Zitat:Stahlerzeugung


Roheisen etc.

Im Hochofenprozess entsteht Roheisen, dieser ist allerdings noch mit Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Phosphor, Schwefel u.a. verunreinigt.
Vor allem Kohlenstoff (3-5 %) viel enthalten…
( -> bewirkt, dass Roheisen spröder wird + schneller schmilzt)

Je nachdem, wie der Kohlenstoff im Roheisen gebunden ist, wird es in graues und weißes Roheisen unterteilt.

Graues Roheisen wird in Formen gegossen -> Gusseisen,
z.B. sind Kanaldeckel, Heizkörper, Öfen, Rohre, Motorblöcke und Maschinenteile aus Gusseisen.
Spröde und nicht temperaturbeständig, aber rosten wenig.

Weißes Roheisen wird zu Stahl weiterverarbeitet. (Stahl = gut verformbar + hitzebeständig)
Verunreinigende Elemente müssen entfernt + Kohlenstoffgehalt unter etwa 1,7% gesenkt werden
(Stahllegierungen können erhalten werden, wenn noch bestimmte Elemente hinzugefügt werden)


Stahlherstellung

Der Vorgang, bei dem der Anteil von Kohlenstoff und den anderen unerwünschten Elementen im Roheisen gesenkt wird, heißt Frischen. (D.h. unerwünschte Elemente werden oxidiert.)

Unbedeutende Verfahren: Bessemer-Verfahren, Thomas-Verfahren (Oxidation durch Luft)

Weit verbreitet: LD-Verfahren (Österreichische Stahlwerke: Linz / Donawitz)
Flüssige Roheisen wird vom Hochofen in einen schwenkbaren Behälter gefüllt (Konverter, 300t flüssiges Roheisen).
Neben dem Roheisen kommt noch Eisenschrott zur Kühlung hinein (Reaktion Roheisen -> Stahl ist exothermisch), trotzdem steigt die Temperatur von 1250°C auf 1600° C
Durch eine wassergekühlte Lanze wird reiner Sauerstoff in die Schmelze geblasen -> die Begleitelemente oxidieren, gasförmige Oxide entweichen durch den Abgaskamin, flüssige/feste Oxide lagern sich an der Oberfläche der Schmelze an, wo sie mit Kalkstein die Schlacke bilden.
Nach ca. 30 Minuten ist der Stahl fertig. In der so genannten Rückkopplung wird wieder etwas Roheisen zu dem Stahl hinzugefügt, da der Kohlenstoffanteil im Stahl auch nicht zu klein sein sollte.

Zweites wichtige Verfahren: Elektrostahlverfahren
Roheisen wird in einem Elektroofen auf 3000°C gebracht (durch Spannung zwischen zwei Graphitelektroden)
Schrott wird zugegeben, dessen Sauerstoffanteil die Begleitelemente oxidiert. Legierungsmetalle werden für eine Stahllegierung zugegeben.
-> Elektrostahl (besonders hochwertig)


Nutzung:

Blech, Konservendosen, Autokarosserien, Drähte, Nägel;
Eisenbahnschienen, Maschinenbau, Stahlbau;
Chirurgische Instrumente, Werkzeugherstellung, Rasierklingen, Stahlfedern


Geschichte: