Umfassender Überblick über Stahlerzeugungsverfahren

Stahlerzeugung ist die Herstellung von Stahl aus Eisenerz oder Schrott. Roheisen ist als Grundbaustein aller ferrometallischen Werkstoffe bekannt – hergestellt aus aufbereitetem Eisenerz im Hochofen mit Zugabe von Holzkohle, Kalkstein und Luft. Wird Roheisen weiter veredelt und etwas Kohlenstoff zugegeben, ändert sich die Kristallstruktur → Stahl. Das gängigste Stahlerzeugungsverfahren.

Heute lernen Sie verschiedene Stahlerzeugungsverfahren und deren Durchführung kennen.

Verschiedene Stahlerzeugungsverfahren

Es gibt diverse Methoden – hier drei erklärte Prozesse.

Wie im vorigen Artikel: Stahl entsteht aus Eisen, das Verunreinigungen (Kieselsäure, Phosphor, Schwefel) verliert. Diese werden gezielt entfernt, da sie Stahl schwächen. Die Verfahren:

Siemens-Martin-Verfahren (Open-Hearth)

Eisenerz, Roheisen, Kalkstein werden von oben in den Siemens-Martin-Ofen gegeben und auf ca. 1.600 °F (871 °C) erhitzt. Nach Erhitzen bilden Erz und Kalkstein Schlacke, die leichter als Eisen ist und oben schwimmt. Verunreinigungen wie oxidierter Kohlenstoff entweichen aus dem Eisen in die Schlacke. Ergebnis: Kohlenstoffstahl.

Video: Siemens-Martin-Ofen:

(Video-Link im Original)

Bessemer-Verfahren

Zweiter Prozess: Oxidation der Verunreinigungen im Roheisen durch Einblasen von Luft in das flüssige Eisen im Bessemer-Konverter. Oxidationswärme erhöht Temperatur und hält Eisen flüssig.

Luft reagiert mit flüssigem Roheisen → Verunreinigungen zu Oxiden, Kohlenmonoxid verbrennt, weitere Verunreinigungen in Schlacke.

Basisches Sauerstoffverfahren (Basic Oxygen Furnace)

Ein weiteres Stahlerzeugungsverfahren. Prozess ca. 10x schneller als Siemens-Martin. Hochreiner Sauerstoff wird durch flüssiges Roheisen geblasen → Senkung von Kohlenstoff, Silicium, Mangan, Phosphor. Schwefel- und Phosphorgehalt durch Zusatz von „Fluxes“ (chemisches Reinigungsmittel) reduziert.

Legierungszugaben erzeugen verschiedene Stahleigenschaften: Edelstahl → 10–30 % Chrom (hohe Rostbeständigkeit). Chrom-Molybdän-Stahl → Chrom + Molybdän (sehr fest und leicht).

Video: Basischer Sauerstoffofen:

(Video-Link im Original)

Das war der Artikel zu drei Stahlerzeugungsverfahren. Hoffentlich hilfreich – gerne teilen!