鉄冶金

紀元前1500年頃、メソポタミア、アナトリア、エジプトで、隕鉄以外の精錬鉄製品がますます多く出現するようになった。 ^{[ 2 ]}紀元前1323年に亡くなったエジプトの支配者ツタンカーメンの墓からは、金の柄の鉄の短剣、ホルスの目、ミイラの頭部、職人の道具の模型16個を含む、隕鉄製品19点が発見された。 ^{[ 20 ]}ウガリットの発掘調査では、ファラオ・メルネプタハの名が刻まれた古代エジプトの剣と、鉄の刃と金で装飾された青銅の柄を持つ戦斧が発見された。^{[ 21 ]}

東地中海全域で青銅器時代に遡る鉄製品が発見されているものの、この時期には青銅器が圧倒的に優勢であったようだ。 ^{[ 22 ]}技術が広まるにつれて、鉄は東地中海全域（レバント、キプロス、ギリシャ、クレタ島、アナトリア、エジプト）で道具や武器に使用される主要な金属として青銅に取って代わった。^{[ 14 ]}

鉄はもともとブルームリーと呼ばれる炉で精錬されていました。ブルームリーでは、ふいごを使って鉄鉱石と燃えている木炭の山に空気を送り込んでいました。木炭から発生する一酸化炭素が、鉱石中の酸化鉄を金属鉄に還元しました。しかし、ブルームリーは鉄を溶かすほど高温ではなかったため、金属は炉の底にスポンジ状の塊、つまりブルームとして溜まりました。作業員はそれを繰り返し叩いたり折り畳んだりして、溶けたスラグを押し出しました。この骨の折れる時間のかかる工程で、展延性はあるもののかなり柔らかい合金である錬鉄が作られました。 ^{[ 23 ]}

青銅から鉄への移行と同時期に、錬鉄に炭素を添加する浸炭法が発見された。鉄塊には炭素が含まれていたが、その後の熱間加工によってその大部分は酸化された。中東の鍛冶職人は、完成した錬鉄を木炭の床で加熱し、その後水または油で急冷することで、はるかに硬い製品にできることを発見した。この工程により、製品の外層は鉄と炭化鉄の合金である鋼に変化し、内部はより脆くない鉄でできた。

インド亜大陸における鉄冶金の歴史は紀元前2千年紀に始まった。ガンジス平原の遺跡からは、紀元前1800年から1200年の間に作られた鉄製の道具が出土している。^{[ 26 ]}紀元前13世紀初頭には、インドで鉄の精錬が大規模に行われていた。^{[ 26 ]}南インド（現在のマイソール）では、紀元前12世紀から11世紀にかけて鉄が使用されていた。^{[ 4 ]}鉄冶金の技術は、政治的に安定したマウリヤ朝時代^{[ 27 ]}と、紀元前1千年紀の平和な定住の時代に進歩した。^{[ 4 ]}

紀元前 600 年から 200 年にかけての鉄製の遺物、例えばスパイク、ナイフ、短剣、矢じり、鉢、スプーン、鍋、斧、鑿、トング、ドア金具などが、インドのいくつかの遺跡で発見されている。 ^{[ 15 ]}ギリシャの歴史家ヘロドトスは、インドにおける鉄の使用について西洋で初めて記述した。 ^{[ 15 ]}インドの神話文献であるウパニシャッドにも、織物、陶器、冶金についての記述がある。^{[ 28 ]}ローマ人はグプタ朝時代にインド産の鋼鉄の優秀さを高く評価していた。^{[ 29 ]}

紀元前500年頃には、おそらく西暦200年までには、南インドでるつぼ製法によって高品質の鋼が生産されていた。この製法では、高純度の錬鉄、木炭、ガラスをるつぼで混​​ぜ合わせ、鉄が溶けて炭素を吸収するまで加熱した。^{[ 30 ]}鉄の鎖は、4世紀にはすでにインドの吊り橋に使用されていた。 ^{[ 31 ]}

ウーツ鋼は紀元前300年頃からインドとスリランカで生産されていました。 ^{[ 30 ]}ウーツ鋼は古代から耐久性と刃持ちの良さで有名です。ポロス王から贈り物を選ぶように言われたアレクサンドロスは、金や銀ではなく30ポンドの鋼を選んだと言われています。 ^{[ 29 ]}ウーツ鋼は元々、鉄を主成分とし、さまざまな微量元素を含む複雑な合金でした。最近の研究では、その特性は金属中のカーボンナノチューブの形成によるものかもしれないと示唆されています。 ^{[ 32 ]}ウィル・デュラントによると、この技術はペルシャ人に伝わり、そこからアラブ人に伝わり、中東全域に広まりました。^{[ 29 ]} 16世紀には、オランダ人が南インドからヨーロッパにこの技術を持ち込み、そこで大量生産されました。^{[ 33 ]}

スリランカでは紀元前300年からモンスーンの風を利用した炉で鉄が生産されていました^{[ 30 ]}。炉は丘の頂上に掘られ、長い溝によって風が通気口に導かれていました。この配置により、入口に高圧帯、炉の上部に低圧帯が形成されました。この流れによって、ふいご式の炉よりも高い温度が得られ、より高品質の鉄が生産されたと考えられています^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]} 。スリランカで生産された鉄は、地域内およびイスラム世界で広く取引されていました。

世界でも有​​数の冶金学的珍品の一つに、デリーのクトゥブ複合施設にある鉄柱がある。この柱は錬鉄（鉄98％ ）でできており、高さは約7メートル、重さは6トン以上ある。^{[ 37 ]}この柱はチャンドラグプタ2世ヴィクラマディティヤによって建てられ、1600年間豪雨にさらされても比較的腐食が少ない。

多くの学者が、アファナシエヴォ文化が中国への冶金術の導入に関与した可能性があると示唆している。^{[ 38 ] [ 39 ]}特に、アファナシエヴォ文化と馬家窯文化および斉家文化との接触が青銅器技術の伝播に関係していると考えられている。^{[ 40 ]}

2008年、甘粛省の莫溝遺跡で2つの鉄片が発掘された。これらは紀元前14世紀のもので、シワ文化の時代に属するとされている。破片の1つは隕鉄ではなく、ブルーム製鉄でできていた。^{[ 41 ] [ 42 ]}

この例外を除けば、中国で鋳造された鉄製品として知られている最古のものは紀元前9世紀末に遡る。^{[ 43 ]}鋳鉄は古代中国で戦争、農業、建築に使用された。^{[ 9 ]}紀元前500年頃、南部の呉の金属加工職人は1130℃の温度を達成した。この温度では、鉄は4.3%の炭素と結合して溶融する。溶融した鉄は型に流し込む ことができ、これは鉄塊から鉄片を個別に鍛造するよりもはるかに手間のかからない方法である。

鋳鉄はもろく、打撃用具には不向きである。数日間空気中で加熱することで脱炭して鋼鉄や錬鉄にすることができる。中国では、これらの鉄加工法が北方に広がり、紀元前300年までに鉄は中国全土でほとんどの道具や武器の材料として選ばれるようになった。 ^{[ 9 ]}紀元前3世紀初頭に遡る河北省の集団墓地には、武器やその他の装備とともに埋葬された数人の兵士がいる。この墓から回収された遺物は、錬鉄、鋳鉄、可鍛鋳鉄、焼き入れ鋼など様々な素材で作られており、おそらく装飾用の青銅製の武器がわずかにあるだけである。

漢王朝（紀元前202年～紀元後220年）の間、政府は鉄工を国家独占事業として確立したが、王朝後半に廃止して民間企業に戻し、河南省に一連の大型高炉を建設した。各高炉は1日に数トンの鉄を生産することができた。この頃までに、中国の冶金学者は溶融銑鉄を微粉化する方法を発見しており、炭素が失われて鍛造（鍛造）できるようになるまで屋外でかき混ぜていた。現代の中国語では、この工程は「炒」（チャオ）と呼ばれ、文字通り「炒める」という意味である。銑鉄は「生鉄」として知られ、鍛造鉄は「調理鉄」として知られている。紀元前1世紀までに、中国の冶金学者は鍛造鉄と鋳鉄を一緒に溶かすことで、中間の炭素含有量の合金、すなわち鋼鉄が得られることを発見した。^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

伝説によれば、漢の初代皇帝である劉邦の剣はこのようにして作られた。当時の文献の中には、鉄工の文脈で「硬と軟を調和させる」という表現が出てくるものがあり、この表現はこの工程を指している可能性がある。漢の時代以降、古代都市の万（南陽）は鉄鋼業の中心地であった。^{[ 47 ]}中国人は、独自の鋼鉄鍛造法に加えて、西暦5世紀までにインドから中国に伝わったウーツ鋼の製造方法も採用していた。^{[ 48 ]}

漢王朝時代には、中国人は高炉のふいごを動かすために水力（つまり水車）を初めて利用した。これは西暦31年に、南陽の長官であった中国の機械技師で政治家の杜石による革新として記録されている。^{[ 49 ]}杜石は冶金でふいごに水力を利用した最初の人物だが、水力によるふいごの動作を描いた最初の図版は、西暦1313年に元王朝時代の文献『農書』に登場した。^{[ 50 ]}

11 世紀には、宋代の中国で2 つの技術を使用して鋼鉄が生産されていた証拠があります。1 つは劣悪で不均質な鋼鉄を生産する「ベルガン風」の方法、もう 1 つは冷風下での繰り返し鍛造による部分的な脱炭を利用した現代のベッセマー法の前身です。 ^{[ 51 ]} 11 世紀までに、鉄産業の木炭需要のために中国では大規模な森林破壊が発生しました。^{[ 52 ]}しかし、この頃には中国人は木炭の代わりに瀝青コークスを使用することを学び、この資源の転換により中国の多くの優良な森林地帯が伐採を免れました。^{[ 52 ]}

ヨーロッパで発見された最古の鉄製品は紀元前3千年紀のもので、ヤムナヤ文化とカタコンベ文化に属するとされている。^{[ 53 ] [ 54 ]}東ヨーロッパ、特にウラル山脈以西の地域は、西ユーラシアで初期および中期青銅器時代の鉄製品が最も集中している地域であるが、^{[ 53 ]}これらのほとんどが隕鉄でできていると考えられている。^{[ 55 ]}カタコンベ文化のナイフの刃は紀元前2300年頃のもので、精錬鉄で作られたと考えられている。^{[ 54 ] [ 55 ]}中央ヨーロッパの中期および後期青銅器時代のほとんどの期間、鉄は存在していたが希少であった。鉄は、個人の装飾品や小型ナイフ、青銅器の修理、およびバイメタル製品に使用された。^{[ 56 ]}中央ヨーロッパで発見された初期の精錬鉄には、スロバキアのガノフツェで発見された鉄製のナイフまたは鎌（紀元前 18～15 世紀頃のものと思われる）、^{[ 57 ] [ 58 ]}ドイツのフォルヴォルデで発見された鉄製の指輪（紀元前 15 世紀頃のもの）、^{[ 59 ]}ドイツのヘーゲルミューレで発見された鉄製の鑿（紀元前 1000 年頃のもの）などがある。^{[ 60 ] [ 61 ]}東ヨーロッパでは、紀元前 1200 年以降の精錬鉄製品が知られている。^{[ 55 ]}

紀元前 11 世紀には、南ヨーロッパ、特にギリシャで青銅の剣が鉄の剣に取って代わり、紀元前 10 世紀には鉄が主流の金属となった。^{[ 62 ]}カルパティア盆地では、紀元前 10 世紀以降の鉄器の発見が著しく増加しており、中には紀元前 12 世紀に遡る可能性のある発見もある。^{[ 63 ]}鉄の剣は、紀元前 10 世紀に遡る中央ヨーロッパで発見されているが、鉄器時代は紀元前 800 年のハルシュタット文化で本格的に始まった。^{[ 64 ]}鋼は、剣の製造の一部として紀元前 800 年頃から生産されており、^{[ 65 ]}ローマ時代以前から高炭素鋼のみで作られた剣が知られている。^{[ 66 ]}イギリスにおける鉄冶金の証拠は紀元前 10 世紀に遡り、^{[ 67 ]}鉄器時代の始まりは紀元前 8 世紀に遡る。^{[ 68 ]}イギリスでは紀元前 490 年頃から高炭素鋼の生産が確認されている。^{[ 69 ]}スカンジナビアでは少なくとも紀元前 9 世紀から青銅器時代後期に鉄冶金が実践され始め、 ^{[ 70 ]}紀元前 800 ～ 700 年にかけて鋼鉄生産の証拠がある。^{[ 71 ]}スウェーデン北部、フィンランド、ノルウェー (北の岬) では紀元前 200 ～ 50 年頃に高炭素鋼を含む鉄および鋼鉄製品が製造された。^{[ 71 ]}イタリアとサルデーニャにおける鉄冶金の証拠は青銅器時代後期 (紀元前 1350 ～ 950 年頃) に遡る。^{[ 72 ] [ 73 ]}イベリア半島（ポルトガル）では紀元前900年頃から高炭素鋼の道具が生産されていた。^{[ 74 ] [ 75 ]}

紀元前500年からラ・テーヌ文化では鉄の生産量が大幅に増加し、鉄冶金はスカンジナビア南部でも一般的になった。中央ヨーロッパと西ヨーロッパにおける鉄器製造の普及はケルト人の拡大と関連している。^{[ 65 ]}紀元前1世紀までに、ノリック鋼はその品質で有名になり、ローマ軍に求められた。^{[ 76 ]}ローマ帝国の鉄の年間生産量は84,750トンと推定されている。^{[ 77 ]}

オランダのゲルマン遺跡ヒーテンでは、ローマ鉄器時代後期の2世紀から4/5世紀にかけて超高炭素鋼の生産が行われていたことが確認されている。^{[ 78 ]}

考古冶金学の科学的知識と技術開発は、アフリカの数多くの中心地で発生しました。発生源は西アフリカ、中央アフリカ、東アフリカに位置していました。したがって、これらの発生源は内陸アフリカに位置しているため、これらの考古冶金学の発展はアフリカ固有の技術です。^{[ 79 ]}鉄冶金学の発展は、紀元前2631年～紀元前2458年にナイジェリアのレジャ、紀元前2136年～紀元前1921年に中央アフリカ共和国のオブイ、紀元前1895年～紀元前1370年にニジェールのチレ・オウマ147、紀元前1297年～紀元前1051年にトーゴのデクパサンワレで発生しました。^{[ 79 ]}

多少の不確実性はあるものの、一部の考古学者は鉄冶金がサハラ以南のアフリカ（おそらく西アフリカ）で独自に発展したと考えている。^{[ 80 ] [ 81 ]}

ニジェール東部のテルミットの住民は紀元前1500年頃に鉄を精錬していた。^{[ 82 ]}

ニジェールのアイール山脈地域には、紀元前2500年から1500年の間に独立した銅精錬の痕跡も存在する。このプロセスは発達した段階には達しておらず、精錬が外来の技術ではなかったことを示している。精錬が成熟したのは紀元前1500年頃である。^{[ 83 ]}

鉄の製錬炉とスラグを含む考古学的遺跡は、現在イボランドとなっているナイジェリア南東部のンスッカ地域の遺跡でも発掘されている。レジャ遺跡では紀元前2000年（Eze-Uzomaka 2009）^{[ 84 ] [ 81 ]} 、オピ遺跡では紀元前750年（Holl 2009） ^{[ 81 ]}に遡る。中央アフリカ共和国のグバビリ遺跡からは、還元炉と鍛冶屋の工房から鉄冶金の証拠が出土しており、それぞれ紀元前896～773年と紀元前907～796年の最古の年代である。^{[ 85 ]}同様に、中央ナイジェリアのノク文化では、紀元前550年頃、おそらく数世紀前には、ブルームリー型の炉での製錬が見られる。 ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 86 ] [ 80 ] [ 85 ]}

また、西タンザニアでは、ハヤ族の祖先が2300年から2000年前（紀元前300年頃またはその直後）に、炉内の温度を1300～1400 ℃まで高める「予熱」という複雑な工程を経て炭素鋼を製造していたという証拠もある。 ^{[ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ]} 

鉄と銅の加工技術は大陸を南下し、西暦200年頃にはケープ地方に到達した。 ^{[ 6 ] [ 7 ]}鉄の普及は、それを採用したバントゥー語を話す農耕社会に革命をもたらし、サバンナのより広い地域での農耕に進出する中で遭遇した石器を使用する狩猟採集社会を追い出し、吸収した。技術的に優位なバントゥー語話者は南部アフリカ全域に広がり、富と権力を獲得し、道具や武器用の鉄を大量生産した。^{[ 6 ] [ 7 ]}

東アフリカにおけるブルームリー型炉の最古の記録は、紀元前7世紀から6世紀にかけてヌビアで発見された精錬鉄と炭素であり、 ^{[ 93 ] [ 94 ] [ 95 ]}特にメロエでは、ヌビア人やクシュ人のための金属道具を生産し、経済の余剰を生み出した古代のブルームリーがあったことが知られています。

中世イスラムの黄金時代には、鉄の技術はいくつかの発明によってさらに発展しました。11世紀までに、イスラム世界のあらゆる地域で工業用製鉄所が稼働し、西はイスラム支配下のスペインや北アフリカから東は中東や中央アジアまで広がっていました。^{[ 96 ]}また、10世紀の鋳鉄に関する記述や、 11世紀のアイユーブ朝やマムルーク朝で高炉が使用されていた考古学的証拠もあり、中国の金属技術がイスラム世界に伝播したことを示唆しています。^{[ 97 ]}

中世近東で最も有名な鋼の一つは、剣の製造に使われたダマスカス鋼で、主にシリアのダマスカスで900年から1750年の間に生産されました。これは、初期のインドのウーツ鋼を基にしたるつぼ製鋼法を用いて製造されました。この製法は、中東で地元産の鋼を使って採用されました。正確な製法は不明ですが、炭化物がシート状または帯状に配列した微粒子として刃の内部に析出することを可能にしました。炭化物は周囲の低炭素鋼よりもはるかに硬いため、刀鍛冶は析出した炭化物で硬い材料を切断できる刃先を作ることができ、一方、より柔らかい鋼の帯によって剣全体が丈夫で柔軟に保たれました。ドレスデン工科大学を拠点とする研究チームは、 X線と電子顕微鏡を使用してダマスカス鋼を検査し、セメンタイトナノワイヤー^{[ 98 ]}とカーボンナノチューブの存在を発見しました。^{[ 99 ]ドレスデンチームのメンバーであるピーター・パウフラーは}、これらのナノ構造がダマスカス鋼に独特の特性を与え^、鍛造プロセスの結果であると述べている。^{[ 100 ] [ 32 ]}

中世のある時期に、水力が製鉄工程に利用されるようになった。これは1135年頃にはクレルヴォーのシトー会修道院で行われていた可能性もあるが、13世紀初頭のフランスとスウェーデンでは確かに利用されていた。 ^{[ 101 ]}イングランドでは、これに関する最初の明確な文書記録は、1408年にベッドバーン近郊のダラム司教の鍛冶場の記録であるが、^{[ 102 ]}これは確かに最初の製鉄所ではなかった。イングランドのファーネス地区では、動力式製鉄所は18世紀初頭まで、ガースタング近郊では1770年頃まで利用されていた。

カタロニア式鍛冶炉は、動力式製鉄所の一種であった。熱風送風式の製鉄所は、19世紀半ばにニューヨーク州北部で使用されていた。

1783～84年にパドル法が開発されるまで、ヨーロッパでは鋳鉄が鉄生産の主流であった。ヨーロッパでは鋳鉄の開発が遅れたのは、錬鉄が望ましい製品であり、鋳鉄を生産する中間段階では高価な高炉と銑鉄から鋳鉄へのさらなる精錬が必要であり、その後、錬鉄への転換に労働力と資本が大量に必要だったためである。^{[ 11 ]}

中世の大部分において、西ヨーロッパでは鉄は依然として鉄塊を加工して錬鉄にすることで製造されていた。ヨーロッパで最も初期の鉄鋳造は、1150年から1350年の間にスウェーデンのラッフィッタンとヴィナルヒッタンという2つの遺跡で行われた。一部の学者は、この製鉄技術がモンゴル人と共にロシアを横断してこれらの遺跡に伝わったと推測しているが、この仮説を裏付ける明確な証拠はなく、これらの鉄生産中心地の多くがモンゴル以前の時代に遡ることを説明するものでもない。いずれにせよ、14世紀後半には鋳鉄製の砲弾に対する需要が高まり、鋳鉄製品の市場が形成され始めた。

銑鉄の脱炭の代替方法として、精錬炉というものがあり、これは15世紀にナミュール周辺地域で考案されたと考えられている。15世紀末までに、このワロン地方の製法はノルマンディー東部のペイ・ド・ブレイ地方に広がり、その後イングランドにも伝わり、1600年までには錬鉄製造の主要方法となった。17世紀初頭にはルイ・ド・ゲールによってスウェーデンに導入され、イングランドの製鉄業者が好む鉱石から鉄を製造するために用いられた。

これの変形として、ドイツ式鍛造法があった。これはスウェーデンにおける棒鉄生産の主要な方法となった。

17 世紀初頭、西ヨーロッパの鉄工職人は錬鉄を浸炭するためのセメンテーション法を開発しました。錬鉄の棒と木炭を石の箱に詰め、粘土で密封し、酸素のない状態でほぼ純粋な炭素 (木炭) に浸して、赤熱状態を最長 1 週間維持しました。この間、炭素が鉄の表面層に拡散し、セメント鋼またはブリスター鋼(表面硬化鋼とも呼ばれる)が生成されました。鉄で覆われた部分 (つるはしや斧の刃) は、炭素源から隔離するために粘土で絶縁された斧のハンマーの頭や柄のソケットなどよりも硬くなりました。このプロセスがイングランドで最初に使用されたのは、 1619 年のコールブルックデールで、サー・バジル・ブルックが 2 基のセメンテーション炉を所有していました (最近2001 ～ 2005 年に発掘されました^{[ 103 ]} )。 1610年代のある時期、彼はこの製法に関する特許を所有していたが、1619年に放棄せざるを得なかった。彼は恐らくフォレスト・オブ・ディーンの鉄を原料として使用していたと思われるが、すぐに粉砕鉄の方が適していることが分かった。鋼の品質は、束ねることで向上させることができ、いわゆるせん断鋼が製造された。

1740年代、ベンジャミン・ハンツマンは、セメンテーション法で作られたブリスター鋼をるつぼで溶かす方法を発見した。こうして得られた るつぼ鋼は、通常インゴットとして鋳造され、ブリスター鋼よりも均質であった。^{[ 11 ]： 145}

初期の製鉄では、熱源と還元剤の両方として木炭が使われていました。18世紀になると、木炭を作るための木材の入手が困難になり、鉄の生産拡大が制限されるようになりました。そのため、イギリスは産業に必要な鉄の大部分をスウェーデン（17世紀半ばから）に、そして1725年頃からはロシアにも依存するようになりました。 石炭（またはその派生物であるコークス）を使った製鉄は、長らく求められてきた目標でした。コークスを使った銑鉄の生産は、おそらく1619年頃にダッド・ダドリーによって達成され^{[ 104 ]}、1670年代には石炭と木材を混合した燃料で再び達成されました。しかし、これは商業的な成功というよりは技術的な成功だったと思われます。シャドラック・フォックスは1690年代にシュロップシャーのコールブルックデールでコークスを使って鉄を製鉄した可能性がありますが、それは砲弾や砲弾などの鋳鉄製品を作るためだけでした。しかし、九年戦争後の平和では、これらの製品の需要はありませんでした。^{[ 105 ] [ 106 ]}

1707年、エイブラハム・ダービー1世は鋳鉄鍋の製造方法の特許を取得した。彼の鍋はライバルのものより薄く、そのため安価だった。銑鉄の供給量を増やす必要があった彼は、1709年にコールブルックデールの溶鉱炉をリースした。そこで彼はコークスを使って鉄を製造し、ヨーロッパで初めて成功した鉄製造事業を確立した。彼の製品はすべて鋳鉄製であったが、彼の後継者たちは（商業的にはほとんど成功しなかったものの）これを精錬して棒鉄にしようと試みた。^{[ 107 ]}

そのため、棒鉄は1750年代半ばまで、通常は木炭銑鉄で作られ続けていた。1755年、アブラハム・ダービー2世（パートナーと共に）はシュロップシャー州ホースヘイに新しいコークス炉を開設し、その後他の炉も開設された。これらの炉は、棒鉄の製造のために、伝統的な精錬炉にコークス銑鉄を供給した。遅延の理由は依然として議論の的となっている。^{[ 108 ]}

この後になって初めて、銑鉄を棒鉄に変換する経済的に実行可能な方法が考案され始めた。ポッティングとスタンピングとして知られるプロセスは1760年代に考案され、1770年代に改良され、1785年頃からウェスト・ミッドランズで広く採用されたようだ。しかし、これは1784年に特許を取得したヘンリー・コートのパドル法にほぼ取って代わられたが、おそらく灰色銑鉄で使用できるようになったのは1790年頃だった。これらのプロセスにより、鉄鋼産業における産業革命を構成する鉄生産の大幅な拡大が可能になった。^{[ 109 ]}

19世紀初頭、ホールは、パドル炉の装入物に酸化鉄を加えると激しい反応が起こり、銑鉄が脱炭されることを発見した。これは「湿式パドル法」として知られるようになった。また、脱炭が完了する前にパドル法を停止することで鋼鉄を製造できることも判明した。