В 2022 году Соединенные Штаты были третьим по величине производителем сырой стали в мире (после Китая и Индии) и шестым по величине производителем чугуна . Отрасль произвела 29 миллионов метрических тонн чугуна и 88 миллионов тонн стали. Большая часть железа и стали в Соединенных Штатах теперь производится из железного и стального лома, а не из железной руды. Соединенные Штаты также являются крупным импортером железа и стали, а также изделий из железа и стали.
Занятость по состоянию на 2014 год составляла 149 000 человек, занятых на сталелитейных заводах, и 69 000 человек в литейных цехах. Стоимость произведенного в 2014 году чугуна и стали составила 113 миллиардов долларов. [1] Около 0,3% населения США занято в сталелитейной промышленности. [2]
По состоянию на 2022 год основными производителями стали в США являются Cleveland-Cliffs , Carpenter Technology , Commercial Metals Company , Nucor , Steel Dynamics и US Steel . [3]
Существует два основных типа сталелитейных заводов. Традиционный большой интегрированный сталелитейный завод, который восстанавливает металлическое железо из руды (оксид железа) и превращает его в чугун и сталь, неуклонно теряет свою значимость в США на протяжении десятилетий. Второй тип, мини-завод или специализированный сталелитейный завод, который производит новые стальные изделия путем плавки стального лома, в настоящее время производит большую часть стали в США.
В 2017 году в США насчитывалось 9 работающих сталелитейных заводов (плюс один простаивающий), что меньше, чем 13 в 2000 году. На долю сталелитейных заводов приходилось 31% стали, производимой в США.
На интегрированном сталелитейном заводе железная руда восстанавливается до металлического железа. В США это делается в доменных печах , а с 2014 года снова с использованием печей прямого восстановления железа на заводе Nucor в Луизиане , а также на другом заводе DRI (производящем компактифицированную версию DRI, называемую горячебрикетированным железом, или HBI) в Техасе компанией Voestalpine . Часть железа из доменных печей преобразуется в сталь; сегодня это делается в кислородных конвертерах. Железная руда, кокс и флюс загружаются в доменную печь и нагреваются. Кокс восстанавливает оксид железа в руде до металлического железа, а расплавленная масса разделяется на шлак и железо. Часть железа из доменной печи охлаждается и продается как чугун; остальное поступает в кислородные конвертеры, где оно преобразуется в сталь. Железный и стальной лом могут добавляться как в доменную печь, так и в кислородную печь.
US Steel управляет несколькими интегрированными сталелитейными заводами, включая Gary Works в Гэри, штат Индиана . Они также управляют Edgar Thomson Works , который является чугунолитейным и сталелитейным подразделением Mon Valley Works, включающим три других связанных завода. Компания управляет Great Lakes Works, [4] и Granite City Works. [5]
Cleveland-Cliffs управляет всеми интегрированными сталелитейными заводами: в Восточном Чикаго, штат Индиана , Бернс-Харборе, штат Индиана , и Кливленде, штат Огайо . [6]
В 2020 году Cleveland Cliffs приобрела AK Steel Corporation вместе с ее тремя интегрированными сталелитейными заводами, один в Мидлтауне, Огайо, Дирборне, Мичиган, а другой в Эшленде, Кентукки. Ashland Works больше не действует и был снесен.
Текущие интегрированные сталелитейные заводы в США
В США было около 112 мини-заводов или специализированных заводов, которые в 2013 году произвели 59% от общего объема производства стали в США. Спецзаводы используют в качестве сырья железный и стальной лом, а не железную руду, и плавят лом в электропечах.
Известные специализированные и мини-заводы в США
Два основных входа в производство железа и стали — это источник железа и источник энергии. Дополнительные требования — флюсующий материал для удаления примесей и легирующие металлы для придания металлу особых свойств.
Сырье, используемое в производстве чугуна и стали в США, 2012 г.
Две трети железа и стали, производимых в США, производятся из переработанного лома, а не из железной руды. В 2014 году 81 миллион тонн железа и стали были произведены из лома. [12] Большая часть стали из лома производится с использованием электродуговых печей.
Кокс, получаемый из коксующегося угля , используется для восстановления железной руды (состоящей из оксидов железа) до металлического железа.
Флюс добавляется в шихту печи (железную руду, чугун или лом) для понижения температуры плавления и вытягивания нежелательных примесей в шлак. Наиболее распространенным флюсом является известь. Другие флюсы включают доломит, кальцинированную соду и плавиковый шпат.
Другие металлы обычно добавляются в сталь для производства легированных сталей различных типов. Распространенными легированными металлами являются марганец, никель, молибден, хром и ванадий. Нержавеющая сталь обычно содержит минимум 10,5% хрома, а также может содержать значительные количества никеля или молибдена.
Шлак, побочный продукт производства железа и стали, состоящий в основном из высоконечистого стекла, обычно является отходами. Однако он востребован как заполнитель в бетоне, асфальтовом покрытии и строительном заполнителе. В 2014 году отрасль произвела и продала около 16,0 млн тонн шлака, стоимостью около 270 млн долларов. [13]
Соединенные Штаты были крупным импортером стали и сталелитейной продукции с 1960-х годов. В 2014 году США экспортировали 11 миллионов тонн стальной продукции и импортировали 39 миллионов тонн. Чистый импорт составил 17 процентов потребления. [14]
Американская металлургическая промышленность шла параллельно с промышленностью других стран в технологическом развитии. В 1800-х годах США перешли с древесного угля на кокс при плавке руды, приняли бессемеровский процесс и увидели рост очень крупных интегрированных сталелитейных заводов. В 20-м веке американская промышленность последовательно приняла мартеновский процесс, затем кислородный конвертер. С тех пор как американская промышленность достигла пика своего развития в 1940-х и 1950-х годах, американская промышленность перешла на небольшие мини-заводы и специализированные заводы, используя в качестве сырья железный и стальной лом вместо железной руды.