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Fertigungslehre

Stahlerzeugungsverfahren, Frischen

Die Stahlerzeugung ist eine Technologie, die einem ständigen Wandel unterzogen ist. Viele Frischverfahren wie das Siemens-Martin-Verfahren oder das Thomasverfahren besitzen heute keine Bedeutung mehr und wurden durch moderne Verfahren wie dem Sauerstoffblasverfahren oder dem Elektrolichtbogen-Verfahren substituiert, die einen hohen Schrottanteil verarbeiten können.

Sauerstoffblassverfahren: Verarbeitung von Roheisen und Schrott

Man unterscheidet diese Verfahren nach der Art der Sauerstoffzufuhr, die man als Blasen bezeichnet. In den als Konverter bezeichneten Gefäßen können mit jeder Schmelze bis zu 400 t Stahl bei einer Temperatur von bis zu 3000 °C erzeugt werden. Bei diesen Temperaturen verbrennen Kohlenstoff und weitere unerwünschte Bestandteile fast vollständig. Der gesamte Vorgang dauert bis zu 50 Minuten. Beim Abstich des fertigen Stahls liegt eine Temperatur von immerhin noch 1600 °C vor.

Merke

Hier klicken zum AusklappenDas Sauerstoffblasverfahren ist auch unter dem Namen Linz-Donawitz-Verfahren (LD-Verfahren) bekannt.
Sauerstoffblasverfahren
Sauerstoffblasverfahren

Elektrolichtbogen-Verfahren: Verarbeitung von Schrott und Eisenschwamm

Bei diesem Verfahren entsteht die Prozesswärme durch elektrischen Strom. Es wird ein Lichtbogen erzeugt, der zwischen einer Graphitelektrode und dem Schrott entsteht und dabei Temperaturen von bis zu 3600 °C gewährleistet. Gegenüber dem Sauerstoffblasverfahren besitzt das Elektrolichtbogen-Verfahren den Vorteil, dass die Wahl der Eingangsstoffe weitgehend frei ist. So können sowohl Schrott, Eisenschwamm als auch Roheisen und eine Mischung aus diesen Bestandteilen als Eingangsstoffe gewählt werden. Die neueste Generation dieser Öfen erlaubt in einem Zeitraum von ca. 90 Minuten bis zu 350 t Stahl zu erzeugen.

Induktionsofen
Lichtbogenverfahren

Merke

Hier klicken zum AusklappenIn der jüngeren Zeit wurde den beiden obigen genannten Verfahren eine anschließende Verfahrensstufe nachgeschaltet, die Sekundärmetallurgie, mit der noch höher qualitative Stahlsorten hergestellt werden können.

Sind diese Vorgänge abgeschlossen, so kann der noch flüssige Stahl in einem Hüttenwerk gegossen werden und erhält somit seine feste Form. Dabei hat sich im Verlauf der Zeit das Stranggießen, also das Gießen eines endlosen Strangs, gegenüber dem Kokillenguss durchgesetzt.

Merke

Hier klicken zum AusklappenHäufig wird der Strang nach einer bestimmten Länge abgeschnitten und in Form einer Bramme zum nächsten Arbeitsschritt weitergeleitet.
Kürzlich erzeugte Bramme
kürzlich erzeugte Bramme

Der nächste Arbeitsschritt ist die Weiterverarbeitung des Stahls durch Walzen. Walzen erzeugen in mehreren Durchgängen beispielsweise Bleche, die anschließend in der Automobilindustrie weiterverwendet werden.

In der nächsten Abbildung siehst du eine Übersicht der bisher erfolgten Prozessschritte vom Erz bis hin zum Stahl, welcher am Ende der Prozesskette je nach gewünschtem Einsatzzweck entweder in unberuhigter oder beruhigter Form vorliegt.

Prozesschritte

Prozessschritte
Prozessschritte