In der Natur kommt Eisen als Erz vor. Im Bergbau wird das Erz aus dem Gestein gewonnen und aufbereitet. Um aus dem Erz Eisen zu machen, wird es im Hochofen mit Koks bei über 1300°C reduziert und aufgeschmolzen. Das dabei entstehende Roheisen enthält mehr als 2% Kohlenstoff und kann in dieser Form nicht für Produkte verwendet werden. Erst durch den LD-Prozess wird das Roheisen mittels Aufblasen mit reinem Sauerstoff zu Stahl umgewandelt.

Es gibt verschiedene Routen, wie Stahl hergestellt werden kann. Aus dem primären Rohstoff Erz wird in der Sinteranlage und dann im Hochofen flüssiges Roheisen hergestellt, dass dann im Stahlwerk mit dem LD-Prozess zu Stahl umgewandelt wird. Stahl ist sehr gut wiederverwertbar und kann mit einem Elektrolichtbogenofen, in dem Schrott mit Strom aufgeschmolzen wird, in mehreren Zyklen zu neuen Produkten werden.

Neue Technologien beschäftigen sich mit der direkten Reduktion von Erzen zu einem direkt reduzierten Material (DRI oder HBI). Dabei werden Erz-Pellets in einem Schachtofen mit Erdgas reduziert. Der Vorteil dieser Technologie liegt in der Einsparung von ca. 40% CO₂ gegenüber der klassischen Hochofenroute. Eine weitere Reduzierung des CO₂-Ausstoßes kann durch den Einsatz von Grünem Wasserstoff ermöglicht werden.

Im europäischen Schienennetz, sowie bei den Bahnen in denen Rohstoffe mit höchsten Achslasten transportiert werden wie in Südafrika, Brasilien oder Australien. Weiters sind in deutschen Premium Fahrzeugen ca. 130kg an Drahtprodukten eingebaut.  Rohre für Öl- und Gasförderung werden in den USA für Schiefergasexploration sowie für Achsrohre in LKW's verwendet.

In vielen technischen Anwendungen kommt Stahl als ökologischer Konstruktionswerkstoff vor. So liegt der Pro-Kopf-Verbrauch an Stahl pro Einwohner in Deutschland bei 180kg.

Aus Eisenerz, das in der Erdrinde zu ca. 5% vorkommt, wird Stahl aus dem primären Rohstoff erzeugt. Stahl kann jedoch sehr gut viele Male wiederverwertet werden.

Man wärmt Stahl auf, damit die finalen Gefügebestandteile und Eigenschaften eingestellt werden können.

Stahl erhält seine Eigenschaften aufgrund seines atomaren Gitteraufbaues bzw. aus seiner Mikrostruktur, die sehr stark von den Legierungselementen wie z.B. Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Chrom, Nickel, Molybdän beeinflusst wird. In Kombination mit Wärmebehandlungsprozessen werden die Anforderungen gezielt eingestellt.

Weltweit werden ca. 1.675 Mrd. Tonnen Stahl hergestellt. Dafür wird ca. 650 Mio. Tonnen Schrott verwendet. Der Anteil an Stahl aus der klassischen Hochofenroute liegt bei ca. 75%, der Anteil an Stahl aus der Elektroofenroute bei ca. 25%.

Im klassischen Konverter-Stahlwerk werden ca. 23% Schrott und 77% Roheisen je nach Roheisenzusammensetzung verarbeitet. Der Schrott dient dabei als Kühlung. Elektroöfen werden ja nach Anforderung der Stahlgüte mit bis zu 100% Schrott betrieben.

voestalpine Stahl Donawitz stellt hochwertige Stahlgüten im Bereich der un- und niedriglegierten Stähle her. Ungefähr 450 Stahlgüten werden im Jahr für unterschiedliche Anwendungen hergestellt. Das sind zum Beispiel Stahlsorten im Bereich der Bahninfrastruktur, Wälzlagerstähe für Lager, Kaltstauchgüten für Massivumformteile, Federstähle, Schweißzusatzstähle, Kettenstähle, Seildrähte und Cordstähle, Röhrenstähle für Öl- und Gasexploration sowie Einsatz- und Vergütestähle für Stäbe.

Zu Beginn des LD-Verfahrens wird das Konverter-Gefäß mittels Schrottrutsche mit Schrott chargiert. Pro Schmelze benötigt man zirka 15 bis 20 Tonnen Stahlschrott. Dieser dient als Kühlfaktor zur Einstellung der Wärmebilanz im LD-Konverter. Aus der Entschwefelungsanlage werden 55 Tonnen flüssiges Roheisen in den LD-Konverter chargiert. Eine spezielle Absauganlage saugt die entstehenden Emissionen ab. Aus diesen Abgasen wird Strom für den Standort Donawitz produziert. Das Besondere am Linz-Donawitz-Verfahren ist das gezielte Aufblasen von reinem Sauerstoff.

Durch diese Technologie wird der Gehalt des Kohlenstoffes im Eisen optimal eingestellt. In kurzer Zeit und mit geringem Energieaufwand wird aus Roheisen hochqualitativer Rohstahl erzeugt. Der reine Sauerstoff wird über eine Lanze mit Überschallgeschwindigkeit auf das Bad aufgeblasen. Die Temperatur und Analysebestimmung werden von unseren Mitarbeitern vor Ort und im Labor durchgeführt und die benötigte Nachblasezeit ermittelt. Ist der richtige Phosphorgehalt und die Abstichtemperatur erreicht, schwenkt der LD-Konverter in Abstichposition. Der flüssige Rohstahl wird in eine Stahlgießpfanne gefüllt. Beim Abstich werden dem Stahl zur Einstellung der chemischen Zusammensetzung Legierungselemente zugegeben.

Die metallurgischen Vorgänge im Hochofen vollziehen sich in mehreren Zonen. Der Hochofen wird kontinuierlich mit den Rohstoffen Koks und Erz beschickt. Im Gegenstrom wird heißes Gas von unten nach oben geblasen. Bei Temperaturen von 1200 bis 1800 Grad Celsius findet die direkte Reduktion statt. Die Eisenoxyde geben ihre Sauerstoffatome an den Kohlenstoff ab und werden zu flüssigem Eisen reduziert. Alle zwei Stunden wird das Roheisen und die sich bildende Schlacke aus dem Hochofen abgelassen. Proben des Roheisens werden entnommen und für die Weiterverarbeitung im LD-Stahlwerk im Labor analysiert.

Neue Technologien in denen Kohlenstoff als Reduktionsmittel durch Erdgas (Direktreduktion z.B.  in Texas à -40% CO₂) oder durch grünen Wasserstoff ersetzt wird. Diese Technologie ist aktuell noch im Forschungsstadium. Mit einem Elektroofen kann Schrott als Sekundärrohstoff verwendet werden, abhängig vom eingesetzten Strom-Mix sind die CO₂-Emissionen im Vergleich zur klassischen Hochofenroute wesentlich niedriger.