thumb|350px|Acería con dos hornos de arco eléctricos
La fabricación del acero es el conjunto de procedimientos necesarios para producir este material a partir de mineral de hierro y/o chatarra. En el proceso, las impurezas como el nitrógeno, el silicio, el fósforo, el azufre y el exceso de carbono (la impureza más importante) se eliminan del hierro obtenido; y además se suelen agregar elementos de aleación como manganeso, níquel, cromo, vanadio y carbono en su caso, para producir diferentes tipos de acero. También es importante limitar los gases disueltos como nitrógeno y oxígeno y las impurezas arrastradas (denominadas "inclusiones") para garantizar la calidad de los productos fundidos a partir del metal obtenido.
La fabricación del acero ha existido durante milenios, pero no fue comercializado en una escala relativamente masiva hasta finales del . Un antiguo proceso de fabricación de acero fue el crisolado. En las décadas de 1850 y 1860, el convertidor Thomas-Bessemer y el proceso Martin-Siemens convirtieron la fabricación de acero en una industria pesada. En la actualidad, existen dos procesos comerciales principales para fabricar acero, a saber, la acería de oxígeno básico, que utiliza arrabio líquido de alto horno y chatarra de acero como principales materias primas, y el horno de arco eléctrico (EAF), un sistema que utiliza chatarra de acero o hierro de reducción directa (DRI) como las principales materias primas. La fabricación de acero con oxígeno se alimenta principalmente de la naturaleza exotérmica de las reacciones dentro del recipiente; por el contrario, en la fabricación de acero en horno eléctrico, la energía eléctrica se utiliza para fundir la chatarra sólida y/o el hierro reducido. En los últimos tiempos, la tecnología de fabricación de acero con oxígeno se ha ido generalizando a medida que se ha introducido más energía química en el proceso.
La siderurgia es una de las industrias más intensivas en emisiones de carbono del mundo. , se estima que la fabricación de acero era responsable del 7 al 9 por ciento de todas las emisiones de dióxido de carbono directas procedentes de combustibles.
Para mitigar el calentamiento global, la industria va implantando la manera de reducir sus emisiones.
Así, como respuesta a estos vectores de degradación ecológica, las estrategias sectoriales contemporáneas se orientan hacia la transformación estructural de la actividad mediante la eliminación de los combustibles. Este proceso de descarbonización se fundamenta en la electrificación total del proceso de fundición mediante hornos industriales alimentados por fuentes renovables, el respaldo crítico de sistemas de almacenamiento energético masivo con baterías industriales de alta capacidad (priorizando celdas de sodio) para estabilizar la demanda térmica de las plantas, y la transición integral del parque móvil, la logística pesada y la movilidad laboral hacia flotas puramente eléctricas de cero emisiones.
Históricamente, la producción industrial de acero fue liderada por Gran Bretaña durante la segunda mitad del , siendo relevada por los Estados Unidos desde 1900 hasta la década de 1980. En la actualidad, la República Popular China lidera con diferencia las estadísticas mundiales de la fabricación de acero.
Historia thumb|Bethlehem Steel (instalación de Bethlehem (Pensilvania) en la foto) era uno de los mayores fabricantes de acero del mundo antes de su cierre en 2003
La fabricación de acero ha jugado un papel crucial en el desarrollo de las sociedades tecnológicas antiguas, medievales y modernas. Los primeros procesos de fabricación de acero se descubrieron durante la antigüedad, con presencia en civilizaciones clásicas como Irán, China, la India y Roma.
La fundición de hierro es un material duro y quebradizo que es difícil de trabajar, mientras que el acero es maleable, relativamente fácil de moldear y de gran versatilidad. Durante una gran parte de la historia humana, el acero solo se pudo producir en pequeñas cantidades. Pero desde la invención del convertidor Bessemer en Gran Bretaña en el y los posteriores desarrollos en la tecnología de inyección y en la instrumentación y control de procesos, la producción masiva de acero se ha convertido en una parte integral de la economía global y un indicador clave del desarrollo tecnológico moderno.
Históricamente, el primer medio sistematizado de producir acero fueron los denominados hornos bajos. Los primeros métodos modernos de producción de acero a menudo requerían mucha mano de obra y eran actividades altamente cualificadas. En Alemania adquirieron un gran desarrollo los procesos de ferrería que permitían afinar el hierro para producir acero, y posteriormente aparecieron nuevas técnicas de fabricación para obtener acero de cementación y acero de crisol.
Un aspecto importante de la Revolución Industrial fue el desarrollo de métodos a gran escala para producir metal forjable (hierro forjado o acero). La pudelación fue inicialmente un medio empleado para producir hierro forjado, pero luego se aplicó a la producción de acero.
La verdadera revolución moderna en la fabricación de acero solo comenzó a finales de la década de 1850, cuando el proceso Bessemer se convirtió en el primer método exitoso de fabricación de acero en grandes cantidades, siendo seguido por el horno de solera.
Antigüedad mini|Armas de hierro de la época del período de las grandes migraciones
La metalurgia del mineral de hierro tiene su origen en el reino de los hititas durante el segundo milenio antes de Cristo. El hierro forjable, y por primera vez el acero endurecible simple, aparecieron sobre el El hierroFriedrich Cornelius: Geistesgeschichte der Frühzeit. Band 1, Verlag Brill Archive, 1960, S. 132. reemplazó gradualmente a los materiales a base de cobre utilizados anteriormente (como el bronce), gracias a su mayor dureza y resistencia. Los minerales de hierro estaban disponibles en muchas partes, mientras que los metales utilizados para fabricar bronce, el cobre y el estaño, eran raros y no se encontraban en los mismos lugares. La producción de hierro requería carbón vegetal, que podía obtenerse de la madera. Inicialmente, el hierro se usó sobre todo para fabricar armas y herramientas, y menos en la agricultura o como material de joyería.
En la antigüedad clásica y durante la Edad Media, el mineral se fundía con carbón vegetal, calentándose en hornos bajos a temperaturas de aproximadamente 1250 °C. Los primeros tipos de estos hornos aparecieron alrededor del 1500 a. C. Consistían en cámaras con paredes de barro, en las que se colocaban carbón y mineral de hierro en capas. Una vez iniciada la combustión del carbón, se alcanzaban temperaturas de entre 1200 y 1300 °C, capaces de fundir la matriz rocosa que acompaña al compuesto metálico, que podía eliminarse haciéndola escurrir fuera del horno. No se alcanzaba la temperatura de fusión del hierro puro (1539 °C), pero el mineral de hierro se transformaba en hierro metálico semisólido y en escoria líquida, que además arrastraba varios componentes indeseables de los minerales. El horno era perforado a nivel del suelo para que la escoria pudiera fluir.
El producto obtenido (llamado esponja de hierro o lupa), era arrabio sólido y poroso que aún contenía residuos de escoria, que se eliminaban mediante el forjado para producir hierro forjado. Este material casi no contenía carbono y era bastante parecido al acero actual, pero se obtenía de una manera diferente y, por lo tanto, estaba más contaminado con impurezas. El filósofo y naturalista griego Aristóteles, en su obra "Meteorologica", ya distinguía el arrabio del hierro forjado, que ya no contiene residuos de escoria.Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte. Band 3, Propyläen, Berlin 1997, S. 98 f. Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1991, S. 49–51. Dado que el hierro con bajo contenido de carbono es demasiado blando para fabricar herramientas y armas, se recocía sobre carbón vegetal, lo que permitía absorber y reducir el contenido de carbono, especialmente en las capas superficiales. También se conocía el templado en agua o aceite, y el historiador romano Plutarco (45-125 d. C.) interpretó correctamente el proceso asociándolo al rápido enfriamiento. Anteriormente, Plinio el Viejo (23/24–79 d. C.) pensaba que la calidad del agua era el factor clave.Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte. Band 3, Propyläen, Berlin 1997, S. 99 f. El nombre en griego del hierro o acero endurecido era χάλυψ (chalybs). Los cálibes, (gente de acero), un pueblo de la antigüedad que habitaba el norte de la actual Turquía, recibieron su nombre.
Los oficios de herrero y de forjador surgieron como nuevas profesiones dedicadas a trabajar el hierro, en contraste con los caldereros, que solían utilizar cobre o bronce. Así mismo, aparecieron otras labores de forja especializadas en fabricar determinados utensilios como cuchillos, herraduras, hoces, clavos, armaduras, lanzas, flechas o cerraduras.Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1991, S. 57 f. En la antigüedad, las tareas más duras relacionadas con el trabajo del hierro a menudo eran realizadas por esclavos.Alex R. Furger: Antike Stahlerzeugung. Ein Nachweis der Aufkohlung von Eisen aus Augusta Raurica. LIBRUM Publishers & Editors, Basel/Frankfurt am Main 2019, ISBN 978-3-906897-28-8
Edad Media mini|Escoria de horno medieval
A principios de la Edad Media, la división del trabajo no estaba muy marcada. Herreros especializados en grandes piezas y otros dedicados a producir piezas más delicadas a menudo trabajaban en la misma fragua. Durante la Alta Edad Media, herreros artesanales producían todo tipo de aperos agrícolas, como guadañas, hoces y rejas de arado.Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1991, S. 67, 70 f., 77. Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte. Propyläen, Berlin 1997: * Band 1, S. 346–408, 419–435. * Band 2, S. 76–107. Aproximadamente desde el , los hornos ya no se construían en el suelo, sino en la superficie (precursores de los altos hornos) y, además, para obtener temperaturas más altas, se les suministraba aire mediante fuelles impulsados por agua, y se desarrollaron martillos pilones impulsados por molinos hidráulicos o de viento para el mecanizado del acero.
En el , el monje benedictino Teófilo Presbítero describió el endurecimiento de las limas: primero, se quemaba cuerno de buey, se mezclaba con sal y se espolvoreaba sobre las limas, que luego se recocían en el horno. Luego eran templadas en agua y recalentadas en el horno.Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1991, S. 68, 79–81. Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte. Propyläen, Berlin 1997, Band I, S. 423–425 (Damast), Band II 390 (Gusseisen). El alambre se torneaba y forjaba originalmente como en la antigüedad. En la Edad Media se perfeccionó el procedimiento del trefilado para producir las grandes cantidades de alambre que se necesitaban sobre todo para las mallas de las armaduras ("cota de malla").Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1991, S. 69 f., 79–81. Wolfgang König (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte. Band 2, Propyläen, Berlin 1997, S. 377, 391.