Основность шлака обычно поддерживают на уровне 1,8-2,0. Это улучшает вспенивание шлака, что обеспечивает возможность хорошего экранирования мощных электрических дуг и оптимизации электрического режима.
Температура ванны во время плавления остается сравнительно невысокой, так как в ванне постоянно находится большое количество нерасплавившихся окатышей. Содержание окисдов железа в шлаке периода плавления определяется содержанием углерода в окатышах: при содержании углерода 0,2-0,4 % содержание оксидов железа в шлаке обычно составляет 12-18% при меньшем содержании углерода оксидов железа в шлаке больше, при большем содержании углерода оксидов железа в шлаке соответственно меньше.
Высокая окисленность и достаточная основность шлаков периода плавления, сравнительно невысокая температура металла, интенсивное перемешивание расплава пузырями оксида углерода, увеличение вследствие этого фактической поверхности контакта металл-шлак и скорости массопереноса в шлаке и металле, постоянное частичное обновление шлака способствуют быстрой и достаточно глубокой дефосфорации металла. Опыт работы дуговых печей на металлизованных окатышах показывает, что для получения низкого содержания фосфора в готовом металле необязательно поддерживать высокую основность печного шлака в течение всего периода плавления; достаточно получить высокую основность шлака незадолго до спуска шлака, т.е. к моменту проплавления 60-80% окатышей, входящих в состав шихты. В связи с этим большую часть необходимой извести обычно загружают в печь во второй половине плавления, что несколько уменьшает количество шлака в начале плавления.
Для более глубокой дефосфорации. необходимо полное обновление шлака к концу периода плавления, шлак должен быть жидко-подвижным, во вспученном состоянии и равномерно удаляться самотеком через порог рабочего окна по мере плавления окатышей.
В условиях сверхмощной дуговой электропечи с основной футеровкой описанные факторы также играют важную роль в образовании и стабилизации слоя шлаковой пены. Следует ожидать и некоторого влияния электрических и электромагнитных явлений, сопровождающих работу дуг, на шлаковый расплав.
Обычно в практике работы сверхмощных дуговых печей используют искусственное вспенивание шлака пузырями СО, образующимися при окислении углерода. В период плавления основность шлака, что обеспечивает достаточную стабильность шлаковой пены. Раннее введение в рабочее пространство печи газообразного кислорода для интенсификации плавления шихты способствует более раннему окислению углерода, ведущему к вспениванию шлака пузырями, СО. Такой прием требует увеличения расхода углеродосодержащих материалов на плавку. Применявшийся в первое время вариант вспенивания шлака в результате окисления углерода кокса и другой шихты, загруженной в печь в начале плавки, малоэффективен, так как при этом в шлак попадает сравнительно небольшое количество довольно крупных пузырей СО и шлаковая пена недостаточно устойчива. Более эффективным вариантом являются присадка кокса на шлак или вдувание углеродсодержащего порошка в расплав непосредственно под шлак. В этом случае образующиеся мелкие пузыри СО не успевают укрупняться и шлак насыщается большим количеством мелких пузырей газа, а шлаковая пена более устойчива. Стабильность образующейся шлаковой пены обеспечивается при невысокой температуре ванны в период плавления.
В первых отечественных дуговых печах высокой мощности, не оборудованных устройствами для непрерывной подачи сыпучих материалов через отверстие в своде, вспенивание шлака в период плавления обеспечивается загрузкой на шлак небольших порций кокса (30-40 кг) через рабочее окно печи.
Способы футеровки подины и откосов сверхмощных дуговых печей практически не отличаются от способов футеровки печей обычной мощности. Применяют два способа изготовления такой футеровки: традиционную кладку рабочего слоя подины и откосов из магнезитового (периклазового) кирпича с последующей набивкой небольшого слоя из огнеупорного порошка и набивку всего рабочего слоя подины и откосов сухими периклазовыми массами специально подобранного фракционного состава. В СССР набивные подины с конца 60-х годов успешно эксплуатируются на малых (5-и 10-т) печах ЗМЗ и ЧМК. В настоящее время набивные подины используют в 100-т сверхмощных печах ММЗ и БМЗ и 100-т печах обычной мощности ЧМК. Характерно некоторое уменьшение толщины футеровки подин сверхмощных печей по сравнению с печами обычной мощности, что объясняется значительно меньшей продолжительностью пребывания жидкого металла в ванне- сверхмощной печи.
Это уменьшение удельной поверхности ванны закономерно, так как процессы десульфурации и раскисления металла вынесены за пределы печи, а процесс дефосфорации металла облегчается благодаря значительному увеличению поверхности контакта металл-шлак при интенсивном кипении ванны вследствие окисления углерода. Выбор глубины ванны лимитируется лишь возможностью нагрева металла дугами. Если совмещать основной нагрев металла с процессом окисления углерода, как этого требует современная технология электроплавки, то равномерному нагреву ванны способствует хорошее перемешивание металла всплывающими пузырями оксида углерода СО. Как показал опыт работы 100-т электропечи БМЗ, большая глубина ванны (1320 мм) не вызывает затруднений при нагреве металла.