新的鋼鐵之王
19世紀50年代，克里米亞戰爭在東歐爆發時，Bessemer 建造了一個新的細長炮彈。他把它提供給了法國軍隊，但當時傳統的鑄鐵大炮太脆而無法開火。只有鋼才有更強大的性能來處理受控爆炸。Bessemer 發現，將融化的生鐵放進轉爐內，吹入高壓空氣，便可燃燒掉生鐵所含的硅、錳、磷、碳，而煉成鋼。
這是首創大量產鋼的方法，Bessemer 的煉鋼轉爐成了新的鋼鐵之王。而這種煉鋼轉爐也以Bessemer 的名字而命名，此后，歐洲、美洲都引進了這一先進方法，世界進入了鋼鐵時代。
美國鋼鐵
19世紀60年代，從采礦、煉鐵到最終制成成品，美國鋼鐵的生產經營極為分散，這就會導致最終產品的成本很高。
卡內基決定建立一個囊括整個生產過程的供、產、銷一體化的現代鋼鐵公司。首先，從技術上講，成本低廉的Bessemer 轉爐煉鋼法已經發明。其次，美國的鋼鐵市場十分廣闊，供不應求。第三，在財力上卡內基已擁有數十萬美元的股票及其它財產。
安德魯卡內基
1865年，30歲的卡內基將注意力轉向建造橋梁。因為他的工廠，他可以隨意批量生產耐用的鋼鐵。
1889年，卡內基把他投資的所有公司進行合并，命名為：卡內基鋼鐵公司。
到目前為止，卡內基生產的鋼鐵產量幾乎是全英國的一半。其他鋼鐵公司也開始在全國各地興起，美國突然成為了鋼鐵行業的頂峰。
為了降低制造成本，工人的工資很低。1890年，工人們每周工作84小時，工資只有不到10美元（今天約250美元）。而且，事故頻發，空氣也受到嚴重污染。當時，人們把鋼鐵城稱為“地獄中的地獄”。
1892年7月，卡內基鋼鐵公司和代表Homestead工廠工人的工會之間的緊張關系沸騰了。公司主席弗里克威脅工人要削減工資，并把工廠用三英里長的帶刺鐵絲網圍了起來。工人們絞碎了他的肖像，投票罷工。
7月6日上午，發生了內戰。工人們向弗里克請來的8500人的警衛隊投擲石塊并開槍，推出舊炮，點燃炸藥，甚至將燃燒的火車推入船中。
最終，沖突中有10人遇難。弗里克也在他的辦公室被刺傷，但幸免于難。1897年，卡內基聘請了一位名叫施瓦布的工程師擔任新任總裁。
1901年，施瓦布說服卡內基以4.8億美元的價格出售他的鋼鐵公司。施瓦布的新公司與其他工廠合并成為美國鋼鐵公司。
1873年，美國生產了22萬噸鋼材。到1900年，美國鋼鐵占1140萬噸，超過英國和德國工業的總和。新的美國鋼鐵公司是世界上最大的公司，生產全國三分之二的鋼鐵。
戰爭與和平的金屬
施瓦布又擔任了另一家快速發展的公司——伯利恒鋼鐵公司的總裁。1914年，也就是大戰前兩個月，施瓦布收到了英國戰爭辦公室的秘密消息。英國人希望伯利恒為英格蘭建造4000萬美元的武器，并且不與皇冠的敵人做生意。
1914年戰爭剛剛開始時，美國生產了2350萬噸鋼，比14年前生產的鋼多了兩倍。在1918年戰爭結束時，伯利恒鋼鐵公司產量再次增加了一倍。
戰爭結束后，美國煉鋼業比以往任何時候都更加強大。絕大多數鋼鐵都來自這兩家公司：美國鋼鐵公司和伯利恒鋼鐵公司。
接著，鋼鐵材料進入了汽車、家用電器和食品罐頭行業。美國鋼鐵公司和伯利恒鋼鐵公司的資產價值要遠遠高于福特和通用汽車公司。
這次鋼鐵時代的繁榮，又遇到了新的危機。1929年股市崩盤，隨著經濟陷入大蕭條，鋼鐵生產也開始放緩。
大蕭條之后，金屬饑渴的戰爭引擎再次點燃了世界的鑄造廠。德國占領了丹麥，挪威和法國的土地，獲得了對新鐵礦和鋼廠的控制權。突然之間，德國能夠生產出與美國一樣多的鋼鐵，在東方，日本控制了滿洲里的鐵礦和煤礦。
珍珠港事件將美國卷入了二戰，美國政府開始禁止生產鋼鐵消費品，注意力全部集中到了配給船只、坦克、槍支和飛機的鋼鐵上。
美國工廠每天24小時冶煉鋼鐵，經濟開始再次繁榮，很快，美國鋼鐵產量比其他任何國家都高出三倍多。二戰期間，美國制造的鋼材比一戰時多25倍。
戰爭結束后，美國解除了對鋼鐵消費品的禁令。目前，世界上一半以上的鋼材都是美國制造的。
現代鋼鐵之路
即使在戰爭期間，鋼鐵業快速發展，但是冶煉鋼鐵的技術還有待完善。
德國科學家和玻璃制造商西門子，在1847年發明了新的技術，他建造了一個帶有小型耐火磚管網的新型玻璃熔爐，可以通過回收發出的熱量來延長爐子達到峰值溫度的時間。
西門子的玻璃熔爐花了將近20年才開始進入冶金領域。在19世紀60年代，一位名叫馬丁的法國工程師建造了一臺西門子爐來冶煉鐵，再循環的熱量使金屬液化比Bessemer的時間更長，可以使工人有更多的時間來添加精確數量的含碳鐵合金，將材料轉化為鋼。而且由于額外的熱量，甚至廢鋼也可以熔化。到世紀之交，西門子 - 馬丁工藝，也被稱為平爐工藝，已經在世界各地流行起來。
到了20世紀，一位名叫Robert Durrer的瑞士工程師找到了更好的方法。他將純氧氣吹入爐內，發現它可以更有效地從鐵水中去除碳。
Durrer 還發現，從上方向爐內吹氧，而不是像在Bessemer 轉爐上那樣，他可以將冷廢鋼熔化成生鐵并將其再循環回到煉鋼過程中，這個過程也可以將磷分離出來。該方法結合了Bessemer和平爐工藝的優點，使得鋼鐵產量又上了一個臺階，成本也降了下來。
雖然歐洲和亞洲的國家都開始采用了Durrer 的“基本氧氣工藝”，但處于行業領先地位的美國鋼廠仍然堅持使用西門子 - 馬丁的平爐工藝，并在不知不覺中被國外競爭者追趕上來。
不銹鋼的誕生
1912年，一位名叫Harry Brearly的英國冶金學家正在尋找一種方法來延長槍管的生命。他用鉻和鋼合金進行試驗，發現含有一層鉻的鋼特別耐酸和耐腐蝕。
Brearly 開始向一位在餐具工作的朋友出售鋼鉻合金，稱其為“不生銹鋼” 。
一家名為維多利亞的公司引進了來自英國的新型防腐金屬，開始為瑞士軍隊鍛造鋼刀，并將這種金屬重新命名為Victorinox。今天，可能很多人的抽屜里都有一款他們的紅色小刀。
突然間，不銹鋼遍布全世界，防腐、閃爍的金屬成為了手術工具和家居用品的關鍵材料。1959年，工人們在美國圣路易斯建造了不銹鋼大拱門，這座大拱門仍然是西半球最高的人造紀念碑。
1970年，美國鋼鐵公司是全球最大的鋼鐵公司，70年以后，被新日本鋼鐵公司取代。20世紀90年代，中國成為了世界頂級鋼鐵制造商。美國伯利恒鋼鐵公司于1995年關閉了其工廠。直到20世紀末，大多數美國鋼廠終于采用了Durrer 的“基本氧氣工藝”。根據世界鋼鐵協會的數據，截至2016年，美國鋼鐵產量排名第四。
鋼鐵的可持續發展
世界上大部分不銹鋼都是小型鋼廠打造的。這些金屬制品不是從頭開始制造鋼，而是將廢鋼熔化再利用。小型軋機中最常見的爐 - 電弧爐，也是西門子公司發明的，使用碳電極產生電荷以熔化金屬。
在過去的半個世紀中，小型鋼廠的擴散是回收舊鋼的關鍵一步，但要實現完全可持續的冶煉還有很長的路要走。眾所周知，鋼鐵工廠是溫室氣體排放源，在麻省理工學院，研究人員正在測試用于冶煉金屬的新型電力技術。這些電熔煉技術有可能會顯著減少溫室氣體的排放，如果加以改進，還能處理具有更高熔點的金屬，如鐵和鋼。
目前，用于限制汽車尾氣排放的技術也正在測驗中，去年2月，一家名為Voestalpine的奧地利制造商建造了一座工廠，旨在用氫燃料技術取代煤炭，這種技術可能至少需要二十年的時間。
在21世紀，機遇和挑戰發生了新的變化。但跟以往的印度坩堝、德國高爐和美國鑄造廠一樣，問題會一直存在。我們該如何在制造鋼鐵方面做得更好？
美國鋼鐵公司：
美國最大的鋼鐵壟斷跨國公司。成立于1901年，由卡內基鋼鐵公司和聯合鋼鐵公司等十幾家企業合并而成。曾控制美國鋼產量的65%。它先后吞并了50多家企業，依靠其雄厚的經濟實力壟斷了美國的鋼鐵市場和原料來源。總部設在匹茲堡。
美國鋼鐵公司的前身是成立于1864年的卡內基鋼鐵公司。卡內基鋼鐵公司是從19世紀中葉美國實行關稅壁壘之后才強盛起來的。在1913年才將這種對美國鋼鐵工業的關稅保護完全取消。在此之前，大部分美國鋼鐵工業靠關稅壁壘在同英國的自由貿易的競爭中取得盈利。卡內基鋼鐵公司通過白手起家建立成一個生產鋼鐵的大型鋼鐵聯合企業而獲得優勢，且數十年保持世界最大鋼鐵廠的地位。
該公司在國內擁有數十家子公司，還擁有30多條散裝貨船負責運輸。在國外的子公司和聯營公司設在加拿大、英國、意大利、德國、西班牙、法國、日本、印度、尼日利亞、巴西等國。該公司生產的范圍很廣，包括鐵礦砂、煤、白云石和其他有色金屬的開采，各種鋼管 、鋼板 、鋼軌的制造，化工產品，石油鉆探和采油設備。在坦克車身、重炮等武器制造方面占有重要地位，還參與建筑、造船等業務。
在美國，安德魯·卡內基與“汽車大王”福特、“石油大王”洛克菲勒等大財閥的名字列在一起的，還有一個“鋼鐵大王”。卡內基鋼鐵公司通過白手起家建立成一個生產鋼鐵的大型鋼鐵聯合企業而獲得優勢，且數十年保持世界最大鋼鐵廠的地位，幾乎壟斷了美國鋼鐵市場。卡內基與洛克菲勒、摩根并立，是當時美國經濟界的三大巨頭之一。從不名一文的移民到堪稱世界首富的“鋼鐵大王”，而在功成名就后，他又將幾乎全部的財富捐獻給社會。他生前捐贈款額之巨大，足以與死后設立諾貝爾獎金的瑞典科學家、實業家諾貝爾相媲美，由此成為美國人心目中的英雄和個人奮斗的楷模。
鋼鐵的故事早在鋼筋，橋梁和摩天大樓之前就開始了。它始于星星。
在人類出現十億年之前，甚至地球形成之前， 熾熱的恒星將原子融合成鐵和碳。在無數的宇宙爆炸和重生中，這些物質進入小行星和其他行星體，隨著宇宙的攪動，相互撞擊。最終，一些巖石和金屬形成了地球，在那里，人類才開始他們的命運。
某一天，人類偶然發現了從大氣層撞到地面的隕石，它的成分主要是鐵和鎳。從此一發不可收，人類開始了對金屬近萬年的癡迷。
幾千年之前，我們的祖先發現了獲取鋼鐵更好的方法，從地球上采集鐵礦石并最終將其熔煉成鋼。我們爭奪它，用它創造和摧毀國家，通過它發展全球經濟，并用它來創造出了一些世界上最偉大的文明。
天外來鐵
圖坦卡蒙有一把鐵匕首 ，在古代，這位極富權勢的法老，把這柄鐵匕首當成非常珍貴的寶物。當英國考古學家霍華德·卡特發現圖坦卡蒙墓，并看到這把匕首時，感覺它十分特別，后來通過實驗證明，這把匕首的刀刃來自遙遠的外太空，是用隕鐵打造而成。
圖：圖坦卡蒙的隕石匕首
隕鐵的含鎳量高于從地下挖出并被人類冶煉成的鐵。自卡特發現隕鐵匕首以來，研究人員發現，不只是圖坦卡蒙的匕首，幾乎所有可追溯到青銅器時代的鐵器，都是用隕鐵打造。
對我們的祖先來說，這種奇特的合金（隕鐵）是來自神明的饋贈。古埃及人稱它為biz-n-pt。在蘇美爾，它被稱為an-bar。兩者都可以解釋為“來自天堂的金屬”。鐵鎳合金具有一定的延展性，可以根據需要鍛造成各種形狀而不會碎裂。但這種“靠天收”的鋼鐵來源十分有限，使得這種神靈的金屬在古代比寶石或黃金更有價值。
人類在自己腳下的巖石里找到鋼鐵，花了幾千年時間。公元前2500年左右，近東的部落成員發現了隱藏在地下的金屬來源。它看起來和“天外來鐵”十分相像，但有些不同。鐵與石頭和礦物混合在一起。提取鐵礦石并不像撿起一塊金或銀那么簡單，第一批礦工在挖掘礦石之前需要進行儀式，以安撫內心的惶恐。那感覺就好像在開啟神明隱藏在地下的寶藏。
但是，學會從地球上挖掘鐵礦石，只能算是成功了一半。古代人類又花了700多年的時間，才弄清楚如何將貴金屬與礦石分開。到那時候，青銅器時代才真正結束，人類進入鐵器時代。
通往第一鋼鐵的漫長道路
要了解鋼鐵，我們必須首先了解鐵，因為金屬幾乎是一樣的。鋼含有98％至99％或更高的鐵。剩下的是碳，一種含量很小的添加劑，它對金屬的性質產生重大影響。在建造摩天大樓之前的幾千年里，人類不斷鉆研鐵的加工方式，改進冶煉和鍛造方法，從而越來越接近鋼鐵。
公元前1800年左右，黑海沿岸的人們將鐵礦石放入爐膛，錘打它們，并將它們燒成軟化。在多次重復這個過程后，Chalybes最終得到了堅固的鐵制武器。這是一種比青銅更強的金屬。
煉鐵爐
這種產品被稱為鍛鐵，是現代鋼鐵的主要前身之一。黑海沿岸的人們很快加入了好戰的赫梯人，創造了古代歷史上最強大的軍隊之一。當時沒有一個國家的武器能與赫梯劍或戰車相匹敵。
鋼鐵的另一個年輕的兄弟，可以說是鑄鐵，最初是在中國古代制造的。從公元前500年左右開始，中國的金屬工人建造了7英尺高的熔爐，以燃燒更多的鐵和木材。將材料熔煉成液體并倒入雕刻的模具中，制作成金屬器具或者雕像。
然而，鍛造和鑄鐵的鋼鐵都稱不上完美。Chalybes的鍛鐵僅含有0.8％的碳，因此它沒有鋼的抗拉強度。含有2％至4％碳的中國鑄鐵比鋼更脆。黑海的鐵匠最終開始將鐵棒插入成堆的白熱木炭中，這種木炭制成了鋼鐵涂層的鍛鐵。但是南亞的一個地區有了更好的主意，印度生產了地球上第一種真正的人造鋼材。
公元前400年左右，印度金屬工人發明了一種冶煉方法，恰好將完美的碳量與鐵結合。關鍵是熔融金屬的粘土容器：坩堝。工人們將小型鍛鐵棒和木炭塊放入坩堝中，然后密封容器并將其插入爐中。他們通過風箱中的空氣沖擊升高爐溫時，鍛鐵熔化并吸收木炭中的碳。當坩堝冷卻時，純鋼錠就煉成了。
在德國發現的早期粘土坩堝
世界第一名刃
印度鐵匠把“烏茲鋼”運送到世界各地販賣。在大馬士革，敘利亞鐵匠使用這種金屬鍛造了著名的，幾乎是神話般的大馬士革刀，據說它足夠鋒利，可以在半空中切割羽毛（像《權力的游戲》中瓦雷利亞鋼鐵一樣的超級材料），被譽為世界第一名刃。烏茲鋼是最早的鋼鐵，被販賣到西班牙的托萊多，那里鐵匠的鐵匠用烏茲鋼為羅馬軍隊鍛造刀劍，世界上最兇悍的戰士配備的就是大馬士革刀。
隨著羅馬帝國的衰落，歐洲陷入了混亂。印度仍然在制造其聳人聽聞的鋼鐵，但它無法將烏茲鋼可靠地運送到歐洲，那里的道路因戰亂而變得極不安全，商人經常遭到伏擊，另外還有可怕的瘟疫和疾病。在西班牙的加泰羅尼亞，鐵工開發了類似于印度的熔爐：加泰羅尼亞爐，用以生產鍛鐵。他們用這種金屬制造了馬蹄鐵，車輪，車門鉸鏈，甚至是鋼制涂層盔甲。
騎士揮舞著的特制劍，是通過把多種鋼鐵材料折疊鍛打制造的，這一過程會在劍身上留下獨特的人字形和花紋圖案。維京人將這些圖案解釋為龍線圈，像亞瑟王的神劍和埃爾西德的提佐納神劍，都帶有這種花紋。
日本史密斯為鍛造武士刀開發了另一種精湛的技術，這些武器成了傳家寶，傳承了幾代人。制造武士刀在日本是一種錯綜復雜的儀式化事件。
在制造武士刀之前，日本鐵匠需要先沐浴，他們認為如果鐵匠的身體不純凈，邪惡的靈魂就會進入刀鋒。金屬鍛造始于鍛鐵。用木炭加熱一大塊材料，直到它變得足夠柔軟可以折疊。在冷卻后，將鐵加熱并折疊約20次，使刀身呈弧形，并且通過鍛造和折疊，鍛鐵繼續暴露于木炭，將金屬變成鋼。
中世紀寬劍與維京刀——De Bohun家族的武器。（攝影：Chris Radburn）
atana由Masamune鍛造，被認為是14世紀鐮倉時代日本最偉大的劍士
劍士使用粘土，木炭或鐵粉進行下一步，沿著刀身刷涂。鋼中出現的圖案類似于木紋，有旋紋結和漣漪，日本的katanas被命名為“漂流沙”、“月牙兒”和“Shuten-dōji殺手”，這是日本神話中的猛獸。今天留下的五把古代武士刀，稱為“天下五劍”，在日本被保存為國寶和圣物。
鐵和煤
在今天的德國萊茵河谷，金屬工人開發了一個大約10英尺高的裝置，底部放置了兩個波紋管，以容納更多的鐵礦石和木炭。高爐熾熱，鐵吸收的碳比以往任何時候都多，混合物變成鑄鐵，可以很容易地倒入模具中。
這是中國人已經練習了1700年的煉鐵過程， 但是用了更大的裝置。工人們在鑄造通道下面挖出了長長的溝渠，可以讓液態鐵流出來，為鑄造爐騰出更多空間。
高爐
鐵的創新正好趕上了西方世界的戰爭。13世紀大炮和14世紀槍械的發明，更加引發了人們對金屬的渴望。歐洲開始以前所未有的方式制作武器，他們把生鐵直接倒入炮和槍管的模具中進行鑄造。
但鐵的繁榮造成了一個問題。隨著歐洲大國開始在全球范圍內擴展其勢力，他們消耗了大量的木材，用于建造船只，制作木炭。在《鋼鐵：從礦山到工廠》這本書里提到，一臺英國的窯爐每年大約需要240英畝的樹木。大英帝國開始轉向尚未開發的新世界，并開始往美國殖民地運送冶煉金屬。但是，殖民地的煉鐵摧毀了英格蘭煉鐵廠的生意。
E.F. Skinner的油畫，展示了1916年南約克郡Piiston鋼鐵廠貝塞麥工藝生產的鋼材。
英國燃料問題的答案來自鑄鐵鍋制造商。Abraham Darby 童年時期大部分時間都在麥芽廠工作，而在18世紀早期，他采用了自己以前磨大麥時的一種技術：燒烤煤，一種可燃的巖石。其他人曾試圖用煤冶煉鐵，但達比是第一個在冶煉前燒煤的人。烤煤可以保持的熱量遠遠超過木炭，并可以幫助鐵匠制造出更薄的生鐵，非常適合倒入槍模。今天，可以在Coalbrookdale鐵博物館看到達比的大型高爐。
英格蘭發現了用煤冶煉的力量，但它仍然沒有制造鋼鐵。
鑄鐵的繁榮
Henry Bessemer 是英國的一位工程師和發明家，因許多發明而聞名，包括金色黃銅涂料，排版機鍵盤和甘蔗打碎機。Bessemer 在業余時間，對鐵礦石進行了實驗，并測試了不同的冶煉方法。在實驗過程中，他發現了使用煤，可以大大提升冶煉的效率。
他想出了一個與古印度使用粘土坩堝非常類似的方法。但有兩個關鍵的區別：他使用的是烤煤而不是木炭；他不是將燃料放入坩堝內，而是煤層放在最底部，鐵和碳混合物放在上面。
從冶煉廠出來的鑄錠更均勻，更堅固，更不易碎，這是歐洲乃至世界所見過的最好的鋼鐵。到1770年代，謝菲爾德在鋼鐵制造業有舉足輕重的地位。
1851年，首屆世界博覽會在倫敦舉行，這是一個工業作品展。水晶宮是用鑄鐵和玻璃建造的，包括內部，幾乎所有的裝飾也都是用鑄鐵制成的，比如機車和蒸汽機，噴泉里的燈柱，都是鑄鐵制品。以前，世界上從來沒有見過這些東西。
