Çelik, bir yapı malzemesi olarak çok yönlülüğü nedeniyle, 1800'lerden bu yana inşaatın önemli bir parçası olmuştur. Popülerliği, gücü ve üretim kolaylığından kaynaklanmaktadır. Çeliğin hammaddesi değişmektedir, çünkü güvenlik cihazları veya kasalar için çok sert çeliğe işleme için yumuşak çelik dahil olmak üzere son kullanımlarına uygun farklı çelikler üretilebilmektedir. Tüm çelik ürünler, artık ihtiyaç duyulmadıklarında güçleri, dayanıklılıkları ve geri dönüşüm kolaylıkları bakımından değerlidir.
Çeliğin temel bileşeni, toprakta oksit olarak bulunan demir, demir ve kaya ile karıştırılmış oksijenin kimyasal karışımı olan demirdir. Oksitlenmiş demir, çelik ürünlerde yaşlandıkça yaygındır, çünkü aynı molekül, demir ve oksijen zaman içinde yeniden birleştiğinde meydana gelen pas olarak bilinir. Saf metali ham cevherden hazırlamak için yüksek fırın adı verilen yüksek sıcaklıkta bir kap kullanılır. Demir fırına yerleştirilmeden önce, atık kayayı gidermek ve demir yüzdesini cevherde konsantre etmek için tipik olarak birkaç işlem adımından geçer.
Yüksek fırınlarda demir cevheri ve çelik için diğer hammaddeler eklenir ve çok yüksek sıcaklıklara ısıtılır. Karışım eritildiğinde, kanşım adı verilen içi boş bir boru kullanılarak oksijen enjekte edilir ve bu karışımın daha da ısınmasına neden olur. Çok yüksek sıcaklıklarda, oksijen demir oksitten ayrılarak saf metal elde edilir. Cüruf denilen kirlilikler fırının tepesine çıkar ve erimiş bir demir ve diğer katkı maddelerinin karışımıyla sonuçlanan çıkarılır.
Yüzlerce farklı çelik bileşimi ya da alaşım vardır, ancak çelik için birkaç ortak hammadde vardır. Karbon, tüm çeliklerde önemli bir bileşendir, ancak düşük konsantrasyonlarda bulunur. Cevher içindeki oksijen, fırına eklenen karbonla reaksiyona girerek onu demir oksit molekülünden uzaklaştırır. Yüksek fırınlarda kok denilen saf bir karbon formuna ihtiyaç duyulur ve herhangi bir organik bileşiği uzaklaştırmak için kömürü yüksek sıcaklıklara ısıtmak suretiyle hazırlanır.
Yüzde ikiden yüksek karbon yüzdelerine sahip demir, sert fakat daha kırılgan olan dökme demir olarak adlandırılır. Çeliğin diğer hammaddeleri arasında farklı metaller, silikon ve kalker bulunur. Kalsiyum karbonat olan kireçtaşı, akı olarak adlandırılır ve cüruf oluşturmak ve safsızlıkları gidermek için düzenli aralıklarla fırına eklenir. Silikon, fırındaki oksijeni uzaklaştırır ve çeliği daha uygulanabilir veya bükülmesi veya işlenmesi daha kolay hale getirir.
Bir yüksek fırın bazı geri dönüştürülmüş çelik kullanabilir, ancak tipik olarak ağırlıkça yaklaşık yüzde 30 ile sınırlıdır. Çelik kolayca geri dönüştürülür, ancak daha yüksek oranda geri dönüştürülmüş çelik için elektrikli ark ocağı adı verilen farklı bir fırın kullanılır. Bir elektrik ark fırını, fırının içinde asılı olan iki elektrot kullanır ve yüksek bir elektrik akımı aralarından geçerek yüksek sıcaklıklar yaratır. Çelik için hammaddeler geri dönüştürülmüş malzemede zaten bulunur ve istenen bir çelik bileşimini oluşturmak için sadece küçük miktarlarda katkı maddeleri gerekebilir.
