6 Schritte des modernen Stahlherstellungsprozesses

6 Schritte des modernen Stahlherstellungsprozesses

Die Methoden der Stahlherstellung haben sich seit Beginn der industriellen Produktion im späten 19. Jahrhundert massiv weiterentwickelt

Die modernen Methoden beschäftigen sich jedoch immer noch mit denselben Voraussetzungen wie der Bessemer Prozess: nämlich wie man Sauerstoff am effizientesten nutzen kann um den Karbongehalt des Eisens zu verringern.

Die moderne Stahlherstellung lässt sich in sechs Schritt gliedern:

1. Eisenherstellung:

In einem ersten Schritt werden die Rohmaterialien Eisenerz, Kohle und Kalk in einem Hochofen geschmolzen. Das daraus entstehende geschmolzene Eisen – welches auch „Roheisen“ genannt wird – enthält immer noch 4 – 4,5 % Karbon und andere Verunreinigungen, welche es brüchig machen…

2. Primäre Stahlerzeugung:

Es gibt zwei primäre Stahlerzeugungsmethoden: BOS und EAF Methode. Bei der BOS Methode wird recycelter Stahlschrott in einem Konverter zu dem geschmolzenen Eisen gegeben. Sauerstoff wird bei hohen Temperaturen durch das Metall geblasen, was den Karbongehalt um 0 – 1,5 % senkt. Im Gegensatz dazu wird bei der EAF Methode recycelter Stahlschrott durch die Nutzung starker Lichtbögen hinzugefügt (die Temperaturen betragen bis zu 1650°C) um das Metall zu schmelzen und es in hochwertigen Stahl umzuwandeln.

3. Sekundäre Stahlerzeugung

Sekundäre Stahlerzeugung beinhaltet die Verarbeitung des geschmolzenen Stahls, welcher sowohl durch BOS als auch EAF Methoden erzeugt wurde, und die Veränderung der Stahlzusammensetzung. Dies wird durch das Hinzufügen bzw. Eliminieren bestimmter Elemente und/oder Temperaturveränderungen und Veränderungen der Produktionsumgebung bewirkt. Je nachdem welche Stahlart benötigt wird, können die folgenden Stahlproduktionsprozesse genutzt werden:

  • Umrühren
  • Pfannenofen
  • Pfanneninjektion
  • Entgasung
  • CAS-OB (Composition Adjustment by Sealed Argon Bubbling with Oxygen Blowing)

4. Stranggießen

In diesem Schritt wird der geschmolzene Stahl in eine gekühlte Form gegossen wodurch ein dünner Stahlmantel entsteht, welcher schließlich erstarrt. Der Mantelstrang wird durch abstützende Rollen entnommen und wird anschließend vollkommen abgekühlt und erstarrt. Der Strang wird dann abhängig von der anschließenden Nutzung in die gewünschte Länge geschnitten: Platten für flache Produkte (Stahlplatte oder -streifen), Balken oder Stahlknüppel für längliche Produkte (Kabel) oder dünne Streifen.

5. Umformen

Der gewonnene Stahl wird anschließend in verschiedenste Formen umgeformt. Dies geschieht meist durch Warmwalzen, einem Prozess, welcher Mängel beseitigt und erwünschte Form und Oberflächenqualität bewirkt. Warmwalzenprodukte werden unterschieden in Flacherzeugnisse, Langerzeugnisse, nahtlose Rohre und Spezialerzeugnisse.

6. Produktion, Fertigung und Verarbeitung:

Zu Letzt geben weitere Umformungstechniken dem Stahl seine endgültige Form und Eigenschaften.

Diese Techniken beinhalten

  • Formung (Kaltwalze)
  • Verarbeitung (Bohrungen)
  • Verbindungen (Schweißen)
  • Beschichtung (Verzinkung)
  • Hitzebehandlung (Temperieren)
  • Oberflächenbehandlung (Aufkohlung)