不銹鋼冶煉工藝有兩種方法：一種是20紀(jì)70年代初開發(fā)的二步法，即EAF+AOD法或VOD法（圖3-1);另一種是20世紀(jì)80年代開發(fā)的三步法，即EAF+轉(zhuǎn)爐（MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法（圖3-2).這兩種方法各具特點(diǎn)。二步法主要是EAF+AOD法多在專業(yè)化不銹鋼生產(chǎn)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(chǎn)成本較低。
1. VOD爐基本操作工藝
VOD爐由真空缶（包括真空排氣系統(tǒng)）、鋼包、吹氧系統(tǒng)和合金添加設(shè)備組成。初煉鋼水達(dá)到要求后（一般C>0.5%)倒人鋼包，經(jīng)扒渣機(jī)扒渣后吊進(jìn)真空缶，加蓋密封，桶底吹氧并連續(xù)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到100~200 torr時(shí)，開始頂吹氧脫碳。脫碳初期為防止大的噴濺應(yīng)提高氧槍高度，鋼包底部吹入小的氬氣流量，隨著脫碳的進(jìn)行要不斷地提高真空度。當(dāng)碳含量達(dá)到0.08%、真空度達(dá)到30 torr時(shí)停吹氧，此時(shí)，利用鋼水中的氧進(jìn)行真空脫碳，根據(jù)終點(diǎn)碳的不同，真空度和真空脫碳的時(shí)間也不同。達(dá)到終點(diǎn)碳后加入造渣劑（CaO,CaF)和脫氧劑進(jìn)行還原精煉，充氣開缶，停氬，吊出鋼包后送連鑄工序。
2. VOD爐脫碳工藝
VOD爐的脫碳精煉主要由氧的供給速度（強(qiáng)度）、頂吹氧槍的高度、真空度（真空泵的啟動臺數(shù)）和底吹氬流量來控制。脫碳過程分兩個(gè)階段，即真空吹氧脫碳階段和真空脫碳階段。在吹氧脫碳的初期首先發(fā)生約2分鐘的脫硅，隨后開始脫碳，此時(shí)為了防止大的噴濺堵加料管等問題，可采取高槍位（≤900mm)、減少氬流量的措施。吹氧脫碳速度與供氧強(qiáng)度、吹氬強(qiáng)度、起始碳量和鋼水溫度有關(guān)。起始碳為0.27%,平均脫碳速度0.0125%/min，0.41%時(shí)為0.0188%/min.底吹氬強(qiáng)度達(dá)到0.01~0.02 Nm3/(t·min)的強(qiáng)攪拌不僅可以減少鉻的氧化，而且可以明顯地提高脫碳速度。當(dāng)鋼中的碳含量達(dá)到0.08%后應(yīng)進(jìn)行真空脫碳，要求的終點(diǎn)碳越低，真空度也越低，脫碳時(shí)間越長，一般為15~30分鐘。
由于VOD爐的脫碳是在真空缶中進(jìn)行的，因此VOD爐的操作必須采用自動化控制。其中終點(diǎn)碳的控制對整個(gè)冶煉過程的順利進(jìn)行和成品碳含量的控制都是極其重要的。終點(diǎn)碳的判定主要有廢氣分析法和氣相定碳法。廢氣分析法是用紅外線分析儀分析廢氣中的CO、CO2及O2成分，并參考真空度的變化，以控制VOD的精煉過程。這種方法能準(zhǔn)確地確定停吹氧時(shí)間，而且不受設(shè)備具體條件的限制。氣相定碳法是測定廢氣總量及其CO、CO2的含量，用以計(jì)算出碳含量隨時(shí)間的降低曲線，達(dá)到終點(diǎn)碳后停吹氧。
3. VOD爐的還原精煉
VOD爐真空脫碳后鋼中的終點(diǎn)氧含量隨著成品碳含量的降低而降低，一般在300ppm左右。鉻的氧化量隨終點(diǎn)碳含量的降低而增加。為了還原渣中的鉻和對鋼水脫氧，VOD爐用Fe-Si鐵和鋁進(jìn)行還原精煉。添加Fe-Si后用1kg/t鋁脫氧，鋼中的氧含量可達(dá)到30 ppm水平。由于傳統(tǒng)的VOD爐底吹氬強(qiáng)度只有0.007 Nm3/(t·min),所以脫硫比較困難，目前采用了強(qiáng)攪拌的SS-VOD法，用2個(gè)以上的透氣磚或用3~6根?2~4mm的不銹鋼管吹氬，供氣強(qiáng)度達(dá)到0.01~0.02Nm3/(t·min),從而可以生產(chǎn)超低硫（10ppm)的不銹鋼。
4. AOD爐與VOD爐主要工藝參數(shù)比較
AOD爐與VOD爐主要參數(shù)、鋼質(zhì)和消耗指標(biāo)見表 3-4 ，表 3-5 。
