AOD(Argon Oxygen Decarburization)氩氧精炼法由美国的联合碳化物公司与Josly 公司合作于1968 年发明的。AOD 炉二次精炼工艺的诞生为大量生产高质量的不锈钢开辟了道路。据美国普莱可斯公司统计,2006 年全球68.7%的不锈钢,是用普莱可斯许可的AOD 生产的。
AOD 精炼工艺是把电炉粗炼好的钢水倒入AOD 内,用一定比例的氧和氩的混合气体从炉体下部侧部吹入炉内,在O2-Ar 气泡表面进行脱碳反应。由于Ar 对所生成的CO 的稀释作用降低了气泡内的CO 分压,因此促成了脱碳,防止了铬的氧化。
VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)真空吹氧脱碳法是现今世界范围内第二位的不锈钢冶炼手段,可以冶炼超低碳、高难度、高纯度的不锈钢产品。此法是原西德维腾特殊钢厂(Edel-stahlwerk Witten)于1965 年所发明的,容量为50t。现全世界共有近百台,其容量为5~150t。我国第一台VOD 容量为13t,于1982 年在大连钢厂投产。VOD 主要装备有:钢包、真空罐、氧枪、加料系统、测温取样系统、真空系统和控制系统。该工艺是生产不锈钢最合适的真空方法之一,被认为是生产低碳、低氮不锈钢的最有效的方法。
AOD精炼和VOD精炼均具有很强的脱碳能力,从宝钢不锈钢分公司的冶炼实践来看,采用二步法时脱碳在AOD炉内完成,三步法时脱碳则由AOD与VOD联合完成。
以采用二步法冶炼316L超低碳钢为例,为实现超低碳控制,在AOD精炼过程主要采取了两个措施:
①在q/N2 (Ar)比为1,3的吹炼期结束后再增加一个02 /N2 (Ar)比为1,5的吹炼期;
②提高姚/从(Ar)比为1:1的吹炼期终点温度至约1740℃左右,以提高脱碳末期的冶炼效果。
采取上述两项措施后,AOD精炼过程可将终点碳含量控制在0.015%以下。以采用三步法冶炼409L超低碳、超低氮不锈钢为例,在AOD精炼过无锡不锈钢.无锡304不锈钢管网程中全程吹氢,终点碳含量约0.3%-0.5%、钢包氮含量约100i.g/g,进人VOD处理后,经脱碳、还原、脱硫,终点碳含量最低可达0.010%以下。