Металл без шлака сливали из печи в сталеразливочный ковш, в начале выпуска из специального бункера в ковш загружали известь, плавиковый шпат и раскислители. Во время выпуска и в течение 5-6 мин после окончания выпуска металл и шлак в ковше перемешивали аргоном через трубку, вставленную в шиберное отверстие. В результате такой обработки получали в готовой стали 0,005-0,015% Б при исходном содержании серы в шихте 0,04-0,05 %. Как и в предыдущем случае, важное значение для получения низкого содержания серы имело интенсивное перемешивание металла и шлака во время и после выпуска.
При одношлаковом процессе плавки стали в сверхмощной печи доводка металла до заданного содержания легирующих может производиться либо в печи, либо вне печи — в ковше во время или после выпуска плавки, в процессе ее внепечной обработки. В случае производства легированной стали никель и молибден можно вводить в печь вместе с ломом, во время доводки содержание этих элементов корректируется. Если в электросталеплавильных цехах применяют разливочные ковши с шамотной футеровкой, имеющей невысокую огнеупорность, то сплавы марганца и хрома для легирования стали вводят в печь во время доводки, а металл из печи сливают со сравнительно невысокой температурой (в ковше температура металла не более 1620-1630 °С). Раскисление металла и легирование его кремнием, титаном, алюминием обязательно проводят в ковше. Усвоение легирующих при таком способе ведения плавки достаточно высокое и стабильное]. Но при этом доводка в печи приводит к некоторому снижению коэффициента использования печи и ее производительности (обычно длительность доводки 10-20 мин).
Значительное уменьшение длительности периода плавления и следующего за ним окислительного периода при плавке стали в сверхмощной дуговой печи требует принятия мер для быстрой и эффективной дефосфорации металла и прежде всего ускорения формирования в печи необходимого количества шлака с достаточно высокой дефосфорирующей способностью. Опыт эксплуатации сверхмощных дуговых печей показывает, что для эффективной дефосфорации металла шлаки должны иметь основность. Достаточно низкая температура плавления шлака, обеспечивающая его быстрое формирование и необходимую жидкоподвижность, при указанной основности может быть получена при содержании оксидов железа в шлаке 15-20%. Для. получения необходимой окисленности шлака расход твердых окислителей должен составлять 1,5-2% от массы металла.
В новых отечественных электросталеплавильных печах кокс для вспенивания шлака загружают в дуговую печь порциями сверху через отверстие в своде. Период плавления на сверхмощных печах проводят с использованием топливно-кислородных горелок, ,что позволяет уменьшить продолжительность доплавления шихты и облегчить условия службы футеровки стен при работе на длинных мощных дугах. Топливно-кислородные горелки позволяют в какой-то мере компенсировать охлаждающее воздействие водоохлаждаемых панелей и ускорить плавление шихты в так называемых мертвых зонах печи у стен между электродами.
При разработке технологии плавки для сверхмощных печей важно создать условия для быстрого шлакообразования. При этом использован богатый опыт, накопленный сталеплавильщиками. По данным, для успешного шлакообразования и быстрой ассимиляции частиц извести важно иметь достаточно железистый исходный расплав. Для этого твердые окислители вводят в печь вместе с последней порцией лома во время подвалки.
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.
Как показала практика использования печей с эркерным выпуском, вынесение выпускного отверстия за кожух печи (в эркер) облегчает его обслуживание. Наклон печи при выпуске до 10-12°, что позволяет снизить уровень водоохлаждаемых панелей по задней стенке от обычных 400-500 до 250-350 мм с увеличением площади этих панелей по задней стенке от 59 до 84 %, а в целом по печи до 84-89 %. Выпуск стали через донное отверстие в эркере и наличие отдельного шлаковыпускного отверстия позволяют выпускать сталь практически без шлака, а при необходимости оставлять часть металла в печи. Вследствие того что при выпуске струя металла компактная (не расширяется) и короткая, понижение его температуры составляет лишь 20-35 °С, что приводит к экономии энергии 15- 30 кВт • ч/т при ее расходе 510-530 кВт • ч/т.
Эркерный выпуск осуществляется следующим образом. Ковш с необходимыми присадками на дне помещают перед выпуском под печь. Затем открывают запорное устройство и выпускают плавку. Во время выпуска (длительностью 2 мин для крупной -печи) печь слегка наклоняют в сторону ковша, чтобы обеспечить постоянный уровень металла над выпускным отверстием. Наклон печи автоматически блокируется при достижении требуемого максимального угла наклона 10°. Когда в ковше оказывается необходимое количество металла, печь возвращается в исходное положение, выпускное отверстие при этом остается открытым. Сверху с рабочей площадки печи отверстие промывают струей кислорода. Оставшийся в отверстии застывший метал удаляют снизу. Для этого под печью смонтирована убирающаяся рабочая площадка, позволяющая осматривать и обслуживать выпускное отверстие.