Длительный период времени в электрометаллургии ферросплавов практически основным плавильным агрегатом являлась круглая трехэлектродная печь с расположением электродов по вершинам равностороннего треугольника. Повышение мощности печных трансформаторов сопровождалось увеличением диаметра электродов и соответственно ростом размеров ванны печи, что приводило к снижению активного сопротивления ванны и ухудшению параметров эксплуатации. Для решения данной проблемы были предложены различные технические решения.
Для выплавки кремнистых и марганцевых ферросплавов используют ванны печей, где подина и нижняя часть стен выкладывается из элек тропроводных углеродистых блоков. Высота угольной обстановки стен составляет 0,5-1,0 от величины диаметра электрода. Однако высота угольной обстановки оказывает заметное влияние на активное сопротивление ванны электропечи. Ответвление части тока электрода, на выступающую часть угольной футеровки стен, шунтирует основное направление тока через реакционное подэлектродное пространство (плавильный тигель) и снижает выделяемую мощность. В работе [1] предложено снизить угольную обстановку стен для печей мощностью 10,5-16,5 МВ∙А до уровня 0,2-0,3 от диаметра электрода для более эффективной работы агрегата на примере выплавки ферросилиция.
При реконструкции печей Кузнецкого завода ферросплавов с трансформатором мощностью 23 и 29 МВ∙А, для выплавки 45 и 65 %-ного ферросилиция, форму ванны выполняли цилиндрической для шамотной части футеровки и конической для угольной футеровкой стен [2]. Горн печи представлял собой усеченный конус с высотой 1200 мм с соотношением верхнего и нижнего диаметров 11:10. Такая конструкция ванны увеличила расстояние от образующей электрода до стенки ванны с 1150 до 1400-1500 мм. Это повысило активное сопротивление шихты на участке «электрод-стена», что положительно сказалось на заглублении электродов в шихту. В наиболее аварийных участках стыка угольных блоков и шамотной кладки на 14 % снизилась тепловая нагрузка на футеровку стен. Удельная мощность в нижней части горна печи увеличилась на 10 %, что способствовало лучшему прогреву летки и хорошему выходу ферросилиция при выпуске.