В 1854 году Уильям Армстронг, английский инженер-гидротехник, разработал совершенно новый тип оружия. Вместо того чтобы просто выточить цельный кусок металла, Армстронг выковал ствол из кованого железа (позже из стали). Затем он выковал ряд трубок и, нагревая и сжимая их, собрал поверх основного ствола, чтобы укрепить его в области, где возникало наибольшее внутреннее давление. Ствол был нарезной с рядом узких спиральных канавок, а снаряд был удлинен и покрыт свинцом. Орудие заряжалось с задней стороны, казенник закрывался стальным «жерлом», которое опускалось в вертикальный паз и фиксировалось там винтом большого диаметра. Винт был полым, чтобы сделать его более легким и облегчить процесс заряжания.
В 1859 году британцы приняли систему Армстронга для полевой и морской артиллерии. В этот же период пруссаки испытывали орудия, изготовленные Альфредом Круппом, и в 1856 году приняли на вооружение свой первый казнозарядный пистолет Круппа. Он был изготовлен из цельной стальной поковки, расточенной и нарезной с несколькими глубокими канавками, а его казенник закрывался поперечным подвижным стальным клином. Снаряд Круппа имел на своей поверхности несколько шипов из мягкого металла, расположенных так, чтобы совпадать с нарезными канавками. В орудиях Армстронга и Круппа обтюрация — то есть герметизация казенной части ствола от выхода газов — осуществлялась кольцом из мягкого металла, вставленным в торцевую часть нарезной части или клина. Оно плотно прижималось к устью патронника, обеспечивая требуемое уплотнение.
Тем временем французы приняли на вооружение дульнозарядную систему, разработанную Треулем де Болье, в которой орудие имело три глубоких спиральных желобка, а снаряд — шипы из мягкого металла. Заряжание орудия производилось с дула путем зацепления шипов за пазы перед таранным ударом снаряда.
Орудия Армстронга успешно боролись с маори в Новой Зеландии и во время Опиумных войн в Китае, но с развитием железных кораблей в Европе потребовались орудия, достаточно мощные для поражения брони, а закрытие казенной части орудия Армстронга было недостаточно прочным, чтобы выдержать большой заряд пороха. Поэтому в 1865 году британцы перешли на дульнозарядную систему, аналогичную системе де Болье, поскольку только она обеспечивала необходимую мощность и позволяла избежать сложностей с герметизацией казенной части.
В 1870-х годах орудия, особенно береговой обороны и военно-морские, стали длиннее, чтобы извлекать максимальную мощность из больших зарядов пороха. Это затрудняло дульное заряжание и давало больший стимул для разработки эффективной казнозарядной системы. Были опробованы различные механизмы, но единственным, который вытеснил все остальные, стал прерывистый винт, разработанный во Франции. В этой системе задний конец ствола закручивался винтом, а для закрытия ствола использовалась такая же винтовая пробка. Чтобы избежать необходимости несколько раз проворачивать пробку до закрытия ствола, у пробки удалялись участки резьбы, а у казенной части ствола срезались соответствующие сегменты. Таким образом, резьбовые сегменты пробки можно было просунуть мимо гладких сегментов казенной части, и пробка задвигалась на всю глубину. Затем пробку можно было повернуть на один оборот, достаточный для того, чтобы оставшаяся резьба вошла в зацепление с резьбой в казеннике.
В самых ранних вариантах этой системы обтюрация обеспечивалась тонким металлическим стаканом на торце казенной части ствола, который входил в камору орудия и плотно прижимался к стенкам под действием взрыва заряда. На практике чашка часто повреждалась, что приводило к утечке газа и эрозии патронника. В конце концов стандартной стала система, разработанная другим французским офицером, Шарлем Рагоном де Банге. Здесь казенник состоял из двух частей — заглушки с прерывистой резьбой и центральным отверстием и «вентиляционного болта» в форме гриба. Стержень затвора проходил через центр казенной части, а «грибовидная головка» располагалась перед блоком. Между головкой гриба и колодкой находилась прокладка из упругого материала, имеющая форму устья патронника. При выстреле головка гриба отводилась назад, выдавливая прокладку наружу и обеспечивая газонепроницаемое уплотнение. Эта система, усовершенствованная столетним опытом, стала основным методом обтюрации, используемым в артиллерии крупного калибра.
Альтернативой этой системе была система с подвижной казенной частью и металлической гильзой, впервые примененная Круппом. В этом случае гильза расширялась под давлением заряда и герметично прилегала к стенкам патронника. При снижении давления гильза слегка сжималась и могла быть извлечена при открытии казенника. Эта система была принята сначала немецкими оружейниками, а затем получила широкое распространение во всех калибрах до 800 миллиметров (около 31 дюйма). Однако во время Второй мировой войны (1939-45 гг.), когда немцы столкнулись с нехваткой металла, угрожавшей производству гильз, они разработали форму «кольцевой обтюрации», чтобы можно было использовать мешочные заряды. В этой системе расширяющееся металлическое кольцо устанавливалось в торце скользящей казенной части, а его посадочное место вентилировалось таким образом, чтобы часть метательного газа могла увеличить давление за кольцом и заставить его плотнее прилегать к гильзе. Усовершенствованная в послевоенные годы, эта система была принята на вооружение ряда танковых и артиллерийских орудий.
