Podstawowy piec tlenowy (BOF) to urządzenie służące do oczyszczania surówki poprzez utlenianie zanieczyszczeń w żużel i przekształcanie pozostałości w roztopioną stal za pomocą wtrysku tlenu. Jest to podstawowa metoda stosowana do produkcji stali na całym świecie. Wyprodukowana stal jest testowana chemicznie i może być dalej modyfikowana przez dodanie stopów. Proces ten nazywany jest zasadowym piecem tlenowym ze względu na alkaliczność materiału ogniotrwałego oraz dodatek materiałów alkalicznych podczas produkcji.
Ciepło lub wsad zaczyna się od samej konstrukcji pieca, tj. wydłużonego naczynia. Pojemnik jest wyłożony alkalicznymi materiałami ogniotrwałymi, takimi jak magnezyt i wapno palone. Materiał ogniotrwały jest niezbędny, aby zbiornik mógł wytrzymać ekstremalne temperatury i wysoki poziom utleniania, który ma miejsce w podstawowym piecu tlenowym.
Piec jest przechylany pod kątem i ładowany lub napełniany około jedną trzecią złomu stalowego i dwiema trzecimi roztopionej surówki, która została upłynniona w wielkim piecu. Dodaje się topniki wapna lub dolomitu. Program komputerowy wykorzystuje analizę chemiczną surówki do określenia optymalnych proporcji żelaza, złomu stalowego i topników oraz do zaprogramowania czasu nadmuchu tlenu.
Mieszaninę wystawia się na działanie strumienia czystego tlenu wdmuchiwanego przez rurkę chłodzoną wodą przez około 20 minut. Wysokość końcówki strumienia tlenu w naczyniu można regulować podczas wdmuchiwania. Proces jest kontrolowany i monitorowany przez komputer.
Węgiel i krzem w mieszaninie utleniają się i wytwarzają ogromną ilość ciepła, które topi złom. Ta reakcja chemiczna szybko podnosi temperaturę w podstawowym piecu tlenowym do około 3,000 ° Fahrenheita (1,649 ° Celsjusza). Utleniony krzem staje się krzemionką i łączy się z topnikami tworząc żużel. Zawartość siarki i fosforu z żelaza jest pochłaniana przez żużel. Tlenek węgla i dwutlenek węgla powstające w procesie są usuwane przez sprzęt do kontroli zanieczyszczeń.
Po nadmuchu tlenu piec zawiera warstwy roztopionej stali i żużla. Naczynie jest przechylane, aby umożliwić pobieranie próbek i testowanie oczyszczonego materiału. Wstępnie ogrzany zbiornik zwany kadzią zostaje przeniesiony na miejsce poniżej podstawowego pieca tlenowego. Stopiona stal jest spuszczana lub wlewana do kadzi. Detektory zapobiegają mieszaniu się żużla ze stalą. Stal można modyfikować stopami żelaza, krzemu lub manganu do określonych zastosowań lub przesyłać do odlewania bez dalszych modyfikacji.
Po oklepaniu całej stali żużel jest wylewany do oddzielnego pojemnika. Żużel jest schładzany i pozostawiany na kilka miesięcy do stabilizacji. Po tym czasie żużel może być kruszony do dalszego wykorzystania, często jako kruszywo do projektów budowlanych.