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(ji)本操(cao)作工藝(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。外管為不銹鋼(gang)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)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)工藝在高碳(tan)(tan)(tan)(tan)區可以(yi)采用(yong)純吹(chui)氧或高的(de)氧氮比進行(xing)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)。AOD爐(lu)的(de)吹(chui)煉強度為(wei)0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)工藝關(guan)鍵在于(yu)C<0.7%~0.08%的(de)區間，為(wei)了提(ti)高脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度，防止鉻的(de)大量(liang)(liang)氧化。必須隨著碳(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)的(de)降低不斷降低氧氬比，以(yi)降低Pco。傳統(tong)的(de)AOD爐(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)工藝采用(yong)的(de)是(shi)根據(ju)鋼(gang)中的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)把氧氬比分成(cheng)幾個階(jie)段進行(xing)的(de)。AOD爐(lu)的(de)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度介(jie)于(yu)VOD爐(lu)和復吹(chui)轉爐(lu)之間。


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爐的脫硫工藝


 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)硫對熱(re)塑性、耐銹(xiu)性和(he)耐蝕(shi)性都(dou)有明(ming)顯(xian)的(de)(de)影響，AOD爐(lu)(lu)精(jing)煉(lian)后鋼(gang)中的(de)(de)硫含(han)(han)量一般已達到(dao)≤0.030%的(de)(de)水平。采(cai)用雙渣(zha)(zha)法操作可(ke)使(shi)(shi)硫含(han)(han)量達到(dao)≤10ppm的(de)(de)水平。AOD爐(lu)(lu)由于可(ke)以(yi)進(jin)行強攪(jiao)拌操作，所以(yi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫比VOD爐(lu)(lu)容(rong)易，能夠達到(dao)更(geng)低的(de)(de)含(han)(han)量。AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫同爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)堿度有很大關系，此外，為了(le)強化脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫，在精(jing)煉(lian)期向鋼(gang)渣(zha)(zha)中添加(jia)鋁粉使(shi)(shi)鋼(gang)渣(zha)(zha)的(de)(de)組成接近60%CaO、32%AbO3和(he)8%SiO2,對脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫更(geng)有效(xiao)，而且脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫速度加(jia)快。如前所述不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在不(bu)同碳含(han)(han)量的(de)(de)條件下有三個不(bu)同的(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳機理，為了(le)使(shi)(shi)AOD爐(lu)(lu)吹煉(lian)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳工藝更(geng)加(jia)靠近這(zhe)些機理，日本光制(zhi)鐵所開發了(le)新的(de)(de)AOD爐(lu)(lu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)碳精(jing)煉(lian)工藝，見(jian)表(biao)3-2。


5. 頂吹AOD爐脫(tuo)碳(tan)工藝(yi)


 目(mu)前約有一半(ban)的AOD爐采用(yong)了(le)(le)復吹轉爐的技術，碳(tan)(tan)含量在≥0.4%的條(tiao)件采用(yong)了(le)(le)頂(ding)吹工藝(yi)。主要效果是鋼水升溫速(su)度(du)(du)從127℃/C%提(ti)高(gao)到195℃/C%,脫碳(tan)(tan)速(su)度(du)(du)從0.055%/min提(ti)高(gao)到0.085%/min,CRE可達(da)到90%.因此縮短冶煉10 min,Fe-Si消耗減少了(le)(le)2~3kg。從70噸爐的試驗結果表明：頂(ding)吹氧＋底吹氧氬(ya)混(hun)合(he)氣(qi)體的工藝(yi)最好，升溫速(su)度(du)(du)和脫碳(tan)(tan)速(su)度(du)(du)都達(da)到了(le)(le)高(gao)水平(ping)，見表3-3。


 AOD-L頂(ding)吹(chui)(chui)可(ke)以進(jin)行(xing)(xing)“軟吹(chui)(chui)”和(he)“硬吹(chui)(chui)”操(cao)作(zuo)。用(yong)(yong)(yong)音(yin)速或亞音(yin)速氧(yang)槍進(jin)行(xing)(xing)軟吹(chui)(chui)，其(qi)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)是使大部分氧(yang)與CO燃燒生(sheng)成CO2,使發(fa)生(sheng)的(de)(de)熱量75%~90%傳輸到熔池以快(kuai)速度(du)提高(gao)鋼水(shui)溫(wen)度(du)，加(jia)速脫(tuo)碳，減輕鉻(ge)的(de)(de)氧(yang)化。采(cai)用(yong)(yong)(yong)埋置在爐口(kou)耐火(huo)材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)風(feng)口(kou)供氧(yang)的(de)(de)方法進(jin)行(xing)(xing)軟吹(chui)(chui)，投資最少，而(er)且(qie)頂(ding)吹(chui)(chui)氧(yang)100%用(yong)(yong)(yong)于二次燃燒。用(yong)(yong)(yong)軟吹(chui)(chui)操(cao)作(zuo)不用(yong)(yong)(yong)硬吹(chui)(chui)操(cao)作(zuo)使用(yong)(yong)(yong)亞音(yin)速LD型槍，基本(ben)上所有頂(ding)吹(chui)(chui)氧(yang)都和(he)熔池反應以提高(gao)脫(tuo)碳速度(du)。硬吹(chui)(chui)操(cao)作(zuo)也可(ke)以吹(chui)(chui)入氧(yang)、氮(dan)混(hun)合(he)氣體可(ke)以進(jin)一步(bu)減少吹(chui)(chui)煉時(shi)間。另(ling)外，在脫(tuo)碳后(hou)期或冶煉超低(di)碳不銹鋼時(shi)可(ke)以防止空氣（氮(dan)）的(de)(de)滲(shen)透并提高(gao)CRE。


6. 提高(gao)AOD爐襯(chen)壽(shou)命


  AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)是(shi)(shi)(shi)工(gong)藝中(zhong)的(de)一大問題，在(zai)(zai)AOD作業中(zhong)爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)侵蝕程度是(shi)(shi)(shi)脫(tuo)碳(tan)(tan)期(qi)(qi)占30%、還(huan)原脫(tuo)硫期(qi)(qi)占60%、分析等待調整成(cheng)分期(qi)(qi)占10%.近年來(lai)通過(guo)(guo)AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)工(gong)藝措施(shi)不斷提高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)壽命，例如韓國浦(pu)項(xiang)鋼(gang)鐵公司90噸AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)襯(chen)壽命平均為240次，最(zui)高(gao)為270次，其具(ju)體做(zuo)法是(shi)(shi)(shi)：①. 改(gai)善(shan)鋼(gang)水入(ru)爐(lu)(lu)(lu)(lu)條(tiao)件，即將電(dian)(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)鋼(gang)水中(zhong)Si含(han)(han)量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)(zai)低限，并減(jian)(jian)(jian)少(shao)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)渣(zha)(zha)量(liang)，兌入(ru)AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)前(qian)應扒渣(zha)(zha)，同時(shi)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)出鋼(gang)溫(wen)度應控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)(zai)1550℃;②. 控(kong)(kong)制(zhi)AOD爐(lu)(lu)(lu)(lu)內溫(wen)度，特別是(shi)(shi)(shi)脫(tuo)碳(tan)(tan)末(mo)期(qi)(qi)爐(lu)(lu)(lu)(lu)溫(wen)應保持在(zai)(zai)1720℃以下(xia)，以防止耐火材(cai)料熔損；③. 盡可(ke)(ke)能縮短(duan)冶煉時(shi)間，通過(guo)(guo)改(gai)善(shan)吹煉模(mo)型增大脫(tuo)碳(tan)(tan)效率縮短(duan)脫(tuo)碳(tan)(tan)時(shi)間，另外要縮短(duan)脫(tuo)硫時(shi)間，以減(jian)(jian)(jian)少(shao)耐火材(cai)料和液態渣(zha)(zha)的(de)反應時(shi)間；④. 盡可(ke)(ke)能減(jian)(jian)(jian)少(shao)渣(zha)(zha)量(liang)，使用高(gao)質量(liang)石(shi)灰(hui)（CaO≥92%),減(jian)(jian)(jian)少(shao)石(shi)灰(hui)加(jia)入(ru)量(liang)，改(gai)善(shan)吹煉模(mo)型，減(jian)(jian)(jian)少(shao)金(jin)屬氧化；⑤. 加(jia)入(ru)白云石(shi)造渣(zha)(zha)，在(zai)(zai)吹煉初期(qi)(qi)加(jia)入(ru)MgO,在(zai)(zai)渣(zha)(zha)中(zhong)含(han)(han)量(liang)應控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)(zai)6%~10%。