋼中的(de)(de)碳含量把氧(yang)氬(ya)比(bi)分成幾個階段(duan)進行的(de)(de)。AOD爐(lu)(lu)的(de)(de)脫(tuo)(tuo)碳速度介于VOD爐(lu)(lu)和復(fu)吹(chui)(chui)轉爐(lu)(lu)之(zhi)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(lu)的脫硫工藝

 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)的硫(liu)(liu)對熱塑性、耐(nai)(nai)銹(xiu)(xiu)性和耐(nai)(nai)蝕性都有明顯的影響，AOD爐(lu)(lu)(lu)精(jing)(jing)煉(lian)后鋼中(zhong)的硫(liu)(liu)含(han)(han)量(liang)一般(ban)已(yi)達(da)到(dao)≤0.030%的水(shui)平。采用雙渣法操(cao)作可使硫(liu)(liu)含(han)(han)量(liang)達(da)到(dao)≤10ppm的水(shui)平。AOD爐(lu)(lu)(lu)由于(yu)可以(yi)進行強(qiang)攪拌操(cao)作，所以(yi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)比VOD爐(lu)(lu)(lu)容(rong)易，能夠達(da)到(dao)更低的含(han)(han)量(liang)。AOD爐(lu)(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)同爐(lu)(lu)(lu)渣堿度有很大關系，此(ci)外，為了強(qiang)化脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)，在精(jing)(jing)煉(lian)期向鋼渣中(zhong)添加鋁粉使鋼渣的組成接近60%CaO、32%AbO3和8%SiO2,對脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)更有效，而(er)且脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)速度加快。如(ru)前所述不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在不(bu)同碳(tan)含(han)(han)量(liang)的條件(jian)下有三個不(bu)同的脫(tuo)(tuo)碳(tan)機(ji)(ji)理，為了使AOD爐(lu)(lu)(lu)吹煉(lian)脫(tuo)(tuo)碳(tan)工藝(yi)更加靠近這些機(ji)(ji)理，日本光(guang)制鐵所開發了新的AOD爐(lu)(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳(tan)精(jing)(jing)煉(lian)工藝(yi)，見表3-2。

5. 頂吹AOD爐脫碳工藝

 目前(qian)約(yue)有(you)一半的(de)(de)AOD爐采(cai)用(yong)了(le)復吹(chui)(chui)轉爐的(de)(de)技(ji)術，碳含(han)量在≥0.4%的(de)(de)條件采(cai)用(yong)了(le)頂(ding)吹(chui)(chui)工(gong)藝(yi)(yi)。主(zhu)要效(xiao)果是鋼水升溫速度(du)從127℃/C%提高到(dao)(dao)195℃/C%,脫碳速度(du)從0.055%/min提高到(dao)(dao)0.085%/min,CRE可達(da)到(dao)(dao)90%.因此縮短冶煉10 min,Fe-Si消耗減少了(le)2~3kg。從70噸爐的(de)(de)試驗結(jie)果表明(ming)：頂(ding)吹(chui)(chui)氧＋底吹(chui)(chui)氧氬混合氣體的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)最好，升溫速度(du)和脫碳速度(du)都達(da)到(dao)(dao)了(le)高水平，見表3-3。

 AOD-L頂(ding)吹(chui)(chui)可以進行“軟吹(chui)(chui)”和(he)“硬吹(chui)(chui)”操(cao)作。用(yong)音(yin)(yin)速或(huo)亞音(yin)(yin)速氧(yang)(yang)槍(qiang)進行軟吹(chui)(chui)，其作用(yong)是(shi)使大部分氧(yang)(yang)與(yu)CO燃(ran)燒(shao)生成CO2,使發生的(de)熱量75%~90%傳輸到熔(rong)池以快速度(du)(du)提(ti)高鋼水溫(wen)度(du)(du)，加(jia)速脫碳，減輕鉻的(de)氧(yang)(yang)化。采用(yong)埋置在爐口(kou)耐火材料中的(de)風口(kou)供氧(yang)(yang)的(de)方法進行軟吹(chui)(chui)，投資最少(shao)，而且頂(ding)吹(chui)(chui)氧(yang)(yang)100%用(yong)于二次(ci)燃(ran)燒(shao)。用(yong)軟吹(chui)(chui)操(cao)作不(bu)用(yong)硬吹(chui)(chui)操(cao)作使用(yong)亞音(yin)(yin)速LD型槍(qiang)，基(ji)本(ben)上(shang)所有(you)頂(ding)吹(chui)(chui)氧(yang)(yang)都和(he)熔(rong)池反(fan)應(ying)以提(ti)高脫碳速度(du)(du)。硬吹(chui)(chui)操(cao)作也可以吹(chui)(chui)入氧(yang)(yang)、氮混合氣(qi)體(ti)可以進一步減少(shao)吹(chui)(chui)煉時(shi)間(jian)。另外(wai)，在脫碳后(hou)期或(huo)冶煉超低碳不(bu)銹鋼時(shi)可以防(fang)止空(kong)氣(qi)（氮）的(de)滲透并提(ti)高CRE。

6. 提高AOD爐襯壽命

  AOD爐(lu)(lu)(lu)襯是工藝(yi)(yi)中的一(yi)大(da)(da)問(wen)題，在(zai)(zai)AOD作業中爐(lu)(lu)(lu)襯侵蝕程度是脫(tuo)碳期占30%、還(huan)原脫(tuo)硫(liu)期占60%、分(fen)析等(deng)待調整成分(fen)期占10%.近年來(lai)通(tong)過AOD爐(lu)(lu)(lu)工藝(yi)(yi)措施(shi)不(bu)斷提高(gao)爐(lu)(lu)(lu)襯壽命，例如韓國浦項鋼鐵(tie)公司(si)90噸AOD爐(lu)(lu)(lu)襯壽命平均(jun)為(wei)240次(ci)，最高(gao)為(wei)270次(ci)，其具體做法(fa)是：①. 改善鋼水(shui)入(ru)(ru)(ru)爐(lu)(lu)(lu)條件，即將電爐(lu)(lu)(lu)鋼水(shui)中Si含量(liang)控(kong)制在(zai)(zai)低限，并減少(shao)(shao)電爐(lu)(lu)(lu)渣量(liang)，兌入(ru)(ru)(ru)AOD爐(lu)(lu)(lu)前應(ying)(ying)扒渣，同時電爐(lu)(lu)(lu)出鋼溫度應(ying)(ying)控(kong)制在(zai)(zai)1550℃;②. 控(kong)制AOD爐(lu)(lu)(lu)內(nei)溫度，特別是脫(tuo)碳末期爐(lu)(lu)(lu)溫應(ying)(ying)保持在(zai)(zai)1720℃以(yi)(yi)下，以(yi)(yi)防止耐火(huo)材料熔損；③. 盡可能縮(suo)短冶煉時間，通(tong)過改善吹(chui)煉模型增大(da)(da)脫(tuo)碳效率縮(suo)短脫(tuo)碳時間，另外要縮(suo)短脫(tuo)硫(liu)時間，以(yi)(yi)減少(shao)(shao)耐火(huo)材料和液態渣的反應(ying)(ying)時間；④. 盡可能減少(shao)(shao)渣量(liang)，使用高(gao)質量(liang)石(shi)灰（CaO≥92%),減少(shao)(shao)石(shi)灰加(jia)入(ru)(ru)(ru)量(liang)，改善吹(chui)煉模型，減少(shao)(shao)金屬氧化(hua)；⑤. 加(jia)入(ru)(ru)(ru)白云(yun)石(shi)造渣，在(zai)(zai)吹(chui)煉初期加(jia)入(ru)(ru)(ru)MgO,在(zai)(zai)渣中含量(liang)應(ying)(ying)控(kong)制在(zai)(zai)6%~10%。