Сплавы ВУ FeMn и SiMn производятся в трехфазных электродуговых печах с погруженной дугой. За некоторыми исключениями, печи имеют круглую форму, внутри помещены 3 электрода Содерберга, их расположение соответствует положению вершин равнобедренного треугольника. Существуют открытые и закрытые печи, стационарные и вращающиеся. В настоящее время основное количество марганцевых сплавов производится в стационарных печах закрытого типа можностью 20-45 МВт. Печи такого размера всегда являются стационарными.

Срок службы футеровочной облицовки печи серьезно влияет на эффективность ее работы. Выгорание печи, вызванное низким качеством огнеупорного материала или плохим качеством футеровки приводит к простоям и дорогостоящим ремонтным работам.

Футеровочный огнеупорный материал подвергается термальному, химическому и механическому износу и поэтому должен обладать высокой устойчивостью к физико-химическим воздействиям.

Для марганцевых сплавов, в которых содержание углерода близко к насыщению, уголь (углерод) является лучшим огнеупорным материалом для использования в качестве внутренней футеровки, подверженной воздействию высоких температур и химическому воздействию жидкого металла и шлака. Угольная футеровка выкладывается по днищу и стенкам печи таким образом, чтобы ее высота значительно превышала нормальный уровень шлака в печи. Между стальным кожухом печи и угольной футеровкой выкладывается керамическая футеровка. Керамическая футеровка проходит по всей высоте кожуха печи.

На рис 4.10 показана печь закрытого типа для производства ВУ FeMn.

печь закрытого типа для производства ВУ FeMn

Проектирование печи предполагает большое количество электротехнических работ. Электроэнергия подается в печь под высоким напряжением и поэтому система электроснабжения составляет значительную часть оборудования печи: трансформаторы, конденсаторные батареи для фазовой компенсации, система шин и электроды с подвеской и держателями.

Основные характеристики конструкции печной ванны:

  • Диаметр электрода и диаметр электродного круга
  • Диаметр и глубина ванны
  • Диаметр и глубина печной шахты.

Необходимо просчитывать и учитывать рабочее сопротивление процесса и реактивное сопротивление электроцепи. При проектировании рабочей мощности печи (МВт) необходимо учитывать, что это налагает ограничения на диаметр кожуха, глубину печи, диаметр электродов и их позиционирование (ход). Устройство печи может отличаться в зависимости от того, какой продукт предполагается выпускать. Что касается марганцевых сплавов, то здесь обычной практикой является использование одной и той же печи как для производства ферромарганца, так и силикомарганца. Внизу приведены примеры такого использования. Марганцевый завод Тинфос в Квинесдале, Норвегия (известен как Ойе Смелтверк — 0ye Smelteverk) в 1992 году имел две 45-МВт электродуговых печи закрытого типа конструкции фирмы Elkem (Элкем) для производства ВУ FeMn, а в качестве альтернативы — SiMn (источник: Bruno & Fest0y 1992). Параметры конструкции и технологические показатели представлены в таблице 4.6.

Параметры конструкции и технологические данные заводов  Tinfos и  Beauharnois

Представлены также данные по закрытому (прим. переводчика: не работающему) заводу Beauharnois. В 2000 на заводе 0ye Smelteverk была пущена в эксплуатацию 3-я 45-МВт печь, доведя годовое производство силикомарганца до 160000 тон (Haaland et al. 2001).