Stahl

in Form von Legierungen ein vielseitig einsetzbares Metall hoher Festigkeit und Elastizität. Wichtigstes Legierungselement ist Kohlenstoff (C), der bereits in der Eisenverhüttung in die Schmelze gelangt, und durch verschiedene Verfahren (Frischen) auf unter 1,7 % reduziert wird, um die Eigenschaften von Stahl zu erhalten. Soll der Stahl nichtrostend sein, werden Chrom, Nickel und andere Elemente der Schmelze zugesetzt. Stahl ist schmiedbar, ziehbar, walzbar, gießbar und pressbar und wird zur Herstellung unzähliger Produkte verwendet.

Verfahren

Beim "Windfrischen" wird der Kohlenstoff mit zugeleitetem Sauerstoff zu Kohlendioxid verbrannt. Seit 1855 wurde im Bessemerverfahren (so genannte Bessemerbirne) der Kohlenstoff des Roheisens durch das Einblasen von Luft durch den Konverterboden oxidiert. Dieses Verfahren wird auch als Ausblasverfahren bezeichnet. 1878 entwickelte Thomas die Bessemerbirne weiter (Thomasverfahren), und ermöglichte dadurch die Verarbeitung auch der phosphorhaltigen Eisenerze durch Zugabe von Kalk (Schlackenabfall wird als Thomasmehl (Düngemittel) bezeichnet). Der Stahl wird bei 1 600 °C durch ein Loch abgelassen. Die Schlacke schwimmt oben und wird vorher über den Rand des Konverters abgenommen. Bei den Bodenblasverfahren gibt und gab es zahlreiche Verfahrensvarianten, die aber zum gleichen Ergebnis führen. Mit dem von Friedrich und Wilhelm Siemens und Pierre Martin entwickelten Siemens-Martin-Ofen gelang auch die Verarbeitung von Schrott zu Stahl, 1902 Einführung des Elektroofens. Dieses Verfahren wurde zunehmend durch die letzte Neuerung des Elektrostahlverfahrens ersetzt, bei dem in Lichtbogen- und Induktionsöfen legierter Stahl gewonnen wird.

Geschichte

Im Orient wurde Stahl in geringen Mengen schon früh aus Meteoreisen gewonnen. In Deutschland wird Eisen seit etwa 1000 n.Chr. in Schmelzöfen als teigige Klumpen gewonnen und durch Schmieden weiterverarbeitet. Durch die Einführung des schon in der Antike bekannten Blasebalgs zum Einblasen von Luftsauerstoff und des Hochofens (14. Jahrhundert), der die völlige Verflüssigung des Eisens ermöglicht, konnten größere Mengen mehr oder weniger guten Stahls gewonnen werden. Voraussetzung für die Gewinnung des Eisens und die Weiterverarbeitung zu Stahl war die Gewinnung von Holzkohle die im Siegerland um 1200 n.Chr. durch die so genannte Haubergwirtschaft gewonnen wurde. Dabei wurden zehn- bis zwölfjährige Bäume in Parzellen an den Hängen geschnitten und in Meilern zu Holzkohle verschwelt.