Hauts fourneaux, au début. Les hauts fourneaux utilisent du combustible pour fondre le minerai de fer, souvent avec un flux pour faciliter le processus. Le minerai fondu, séparé des impuretés, est versé sous forme. Bien que parfois transformé en produits coulés finaux, le minerai fondu de haut fourneau était plus généralement refroidi en lingots ou «porcs». Les fonderies utilisaient les porcs comme intrants pour la fonte fondue, puis fondaient le fer en produits finaux. Tout en utilisant plus de carburant, ce processus de chauffage en deux étapes a encore raffiné le fer. Dans les forges, les lingots étaient chauffés, puis battus en formes, produisant du fer forgé ou en barre qui pouvait ensuite être transformé en produits finis. Le chauffage et le battage intermittents ont en outre éliminé les impuretés et renforcé le produit. Les hauts fourneaux produisaient donc principalement des produits intermédiaires, de la fonte brute et de la fonte, qui étaient ensuite affinés dans les forges et les fonderies.
Les consommateurs du XVIIIe siècle utilisaient une gamme croissante de produits en fer et en acier, notamment des poêles, des cheminées, des clous, des faux, des fers à repasser, des houes, des haches, des scies et d'autres outils, des casseroles, des poêles et du matériel de navire. La guerre a créé une demande d'armements et de munitions en fer. Le raffinement des barres de fer nécessitait de lourds marteaux et enclumes en fer. Avec l'application de la vapeur à la production et au transport, la demande de machines de fer, de pièces de bateaux à vapeur et, plus tard, de locomotives, de pièces de wagons et de rails a augmenté. À la fin du XIXe siècle, des hauts fourneaux plus sophistiqués produisaient de grandes quantités de fer et d'acier pour le transport ferroviaire et pour des usages urbains tels que les structures et les tuyaux.
Le produit des hauts fourneaux pesait moins que les intrants de matières premières, de sorte que l'emplacement des fours avait tendance à être proche des matières premières plutôt que des consommateurs. En fonction du temps et du lieu, la production variait selon le combustible utilisé, la qualité du minerai et du combustible, le produit fabriqué et le degré d'intégration verticale. Les premiers hauts fourneaux coloniaux utilisaient le charbon de bois comme combustible, ce qui donnait à l'Amérique, riche en terres, un avantage sur l'Europe déboisée. Les producteurs américains de charbon de bois ont intégré la production de combustible et de fer, souvent dans des plantations de grandes superficies. Les premiers hauts fourneaux étaient solides sur les marchés locaux, mais la concentration industrielle nationale était faible. Les premiers fours étaient liés à des gisements de minerai, qui étaient relativement abondants, en particulier en Pennsylvanie, en Virginie et dans les tourbières du New Jersey. Le rapport de 1810 du secrétaire au Trésor Albert Gallatin sur les manufactures comptait 530 fours et forges et notait que du minerai de fer était trouvé dans chaque état.
L'Angleterre s'est tournée vers le charbon comme combustible pour sa production de fer à la fin du XVIIIe siècle, mais les colonies américaines ont continué à dépendre du charbon de bois parce que le charbon de l'Est était de l'anthracite difficile à enflammer. Les gisements de charbon bitumineux des Appalaches les plus combustibles se trouvaient à l'ouest. En 1840, le changement technologique avait conduit à des fours capables de générer suffisamment de chaleur pour brûler des charbons anthracite. La production de fer des plantations de charbon a cédé la place à l'anthracite puis, avec le mouvement vers l'ouest, à la production de charbon bitumineux. Les producteurs pouvaient mieux contrôler la pureté du charbon de bois que celle du charbon, ce qui permettait de continuer à produire du charbon de bois jusqu'à ce qu'un coke de haute qualité puisse être produit. La production de fer s'est déplacée à la fois technologiquement et en termes de localisation vers les sources de charbon; production et échelle augmentées.
Les maîtres sidérurgiques des XVIIIe et XIXe siècles ne connaissaient pas la science qui sous-tend la variation considérable de la composition chimique des gisements de minerai de fer. L'expérience a enseigné aux ferronniers experts quelles combinaisons de minerai, de combustible et de flux produisaient le meilleur fer intermédiaire pour différents produits finaux. L'acier, un alliage de fer et de carbone, ne pouvait être produit qu'en petites quantités avec la technologie d'avant-guerre. Le développement de Bessemer et des fours à foyer ouvert dans les années 1870 a permis la production de grandes quantités d'acier, concentrées à la fois géographiquement et industriellement.
Bibliographie
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Assure-toi, Peter. Le fer et l'acier dans l'Amérique du dix-neuvième siècle: une enquête économique. Cambridge, Massachusetts: MITPress, 1964.
Ann HarperAile