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Stahlerzeugungsverfahren, Frischen

WebinarTerminankündigung aus unserem Online-Kurs Thermodynamik:
 Am 13.12.2016 (ab 16:00 Uhr) findet unser nächstes Webinar statt.
Gratis-Webinar (Thermodynamik) Innere Energie, Wärme, Arbeit
- Innerhalb dieses 60-minütigen Webinares wird der 1. Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene Systeme behandelt und auf die innere Energie, Wärme und Arbeit eingegangen.
[weitere Informationen] [Terminübersicht]

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 erzeugt werden bei einer Temperatur von bis zu 3000 °C. Bei diesen Temperaturen verbrennen Kohlenstoff und weitere unerwünschte Bestandteile fast vollständig. Der gesamte Vorgang dauert bis zu 50 Minuten und beim Abstich des fertigen Stahls liegt eine Temperatur von immerhin noch 1600 °C vor.

Merke

Das 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.

Lichtbogenverfahren
Lichtbogenverfahren

Merke

In 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 vergossen werden und erhält somit seine feste Form. Dabei hat sich im Zeitverlauf das Stranggießen, also das Gießen eines endlosen Strangs, gegenüber dem Kokillenguss durchgesetzt.

Merke

Häufig wird der Strang nach einer bestimmten Länge geschnitten und in Form einer Bramme zum nächsten Arbeitsschritt weitergeleitet.
Kürzlich erzeugte Bramme
Kürzlich erzeugte Bramme

Dort erfolgt die Weiterverarbeitung des Stahls durch Walzen. Diese erzeugen in mehreren Durchgängen beispielsweise Bleche, die anschließend in der Automobilindustrie weiterverwendet werden.

In der nächsten Abbildung sehen Sie eine Übersicht der bisher erfolgten Prozessschritte vom Erz bis hin zum Stahl, welcher entweder in unberuhigter oder beruhigter Form vorliegt.

Prozesschritte

Prozessschritte
Prozessschritte
Lückentext
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Beim Elektrolichtbogenverfahren entsteht die Prozesswärme durch elektrischen Strom. Es wird ein Lichtbogen erzeugt, der zwischen einer und dem Schrott entsteht und dabei Temperaturen von bis zu °C gewährleistet. Gegenüber dem Sauerstoffblas-Verfahren besitzt das Elektrolichtbogenverfahren den Vorteil, dass die Wahl der weitgehend frei ist. So können sowohl Schrott, Eisenschwamm als auch Roheisen und Mischung aus diesen Bestandteilen als Eingangsstoffe gewählt werden.
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Vorstellung des Online-Kurses FertigungslehreFertigungslehre
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  • Fertigungslehre: Überblick
    • Einleitung zu Fertigungslehre: Überblick
  • Einstieg in die Fertigungslehre
    • Einleitung zu Einstieg in die Fertigungslehre
    • Einführung in die Fertigungslehre
    • Ausgangssituation
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    • Gießen als Verfahren des Urformens
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    • Verfahrensstufen der Gießereitechnologie
      • Einleitung zu Verfahrensstufen der Gießereitechnologie
      • Verfahrensstufe 1: Konstruktion und Formgebung
        • Einleitung zu Verfahrensstufe 1: Konstruktion und Formgebung
        • Dauerformen und Dauermodell
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          • Einleitung zu Formverfahren
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      • Verfahrensstufe 2: Schmelzen, Gießen, Erstarren und Entformen
        • Einleitung zu Verfahrensstufe 2: Schmelzen, Gießen, Erstarren und Entformen
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      • Einleitung zu Verfahren zur Gewinnung von Metallen
      • Roheisengewinnung
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