Powietrze potrzebne do spalania koksu wdmuchiwane jest przez dysze umieszczone u dołu pieca . Zostaje ono uprzednio podgrzane do temperatury 1000 do 1100 K , co znacznie ułatwia osišgnięcie wysokiej temperatury wewnštrz pieca , dochodzšcej do 1900 K w najgorętrzych jego częœciach . Produktem spalania koksu jest w tych warunkach tlenek węgla .Gazy wędrujšce ku górze napotykajš na przemian warstwy rudy i koksu . Tlenek węgla , CO , redukujšc rudęutlenia się do dwutlenku węgla , natomiast w zetknięciu się z kolejnš warstwš koksu ulega ponownej przemianie w tlenek
CO + C = 2 CO
reagujšcy w następnej warstwie rudy itd .
Procesy zachodzšce w warstwach rudy stopniowo przesuwajšcych się ku dołowi zależš od temperatury panujšcej w danej strefie pieca . W najwyższych jego częœciach , gdzie utrzymuje się temperatura od 400 do 500 K , następuje osuszanie i odwadnianie wsadu . Redukcja rozpoczyna się w temperaturze ok. 700 K i poczštkowo polega na redukcji żelaza III do II :
3 Fe O + CO = 2 Fe O + CO
Fe CO + CO = 3 Fe O + 4 CO
W miarę dalszego wzrostu temperatury następuje redukcja tlenków do metalu :
Fe O + CO = Fe + CO
Fe O + 4 CO = 3 Fe + 4 CO
wydzielajšcego sięw postaci gšbczastej masy .
Nawęglanie powoduje obniżenie się temperatury topnienia metalu , który zaczyna się topić już po osišgnięciu temperatury 1400 K . Warstwa żużla pokrywajšca stopione żelazo chroni je od utleniania tlenem z powietrza wdmuchiwanego do pieca . W nowoczesnych wielkich piecach spust odbywa się co 4 do 6 godzin ; w takich odstępach czasu otrzymuje się większe iloœci surówki , która nie może być od razu przerobiona w stalowni , z tego powodu w niektórych hutach surówkę przeróbczš zlewa się do ogromnych zbiorników , zwanych mieszalnikami , o pojemnoœci przekraczajšcej 2000 ton .
Surówka uzyskana w procesie wielkopiecowym zawiera przeciętnie 2,5 do 4,0 % węgla , 0,3 do 3 % krzemu , 0,5 do 6 % manganu , 0,1 do 2 % fosforu oraz 0,01 do 0,05 % siarki.
Przy powolnym oziębianiu oraz dużej zawartoœci krzemu i małej manganu zawarty w niej węgiel wydziela się w postaci grafitu , więc surówka ma barwę szarš ; w przypadku szybkiego studzenia oraz dużej zawartoœci manganu węgiel wydziela się w postaci węglika żelaza ( cementytu ) , a surówka ma barwę białš .