Влияние металлизованного сырья на качество и свойства стали проявляется по-разному. Подробно этот вопрос рассмотрен в работе и ряде других публикаций. Прежде всего применение металлизованного сырья приводит к улучшению пластических свойств вследствие снижения содержания примесей цветных металлов, серы и фосфора в стали, обусловленного малым количеством этих примесей в металлизованных окатышах. Специфическая технология плавки при использовании металлизованных окатышей (длительное интенсивное кипение ванны под толстым слоем окисленного шлака сравнительно невысокой основности, имеющего малую газопроницаемость) и низкое содержание азота в окатышах позволяют получать сталь с очень низким содержанием газов, особенно азота. Имеются сведения об использовании металлизованного сырья специально для производства стали с низким содержанием азота. По Данным этой работы, улучшение качества стали при использовании металлизованного сырья достигается благодаря низкому содержанию в ней серы, фосфора, азота и обычных сопутствующих (цветных) примесей. Содержание серы обычно составляет < 0,010%, а часто даже < 0,006 %, что позволяет отказаться от десульфурации металла в ковше с использованием дорогих сплавов кальция, циркония и Р.З.М. При работе на 100% металлизованного сырья в шихте можно получать в готовой стали не более 0,001 % азота. Использование металлизованного сырья повышает характеристики готового металла: относительное удлинение, усталостную прочность, ударную вязкость, обрабатываемость, свариваемость, изотропию свойств, качество поверхности слитков и заготовок.
Склонность шлаков к вспениванию в основном мартеновском процессе определяется следующими факторами: 1) поверхностной вязкостью шлака, т.е. механической прочностью поверхностной пленки, несколько возрастающей при увеличении концентрации крупных поверхностно-активных анионов (кремнекислородных, кремнефосфористых анионов); 2) степенью гетерогенности шлаков, т.е. количеством присутствующих в шлаке твердых хорошо смачиваемых шлаком (лиофильных) частиц, увеличивающих устойчивость шлаковой пены; 3) содержанием поверхностно-активных компонентов, вызывающих расклинивающий эффект и поверхностную диффузию в направлении только что образовавшихся участков пленки газового пузыря; 4) температурой шлака (низкая температура определяет повышенные механическую прочность пленки, поверхностную вязкость шлака и замедление растворения взвешенных в шлаке твердых частиц) ; 5) интенсивностью и характером газового потока, пронизывающего слой шлака (увеличение интенсивности газовыделения, а главное дисперсности газовых пузырей, образующих поток, пронизывающий шлаковый расплав, приводит к росту вспениваемости шлака); 6) химическим составом шлака. В основных шлаках склонность к пенообразованию повышается при увеличении концентраций и Р205 и понижении истинной основности (рассчитанной по концентрации растворенного оксида кальция). Присадки плавикового шлака в подвижных шлаках несколько повышают склонность к вспениванию в связи с повышением в шлаке концентрации поверхностно-активного иона при повышении концентрации оксидов железа увеличивается склонность шлаков к вспениванию только вследствие стимулирования развития "подшлакового" окисления углерода, сопровождающегося образованием большого количества мелких пузырей СО, медленно всплывающих в шлаке.
Наиболее подвержено поломке ближайшее к электрододержателю ниппельное соединение. При высоких токовых нагрузках в сверхмощных печах тепловое расширение и перегрузка ниппеля являются одной из основных причин поломок электродов. Для уменьшения поломок предпринимают попытки увеличения прочности ниппеля и ниппельных соединений. Опробуется и вариант получения составных электродов без использования ниппелей. Резьбовые соединения в этом случае вытачивают непосредственно из тела электрода и ниппель не нужен. Преимуществом такого способа является уменьшение электрического сопротивления, соответствующее снижение тепловых нагрузок внутри соединения и уменьшение вероятности поломок при эксплуатации печи; недостатком — необходимость очень осторожного обращения с электродами, а при поломке необходимость повторного вытачивания элементов соединения.
Вследствие невозможности осуществления необходимой подготовки шихты, недостаточной отработки технологии плавки расход электродов в большинстве отечественных электросталеплавильных цехов, оборудованных сверхмощными печами, превышает средний уровень расхода электродов в зарубежных цехах. Особенно высок уровень промежуточного расхода электродов вследствие большого числа поломок.
Фирмой "Krupp" в 1910 г. было предложено использование металлических водоохлаждаемых электродов для дуговых сталеплавильных печей. Однако реализация этой идеи оказалась затруднительной. Цельнометаллическая конструкция не обеспечивает защиты от коротких замыканий между металлическим электродом и скрапом, что представляет потенциальную угрозу прогара водоохлаждаемого электрода и опасность взрыва.
Расход графита электрода в процессе электроплавки стали определяется качеством электрода и условиями работы дуговой печи. Снижению расхода электродов способствуют уменьшение пористости, повышение плотности, уменьшение содержания золы в электродной массе, снижение удельного электрического сопротивления и увеличение предела прочности электродов.
Печи, снабженные трансформаторами обычной мощности, работают на сравнительно небольших токах (< 45 кА), что позволяет использовать сравнительно недорогие электроды обычного качества. Дуговые печи сверхвысокой мощности работают на очень больших токах «100 кА). Для таких печей используют специальные высококачественные графитовые электроды, обладающие низким электрическим сопротивлением, более плотные и прочные, способные выдерживать высокие токовые нагрузки и значительные механические усилия, возникающие при работе трансформатора сверхмощной печи, и менее подверженные поломкам. Специальные электроды должны обеспечить допустимую плотность тока 25 А/см2. Технология производства высококачественных электродов для сверхмощных дуговых печей достаточно сложна. Необходимые свойства электродов получают при использовании дорогих высококачественных малозольных шихтовых материалов (главным образом, игольчатого нефтяного кокса), мощного прессового оборудования, пропитки заготовок электродов пековыми связующими, специальной длительной и сложной высокотемпературной обработки (операции графитизации). Высокая стоимость шихтовых материалов и большой расход электроэнергии определяют очень высокую стоимость специальных графитированных электродов для сверхмощных печей (1500-2000 долл. США за 1 т).