Запропоновано теплову модель шлакової ванни, що враховує структуру джерела тепловиділення. За наявності джерел підвищеного тепловиділення, що локалізовані у тонкому шарі біля торця оплавлюваного електрода, має місце сильний перегрів крапель металу, що формуються. Дано оцінку товщини вказаного шару, яка становить десятки мікрон. Відмічено вплив вказаного шару на електрошлакову обробку перенесеного металу та перегрів рідкої металевої ванни.

Зроблено якісний аналіз деяких керуючих дій (параметрів) на теплову картину електрошлакового процесу. Показано, що теплометричні прилади у ряді з іншими переутворювачами можуть бути ефективними при використанні їх як зворотніх зв'язків (параметрів регулювання) в системі автоматичного керування електрошлаковим процесом. Особлива роль вказаних параметрів обумовлена самою піроелектричною сутністю електрошлакової технології. Сформульовано задачі, що потребують рішення для керування тепловими параметрами електрошлакового процесу.

Отримано аналітичний розв'язок задачі про занурений струмінь в'язкої нестислої рідини в автомодельному наближенні. На відміну від відомих розв'язків, запропонований описує струмінь, який розширюється вздовж деякого конуса і має зворотну течію поблизу його вісі.

На простій моделі досліджено вплив електричних і геометричних параметрів електрошлакового процесу у струмопровідному кристалізаторі на його теплову стійкість. Введено критерії, що характеризують цю стійкість.

Досліджено вплив теплофізичних та геометричних параметрів електрошлакового процесу з витратними електродами на його стійкість. Введено критерій, що характеризує температурну стійкість процесу.

Рассмотрены особенности тепло- и массопереноса капель переплавляемого металла в процессе его рафинирования. Исследованы два качественно различных случая электрошлаковой обработки. В первом источники максимального тепловыделения удалены от мест каплеобразования, во втором - локализованы вблизи оплавляемого электрода, что увеличивает эффективность химических реакций. Кроме того, в этом случае полное время взаимодействия шлака и металла по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем в первом случае. Подобрав специальные методы воздействия, с учетом описанных выше механизмов можно существенно повысить степень рафинирования.

На основе анализа структуры источников тепловыделения при ЭШС указаны возможные пути интенсификации процесса: разработка новых тугоплавких флюсов, системы управления электродинамикой процесса, разработка новых источников питания, позволяющих подавать в плавильное пространство мощность в виде импульсов специальной формы, а также адекватных математических моделей процесса. Решив эти задачи, можно выйти на принципиально новый уровень в реализации существующего процесса.