В дуговых электропечах для нагрева и плавления металла используется тепловая энергия излучения электрической дуги, возбуждаемой между электродами и металлом. Печь имеет футерованный цилиндрический кожух, сферическое днище и съемный свод. Угольные или графитизированные электроды расположены вертикально в своде печи и снабжены механизмом автоматического перемещения для регулирования длины дуги. Переменный трехфазный ток подается к электродам от понижающего печного трансформатора при помощи гибкого кабеля и медных шин. Рабочее напряжение на малых печах составляет 100 – 120 В, на крупных 400 – 600 В.
Шихта для плавки в дуговой печи составляется главным образом из стального – углеродистого или легированного – лома. Для науглероживания металлической ванны в шихту вводится кокс или электродный бой, резке – передельный чугун (вследствие наличия в нем до 0,3 % Р). Шлакообразующими в основных печах служит свежеобожженная известь, плавиковый шпат, в кислых печах – кварцевый песок, шамотный бой. Для ускорения окисления углерода, кремния, марганца используют кучковатую железную руду, окалину и газообразный кислород, который подают под давлением 8 – 10 ат через фурму, вмонтированную в свод, или по трубкам через рабочее окно.
Все шихтовые материалы перед загрузкой хорошо просушивают (или прокаливают) для удаления гигроскопической и гидратной влаги, так как присутствие мощного электрического разряда – дуги – в рабочем пространстве печи способствует диссоциации паров воды с образованием атомарного водорода, активно поглощаемого нагретым и расплавленным металлом. Газообразный кислород также должен быть предварительно осушен.
В зависимости от степени чистоты металлической шихты плавку в дуговой печи ведут с окислением примесей или без окисления методом переплава.
При необходимости удаления из шихты фосфора и снижения содержания кремния и углерода после рас-плавления проводят вначале окислительный период, к концу которого содержание фосфора в металле понижается до 0,015 %. Образующийся фосфористый шлак скачивают через рабочее окно, наводят новый шлак из извести и железной руды и ведут окисление избыточного углерода, сопровождающееся кипением ванны. По окончании окислительного периода шлак опять скачивают и начинают восстановительный период, в течение которого производят десульфурацию металла и его диффузионное (через шлак) раскисление. В ванну вводят раскислители – ферромарганец и ферросилиций, наводят восстановительный шлак из извести, плавикового шпата и молотого кокса. В процессе выдержки жидкого металла в печи под восстановительным шлаком происходит его диффузионное раскисление углеродом кокса.
