Зарастание подсводового пространства конденсатами из колошниковых газов, при прочих равных условиях, является, главным образом, результатом недостатка углерода в ванне печи. Однако избыток восстановителя также приводит к выходу колошниковых газов в большом количестве с более высокой температурой и с повышенным содержанием в них SiO вследствие недостаточного погружения электродов в шихту. Для обеспечения нормального хода восстановительного процесса в закрытой печи необходимо при прочих равных условиях ограничивать поступление в подсводовое пространство газообразных продуктов, способных образовывать конденсаты. Для уменьшения подсоса воздуха загрузочные воронки и течки должны быть заполнены шихтой, а печные бункера – заполнены не менее, чем на половину объема.

Плавку ферросилиция ведут непрерывным процессом, при этом основной задачей является обеспечение нормальной работы колошника и летки. Нормальный ход технологического процесса характеризуется следующими показателями:

1) равномерное выделение в воронках вокруг электродов невысокого и неяркого пламени;

2) равномерный сход шихты вокруг каждого электрода;

3) рыхлая шихта в воронках свободно «прошивается» в любой точке;

4) устойчивая и глубокая (3,0-3,7 м ниже обреза щек) посадка электродов в шихте (при выплавке ФС 45 составляет не менее 1500 мм) при полной и одинаковой электрической нагрузке по фазам при одинаковых фазовых напряжениях;

5) равномерный выход жидкоподвижного шлака при каждом выпуске;

6) появление небольшого язычка пламени в конце выпуска из леточного отверстия.

Вокруг электродов выходит 10-15% колошникового газа с температурой ~ 650 ºС. Давление под сводом печи должно составлять9,8 Па, а разность давлений в трех точках под сводом должна быть не более 5 Па; разрежение под сводом не допускается. Температура газа под сводом должна быть 500-600 ºС и не выше 700 ºС, а в газоходе – не более 200 ºС. Разрежение в начале наклонного газохода должно составлять 50-200 Па, перед скруббером 200-400 Па, после трубы Вентури – не менее 16000 Па. Содержание водорода в газе ≤ 5%, кислорода ≤ 1% ; постоянное количество отходящих газов.

Процесс плавки в печи происходит, главным образом, у электродов в тиглях.

В верхней части тигля холодная шихта образует своеобразный свод. Стенки и свод тигля непрерывно оплавляются и замещаются новыми порциями поступающей сверху шихты. Таким образом, тигель нельзя рассматривать как застывший сосуд под электродом. Это скорее зона высоких температур, образовавшаяся у конца электрода. При горячем ходе печи нижние части тиглей соединяются, образуя общий тигель. Нижняя часть тигля представляет собой газовую полость. Расстояние между торцом электрода и поверхностью расплава («дном» тигля) составляет 200-400 мм. Шихта, расположенная у стен печи, прогревается настолько слабо, что в этих местах плавления не происходит и шихтовые материалы спекаются в плотный монолит (гарнисаж). Быстрое проплавление шихты возле электрода способствует поддержанию рыхлого столба материалов вокруг него. Поскольку реакции восстановления происходят, главным образом, вокруг электрода, газы, образующиеся внизу возле дуг, нагретые до высокой температуры и, проходя через вышележащие слои шихты, нагревают их. Прохождение горячего газа через более холодную шихту вызывает конденсацию паров кремния. Для равномерного распределения по колошнику выходящих из печи газов, предотвращения спекания колошника и образования «свищей» при выплавке ферросилиция необходимо вращать ванну печи. Наилучшие результаты дает вращение ванны с частотой 1 оборот за 50-70 ч. В этом случае улучшается сход шихты, главным образом, с набегающей стороны электрода, куда и заваливают основную часть шихтовых материалов.

Завалку шихты необходимо проводить непрерывно или небольшими порциями по мере оседания шихты на отдельных участках. В первую очередь шихту заваливают в наиболее горячие участки колошника вокруг электродов. Загрузка лишней шихты недопустима, т.к. увеличение столба материалов вызывает смещение плавильной зоны вверх и нарушение теплового режима в зоне реакции. Недостаточное количество шихты в печи приводит к увеличению потерь тепла с уходящими газами и потерь кремния в улет.

Загрузка шихты в печь производится в воронки вокруг электродов через труботечки на печах с частичным (80-90 %) улавливанием отходящих газов.

При ведении технологического процесса могут наблюдаться отклонения от нормального хода печи:

1. Недостаток восстановителя ведет к неустойчивой посадке электродов и колебаниям нагрузки, за электродами тянутся длинные кварцевые нити, тигли сужаются, происходит сильное спекание шихты, на колошнике наблюдаются частые «свищи», летка сильно «газит», из летки выходит густой шлак (или, при длительной работе с недостатком восстановителя, выход шлака прекращается), рабочие концы электродов сильно утоньшаются и быстро укорачиваются. Температура в печи на глубине 500-600 мм от поверхности колошника при выплавке ФС 45 повышается до 1800-2000ºС, что приводит к усиленному испарению и потерям в улет не только монооксида кремния, но и восстановленного кремния. Работу с недостатком восстановителя называют закварцеванием печи. В случае длительной работы печи с недостатком восстановителя наблюдается расстройство работы летки – летка закрывается с трудом или вообще не закрывается, наблюдается просачивание металла в любом месте арочки и даже прорыв футеровки печи сплавом. Для исправления хода печи следует добавить восстановитель в шихту, давать коксик в виде добавок, усилить обслуживание колошника. Если эти меры не дают положительного результата, то следует несколько проплавить тигель электрода над леткой и при выключенной печи дать в тигель 150-500 кг коксика.

2. Избыток восстановителя, при котором посадка электрода становится высокой, из-под самих электродов бьют «свищи», тигли сужаются, слышна работа дуг (характерный гул), шихта круто обваливается у электродов, из печи прекращается выход шлака, выход сплава уменьшается и его температура снижается. Длительная работа с избытком восстановителя в шихте приводит к замораживанию колошника печи и зарастанию печи шлаком при резком снижении производительности. Для исправления хода печи необходимо уменьшить количество восстановителя в печи, дать в печь несколько калош шихты с резко пониженным количеством восстановителя («тяжелые» калоши) или некоторое количество чистого кварцита и улучшить обслуживание печи.

3. Работа на коротких электродах как по внешним признакам, так и по результатам подобна работе с избытком восстановителя.

4. Работа с чрезмерно длинными электродами при высокой их посадке вызывает увеличение потерь электроэнергии в самих электродах, а при глубокой посадке электродов часто приводит к тому, что электроды «садятся» в шлак, теряется дуговой режим работы печи, печь «не принимает шихту». При скоплении в печи шлака и его нерегулярном выходе в печь даются добавки извести.