Мартеновская печь состоит из верхнего и нижнего строений (рисунок 7). Верхнее строение печи, расположенное над рабочей площадкой цеха, состоит из рабочего пространства, головок и вертикальных каналов Плавильное (или рабочее) пространство ограничено передней стенкой с завалочными (рабочими) окнами, задней стенкой с выпускным отверстием, подом и сводом. В торцах плавильного пространства расположены головки, служащие для подвода топлива и воздуха и отвода из плавильного пространства продуктов сгорания. Головки соединяются с нижним строением печи вертикальными каналами. Нижнее строение печи расположено под рабочей площадкой цеха и состоит из шлаковиков, предназначенных для отделения от дымовых газов частичек уносимых ими из плавильного пространства шлака и пыли, регенеративных камер и боровов с перекидными клапанами. В регенераторах осуществляется подогрев воздуха до поступления в плавильное пространство Тепло для их нагрева отдают дымовые газы, периодически проходящие через регенераторы Направление движения дымовых газов, воздуха и топлива регулируется поочередным открытием тех или иных перекидных (пусковых) клапанов.

Проходя через предварительно нагретую насадку регенератора воздух нагревается до 1000—1200 °С и в нагретом состоянии через «головку» попадает в печь.

В рабочем пространстве печи происходит смешение топлива с воздухом и сгорание его с образованием факела пламени, имеющего температуру 1800—1900 °С
Продукты сгорания (дым) с температурой 1650—1700 °С поступают в каналы противоположной головки, затем в вертикальные каналы, в шлаковики и регенераторы (с температурой 1500—1550 °С).

По истечении определенного промежутка времени (5—20 мин) после нагрева насадки регенератора и соответствующего охлаждения противоположной насадки регенератора производится изменение направления движения воздуха на обратное при помощи перекидных клапанов. Операцию изменения направления газов с помощью клапанов называют «перекидкой клапанов».

1 – рабочее пространство; 2 – головки; 3 – вертикальные каналы;
4 – шлаковики; 5 – насадки регенераторов; 6 – борова;
7 – реверсивные и регулирующие клапаны; 8 – котел-утилизатор;
9 – газоочистка; 10 – дымовая труба

Рисунок 7 – Схема мартеновской печи

Из рабочего пространства печи дымовые газы выходят с температурой 1680—1750 °С, из шлаковика в регенератор — с температурой 1500—1550 °С. Пройдя насадку регенератора, они охлаждаются до 500—700 °С. Обычно стремятся использовать тепло отходящих газов, направляя их по системе боровов в котел-утилизатор. Если по каким-либо причинам котел-утилизатор не установлен или находится на ремонте, дымовые газы по боровам направляют в трубу.