不銹鋼的冶煉及其純度同耐腐蝕等性能有極大關系。早在不銹鋼發展初期,因碳含量高造成的晶間腐蝕問題幾乎阻礙了其發展。不銹鋼冶煉工藝的變革與進步,所起的一個重要作用是降低鋼中碳含量,它既使煉鋼工藝變得容易控制,又使產品成本下降。


1. 電爐冶煉


  不銹鋼初期生產,均采用坩堝法。產量有限,價格高昂。30年代,如1934年美國開始建立了以電(弧)爐為主要生產手段的不銹鋼專業小廠。40年代末,在電(弧)爐上已普遍采用返回吹氧法冶煉工藝生產不銹鋼。直到60年代末,它一直是生產不銹鋼的主要方法。


  我國于1951年開始在重慶特殊鋼廠用電弧爐冶煉不銹鋼。1956年在撫順鋼廠開發了返回料吹氧冶煉不銹鋼。這種方法可以利用廢不銹鋼,有利于生產低碳(≤0.08%C)不銹鋼。但是,生產超低碳(≤0.03%C)不銹鋼難度較大,鉻的回收率低,需要使用大量的低碳鉻鐵或金屬鉻,電耗高,效率低。1964年3月,在重慶特殊鋼廠用三聯熱裝法和冷裝氧化法煉出我國第一批超低碳不銹鋼。過去由于冶煉超低碳不銹鋼困難較大,成本高,只能或更多地是冶煉添加鈦、鈮的穩定化不銹鋼(如1Cr18Ni9Ti等),以改善晶間腐蝕性能。


2. 爐外精煉


  1968年,原聯邦德國發明真空吹氧精煉法(VOD即 Vacuum-Oxygen Decarburization);美國發明并建成世界上第一座氬氧脫碳精煉爐(AOD即 Argon-Oxygen Decarburization)。它把電爐變成只是熔煉的裝置,而將精煉轉移到其它容器中進行,故稱爐外精煉技術。這種方法具有一系列優點,使不銹鋼冶煉工藝取得重大突破。冶煉超低碳鋼變得容易,鋼的純凈度提高(典型碳含量為0.05%C,最低值可達0.01~0.02%C)。同時成本大幅度下降。70年代以來,各種爐外精煉技術獲得迅速發展。尤其是AOD法,已成為國外精煉不銹鋼的主要方法。美國95%以上的不銹鋼均采用AOD爐精煉。


  我國于1973年在太原鋼廠開展了氬氧精煉新工藝的試驗研究。1976年5月我國第一座(6噸)AOD爐投產。1983年9月又投產一座18噸AOD爐。1977年在大連鋼廠研制成功VOD爐外精爐裝置及生產超低碳鋼種的工藝。此外,各地先后建成了容量不同、功能有別的二次精煉爐。其中包括能進行電弧加熱、電磁攪拌、吹氬及成分微調的鋼包爐(LF),真空吹氧精煉爐(VOD),真空電弧加熱、合金加料、吹氧的真空鋼包爐(VOD/VHD)等。在撫順鋼廠,利用1979年從西德引進的30/60噸VOD/VHD爐,于1982年生產了超低碳氮(C+N≤0.030%)鐵素體不銹鋼等。目前我國已有VOD、AOD等爐外精煉爐25座以上(容量15~150t)。其中以冶煉不銹鋼為主的有15座。不僅特殊鋼廠,有的機械廠也已采用這種裝備。其它中、小型爐還有許多座。我國生產的低碳超低碳不銹鋼內在質量已不低于國外同類鋼種水平。


3. 特種冶煉


  對于要求更高質量和特殊性能的不銹鋼和耐蝕合金等,則采用特種真空熔煉和重熔工藝來生產。其中包括真空感應爐、真空電弧爐及電渣重熔、電子束和等離子爐等。西方工業發達國家為生產特別重要用途的不銹鋼和合金,增加了感應爐等特種熔煉設備。而且日益更多地采用電渣重熔工藝,以提高質量和成材率。我國自1958年在東北等地開始建立特種熔煉車間以來,至1980年在上海建成世界最大的250t電渣爐,曾為我國尖端工業和特種材料的發展作出了重大貢獻。隨著國民經濟各部門對關鍵材料和高質量不銹鋼的需求日益增加,這些方法仍是必不可少的重要生產手段。美國于1969年采用真空感應爐與電子束爐聯合精煉法,生產出EB26-1高純鐵素體不銹鋼(實際達到含C:0.002%;含N:0.008%)。我國首次試制生產該鋼是在1975年,在長城鋼廠,采用真空感應爐與電子束爐雙聯工藝,也達到了C+N≤100ppm的相同水平。我國首次試制生產高純奧氏體不銹鋼是在1981年,在撫順鋼廠,采用真空感應爐冶煉(其C、Si、P等含量均達到高純不銹鋼內控指標)。這些實例說明,對于用量不很大的特殊要求的關鍵材料或新型材料,我國特種熔煉設備和技術已具有一定的生產實力。我國已是世界上工業電渣爐年產能力較大的國家之一。