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Fertigungslehre - Roheisengewinnung

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Fertigungslehre

Roheisengewinnung

Stahl wird aus Eisen gewonnen, welches in der Natur nur als Erz in Verbindung mit anderen chemischen Stoffen vorliegt. Als Eisenerze bezeichnet man Oxide, also Eisen-Sauerstoff-Verbindungen, die mit verschiedenen Begleitelementen versetzt sind. Um Eisen gewinnen zu können müssen diese Verbindungen aufgelöst werden. Bei dem als Reduktion bekannten Verfahren wird mithilfe eines geeigneten Reduktionsmittel, wie Koks, Kohle, Wasserstoff oder Kohlegas der Sauerstoff der Erze gebunden. Die anderen unerwünschten Begleitelemente werden in einer Schlacke gebunden. Grundvoraussetzung für eine Reduktion ist Wärme, weshalb dieser Prozess normalerweise in Hochöfen stattfindet. Der Hochofen ist ein kontinuierlich arbeitender Schachtofen, mit dem je nach Größe bis zu 11.000 t Roheisen am Tag gewonnen werden können.

Vorgänge in einem Hochofen

  • Oben im Schacht werden die Einsatzstoffe getrocknet und vorgewärmt.

  • Auf dem Weg nach unten beginnt die Reduktion mit der Auflösung der Eisen-Sauerstoff-Verbindungen der Erze. Hierzu verwendet man das unten im Schacht durch die Verbrennung des Kokses entstandene, aufsteigende Gas Kohlenmonoxid.

  • Unten im Schacht reduziert der Koks die restlichen Oxide bei einer Temperatur von bis zu 1600 °C.

  • Das flüssige Roheisen sammelt sich unten im Gestell des Hochofens und oben auf schwimmt die leichtere flüssige Schlacke.

  • Beides kann an entsprechenden Abstichstellen in regelmäßigen Abständen abfließen. Nach jedem Abstich wird das Loch wieder verschlossen.

  • Das gewonnene Roheisen hat normalerweise ein Kohlenstoffgehalt von 3-4 %.

Merke

Bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts war das Ruhrgebiet eine der wichtigsten Produzenten von Eisenprodukten. Im Rahmen der Globalisierung und infolge des Zechensterbens wird heutzutage nur noch wenig Eisen oder Stahl im Ruhrgebiet erzeugt.

Roheisenschmelze im Tiegel

Roheisenschmelze im Tiegel
Roheisenschmelze im Tiegel