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[[File:Hochofenprozess1.svg|thumb|200px|1 - Entrada / salida;<br> 2 - Secado y precalentamiento;<br> 3 - Reducción;<br> 4 - Disolución del carbono;<br> 5 - Fusión;<br> 6 - '''Fundición''':<br> * A - Productos básicos; <br>* B - aire caliente;<br>* C - escoria;<br>* D - arrabio;<br>* E - gas de alto horno]]
[[Archivo:Proceso de fundicion en la Fabrica de Artillería de La Cavada.svg||thumb|200px|<small>'''El esquema básico de un alto horno es el mismo que el utilizado en la antigüedad para la fundición de los cañones de hierro.'''</small>
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('''''A'''''). Se añade alternativamente capas de carbón y mineral de hierro .
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('''''B'''''). En la parte inferior del horno existían unas [[tobera]]s por donde se forzaba la entrada de aire mediante unos [[Fuelle (neumático)|fuelles]].
== Reacciones químicas que ocurren en el alto horno ==
A la temperatura de 900-1600 ° C, se produce una [[Redox|reducción]] del mineral de hierro en los pasos siguientes:
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==Historia==
La primera construcción para obtener el hierro fue el [[horno bajo]]. En su forma más primitiva, llamada "«bajo hogar"» era un agujero en el suelo de unos 30 cm de diámetro, lleno de [[carbón vegetal]] y mineral. El fuego se avivaba generalmente mediante un [[fuelle (neumático)|fuelle]] de cuero. A las diez horas el horno era demolido y se obtenía una mezcla heterogénea incandescente con más o menos hierro reducido y escoria, del tamaño del puño. Aunque la temperatura alcanzada entre 700 y 900º °C es suficiente para la reducción de mineral de hierro pero que está lejos de su punto de fusión 1535º °C<ref>{{cita libro|nombre=|enlaceautor=|título=Vom zum Stahl Eisen|url=[http://www.industriemuseum-brandenburg.de/pdf/Eisen%20und%20Stahl.pdf]|fechaacceso=8 de febrero de 2013|año=2002|editorial=|isbn=|editor=Industriemuseum Brandenburg an der Havel|ubicación=|edición=mayo|página=|páginas=|idioma=|capítulo=|cita=|otros=|apellido=}}</ref>
La evolución hacia el horno bajo "«clásico"» consistió en hacer más alta la construcción y equiparla con una abertura lateral en su base para facilitar el suministro de aire. Una corta chimenea facilitaba la recarga del horno durante la operación y activaba el tiro. Se alcanzaban de esta manera temperaturas de entre 1000 a 1200 ° C y las escorias, convertidas en líquido, se podían extraer por la apertura.
El contenido de hierro de la escoria disminuye al aumentar la temperatura. Entonces se aviva el fuego fortaleciendo el tiro natural aumentando la altura adosando, por ejemplo, la construcción a un muro de contención o terraplén. Del mismo modo, los fuelles permitían un suministro de aire más eficiente y mejor controlado. Estos "«hornos de tiro natural"» y "«fuelles"» producían una mezcla con un peso que iba desde unos pocos kilogramos a varios [[quintal]]es después de un tiempo de 4 a 20 horas. Esta mezcla es despojaba de inmediato de los trozos de carbón y de la escoria mediante una limpieza alternada con varios recalentamiento, y finalmente se [[forja]]ba para obtener los objetos deseados. En [[Europa Occidental]], las instalaciones y las forjas adyacentes estuvieron muy extendidas hasta el {{siglo |XVIII||s}}. Empleaban de 5 a 10 personas y la capacidad de los hornos bajos de ese momento estaba entre 60 y 120 [[Tonelada|t]] por año y consumían unos 270 kg de carbón por 100 kg de mineral de hierro .
El [[Japón]] importó el horno bajo del continente en el {{siglo |VIII||s}}. La técnica se fue perfeccionado hasta desembocar durante el {{siglo |XV||s}} en el [[tatara]]. La configuración del horno cambia en función del producto deseado: las tataras altas de 0,9 a 1,2 m estaban destinados a la fabricación de acero; las de 1.,2 m producían [[fundición blanca]] que se extraía del horno después de que se solidificara. La baja permeabilidad de las arenas ferruginosas usadas limitaba la altura a 1.,6 m, y por lo tanto bloqueó la progresión al alto horno. Utilizado hasta principios del {{siglo |XX||s}}, el ''tatara'' en su forma final es una estructura industrial perenne dedicada a la operación de un horno en forma de gran bañera, que producía unas cuantas toneladas de metal durante una campaña de unas 70 horas, período al que había que añadir la construcción del horno
En [[África]], los más antiguos vestigios de los hornos de acero son las mezclas de hierro y carbón descubiertas en [[Nubia]] (incluyendo [[Meroe]]) y [[Reino de Axum|Axum]]), y fechados en 1000 - 500 aC a. C.
=== Invención del alto horno ===
==== En China ====
[[Image:Yuan Dynasty - waterwheels and smelting.png|thumb|left|upright=1.2| Uso de la [[energía hidráulica]] para alimentar un horno alto en China ([[Wang Zhen (oficial)|Wang Zhen]],''Nong shu'', 1313).]]
Los chinos empezaron a fundir el hierro desde el {{siglo |V ||s} a . C., durante el [[Reinos combatientes|Período de los Reinos combatientes]]<ref name = "GeniusChina">
{{Cita libro|apellidos=Robert|nombre=Temple|enlaceautor=|título=El genio de China: 3.000 años de ciencia, descubrimiento e invención|url=|fechaacceso=|año=|editorial=Simon and Schuster|isbn=0671620282|editor=|ubicación=|página=49-50|idioma=inglés|capítulo=}}</ref>
en el que el uso de herramientas agrícolas y armas de hierro [[metalurgia|fundido]] llegó a ser frecuente, mientras que las fundiciones del {{siglo |III||s}} utilizaban equipos de más de doscientos hombres.
El hierro obtenido a partir de una ''mezcla'' producida en la parte inferior del horno era después fundido en hornos similares a [[cúpula]]s. Cuando la ''mezcla'' se calentaba se ponía en contacto con carbón vegetal, que absorbía el carbono del combustible hasta saturarlo, obteniéndose así la fundición homogénea y libre de las impurezas de la ''mezcla.'' Los chinos desarrollaron el refino del hierro. El hierro fundido se refinaba calentando la fundición en contacto con el aire durante varios días para producir acero.
En el año 31 mejoraron la ventilación con el uso de la [[energía hidráulica]] para mover el fuelle con lo que la combustión era más vigorosa y los primeros altos hornos que producían hierro directamente a partir de mineral aparecieron en China en el {{siglo |I||s}}, durante la [[dinastía Han]].
Estos altos hornos primitivos se construyen de [[arcilla]] y se usaba un aditivo, una "«tierra negra"» que contiene [[fósforo]]. La adición de fósforo desaparece antes del {{siglo |XI||s}}, ya que la mejora de los altos hornos permite prescindir de él.
La mejora de Du Shi también permitió que el aire de la combustión atravesara una carga más alta y los hornos alcanzaron entonces dimensiones impresionantes: se han descubierto los restos de un [[crisol]] de 2,8 m × 4 m sobre una base de tierra de 12 m x 18 m, con restos de instalaciones periféricas como un mecanismo de elevación del mineral, fuelle, etc.
Durante la [[dinastía Han]] la técnica se desarrolló mucho y la industria del hierro fue [[Nacionalización de los medios de producción|nacionalizada]]. El uso de los altos hornos y de los hornos en cúpula siguió siendo muy frecuente durante la [[dinastía Tang|Tang]] y la [[dinastía Song|Song]]
En el {{siglo |IV||s}} la industria china del hierro adoptó la [[hulla]] para fundir el hierro y el acero. Sin embargo, si los procesos desarrollados garantizaban la ausencia de contaminación del metal por el contenido en [[azufre]] de la hulla, no hay muestras de un uso de la hulla en el alto horno. De hecho, sólo el carbón vegetal tiene una calidad adecuada para su uso en el alto horno, ya que debe estar en contacto con el mineral para poder desempeñar su papel de agente reductor.
En el {{siglo |XIX||s}} estos hornos tenían la forma de un tronco de cono invertido de 2 m de altura, con un diámetro interno de entre 1,2 a 0,6 m de arriba abajo. Las paredes eran de barro y estaban reforzadas con rejilla de hierro. El suelo solía estar inclinado unos 30 grados para una mejor recogida del hierro fundido. Se cargaba con [[limonita]] o [[mineral de hierro de hulla]] y, según la construcción, con carbón vegetal o coque. El aire se inyectaba mediante un ventilador de pistón. Dicho dispositivo producía entre 450 y 650 kg de fundición por día, con un consumo de 100 kg de coque por 100 de hierro producido.
Esta tecnología desaparece al comienzo del {{siglo |XX||s}}. En 1900 se encontró un horno alto similar en el [[Bulacan]], en las [[Filipinas]]. Más tarde aún, el "«alto horno en el patio"» defendido por [[Mao Zedong]] durante el [[Gran Salto Adelante]] era de este tipo.
== Mejoras en los altos hornos ==
== Algunos altos hornos en el mundo ==
[[Archivo:Alto Horno, Puerto de Sagunto, España, 2015-01-04, DD 92.JPG|thumb|150px|Antiguo alto Horno en Puerto de Sagunto, Valencia, España.]]
[[Archivo:Alto horno antiguo Sestao.jpg|thumb|150px|[[Horno Alto 1 de Altos Hornos de Vizcaya|Alto horno en Sestao]].]]
En Estados Unidos:
* [[Birmingham (Alabama)|Altos hornos Sloss]]
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