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水蒸汽不僅有利于進步烴氣的燃燒效率，還可以了解電爐是否漏水，這對防止烴氣爆炸是至關重要的信息。水冷卻板耐高溫，其內面溫度為1100℃，爐殼內氣溫更高，爐料熱交換更好。為適當地利用化學能，爐殼的設計需要改變，降低熔池和壁板表面臨爐容的分配，以進步傳熱效率和廢鋼收得率，根據廢氣分析提高履態反饋控制。

超高化學能電爐可將由燒嘴輸入電爐的化學能利用率進步至40％。

　　化學能效率

　　化學能是持續測定的，類似于自然氣(或液化石油氣)的總貢獻和可測算的碳，但不可能精確地估算氧氣的貢獻，這不包括氣體和碳的燃燒。

　　化學能輸入量的估算是將電耗與輸入的氣體和碳的總能耗比擬較；其他化學能的貢獻和余數是根據所產生的能(如氧化硅和氧化錳等)單獨估算的。在這種情況下，集成式過程控制系統能給向程序發警報，以改變信息并處理報警程序。

　　在分析的基礎上，對4種超高化學能電爐的出鋼量進行了比較：60t、80t、100t和175t。這與吹氧效率有直接聯系，包括電極消耗、噴濺效應或耐火材料的消耗。這一安全周期少于30s，足以防止可能發生的嚴峻危害。采用這3種系統中的一種，還可以對水蒸汽進行分析。第二個基準點是單位出產率與總輸入能(化學能＋電能)之比。集成式過程控制系統的主要輸入數據來自第四孔彎頭中的廢氣，并且利用以下數據：

　　(1)一氧化碳、氧氣和水的含量(體積)；

　　(2)廢氣的溫度；

　　(3)電爐的負壓；

　　(4)廢氣管道滑套的位置。最近，Concast在近似紅外線激光工藝的基礎上開發了3種實時廢氣分析儀。一氧化碳、氧氣和氣體的溫度可不斷地丈量。超高化學能電爐燒嘴的輸入功率約占輸入電功率的40％，即高于總輸入功率的30％。

　　超高化學能電爐的主要工藝工具是：

　　(1)提高前輩的電極調節系統，電弧不亂；

　　(2)渣控制系統，控制碳噴嘴，以降低過熱時未籠蓋電弧的風險；

　　(3)帶高功率燒嘴的噴嘴和帶高效噴嘴的超音速吹氧噴嘴；

　　(4)氧、碳噴嘴實時廢氣分析和反饋。

　　電爐主要機能是：

　　(1)出產率：230t／h；
　　(2)電耗：325kWh／t鋼(冷廢鋼)；
　　(3)電耗：290kWh／t鋼(廢鋼預熱至約200℃)；
　　(4)總氧耗：47Nm3／t鋼；
　　(5)總自然氣耗量：6Nm3／t鋼；
　　(6)電極耗量：0．9kg／t鋼。影響該工藝的主要因素，一是高化學能的利用，二是爐容設計。

　　降低電耗，增加化學能，快速熔煉，導致新一代燒嘴和氧氣噴嘴的產生。縮短出鋼－出鋼時間，意味著需要輸入極高的電功率。目前的傾向是采用大爐容，并改進單位出產率和消耗量。

。改造重點是大大增加電能和化學能的輸入量。根據基準分析，評估運行結果，可以看出，目前的設計尺度優于幾年前的最好水平。檢測廢氣中的水蒸汽含量是立異性的技術，水的平衡是由集成式過程控制軟件完成的，不僅給出了自然氣的燃燒效率，而且能告知操縱職員是否有漏水的可能。控制的重點是：

　　(1)激光廢氣分析儀；

　　(2)噴嘴系統閥座；

　　(3)電爐的爐壓。另一個重要參數是單位氧耗。
　　改造小爐子的目的就是縮短出鋼－出鋼時間，降低單位消耗量。

　　為了對超高化學能電爐的基準特性進行比較分析，需要利用兩套不同的數據，即歷史數據和目前數據。一般而言，新型的超高化學能電爐的指數比老式電爐低20％以上。

　　實時廢氣分析儀系統創造了前所未有的新機遇，對廢氣的分析實時反饋給噴嘴以優化工藝，并能更好地了解電爐的熱力學。

　　因為新技術的開發，產生了表明化學能輸入量的新方法。

　　這些工藝控制工具是有效功率輸入控制所必須的，可認為實現超高化學能電爐的最佳機能提供保障。

　　電爐的機能不高，需要進行改造，建設新一代電爐，即超高化學能電爐。此外，加大爐容有利于多加廢鋼，有利于廢鋼在爐內的分布。

　　為進步化學能的利用率、改進電爐的機能和進步出產率，最近有一種趨勢，即建造新型超高化學能電爐(UHCPEAFs)。其中之一是：容積指數(VI)＝表面／容積(m2／m3)，VI降低，通過增加爐殼內廢氣的停留時間，來進步傳熱效率。

　　近幾年來，管式電爐以及箱式電爐的機能泛起了變化的趨勢。

　　集成式過程控制儀(IPD)

　　所有相關任務和目標的集中是噴嘴和廢氣系統的全自動實時控制的真正的立異。

　　目前，采用兩塊用銅和鋼制成的水冷卻板，獨立水輪回，根據熱負荷情況，每塊板采用不同的流速。

　　電爐燒嘴和超聲波吹氧的能力大大進步。應用這些系統，通過第四孔彎頭可以不斷地監測廢氣的化學成分。因為有廢氣的實時激光分析，就可能確定吹氧的效率，并進行有效地控制吹氧。

　　根據所采用的措施，用氧、碳噴嘴的反饋信號來調節每個噴嘴的閥座和廢氣的滑套。

　　集成式過程控制儀的目標包括：

　　(1)進步傳熱效率，簡化和降低電爐氣氛中一氧化碳含量，增加二氧化碳；

　　(2)降低并優化氧氣、碳和自然氣的消耗；

　　(3)防止廢氣管道中一氧化碳引起爆炸；

　　(4)確定是否漏水，并防止爐殼內的氫氣引起爆炸；

　　(5)在劃定的操縱范圍內指導工藝過程。

　　燃燒器的效率對熔畢階段有很大影響，可使熔融金屬很快地平均。冶煉過程中化學能的貢獻占總能耗的35％～45％。超高化學能電爐的單位氧耗在35Nm3／t鋼至40Nm3／t鋼之間，比一般電爐高20％～30％。

　　根據來自這些系統的數據，有利于了解傳熱效率(一氧化碳含量)和耗氧量(廢氣中無氧)。這些工藝工具與化學熱的傳熱效率緊密親密相關，同時也影響著電極的消耗和耐火材料的壽命。土耳其Icdas鋼廠電爐出鋼量為175t，輸入功率為168MVA，氧氣為21000Nm3／h，自然氣功率為39MW，配有廢鋼預熱器的排氣系統全部集中，已經提出立異性的設計、建設和操縱實踐的方案。

　　電爐機能的基準點是單位電耗。過程控制儀與電爐自動化系統的各種參數相聯系關系。一般而言，改進電爐的機能、輸入化學能的比率要高于輸入的電能。

　　在出鋼到出鋼時間約為30min時，必需進步氧氣密度，采用目前的吹煉工藝，過熱5min即可達到物理脫碳率。

　　超高化學能電爐還需要選擇不同的力學設計參數。依據噸鋼吹氧量，其機能已接近氧氣轉爐的水平。

　　Concast選擇了第二種方法，以降低電爐的復雜性和減少維修，同時引入有效的工藝控制工具。爐頂打開時，熔池表面會輻射損失少量的能量。有兩種不同的選擇：

　　(1)增加燒嘴和噴嘴的總數目；

　　(2)加大燒嘴和噴嘴的功率。安裝了噴嘴，超聲波吹氧時，熱負荷大大增加，在很短的時間內，冷卻水的溫度會進步一倍。

　　基本的成套設備是實時廢氣分析儀和指導軟件，基于恍惚邏輯技術的設計，對燒嘴、氧氣、碳的噴嘴進行反饋，并對第四孔彎頭后的氣縫進行滑套控制。與Concast電爐比擬，超高化學能電爐的機能更優異。集成式過程控制儀是一種立異和有力的過程控制工具，它是根據場參數的實時信息進行過程控制，尤其是實時激光廢氣分析儀。