Un forno a ossigeno di base (BOF) è il macchinario utilizzato per la purificazione della ghisa ossidando le impurità in scoria e convertendo il resto in acciaio fuso con un’iniezione di ossigeno. È il metodo principale utilizzato per la produzione di acciaio in tutto il mondo. L’acciaio prodotto viene testato chimicamente e può essere ulteriormente modificato mediante l’aggiunta di leghe. Il processo è chiamato forno ad ossigeno basico a causa dell’alcalinità del refrattario e dell’aggiunta di materiali alcalini durante la produzione.
Un calore, o batch, inizia con la stessa struttura del forno, cioè un recipiente allungato. Il contenitore è rivestito con materiali refrattari alcalini come magnesite e calce bruciata. Il refrattario è necessario affinché il recipiente resista alle temperature estreme e all’alto livello di ossidazione che avviene nel forno ad ossigeno basico.
Il forno è inclinato di un angolo e caricato, o riempito, con circa un terzo di rottami di acciaio e due terzi di ghisa fusa che è stata liquefatta in un altoforno. Vengono aggiunti flussi di calce o dolomite. Un programma per computer utilizza l’analisi chimica della ghisa per determinare le proporzioni ottimali di ferro, rottami di acciaio e flussi e per programmare il tempo di insufflazione dell’ossigeno.
La miscela viene esposta a un flusso di ossigeno puro insufflato attraverso un tubo raffreddato ad acqua per circa 20 minuti. L’altezza della punta del flusso di ossigeno nel recipiente può essere regolata durante il soffiaggio. Il processo è controllato e monitorato da un computer.
Il carbonio e il silicio nella miscela si ossidano e creano un enorme volume di calore che fonde i rottami. Questa reazione chimica aumenta rapidamente la temperatura nel forno ad ossigeno basico a circa 3,000° Fahrenheit (1,649° Celsius). Il silicio ossidato diventa silice e si combina con i flussi per formare scorie. Il contenuto di zolfo e fosforo del ferro viene assorbito dalle scorie. Il monossido di carbonio e l’anidride carbonica creati dal processo vengono scaricati attraverso apparecchiature di controllo dell’inquinamento.
Dopo il soffiaggio di ossigeno, il forno contiene strati di acciaio fuso e scorie. Il recipiente è inclinato per consentire il campionamento e l’analisi del materiale purificato. Un contenitore preriscaldato chiamato siviera viene spostato in posizione sotto il forno a ossigeno di base. L’acciaio fuso viene picchiettato, o versato, nella siviera. I rilevatori hanno la funzione di evitare che le scorie si mescolino con l’acciaio. L’acciaio può essere alterato con leghe di ferro, silicio o manganese per usi specifici o essere inviato in fusione senza ulteriori modifiche.
Dopo aver toccato tutto l’acciaio, la scoria viene versata in un contenitore separato. La scoria viene raffreddata e lasciata stabilizzare per un periodo di mesi. Dopo questo tempo, la scoria può essere frantumata per un ulteriore utilizzo, spesso come aggregato per progetti di costruzione.