已经发掘的殷商和春秋时期的冶铜遗址中，铜矿与赤铁矿放在一起，铜渣中的氧化铁含量很高，有的达到40帕左右。这些证实，在炼铜过程中，易还原的铁矿石曾经被带到炉。战国时期的文献《山海经》，对铜矿与铁矿伴生曾有多次记载:白马山“其阴多铁，多赤铜”，丙山“多金、铜、铁”。这种伴生现象，可能是炼铜炉早使用含铜铁矿的原因。纯铜熔点是1083℃。铜中含铁成分愈高，熔点也愈高。炼铜炉在始初阶段温度较低，原料中的铁不可能大量还原出来。随着炼铜炉加高、扩大，炉料在炉内经过充分预热，炉温逐渐提高，如超过1300℃就有可能炼出生铁。

在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。

鼓风机送出的冷空气在热风炉加热到800～1350℃以后，经风口连续而稳定地进入炉缸，热风使风口前的焦炭燃烧，产生2000℃以上的炽热还原性煤气。上升的高温煤气流加热铁矿石和熔剂，使成为液态；并使铁矿石完成一系列物理化学变化，煤气流则逐渐冷却。下降料柱与上升煤气流之间进行剧烈的传热、传质和传动量的过程。

天然的耐火黏土，通常是以黏土矿物主要是高岭石(Al2O3 ? 2SiO2 ? 2H2O)为其主要成分，即以含水硅酸盐为主体，并夹杂有游离的石英、黄铁石、金红石及有机物等构成的混合物。此种非单一矿物，大部分是由直径小于1.2μm的颗粒构成的分散体。依据黏土的生成情况不同，可分为：原生黏土和次生黏土。原生黏土是指母岩(如长石)经风化后形成黏土，仍残留在原地。次生黏土又称漂积黏土，它是由原生黏土在自然动力条件下转移到其他地方再沉积下来的黏土，其粒度细小，分散度大，可塑性高。