Structuur
De oven zelf is een hoge, verticale schacht die bestaat uit een stalen omhulsel met een vuurvaste bekleding van vuursteen en grafiet. Er kunnen vijf secties worden onderscheiden. Onderaan is een parallelle haard waar vloeibaar metaal en slakken zich verzamelen, en deze wordt bekroond door een omgekeerde afgeknotte kegel die bekend staat als de boeh. De lucht wordt in de oven geblazen door tuyeren, watergekoelde koperen blaasmonden die boven op de vuurhaard zijn gemonteerd, dicht bij de overgang naar de schoorsteen. Een kort verticaal gedeelte, de “bosh parallel” of “barrel” genoemd, verbindt het bosh met de afgeknotte rechtopstaande kegel die de schoorsteen vormt. Het vijfde en bovenste deel tenslotte, waardoor de lading de oven binnenkomt, is de keel. De bekleding van de schacht en de vuurhaard, waar de hoogste temperaturen optreden, bestaat meestal uit koolstofstenen, die worden vervaardigd door het persen en bakken van een mengsel van cokes, antraciet en pek. Koolstof is beter bestand tegen de corrosieve werking van gesmolten ijzer en slakken dan de aluminosilicaat-brandstenen die voor de rest van de bekleding worden gebruikt. De kwaliteit van de bakstenen wordt afgemeten aan het aluminiumoxidegehalte (Al203), zodat bakstenen met 63 procent aluminiumoxide worden gebruikt in de schoorsteen parallel, terwijl 45 procent aluminiumoxide voldoende is voor de schoorsteen.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Tot voor kort gebruikten alle hoogovens het dubbele belsysteem om de lading in de schoorsteen te brengen. Deze apparatuur bestaat uit twee kegels, bellen genoemd, die elk kunnen worden gesloten om een gasdichte afdichting te verschaffen. In bedrijf wordt het materiaal eerst op de bovenste, kleinere bel gestort, die dan een korte afstand wordt neergelaten zodat de lading op de grotere bel kan vallen. Vervolgens wordt de kleine bel gesloten en wordt de grote bel neergelaten zodat de lading in de oven kan vallen. Op deze wijze wordt voorkomen dat gas in de atmosfeer ontsnapt. Omdat het met dit systeem moeilijk is de lading gelijkmatig over de dwarsdoorsnede van de oven te verdelen en omdat de schurende werking van de lading de bellen doet slijten zodat uiteindelijk gaslekkage optreedt, worden steeds meer ovens uitgerust met een bovenkant zonder bellen, waarbij de materiaalstroom uit elke trechter wordt geregeld door een verstelbare klep en de toevoer naar de stapel geschiedt via een roterende trechter waarvan de hellingshoek kan worden gewijzigd. Deze opstelling geeft een goede controle over de verdeling van de lading, aangezien opeenvolgende delen van de lading in de oven kunnen worden geplaatst als ringen met een verschillende diameter. Het laadpatroon dat de beste ovenprestaties geeft, kan dan gemakkelijk worden gevonden.
De algemene beginselen waarop het ontwerp van de hoogoven is gebaseerd, zijn als volgt. Koude lading (voornamelijk erts en cokes), die bovenaan de schoorsteen binnenkomt, neemt in temperatuur toe naarmate zij daalt, zodat zij uitzet. Daarom moet de diameter van de schoorsteen groter worden om de lading vrij naar beneden te laten stromen, en meestal wordt de schoorsteenwand naar buiten verplaatst onder een hoek van 6° tot 7° ten opzichte van de verticaal. Uiteindelijk smelten ijzer en slak en worden de holten tussen de vaste stoffen opgevuld met vloeistof zodat er een schijnbare volumevermindering optreedt. Dit vereist een kleinere diameter, en de wand van de schacht helt daarom naar binnen en maakt een hoek met de verticaal van 6° tot 9°. In de loop der jaren hebben de interne lijnen van de oven, die hem zijn karakteristieke vorm geven, een reeks evolutionaire veranderingen ondergaan, maar de belangrijkste verandering is een toename van de omtrek geweest, zodat de verhouding tussen hoogte en schachtparallel geleidelijk is verminderd naarmate de ovens groter werden.
Voor vele jaren was de gangbare methode om een oven te bouwen het gebruik van de stalen schacht om de structuur stijfheid te geven en de schoorsteen te ondersteunen met stalen kolommen op regelmatige afstanden rond de oven. Bij zeer grote ovens is de massa echter te groot, zodat een andere constructie moet worden gebruikt, waarbij vier grote kolommen worden verbonden met een kokerligger die de oven omgeeft op een niveau dicht bij de top van de schoorsteen. De stalen schaal neemt nog steeds het grootste deel van de massa van de schoorsteen in beslag, maar de bovenkant van de oven wordt onafhankelijk ondersteund.