Stoffe, Schulbuch

Eisen und Stahl 95 und Silicium, sowie Begleitmetalle wie zB Mangan. Es wird in flüssigem Zustand zum Stahlwerk transportiert. Ein moderner Hochofen produziert etwa 5000 t Roheisen pro Tag. Dazu verbraucht er etwa 2500 t Koks, 7500 t Erz, 1500 t Zuschläge sowie 7 Millionen m 3 Luft. Zusätzlich sind 100000 m 3 Kühlwasser erfor- derlich. Neben dem Roheisen erhält man etwa 2000 t Schlacke und etwa 10 Millionen m 3 Gichtgas. Der Hochofen arbeitet ohne Unterbre- chung ca. 10 Jahre lang. Dann ist die Innenauskleidung abgenützt und eine neue Ausmauerung erforderlich. Vom Roheisen zum Stahl im Konverter oder Elektroofen Zur Stahlherstellung wendet man heute weltweit ein ebenfalls in Österreich entwickeltes Verfahren an, das LD-Verfahren (benannt nach den VOEST-Standorten Linz und Donawitz). Heute werden über 90 % des Stahls aus Roheisen mit dem LD-Verfahren produziert. Um Stahl zu erzeugen, muss man den Kohlenstoffgehalt des Eisens reduzieren. Bei der Stahlerzeugung wird der Kohlenstoff des Roheisens ver- brannt. Dabei verbrennen auch die unerwünschten Begleitstoffe Schwefel, Phosphor und Silicium. Im LD-Verfahren wird zur Verbren- nung reiner Sauerstoff verwendet. Das flüssige Roheisen kommt in einen großen Konverter , dazu werden etwa 25 % Schrott gegeben (Kühlung und Alteisenverwertung). Dann bläst man reinen Sauerstoff auf das Roheisen. Das Aufblasen von Sauerstoff wird so lange fort- gesetzt, bis der Kohlenstoffgehalt des Stahls zwischen 0,5 und 1,7 % liegt. Das LD-Verfahren liefert sehr hochwertigen Stahl. Elektrostahl wird zu einem großen Teil aus Schrott erzeugt. Da der Schrott schon aus Stahl besteht, muss er nur noch in elektrischen Schmelzöfen eingeschmolzen werden. Ob Elektrostahl oder die Her- stellung über Hochofen und LD-Verfahren billiger ist, hängt vom Schrottpreis ab. Stahl verwendet man im Maschinenbau, als Baustahl im Beton, als Blech für Auto- und Schiffsbau und als Stahlguss für große Maschi- nenteile. Die Verwendung ist so vielfältig, dass es kaum einen Bereich des Lebens gibt, in dem nicht Stahlgegenstände verwendet werden. Für höchste Beanspruchungen versetzt man Stahl mit Legierungs- metallen. Solchen Stahl nennt man Edelstahl . Er muss nicht Kohlen- stoff enthalten. Chrom macht den Stahl hart, Nickel rostfrei, Mangan verschleißfest und Vanadium ist besonders für Werkzeuge als Legie- rungsmetall geeignet. Natürlich ist Edelstahl um vieles teurer als normaler Stahl. Am bekanntesten ist Chromnickelstahl. Er wird unter dem Namen Nirosta für Kochtöpfe, Kücheneinrichtungen und Gär- tanks für Wein eingesetzt. Er ist rostfrei und unverwüstlich. Abb. 95.2: Elektrostahl-Verfahren Abb. 95.1: LD-Verfahren Schlacke abgießen Stahl abgießen Blasen Füllen Roheisen Schrott Konverter Sauerstoff Rohstahl Schlacke Füllen Schmelzen Schlacke abgießen Rohstahl abgießen Roheisen SCHROTT Kohle- Elektroden ROHSTAHL oder EDELSTAHL Schlacke Abb. 95.3: Verschiedene Edelstähle Stahlsorte Legierungs- bestandteile Verwendungs- zweck Nickelstahl Stahl + Ni Wannen, Gefäße Chrom-Nickel-Stahl Eigenschaften rostfrei Stahl + Ni + Cr rostfrei, hart Werkzeug “ Nirosta” Chrom-Vanadium-Stahl Stahl + V + Cr rostfrei, hart Werkzeug Molybdän-Stahl Stahl + Mo hitzefest “ Schnelldrehstahl” Bohrer Schneidwerkzeuge Mangan-Stahl Titan-Stahl Stahl + Mn Stahl + Ti sehr hart hohe Festigkeit Rüstungsgüter Maschinen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv