Обычно всегда увеличиваются содержание серы и размеры сульфидных строчечных включений в готовом металле, поскольку отсутствует возможность удаления серы из стали во время выпуска. Это противоречит требованиям существующего ГОСТа на подшипниковую сталь и увеличивает брак металла на ряде операций при изготовлении деталей подшипников (прошивке труб, штамповке и т.д.).
При работе на металлизованном сырье, в частности в условиях ОЭМК, наметившееся противоречие легко разрешимо. Увеличив долю металлизованных окатышей в шихте (в предельном случае перейдя на работу со 100% окатышей), можно добиться получения низкого (0,01 %) содержания серы в готовом металле при плавке полностью в окислительных условиях, что обеспечивает уменьшение размеров сульфидных строчек в готовой стали. Слив плавки из печи в ковш с остатками окислительного шлака обеспечит отсутствие сложных шлаковых глобулярных включений в металле. Рациональное раскисление металла, тщательное перемешивание продувкой аргоном и при порционной вакуумной обработке должны привести к уменьшению конечного содержания кислорода в металле и снижению размеров и количества оксидных строчечных включений. Внепечное вакуумирование приведет к снижению содержания водорода и уменьшению склонности к флокенообразованию. Разливка металла на МНЛЗ в водоохлаждаемый кристаллизатор резко уменьшит ликвацию серы и кислорода в металле, что также способствует получению стали с небольшими оксидными и сульфидными строчечными включениями.
Возможно рациональное применение металлизованного сырья и в ряде других случаев. В случае высокого качества металлизованного сырья, рациональной шихтовки плавок, применения рациональной технологии производительность сверхмощной печи практически не отличается от производительности печей, работающих на ломе, и может быть достаточно высокой.
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.
Основным условием использования на протяжении периода плавления и всей плавки оптимального электрического режима с работой на высшей ступени вторичного напряжения трансформатора при максимальных значениях мощности, длины дуг, коэффициента мощности и относительно небольшом токе является надежное экранирование дуг расплавом. Вследствие воздействия на дугу электромагнитных полей соседних фаз и возникающих при этом электродинамических явлений электрическая дуга в сталеплавильной печи всегда образует в расплаве углубление и частично погружается в это углубление. Увеличенному количеству шлака в печи соответствует большее углубление дуг и лучшее их экранирование, поэтому при ведении плавки в сверхмощной печи кратность шлака периода плавления повышают до 0,05-0,07. Дальнейшее увеличение количества шлака в печи вызывает повышение расхода энергии на его плавление и нецелесообразно.
По данным, загрузка дополнительно 1 % извести от массы металла в 170-т печи увеличивает расход электроэнергии на 17 кВт • ч/т стали. Наличие 1 % пустой породы (мусора) в ломе увеличивает расход электроэнергии на 9,53 кВт • ч/т жидкой стали. Кроме того, несколько увеличивается и продолжительность расплавления шихты. Более эффективным вариантом является вспенивание шлака и увеличение вследствие этого высоты его слоя. В связи с этим важно обеспечить уже в конце второй стадии плавления стабильное вспенивание шлака.
Процессы вспенивания шлака, условия стабильного существования пены изучены применительно к условиям мартеновской плавки. Шлаковая пена представляет собой многофазную систему, в состав которой обязательно, входят жидкий оксидный расплав, большое количество мелких газовых пузырей и часто очень мелкие частицы нерастворившейся извести или заправочного материала.
Выполнение вторичного токоподвода по триангулированной схеме не всегда дает положительный эффект. Вторичные токоподводы отечественных дуговых печей, выполненные по этой схеме, отличает высокая величина индуктивности (3,5-3,8 МОм из опыта короткого замыкания на печи ДСП-100И6 и 3,4-3,5 МОм — расчетная величина индуктивности для печи ДСП-100И7). Кроме того, на печах с триангулированным токоподводом при нарушении взаиморасположения токопроводов различных фаз, что часто наблюдается в реальных условиях эксплуатации, увеличивается индуктивное сопротивление вторичного токоподвода и возрастает неравномерность распределения мощностей по фазам.
В связи с этим целесообразно продолжить поиск оптимальных конструкций вторичного токоподвода. Представляют интерес модифицированные копланарные вторичные токоподводы. Известны компенсированный копланарный токоподвод конструкции токоподвод ЧМК, выполненный по схеме "расщепленная звезда", и шведский вариант такого токоподвода. Для этих вторичных токоподводов характерны низкая индуктивность (2,7-2,8 МОм на 100-т печи ЧМК) и малая неравномерность распределения мощностей по фазам (7-9 %). При этом параметры этих токоподводов мало зависят от взаиморасположения токоподводов различных фаз. Хорошие показатели обеспечивает разработанная НИИМ конструкция вторичного токоподвода, в которой в результате оптимального взаиморасположения токопроводов на различных участках уменьшается индуктивность и снижается неравномерность распределения мощностей по фазам по 2-3 %. Расчеты показывают, что эта конструкция вторичного токоподвода применительно к электропечи ДСП-100И6 обеспечит снижение индуктивности до 3 МОм.