Übersicht
Die Vorlesung behandelt die Herstellung von Stahl, beginnend bei den Rohstoffen bis zur Verarbeitung zu fertigen Produkten unterschiedlichster Art.
Rohstoffe für die Stahlproduktion
- Stahl wird aus Eisenerz und Koks (aus Kohle gewonnen) hergestellt.
- Koks entsteht durch das Erhitzen und Entgasen von Kohle in einer Kokerei.
- Eisenerz wird meist als Eisenoxid geliefert und muss aufbereitet werden.
Aufbereitung der Rohstoffe
- Eisenoxid und feiner Koks werden auf einem Band gemischt, erhitzt und gesintert, sodass Klumpen (Sinter) entstehen.
- Aus Kohlepulver entstehen nach dem Koksvorgang Koksbrocken.
Hochofenprozess
- Sinterklumpen und Koks werden oben in den Hochofen eingefüllt.
- Durch heiße, mit Druck eingeblasene Luft ("Wind") wird der Hochofen auf bis zu 1300°C erhitzt.
- Im Hochofen erfolgt die Reduktion: Koks entzieht dem Eisenoxid den Sauerstoff.
- Es entsteht flüssiges Roheisen, das durch einen Abstich abgelassen wird.
Weiterverarbeitung zu Stahl
- Das flüssige Roheisen wird zur Stahlerzeugung verwendet.
- Stahl entsteht durch das Mischen von Roheisen mit Stahlschrott und dem Einblasen von Sauerstoff im Konverter.
- Der Konverter wandelt Eisen durch Sauerstoffzufuhr und das Verbrennen von überschüssigem Kohlenstoff in Stahl um.
Veredelung und Gießen
- Im nächsten Schritt wird der Rohstahl im Topf weiterveredelt (Feinrezeptur, z.B. Zusätze).
- Luft wird entfernt, um Blasen im Stahl zu verhindern.
- Der fertige, flüssige Stahl wird in Formen gegossen (Stranggießen, Brammen, Rundstäbe).
- Nach dem Abkühlen werden die Stahlteile gekennzeichnet.
Schlüsselbegriffe & Definitionen
- Stahl — Legierung aus Eisen mit geringem Kohlenstoffgehalt.
- Koks — Durch Erhitzen entgaste Kohle mit hoher Brenntemperatur.
- Eisenerz/Eisenoxid — Rohstoff mit Sauerstoffanteil, Basis für die Eisenherstellung.
- Kokerei — Anlage zur Umwandlung von Kohle in Koks.
- Sintern — Erhitzen von Pulver zu größeren Klumpen durch Verschmelzen.
- Hochofen — Ofen zur Reduktion von Eisenerz und Gewinnung von Roheisen.
- Reduktion — Chemische Reaktion, bei der Sauerstoff entfernt wird.
- Konverter — Gefäß zur Umwandlung von Roheisen in Stahl durch Sauerstoffzufuhr.
- Stranggießen — Verfahren zum Gießen von Stahl in kontinuierliche Formen.
Aufgaben / Nächste Schritte
- Wiederholen der Begriffe und Prozesse der Stahlerzeugung.
- Merken: Reihenfolge der Schritte von Rohstoff zu fertigem Stahl.