Шлак из печи удаляют в шлаковую чашу, установленную на электрошлаковозе, затем вывозят в разливочный пролет. Для уменьшения уровня вредных выделений в соседние пролеты цеха весь печной пролет и часть бункерного пролета заключены в специальное пыле-, тепло-, шумоизолирующее ограждение и снабжены мощной приточно-вытяжной вентиляционной системой.
В разливочном пролете цеха проектом предусмотрена установка двух МНЛЗ. До завершения строительства цеха в качестве временного мероприятия в пролете сооружена эстакада на отметке 8,5 м, на которой проложен путь для подачи железнодорожных составов с изложницами и сооружена разливочная площадка, обеспечивающие возможность разливки стали в чугунные изложницы. Разливка обеспечивается мостовыми разливочными кранами, вспомогательные работы на эстакаде — консольными кранами. В пролете расположены участок ремонта сталеразливочных ковшей с механизированным растворным узлом и участок замены и ремонта шиберных затворов.
Из описания видно, что цех КМК по планировке и оборудованию является промежуточным между старыми цехами с печами небольшой мощности и современными высокопроизводительными цехами. К недостаткам планировки относятся: сложность подачи добавочных материалов в печь, невозможность механизированной подачи этих материалов в ковш, отсутствие пыле- и шумоизолирующего кожуха вокруг печи и связанные с ним неблагоприятные условия работы персонала в печном пролете, отсутствие специализированного участка для наращивания электродов, отсутствие МНЛЗ.
Указанные недостатки устранены в современных электросталеплавильных цехах, построенных в СССР в последние годы, в частности на БМЗ и ММЗ. Эти цехи построены на предельных мини-заводах и предназначены для выплавки рядовых сталей (преимущественно углеродистых) из дешевого амортизационного лома невысокого качества.
Металлизованные окатыши обычно содержат 2-8% пустой породы с основностью остальное-железо (металлическое и в виде оксидов). Степень металлизации окатышей (Ремет/Реобщ), как правило, колеблется в пределах 0,90-0,97. Содержание оксидов железа в окатышах составляет 3-12%. Большое количество кислой пустой породы и оксидов железа в металлизованном сырье значительно повышает кратность шлака при выплавке стали в дуговой печи и приводит к увеличению расхода энергии на плавку. Но вместе с тем при высоком содержании оксидов железа в окатышах ускоряется их плавление. Это наряду с увеличением количества шлака улучшает службу футеровки стен электропечи.
Металлизованное сырье практически не содержит цветных примесей и имеет довольно низкое содержание серы (0,005-0,025 %) и фосфора (0,011 -0,035 %Г
Низкое содержание примесей в металлизованном сырье дает возможность использовать такое сырье при производстве стали в двух направлениях: получение металла очень высокого качества при большой доле металлизованного сырья в шихте или применение дешевого скрапа низкого качества в шихте для получения стали обычного качества, но при более низкой ее стоимости. В настоящее время используют оба направления. Содержание углерода в металлизованном сырье может колебаться в широких пределах (0,2-2,0 %), оно определяется технологией процесса металлизации. Насыпная плотность металлизованных окатышей достаточно высока (1,2-1,5 т/м3) и близка к насыпной плотности лома, специально подготовленного для сверхмощных печей. Металлизованные окатыши обладают магнитными свойствами, это облегчает их транспортировку, перегрузку и подачу в печь. Металлизованное сырье имеет низкую теплопроводность, для единичного окатыша 2,3- 3,0 Вт/(м-К), для слоя окатышей Х= 0,35-М,05 Вт/(м-К), что затрудняет его нагрев и плавление в ванне дуговой печи и усложняет технологию плавки стали.
На показатели работы сверхмощной печи и качество производимого ею металла существенно влияет качество используемых шихтовых материалов: их насыпная плотность, содержания в них серы, фосфора, цветных и неметаллических примесей. В любом случае повышенное содержание вредных примесей в шихтовых материалах усложняет технологию и ухудшает показатели производства стали в сверхмощной печи. Так, повышенное содержание фосфора в исходном расплаве требует увеличения расхода шлакообразующих и окислителей, возрастает продолжительность дефосфорации металла и всей плавки, увеличивается расход электроэнергии и т.д. Повышенное содержание серы в шихте требует либо перехода на работу менее производительным и более дорогим двухшлаковым процессом, либо организации довольно сложной и дорогостоящей внепечной десульфурации металла. Высокое содержание примесей цветных металлов в шихте снижает качество производимой стали и затрудняет ее разливку на МНЛЗ. Выше было показано, что путем специальной обработки дешевого амортизационного лома можно значительно снизить содержание в нем примесей цветных металлов.
При работе на сверхмощных дуговых печах стремление получить металл высокого качества часто вызывает необходимость использования в шихте тяжеловесной обрези прокатных цехов металлургических заводов с низким содержанием вредных примесей. В этом случае прежде всего возрастает стоимость шихтовых материалов. Результаты работы 100-т дуговых печей отечественных заводов показывают, что при увеличении средней насыпной плотности лома более 2 т/м3 заметно возрастают расход энергии на плавление шихты и длительность периода плавления, при этом значительно ухудшаются условия работы футеровки стен вследствие доплавления крупных тяжелых кусков шихты открытой дугой и увеличивается число поломок электродов.
Недостатками работы сверхмощной печи только на легковесном ломе являются также малое количество жидкого металла, накапливающегося на подине печи после проплавления колодцев (или одного колодца) и опускания электродов в крайнее нижнее положение, и возможность вследствие этого повреждения подины дугами. Эти недостатки могут быть устранены при организации работы сверхмощной печи с оставлением части жидкого металла и шлака после выпуска.
В связи с высокой (по сравнению с ломом) стоимостью чугуна его использование в электросталеплавильном производстве значительно уменьшилось. В качестве науглероживателя шихты обычно используют кокс и другие дешевые углеродсодержащие материалы. В настоящее время чугун в электроплавке стали применяют обычно для разбавления некачественного лома (понижения содержания вредных примесей в расплаве).
Предотвратить попадание меди в пакеты можно только при тщательном ее отборе перед прессованием (предварительной рассортировке) и 100%-ном контроле загружаемого в прессы лома. Эти требования не могут быть выполнены в реальных условиях. Попадание меди и других цветных металлов в сталеплавильный агрегат с пакетами лома становится объективно неизбежным, в результате ухудшается качество выплавляемой стали.
Хотя в литературе отсутствуют сведения о влиянии насыпной плотности используемого лома на угар железа во время плавки в сверхмощной печи, можно ожидать некоторого увеличения угара железа при использовании легковесного лома.
В связи с возрастанием длительности периода плавления в высокомощных дуговых печах при увеличении доли тяжеловесного лома в завалке рекомендуется использовать в завалке не более 40% тяжеловесного лома, загружая его в нижнюю часть первой бадьи, а остальную часть шихты составлять из легковесного лома с насыпной плотностью 0,8-1,2 т/м3.