Das Eisen wurde in den Öfen von Niederschelden „Wartestraße“ im Rennfeuerverfahren gewonnen.Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine „Festkörperreduktion“
des Erzes zum Metall unter Bildung einer flüssigen Schlacke. Mit anderen Worten, das
Eisenerz wird bereits bei 900°C im relativ festen bisteigigen Aggregatzustand in Form eines Schwammesin metallisches Eisen umgewandelt, indem die eisenhaltigen Bestandteile des Erzes von Sauerstoff befreit – reduziert – und Verunreinigungen, die Gangart, entfernt werden. Der Sauerstoff (O2) zur Energieerzeugung
(Temperatur) gelangt durch Düsen oder sonstigen Öffnungen in den Ofen. Als Reduktionsmittel dient der Kohlenstoff in Form von Holzkohle. Die verbrennende Holzkohle setzt Kohlenstoff (C) frei, das sich mit dem Sauerstoff zu Kohlenmonoxid
(2CO) verbindet. Das Kohlenmonoxid entzieht dem in der Regel dreiwertigen Eisenoxid – z. B. Hämatit(Fe2O3) – Sauerstoff und bildet Kohlendioxid (CO2). Durch diese reduzierenden Bedingungen wandelt sich das Hämatit zu Magnetit (Fe3O4) (Yalçin/Hauptmann1995, 299). Neben dieser ersten Reduktion des Erzes zu Magnetit,
setzt eine Auflockerung des Erzgefüges ein.Währenddessen bildet ein großer Teil des Eisens mitder Gangart des Erzes und den Alkalien der Holzkohlenasche eine silikatische, flüssige Schlacke, die einen Eisenoxidgehalt zwischen 50-70 Gew.% aufweist
(Yalçin 2000, 312). Hauptschlackenbildner ist hierbei der Olivin (Fayalit), der aufgrund einer Reaktiondes Erzes mit Quarz gebildet wird. Während des Verhüttungsprozesses muss die Gaszusammensetzungim Brennraum so korrigiert werden, dass genügend Kohlenmonoxid produziert wird und mit dem Erz reagieren kann, damit die zweite Reduktionvon Magnetit (Fe3O4) zu Wüstit (FeO) erfolgen kann.Hält die Reduktion an, entsteht schließlich das Metall. Bis knapp 1200°C findet die Reduktion des Erzes
zum Magnetit und Wüstit statt. Die Eisenpartikel sammeln sich in diesem schwammartigen Schlackenfluss, schweißen zusammen und werden dem weiteren
Reduktionsprozess entzogen. Zusammen mit den Schlacken bildet sich schließlich ein Kuchen – die Luppe. Erreicht die Temperatur 1200°C oder mehr, kommt es zur Schmelzbildung bevor die Reduktion zum metallischem Eisen erfolgen kann.
Demzufolge mussten die vorgeschichtlichen Hüttenleute nicht nur die Sauerstoffmenge regulieren,sondern ebenso den Kohlenmonoxidgehalt im Ofen. Nach Yalçin wären über 50% CO in der Gasmischung sowie eine Temperatur über 570°C nötig, um die Reduktion des Magnetit in Wüstit zu ermöglichen (Yalçin 2000, 313). Bei Temperaturen über 911°C entsteht Austenit (γ-Eisen), welches größere Mengen an Kohlenstoff
lösen kann, so dass härtbarer Stahl erzeugt wird (Yalçin 2000, 314). Dass die Verhüttung auch misslang, zeigen die Funde von Roheisen, das nicht schmiedbar ist. Roheisen fällt bei Temperaturen über 1200°C an. Der Grund könnte unbeständiger und
starker Wind gewesen sein, welcher die Temperatur im Ofen steigerte (Kneppe 1977, 158). Da vor dem Mittelalter das „Frischen“ von Roheisen unbekannt war, wurde es als Abfall auf den Schlackenhalden entsorgt. Auch zur römischen Zeit war Roheisen beim
Verhütten als unerwünschtes Produkt angefallen (Yalçin 2000, 316).
Da der größte Teil des Eisenoxids als Schlackenbildner verloren ging, versuchte man dem mit Zuschlägen,beispielsweise Kalk oder kalkhaltigen Erzen, entgegen zu wirken, um die Eisenausbringung zu erhöhen. (Aus Metalla, 2010, Jennifer Garner, Verhüttungsplatz Siegen - Niederschelden)
Technologisch hatten die Römer bis zur RKZ keinen metallurgischen Vorsprung.
