В соответствии с концепцией сверхмощной печи конструкция современного электросталеплавильного цеха должна обеспечивать максимальную производительность плавильных агрегатов при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах, загрязнение окружающей среды должно быть уменьшено, условия работы персонала в цехе должны быть удовлетворительными. Попытки применить типовую схему электросталеплавильного цеха, разработанную для малопроизводительных печей, использовавших классическую технологию плавки, для работы с печами сверхвысокой мощности не имели успеха. Старая типовая схема имела много "узких" мест в различных пролетах цеха и не давала возможности обеспечить высокопроизводительную работу сверхмощных печей. Для создания конструкции современного электросталеплавильного цеха, позволяющей использовать все преимущества сверхмощной печи, потребовалось решить ряд специфических проблем, вызванных наличием в цехе сверхмощных печей. К числу этих проблем относятся: 1) выбор оптимального числа плавильных агрегатов в цехе; 2) рациональная схема электроснабжения цеха; 3) подготовка лома и подача его к печи; 4) рациональная схема хранения и подачи добавочных»материалов в печь и ковш; 5) рациональное размещение вспомогательных и основных отделений электросталеплавильного цеха; 6) рациональная конструкция и планировка главного здания цеха; 7) рациональное размещение и использование кранового оборудования и других транспортных средств цеха;
схема размещения и работы средств внепечной обработки стали; 9) согласование работы сверхмощных плавильных печей и МНЛЗ; 10) применение ЭВМ и создание АСУТП для обеспечения высоких показателей работы цеха; 11) защита персонала и окружающей среды от вредного воздействия работающего оборудования цеха. Постепенное решение этих проблем позволило проектировать и строить цехи, в значительной степени соответствующие концепции сверхмощной печи.
В зарубежной практике, а в последнее время и в новых отечественных цехах при использовании разливочных ковшей с футеровкой из материалов повышенной огнеупорности (высокоглиноземистой, магнезитовой) легирующие и раскислители загружают в ковш перед выпуском или в процессе внепечной обработки. Такой прием позволяет уменьшить продолжительность пребывания жидкого металла в печи и соответственно длительность плавки примерно на 15 мин, но требует значительного перегрева металла (до 1720-1730 С и выше). При проведении легирования металла в ковше можно несколько уменьшить расход легирующих благодаря их лучшему усвоению. Это объясняется меньшим контактом легирующих материалов с окисленным печным шлаком. Если легирование металла проводить во время выпуска в ковше, а доводку металла во время внепечной обработки, то появляется возможность получения содержания легирующих элементов в стали в более узких пределах от плавки к плавке.
Раскисление металла, выплавленного в сверхмощной печи одношлаковым процессом, всегда проводится в ковше. Если сталь получают без внепечной обработки, то раскислители чаще всего вводят на дно ковша перед выпуском кусками или в ковш после выпуска специальными машинами. При использовании внепечной обработки стали, выплавленной в сверхмощной печи, раскисление металла проводят либо в процессе внепечного рафинирования, либо после его окончания. Перед началом обработки из ковша часто удаляют окисленный печной шлак.
В некоторых случаях (как за рубежом, так и на ряде отечественных заводов) мощные дуговые сталеплавильные печи работают одношлаковым процессов с доводкой под раскисленным шлаком окислительного периода плавки.
Опыт завода показал, что извлечение изношенных секций и помещение на их место заранее подготовленных холодных секций могут производиться так же быстро, как и наращивание обычных графитированных электродов на печи. Однако соединение вне печи более надежно, дополнительная экономия электродов в связи с высоким качеством сборки составляет 0,5 кг/т стали. Склад электродов расположен в цехе рядом с участком сборки. Изношенные электроды с печи быстро перемещают на этот участок завалочным краном, а готовые новые электроды доставляют к печи тем же краном. На складе использованные электроды с разогретым рабочим концом быстро присоединяют к источнику водоснабжения с небольшим расходом воды, чтобы предупредить деформацию торцового конуса и избежать парообразования. Для этого система охлаждения снабжается быстроразъемными соединениями.
Конструкция комбинированных электродов соответствует требованиям безопасности работы печи. Система водоснабжения на заводе в г. Эдмонтоне содержит расходомер для воды регулятор электрического режима с блокировкой, прерывающей работу печи при низком расходе воды. Стальные секции электродов имеют ограничители, предупреждающие проскальзывание электродов в зажиме. Стальная секция выполнена пустотелой с узким зазором для протекания охлаждающей воды; одновременно в электроде находится 45 л воды.
Опыт четырехлетней эксплуатации комбинированных электродов фирмой показал возможность экономии расхода графитовой массы в среднем на 25 %. Конструкция комбинированного водоохлаждаемого электрода, предложенная и фирмой "Arc Tecnologie", запатентована в 1979 г. и прошла испытания на заводах ряда стран. По данным этой фирмы, достигнуто уменьшение расхода графита на 25-30%.