Rennofen

Schmiedeeisen wurde ursprünglich durch eine Vielzahl von Schmelzprozessen hergestellt, die heute alle als "Bloomeries" (Rennofen) bezeichnet werden. Verschiedene Formen der Blüte wurden an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeiten verwendet. Die Blüte wurde mit Holzkohle und Eisenerz aufgeladen und dann angezündet. Durch eine Blasdüse wurde Luft eingeblasen, um das Erblühen auf eine Temperatur etwas unterhalb des Schmelzpunktes von Eisen zu erhitzen. Im Verlauf der Schmelze würde die Schlacke schmelzen und auslaufen, und Kohlenmonoxid aus der Holzkohle würde das Erz zu Eisen reduzieren, das eine schwammige Masse (als "Blüte" bezeichnet) bildete, die Eisen und auch geschmolzene Silikatmineralien (Schlacke) enthielt das Erz. Das Eisen blieb im festen Zustand. Wenn die Blüte heiß genug werden würde, um das Eisen zu schmelzen, würde sich Kohlenstoff darin auflösen und Roheisen oder Gusseisen bilden, aber das war nicht die Absicht. Das Design einer Blüte machte es jedoch schwierig, den Schmelzpunkt von Eisen zu erreichen, und verhinderte auch, dass die Konzentration von Kohlenmonoxid hoch wurde.

Nachdem das Schmelzen beendet war, wurde die Blüte entfernt und der Prozess konnte dann erneut gestartet werden. Es war also eher ein diskontinuierlicher Prozess als ein kontinuierlicher wie ein Hochofen. Die Blüte musste mechanisch geschmiedet werden, um sie zu verfestigen und zu einem Riegel zu formen, wobei Schlacke ausgestoßen wurde.Während des Mittelalters wurde der Prozess mit Wasserkraft betrieben, wahrscheinlich zunächst, um Bälge anzutreiben, und später, um die Blüten zu schmieden. Obwohl es sicher ist, dass Wasserkraft genutzt wurde, bleiben die Details ungewiss. Dies war der Höhepunkt des direkten Eisenherstellungsprozesses.

Der erste Schritt, bevor die Blüte verwendet werden kann, ist die Aufbereitung der Holzkohle und des Eisenerzes. Holzkohle ist nahezu reiner Kohlenstoff, der sowohl die für den Schmelzprozess erforderliche hohe Temperatur erzeugt als auch den für die Stahllegierung erforderlichen Kohlenstoff liefert.Das Erz wird in kleine Stücke zerbrochen und in der Regel im Feuer geröstet, um die Feuchtigkeit im Erz zu entfernen. Größere Verunreinigungen im Erz können zerkleinert und entfernt werden. Da Schlacken früherer Blüten einen hohen Eisengehalt aufweisen können, können sie auch zerkleinert und mit dem neuen Erz in die Blüte zurückgeführt werden.Während des Betriebs wird die Blüte durch Verbrennen von Holzkohle vorgewärmt, und sobald sie heiß ist, werden Eisenerz und zusätzliche Holzkohle in einem ungefähren Verhältnis von eins zu eins durch die Oberseite eingeführt. Innerhalb des Ofens reduziert Kohlenmonoxid aus der unvollständigen Verbrennung der Holzkohle die Eisenoxide im Erz zu metallischem Eisen, ohne das Erz zu schmelzen; Dadurch kann die Blüte bei niedrigeren Temperaturen als der Schmelztemperatur des Erzes betrieben werden.