Structură
Furnalul propriu-zis este un puț înalt, vertical, care constă dintr-o carcasă de oțel cu o căptușeală refractară din cărămidă refractară și grafit. Pot fi identificate cinci secțiuni. În partea inferioară se află o vatră cu laturi paralele în care se adună metalul lichid și zgura, iar aceasta este surmontată de un trunchi de con inversat cunoscut sub numele de bosh. Aerul este suflat în cuptor prin tuyere, niște duze răcite cu apă, fabricate din cupru și montate în partea superioară a focarului, aproape de joncțiunea acestuia cu bosh-ul. O secțiune verticală scurtă, numită „bosh paralel” sau „butoi”, leagă bosh-ul de conul tronconic vertical care constituie coșul de fum. În cele din urmă, cea de-a cincea și cea mai înaltă secțiune, prin care încărcătura intră în cuptor, este gâtul. Căptușeala din bosh și focar, unde se înregistrează cele mai înalte temperaturi, este de obicei realizată din cărămizi de carbon, care sunt fabricate prin presarea și coacerea unui amestec de cocs, antracit și smoală. Carbonul este mai rezistent la acțiunea corozivă a fierului topit și a zgurii decât cărămizile de aluminosilicat utilizate pentru restul cărămizii. Calitatea cărămizilor combustibile se măsoară în funcție de conținutul de alumină (Al203), astfel încât cărămizile cu un conținut de 63% alumină sunt utilizate în paralel cu bosul, în timp ce 45% alumină este adecvată pentru coșul de fum.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Până de curând, toate furnalele înalte foloseau sistemul cu două clopote pentru a introduce încărcătura în coș. Acest echipament constă din două conuri, numite clopote, fiecare dintre ele putând fi închis pentru a asigura o închidere etanșă la gaze. În timpul funcționării, materialul este mai întâi depus pe clopotul superior, mai mic, care este apoi coborât pe o distanță scurtă pentru a permite încărcăturii să cadă pe clopotul mai mare. Apoi, clopotul mic este închis, iar clopotul mare este coborât pentru a permite încărcăturii să cadă în cuptor. În acest fel, gazul este împiedicat să scape în atmosferă. Deoarece este dificil să se distribuie încărcătura în mod uniform pe secțiunea transversală a cuptorului cu acest sistem și deoarece acțiunea abrazivă a încărcăturii determină uzura clopotelor, astfel încât, în cele din urmă, apar scurgeri de gaz, tot mai multe cuptoare sunt echipate cu un top fără clopot, în care viteza de curgere a materialului din fiecare buncăr este controlată de o poartă reglabilă, iar livrarea către stivă se face printr-un jgheab rotativ al cărui unghi de înclinare poate fi modificat. Acest aranjament permite un bun control al distribuției încărcăturii, deoarece porțiunile succesive ale încărcăturii pot fi plasate în cuptor sub formă de inele cu diametre diferite. Modelul de încărcare care oferă cele mai bune performanțe ale cuptorului poate fi astfel găsit cu ușurință.
Principiile generale pe care se bazează proiectarea furnalului sunt următoarele. Încărcătura rece (în principal minereu și cocs), care intră în partea superioară a coșului, crește în temperatură pe măsură ce coboară, astfel încât se dilată. Din acest motiv, diametrul coșului trebuie să crească pentru a permite încărcăturii să se deplaseze liber în jos și, de obicei, peretele coșului este deplasat spre exterior la un unghi de 6° până la 7° față de verticală. În cele din urmă, are loc topirea fierului și a zgurii, iar golurile dintre solide sunt umplute cu lichid, astfel încât se produce o scădere aparentă a volumului. Acest lucru necesită un diametru mai mic și, prin urmare, peretele boshului se înclină spre interior și face un unghi față de verticală cuprins între 6° și 9°. De-a lungul anilor, liniile interne ale cuptorului care îi dau forma caracteristică au suferit o serie de modificări evolutive, dar principala modificare a fost o creștere a circumferinței, astfel încât raportul dintre înălțime și paralela bosh a fost redus progresiv, pe măsură ce cuptoarele au devenit mai mari.
Timp de mulți ani, metoda acceptată de construire a unui cuptor a fost aceea de a folosi învelișul de oțel pentru a da rigiditate structurii și de a susține stiva cu coloane de oțel la intervale regulate în jurul cuptorului. Cu toate acestea, în cazul cuptoarelor foarte mari, masa este prea mare, astfel încât trebuie să se folosească o construcție diferită în care patru coloane mari sunt unite la o grindă-cutie care înconjoară cuptorul la un nivel apropiat de partea superioară a coșului. Învelișul de oțel preia în continuare cea mai mare parte din masa stivei, dar partea superioară a cuptorului este susținută independent.
.