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(ye)煉不(bu)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(ji)本操(cao)作(zuo)工(gong)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(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)工(gong)藝在(zai)高(gao)碳(tan)區(qu)可以采用純吹氧(yang)或高(gao)的(de)氧(yang)氮比(bi)進行脫(tuo)碳(tan)。AOD爐(lu)(lu)的(de)吹煉強(qiang)度為0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)工(gong)藝關鍵在(zai)于C<0.7%~0.08%的(de)區(qu)間(jian)，為了提高(gao)脫(tuo)碳(tan)速度，防(fang)止鉻的(de)大量(liang)(liang)氧(yang)化(hua)。必須隨著碳(tan)含量(liang)(liang)的(de)降低不斷降低氧(yang)氬比(bi)，以降低Pco。傳統的(de)AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)工(gong)藝采用的(de)是根據鋼中的(de)碳(tan)含量(liang)(liang)把氧(yang)氬比(bi)分成幾個階(jie)段進行的(de)。AOD爐(lu)(lu)的(de)脫(tuo)碳(tan)速度介于VOD爐(lu)(lu)和復(fu)吹轉爐(lu)(lu)之間(jian)。
3. AOD爐(lu)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爐的脫硫(liu)工(gong)藝(yi)
不(bu)(bu)銹鋼(gang)中的(de)硫(liu)對熱塑性(xing)、耐(nai)銹性(xing)和耐(nai)蝕性(xing)都(dou)有明顯(xian)的(de)影響，AOD爐(lu)精(jing)煉(lian)(lian)后鋼(gang)中的(de)硫(liu)含量一般已達到≤0.030%的(de)水平。采(cai)用雙(shuang)渣法(fa)操作可使硫(liu)含量達到≤10ppm的(de)水平。AOD爐(lu)由(you)于可以進行強(qiang)攪(jiao)拌操作，所(suo)以脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)比VOD爐(lu)容易，能夠達到更低的(de)含量。AOD爐(lu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)同(tong)爐(lu)渣堿(jian)度(du)有很(hen)大關系，此外，為了(le)(le)強(qiang)化脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)，在(zai)精(jing)煉(lian)(lian)期向鋼(gang)渣中添加鋁粉(fen)使鋼(gang)渣的(de)組成(cheng)接(jie)近60%CaO、32%AbO3和8%SiO2,對脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)更有效，而(er)且脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)速度(du)加快。如前所(suo)述不(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)碳含量的(de)條件下有三個不(bu)(bu)同(tong)的(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳機理，為了(le)(le)使AOD爐(lu)吹(chui)煉(lian)(lian)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳工藝更加靠近這些機理，日本光(guang)制鐵所(suo)開發(fa)了(le)(le)新的(de)AOD爐(lu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳精(jing)煉(lian)(lian)工藝，見表3-2。
5. 頂(ding)吹AOD爐脫(tuo)碳(tan)工藝
目前約有一半(ban)的(de)(de)AOD爐(lu)(lu)采用(yong)了復吹(chui)轉爐(lu)(lu)的(de)(de)技(ji)術(shu)，碳(tan)含量(liang)在≥0.4%的(de)(de)條件(jian)采用(yong)了頂(ding)吹(chui)工(gong)藝(yi)。主要(yao)效果是(shi)鋼(gang)水升溫速度(du)從127℃/C%提(ti)高(gao)到195℃/C%,脫碳(tan)速度(du)從0.055%/min提(ti)高(gao)到0.085%/min,CRE可達(da)到90%.因此縮短(duan)冶煉(lian)10 min,Fe-Si消耗(hao)減少(shao)了2~3kg。從70噸(dun)爐(lu)(lu)的(de)(de)試驗結果表(biao)明：頂(ding)吹(chui)氧＋底吹(chui)氧氬混合氣體的(de)(de)工(gong)藝(yi)最好(hao)，升溫速度(du)和脫碳(tan)速度(du)都達(da)到了高(gao)水平，見表(biao)3-3。
AOD-L頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)(chui)可以進行(xing)“軟(ruan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)”和“硬(ying)吹(chui)(chui)(chui)(chui)”操作(zuo)。用(yong)(yong)音速或亞音速氧(yang)(yang)槍進行(xing)軟(ruan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)，其(qi)作(zuo)用(yong)(yong)是使(shi)大部(bu)分氧(yang)(yang)與CO燃燒(shao)生成CO2,使(shi)發生的熱量75%~90%傳輸(shu)到熔池以快(kuai)速度(du)提(ti)高(gao)鋼水溫度(du)，加速脫碳(tan)(tan)，減輕(qing)鉻的氧(yang)(yang)化。采用(yong)(yong)埋置在(zai)爐口(kou)耐火材料(liao)中的風(feng)口(kou)供(gong)氧(yang)(yang)的方法(fa)進行(xing)軟(ruan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)，投資最(zui)少，而且(qie)頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)100%用(yong)(yong)于二次燃燒(shao)。用(yong)(yong)軟(ruan)吹(chui)(chui)(chui)(chui)操作(zuo)不用(yong)(yong)硬(ying)吹(chui)(chui)(chui)(chui)操作(zuo)使(shi)用(yong)(yong)亞音速LD型槍，基(ji)本上所有頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)都和熔池反應以提(ti)高(gao)脫碳(tan)(tan)速度(du)。硬(ying)吹(chui)(chui)(chui)(chui)操作(zuo)也(ye)可以吹(chui)(chui)(chui)(chui)入氧(yang)(yang)、氮混合氣體可以進一步(bu)減少吹(chui)(chui)(chui)(chui)煉時間。另外，在(zai)脫碳(tan)(tan)后期(qi)或冶煉超低(di)碳(tan)(tan)不銹(xiu)鋼時可以防止空氣（氮）的滲透(tou)并提(ti)高(gao)CRE。
6. 提(ti)高AOD爐襯壽命
AOD爐(lu)襯是(shi)工(gong)藝中(zhong)的一(yi)大(da)問題，在AOD作(zuo)業中(zhong)爐(lu)襯侵蝕程度(du)是(shi)脫(tuo)(tuo)碳期(qi)占30%、還原脫(tuo)(tuo)硫期(qi)占60%、分析等待調整成分期(qi)占10%.近年來通過AOD爐(lu)工(gong)藝措施不斷(duan)提高爐(lu)襯壽命，例如韓國浦項(xiang)鋼鐵公司90噸(dun)AOD爐(lu)襯壽命平均為240次，最高為270次，其具體做(zuo)法是(shi)：①. 改(gai)善(shan)鋼水入(ru)(ru)爐(lu)條件，即(ji)將電(dian)爐(lu)鋼水中(zhong)Si含量(liang)(liang)控(kong)制(zhi)在低限，并減少(shao)電(dian)爐(lu)渣(zha)量(liang)(liang)，兌入(ru)(ru)AOD爐(lu)前應(ying)扒渣(zha)，同時電(dian)爐(lu)出鋼溫(wen)(wen)度(du)應(ying)控(kong)制(zhi)在1550℃;②. 控(kong)制(zhi)AOD爐(lu)內(nei)溫(wen)(wen)度(du)，特別是(shi)脫(tuo)(tuo)碳末期(qi)爐(lu)溫(wen)(wen)應(ying)保(bao)持在1720℃以(yi)下，以(yi)防(fang)止(zhi)耐火材料熔損；③. 盡(jin)可(ke)(ke)能縮短(duan)(duan)冶(ye)煉(lian)時間，通過改(gai)善(shan)吹煉(lian)模型(xing)增大(da)脫(tuo)(tuo)碳效率縮短(duan)(duan)脫(tuo)(tuo)碳時間，另外(wai)要縮短(duan)(duan)脫(tuo)(tuo)硫時間，以(yi)減少(shao)耐火材料和液態渣(zha)的反應(ying)時間；④. 盡(jin)可(ke)(ke)能減少(shao)渣(zha)量(liang)(liang)，使用高質量(liang)(liang)石灰（CaO≥92%),減少(shao)石灰加入(ru)(ru)量(liang)(liang)，改(gai)善(shan)吹煉(lian)模型(xing)，減少(shao)金屬氧(yang)化(hua)；⑤. 加入(ru)(ru)白云石造渣(zha)，在吹煉(lian)初期(qi)加入(ru)(ru)MgO,在渣(zha)中(zhong)含量(liang)(liang)應(ying)控(kong)制(zhi)在6%~10%。
