Несмотря на сравнительно небольшой износ футеровки ванны, при заправке печи принимают меры для уменьшения общей длительности заправки. С этой целью используют высокопроизводительные заправочные машины роторного типа, помещаемые краном сверху в рабочее пространство печи. Одна из таких машин, позволяющая вести избирательную заправку поврежденной части футеровки. После выпуска предыдущей плавки печь наклоняют в сторону рабочей площадки и осматривают футеровку. Остатки металла из углублений подины удаляют повторным сливом или выдувают сжатым воздухом (кислородом), предварительно заправив задний откос. Остатки неслитого металла замораживают на заднем откосе. Подину, откосы, шлаковый пояс печи заправляют заправочной машиной сухим или увлажненным водным раствором жидкого стекла магнезитовым порошком, иногда смесью магнезитового порошка с науглероживателем (количество науглероживателя 15-30%). В зарубежной практике известны случаи заправки печей порошком доломита. Повреждения футеровки в зоне шлакового пояса и нижней части стен восстанавливают и при помощи торкрет-машин. Значительные местные повреждения футеровки торкретируют до восстановления полного профиля последовательно на нескольких плавках. Общая длительность периода заправки не должна превышать 10-15 мин. Сравнительно небольшой износ футеровки ванны сверхмощной печи позволяет в некоторые случаях отказаться от традиционной заправки подины печи после каждой плавки и перейти на работу с оставлением в печи части жидкого металла (10-15 % садки) и шлака на последующую плавку, что облегчает плавление шихты, ускоряет шлакообразование, улучшает условия работы футеровки печи и уменьшает общую длительность плавки. В этом случае печь полностью опоражнивают только через 6-10 плавок.
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.
Амортизационный лом имеет обычно небольшую насыпную плотность (0,8-1,0 т/м3), сильно загрязнен всевозможными примесями (цветные металлы, пластмассы, резина, мусор), химический состав его, как правило, неизвестен. Амортизационный лом отличается повышенным содержанием серы и меди. Для рационального использования требуется специальная подготовка такого лома. Лом машиностроительных предприятий в значительной степени перерабатывается в литейных цехах этих предприятий, но часть его попадает и на металлургические заводы. Качество такого лома также невысоко: металлическая стружка загрязнена масляной эмульсией, химический состав лома, как правило, неизвестен. Для рационального использования в сверхмощных дуговых печах такого лома также требуется специальная подготовка лома (брикетирование стружки и т.д.).
Металлизованное сырье является очень чистым, высококачественным материалом. Постепенно растет производство электростали на таком сырье. Вопросы технологии плавки высококачественной стали с использованием металлизованного сырья подробно рассмотрены ниже. В настоящее время общий объем производства металлизованного сырья за рубежом сравнительно невелик (10,58 млн. т в 1985 г. ) вследствие высокого расхода природного газа на его производство. Имеющиеся мощности для прямого получения железа за рубежом использовались в 1985 г. примерно на 50%, поэтому основное количество электростали выплавляют без использования металлизованного сырья.
Чугун традиционно применялся в электросталеплавильном производстве для повышения содержания углерода в шихте. Чугун можно считать высококачественным железосодержащим шихтовым материалом. Содержание серы и фосфора в нем сравнительно невелико, в нем практически не содержится примесей цветных металлов.
Соотношение компонентов шихты в завалке
Соотношение компонентов шихты в завалке должно обеспечивать быстрое и экономичное ее расплавление при минимальных повреждениях футеровки печи. Следует учитывать и влияние состава заваливаемой шихты на качество выплавляемой стали. Легковесный лом имеет более низкую стоимость и образуется в больших количествах, поэтому доступнее для металлургических предприятий. Благодаря использованию специально подготовленной легковесной шихты в сверхмощной дуговой печи, несмотря на затраты времени на дополнительные подвалки шихты (обычно завалка двумя-тремя бадьями), несколько уменьшается общая длительность периода плавления вследствие более быстрого расплавления и растворения в жидком расплаве легковесного лома. Соответственно должен несколько уменьшиться и расход энергии на плавление. Следует учитывать и лучшие условия работы футеровки печи при использовании быстроплавящегося легковесного лома. Необходимым условием эффективной работы сверхмощной печи на легковесном ломе является использование в цехе быстродействующих завалочных кранов и механизмов открывания рабочего пространства печи, что уменьшает продолжительность дополнительных подвалок шихты. А.Н.Морозов считает, что современные сверхмощные дуговые печи могут работать только на легковесном ломе, если этот лом хорошо подготовлен к плавке и не сильно загрязнен примесями цветных металлов. Однако очень часто легковесный амортизационный лом сильно загрязнен примесями цветных металлов (в частности, меди), что исключает возможность работы только на таком ломе и требует разбавления шихты более чистыми материалами (тяжеловесной прокатной обрезью и т.д.).