Мартеновские печи с кислой футеровкой имеют небольшую ёмкость по сравнению с печами с основной футеровкой (всего до 100м). Для процесса требуется чугун и стальной лом, мало загрязнённый фосфором и серой (Р до 0,03% и S до 0,03%).
В кислых печах перерабатывают твердую завалку (скрап-процесс), так как в них нельзя вводить большое количество руды избежание разрушения печи. Сущность кислой плавки состоит в удалении углерода, марганца и кремния из металла под слоем кислого шлака. Серу и фосфор при кислом процессе не удаляют и они остаются в металле. Шлак при плавке с кислой футеровкой содержит избыток кремнезема SiО2, что способствует соединению закиси железа FeO с кремнеземом в силикат FeO • SiО2. Кроме того, закись железа FeO, растворенная в ванне, соприкасаясь с кислыми подом и стенками, также образует FeO • SiО2 и всплывает шлак. Все это способствует получению хорошо раскисленной стали.
В современной практике применяют два способа плавки в кислых печах: активный и кремневосстановительный. Активный способ плавки характеризуется незначительным восстановлением кремния. Поэтому в конце плавки готовую сталь надо пополнительно раскислять ферросплавами. Окисление примесей при плавке в печах с кислой футеровкой происходит за счёт кислорода вводимой руды и кислорода печных газов. Свободный кислород печных газов окисляет закись железа до магнитной окиси, а последняя передает кислород железу. Примеси Мn, Si, С окисляются за счет растворяющейся в расплаве закиси железа.
Получающиеся в процессе плавки закись железа FeO и закись марганца МnО, соединяясь с кремнеземом, образуют кислый шлак. Плавку прекращают по достижении заданного содержания углерода и надлежащей температуры нагрева. Перед выпуском стали в ковш ее раскисляют. Кремний при кремневосстановительном процессе восстанавливается при высоких температурах углеродом:
SiO2 + 2С→Si + 2СО - 152 460 кал.
Получающийся кремний в момент своего восстановления является хорошим раскислителем:
2 FeO + Si→2Fe + Si02 + 76 600 кал.
Для кремневосстановительного процесса шлак должен быть-густым,
а притоккислорода (из газовой фазы) минимальным. Это достигается введением в
шлак избытка SiO2 в виде песка. Содержание восстановленного кремния в
стали иногда доводят до 0,3—0,4%Si. Кроме кремния, при высоких температурах
может восстанавливаться и марганец:
МnО + С→Мn + СО — 66 750 кал.
Сталь, полученную кремневосстановительным
процессом, можно выпускать в ковш без дополнительного
раскисления.
