Stahlherstellung: LD-Konverter, Elektroofen und Gussverfahren

Schlacke und Roheisen werden in einem LD-Konverter zur Herstellung von Stahlblöcken verarbeitet. Um diesen Ringofen zirkuliert Wind, der als Heißluft zugeführt wird.

Der Betrieb des LD-Konverters

Der Ofen wird geneigt, um Zuschlagstoffe (Flussmittel) und gelegentlich Gussschrott einzufüllen. Anschließend wird er in die vertikale Position gebracht und eine Sauerstofflanze abgesenkt, um Sauerstoff in das flüssige Metall zu injizieren. Dabei werden Verunreinigungen verbrannt. Danach wird der Ofen erneut geneigt, um die Schlacke zu entfernen. Der fertige Stahl wird in eine Pfanne gegossen, wobei Legierungen und Kohlenstoff hinzugefügt werden.

Stahlherstellung im Elektrolichtbogenofen

Um Stahlschrott in neuen Stahl umzuwandeln, wird ein Elektrolichtbogenofen (E-Herd) verwendet. Die wichtigsten Bestandteile sind:

• Elektrischer Transformator: Er transformiert Wechselstrom und passt die Spannung (ca. 900V) an.
• Elektrodenarme: Diese bewegen die Elektroden zum Schrott hin oder von ihm weg, um den Lichtbogen zu erzeugen.
• Portal mit Hydraulikarmen: Dient zum Abheben und Schwenken des Deckels, um Schrott, Legierungen und Flussmittel einzufüllen.
• Gekühlte Abgasführung: Leitet Rauchgase zu einem Filter, um Partikel abzutrennen.
• Oszillierende Struktur: Ermöglicht das Kippen des Ofens, um Schlacke zu entfernen und den flüssigen Stahl abzustechen.

Wichtigste Eigenschaften des Elektroofens

• Die Kapazität eines Ofens beträgt etwa 100 Tonnen.
• Der Innenraum ist mit feuerfesten Ziegeln ausgekleidet.
• Ein Schmelzvorgang (Charge) dauert ca. 50 Minuten.

Ablauf der Stahlgewinnung im Elektroofen

1. Der Deckel wird entfernt, Schrott eingefüllt und der Ofen wieder geschlossen.
2. Die Elektroden werden an den Schrott herangeführt, um einen Lichtbogen zu zünden und das Material zu schmelzen.
3. Sobald der Schrott geschmolzen ist, wird Sauerstoff injiziert, um unerwünschte Elemente zu eliminieren.
4. Der Ofen wird geneigt, um die Schlacke zu entfernen. Danach werden Kohlenstoff und Eisenlegierungen hinzugefügt und bis zur vollständigen Lösung erhitzt.
5. Schließlich wird der Ofen gekippt und der Stahl in eine Pfanne gegossen.

Verfahren des Stahlgusses und Walzens

Konventioneller Stahlguss: Der flüssige Stahl wird in Formen gegossen, um die gewünschte Form des Werkstücks zu erhalten. Nach dem Abkühlen wird das Teil entnommen.

Strangguss: Hierbei wird der flüssige Stahl kontinuierlich durch eine bodenlose, gekühlte Form gegossen.

Formguss: Eisenprodukte werden in spezielle Formen gegossen und kontrolliert abgekühlt.

Das Walzen (Laminierung): Das Material wird zwischen zwei Walzen hindurchgeführt, die sich mit gleicher Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Richtung drehen. Dadurch wird das Material dünner und länger geformt.

Klassifizierung von Nichteisenmetallen

Schwermetalle: Die Dichte ist größer oder gleich 5 kg/dm³ (z. B. Zinn, Kupfer, Zink, Blei, Chrom, Nickel und Wolfram).

Leichtmetalle: Die Dichte liegt zwischen 2 und 5 kg/dm³ (z. B. Aluminium und Titan).

Ultraleichtmetalle: Die Dichte ist geringer als 2 kg/dm³ (z. B. Magnesium und Beryllium).