Stahl Herstellung Infos und Erklärung

Wie Stahl hergestellt wird 

StahlherstellungStahl wird hauptsächlich mit einem von zwei Verfahren hergestellt: Hochofen oder Elektrolichtbogenofen. Der Hochofen ist der erste Schritt zur Stahlerzeugung aus Eisenoxiden. Die ersten Hochöfen entstanden im 14. Jahrhundert und produzierten eine Tonne pro Tag. Obwohl die Ausrüstung verbessert und höhere Produktionsraten erreicht werden können, bleiben die Prozesse im Hochofen gleich. Der Hochofen verwendet Koks, Eisenerz und Kalkstein zur Herstellung von Roheisen.

Kohle ist ein wichtiger Bestandteil des Koksherstellungsprozesses. Die Kohle wird zerkleinert und zu einem Pulver gemahlen und dann in einen Ofen gefüllt, wo sie in Abwesenheit von Sauerstoff auf ungefähr 1800 °F erhitzt wird. Beim Aufheizen des Ofens beginnt die Kohle zu schmelzen, sodass die meisten flüchtigen Stoffe wie Öl, Teer, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel entfernt werden. Die gekochte Kohle, Koks genannt, wird nach 18 bis 24 Stunden Reaktionszeit aus dem Ofen genommen. Der Koks wird gekühlt und in Stücke von einem Zoll bis vier Zoll gesiebt. Der Koks ist ein poröses, hartes schwarzes Gestein aus konzentriertem Kohlenstoff (enthält 90 bis 93 Prozent Kohlenstoff), das etwas Asche und Schwefel enthält, aber im Vergleich zu Rohkohle sehr stark ist. Die starken Koksstücke mit hohem Energiewert sorgen für Durchlässigkeit, Wärme und Gase, die zum Reduzieren und Schmelzen von Eisenerz, Pellets und Sinter erforderlich sind.

Die ersten Elektrolichtbogenöfen (EAFs) erschienen Ende des 19. Jahrhunderts. Der Einsatz von EAFs hat zugenommen und macht nun fast 2/3 der Stahlproduktion in den Vereinigten Staaten aus. Der EAF unterscheidet sich vom Hochofen dadurch, dass er Stahl erzeugt, indem ein elektrischer Strom verwendet wird, um Stahlschrott und/oder direkt reduziertes Eisen zu schmelzen. Das EAF verwendet Stahlschrott und Strom, um geschmolzenen Stahl herzustellen.

Geschichte der Stahlherstellung

Bereits vor 6.000 Jahren verwendeten frühe Zivilisationen Eisenerz, das in Meteoriten gefunden wurde, um primitive Werkzeuge zu bauen. Die ersten Eisenöfen entstanden um 1400 v. Dies waren sehr einfache runde Feuerstellen, in denen Eisenerz und Holzkohle auf sehr hohe Temperaturen erhitzt wurden. Durch das Wiedererhitzen könnten die Eisenarbeiter das Metall hämmern, um Verunreinigungen zu entfernen und die Härte zu erhöhen. Es wurde erkannt, dass durch das Heißmachen von hochwertigem Eisen und das Hinzufügen einiger anderer metallischer Elemente ein noch stärkeres Material hergestellt werden kann.

Bereits 300 v. Chr. wurde in Ostafrika und Indien in kleinen Mengen Rohstahl hergestellt. Die Europäer und Chinesen entwickelten einige hundert Jahre später Verfahren zur Stahlerzeugung. Die industrielle Revolution hatte einen großen Einfluss auf die Stahlnachfrage für Maschinen, Eisenbahnen und andere ehrgeizige Industrieprojekte, und im Jahr 1855 meldete Henry Bessemer sein Verfahren zum Patentieren von Gusseisen an, indem er Luft in das flüssige Metall einführte, um Kohlenstoff zu entfernen .

Die Geschichte des Bessemer-Stahlherstellungsverfahrens ist ein klassisches Beispiel für den militärischen Impuls für die technologische Entwicklung. Während des Krimkrieges erfand Bessemer eine neue Art von Artilleriegranate. Die Generäle berichteten, dass die damaligen gusseisernen Kanonen nicht stark genug waren, um mit den Kräften der stärkeren Granate fertig zu werden, also entwickelte Bessemer sein verbessertes Eisenschmelzverfahren, das große Mengen an hochwertigem Stahl produzierte. Moderner Stahl wird immer noch mit einer Technologie hergestellt, die auf dem Bessemer-Verfahren basiert.

Moderne Prozesse

Moderne Stahlherstellungsverfahren lassen sich in zwei Kategorien einteilen: primäre und sekundäre.

Die primäre Stahlerzeugung umfasst die Umwandlung von flüssigem Eisen aus einem Hochofen und Stahlschrott in Stahl über die grundlegende Sauerstoffstahlerzeugung oder das Schmelzen von Stahlschrott oder direktreduziertem Eisen (DRI) in einem Elektrolichtbogenofen.

Bei der Sekundärstahlerzeugung wird der Rohstahl vor dem Gießen veredelt und die verschiedenen Arbeitsgänge werden normalerweise in Pfannen durchgeführt. In der Sekundärmetallurgie werden Legierungsstoffe zugesetzt, im Stahl gelöste Gase abgesenkt und Einschlüsse entfernt oder chemisch verändert, um nach dem Gießen qualitativ hochwertigen Stahl zu erzeugen.

Welding Steel Man Working Work  - roxanawilliams1920 / Pixabay

Beispiele

Stahlsorten

Weltweit gibt es mehrere tausend veröffentlichte, registrierte oder standardisierte Stahlsorten, die alle unterschiedliche chemische Zusammensetzungen aufweisen, und in mehreren Ländern wurden spezielle Nummernsysteme entwickelt, um die große Zahl von Legierungen zu klassifizieren. Darüber hinaus stehen dem Stahlanwender durch die unterschiedlichen möglichen Wärmebehandlungen, Gefüge, Kaltumformbedingungen, Formen und Oberflächen eine enorme Vielfalt an Möglichkeiten zur Verfügung. Glücklicherweise können Stähle entsprechend ihrer chemischen Zusammensetzung, Anwendung, Form und Oberflächenbeschaffenheit einigermaßen gut in einige große Gruppen eingeteilt werden.

Scaffold Structure Metal Sky  - fietzfotos / Pixabay

 

 

Previous Post
Girl Dress Measuring Tape Concept  - rafifalhashmi / Pixabay
Gesundheit

L-Carnitin Infos und Erklärung

Next Post
Leaves Cannabis Plant Herbal  - Erin_Hinterland / Pixabay
Gesundheit

Cannabidiol Infos und Erklärung