Stahl

4.1

Sauerstoffblas- oder Oxygenstahlverfahren

Etwa 70 Prozent des in Deutschland produzierten Stahles werden nach dem Sauerstoffblas- oder Oxygenstahlverfahren hergestellt. Hier wird durch ein Düsenrohr (Sauerstofflanze) Sauerstoff mit Überdruck auf die flüssige Metallmischung im Konverter geblasen. Mit dem Linz-Donawitz-Verfahren (LD-Verfahren) genannten Verfahren wird vor allem phosphorarmes Roheisen verarbeitet. Das Aufblasen dauert meist etwa 20 Minuten, wobei sich die Mischung von rund 1 150 auf 1 650 °C erwärmt. Zu Kühlzwecken wird Schrott beigemischt. Hinzu kommen noch, abhängig von den Beimengungen im Roheisen, Schlacke bildende Zuschläge. Phosphorreicheres Roheisen verarbeitet man nach dem Linz-Donawitz-Arbed-Centre-National-Verfahren (LDAC-Verfahren). Hier wird zur effektiveren Beseitigung der Phosphorbeimengungen in einem zweiten Aufblasprozess nach dem Schlackenabguss mit dem Sauerstoff Staubkalk aufgeblasen.

4.2

Elektrostahlverfahren

In Deutschland werden etwa 30 Prozent des erzeugten Stahles nach dem Elektrostahlverfahren hergestellt. Bei dieser Produktionsvariante wird der Stahl aus Stahlschrott in elektrischen Lichtbogen- oder Induktionsöfen erschmolzen (Elektroofen). Im Lichtbogenofen bildet sich zwischen zwei Elektroden, der Metallschmelze und dem Kohlestab darüber, ein Lichtbogen, der gleichzeitig die Wärmequelle ist. Im Induktionsofen wird die Wärme in einer Spule erzeugt. Das Elektrostahlverfahren eignet sich besonders gut zur Herstellung von Edelstahl und anderem hochlegierten Stahl.

5

Fertigstellung

Stahl wird in vielen Größen und Formen gehandelt, etwa als Stangen, Rohre, Stahlplatten, Stahlbleche und Doppel-T-Träger. Diese Formen werden u. a. in Walzwerken hergestellt, indem man beispielsweise heiße Barren walzt oder anderweitig in die gewünschte Form bringt. Bei der Bearbeitung des Stahles verbessert sich auch dessen Qualität, weil die kristalline Struktur feiner und das Metall fester wird.

Das Grundverfahren zur Stahlbearbeitung ist das Heißwalzen. Dabei wird der Gussbarren zuerst in einem Ofen bis zur Rotglut gebracht und dann zwischen Metallwalzen hindurchgeführt, die ihn in die gewünschte Größe und Form bringen. Im Gegensatz zum Heißwalzen wird beim Kaltwalzen das Werkstück nicht vorher erwärmt. Kaltwalzen wird insbesondere bei der so genannten Kaltformung, etwa beim Auswalzen dünner Stahlbleche, angewandt.

6

Weißblech

Das mit Abstand wichtigste beschichtete Produkt ist Weißblech für Konservendosen. Weißblech besteht zu über 99 Prozent aus Stahl, der in einem galvanischen Verfahren eine Zinnbeschichtung erhält. Dabei benutzt man eine Elektrode aus reinem Zinn als Anode und eine Mischung (u. a. mit Hydroxostannat, einer Zinnverbindung) als Elektrolyt. Das Stahlblech wird langsam von der Rolle abgewickelt und durch die chemische Lösung geführt. Gleichzeitig wird eine elektrische Spannung angelegt, wodurch sich die Zinnanode langsam auflöst und sich als elementares Zinn auf dem Stahl ablagert. Beim elektrolytischen Verfahren reicht ein Kilogramm Zinn zur Beschichtung von etwa 50 Quadratmeter Stahlblech. Zur Herstellung von Dünnblech wird das Blech ein zweites Mal kaltgewalzt, bevor es mit Zinn beschichtet wird. Dadurch wird es besonders dünn und fest. Dosen aus Dünnblech sind genauso stabil wie gewöhnliche Blechdosen, enthalten aber weniger Stahl, wodurch Gewicht und Kosten eingespart werden. Leichte Verpackungen werden auch aus verzinnter Stahlfolie hergestellt. Andere Verfahren der Stahlverarbeitung sind z. B. das Schmieden und Gießen.

7

Klassifizierung von Stahl

Stahl wird je nach Zusammensetzung, Herstellungsverfahren, Verwendungszweck oder nach Gefügeaufbau in zahlreiche Sorten unterteilt. Für die Unterscheidung gibt es sowohl internationale als auch nationale Standards, z. B. in Deutschland die DIN-Normen. Allein die Bezeichnung Edelstahl kann sich auf unlegierte oder auf legierte Stähle, ferner auf nicht rostende, harte oder auch auf hitzebeständige Stähle beziehen. Im Folgenden werden ausgewählte Stahlsorten beschrieben.