鋼鐵的發(fā)展可以追溯到鐵器時代初期4000年。鋼鐵比以前使用最廣泛的青銅更硬更強，鐵開始取代武器和工具中的青銅。然而，在接下來的幾千年里，生產(chǎn)的鐵的質(zhì)量將取決于礦石和生產(chǎn)方法。
到了17世紀(jì)，鐵的性質(zhì)得到了很好的理解，但歐洲日益增長的城市化需要更多功能的結(jié)構(gòu)金屬。到了19世紀(jì)，通過擴大鐵路消耗的鐵量為冶金學(xué)家提供了尋找解決鐵脆性和低效生產(chǎn)過程的經(jīng)濟動力。
然而，毫無疑問，鋼鐵歷史上最大的突破發(fā)生在1856年，當(dāng)時Henry Bessemer開發(fā)了一種有效的方法來利用氧氣來降低鐵中的碳含量：現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)誕生了。
鐵的時代
在非常高的溫度下，鐵開始吸收碳，這會降低金屬的熔點，從而產(chǎn)生鑄鐵（2.5至4.5％的碳）。高爐的發(fā)展，最初由中國人在公元前6世紀(jì)使用，但在中世紀(jì)歐洲更廣泛使用，增加了鑄鐵的產(chǎn)量。
生鐵是從高爐中流出的鐵水，并在主通道和相鄰的模具中冷卻。大型，中央和相鄰的較小的錠類似于母豬和哺乳仔豬。鑄鐵堅固但由于其碳含量而具有脆性，使其不太適合加工和成型。隨著冶金學(xué)家逐漸意識到鐵中的高碳含量是脆性問題的核心，他們嘗試了降低碳含量的新方法，使鐵更加可行。
到18世紀(jì)晚期，鐵器制造商學(xué)會了如何使用攪拌爐（由Henry Cort于1784年開發(fā)）將鑄鐵轉(zhuǎn)化為低碳含量的鍛鐵。爐子加熱鐵水，鐵水必須使用長而槳形的工具攪拌，使氧氣與碳結(jié)合并緩慢地除去碳。
隨著碳含量的降低，鐵的熔點增加，因此大量的鐵會在爐中凝聚。在將這些質(zhì)量塊卷成片或軌道之前，這些質(zhì)量塊將被移除并由攪拌錘用鍛造錘進(jìn)行處理。到1860年，英國有超過3000個碾壓爐，但這個過程仍受到勞動力和燃料密集度的阻礙。
其中一種最早形式的鋼，泡罩鋼，于17世紀(jì)在德國和英國開始生產(chǎn)，并通過使用稱為膠結(jié)的工藝增加熔融生鐵中的碳含量來生產(chǎn)。在這個過程中，鍛鐵棒在石盒中用粉末狀木炭分層并加熱。大約一周后，鐵會吸收木炭中的碳。反復(fù)加熱會使碳更均勻地分布，冷卻后的結(jié)果是泡沫鋼。較高的碳含量使得泡罩鋼比生鐵更易于加工，從而可以壓制或軋制。
17世紀(jì)40年代，當(dāng)英國鐘表制造商本杰明·亨茨曼（Benjamin Huntsman）試圖為他的鐘表彈簧開發(fā)優(yōu)質(zhì)鋼材時發(fā)現(xiàn)吸塑鋼材生產(chǎn)先進(jìn)，發(fā)現(xiàn)該金屬可以在粘土坩堝中熔化并用特殊助焊劑精制以去除粘接過程留下的熔渣。結(jié)果是坩堝或鑄造鋼。但由于生產(chǎn)成本，泡罩鋼和鑄鋼僅用于特種應(yīng)用。因此，在19世紀(jì)的大部分時間里，在英國工業(yè)化的過程中，在淤泥爐中制造的鑄鐵仍然是工業(yè)化的主要結(jié)構(gòu)金屬。
Bessemer工藝與現(xiàn)代煉鋼
19世紀(jì)歐洲和美國鐵路的增長給鐵工業(yè)帶來了巨大的壓力，鋼鐵工業(yè)仍然面臨低效的生產(chǎn)過程。鋼鐵作為結(jié)構(gòu)金屬尚未得到證實，生產(chǎn)速度緩慢且成本高昂。直到1856年亨利·貝塞默（Henry Bessemer）提出了一種更有效的方法將氧氣引入鐵水中以降低碳含量。
現(xiàn)在被稱為Bessemer工藝，Bessemer設(shè)計了一個梨形容器，稱為“轉(zhuǎn)換器”，其中可以加熱鐵，同時可以通過熔融金屬吹入氧氣。當(dāng)氧氣通過熔融??金屬時，它會與碳反應(yīng)，釋放出二氧化碳并產(chǎn)生更純凈的鐵。
該過程快速而廉價，在幾分鐘內(nèi)從鐵中除去碳和硅，但卻太成功了。去除了太多的碳，并且最終產(chǎn)品中殘留了太多的氧。Bessemer最終不得不回報他的投資者，直到他找到一種方法來增加碳含量并去除不需要的氧氣。
大約在同一時間，英國冶金學(xué)家羅伯特·穆謝特（Robert Mushet）收購并開始測試一種稱為spiegeleisen 的鐵，碳和錳化合物。眾所周知，錳可以從鐵水中除去氧氣，如果加入適量的錳，則可以為Bessemer的問題提供解決方案。Bessemer開始將它添加到他的轉(zhuǎn)換過程中并獲得巨大成功。
還有一個問題。貝塞麥未能找到一種方法從他的最終產(chǎn)品中去除磷，這是一種使鋼變脆的有害雜質(zhì)。因此，只能使用來自瑞典和威爾士的無磷礦石。1876年，Welshman Sidney Gilchrist Thomas通過在Bessemer工藝中添加化學(xué)堿性助熔劑石灰石來提出解決方案。石灰石將生鐵中的磷吸入爐渣中，從而除去不需要的元素。這一創(chuàng)新意味著，最終，來自世界各地的鐵礦石可用于制造鋼鐵。毫不奇怪，鋼鐵生產(chǎn)成本開始顯著下降。由于采用新的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)，鋼鐵價格在1867年至1884年期間下跌超過80％，開始了世界鋼鐵業(yè)的增長。
開放式爐膛過程
在19世紀(jì)60年代，德國工程師Karl Wilhelm Siemens通過創(chuàng)建平爐工藝進(jìn)一步提高了鋼鐵產(chǎn)量。平爐工藝在大型淺爐中用生鐵生產(chǎn)鋼。
使用高溫燃燒多余碳和其他雜質(zhì)的過程依賴于爐膛下方的加熱磚室。再生爐后來使用來自爐子的廢氣來維持下面磚室中的高溫。
這種方法可以生產(chǎn)更大量的產(chǎn)品（在一個爐子中可以生產(chǎn)50-100公噸），定期測試鋼水，使其符合特定的規(guī)格，并使用廢鋼作為原料。雖然這個過程本身要慢得多，但到1900年，平爐過程主要取代了Bessemer過程。
鋼鐵業(yè)的誕生
鋼鐵生產(chǎn)的革命提供了更便宜，更高質(zhì)量的材料，當(dāng)時許多商人都認(rèn)為這是一個投資機會。19世紀(jì)后期的資本家，包括安德魯卡內(nèi)基和查爾斯施瓦布，在鋼鐵加工制造行業(yè)投資并賺取了數(shù)百萬美元（卡內(nèi)基數(shù)十億美元）。卡內(nèi)基的美國鋼鐵公司成立于1901年，是有史以來第一家價值超過10億美元的公司。這個階段誕生了很多不銹鋼加工廠，不銹鋼加工行業(yè)得到了迅猛發(fā)展。
電弧爐煉鋼
在世紀(jì)之交之后，又發(fā)生了另一項對鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的發(fā)展。Paul Heroult的電弧爐（EAF）設(shè)計用于使電流通過帶電材料，導(dǎo)致放熱氧化，溫度高達(dá)3272 ° F（1800 ° C），足以加熱鋼鐵生產(chǎn)。
EAF最初用于特種鋼，在使用中不斷增長，并且在第二次世界大戰(zhàn)期間被用于制造鋼合金。建立EAF工廠所需的低投資成本使他們能夠與美國鋼鐵公司和伯利恒鋼鐵公司等主要美國生產(chǎn)商競爭，特別是碳鋼或長材產(chǎn)品。
由于電弧爐可以生產(chǎn)100％廢鋼或冷鐵，飼料，因此每單位產(chǎn)量需要的能源更少。與基本的氧氣爐相反，操作也可以停止并以??很少的相關(guān)成本開始。由于這些原因，通過電弧爐生產(chǎn)50多年來穩(wěn)步增長，現(xiàn)在約占全球鋼鐵產(chǎn)量的33％。
氧氣煉鋼
全球大部分鋼鐵產(chǎn)量（約66％）現(xiàn)在用堿性氧氣設(shè)備生產(chǎn) - 在20世紀(jì)60年代開發(fā)了一種工業(yè)規(guī)模的氧氣與氮氣分離方法，這使得基礎(chǔ)氧氣爐的開發(fā)取得了重大進(jìn)展。
氧氣爐將氧氣吹入大量的鐵水和廢鋼中，并且比開放式爐床方法更快地完成裝料。容量高達(dá)350公噸鐵的大型船舶可在不到一小時內(nèi)完成轉(zhuǎn)換為鋼鐵。氧氣煉鋼的成本效率使得平爐工廠缺乏競爭力，并且隨著20世紀(jì)60年代氧氣煉鋼的出現(xiàn)，平爐操作開始關(guān)閉。美國的最后一個露天爐設(shè)施于1992年關(guān)閉，中國于2001年關(guān)閉。
