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Em torno de 1444, após diversas experiências e eventos, chegou-se ao alto-forno, processo usado até hoje. Houve nesse momento também a transição do processo direto para o processo indireto de obtenção de aço. Nos alto fornos o ferro atingia temperaturas mais elevadas possibilitando uma maior absorção de carbono do carvão vegetal transformando-se em gusa (ferro-gusa ou ferro fundido), que saía do forno no estado líquido incandescente.
Embora inicialmente se pensasse que esse material não tinha valor algum, descobriu-se a possibilidade de transformá-lo em aço e, portanto, torná-lo capaz de ser forjado, ao refundi-lo em forno de soleira, similar à forja catalã, com excesso de oxigênio quando o ferro gotejava através da camadas de carvão de madeira em contra-corrente com o ar soprado. Assim, o ferro era purificado, e juntamente com a escória, era coletado no fundo do forno e a massa esponjosa resultante era martelada para compactá-la e expelir a escória.
Com a possibilidade de obtenção de ferro no estado líquido, nasceu a técnica de fundição de armas de fogo e balas de canhão, sinos de igreja e, mais tarde, para residências senhoriais, de grandes, portões a placas de lareira de desenho elaborado.
Já no fim do século XIV a produção diária do forno atingia 1500 kg.
A seleção do local para as fábricas de ferro dependia das características de cada região, isto é, se ela possuía uma boa fonte de minérios, se existiam florestas naturais e, com o advento da roda d'água, se havia rios ou riachos que serviam não apenas para movimentar os foles, mas também os martelos e fieiras (figura 6). Sendo uma tecnologia extremamente suja e predatória, em alguns países como a Inglaterra, foram criadas leis de proteção ambiental, o que dificultava o crescimento dessas indústrias.
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Figura 6- Alto Forno de 1640 com acionamento hidráulico.
O primeiro derramamento de gusa em solo americano aconteceu em 1646, às margens do rio Saugus, Massachussets, nos Estados Unidos. Ele foi proveniente de um alto forno com foles acionados por roda d'água.
Em torno de 1700 Benjamin Huntsman, um relojoeiro insatisfeito com a homogeneidade dos aços que importava para a sua indústria, desenvolveu o forno de cadinho aquecido a coque para a fusão do aço.
O primeiro gusa fabricado com coque foi produzido em 1708-1709 por Abraham Darby, em Coalbrookdale, na Inglaterra. O gusa obtido em alto fornos usando carvão de pedra ou coque, não era considerado de qualidade, devido ao enxofre que o tornava quebradiço. Somente a disseminação do processo de pudlagem, já conhecido a muito tempo e que adquiriu novo impulso, graças aos trabalhos de Henry Cort em 1784, permitiu mudança nesta convicção. O ferro impuro obtido era refundido em forno de soleira rasa (de reverbero), entrando em contato com os gases oxidantes. Mediante a agitação por meio de barras ( to puddle, em inglês), todo o banho entrava em contato com o oxigênio dos gases e assim, gradualmente, queimava-se o carbono e o gusa transformava-se em ferro pudlado (ferro doce). O banho líquido transformava-se pouco a pouco em massa pastosa que, no final, se tornava tão consistente que era possível retirar bolos ou "lupas", que eram a seguir marteladas em barras. Após uma hora e meia de trabalho eram obtidos 220 a 250 kg de aço doce.
Em 1828, James Beaumont Neilson na Inglaterra, fez o pré-aquecimento do ar soprado por meio de recuperadores tubulares, desafiando a opinião dos sábios de então, que afirmavam que o ar frio era o ideal para a combustão. Pouco a pouco, o tamanho dos alto fornos foi aumentando. Em meados do século XIX, já se atingia a produção de 20 a 30 toneladas por dia.
Em 1857, Edward Alfred Cowper utilizou, pela primeira vez, regeneradores cheios de tijolos refratários e queimando o gás do próprio alto forno para elevar a temperatura de sopro.
Até o fim do século XIX, o processo de produção ainda era o de cadinho, desenvolvido por Huntsman. O consumo de combustível era enorme, da ordem de 4 toneladas de carvão para uma de aço e o trabalho com os cadinho era extremamente penoso.
O processo Bessemer foi desenvolvido paralelamente por William Kelly e Henry Bessemer mas este último conseguiu a patente do processo pelo qual a descarbonetação do gusa era feita num vaso em forma de pêra ( semelhante ao de cadinho, com uma tampa através do qual passava um tubo central de argila, para soprar o ar através do metal líquido). Com esse processo foi possível conseguir, no mesmo espaço de tempo, 200 vezes mais aço que no processo de pudlagem.
O processo Bessemer, desenvolvido inicialmente utilizando-se gusa importado da Suécia, teve insucesso completo ao se tentar aplicá-lo aos gusas produzidos na Inglaterra, com elevado teor de fósforo que, não sendo eliminado, tornava o aço quebradiço e frágil. Mediante um revestimento de dolomita é que foi possível, em 1878, utilizar esse processo aos gusas contendo elevado teor de fósforo.
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