Florería

Durante mucho tiempo, China ha sido considerada la excepción al uso generalizado de hornos de forja. Se cree que los chinos omitieron por completo el proceso de forja, comenzando con el alto horno y la fragua fina para producir hierro forjado; para el siglo V a. C., los metalúrgicos del estado sureño de Wu habían inventado el alto horno y los medios tanto para fundir hierro como para descarburar el arrabio rico en carbono producido en un alto horno, transformándolo en un material con bajo contenido de carbono similar al hierro forjado. Sin embargo, evidencia reciente muestra que los hornos de forja se usaban antes en la antigua China , llegando desde Occidente ya en el año 800 a. C., antes de ser reemplazados por el alto horno desarrollado localmente. Esta teoría se ve respaldada por el descubrimiento de "más de diez" herramientas para extraer hierro encontradas en la tumba del duque Jing de Qin (m. 537 a. C.), cuya tumba se encuentra en el condado de Fengxiang , Shaanxi (actualmente existe un museo en el sitio). ^{[ 3 ]}

Los primeros registros de hornos de tipo refinación en África Oriental son descubrimientos de hierro y carbono fundidos en Nubia, en el antiguo Sudán, que datan al menos de los siglos VII al VI a. C. Las antiguas refinaciones que producían herramientas de metal para los nubios y los kushitas generaban un excedente para la venta. Todos los procesos tradicionales de fundición de hierro en el África subsahariana son variantes del proceso de refinación. ^{[ 4 ]} Existe un debate considerable sobre los orígenes de la metalurgia del hierro en África . La fundición en hornos de tipo refinación en África Occidental y la forja de herramientas aparecieron en la cultura Nok del centro de Nigeria al menos en el 550 a. C. y posiblemente varios siglos antes. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Además, la evidencia indica fundición de hierro con hornos de estilo refinación datados en 750 a. C. en Opi (Augustin Holl 2009) y Lejja datado en 2000 a. C. (Pamela Eze-Uzomaka 2009), ambos sitios en la región de Nsukka del sureste de Nigeria en lo que ahora es Igboland . ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 6 ]} El sitio de Gbabiri, en la República Centroafricana , también ha proporcionado evidencia de metalurgia del hierro, a partir de un horno de reducción y un taller de herrería, con fechas más antiguas de 896–773 y 907–796 a. C., respectivamente. ^{[ 6 ]}

Durante un proyecto de planta hidroeléctrica en las estribaciones meridionales de las Tierras Altas Centrales, en Samanalawewa, Sri Lanka , se encontró un horno impulsado por el viento en un yacimiento arqueológico. Estos hornos, alimentados por los vientos monzónicos, se han datado en el año 300 a. C. mediante técnicas de datación por radiocarbono. Es posible que estos antiguos hornos de Sri Lanka produjeran el acero de mejor calidad para las legendarias espadas de Damasco, como se menciona en registros sirios anteriores. ^{[ 9 ]} Ensayos de campo con réplicas de hornos confirmaron que este tipo de horno utiliza un principio de suministro de aire basado en el viento, distinto tanto del tiro forzado como del natural, y demostraron además que son capaces de producir acero con alto contenido de carbono. ^{[ 10 ]}

El hierro forjado se utilizó en la construcción de monumentos como el pilar de hierro de Delhi , erigido en el siglo III d. C. durante el Imperio Gupta . Este último se construyó con una imponente serie de discos de hierro. Al igual que en China, el acero con alto contenido de carbono se utilizó finalmente en la India, aunque el hierro fundido no se empleó en la arquitectura hasta la época moderna. ^{[ 11 ]}

Las primeras fraguas europeas eran relativamente pequeñas, principalmente debido a las limitaciones mecánicas de los fuelles accionados por humanos y la cantidad de fuerza que se podía aplicar con martillos de mano. Las que se conocen arqueológicamente de la Edad del Hierro prerromana tienden a estar en el  rango de 2 kg, producidas en hornos de eje bajo. La producción de la época romana a menudo utilizaba hornos lo suficientemente altos como para crear un efecto de tiro natural (en el rango de 200  cm de altura), y tamaños de lingotes crecientes en el rango de 10–15  kg. ^{[ 12 ]} Los experimentadores contemporáneos habían fabricado rutinariamente lingotes utilizando hornos de "eje corto" derivados del norte de Europa con suministro de aire soplado en el  rango de 5–10 kg ^{[ 13 ]} El uso de ruedas hidráulicas , que se extendió alrededor del cambio del primer milenio y se utilizó para accionar fuelles más grandes, permitió que la fragua se volviera más grande y caliente, con martillos de troquel asociados que permitieron la forja de consolidación de los lingotes más grandes creados. A finales del siglo XIV se construyeron hornos de floración cada vez más grandes, con una capacidad  media de unos 15 kg, aunque existían excepciones. El tamaño medio de las flores en Europa aumentó rápidamente hasta los 300  kg, donde se estabilizó hasta la desaparición de los hornos de floración.

A medida que aumenta el tamaño de un horno de fundición, el mineral de hierro se expone al carbón vegetal durante más tiempo. Esto, sumado a la fuerte corriente de aire necesaria para penetrar la gran pila de mineral y carbón, puede provocar que parte del hierro se funda y se sature de carbono, produciendo arrabio no forjable, que requiere oxidación para ser reducido a hierro fundido, acero y hierro. Este arrabio se consideraba un producto de desecho que disminuía el rendimiento de los hornos de fundición más grandes, y los primeros altos hornos , idénticos en construcción pero dedicados a la producción de hierro fundido, no se construyeron hasta el siglo XIV. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

Los hornos de tipo refinación producían típicamente una gama de productos de hierro, desde hierro con muy bajo contenido de carbono hasta acero con aproximadamente un 0,2-1,5 % de carbono. El maestro herrero debía seleccionar piezas de hierro con bajo contenido de carbono, carburizarlas y soldarlas mediante un patrón para fabricar láminas de acero. Incluso aplicado a una pieza en bruto sin carburizar, este proceso de golpear, doblar y soldar daba como resultado un producto más homogéneo y eliminaba gran parte de la escoria. El proceso debía repetirse hasta 15 veces cuando se necesitaba acero de alta calidad, como para una espada. La alternativa era carburizar la superficie del producto terminado. El calor de cada soldadura oxida parte del carbono, por lo que el maestro herrero debía asegurarse de que la mezcla inicial contuviera suficiente carbono. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

En Inglaterra y Gales, a pesar de la llegada del alto horno a Weald alrededor de 1491, las forjas de fundición, que probablemente utilizaban energía hidráulica para el martillo y el fuelle, funcionaron en la región de West Midlands después de 1580. En Furness y Cumberland , funcionaron hasta principios del siglo XVII y la última en Inglaterra (cerca de Garstang ) no cerró hasta alrededor de 1770. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Uno de los altos hornos más antiguos conocidos en Europa se ha encontrado en Lapphyttan , Suecia , y su datación por carbono-14 lo sitúa en el siglo XII. ^{[ 20 ]} El horno de refinación más antiguo de Suecia, también encontrado en la misma zona, ha sido datado por carbono-14 en el año 700 a. C. ^{[ 21 ]}

Las bloomeries sobrevivieron en España y el sur de Francia como forjas catalanas hasta mediados del siglo XIX, ^{[ 22 ]} y en Austria como los Stückofen hasta 1775.

La fundición de hierro era poco común en la América precolombina .

Las excavaciones en L'Anse aux Meadows , Terranova, han encontrado evidencia considerable del procesamiento de hierro de pantano y la producción de hierro en un horno de fundición por parte de los nórdicos. ^{[ 23 ]} El conjunto de la Era Vikinga ( c. 1000-1022 d. C.) en L'Anse aux Meadows se encuentra en una terraza marina elevada, entre un pantano de turberas y el océano. Las estimaciones a partir de la menor cantidad de escoria recuperada arqueológicamente sugieren que  se produjeron 15 kg de escoria durante lo que parece haber sido un único intento de fundición. Al comparar el contenido de hierro del mineral de hierro de pantano primario encontrado en la "cabaña de fundición" construida expresamente para ello con el hierro restante en esa escoria, se estimó que  se produjo una masa de hierro de 3 kg. Con un rendimiento de, en el mejor de los casos, el 20 % de lo que es un buen mineral rico en hierro, esto sugiere que los trabajadores que procesaban el mineral no eran particularmente hábiles. ^{[ 23 ]} Esto apoya la idea de que el conocimiento del procesamiento del hierro estaba extendido y no restringido a los principales centros de comercio. ^{[ 23 ]} Los arqueólogos también encontraron 98 clavos y, lo que es importante, fragmentos de remaches de barco en el sitio, así como evidencia considerable de trabajos en madera, lo que apunta a que se realizaban reparaciones de botes o posiblemente barcos en el sitio. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

Durante la colonización española de América , las forjas catalanas formaban parte de la autosuficiencia en algunas misiones , encomiendas y pueblos . Como parte de las misiones franciscanas españolas en Alta California , las forjas catalanas de la Misión San Juan Capistrano, que datan de la década de 1790, son las instalaciones más antiguas de su tipo que aún se conservan en el estado de California . El letrero de las forjas proclama que el lugar forma parte del primer complejo industrial del condado de Orange .

Las excavaciones arqueológicas realizadas en Jamestown, Virginia ( alrededor de 1610-1615 ), recuperaron los restos de un sencillo horno de fundición de eje corto, probablemente destinado a ser otra "prueba de recursos" similar a la realizada en Vinlandia mucho antes.

El primer hierro fundido comercialmente en Australia se produjo en la Fitzroy Iron Works , utilizando una fragua catalana, en 1848. ^{[ 30 ]}

En Nueva Zelanda, en 1883, en la planta siderúrgica de Onehunga , se utilizó un sofisticado horno de reducción directa para fundir arena de hierro. ^{[ 31 ]}