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Aus oxidischen Eisenerz

Im Hochofen unter Verwendung von

• KOKS
• HEIßLUFT
• KALK oder KIESELSÄURE wird Roheisen gewonnen

Das entstehende flüssige Roheisen sammelt sich am Boden des Hochofens und wird ca. alle 3 bis 4 Stunden abgestochen

• Es hat eine silbrig graue Färbung.
• es ist aufgrund seiner hohen Gehalte an Kohlenstoff und Phosphor weder kalt noch warm verformbar
• Etwa 10% vom Roheisen wird als Gusseisen weiter verarbeitet.
• Die restlichen 90% dienen zur Herstellung von Stahl

durchschnittlich:

• Eisen (Fe) -> 94,05% bis 95,4%
• Kohlenstoff (C) -> 4% - 4,8%
• Silizium (Si) -> 0,3% - 0,5%
• Mangan (Mn) -> 0,3%- 0,5%
• Phosphor (P) -> 0% - 0,1%
• Schwefel(S) -> 0% - 0,05%

Je nach Informationsquelle erhält man verschiedene Angaben über den  Kohlenstoffgehalt des Roheisens

C = 3% bis 5%

C= 4% bis 5%

C= 1,7% bis 5%

Bei der Herstellung von Stahl aus Roheisen müssen der Kohlenstoffgehalt herabgesetzt werden

und die unerwünschten Begleitelemente fast ganz beseitigt werden.

(Das nennt man Frischen)

• Eisen mit mehr als 2,06% Kohlenstoff nennt man Gusseisen
• Eisen mit weniger als 2,06% Kohlenstoff nennt man Stahl

Er entscheidet darüber, ob das Eisen

• schmiedbar
• härtbar
• leicht schmelzbar oder
• spröde ist

Die 2 gängigsten Verfahren heissen:

• Sauerstoffaufblas- Verfahren
• Elektrostahl- Verfahren

Der Konverter (Umwandlungsgefäß) ist ein birnenförmiges Gefäß. ist mit einer hochfeuerfesten Auskleidung von Dolomitsteinen versehen

1. Füllen  /  mit flüßigem Roheisen und festem Schrott wird Sauerstoff mit 8-12 bar eingeblasen
2. Blasen /  Frischluft wird reingeblasen (Sauerstofffrischen)
3. Abgießen des Stahls / Durch Drehen des Konverters wird über ein seitliches Abstichloch der Stahl entleert. ( im oberen Bereich der Birne)
4. Abgießen der Schlacke / Durch den Vorgang Frischen, entstehen Oxide. Diese gehen in die Kalkschlacke des Konverters über oder entweichen gasförmig als Kohlenstoffdioxid / Kohlstoffmonoxid. Die Schlacke wird über den Konverterrand abgegossen

Die Schlacke:

• anschließend zur Zementherstellung (80%)
• Straßenbau (15%)
• Glasindustrie als Glaszusatz (5%)

s. Bild

1. Die Gebrauchs- oder Verarbeitungseigenschaften eines metallischen Werkstoffs zu verbessern.

Bsp.: Messer oder Äxte sollen möglichst lange scharf bleiben.

           Brückenbaustahl  soll fest, zäh und schweißbar sein

2. der flüssige Rohstahl wird von Zugabe von Legierungselementen (Mn, Si, Ch, Ni) während des Abstichs legiert.

(d.h. während des Ausleerens des flüssigen Rohstahls aus dem Konverter in die Stahlgießpfanne).

3. bis zu einer Zugabemenge von ca. 3,2% durch die Turbulenz des Abstichstrahls und die Temperaturüberhitzung des Rohstahls.

Legierungszugaben sind aber auch in flüssiger Form möglich.

• Es wird in einem elektrischen Lichtbogenofen durchgeführt.
• Lichtbogenofen wird überwiegend mit Roheisen und Stahlschrott beschickt
• Kalk zur Schlackenbildung wird zugegeben
• Der zwischen dem Kohleelektroden und dem Schmelzgut verlaufende Lichtbogen erzeugt Temp. bis zu 3.500°C. -> so können auch schwer schmelzbare Legierungselemente (W, Mo) eingeschmolzen werden.
• bevorzugt legierte Qualitäts- und Edelstähle werden hiermit hergestellt

• fertig behandelter, flüssiger Stahl wird hier zum überwiegenden Teil zu Strängen gegossen.Er hat damit die Ausgangsform fürs Walzen.
• Für sehr große Schmiedestücke werden Kokillenblöcke gegossen

• hier wird bei der Stahlschmelze Si oder Al zugesetzt
• Diese Elemente binden den beim Erstarren der Schmelze frei werdenden CO2
• in der Stahlschmelze steigen kleine Gasblasen auf  => somit liegen keine Gasblasenhohlräume im Stahlblock vor
• der Stahl erstarrt, desoxidiert (beruhigt).
• Der Kern und die Randzone haben die gleiche Zusammensetzung
• Darum werden alle Sthäle desoxidiert vergossen

1. Roheisen
2. Stahlschrott
3. Gussschrott
4. Kreislaufmaterial der Gießerei
5. und noch einpaar Legierungselemente

Diese  Bestandteile werden in einem Kupolofen unter großer Hitze geschmolzen

• im feuerfesten, ausgemauerten Ofenraum wird Verbrennungsluft (der "Wind") von unten durch Düsen eingeblasen und verbrennt den Koks
• die aufsteigenden heißen Verbrennungsgase erwärmen den von oben nachrutschenden Einsatz
• Kurz über den Düsen schmilzt das Eisen und tropft in den Herd
• Flüssige Eisen läudt aus dem Kupolofen in einen Vorherd, der als Sammelbehälter dient
• Durch einen Siphonabfluss wird das Gusseisen von der leichteren Schlacke getrennt

• es ist ein chemisches Element(Fe) das in der Natur nicht in reiner Form vorkommt
• Kommt überwiegend als oxidisches Eisenerz vor
• ist rötlich braun bis dunkelgrau in Eisensauerstoffverbindung
• es gibt eine ganze Reihe von verschiedenenErzsorten

das wären:

• Magneteisenstein oder Magneterz (Fe3O4) zeichnet sich durch hohen Eisengehalt von 60% bis 70 % aus
• kommt besonders in großen Lagern in  USA vor

und

• Roteisenstein oder Hämatiterz (Fe2O3) besitzt ein Eisengehalt 40% bis 60%
• größte lager findet man in Brasilien