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爐脫碳工藝在高碳區可以采用純吹氧或高的氧氮比進行脫碳。AOD爐的吹煉強度為0.8~1.8Nm3/(t·min).AOD爐脫碳工藝關鍵在于C<0.7%~0.08%的區間，為了提高脫碳速度，防止鉻的大量氧化。必須隨著碳含量的降低不斷降低氧氬比，以降低Pco。傳統的AOD爐脫碳工藝采用的是根據鋼中的碳含量把氧氬比分成幾個階段進行的。AOD爐的脫碳速度介于VOD爐和復吹轉爐之間。


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


 不銹鋼中的硫對熱塑性、耐銹性和耐蝕性都有明顯的影響，AOD爐精煉后鋼中的硫含量一般已達到≤0.030%的水平。采用雙渣法操作可使硫含量達到≤10ppm的水平。AOD爐由于可以進行強攪拌操作，所以脫硫比VOD爐容易，能夠達到更低的含量。AOD爐脫硫同爐渣堿度有很大關系，此外，為了強化脫硫，在精煉期向鋼渣中添加鋁粉使鋼渣的組成接近60%CaO、32%AbO3和8%SiO2,對脫硫更有效，而且脫硫速度加快。如前所述不銹鋼在不同碳含量的條件下有三個不同的脫碳機理，為了使AOD爐吹煉脫碳工藝更加靠近這些機理，日本光制鐵所開發了新的AOD爐脫碳精煉工藝，見表3-2。


5. 頂吹AOD爐脫碳工藝


 目前約有一半的AOD爐采用了復吹轉爐的技術，碳含量在≥0.4%的條件采用了頂吹工藝。主要效果是鋼水升溫速度從127℃/C%提高到195℃/C%,脫碳速度從0.055%/min提高到0.085%/min,CRE可達到90%.因此縮短冶煉10 min,Fe-Si消耗減少了2~3kg。從70噸爐的試驗結果表明：頂吹氧＋底吹氧氬混合氣體的工藝最好，升溫速度和脫碳速度都達到了高水平，見表3-3。


 AOD-L頂吹可以進行“軟吹”和“硬吹”操作。用音速或亞音速氧槍進行軟吹，其作用是使大部分氧與CO燃燒生成CO2,使發生的熱量75%~90%傳輸到熔池以快速度提高鋼水溫度，加速脫碳，減輕鉻的氧化。采用埋置在爐口耐火材料中的風口供氧的方法進行軟吹，投資最少，而且頂吹氧100%用于二次燃燒。用軟吹操作不用硬吹操作使用亞音速LD型槍，基本上所有頂吹氧都和熔池反應以提高脫碳速度。硬吹操作也可以吹入氧、氮混合氣體可以進一步減少吹煉時間。另外，在脫碳后期或冶煉超低碳不銹鋼時可以防止空氣（氮）的滲透并提高CRE。


6. 提高AOD爐襯壽命


  AOD爐襯是工藝中的一大問題，在AOD作業中爐襯侵蝕程度是脫碳期占30%、還原脫硫期占60%、分析等待調整成分期占10%.近年來通過AOD爐工藝措施不斷提高爐襯壽命，例如韓國浦項鋼鐵公司90噸AOD爐襯壽命平均為240次，最高為270次，其具體做法是：①. 改善鋼水入爐條件，即將電爐鋼水中Si含量控制在低限，并減少電爐渣量，兌入AOD爐前應扒渣，同時電爐出鋼溫度應控制在1550℃;②. 控制AOD爐內溫度，特別是脫碳末期爐溫應保持在1720℃以下，以防止耐火材料熔損；③. 盡可能縮短冶煉時間，通過改善吹煉模型增大脫碳效率縮短脫碳時間，另外要縮短脫硫時間，以減少耐火材料和液態渣的反應時間；④. 盡可能減少渣量，使用高質量石灰（CaO≥92%),減少石灰加入量，改善吹煉模型，減少金屬氧化；⑤. 加入白云石造渣，在吹煉初期加入MgO,在渣中含量應控制在6%~10%。