Flammeovnen gikk i tidligere tider gjerne på naturlig trekk (vindovn) og kunne bruke det meste av brensel, også torv og et mineralsk produkt som steinkull.[1] Disse særtrekk gjorde ovnen til et godt alternativ på steder med lite tilgang på trekull og/eller vannkraft til drift av vannhjul og blest. Dette hadde betydning for de få gruveprosjekter hvor f. ble benyttet. I dag brukes gjerne gass. Ovnen har også den fordel at den kan smelte malm av ujevn kvalitet, likeså slig, svært finkornet malm og konsentrater. Dette gjorde f. til eneste mulighet for skjærsteinsmelting av flotasjonskonsentrater i pulverform før elektrometallurgisk smelting i Söderbergovnen ble et alternativ på 1920-tallet.[2]
F. ble tidligere kalt "den engelske prosess", til forskjell fra sjaktovnsmelting, eller "den tyske prosess", som har vært helt dominerende i Norge.
F. med importert steinkull er første gang kjent fra Smøla kobberverk tidlig i 1720-årene[3], deretter fra Årdal kobberverk i 1732-34 og fra Alta kobberverk fom 1839. Felles for disse tiltakene er at det, symptomatisk nok, helt eller delvis, stod engelske interesser bak, og at man også satset på deleksport av malm til England for smelting der.[4] Det er likeledes typisk at alle verkene lå i områder med en problematisk forsyningssituasjon for trekull. På øya Smøla var det også få vannløp til drift av vannhjul og blåsebelger.[5]
Den tidlige 1700-talls satsingen på engelsk spissteknologi på Smøla og i Årdal kan knapt betegnes som noe mer enn et kuriøst og episodisk innslag i norsk bergverkshistorie, se Varia nedenfor. Det er imidlertid et signal om noe som skal komme. Utenlandske investorer, bruk av importert mineralsk brennstoff og malmeksport skal bli fremherskende utviklingstrekk ved norsk bergverksdrift utover på 1800-tallet.
F. er på 1900-tallet kjent fra Sulitjelma kobberverk hvor det i noen få er etter 1912 ble smeltet konsentrat, slagg o.a. i en gassgenerator-fyrt flammeovn.[6]
- Med forsøkene på smelting med mineralsk brensel i flammeovner var Smøla og Årdal helt i front med siste nytt i engelsk smelteteknologi. Smelting med steinkull, eller det foredlede produktet, koks, var den indu­strielle revolusjons metode. I England var koks blitt brukt til smelting allerede i 1709, men det ble ikke vanlig før etter 1750.[7]
- Flammeovnsprosjektet på Smøla ble drevet fram av den (over)optimistiske og driftige bergverksspekulanten Nils Josten. Smøla-prosjektet synes å ha vært hans hovedforetagende. I en rapport skrevet av to engelske sakkyndige heter det at her skulle det bli jobb for 500 mann i 500 år, og ennå ville det være kobber igjen. Engelske forretningsmenn investerte i Jostens gruveforetak og det ble satt i gang forsøksvirksomhet med de nye smeltemetodene. Smeltingen med importert steinkull gikk imidlertid dårlig. Det ble for varmt så ovnene sprakk.
Josten som var i stadig pengemangel pga Smøla-prosjektet og andre uheldige foretagender han var involvert i, endte sine dager i gjeldsfengsel.[8]
- De engelske forpakterne i Årdal hadde store forhåpninger til implementeringen av den siste metallurgiske innovasjon i England. De tyske tradisjoner ved verket ble utfordret, alt skulle gjøres på engelsk manér for å få et godt resultat. Flammeovnen ble bygget av engelske arbeidere med engelsk murstein, leire og sand som skulle være særlig varmebestandig. De satset også på eksport av malm til England.
Virksomheten rundt smelteprosjektet var gjenstand for mye hemmelighold. Den norske inspektøren ved verket, Johan Dahl, klaget over at prøvesmeltingene ble holdt hemmelig, og at han sjelden slapp inn i hytta. Han måtte derfor arbeide som detektiv. Han snek seg rundt, prøvde å fritte ut arbeiderne, og måtte av og til spille "taabelig".
Grunnen til hemmeligholdet var at smeltingen gikk dårlig. Metoden viste seg ubrukelig på den tungtsmeltelige malmen i Årdal. Ved en prøvesmelting stod flammen et par meter over skorsteinen selv om det ikke ble brukt belger og bare lite kull. Den sterke varmeutviklingen skyldes steinkullets spesielle egenskaper. Sven Rinman (1720-92) anslo at en tønne steinkull gav samme effekt som ti tønner trekull.
Selv om smeltingen gikk dårlig på den "fyrfaste" norske malmen, vakte forsøkene oppsikt i samtiden. Var det funnet en ny smeltemetode som kunne redusere bergverkenes store forbruk av skog? Rentekammeret, Overbergamtet, og folk i bergverksmiljøet fulgte spent med, og i 1734 kom det til og med besøk fra Stora Kopparberget i Sverige. Det vesle Årdalsverket var en stakket stund i fokus for "alles" interesse i bergmannsverdenen.
Det hele endte imidlertid med knall og fall. Den engelske forpakter, Hellewell, rømte i juli 1734. På veien over Årdalsvannet møtte han og noen andre engelskmenn Dahl som forholdt ham at han hadde reiseforbud. Engelskmennene var imidlertid væpnet med skarpt og reiste "med force".
De mislykkede smelteforsøkene ble gjenstand for flere offentlige undersøkelser.[9] En prøvesmelting foretatt av en kommisjon i 1734 viste at verdien av det kobber som ble produsert ikke engang dekket utgiftene til det forbrukte steinkull. Hele metoden ble karakterisert som "barnaktig".[10]
- Flammeovnene utviklet seg fra relativt små ovner med tønnehvelv på 1700-tallet til betydelige industrielle installasjoner. Som eksempel kan nevnes den flammeovn som ble satt i drift ved Sulitjelmaverket i 1912: Ovnsanlegget bestod av en ovn på 18 x 4,2 m som ble drevet med tre kullfyrte gassgeneratorer og en såkalt rekuperator, hvor avgassen gikk i kanaler omkring større innmurte, ildfaste rør til forvarming av forbrenningsluften.
Det hører med til historien at ovnen ble tatt ut av bruk etter et par år pga brenselsutgiftene, og man gikk over til elektrisk smelting.[11]
1. Tørr granved gav mest flammer og var derfor velegnet til gløding av gods, men bjørkeved og steinkull gav den sterkeste heten. Brenselet kunne være nokså forurenset , og det var heller ikke påkrevd at veden var helt tørr, selv om det var ønskelig. I nyere tid er gassfyring vanlig. Koks kan ikke brukes i flammeovn da den er for lite flammegivende.
2. Ved Rørosverket smeltet man konsentrat i sjaktovn, men pulveret måtte da briketteres (se brikettering) før påsetting på ovnen.
3. En gruppe engelske investorer hadde allerede i 1717-1719 lansert tanken om f. med bruk av steinkull i forhandlinger om en forpaktningsavtale for Årdalsverket. Dette ble det imidlertid ikke noe av. (Johannesen 1983:passim).
4. For smeltehytta som ble anlagt i Alta for smelting av malmen fra Kåfjord er ikke flammeovn dokumentert, men overveidende sannsynlig. Hyttedriften ved verket er lite undersøkt.
5. Også ved Vigsnes ble det smeltet skjærstein i flammeovn de første årene etter bygging av smeltehytte i 1872. I 1876 gikk en over til sjaktovn og fikk nå stein med 23 % Cu mot tidligere 17 %. (Sæland 2011:Upag. manus). Også her fyrte en trolig sjaktovnen med importert steinkull, evt. koks, da trekull er lite sannsynlig i dette kystlandskapet.
6. Hagen 1954:upag.
8. En del av bakgrunnsmaterialet fra http://www.nrk.no/programmer/radio/norgesglasset/1.895589
9. Den offentlige interesse skyldes at verket var en statsbedrift kjøpt av kongen i 1708 for offentlige midler.