Eisen

    Aus WISSEN-digital.de

    chemisches Element (Zeichen Fe), Ordnungszahl 26, Atommasse 55,84 g. Das am weitesten verbreitete Metall; sehr weich, silberweiß, an der Luft leicht oxidierend (rostend). Schmelzpunkt 1 535 °C. Vorkommen: vorherrschend im Erdkern und in den Meteoriten; in der Erdrinde ca. 4,2 %. Eisenerze: Magnetit (Fe3O4), Hämatit (Fe2O3), Brauneisenstein (Fe2O3H2O), Siderit (FeCO3), Eisenkies (FeS2) in Kohle und Schiefer eingesprengt.

    Bei Verwitterung der Gesteine gelangen Eisenverbindungen in Boden und Grundwasser; Aufnahme durch Pflanzen und Tiere. Pflanzen brauchen Eisen besonders zur Bildung von Chlorophyll; in Mensch und Tier ist Eisen wichtiger Bestandteil des Blutes (Sauerstoffüberträger).

    Gewinnung von Roheisen im Hochofen

    Ausgangsprodukte sind oxidiertes Eisenerz, Zuschläge (hauptsächlich Kalkstein) und Koks (alles zusammen "Möller"). Diese werden an der Schachtöffnung lagenweise aufgegeben. Angesaugte Kaltluft wird in drei bis vier Winderhitzern bis auf 1 350 °C vorgewärmt und zusammen mit Hilfsbrennstoffen wie Erdgas oder Koksgas in den Ofen eingeblasen. Dieser Heißwind durchwandert die Beschickung des Ofens und verbrennt den Koks zu Kohlendioxid. Durch den im Überschuss vorhandenen Koks wird Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid regeneriert. Weiter unten im Hochofen läuft die wichtige indirekte Reduktion ab. Dabei entzieht das Kohlenmonoxid dem Erz den Sauerstoff und reduziert es zu niederen Oxiden und schließlich auch zu Eisen, das sich im heißesten inneren Teil in flüssiger Form ansammelt. Auf dieser Schmelze schwimmt die so genannte Schlacke, die sich aus der im Erz vorhandenen Gangart gebildet hat. Das Roheisen mit einer Temperatur von 1 390-1 500 °C wird in fahrbare Pfannen abgestochen und flüssig zu den Stahlwerken transportiert. Die Schlacke läuft ebenfalls in fahrbare Pfannen und erstarrt in Schlackenbetten. Zur Herstellung von 1 t Roheisen sind ca. 500-1 000 kg Erz notwendig, abhängig von dessen Beschaffenheit.

    Geschichte

    Die Methoden der Eisengewinnung und -verarbeitung blieben mehr als zwei Jahrtausende lang fast unverändert, als Schmelzmittel diente ausschließlich Holzkohle. Gusseisen kam erst im 14. Jh. in Gebrauch (bis dahin nur Schmiedeeisen). Die bei Beginn der Neuzeit noch schwach entwickelte Eisenindustrie Europas war von der Wasserkraft abhängig und daher weit verstreut. Erst das 18. und 19. Jh. brachten jene gewaltigen Fortschritte in der Eisenverhüttung (mit Steinkohle bzw. Koks statt Holzkohle), die die Grundvoraussetzungen für die industrielle Revolution und das Maschinenzeitalter waren. Voran ging England, wo 1735 der erste (Koks-)Hochofen angeblasen wurde; weitere technische Neuerungen. Die Eisenindustrie entwickelte sich zur typischen Standortindustrie mit Schwerpunkten, wie sie sich aus den Fundorten bzw. billigsten Transportmöglichkeiten von Eisenerzen und Kohle ergaben. Die aufkommende "Schwerindustrie" bestimmte die Wirtschaftskraft, das Rüstungspotenzial und die politische Macht der Staaten und führte zu bis dahin in diesem Ausmaß nicht gekannten wirtschaftlichen Machtballungen. Die Eisen erzeugende Industrie zählt zu den so genannten Schlüsselindustrien.

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