فلز آهن از نظر جرم، فراوان‌ترین عنصر سازنده زمین و در پوسته زمین پس از آلومینیوم در جایگاه دوم قرار دارد. آهن دارای سطوح صاف و نقره‌ای براق مایل به رنگ خاکستری‌ است؛ اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب می‌شود به رنگ قرمز یا قهوه‌ای در می‌آید. آهن خالص به صورت آزاد به ندرت روی سطح زمین یافت می‌شود؛ زیرا به‌ آسانی رطوبت و اکسیژن محیط را جذب کرده و اکسید می‌شود. به منظور به‌دست‌آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از طریق واکنش کاهش شیمیایی از سنگ معدن‌ حذف شود. یکی از مهم‌ترین خواص مکانیکی آهن، میزان سختی آن است. آهن یک فلز نرم است، اما در ترکیب با دیگر عناصر بسیار سخت می‌شود.

آلیاژهای آهن و کربن، همراه با عناصر آلیاژی مختلفی از جمله کروم، نیکل و منگنز، خواص مکانیکی خیلی بالاتری نسبت به آهن خالص دارند و کاربردهای مختلفی در همه صنایع پیدا کرده‌اند. قیمت ارزان و استحکام بالای آلیاژهای آهن در مقایسه با بسیاری از فلزات دیگر، استفاده از آن را به‌خصوص در صنایع ساختمانی، حمل و نقل، و دیگر صنایع اجتناب‌ناپذیر می‌کند.

آلیاژهای آهن عموماً ترکیبی از آهن خالص و کربن هستند که درصد کربن موجود در آلیاژ، ویژگی‌های آن را تغییر می‌دهد. فولاد به عنوان متداول‌ترین آلیاژ آهن عموما دارای ۰.۳ درصد کربن است و می‌تواند تا حدود ۲ درصد، کربن آن افزایش یابد؛ درحالی که میزان کربن در چدن از ۲ تا ۴ درصد متغیر است. ایجاد تغییر کوچکی در درصد مواد تشکیل‌دهنده آلیاژ، باعث تغییرات زیادی در خصوصیات آن می‌شود. به طور کلی انواع فولاد برحسب نوع جنس به سه دسته فولاد ساده‌کربنی، فولاد آلیاژی و فولاد زنگ‌نزن تقسیم می‌شوند.

آهن هم از طریق استخراج از کانی‌های آهن و هم از طریق بازیافت قراضه تولید می‌شود. کانی‌های فرآوری شده آهن می‌تواند طی فرآیند احیای مستقیم به آهن اسفنجی یا در کوره بلند همراه با کک زغال‌سنگ، به آهن خام (Pig Iron) تبدیل شود. آهن اسفنجی در کوره‌های الکتریکی (همراه با شارژ قراضه آهنی) ذوب شده و پس از پالایش و آلیاژسازی به فولاد مذاب تبدیل می‌شود؛ ولی آهن خام که حاوی درصد بالایی از کربن است، در کانورتورها توسط دمش هوا به فولاد تبدیل می‌شود. گفتنی است که در تبدیل آهن خام به فولاد، بخشی از شارژ کانورتورها، قراضه آهنی است. امروزه قراضه فولادی به‌دلیل افزایش مصرف فولاد، به یکی از بازارهای مهم جهانی تبدیل شده است. از مهم‌ترین مزایای استفاده از قراضه، حفظ منابع طبیعی و نیاز به انرژی کمتر است.

تولید فولاد خام در دنیا طی سال ۲۰۲۱ بیش از یک میلیارد و ۹۰۰ میلیون تن بود که کشور چین با تولید بیش از نیمی از فولاد خام جهان، بزرگ‌ترین کشور تولیدکننده این کالا محسوب می‌شود. چین در سال ۲۰۲۱ حدود یک میلیارد و ۱۰۰ میلیون تن فولاد خام تولید کرد. پس از چین کشورهای هند، ژاپن و آمریکا بزرگ‌ترین تولیدکننده‌های فولاد خام بودند. متداول‌ترین روش تولید فولاد خام در دنیا از طریق کوره بلند با استفاده از سنگ آهن و زغال‌سنگ کک‌شو است.

مصرف جهانی فولاد خام در سال ۲۰۱۹ حدود یک میلیارد و ۸۸۸ میلیون تن گزارش شد که چین با مصرف حدود ۹۴۵ میلیون تن در همان سال، عنوان بزرگ‌ترین کشور مصرف‌کننده فولاد خام را به خود اختصاص داد. بنا بر آمارهای انجمن بین‌المللی فولاد، صنایع ساختمان و زیرساخت‌، بزرگ‌ترین صنایع مصرف‌کننده فولاد در جهان بوده‌اند.

صنعت فولاد ایران در سال ۱۳۹۸، بالغ بر ۲۷ میلیون تن فولاد خام تولید کرد و در سطح جهانی، رتبه دهم را از نظر تولید فولاد کسب نمود. در ایران بیشتر فولاد تولید شده از طریق ذوب آهن اسفنجی در کوره‌های قوس الکتریکی به‌دست می‌آید. فولاد مذاب تهیه شده توسط ماشین‌های ریخته‌گری مداوم به بیلت، بلوم و اسلب تبدیل می‌شود. بزرگ‌ترین واحدهای تولیدکننده فولاد در ایران، فولاد مبارکه اصفهان، فولاد خوزستان، ذوب‌آهن اصفهان و فولاد خراسان هستند. واحدهای کوچک‌تر نیز سالانه ده‌ها و یا صدها هزار تن فولاد تولید می‌کنند که عموما به‌صورت بیلت یا بلوم است. بیلت و بلوم برای تولید محصولات طویل مانند میلگرد و مقاطع فولادی و اسلب برای تولید محصولات تخت مانند انواع ورق، لوله و پروفیل به کار گرفته می‌شود. سهم بیلت و بلوم از تولید کل فولاد خام ایران در سال ۱۳۹۸ حدود ۶۲ درصد بود.

تقاضای فولاد در کشور، کمتر از میزان عرضه بوده و سالانه میلیون‌ها تن فولاد به خارج از کشور صادر می‌شود. گفتنی است تولید فولاد خام ایران در یک دهه گذشته به قدری کم بود که ایران به‌عنوان یکی از واردکنندگان این محصولات شناخته می‌شد؛ اما در حال حاضر با توسعه ظرفیت‌های تولید فولاد خام، این کشور به صادرکننده مطرحی در جهان تبدیل شده است. مصرف فولاد در کشور در سال‌های اخیر بسته به رونق اقتصادی و تقاضای صنایع مصرف‌کننده، در بازه ۱۵ تا ۲۰ میلیون تن در سال قرار دارد.

در شرایطی که ایران، دهمین تولیدکننده بزرگ فولاد در جهان و ششمین تولیدکننده بزرگ این محصول در آسیا به حساب می‌آید، تقاضای این محصول در کشور کمتر از میزان عرضه بوده و سالانه مقادیر قابل توجهی از فولاد به خارج از کشور صادر می‌شود. تقاضای کمتر فولاد در کشور، ریشه در تقاضای پایین فولاد در صنایع مصرف‌کننده نهایی، حاشیه سود پایین تولید این محصولات و صادرات کم محصولات نیمه‌ساخته فولادی در کشور دارد.

عمده عرضه بیلت و بلوم در کشور در اختیار شرکت فولاد خوزستان است که محصولات خود را از طریق بورس کالای ایران و بازار آزاد عرضه می‌کند. بزرگ‌ترین تولیدکننده اسلب فولادی ایران نیز شرکت فولاد مبارکه اصفهان است. در بخش پایین‌دست صنعت فولاد، بخش خصوصی فعالیت گسترده‌ای دارد و شرکت‌های بزرگی در صنعت ورق گرم، میلگرد، مفتول، مقاطع، لوله و پروفیل، بازار کشور را در اختیار دارند. البته در حوزه محصولات تخت فولادی از قبیل ورق گرم و ورق سرد، شرکت فولاد مبارکه بازیگر اصلی این بازار است. همچنین بزرگ‌ترین تولیدکننده محصولات طویل فولادی مانند تیرآهن، شرکت ذوب‌آهن اصفهان است.

عمده چالش موجود در صنعت فولاد کشور چالش تامین مواد اولیه و انرژی است. تا کنون قسمت اعظم تمرکز سرمایه‌گذاری‌های انجام شده در زنجیره آهن و فولاد در بخش تولید فولاد خام بوده است. لذا شکاف بین عرضه ماده اولیه برای فولادسازی و تقاضای آن بسیار محتمل است؛ تا جایی که بسیاری از تحلیل‌گران، کسری سنگ‌آهن در سال‌های پیش رو را هشدار می‌دهند؛ چالشی که در حوزه تامین انرژی نیز، به وضوح مشاهده می‌شود.

از چالش‌های دیگر صنعت فولاد کشور، نحوه قیمت‌گذاری فولاد در بورس کالا و میزان عرضه مواد اولیه تولید محصولات فولادی در کشور است. در شرایطی که ظرفیت بالایی برای تولید محصولات فولادی، عمدتا توسط واحدهای کوچک‌مقیاس در کشور شکل گرفته، بهره‌برداری از این ظرفیت‌ها پایین ارزیابی می‌شود. این موضوع، ریشه در دخالت‌های دولت در زمینه قیمت‌گذاری فولاد و صدور غیر کارشناسی مجوزهای تأسیس یا توسعه در کشور دارد.