Чем больше стальной стружки вводят в ферросилициевую печь, тем легче управлять состоянием колошника, легче добиться равномерного, спокойного выхода газов по всей поверхности ванны. Вся площадь колошника становится «живой», требования к шихте понижаются, температура самых горячих мест (вблизи электродов) и колошниковых газов снижается, «тигли» вокруг электродов сливаются в общее рабочее пространство, надобность в древесном угле отпадает; вместе с тем ненужными становятся и приспособления для обработки колошника (жерди, прутья и т.п.). Стальная стружка затрудняет спекание верхнего слоя шихты на колошнике; ниже – насыщается сначала углеродом, а затем кремнием и быстро плавится, оставляя проходы для колошниковых газов; отводя кремний из зоны его восстановления, стружка ускоряет ход процесса. Чем тяжелее (беднее кремнием) сплав, тем меньше потери кремния, тем больше абсолютный (и по кремнию – относительный) вес сплава за единицу времени. При выплавке Си75 «активные столбы шихты держатся только вокруг электродов» [16].

По М. Додро [70] «обычно образуется карборундовая стенка вокруг электродов, на некотором от них расстоянии, представляющая род футляра». Отодвигание гарниссажа от электродов при выплавке более бедного кремнием сплава связано не с чем иным, как с разрушением карборунда в присутствии железа при относительно более низких температурах. В то же время отодвигание стенок сдерживается более резким перепадом температур из-за увеличенного поглощения тепла (на единицу кремния в продукте) на расплавление и перегрев железа, во-первых, и на увеличение скорости схода шихты, во-вторых.

Образцы [78] из выломок при разборке ванн (анализы ?.М. Костяковской) показаны в табл. 41.

Образцы содержат очень много карборунда, что свидетельствует об их расположении в относительно холодных местах ферросилициевой ванны, где даже в присутствии железа они не разрушаются.

Гарниссаж подобного рода образуется в горне печи даже при выплавке 45%-ного ферросилиция; следует учесть, что погружение электрода в содержимое ванны несколько уменьшается при выплавке более бедного кремнием сплава. В развитии производства ферросилиция всех марок отмечается постепенное достижение все более глубокого погружения электродов, но разница для различных сплавов не уничтожается. Можно вполне удовлетворительно плавить 45%-ный ферросилиций при погружении электродов на 800 – 900 мм. Но уже при освоении выплавки 75%-ного ферросилиция (тридцатые годы) стало ясно, что необходимо держать электроды на глубине не менее 1000 мм; в настоящее время работают с погружением около 1200 мм и часто достигают погружения на 1400 мм. При выплавке 90%-ного сплава погружение электродов в содержимое ванны еще больше (до 1 5 м).

Так как нельзя уничтожить близкую к строительной подине (лещади) зону конденсации кремния (непосредственно под электродами жидкий сплав не прощупывается [161]), то уровень колошника при выплавке 90%-ного сплава оказывается заметно выше, чем при выплавке 18%-ного. В последнем случае можно работать при расстоянии колошника от подины всего 1400 мм, тогда как для выплавки 90%-ного это расстояние невыгодно иметь менее 1800 мм; имеются в виду при этом верхние точки загрузки шихты на колошник, а именно – верх конусов из шихты вокруг электродов. Конусообразная загрузка шихты целесообразна при выплавке ферросилиция всех марок, но наиболее эффективна она при выплавке 45%-ного ферросилиция, когда конуса из шихты вокруг электродов приподняты на ~ 400 мм. Такая загрузка шихты позволяет оттеснять колошниковые газы от электродов без всякой другой обработки колошника. При большем содержании кремния в сплаве и соответственно более глубоком погружении электродов конуса шихты могут быть высотой ~ 300 мм. Для 18%-ного ферросилиция равномерное распределение газов по поверхности колошника также легко достигается при конусах высотой 300 мм. Это объясняется более высокой температурой и более высоким давлением газов в «тиглях» при выплавке высокопроцентного ферросилиция; при выплавке 18%-ного ферросилиция в СО превращается около трети веса шихты, а при выплавке 90%-ного – не меньше половины.