1. Giai đoạn chuẩn bị và nạp nguyên liệu
Nguyên liệu đưa vào lò cao gồm:
- Quặng sắt: chủ yếu là Fe₂O₃
- Chất khử: C (than cốc)
- Chất trợ dung: CaCO₃ (đá vôi)

Các nguyên liệu này được nạp luân phiên vào đỉnh lò cao.

2. Giai đoạn cháy – tạo khí CO
Ở phần dưới của lò cao, than cốc cháy trong dòng không khí nóng tạo khí CO₂, sau đó tạo CO:

\[
\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 \quad (1)
\]
\[
\text{CO}_2 + \text{C} \rightarrow 2\text{CO} \quad (2)
\]

Khí CO sẽ là chất khử chính trong các phản ứng tiếp theo.

3. Giai đoạn khử quặng sắt (Fe₂O₃)
Khí CO khử Fe₂O₃ thành sắt kim loại qua nhiều bước trung gian:

\[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{CO} \rightarrow 2\text{Fe}_3\text{O}_4 + \text{CO}_2 \quad (3)
\]
\[
\text{Fe}_3\text{O}_4 + \text{CO} \rightarrow 3\text{FeO} + \text{CO}_2 \quad (4)
\]
\[
\text{FeO} + \text{CO} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2 \quad (5)
\]

Tổng quát:
\[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2
\]

Sắt nóng chảy được thu ở đáy lò, gọi là gang.

4. Giai đoạn tạo xỉ – loại bỏ tạp chất
Đá vôi phân hủy ở nhiệt độ cao tạo CaO, chất này phản ứng với SiO₂ (tạp chất trong quặng) tạo xỉ lỏng:

\[
\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2 \quad (6)
\]
\[
\text{CaO} + \text{SiO}_2 \rightarrow \text{CaSiO}_3 \quad (7)
\]

Xỉ nhẹ hơn gang, nổi lên trên và được lấy ra riêng.

Kết luận quy trình:

- Sắt(III) oxit bị khử bởi CO tạo sắt nóng chảy
- Đá vôi giúp loại bỏ tạp chất tạo xỉ
- Gang thu được ở đáy lò, chứa Fe, C, Si, Mn...