Для выполнения требований оказался необходимым ввод в состав главного здания специального пролета, размещаемого обычно между бункерным пролетом и разливочным отделением. В специальной литературе такой пролет называют рафинировочным, распределительным или промежуточным. Наиболее простыми оказываются размещение и работа средств внепечного рафинирования в цехе, производящем рядовые стали сравнительно простого сортамента. В таком случае для внепечного рафинирования в цехе применяют установки продувки металла в ковше аргоном или внепечного дугового подогрева металла в ковше (нагревательный стенд) в сочетании с перемешиванием металла (электромагнитным или продувкой инертными газами). Внепечная десульфурация (если она необходима) осуществляется присадкой в ковш твердых шлакообразующих материалов, обычно извести и плавикового шпата. Указанные несложные средства внепечной обработки металла позволяют выполнять вне печи все операции, предусмотренные концепцией сверхмощной печи (легирование и доводку металла по составу и температуре, раскисление, десульфурацию, удаление продуктов раскисления).
Несколько усложняется схема размещения и работы средств внепечного рафинирования в цехе при производстве стали с повышенными требованиями к качеству производимого металла. Обычно в таком случае к средствам рафинирования, используемым для цеха по производству рядовой стали, добавляется установка внепечного порционного или циркуляционного вакуумирования для понижения содержания газов и неметаллических включений в стали. Такая, установка может быть размещена в потоке за установкой внепечного подогрева стали на пути движения сталевоза.
В таком случае после окончания окислительного периода окисленный печной шлак из печи удаляют (на 70-80 %) и проводят короткий (25-30 мин) восстановительный период, во время которого в печи получают активный хорошо раскисленный рафинировочный шлак повышенной основности,, раскисляют ванну и легируют металл. Чтобы ускорить процесс раскисления шлака, используют сильные раскислители в больших количествах (карбид кальция, ферросилиций, алюминий). Во время выпуска тщательно перемешивают металл и шлак в ковше. Такая технология приводит к росту продолжительности плавки на 20-40 мин, но обеспечивает получение металла с содержанием серы не более 0,015-0,020% без внепечной обработки при работе на шихте с повышенным содержанием серы.
В качестве примера ведения процесса при выплавке углеродистой стали в сверхмощной 100-т печи хронометраж плавки, проведенной на БМЗ.
Увеличение продолжительности пребывания металла в ковше при использовании нагревательного стенда требует улучшения качества футеровки ковша на уровне шлакового пояса, чтобы сохранить обычный срок службы ковша. Ниже приведены показатели работы сверхмощной 110-т печи завода "Siegen-Geiswald" фирмы "Krupp Stahl AG" без нагревательного стенда (числитель) и с нагревательным ковшовым стендом (знаменатель) :
Об этом свидетельствует опыт использования одношлакового процесса плавки легированных сталей в печах обычной мощности, поэтому конструкция применяемой для переплава легированных отходов сверхмощной печи должна обеспечивать возможность выпуска металла вместе со шлаком. Измельченные раскислители для раскисления шлака могут присаживаться в печь перед выпуском (особенно, если печь оборудована устройствами для подачи добавочных материалов через отверстие в своде) или в ковш во время выпуска плавки.
В некоторых цехах применяют технологию производства стали со скачиванием окислительного шлака из сталеразливочного ковша при помощи специальной машины. Скачивание шлака из печи перед выпуском плавки хотя и применяется на ряде заводов, но является приемом, существенно снижающим производительность сверхмощной дуговой печи.
Заметное повышение производительности и улучшение показателей работы сверхмощной печи могут быть достигнуты при наличии в цехе стенда электродугового нагрева стали в ковше. В последние годы обычный ковшовый стенд с дуговым нагревом, работающий в комбинации со сверхмощной печью, стал важным звеном в технологической схеме электросталеплавильного цеха. В зависимости от требований к качеству металла такой стенд может быть либо заключительным звеном в технологическом потоке обработки жидкого металла, либо за ним может находиться установка вакуумной обработки. Наиболее важными преимуществами использования ковшового нагревательного стенда являются :
1. Возможность быстрого подогрева стали, в связи с чем возможно существенное снижение температуры выпуска жидкого металла из дуговой сталеплавильной печи.
2. Выравнивание химического состава и температуры металла, увеличение степени чистоты по сульфидным и оксидным включениям в результате отстаивания металла или при его перемешивании.
3. Лучшее усвоение легирующих и более точное выдерживание химического состава.
4. Более легкое сочетание работы дуговой печи с МНЛЗ, так как нагревательный стенд служит буферной установкой.
5. Уменьшение продолжительности плавки и повышение производительности сверхмощной печи, снижение расхода электроэнергии в печи.
6. Снижение расхода электродов и огнеупоров в печи в связи с уменьшением длительности плавки и температуры металла.
7. Возможность расплавления в ковше легирующих и шлакообразующих материалов.
8. Возможность подогрева возвращаемых с разливки холодных плавок.