4.

Stahlerzeugung

Bei der Gewinnung von Stahl aus Roheisen werden in erster Linie die im Roheisen enthaltenen unerwünschten Begleitstoffe beseitigt, vor allem Kohlenstoff, Mangan, Silicium, Phosphor und Schwefel. Roheisen ist aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts spröde und erweicht beim Erhitzen nicht allmählich, sondern schlagartig. Deshalb steht die Entkohlung des Roheisens bis zum Kohlenstoffgehalt des Stahles (Frischen) im Vordergrund. Die heute gängige Methode ist das Sauerstoffblas- oder Oxygenverfahren. Stahl aus Stahlschrott, also recycelter Stahl, wird nach dem Elektrostahlverfahren gewonnen. 2005 lag der Anteil des recycelten Stahles an der Gesamtmenge erzeugten Stahles weltweit bei über 30 Prozent.

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.

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.