В настоящее время, в условиях нарастающего дефицита ресурсов и увеличения их стоимости, энергоэффективность сталеплавильных агрегатов и процессов производства стали является одним из важнейших показателей.
С целью увеличения эффективности работы агрегатов, с начала 80-х годов в электросталеплавильном производстве начали применять предварительный подогрев шихты отходящими газами. Наибольшее распространение получили шахтные дуговые печи (ШДСП), использующие теплоту отходящих газов для предварительного нагрева скрапа в шахте, расположенной над сводом печи. Во всем мире работает более 40 таких печей.
Основными преимуществами печей такого типа по сравнению с обычными ДСП являются: экономия электроэнергии до 120 кВт·ч/т; уменьшение «фликера» на 40%; снижение расхода электродов на 30%; снижение выбросов пыли на 25%; увеличение производительности на 40%; увеличение выхода годного металла на 2%.
Шахтные дуговые печи имеют также ряд недостатков, таких как: высокий угар шихты; сложность конструктивного исполнения печного агрегата; необходимость подготовки лома; высокое содержание летучих органических соединений (ЛОС) в отходящем газе; нестабильность температуры и объёма отходящих газов.
По ходу плавки количество отходящих газов изменяется от 40 до 600 м3/ч, а их температура от 200 до 1200°С. Исследования специалистов показали, что температура 850°С на выходе из шахты является оптимальной. При более высоких температурах газоочистное оборудование испытывает сильные термические нагрузки, а при более низких происходит интенсивное образование ЛОС, что не позволяет обеспечить необходимую степень очистки.
Для устранения ряда недостатков ШДСП предлагается использование подогревателей шахтного типа, оснащенных устройствами рециркуляции печных газов. При этом газы, имеющие на выходе из шахты температуру ниже 850°С, направляются обратно в печь, где происходит полное дожигание летучих углеводородов и повторный нагрев газов за счет теплоты горения электрических дуг. Это позволяет обеспечивать стабильную температуру газов на входе в аппараты газоочистки, а, следовательно, эффективную их работу и соблюдение экологических требований.