Мартеновский способ производства стали является наиболее важным и самым распространенным в современной металлургии. Свыше 80% всей стали в нашей стране производится этим способом. Универсальность этого способа, позволяющего использовать шихту различного состава (в том числе и стальной лом), возможность выплавки качественной углеродистой и частично легированной стали различного состава, а также ряд технико-экономических преимуществ делают выплавку стали в мартеновских печах наиболее рентабельной.
Начало мартеновского производства в России следует отнести к 1866—1867 гг. Емкость (садка) этих печей после ряда переделок была доведена с 2—2,5 до 5—6 т.
В 1864 г. отец и сын Мартен после длительных опытов получили литую сталь на поду сконструированной ими пламенной регенеративной печи, в которой получались высокие температуры.
Первые мартеновские печи были кислыми. Из-за этого приходилось применять в шихте материалы, не содержащие фосфора, что ограничивало сырьевую базу мартеновского процесса. Успешное применение в 1878 г. основной футеровки в томасовской печи позволило удалять из металла в процессе плавки фосфор и серу; применение основного процесса (изготовление основного пода) также позволило переплавлять в мартеновских печах сырье с повышенным содержанием серы и фосфора, что имело огромное значение.
В зависимости от применяемых огнеупорных материалов для футеровки пода мартеновской печи различают основной и кислый процессы.
При основном процессе применяются печи с основным подом из магнезитового огнеупорного кирпича, поверх которого наваривается или набивается слой обожженного магнезита или доломита. При кислом процессе под печи делается из кислого огнеупорного материала: динасового кирпича с наваркой рабочего слоя из кварцевого песка.
Сырье мартеновской плавки. Помимо металлической части, шихты и железной руды, для выплавки стали в мартеновской печи необходимы также следующие флюсы: известняк, плавиковый шпат, бокситы и раскислители: ферромарганец, ферросилиций и др.
Стальной и чугунный лом (скрап) представляет собой всевозможные металлические отходы.
Чугун в шихте мартеновских печей применяется как в твердом, так и в жидком состоянии. Использование жидкого чугуна более рентабельно, так как ход процесса при этом ускоряется.
Железная руда служит важнейшим твердым окислителем в мартеновском процессе. Кроме того, она способствует растворению извести. Для этих целей применяют руду, которая содержит железо в виде Fea03 и мало вредных примесей.
В качестве флюса при основном мартеновском процессе применяется известняк. Его прямое назначение — создать необходимую основность шлака, т. е. насытить его известью в количестве, требующемся для возможно более полного удаления фосфора и серы.
Плавиковый шпат применяется в мартеновской плавке для разжижения вязких шлаков.
Боксит применяется в плавке для разжижения шлака. Ферросплавы применяются для раскисления стали и для ее легирования, т. е. для получения стали заданного для данной марки химического состава.