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(gang)生產廠采用，冶煉(lian)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(xiu)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(tuo)碳工藝


 AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)工藝在高碳(tan)(tan)區(qu)可以采(cai)用純吹氧(yang)(yang)或高的氧(yang)(yang)氮比(bi)進行脫(tuo)碳(tan)(tan)。AOD爐(lu)(lu)的吹煉強(qiang)度為0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)工藝關鍵(jian)在于C<0.7%~0.08%的區(qu)間，為了提高脫(tuo)碳(tan)(tan)速度，防止(zhi)鉻的大量(liang)(liang)氧(yang)(yang)化。必須隨著碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)的降(jiang)低不斷降(jiang)低氧(yang)(yang)氬(ya)比(bi)，以降(jiang)低Pco。傳統的AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)工藝采(cai)用的是根據鋼中的碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)把氧(yang)(yang)氬(ya)比(bi)分成幾個階段(duan)進行的。AOD爐(lu)(lu)的脫(tuo)碳(tan)(tan)速度介于VOD爐(lu)(lu)和復(fu)吹轉(zhuan)爐(lu)(lu)之(zhi)間。


3. AOD爐的還原工藝


  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(de)脫硫工藝


 不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)對熱塑性、耐銹(xiu)性和(he)耐蝕性都有明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，AOD爐(lu)(lu)(lu)精(jing)煉(lian)后鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)含(han)量一般已達(da)(da)到(dao)≤0.030%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)平。采用雙(shuang)渣法操作可(ke)使(shi)硫(liu)(liu)含(han)量達(da)(da)到(dao)≤10ppm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)平。AOD爐(lu)(lu)(lu)由于(yu)可(ke)以進(jin)行強攪拌操作，所(suo)以脫(tuo)硫(liu)(liu)比VOD爐(lu)(lu)(lu)容(rong)易，能夠達(da)(da)到(dao)更(geng)(geng)低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量。AOD爐(lu)(lu)(lu)脫(tuo)硫(liu)(liu)同(tong)爐(lu)(lu)(lu)渣堿度(du)(du)有很大關系，此外，為了(le)(le)強化脫(tuo)硫(liu)(liu)，在(zai)精(jing)煉(lian)期向(xiang)鋼(gang)(gang)渣中(zhong)添加(jia)鋁(lv)粉使(shi)鋼(gang)(gang)渣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)接近60%CaO、32%AbO3和(he)8%SiO2,對脫(tuo)硫(liu)(liu)更(geng)(geng)有效(xiao)，而且(qie)脫(tuo)硫(liu)(liu)速度(du)(du)加(jia)快。如前(qian)所(suo)述不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)不同(tong)碳(tan)含(han)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下有三個不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)碳(tan)機(ji)理(li)(li)，為了(le)(le)使(shi)AOD爐(lu)(lu)(lu)吹煉(lian)脫(tuo)碳(tan)工(gong)藝更(geng)(geng)加(jia)靠近這些機(ji)理(li)(li)，日本光制鐵所(suo)開發了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)AOD爐(lu)(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)精(jing)煉(lian)工(gong)藝，見表3-2。


5. 頂吹AOD爐(lu)脫碳工(gong)藝


 目前約有(you)一半的AOD爐采用了(le)復(fu)吹轉爐的技術，碳含量(liang)在≥0.4%的條件采用了(le)頂吹工(gong)藝(yi)。主要效(xiao)果是鋼水升溫(wen)速(su)度(du)從127℃/C%提(ti)(ti)高(gao)到(dao)(dao)195℃/C%,脫碳速(su)度(du)從0.055%/min提(ti)(ti)高(gao)到(dao)(dao)0.085%/min,CRE可達到(dao)(dao)90%.因此縮短冶煉10 min,Fe-Si消耗(hao)減少(shao)了(le)2~3kg。從70噸爐的試(shi)驗結果表(biao)明：頂吹氧＋底吹氧氬混(hun)合氣體的工(gong)藝(yi)最好，升溫(wen)速(su)度(du)和脫碳速(su)度(du)都達到(dao)(dao)了(le)高(gao)水平，見表(biao)3-3。


 AOD-L頂吹(chui)(chui)可以(yi)進行“軟(ruan)吹(chui)(chui)”和(he)“硬(ying)吹(chui)(chui)”操(cao)(cao)作(zuo)。用(yong)(yong)音速(su)(su)(su)或亞音速(su)(su)(su)氧(yang)槍(qiang)進行軟(ruan)吹(chui)(chui)，其作(zuo)用(yong)(yong)是使大(da)部分(fen)氧(yang)與CO燃(ran)燒(shao)生(sheng)(sheng)成CO2,使發生(sheng)(sheng)的熱量75%~90%傳輸到熔(rong)池以(yi)快速(su)(su)(su)度提高(gao)鋼(gang)(gang)水(shui)溫度，加速(su)(su)(su)脫(tuo)(tuo)碳(tan)，減(jian)輕鉻的氧(yang)化。采用(yong)(yong)埋置在爐口(kou)耐火材(cai)料中的風口(kou)供(gong)氧(yang)的方(fang)法(fa)進行軟(ruan)吹(chui)(chui)，投資最(zui)少，而且頂吹(chui)(chui)氧(yang)100%用(yong)(yong)于(yu)二次燃(ran)燒(shao)。用(yong)(yong)軟(ruan)吹(chui)(chui)操(cao)(cao)作(zuo)不用(yong)(yong)硬(ying)吹(chui)(chui)操(cao)(cao)作(zuo)使用(yong)(yong)亞音速(su)(su)(su)LD型槍(qiang)，基本上所(suo)有頂吹(chui)(chui)氧(yang)都和(he)熔(rong)池反應以(yi)提高(gao)脫(tuo)(tuo)碳(tan)速(su)(su)(su)度。硬(ying)吹(chui)(chui)操(cao)(cao)作(zuo)也可以(yi)吹(chui)(chui)入氧(yang)、氮(dan)混合氣(qi)體可以(yi)進一步(bu)減(jian)少吹(chui)(chui)煉(lian)時(shi)間(jian)。另外，在脫(tuo)(tuo)碳(tan)后期或冶煉(lian)超(chao)低碳(tan)不銹鋼(gang)(gang)時(shi)可以(yi)防止空氣(qi)（氮(dan)）的滲透并提高(gao)CRE。


6. 提高AOD爐襯(chen)壽命


  AOD爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)(chen)是工(gong)藝中(zhong)(zhong)的一(yi)大問題，在(zai)(zai)AOD作業(ye)中(zhong)(zhong)爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)(chen)侵蝕程度是脫碳期(qi)占(zhan)(zhan)30%、還原脫硫期(qi)占(zhan)(zhan)60%、分(fen)析等(deng)待調整成分(fen)期(qi)占(zhan)(zhan)10%.近年來通過(guo)AOD爐(lu)(lu)(lu)工(gong)藝措(cuo)施不斷提(ti)高爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)(chen)壽命，例(li)如韓國(guo)浦(pu)項鋼鐵公司90噸AOD爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)(chen)壽命平均為(wei)240次，最高為(wei)270次，其具體做法是：①. 改善(shan)鋼水入(ru)爐(lu)(lu)(lu)條件，即將電爐(lu)(lu)(lu)鋼水中(zhong)(zhong)Si含量(liang)(liang)控制(zhi)在(zai)(zai)低限，并減少(shao)(shao)電爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)量(liang)(liang)，兌入(ru)AOD爐(lu)(lu)(lu)前應扒(ba)渣(zha)，同時電爐(lu)(lu)(lu)出(chu)鋼溫度應控制(zhi)在(zai)(zai)1550℃;②. 控制(zhi)AOD爐(lu)(lu)(lu)內(nei)溫度，特別是脫碳末期(qi)爐(lu)(lu)(lu)溫應保持在(zai)(zai)1720℃以(yi)下，以(yi)防(fang)止耐火材料熔損(sun)；③. 盡可(ke)(ke)能(neng)縮短冶煉(lian)(lian)時間(jian)，通過(guo)改善(shan)吹煉(lian)(lian)模型(xing)增(zeng)大脫碳效率縮短脫碳時間(jian)，另外要(yao)縮短脫硫時間(jian)，以(yi)減少(shao)(shao)耐火材料和液態渣(zha)的反應時間(jian)；④. 盡可(ke)(ke)能(neng)減少(shao)(shao)渣(zha)量(liang)(liang)，使用(yong)高質量(liang)(liang)石灰（CaO≥92%),減少(shao)(shao)石灰加(jia)入(ru)量(liang)(liang)，改善(shan)吹煉(lian)(lian)模型(xing)，減少(shao)(shao)金(jin)屬(shu)氧化；⑤. 加(jia)入(ru)白云石造(zao)渣(zha)，在(zai)(zai)吹煉(lian)(lian)初期(qi)加(jia)入(ru)MgO,在(zai)(zai)渣(zha)中(zhong)(zhong)含量(liang)(liang)應控制(zhi)在(zai)(zai)6%~10%。