Эффективное использование сверхмощных дуговых печей в современном электросталеплавильном цехе возможно лишь при рациональном размещении его основных и вспомогательных отделений. Эксплуатации первых сверхмощных печей подтвердил целесообразность вынесения значительной части отделений цеха большой производительности за пределы главного здания в отличие от старых цехов малой производительности, где в главном здании старались разместить почти все отделения цеха.
Если исключить промежуточные варианты планировки электросталеплавильных цехов, можно отметить, что за пределы главного здания современного электросталеплавильного цеха необходимо выносить следующие отделения: 1) металлической шихты и ферросплавов; 2) сыпучих материалов; 3) огнеупорных работ (ремонта футеровки сводов электропечей, разливочных ковшей, промежуточных ковшей МНЛЗ, огнеупорных элементов установок внепечного рафинирования); 4) шлаковое (шлаковый двор); 5) ремонта кристаллизаторов МНЛЗ и водоохлаждаемых панелей печи с механической мастерской. Это позволяет уменьшить грузопотоки в главном здании цеха, разгрузить мощное крановое оборудование, облегчить проведение ряда вспомогательных работ и улучшить условия труда при их выполнении (огнеупорные работы, погрузка лома в бадьи и т.д.), обеспечить повышение производительности дуговых печей. При таком подходе значительно уменьшается количество вредных выделений в главном здании цеха, где сосредоточена основная масса работающих.
В случае размещения отделения металлической шихты вне здания цеха практически устраняются затруднения, связанные с быстрой и своевременной загрузкой шихты в завалочные бадьи.
Несмотря на высокую удельную мощность печных установок, при плавке стали в сверхмощных дуговых печах стремятся максимально интенсифицировать процесс производства и другими приемами. Основными из них являются предварительный подогрев шихты вне печи, использование топливно-кислородных горелок на печи во время плавления шихты, массированное применение газообразного кислорода во время плавления и в окислительный период плавки. Эти же приемы позволяют снизить расход электроэнергии на плавку.
Предварительный подогрев металлической шихты вне печи значительно способствует уменьшению расхода энергии на плавление и соответственно длительности расплавления шихты в ванне сверхмощной печи. Внепечной подогрев шихты может быть осуществлен путем сжигания газообразного и жидкого топлива или использования вторичных энергетических ресурсов сталеплавильного производства: химического и физического тепла отходящих из рабочего пространства печи газов или тепла литых заготовок МНЛЗ и слитков, остывающих после разливки. Эффективность и целесообразность использования вторичных энергоресурсов сталеплавильного производства несомненна. В последние годы в металлургической практике применяют различные способы использования вторичных энергоресурсов.
Наибольшее распространение получили автономные установки для нагрева лома отходящими из дуговой сталеплавильной печи газами. Каждая такая установка может обслуживать несколько сталеплавильных печей, а поскольку продолжительность нагрева лома достаточно велика, то не все плавки подряд. В связи с тем что количество и температура отходящих из печи газов непостоянны в течение плавки, нагрев лома отходящими печными газами усложняется.
Не рекомендуется загружать кокс на подину печи: если кокс влажный, в процессе плавления возможен выброс металла из печи.
Более стабильное усвоение углерода обеспечивается при использовании чугуна для науглероживания расплава, в таком случае необходимая порция чугуна загружается в печь во время подвалки шихты второй бадьей. Чугун в шихте сверхмощных печей используют сравнительно редко вследствие его высокой стоимости (в 2-2,5 раза выше стоимости лома). Но вместе с тем при использовании чугуна несколько уменьшается содержание меди и никеля в шихте.
Суммарная длительность периода завалки шихты определяется числом бадей, используемых для загрузки всей шихты (обычно две-три бадьи). Длительность завалки может быть значительно уменьшена в случае применения быстродействующих механизмов открывания и закрывания рабочего пространства печи, быстродействующих завалочных кранов и бадей грейферного типа. На новых сверхмощных 150-т печах ОЭМК, например, продолжительность подъема свода на 500 мм составляет 30 с, продолжительность поворота свода на 76° 50 с, для 100-т печей БМЗ эти величины составляют соответственно 25° и 30 с, для 100-т сверхмощной печи ДСП-100И7 эти величины составляют 40° и 40 с.
В связи с необходимостью раннего шлакообразования в период плавления и целесообразностью проведения дефосфорация металлического расплава в период плавления важное значение имеет выбор времени и способа загрузки известив сверхмощную печь. В отечественных электросталеплавильных цехах конструкций 70-х годов известь загружают в сверхмощные печи в процессе завалки (на подину) и во время подвалки примерно равными порциями завалочной бадьей.