В настоящее время выплавку титановых шлаков производят в рудотермических печах периодическим способом, получая титановые шлаки с содержанием оксида железа (FеО) менее 5%.

Выплавка шлаков включает следующие операции:

1) Загрузка шихты.

Шихта из приемных бункеров плавильного отделения поступает в дозировочную тележку, а затем в печные бункера, из которых по течкам подаётся в печь между электродами, образуя конус. Скатываясь по конусу, шихта равномерно распределяется между электродами и стенкой печи. Для лучшего использования восстановителя, уменьшения пыления и снижения удельного расхода электроэнергии применяют смесь брикетов и порошковой шихты (от 20 до 50%). Вначале загружают порошковую шихту, затем брикеты. Порошковая шихта более легкоплавкий материал, но с большим пылеуносом. Наилучшая работа печи наблюдается при плавке брикетов, когда происходит равномерное выделение газов.

2) Восстановительная электроплавка.

При плавке необходимо, чтобы восстановление оксидов железа опережало скорость образования низших оксидов титана, поэтому  плавка делится на три периода:

- период расплавления шихты. Происходит восстановление свободных окислов железа, а восстановление концентрата протекает в незначительной степени. Железо вытекает на дно печи, сверху образуется расплав шлака.

- период восстановления. В расплаве начинается интенсивное восстановление окислов железа и титана из концентрата. Но восстановление окислов железа сильно осложняется из-за образования сложных растворов на основе окислов титана. Для облегчения плавки в шихту задают только 2/3 рассчитанного углерода. Процесс сопровождается непрерывным кипением расплава, при этом происходит значительное выгорание восстановителя. Количество углерода в шихте сразу рассчитано на два периода: восстановительный и цикл доводки. По мере уменьшения концентрации (восстановления) FeO  и повышения количества низших окислов титана, температура расплава повышается с 1400 до ≈ 1750 °С, вязкость его увеличивается, содержание закиси железа становится 8—12 %.

- период доводки шлака. К началу этого периода весь углерод восстановителя израсходовался, но в расплаве шлака еще имеются недовосстановленные окислы железа, поэтому отбирают пробу шлака для точного определения содержания закиси железа. Затем загружают в расплав остальную часть угля. Оставшиеся окислы железа восстанавливаются очень медленно из-за низкой концентрацией закиси железа и наличием более прочных соединений в расплаве. Период доводки считается законченным, если шлак содержит не более 5% закиси железа.

Важнейшими свойствами титановых шлаков являются плавкость, вязкость и электрическая проводимость, которые определяют процесс плавки, полное разделение чугуна и шлака, и возможность выпуска их из печи. После окончания доводки шлак прогревают ещё 10—15 мин., что способствует более полному отделению его от чугуна и быстрому выпуску. Опытные металлурги готовность шлака определяют также по его цвету.

Выплавить шлаки с концентрацией FeO менее 5% невозможно, так как они тугоплавки и быстро застывают. Повышают скорость восстановления окислов железа введением добавок солей щелочных металлов (NaF), соды и известняка. К тому же, связующим в брикетированной шихте служит сульфитно-целлюлозный щёлок на натриевой основе, и натрий, входящий в его состав, повышает реакционную способность восстановителя.

Сочетание брикетов и добавок позволяет значительно улучшить технико-экономические показатели плавки: снизить удельный расход электроэнергии и повысить производительности печи. Общая продолжительность плавки составляет ≈ 4 ч.

3) Подготовка изложниц под продукты плавки.

Совместный выпуск шлака и чугуна производят в прямоугольные чугунные изложницы, футерованные шамотным кирпичом. Их устанавливают под летку каскадом, чтобы расплав мог перетекать из одной изложницы в другую. Количество изложниц определяется объемом выпускаемых из печи шлака и чугуна

4) Выпуск шлака и чугуна

Частота и регулярность выпуска шлака и чугуна оказывают большое влияние на ход плавки. Поэтому для каждой печи устанавливают график выпусков в соответствии с ее мощностью. Например, выпуск шлака на печах мощностью 7500 кВ*А производят через каждые 3,5—4 ч, а чугуна 7—8 ч.

В зависимости от конструкции электропечи имеют одну или две лётки, для совместного или раздельного выпуска продуктов плавки. Перед выпуском расплава лётки прожигают током по всему сечению. Если выпуск шлака и чугуна производят совместно в каскад изложниц, то в первых изложницах остается чугун, имеющий большую плотность, а в последующих — шлак. При раздельном выпуске чугун выливают в футерованные шамотным кирпичом ковши, а шлак — в изложницы. После окончания выпуска шлака и чугуна лётки заделывают огнеупорными пробками из глины специальной пушкой. Затем загружают новую порцию шихты и процесс повторяют.

Одинаковый выход шлака при каждом выпуске – основной признак нормальной работы печи. Нерегулярные выпуски сигнализируют о наращивании гарниссажа или его расплавлении из-за нарушения теплового баланса печи.

Выплавленный титановый шлак имеет примерный состав, %: TiO₂ 85-90; FeO ≈5; Al₂O₃ 1,5-3; MgO 1-3; СrО 0,5-1,5 и другие оксиды. На одну тонну шлака получается около 600 кг чугуна.

Любой непрерывный технологический процесс всегда эффективнее и экономически выгоднее, чем периодический. Непрерывный имеет меньший расход электроэнергии, большую производительность, его легче автоматизировать и максимально механизировать, что улучшает условия труда персонала. Но до сих пор не разработана непрерывная выплавка низкожелезистых  титановых шлаков (менее 5% FeO). При существующем непрерывном процессе выплавляют титановые шлаки, содержащие 8—15% закиси железа.

Для создания высокопроизводительного непрерывного процесса, шихту необходимо загружать непрерывно по мере ее схода с конуса, а выпуск шлака и чугуна производить периодически. Использовать порошковую шихту нельзя, так как железо-титановый концентрат, попадая на поверхность шлака, не расплавляется, а спекается и цементируется, и прекращается естественный сход шихты. Поэтому необходимо применять только брикетированную или гранулированную (окатанную) шихту, а это требует более тонкого помола сырья, сложного процесса окатывания (грануляции) и непрерывного контроля качества гранул и всего процесса их подготовки. Переход на непрерывный процесс позволит повысить производительность на 15% , снизить расход электроэнергии на ≈ 30% и увеличить срок службы печи.