IJZER
IJzer, symbool Fe, is het Nederlandse woord voor Ferrum, een chemisch element, in zuivere vorm een zeer zacht, zilverwit metaal. Het is in de techniek het meest gebruikte metaal. Daar het ijzer zo goed als niet in zuivere toestand in de natuur voorkomt, zoals in meteoorstenen het geval is, is men aangewezen op de ijzerhoudende ertsen, waaruit men het ijzer vrijmaakt. Dit geschiedt in een hoogoven, waarin men de ertsen aan een reductieproces onderwerpt. De grondstoffen voor het hoogovenproces zijn, behalve ijzererts, nog brandstof, toeslag en lucht. Voor een rendabele winning van het ijzer in een hoogoven moeten de ijzerertsen minstens 25% ijzer bevatten.
RUWIJZER
Het ruwijzer, dat zich onderin de hoogoven verzamelt, wordt periodiek afgetapt. Er bestaan twee soorten ruwijzer: Wit ruwijzer: dit is onsmeedbaar en moeilijk te bewerken, terwijl het koolstof chemisch gebonden is. Grijsruwijzer: ook dit is onsmeedbaar, maar goed te bewerken en het koolstof is niet chemisch gebonden en bevindt zich in de vorm van plaatjes grafiet in het ruwijzer.
STAAL
Staal is verzamelnaam voor technische ijzer-koolstoflegeringen die goed smeedbaar zijn en geen vrije koolstof bevatten. Staal bevat naast ijzer en koolstof altijd een aantal andere elementen, als verontreiniging of opzettelijk toegevoegd, en pas wanneer deze een arbitrair vastgesteld percentage overschrijden spreekt men van gelegeerd staal. Ongelegeerd staal, ook wel koolstofstaal genoemd, is goed smeedbaar tot ca. 1,5% C. Daarboven neemt de smeedbaarheid snel af, maar de gietbaarheid neemt toe, zodat boven ca. 2,5% C van gietijzer wordt gesproken. Bij gelegeerd staal ligt de smeedbaarheidsgrens veel hoger.
STAALSOORTEN
Het aantal staalsoorten is bijzonder groot door de vele combinaties van elementen, de verschillende bereidingsmethoden, de vele toepassingen en de gevarieerde eigenschappen. Volgens de fabricage onderscheidt men: martin-, elektro- en oxystaal. Naar toepassing: constructie-, machine- en gereedschapsstaal; naar eigenschappen: roestvaste, hittevaste, slijtvaste staalsoorten, enz. In de totale staalproductie neemt het constructiestaal verreweg de grootste plaats in, het is niet- of zwak gelegeerd; daarop volgt het machinestaal, doorgaans gelegeerd en altijd in veredelde toestand gebruikt; het resterende deel omvat gereedschapsstaal, roestvast staal en staal voor bijzondere doeleinden; deze soorten zijn vrijwel altijd gelegeerd en dienen een passende warmtebehandeling te ondergaan.

EEN TYPISCH STAALBEREIDINGSPROCES
Hoogovenproces: Bovenin de hoogovenschacht worden om-en-om lagen ijzererts en cokes gestort. Het geheel zakt langzaam naar beneden. Via een ringleiding wordt zeer hete lucht in de ovenlading geblazen. Die lading smelt. Het erts wordt gereduceerd tot ruwijzer en slak. Beide worden onderin de oven afgetapt.
Mengertransport: Het vloeibare ruwijzer wordt in een menger gegoten: een treinwagon met een enorm vuurvast bemetseld sigaarvormig vat erop. Met deze mastodonten kan 450 ton vloeibaar ruwijzer in één keer naar de staalfabriek worden gereden.
Oxystaalproces: In de staalfabriek wordt het ruwijzer in een groot vat gegoten, de converter. Er wordt ook een flinke hoeveelheid schroot bijgestort, als koelmiddel. Dan wordt een lans neergelaten in de converter. Daarmee wordt zuivere zuurstof onder hoge druk op het ruwijzerbad geblazen, ongeveer 40 minuten lang. Er ontstaat heftige, zeer hete reactie, waarbij het koolstof uit het ijzer aan zuurstof wordt gebonden. Er ontstaat koolmonoxide. Dit heeft nog verbrandingswaarde en wordt daarom naar een elektriciteitscentrale geleid, waar men er via gasturbines stroom mee opwekt. Het ijzer is nu ontkoold, en heet vanaf dit moment staal. Het is nog steeds vloeibaar, en wordt vanuit de converter in een 320-tons pan overgegoten.
Panbehandeling: De staalpan-lading ondergaat nog diverse nabehandelingen, zoals homogeniseren, legeren, extra diep ontkolen, enzovoort. Zo kan een zeer breed scala aan staalrecepturen worden bereid. Continugieten: de staalpan wordt leeggetapt boven een continugietmachine. Dit is een watergekoelde schacht met een rechthoekige doorsnede. Hij begint verticaal, vertoont dan een ruime bocht van 90 graden en eindigt horizontaal. Het staal wordt er bovenin ingegegoten. Het zakt rustig door de schacht en stolt intussen tot een taaie, witgloeiende streng. Aan het eind van de schacht wordt de streng in lengtes van ca. 10 m lengte gesneden. Zo ontstaan plakken staal van ca. 22 cm dik, max. 210 cm breed en ca. 10 m lang. Ze wegen gemiddeld 20 ton.
Warmwalsen: De afgekoelde plakken gaan naar de warmbandwalserij. Daar worden ze in ovens weer verhit tot 1200 graden C en daarna door een serie van 12 walstuigen geleid. De plak wordt stapsgewijs uitgewalst tot een lange stalen band. Aan het einde van de walsbaan wordt de band met sproeiers gekoeld tot ca. 600 graden C en op een haspel-installatie opgewikkeld tot een rol.
Vervolgstappen: De dikte van het staal ligt tussen de 1,5 en 25 mm. Scheepsplaat valt in deze range. Voor deze toepassing hoeft het staal dus geen verdere diktereductie te ondergaan. Voor veel andere toepassingen is dunner staal nodig (b.v. witgoed, autoplaat, blikjes). In dat geval volgt nog een extra walsproces bij de koudbandwalserij. Dit koudgewalste product kan tevens worden verzinkt, vertind, verchroomd of geverfd.

IJZEREN SCHEPEN
Formeel gezien is ijzer dus een chemische element Fe. Waarom spreken we dan toch van ijzeren versus stalen schepen? In het verleden was het staalproces nog niet zo ver ontwikkeld dat een goed lasbaar laagkoolstofstaal gemaakt kon worden. De oudere staalprocessen leverden ook staal op, maar met een veel hoger koolstofgehalte. En hoe hoger het koolstofgehalte, des te slechter men staal kan lassen, daar zich rond de las carbiden vormen die erg bros zijn. Deze slecht lasbare staalsoorten werden in de volksmond daarom vaak ijzer genoemd. Tegenwoordig spreken we over staal als het koolstofgehalte maximaal 0,3 % is.

STAAL IN DE 18e EEUW [NvW].
Als men het yzer met harde kolen smelt en deszelfs vogt stremt wordt het in staal veranderd. Om nu het staal te harden wordt het sap van zekere vlugtige kruiden vereischt, in hetwelke het gloeiende sap moet afgekoeld worden. Sommige hoefsmeden zijn van mening dat door het hoorn van een paardehoef, het staal harder gemaakt wordt. Anderen harden met pis, zout en roet uit den schoorsteen, zynde wel door malkander gemengd en het yzer daarmede bestreeken. Dus in pottebakkers klei gerold zegt men, dat het zeer hard wordt.
Staal-erts: Die geenen, die zig op de metallische historie toeleggen weten dat er een erts is waaruit aanstonds staalhard yzer gemaakt kan worden. Men vindt dergelyke veel in het graafschap Sargans, behoorende onder het Zwitsersche eedgenootschap en aldaar op een hoogen berg, genaamd Guntsen: en wordt uit vermenging van drie ertsen by hen zwart-erts, meliwerk en rood erts genaamd, bereidt, waarby merkwaardig is, dat deese drie ertsen hunne zekere vermenging, by die geenen die daaraan werken, alleen bekend is.