Stahlindustrie
Stahl wird in vielen Industriebereichen verwendet, wie zum Beispiel im Automobilbau, im Bauwesen, in der Verpackungsindustrie oder bei der Herstellung von elektrischen Haushaltgeräten usw. Zur Stahlerzeugung benötigt man Eisenerz, Kohle, Kalk und Eisenlegierungen. Die Jahresproduktion an Stahl weltweit beträgt etwa 700 Milliarden Tonnen.
Wie wird Stahl erzeugt?
Koksherstellung (Kokerei)
Koks entsteht aus Kohle in einem Ofen unter Luftabschluss. Koks ist ein Material, das chemisch praktisch nur aus Kohlenstoff mit geringen Beimengungen von Mineralien besteht. Es wird vor allem als Brennstoff in Hochöfen während der Gewinnung von Roheisen eingesetzt, welches dann zu Stahl weiterverarbeitet wird.
Bei der Koksherstellung werden Gase freigesetzt, wie zum Beispiel, Wasserstoff, Methan, Azetylen, Etylen, und Kohlenstoffoxide.
Hochofen
Hier wird aus dem Eisenerz das Eisen gewonnen. Der Hochofen wird von oben, durch die Gicht, mit Eisenerz und Koks befüllt. Eingeblasene Heißluft mit 1 200 °C bewirkt im Schmelztiegel die Verbrennung des Kokses. Das Resultat reduziert die Eisenoxide (anders gesagt, es entzieht ihnen den Sauerstoff und setzt so das Eisen frei), das Eisen fließt durch den Hochofen und verwandelt sich in Roheisen. Am Austritt unten im Hochofen, schwimmen die Rückstände als Schlacke auf dem Roheisen, sie werden abgetrennt und in anderen Industriezweigen (Zementindustrie ...) weiterverarbeitet.
Die Hochofengase (Gichtgas) werden in Gasleitungen abgeleitet. Dabei muss das Explosionsrisiko gemessen werden (die DREAL empfiehlt hier die Gasdetektion).
Das Frischen
In diesem Schritt werden letzte unerwünschte Elemente wie Phosphor oder Schwefel entfernt.
Stahlaufbereitung im Konverter
In diesem Bearbeitungsschritt wird das Roheisen zu Stahl umgewandelt: Die Roheisenschmelze wird in ein Schmelzbett mit Eisenschrott gegossen, die unerwünschten Anteile ( Schwefelwasserstoff und Ammoniak) der Schmelze werden durch den eingeblasenen Sauerstoff verbrannt, es bildet sich unter Wärmefreisetzung Kohlenstoffmonoxid.
Dadurch erhält man flüssigen Rohstahl, der noch weiterverarbeitet werden muss, um die restlichen Verunreinigungen zu entfernen. Wenn der Kohlenstoffanteil der Schmelze den gewünschten Wert erreicht hat, werden die Legierungselemente zugesetzt, der flüssige Stahl wird dann in eine vorgeheizte Schmelzpfanne gegossen.
Das hier entstehende Abgas enthält 75 % CO und 3 % Wasserstoff.
Strangguss oder Pfannenguss
Der geschmolzene Stahl fließt kontinuierlich in eine Form ohne Boden. Beim Hindurchfließen durch die Form kommt er mit den wassergekühlten Formwänden in Berührung und beginnt fest zu werden. Das zum Strang geformte Metall bewegt sich, geführt von Walzen, weiter und kühlt weiter ab. Am Ausgang wird es verfestigt und auf die gewünschte Länge geschnitten.
Walzwerk
Der Zweck des Walzens besteht darin, einen Werkstoff in eine bestimmte Form zu bringen.