Mechanik

Stahl ist eine Legierung aus Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 2 %. Die Stahlproduktion ist einer der wichtigsten Industriezweige weltweit und bildet die Grundlage für Bauwesen, Maschinenbau, Automobilindustrie und viele weitere Bereiche. Der Prozess umfasst mehrere Schritte von der Erzgewinnung bis zum fertigen Produkt.

•    Inhaltsverzeichnis
  1. Rohstoffe
  2. Primärmetallurgie – Hochofenprozess
  3. Sekundärmetallurgie – Stahlherstellung
  4. Legierungen und Eigenschaften
  5. Weiterverarbeitung
  6. Umwelt und Nachhaltigkeit
  7. Globale Bedeutung
  8.  Videos
  9. Weiterführende Quellen

Rohstoffe

Die wichtigsten Ausgangsstoffe sind:

• Eisenerz: Hauptquelle für Eisen, meist Hämatit oder Magnetit.
• Kohle/Koks: Dient als Reduktionsmittel und Energieträger im Hochofen.
• Kalkstein: Bindet Verunreinigungen und bildet Schlacke.
• Schrott: Wird zunehmend als Rohstoff im Elektroofen genutzt.

Primärmetallurgie – Hochofenprozess

Im Hochofen wird Eisenerz mit Koks und Zuschlägen reduziert:

• Das Erz wird durch Kohlenmonoxid zu Roheisen reduziert.
• Das Roheisen enthält 3–4 % Kohlenstoff sowie Schwefel und Phosphor.
• Die Schlacke bindet unerwünschte Bestandteile und wird abgetrennt.

Sekundärmetallurgie – Stahlherstellung

Das Roheisen wird in Konvertern oder Elektroofen zu Stahl verarbeitet:

• Konverterverfahren (LD-Verfahren): Sauerstoff wird eingeblasen, Kohlenstoff oxidiert zu CO/CO₂, Verunreinigungen werden entfernt.
• Elektroofen: Schrott wird mit elektrischem Strom
  Strom

  Der elektrischen Strom ist der Fluss von Elektronen durch einen Leiter.

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  geschmolzen, Legierungselemente werden gezielt zugesetzt.

Legierungen und Eigenschaften

Durch Zugabe von Legierungselementen entstehen verschiedene Stahlsorten:

• Chrom und Nickel: Rostfreie Stähle.
• Mangan: Erhöht Festigkeit und Zähigkeit.
• Silizium: Verbessert elektrische Eigenschaften.

Weiterverarbeitung

Der Rohstahl wird gegossen (Strangguss oder Blockguss) und anschließend durch Walzen, Schmieden oder Ziehen weiterverarbeitet. So entstehen Bleche, Profile, Drähte und andere Halbzeuge.

Umwelt und Nachhaltigkeit

Die Stahlproduktion ist energieintensiv und verursacht hohe CO₂-Emissionen. Moderne Ansätze sind:

• Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel (Direktreduktion).
• Verstärkter Einsatz von Schrott im Elektroofen.
• Effizienzsteigerung durch digitale Prozesskontrolle.

Globale Bedeutung

China ist mit über 1 Milliarde Tonnen pro Jahr der größte Stahlproduzent. Europa und die USA setzen zunehmend auf Elektrostahlwerke und Recycling. Stahl bleibt ein unverzichtbarer Werkstoff für Infrastruktur, Energie und Mobilität.

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