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(fa)，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(bu)銹(xiu)鋼(gang)生產廠采用，冶煉不銹鋼(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爐脫碳工藝(yi)


 AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝在(zai)高(gao)碳(tan)(tan)區可以采用純吹(chui)氧(yang)(yang)或高(gao)的氧(yang)(yang)氮比進行脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)。AOD爐(lu)(lu)的吹(chui)煉(lian)強度為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝關鍵(jian)在(zai)于C<0.7%~0.08%的區間(jian)，為(wei)了提(ti)高(gao)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速度，防(fang)止鉻的大(da)量(liang)(liang)氧(yang)(yang)化。必須隨著(zhu)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)的降(jiang)低(di)(di)不斷降(jiang)低(di)(di)氧(yang)(yang)氬(ya)比，以降(jiang)低(di)(di)Pco。傳統的AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝采用的是(shi)根據鋼(gang)中的碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)把氧(yang)(yang)氬(ya)比分成幾個階段進行的。AOD爐(lu)(lu)的脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速度介于VOD爐(lu)(lu)和(he)復吹(chui)轉爐(lu)(lu)之(zhi)間(jian)。


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)的脫硫工藝


 不銹鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)硫(liu)對熱(re)塑性(xing)、耐銹性(xing)和(he)耐蝕(shi)性(xing)都有明(ming)顯的(de)(de)影響(xiang)，AOD爐精煉(lian)后鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)硫(liu)含(han)量(liang)(liang)(liang)一般已達(da)(da)到≤0.030%的(de)(de)水平。采(cai)用(yong)雙(shuang)渣(zha)法操作可使(shi)硫(liu)含(han)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)到≤10ppm的(de)(de)水平。AOD爐由于可以(yi)進(jin)行強攪拌操作，所(suo)以(yi)脫(tuo)硫(liu)比VOD爐容易(yi)，能(neng)夠達(da)(da)到更低的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)。AOD爐脫(tuo)硫(liu)同(tong)爐渣(zha)堿度(du)有很大關系，此外(wai)，為了強化(hua)脫(tuo)硫(liu)，在精煉(lian)期向鋼(gang)(gang)(gang)渣(zha)中添加(jia)鋁粉使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)渣(zha)的(de)(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和(he)8%SiO2,對脫(tuo)硫(liu)更有效，而且脫(tuo)硫(liu)速度(du)加(jia)快(kuai)。如前(qian)所(suo)述不銹鋼(gang)(gang)(gang)在不同(tong)碳(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)條件下(xia)有三(san)個不同(tong)的(de)(de)脫(tuo)碳(tan)機理(li)，為了使(shi)AOD爐吹煉(lian)脫(tuo)碳(tan)工藝(yi)更加(jia)靠近這(zhe)些機理(li)，日本光制鐵(tie)所(suo)開發了新的(de)(de)AOD爐脫(tuo)碳(tan)精煉(lian)工藝(yi)，見(jian)表3-2。


5. 頂吹AOD爐脫碳工藝


 目(mu)前約有一半的AOD爐采(cai)(cai)用了復(fu)吹轉(zhuan)爐的技(ji)術，碳(tan)(tan)含(han)量在≥0.4%的條件采(cai)(cai)用了頂(ding)吹工藝。主要效果是鋼(gang)水升溫速度從127℃/C%提高到(dao)195℃/C%,脫碳(tan)(tan)速度從0.055%/min提高到(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噸爐的試驗(yan)結果表明：頂(ding)吹氧＋底吹氧氬(ya)混(hun)合(he)氣體的工藝最好(hao)，升溫速度和脫碳(tan)(tan)速度都達到(dao)了高水平，見表3-3。


 AOD-L頂吹(chui)可(ke)(ke)以(yi)進(jin)行(xing)“軟吹(chui)”和“硬(ying)吹(chui)”操(cao)作。用音(yin)速或(huo)亞音(yin)速氧(yang)(yang)(yang)槍進(jin)行(xing)軟吹(chui)，其作用是使(shi)大部分氧(yang)(yang)(yang)與CO燃(ran)燒生成(cheng)CO2,使(shi)發生的(de)熱量75%~90%傳輸到(dao)熔池以(yi)快(kuai)速度(du)(du)提(ti)高鋼水溫度(du)(du)，加速脫碳，減輕鉻(ge)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化。采(cai)用埋置在爐口(kou)耐(nai)火(huo)材料中的(de)風口(kou)供氧(yang)(yang)(yang)的(de)方法(fa)進(jin)行(xing)軟吹(chui)，投資最(zui)少，而且頂吹(chui)氧(yang)(yang)(yang)100%用于二(er)次燃(ran)燒。用軟吹(chui)操(cao)作不(bu)(bu)用硬(ying)吹(chui)操(cao)作使(shi)用亞音(yin)速LD型(xing)槍，基(ji)本上所有(you)頂吹(chui)氧(yang)(yang)(yang)都和熔池反(fan)應(ying)以(yi)提(ti)高脫碳速度(du)(du)。硬(ying)吹(chui)操(cao)作也可(ke)(ke)以(yi)吹(chui)入氧(yang)(yang)(yang)、氮混合氣(qi)體可(ke)(ke)以(yi)進(jin)一步(bu)減少吹(chui)煉(lian)時間。另(ling)外，在脫碳后期或(huo)冶煉(lian)超(chao)低碳不(bu)(bu)銹(xiu)鋼時可(ke)(ke)以(yi)防止空氣(qi)（氮）的(de)滲透并提(ti)高CRE。


6. 提(ti)高AOD爐襯壽(shou)命


  AOD爐襯是工藝中(zhong)的一大(da)問(wen)題，在AOD作(zuo)業中(zhong)爐襯侵蝕程度(du)是脫碳期占30%、還(huan)原(yuan)脫硫(liu)期占60%、分析等待調整成分期占10%.近年(nian)來通(tong)(tong)過AOD爐工藝措施(shi)不(bu)斷提高(gao)爐襯壽命，例如韓國(guo)浦項(xiang)鋼(gang)鐵公司(si)90噸AOD爐襯壽命平均(jun)為240次，最高(gao)為270次，其具體做法是：①. 改(gai)(gai)善鋼(gang)水入(ru)爐條件，即將電爐鋼(gang)水中(zhong)Si含量(liang)控(kong)(kong)(kong)制在低限(xian)，并減少(shao)(shao)電爐渣(zha)量(liang)，兌(dui)入(ru)AOD爐前(qian)應(ying)扒渣(zha)，同時(shi)(shi)電爐出鋼(gang)溫度(du)應(ying)控(kong)(kong)(kong)制在1550℃;②. 控(kong)(kong)(kong)制AOD爐內溫度(du)，特別是脫碳末期爐溫應(ying)保持在1720℃以(yi)下，以(yi)防止(zhi)耐火(huo)材料熔損；③. 盡可能縮(suo)短(duan)冶(ye)煉(lian)時(shi)(shi)間，通(tong)(tong)過改(gai)(gai)善吹煉(lian)模(mo)型增大(da)脫碳效率縮(suo)短(duan)脫碳時(shi)(shi)間，另外要縮(suo)短(duan)脫硫(liu)時(shi)(shi)間，以(yi)減少(shao)(shao)耐火(huo)材料和液(ye)態渣(zha)的反(fan)應(ying)時(shi)(shi)間；④. 盡可能減少(shao)(shao)渣(zha)量(liang)，使用高(gao)質量(liang)石(shi)灰（CaO≥92%),減少(shao)(shao)石(shi)灰加入(ru)量(liang)，改(gai)(gai)善吹煉(lian)模(mo)型，減少(shao)(shao)金(jin)屬氧化；⑤. 加入(ru)白(bai)云石(shi)造渣(zha)，在吹煉(lian)初期加入(ru)MgO,在渣(zha)中(zhong)含量(liang)應(ying)控(kong)(kong)(kong)制在6%~10%。