بلومري

لطالما اعتُبرت الصين استثناءً من الاستخدام الشائع لأفران الصهر. يُعتقد أن الصينيين قد تجاوزوا عملية الصهر تمامًا، بدءًا من الفرن العالي وفرن الصقل لإنتاج الحديد المطاوع؛ وبحلول القرن الخامس قبل الميلاد، اخترع صانعو المعادن في ولاية وو الجنوبية الفرن العالي ووسائل صب الحديد، بالإضافة إلى إزالة الكربون من الحديد الزهر الغني بالكربون الناتج في الفرن العالي، وتحويله إلى مادة منخفضة الكربون تشبه الحديد المطاوع. ومع ذلك، تُظهر أدلة حديثة أن أفران الصهر استُخدمت في وقت أبكر في الصين القديمة ، حيث هاجرت من الغرب في وقت مبكر يعود إلى عام 800 قبل الميلاد، قبل أن يحل محلها الفرن العالي الذي طُوّر محليًا. ومما يدعم هذه النظرية اكتشاف "أكثر من عشرة" أدوات حفر حديدية في قبر الدوق جينغ من تشين (توفي عام 537 قبل الميلاد)، الذي يقع قبره في مقاطعة فنغشيانغ ، شنشي (يوجد متحف في الموقع اليوم). ^{[ 3 ]}

أقدم السجلات لأفران الصهر من نوع "الأفران المصهرة" في شرق أفريقيا هي اكتشافات الحديد والكربون المصهور في النوبة بالسودان القديم، والتي يعود تاريخها إلى القرنين السابع والسادس قبل الميلاد على الأقل. وقد أنتجت هذه الأفران القديمة، التي كانت تُستخدم في صناعة الأدوات المعدنية للنوبيين والكوشيين، فائضًا منها للبيع. جميع عمليات صهر الحديد التقليدية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى هي أشكال مختلفة من عملية الصهر من نوع "الأفران المصهرة". ^{[ 4 ]} وهناك نقاش واسع حول أصول علم المعادن الحديدية في أفريقيا . وقد ظهر الصهر في أفران من نوع "الأفران المصهرة" في غرب أفريقيا، وصناعة الأدوات في حضارة نوك بوسط نيجيريا بحلول عام 550 قبل الميلاد على الأقل، وربما قبل ذلك بعدة قرون. ^{[ 5 ] [ 6 ]} تشير الأدلة أيضًا إلى صهر الحديد باستخدام أفران على طراز أفران الصهر القديمة، يعود تاريخها إلى 750 قبل الميلاد في أوبي (أوغستين هول 2009) وليجا ، ويعود تاريخها إلى 2000 قبل الميلاد (باميلا إيزي-أوزوماكا 2009)، وكلاهما موقعان في منطقة نسوكا بجنوب شرق نيجيريا، فيما يُعرف الآن بإيغبولاند . ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 6 ]} كما كشف موقع غبابيري، في جمهورية أفريقيا الوسطى ، عن أدلة على صناعة الحديد، من خلال فرن اختزال وورشة حدادة، يعود تاريخ أقدمها إلى 896-773 و907-796 قبل الميلاد على التوالي. ^{[ 6 ]}

خلال مشروع محطة كهرومائية في سفوح المرتفعات الوسطى الجنوبية، في سامانالاويوا، سريلانكا ، عُثر على فرن يعمل بالرياح في موقع تنقيب. كانت هذه الأفران تُشغَّل برياح موسمية، وقد تم تأريخها إلى 300 قبل الميلاد باستخدام تقنيات التأريخ بالكربون المشع. يُحتمل أن تكون هذه الأفران السريلانكية القديمة قد أنتجت أجود أنواع الفولاذ لصناعة سيوف دمشق الأسطورية، كما ورد في سجلات سورية سابقة. ^{[ 9 ]} أكدت التجارب الميدانية باستخدام أفران مُقلَّدة أن هذا النوع من الأفران يعتمد على مبدأ تزويد الهواء بالرياح، وهو مبدأ يختلف عن كلٍّ من السحب القسري والطبيعي، كما أظهرت قدرتها على إنتاج فولاذ عالي الكربون. ^{[ 10 ]}

استُخدم الحديد المطاوع في بناء المعالم الأثرية، مثل عمود دلهي الحديدي ، الذي شُيّد في القرن الثالث الميلادي خلال عهد إمبراطورية جوبتا . بُني هذا العمود باستخدام سلسلة شاهقة من كتل الحديد القرصية الشكل. وعلى غرار الصين، استُخدم الفولاذ عالي الكربون لاحقًا في الهند، مع أن الحديد الزهر لم يُستخدم في العمارة إلا في العصر الحديث. ^{[ 11 ]}

كانت مصانع صهر الحديد الأوروبية المبكرة صغيرة نسبيًا، ويعود ذلك أساسًا إلى القيود الميكانيكية للمنافخ اليدوية ومقدار القوة التي يمكن تطبيقها باستخدام المطارق الثقيلة اليدوية. وتتراوح أوزان المصانع المعروفة أثريًا من العصر الحديدي ما قبل الروماني بين 2  كيلوغرام، وكانت تُصنع في أفران ذات عمود قصير. أما في العصر الروماني، فكانت الأفران المستخدمة غالبًا عالية بما يكفي لخلق تأثير سحب طبيعي (يصل ارتفاعها إلى حوالي 200  سم)، مما أدى إلى زيادة أحجام الصهر لتتراوح بين 10 و15  كيلوغرامًا. ^{[ 12 ]} وكان الباحثون المعاصرون يصنعون الصهر بشكل روتيني باستخدام أفران "قصيرة العمود" مشتقة من شمال أوروبا، مع تزويدها بالهواء المضغوط بكميات تتراوح بين 5 و10  كيلوغرامات . ^{[ 13 ]} ومع انتشار استخدام دواليب المياه في مطلع الألفية الأولى، والتي كانت تُستخدم لتشغيل منافخ أضخم، أصبح مصنع صهر الحديد أكبر حجمًا وأكثر سخونة، مع استخدام مطارق الرفع المصاحبة له، مما سمح بتشكيل الصهر الأكبر حجمًا. شُيِّدت مصانع صهر الحبوب ذات الأحجام المتزايدة تدريجياً في أواخر القرن الرابع عشر، بسعة  متوسطة تبلغ حوالي 15 كيلوغراماً، مع وجود بعض الاستثناءات. وسرعان ما ارتفع متوسط ​​أحجام الحبوب في أوروبا إلى 300  كيلوغرام، حيث استقر عند هذا الحد حتى زوال مصانع صهر الحبوب.

مع ازدياد حجم فرن الصهر، يتعرض خام الحديد للفحم المحترق لفترة أطول. وعندما يقترن ذلك بتدفق الهواء القوي اللازم لاختراق أكوام الخام والفحم الكبيرة، قد يتسبب ذلك في انصهار جزء من الحديد وتشبعه بالكربون، مما ينتج عنه حديد خام غير قابل للطرق، والذي يتطلب الأكسدة ليتحول إلى حديد الزهر والصلب والحديد. كان يُنظر إلى هذا الحديد الخام على أنه منتج ثانوي يُقلل من إنتاجية أكبر أفران الصهر، ولم تُبنَ أفران الصهر المبكرة ، المتطابقة في تصميمها ولكنها مخصصة لإنتاج الحديد المنصهر، إلا في القرن الرابع عشر. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

كانت أفران الصهر التقليدية تُنتج عادةً مجموعةً من منتجات الحديد، بدءًا من الحديد منخفض الكربون جدًا وصولًا إلى الفولاذ الذي يحتوي على ما بين 0.2% و1.5% من الكربون. وكان على الحداد الماهر اختيار قطع من الحديد منخفض الكربون، ثم معالجتها بالكربنة ، ولحامها معًا بنمط معين لصنع صفائح فولاذية. حتى عند تطبيق هذه العملية على كتلة حديدية غير معالجة بالكربنة، فإنها تُنتج منتجًا أكثر تجانسًا وتُزيل جزءًا كبيرًا من الخبث. وكان لا بد من تكرار هذه العملية حتى 15 مرة عند الحاجة إلى فولاذ عالي الجودة، كما هو الحال في صناعة السيوف. أما البديل فكان معالجة سطح المنتج النهائي بالكربنة. ونظرًا لأن حرارة كل عملية لحام تُؤكسد بعض الكربون، كان على الحداد الماهر التأكد من وجود كمية كافية من الكربون في الخليط الأولي. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

في إنجلترا وويلز، على الرغم من وصول الفرن العالي إلى ويلد حوالي عام 1491، كانت أفران الحدادة، التي ربما كانت تستخدم الطاقة المائية للمطرقة والمنفاخ، تعمل في منطقة ويست ميدلاندز بعد عام 1580. وفي فورنيس وكامبرلاند ، استمرت في العمل حتى أوائل القرن السابع عشر، ولم يُغلق آخر فرن في إنجلترا (بالقرب من غارستانغ ) حتى حوالي عام 1770. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

عُثر على أحد أقدم أفران الصهر المعروفة في أوروبا في لافيتان بالسويد ، وقد تم تأريخه بالكربون المشع (الكربون-14) ليعود تاريخه إلى القرن الثاني عشر. ^{[ 20 ]} كما عُثر على أقدم فرن صهر في السويد، والذي تم تأريخه أيضاً بالكربون المشع (الكربون-14) ليعود تاريخه إلى 700 قبل الميلاد. ^{[ 21 ]}

استمرت مصانع الصهر في إسبانيا وجنوب فرنسا كمصانع كاتالونية حتى منتصف القرن التاسع عشر، ^{[ 22 ]} وفي النمسا باسم Stückofen حتى عام 1775.

كان صهر الحديد نادرًا في أمريكا قبل وصول كولومبوس .

كشفت الحفريات في لانس أو ميدوز ، نيوفاوندلاند، عن أدلة كثيرة على معالجة الحديد المستخرج من المستنقعات وإنتاج الحديد في فرن خاص (مصهر) على يد النورسيين. ^{[ 23 ]} تقع مجموعة الآثار التي تعود إلى عصر الفايكنج ( حوالي 1000-1022 ميلادي) في لانس أو ميدوز على مصطبة بحرية مرتفعة، بين مستنقع خثّي ومحيط. تشير التقديرات المستقاة من كمية الخبث القليلة التي تم استخراجها أثريًا  إلى إنتاج 15 كيلوغرامًا من الخبث خلال ما يبدو أنه محاولة صهر واحدة. وبمقارنة محتوى الحديد في خام الحديد المستخرج من المستنقعات، والذي عُثر عليه في "كوخ الفرن" المُعدّ خصيصًا لهذا الغرض، مع الحديد المتبقي في ذلك الخبث، قُدّر  إنتاج 3 كيلوغرامات من الحديد الخام. وبمعدل استخلاص لا يتجاوز 20% من خام غني بالحديد، يُشير هذا إلى أن العمال الذين قاموا بمعالجة الخام لم يكونوا على درجة عالية من المهارة. ^{[ 23 ]} يدعم هذا فكرة أن معرفة معالجة الحديد كانت واسعة الانتشار ولم تقتصر على المراكز التجارية الرئيسية. ^{[ 23 ]} كما عثر علماء الآثار في الموقع على 98 مسمارًا، والأهم من ذلك، شظايا مسامير تثبيت السفن، بالإضافة إلى أدلة كثيرة على أعمال النجارة، مما يشير إلى إجراء إصلاحات للقوارب أو ربما السفن في الموقع. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

خلال الاستعمار الإسباني للأمريكتين ، كانت مصانع الحدادة الكاتالونية، أو ما يُعرف بـ"الأفران الكاتالونية"، جزءًا من الاكتفاء الذاتي في بعض البعثات التبشيرية ، والإقطاعيات ، والقرى . وباعتبارها جزءًا من البعثات التبشيرية الفرنسية الإسبانية في كاليفورنيا العليا ، تُعدّ "الأفران الكاتالونية" في بعثة سان خوان كابيسترانو، التي يعود تاريخها إلى تسعينيات القرن الثامن عشر، أقدم المنشآت القائمة من نوعها في ولاية كاليفورنيا الحالية . وتشير لافتة المصانع إلى أن الموقع "جزء من أول مجمع صناعي في مقاطعة أورانج ".

وقد كشفت أعمال التنقيب الأثري في جيمستاون بولاية فرجينيا ( حوالي 1610-1615 ) عن بقايا فرن بسيط قصير العمود، والذي كان من المحتمل أن يكون بمثابة "اختبار للموارد" آخر مثل ذلك الموجود في فينلاند في وقت سابق.

تم صنع أول حديد مصهور تجاريًا في أستراليا في مصانع فيتزروي للحديد ، باستخدام فرن كاتالوني، في عام 1848. ^{[ 30 ]}

في نيوزيلندا، تم استخدام فرن اختزال مباشر متطور لصهر رمال الحديد، في مصنع أونيهونغا للحديد ، في عام 1883. ^{[ 31 ]}