Процес плавки складається з наступних основних операцій:

1. Завантаження, або завалка, шихти в піч. При завантаженні скрапу останній піддається сортуванню; дрібний скрап — стружка, висічка і т. п. — спресовується в пакети(пакетувальними) та завантажується за допомогою спеціальної машини через завантажувальне вікно в робочий простір печі. Таким же чином проводиться завантаження вапняку і руди.

2. Рідкий чавун заливають у піч через робочі вікна з розливного ковша.

3. Розплавлення шихти. Тривалість цього процесу залежить від теплової потужності печі і закінчується утворенням у печі двох рідких шарів — розплавленого металу і шлаку.

4. Кипіння рідкої ванни — найбільш відповідальна частина процесу; виділяється при цьому окис вуглецю викликає бурління (кипіння) рідкої сталі, що значною мірою прискорює окиснення домішок (Sі, Mn).

5. Розкислення сталі і доведення. В сталь додаються феросиліцій, феромарганець і алюміній для видалення з неї розчиненого кисню та отримання сталі певного хімічного складу. Готову сталь випускається в розливний ківш і розливається у виливниці.

6. Окислення домішок при плавці сталі в мартенівських печах відбувається через шлак у такій послідовності: кисень повітря, взаємодіючи з закисом заліза в шлаку, окисляє її. Утворений оксид Ре₂O₃ при взаємодії з залізом утворює закис заліза по реакції

Утворюється закис заліза розчиняється в сталі і, взаємодіючи з домішками, окисляє їх:

В основний печі досягається також окислення і шлакование фосфору і сірки, утворюють нерозчинні в залозі з'єднання (СаО)₄x P₂ОК₅ і CaS, що переходять у шлак.

В залежності від умов розкислення в основний мартенівської печі виплавляють сталь киплячу і спокійну.

При варінні киплячої сталі в якості розкислювача застосовують тільки феромарганець. Він значнопідвищує температуру ванни.

Це призводить до посилення процесу кипіння сталі (виділення газів), який закінчується вже в виливниці, тому в злитках киплячої сталі утворюється велика кількість газових бульбашок, частково завариваемых в процесі прокатки.

У злитку стали усадочна раковина розосереджується (рис. 44, а):

Кипляча, переважно низьковуглецевий сталь застосовується для штампування. Зміст кремнію в цій сталі зазвичай менше 0,03%.

Спокійна сталь розкислює ферросиліціем і ферромарганцем. Процес кипіння закінчується в печі, і кристалізація сталі в виливниці протікає спокійно; кількість газових бульбашок значно менше; в злитку утворюється зосереджена усадочна раковина (рис. 44, б).

У мартенівських печах виплавляють якісні вуглецеві та леговані сталі різного призначення.