Übersicht
Die Vorlesung erklärt die Herstellung von Stahl aus Kohle und Eisenerz, beschreibt die einzelnen Produktionsschritte und erläutert die Bedeutung von Stahl für verschiedene Alltagsgegenstände.
Einführung: Bedeutung von Stahl
- Viele Alltagsgegenstände bestehen aus Stahl, z.B. Kugellager, Eisenbahnräder, Kaffeekannen, Buskarosserien, Drähte, Computergehäuse.
- Stahl ist ein vielseitig einsetzbares Material.
Rohstoffe für die Stahlherstellung
- Für die Stahlherstellung benötigt man Kohle und Eisenerz.
- Kohle wird in einer sogenannten Kokerei zu Koks verarbeitet.
- Koks verbrennt heißer als normale Kohle und wird als Brennstoff im Hochofen benötigt.
- Eisenerz besteht hauptsächlich aus Eisenoxid („Rost“), das Sauerstoff enthält.
Verarbeitungsschritte: Von Rohstoff zu Roheisen
- Kohle wird in heißen Kammern entgast und zu Koks gebacken.
- Eisenerz wird gemahlen, mit feinem Koks gemischt und gesintert (zu Klumpen gebacken).
- Koks- und Eisenklumpen werden in den Hochofen eingefüllt.
- Ein sehr heißer, aufgeheizter „Wind“ (Luft) wird in den Hochofen geblasen, um das Feuer zu entfachen.
- Im Hochofen wird das Eisenoxid reduziert: Sauerstoff wird entzogen, Flüssigeisen entsteht.
- Das Produkt wird regelmäßig als flüssiges Roheisen abgelassen („Abstich“).
Vom Roheisen zum Stahl
- Roheisen bleibt durch eine Pulverschicht heiß und wird zu den Stahlkochern transportiert.
- Verschiedene Stahlsorten entstehen je nach Zugabe von unterschiedlichen Stahlschrotten.
- Schrott und Roheisen werden im Konverter (riesiger Kessel) zusammengeführt und vermischt.
- Sauerstoff wird von oben in das heiße Roheisen geblasen, um den überschüssigen Kohlenstoff zu verbrennen (Umwandlung zu Stahl).
- Nach dem Umwandeln wird der Rohstahl für weitere Veredelung in einen anderen Kessel („Feinrezeptur“) gebracht.
- In diesem Schritt werden letzte Anpassungen und Entgasungen durchgeführt.
Stahlerzeugnisse und Weiterverarbeitung
- Flüssiger Stahl wird in Formen gegossen („Stranggießen“).
- Erzeugnisse sind z.B. Rundstäbe oder Brammen.
- Beim Abkühlen erhält jedes fertige Produkt eine Nummer zur späteren Identifizierung.
Schlüsselbegriffe & Definitionen
- Stahl — Legierung aus Eisen mit geringem Kohlenstoffgehalt.
- Koks — Aus Kohle gewonnener Brennstoff mit hoher Brenntemperatur.
- Eisenerz — Eisenhaltiges Gestein, meist als Eisenoxid (Rost).
- Kokerei — Anlage zur Verkokung von Kohle zu Koks.
- Sinter — Zu Klumpen gebackenes Erz/Koks-Gemisch.
- Hochofen — Ofen zur Reduktion von Eisenerz zu Roheisen.
- Roheisen — Im Hochofen gewonnenes, noch nicht veredeltes Eisen.
- Konverter — Kessel zur Umwandlung von Roheisen zu Stahl durch Sauerstoffzufuhr.
- Stranggießen — Verfahren zum Gießen von flüssigem Stahl in Formen.
Aufgaben / Nächste Schritte
- Wiederhole die Schritte der Stahlherstellung und die Funktionen der einzelnen Anlagen.
- Lerne die wichtigsten Begriffe und deren Bedeutung.
- Bereite Fragen zu den Unterschieden zwischen Roheisen und Stahl vor.