Добыча железной руды
Железные руды — это горные породы, из которых экономически целесообразно извлекать железо. Они различаются по содержанию металла:

• Богатые — более 50% Fe.
• Рядовые — 25–50% Fe.
• Бедные — менее 25% Fe.

Основные промышленные виды руд:

• Бурые железняки (лимониты) — содержат 25–50% железа, требуют обогащения.
• Красные железняки (гематиты) — 50–60% Fe, иногда с примесью марганца.
• Магнитные железняки (магнетиты) — 40–70% Fe.
• Шпатовые железняки (сидериты) — 30–37% железа.

Добыча ведётся открытым (карьеры) или подземным способом. В России крупные месторождения находятся в Курской магнитной аномалии (КМА), на Урале и в бассейнах Сибири.
После добычи руду дробят, обогащают (удаляют пустую породу) и окусковывают (агломерация, окомкование).

Производство стали включает несколько методов:

• Кислородно-конвертерный — наиболее распространённый. Жидкий чугун продувают технически чистым кислородом в конвертере. При этом примеси (углерод, кремний, марганец, фосфор) окисляются, выделяя тепло и превращая чугун в сталь.
• Электросталеплавильный — плавка в электрических печах. Позволяет достигать очень высоких температур (до 2500 °C).
• Мартеновский — ранее широко применялся, но сейчас в России практически не используется из-за экологических проблем.

Также существует бездоменная металлургия (прямое восстановление железа), при которой из обогащённой руды получают металлизованные окатыши, используемые для выплавки стали в электродуговых печах.

Чугун — это сплав железа с углеродом, содержание которого превышает 2%. Его получают в доменных печах путём восстановления железной руды.
Технологический процесс:

1. В печь загружают шихту (железную руду, кокс, флюсы).
2. В горне сгорает кокс, образуется углекислый газ (CO₂), который, поднимаясь вверх, реагирует с коксом, превращаясь в угарный газ (CO).
3. Угарный газ восстанавливает оксиды железа до металла.
4. Расплавленное железо опускается в нижнюю часть печи, растворяет углерод и превращается в чугун.
5. Флюсы (например, известняк) реагируют с пустой породой (SiO₂), образуя легкоплавкий шлак, который собирается над чугуном и периодически выпускается.

Сталь — это сплав железа с углеродом, но с содержанием последнего не более 2%. Её получают путём окислительной переработки чугуна.
Основные методы:

• Кислородно-конвертерный — как описано выше.
• Электросталеплавильный — в электрических печах.

Суть процесса: чугун расплавляют, и примеси (углерод, кремний, марганец, фосфор) окисляются кислородом (воздуха или технически чистого кислорода), переходя в шлак. При этом из металлического расплава извлекается растворённый кислород.

Таким образом, цепочка выглядит так: добыча руды → её обогащение → доменная плавка (получение чугуна) → переработка чугуна (в конвертерах или электропечах) в сталь. Каждый этап требует сложного оборудования и строгого контроля.