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製鉄所（せいてつじょ・せいてつしょ）とは、製鉄を行い鉄鋼製品を作る一連の設備がまとまって存在する工場のことである。

本稿では、その中でも日本の鉄鋼業の主流である、鉄鉱石から鉄を取り出すところから最終製品の製造までを一つの敷地内で行う（間接製鋼法による）銑鋼一貫製鉄所を取り上げる。

日本における事実上の銑鋼一貫製鉄所は、日本製鉄7（室蘭・鹿島・君津・名古屋・和歌山・八幡・大分）、JFEスチール6（千葉・京浜・倉敷・福山・知多・仙台）、神戸製鋼所1（神戸[1]・加古川）の14か所である（2019年現在）。

日本初の銑鋼一貫製鉄所としては一般的に北九州の官営八幡製鐵所（1901年（明治34年）操業開始）が挙げられるが、操業当初には生産が不安定で、開始の翌年から2年間稼動が停止（1904年まで）されている。一方、民間では岩手県の釜石鉱山田中製鉄所（1887年（明治20年）創業）が1903年（明治36年）より銑鋼一貫製鉄所となって稼動しているので、こちらの方が時期的に早い。海から見る神戸製鋼所加古川製鉄所欧州最大級の規模と言われるアゾフスタリ製鉄所（ウクライナ）には、ソ連時代に建設された地下6階の核攻撃などを想定した要塞が備えられている。
製鉄所の立地

製鉄業は広大な敷地に加え、多様な設備・大量の用役（水やエネルギーなど）が不可欠な、典型的な装置産業である。特に、@media screen{.mw-parser-output .fix-domain{border-bottom:dashed 1px}}現在[いつ?]主流である銑鋼一貫製鉄所ではその傾向が強い。このため、製鉄所の建設にあたってその立地条件は製鉄所の命運を左右しかねない、もっとも重要な要素の一つである。

製鉄所に必要とされる立地条件は、一般に次のような項目と考えられている。
巨大な設備を支えることができる、安定して強固な地盤であること。

豊富な水利が確保できること。

原料や製品の入出荷に対応できる水深の深い良港がある、あるいは建築できること。

できるだけ風水害が少なく、安定した気候であること。

製鉄所の建設

日本初の近代製鉄所である釜石製鐵所（1880年（明治13年）操業開始）や、同じく初の銑鋼一貫製鉄所である八幡製鐵所（1901年（明治34年）操業開始）が共に官営で建設されたことからも解るように、国際競争力を持つ大規模な製鉄所を新たに建設するのは、国家的大事業であった。立地選定から始まり、土地の造成、各種設備の建設、用役の確保と供給手段の確立、物流手段の確立、防災・環境対策、情報処理・通信インフラストラクチャーの整備、そして従業員の居住地など、およそ都市をまるごと一つ作り上げるような作業が必要となる。

高炉と転炉のペアを新たに1基作るだけでも1,000億円単位の資金と数年の歳月が必要である。このため、日本国内で現在の[いつの?]高炉・転炉を用いた製鉄所を新たに建造することは不可能に近い。一方で、鉄鋼の消費量が急速に拡大しているアジア各国では、半ば国策として大規模な製鉄所の建設が相次いでいる。

このように、製鉄所を建設する事は経済、環境、社会福祉、政治、情報などのあらゆる場面において膨大な影響を及ぼすことから、「鉄は国家なり」とも言われるようになっている。
製鉄所の立地条件

製鉄所の立地は、鉄鉱石や石炭の産地周辺に立地する「原料立地型」のケースと、輸入原料の搬入に便利な港湾に立地する「港湾立地型」（海岸のほか、河岸や湖岸のこともある）に二分される。前者は中華人民共和国、ロシア、アメリカ合衆国、ドイツ、イギリス（ただし、石炭資源の涸渇などによって原料立地の優位性は失われていることも多い）などに見られるものであり、後者は日本、大韓民国、ブラジル、オランダなどで見られる。ただし日本でも、上記の官営八幡製鐵所や釜石製鐵所などは原料立地型から始まっている（それぞれ石炭、鉄鉱石）。
製鉄所における製造フロー

製鋼プロセスの例
鉄鉱石
↓
高炉：鉄鉱石から銑鉄を取り出す
↓
溶銑予備処理：不純物を酸化させる
↓
転炉：不純物を取り除き鉄鋼にする
↓
二次精錬：成分を微調整する
↓
連続鋳造：一定の形の半製品をつくる
↓
圧延：半製品を加工して所定の形状の製品にする
↓
出荷

ここでは、銑鋼一貫製鉄所における鉄鋼製品の製造フローを概観する。ただし実際には、各製鉄所によって様々な創意工夫が行われている。
原料受け入れ

鉄鋼を作る原料は、主に鉄鉱石・石炭・石灰石の3つである。日本の場合、石灰石はほとんど自給できているが、鉄鉱石と石炭は事実上全量を輸入に頼っている。これらは、いずれも巨大なバラ積み船で製鉄所の原料岸壁まで輸送されてくる。製鉄所では、積荷の原料をアンローダーで荷揚げし、所定の原料ヤードに移送・山積みする。原料ヤードには通常、約30?60日分の原料が在庫される。
原料処理

現在[いつ?]産出される鉄鉱石の多くは粉鉱のため、そのまま高炉に入れると高炉が目詰まりを起こしてしまう。そのため、還元促進剤の役目を果たす石灰石と共に焼き固める（焼結）。また、石炭も多くは粉状であり、強度と燃焼エネルギーが不足しているので、コークス炉で蒸し焼きにしてコークスにすることで、適度な強度と高い燃焼エネルギーを確保する。
製銑高炉の例（スペイン・セスタオ）

鉄鉱石から鉄を取り出す工程のことを製銑（せいせん：製鉄ではない。銑鉄（せんてつ）をつくること）と呼ぶ。日本では高炉と呼ばれる、製鉄所のシンボルとも言える巨大な溶鉱炉を用いている。大型高炉の場合、最上部までの高さは100メートルを超え、現在では[いつ?]内部容積が5000立方メートルを超える超大型の高炉も珍しくない。処理された原料は、ベルトコンベアで高炉上部に輸送され、そこから順次高炉の中に装入される。高炉の壁面下部からは1,000℃を超える熱風が大量に供給されている。炉の内部では高温の空気中の酸素とコークス中の炭素が反応して、2,000℃近い温度になる。

この中で、鉄鉱石に含まれる酸素とコークス中の炭素が結合して一酸化炭素となり、還元された鉄は溶解した状態で高炉下部へと流れ落ちてゆく。また、鉄鉱石中の岩石成分は石灰石と反応してスラグ（鉱さい）となって流れ落ちる。高炉下部には溶解した鉄とスラグが雨のように降り注いでいる。

頃合いを見計らって高炉下部に穴を開けると、溶けた鉄とスラグが流れ出してくる。スラグは比重が鉄より軽いので、この時点で容易に分離可能。こうして取り出した鉄は炭素を2?3パーセント含んでおり、銑鉄 (pig iron) [注釈 1]と呼ばれる。