El acero ha sido una parte importante de la construcción desde el siglo XIX debido a su versatilidad como material de construcción. Su popularidad se debe en gran parte a su solidez y facilidad de fabricación. Las materias primas para el acero varían porque se pueden fabricar diferentes aceros para adaptarse a sus usos finales, incluido el acero más blando para el mecanizado hasta el acero muy duro para dispositivos de seguridad o cajas fuertes. Todos los productos de acero se valoran por su resistencia, durabilidad y facilidad de reciclaje cuando ya no se necesitan.
El ingrediente clave del acero es el hierro que se encuentra en el suelo como óxido, una mezcla química de hierro y oxígeno mezclado con roca. El hierro oxidado es común en los productos de acero a medida que envejecen, porque la misma molécula se conoce como óxido, que se produce cuando el hierro y el oxígeno se vuelven a combinar con el tiempo. Se utiliza un recipiente de alta temperatura llamado alto horno para preparar el metal puro a partir del mineral crudo. Antes de que el hierro pueda colocarse en el horno, generalmente pasa por varios pasos de procesamiento para eliminar la roca estéril y concentrar el porcentaje de hierro en el mineral.
En un alto horno, el mineral de hierro y otras materias primas para el acero se agregan y se calientan a temperaturas muy altas. Cuando la mezcla se funde, se inyecta oxígeno mediante un tubo hueco llamado lanza, que hace que la mezcla se caliente aún más. A temperaturas muy altas, el oxígeno se separa del óxido de hierro, dando como resultado metal puro. Las impurezas llamadas escoria suben a la parte superior del horno y se eliminan, dando como resultado una mezcla fundida de hierro y otros aditivos.
Hay cientos de diferentes composiciones o aleaciones de acero, pero existen algunas materias primas comunes para el acero. El carbono es un ingrediente clave en todo el acero, pero está presente en bajas concentraciones. El oxígeno en el mineral reacciona con el carbono agregado al horno, eliminándolo de la molécula de óxido de hierro. Se necesita una forma pura de carbono llamada coque en un alto horno, y se prepara calentando carbón a altas temperaturas para eliminar cualquier compuesto orgánico.
El hierro con porcentajes de carbono superiores al dos por ciento se denomina hierro fundido, que es duro pero más quebradizo. Otras materias primas para el acero incluyen diferentes metales, silicio y piedra caliza. La piedra caliza, que es carbonato de calcio, se llama fundente y se agrega a intervalos regulares al horno para formar la escoria y eliminar las impurezas. El silicio elimina el oxígeno del horno y hace que el acero sea más manejable o más fácil de doblar o mecanizar.
Un alto horno puede utilizar algo de acero reciclado, pero normalmente se limita a aproximadamente el 30 por ciento en peso. El acero se recicla fácilmente, pero se usa un horno diferente llamado horno de arco eléctrico para porcentajes más altos de acero reciclado. Un horno de arco eléctrico utiliza dos electrodos suspendidos dentro del horno, y una alta corriente eléctrica pasa entre ellos, creando altas temperaturas. Las materias primas para el acero ya están contenidas en el material reciclado, y es posible que solo se necesiten pequeñas cantidades de aditivos para crear una composición de acero deseada.