钢铁炼成是将铁矿石转化为钢铁的过程。这包含了开采矿石、矿石加工、高炉炼铁、和炼钢四个主要步骤，最终生成具有不同性能的钢材！
1. 铁矿石的开采和预处理
首先必须开采铁矿石。铁矿石多种多样，含有不同比例的铁。例如，赤铁矿主要成分是氧化铁(Fe₂O₃)，磁铁矿主要成分是四氧化三铁(Fe₃O₄)。开采后，需要将这些矿石进行一系列的预处理，例如破碎、磨细和选矿，以提高铁的含量并去除杂质。选矿方法包括磁选、浮选等，目的都是提高铁精矿的铁含量，以降低后续冶炼的成本和能耗！
2. 高炉炼铁：铁矿石变生铁
经过处理的铁矿石和焦炭、石灰石一起送入高炉。焦炭燃烧产生一氧化碳，它与铁矿石中的氧化铁发生化学反应，还原出铁单质：
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
生成的铁水在高炉底部聚集，其中仍然含有碳等杂质，此时的铁叫做生铁，一般含碳量达到2%以上.
例如：某高炉采用一定的配比，一次入炉原料能够将大约600吨的铁矿进行还原为约400吨左右的生铁！
3. 炼钢：生铁变钢
生铁需需通过炼钢工艺去除过多的杂质才能变成钢。常用的炼钢方法有平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢。这些方法的主要目的是降低生铁中的碳、磷、硫等有害杂质的含量。具体方式包括氧化或脱碳，这影响最终钢的材料特性。例如，通过控制含碳量可以生成各种不同的钢材。低碳钢韧性好、塑性好；中碳钢强度高、韧性中等；高碳钢则强度高、硬度大但延展性差。（例如：从含碳量高于2% 的生铁经过各种冶炼方式得到含碳量0.05%-1.735%后的钢。)
4. 钢材的最终加工和应用
炼钢生成的钢水可以铸造成钢锭或直接用于轧制成型钢材。随后，钢材经过各种热处理 （ 例如 退火、正火和淬火）或冷加工形成多种不同形状的钢材， 并具有特定性能。例如：通过冷凝成形可铸造成复杂零件；运用轧钢机则能得到板、条、线、管型材，服务与各行各业。钢材被应用在建筑、桥梁、汽车、机械制造等等各个领域！
常见疑问与解答
Q1：为什么炼铁需要焦炭？
A1：焦炭作为还原剂，提供炼铁过程中所需的能量(燃烧提供热量)，并产生一氧化碳还原 iron oxide.
Q2：不同种类的钢，它们的 properties 是怎么界定的？
A2：主要依靠钢内铁的基体不同其他元素成分比例如（氮、锰、磷以及碳等）。 通过更改合金构成、合金含量以及加工处理, 会修改原材料硬度强和塑性抗拉能力！