По мнению авторов работы, металлизованное сырье рационально применять для выплавки в электропечах следующих групп высококачественной электростали, используя в случае необходимости и способы внепечного рафинирования металла:
1. Конструкционных сталей с гарантированной прокаливаемостью, размером зерна, низкой загрязненностью неметаллическими включениями, высокой пластичностью, пониженной склонностью к хрупкому и вязкому разрушению.
2. Подшипниковых сталей с пониженной загрязненностью и нормированным составом неметаллических включений, высокой прокаливаемостью и малой структурной неоднородностью.
3. Котельных сталей с высокой жаропрочностью и низкой загрязненностью включениями.
4. Пружинно-рессорных сталей с повышенным пределом усталости, пониженной склонностью к хрупкому разрушению.
5. Сталей для высокопрочных метизов.
6. Сталей для сварочной проволоки со стабильно низким содержанием азота.
По нашему мнению, особенно перспективна для условий отечественных заводов выплавка высококачественных подшипниковых сталей с использованием металлизованного сырья (например, на ОЭМК). Известно, что наиболее вредными для подшипников качения являются крупные и средние глобулярные включения сложного состава, состоящие в основном из алюминатов кальция с высоким содержанием кальция. Показано, что такие включения в подшипниковой стали появляются вследствие взаимодействия (физического или физико-химического) металла и раскисленного основного печного шлака во время выпуска плавки. Отказ от обработки металла раскисленным печным шлаком во время выпуска, обработка окисленным шлаком или шлаком пониженной основности, а также выпуск плавки без шлака способствуют получению подшипниковой стали без глобулярных включений сложного состава.
Современные электронные приборы не способны своевременно реагировать на быстрые изменения параметров дуги, что ведет к дальнейшему увеличению ее нестабильности. От возросшего числа выполняемых операций выходят из строя выключатели, а первичная ,сеть реагирует на нестабильность дуг появлением мерцания. В результате возрастают нагрузки на трансформатор и дуговые печи оказывают отрицательное воздействие на питающие сети. В связи с этим сопротивление вторичного токоподвода в режиме короткого замыкания должно быть не менее 2,5 МОм. Наибольшее распространение на высокомощных дуговых сталеплавильных печах получили триангулированные вторичные токоподводы. Главной особенностью этой конструкции является расположение токоподводов различных фаз на всех участках по вершинам равностороннего треугольника. Отличительной особенностью короткой сети, выполненной по этой схеме, является также большое сечение токопроводов.
В гибкой гирлянде обычно используют кабели с суммарным сечением медного проводника 4000 мм2. Эти кабели состоят из большого числа элементарных медных кабелей, расположенных вокруг сердцевины и заключенных в резиновый шланг, служащий водяной рубашкой. В качестве сердечника используют резиновые трубы или спиральные пружины. На электропечах вместимостью 100-150 т, максимальная сила тока в которых не превышает 80 кА, на одну фазу обычно устанавливают четыре таких параллельно расположенных кабеля. В общем случае необходимое сечение кабеля рассчитывают исходя из плотности тока в нем 4-5 А/мм2. Минимальный радиус изгиба гибкого водоохлаждаемого кабеля в 10-12 раз превышает его диаметр. Температура охлаждающей воды на выходе из кабеля не должна превышать 50-60 °С.
Размещается механизм зажима в непосредственной близости от электродов. При такой конструкции механизма обеспечивается минимальная длина штока, исключаются промежуточные шарниры, упрощается механизм и снижается трудоемкость его изготовления. В механизме зажима 20 пакетов, каждый из которых состоит из трех тарельчатых пружин наружным диаметром 225 мм, обеспечивают усилие зажима 441 кН. Рабочий ход хомута при подаче воздуха в пневмоцилиндр составляет 15 мм. Особенности конструкции обеспечивают постоянство усилия зажима при изменении условий эксплуатации. Недостатками такой конструкции являются возможность подгорания резьбы штока в месте подсоединения к хомуту и трудности разборки механизма при его профилактике.
За последние годы коренным образом изменилась также конструкция головки электрододержателя. При переходе на медные или латунные головки снизились электрические потери в зоне контакта головка-электрод и в три-пять раз повысилась их стойкость. На отечественных печах большой вместимости в основном используют латунные литые головки или медные головки с отверстиями для водяного охлаждения. В обоих случаях головки выполняют таким образом, что электрод охватывается по высоте 700-800 мм примерно на одной трети периметра в сечении.
Исследованиями, выполненными в НИИМ, было показано, что в такой головке контакт осуществляется по линии, расположение которой на контактной поверхности носит случайных характер. Наилучшие условия контакта обеспечиваются при использовании определенным образом расположенных продольных щек. При этом появляются контактные полосы, расположение которых определяется заранее.
За период эксплуатации дуговых печей большой вместимости элементы электрододержателя претерпели значительные изменения. Наиболее серьезной модернизации был подвергнут механизм зажима электрода. Прежде всего в соответствии с рекомендациями работы было в три-четыре раза увеличено усилие зажима. Если на первых 100-т печах это усилие составляло 98-118 кН и рассчитывалось исходя только из условия удержания электрода в головке, то в настоящее время на 100-т электропечах усилие зажима составляет 353-471 кН. При этом усилии обеспечиваются минимальное контактное сопротивление пары головка-электрод и высокая стойкость головки электрододержателя.
При использовании пружинно-пневматического механизма увеличение усилия зажима было достигнуто в результате введения в схему рычага второго рода, увеличения передаточного числа рычажной системы и усилия зажимных пружин. К недостаткам этого типа механизма зажима следует отнести трудоемкость изготовления, наличие большого числа шарниров, допуски в которых уменьшают полезное усилие пружин. Удлинение тяг при нагреве в процессе работы печи также ведет к уменьшению усилия зажима.
Эти недостатки исключаются при установке пружин механизма по оси зажимного хомута. Электрододержатель с таким механизмом зажима используется на 150-т электропечи ОЭМК. В этой конструкции усилие предварительно сжатых тарельчатых пружин через шток передается зажимному хомуту. Тарельчатые пружины располагаются по оси зажимного хомута в специальном цилиндре, размещенном в водоохлаждаемой части рукава электрододержателя. Освобождение электрода осуществляется при помощи пневмоцилиндра, сжатый воздух к которому давлением 7 МПа подается от специального компрессора.