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爐基本(ben)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爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝在(zai)高碳(tan)(tan)區(qu)可以采用純吹(chui)氧(yang)或(huo)高的(de)(de)(de)氧(yang)氮比進行脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)。AOD爐的(de)(de)(de)吹(chui)煉(lian)強度為0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝關鍵在(zai)于C<0.7%~0.08%的(de)(de)(de)區(qu)間(jian)，為了(le)提高脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速度，防止鉻的(de)(de)(de)大量(liang)氧(yang)化。必須隨著碳(tan)(tan)含量(liang)的(de)(de)(de)降低(di)(di)不斷(duan)降低(di)(di)氧(yang)氬比，以降低(di)(di)Pco。傳統的(de)(de)(de)AOD爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝采用的(de)(de)(de)是根據鋼中的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)含量(liang)把氧(yang)氬比分成幾個階段進行的(de)(de)(de)。AOD爐的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速度介于VOD爐和復吹(chui)轉爐之間(jian)。
3. AOD爐的還原工(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
不銹鋼中(zhong)的(de)硫(liu)對(dui)(dui)熱塑(su)性(xing)、耐(nai)銹性(xing)和耐(nai)蝕(shi)性(xing)都有明顯的(de)影(ying)響，AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)后鋼中(zhong)的(de)硫(liu)含(han)(han)量一般(ban)已達到≤0.030%的(de)水平。采用雙渣法操(cao)作(zuo)可使(shi)硫(liu)含(han)(han)量達到≤10ppm的(de)水平。AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)由(you)于可以(yi)進行強攪拌操(cao)作(zuo)，所以(yi)脫(tuo)硫(liu)比VOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)容易，能夠達到更(geng)低的(de)含(han)(han)量。AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)脫(tuo)硫(liu)同(tong)爐(lu)(lu)(lu)(lu)渣堿度有很大(da)關(guan)系，此外，為(wei)了強化脫(tuo)硫(liu)，在(zai)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)期向鋼渣中(zhong)添加鋁粉(fen)使(shi)鋼渣的(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和8%SiO2,對(dui)(dui)脫(tuo)硫(liu)更(geng)有效，而且脫(tuo)硫(liu)速度加快。如前所述(shu)不銹鋼在(zai)不同(tong)碳(tan)含(han)(han)量的(de)條件下有三(san)個不同(tong)的(de)脫(tuo)碳(tan)機理，為(wei)了使(shi)AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)吹煉(lian)(lian)脫(tuo)碳(tan)工藝更(geng)加靠近這(zhe)些機理，日本光制鐵所開發了新(xin)的(de)AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)工藝，見表3-2。
5. 頂吹AOD爐脫碳工藝
目前約(yue)有(you)一半的(de)AOD爐(lu)采用了(le)復吹轉(zhuan)爐(lu)的(de)技(ji)術，碳含(han)量在≥0.4%的(de)條件采用了(le)頂吹工藝(yi)。主要效(xiao)果(guo)是鋼水升溫速(su)度從127℃/C%提高到(dao)195℃/C%,脫碳速(su)度從0.055%/min提高到(dao)0.085%/min,CRE可達到(dao)90%.因此(ci)縮(suo)短冶煉(lian)10 min,Fe-Si消耗減少了(le)2~3kg。從70噸爐(lu)的(de)試驗結果(guo)表(biao)明：頂吹氧(yang)(yang)＋底(di)吹氧(yang)(yang)氬混合氣體的(de)工藝(yi)最好(hao)，升溫速(su)度和脫碳速(su)度都達到(dao)了(le)高水平(ping)，見表(biao)3-3。
AOD-L頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)可(ke)(ke)以(yi)(yi)進行“軟吹(chui)(chui)(chui)”和“硬(ying)(ying)吹(chui)(chui)(chui)”操(cao)作(zuo)。用音速或(huo)亞(ya)音速氧(yang)(yang)槍進行軟吹(chui)(chui)(chui)，其作(zuo)用是使大部分(fen)氧(yang)(yang)與CO燃(ran)燒(shao)生成CO2,使發生的熱量(liang)75%~90%傳輸(shu)到(dao)熔(rong)池以(yi)(yi)快速度提高鋼水溫度，加(jia)速脫(tuo)(tuo)碳(tan)，減輕鉻的氧(yang)(yang)化。采(cai)用埋置在爐(lu)口耐火材料中的風口供氧(yang)(yang)的方法進行軟吹(chui)(chui)(chui)，投資最少(shao)，而且頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)100%用于二次燃(ran)燒(shao)。用軟吹(chui)(chui)(chui)操(cao)作(zuo)不用硬(ying)(ying)吹(chui)(chui)(chui)操(cao)作(zuo)使用亞(ya)音速LD型槍，基本上所有頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)都和熔(rong)池反應以(yi)(yi)提高脫(tuo)(tuo)碳(tan)速度。硬(ying)(ying)吹(chui)(chui)(chui)操(cao)作(zuo)也可(ke)(ke)以(yi)(yi)吹(chui)(chui)(chui)入(ru)氧(yang)(yang)、氮混合氣(qi)(qi)體(ti)可(ke)(ke)以(yi)(yi)進一(yi)步減少(shao)吹(chui)(chui)(chui)煉(lian)時間。另(ling)外，在脫(tuo)(tuo)碳(tan)后期或(huo)冶煉(lian)超(chao)低碳(tan)不銹鋼時可(ke)(ke)以(yi)(yi)防(fang)止空氣(qi)(qi)（氮）的滲(shen)透并提高CRE。
6. 提高AOD爐襯壽命(ming)
AOD爐(lu)(lu)(lu)襯是(shi)(shi)工(gong)藝中(zhong)的(de)一大問題，在(zai)AOD作業中(zhong)爐(lu)(lu)(lu)襯侵蝕程度(du)是(shi)(shi)脫(tuo)碳期(qi)占(zhan)(zhan)30%、還原脫(tuo)硫期(qi)占(zhan)(zhan)60%、分析等待調整(zheng)成分期(qi)占(zhan)(zhan)10%.近年來通過AOD爐(lu)(lu)(lu)工(gong)藝措施不斷提高(gao)爐(lu)(lu)(lu)襯壽(shou)命，例如韓國浦項鋼(gang)鐵公(gong)司90噸AOD爐(lu)(lu)(lu)襯壽(shou)命平均為(wei)(wei)240次(ci)，最高(gao)為(wei)(wei)270次(ci)，其具體做法是(shi)(shi)：①. 改(gai)(gai)善鋼(gang)水入(ru)爐(lu)(lu)(lu)條件，即(ji)將電(dian)爐(lu)(lu)(lu)鋼(gang)水中(zhong)Si含量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)低限，并減少(shao)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)(zha)(zha)量(liang)，兌入(ru)AOD爐(lu)(lu)(lu)前應(ying)扒(ba)渣(zha)(zha)(zha)(zha)，同時電(dian)爐(lu)(lu)(lu)出鋼(gang)溫度(du)應(ying)控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)1550℃;②. 控(kong)(kong)制(zhi)AOD爐(lu)(lu)(lu)內溫度(du)，特別(bie)是(shi)(shi)脫(tuo)碳末期(qi)爐(lu)(lu)(lu)溫應(ying)保持在(zai)1720℃以下，以防(fang)止耐火材(cai)料熔(rong)損(sun)；③. 盡可(ke)能(neng)縮短冶煉時間，通過改(gai)(gai)善吹(chui)煉模型增(zeng)大脫(tuo)碳效率縮短脫(tuo)碳時間，另外要縮短脫(tuo)硫時間，以減少(shao)耐火材(cai)料和液態渣(zha)(zha)(zha)(zha)的(de)反應(ying)時間；④. 盡可(ke)能(neng)減少(shao)渣(zha)(zha)(zha)(zha)量(liang)，使用(yong)高(gao)質量(liang)石(shi)灰（CaO≥92%),減少(shao)石(shi)灰加(jia)入(ru)量(liang)，改(gai)(gai)善吹(chui)煉模型，減少(shao)金(jin)屬氧(yang)化；⑤. 加(jia)入(ru)白云石(shi)造(zao)渣(zha)(zha)(zha)(zha)，在(zai)吹(chui)煉初期(qi)加(jia)入(ru)MgO,在(zai)渣(zha)(zha)(zha)(zha)中(zhong)含量(liang)應(ying)控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)6%~10%。
