Verarbeitung und Klassifizierung von Eisenlegierungen

Entfernung von Sauerstoff und Legierungen

Entfernung von Sauerstoff, überschüssigem Kohlenstoff und Gusseisenlegierungen. Waschdauer: 30 Minuten. Erhalten werden 300 T Stahl, 120 T Schlacke, 75 T Gase.

Transformation von Eisen (Fe)

Laminierung

Der Stahl wird durch zwei Rollen geführt, die sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen drehen, wodurch der Querschnitt reduziert und eine Verlängerung erzeugt wird. Dies ist einfacher als A + T. Warmwalzen (800–1250 °C) im Vergleich zu Kaltwalzen (bei Raumtemperatur).

Rohrherstellung

• Geschweißt: Die Schweißnaht entsteht an einem Ende.
• Nahtlos: Durch zwei konische Zylinder, wobei der Knüppel gegen einen Dorn bewegt wird, entsteht die Öffnung.

Klassifizierung

Nach chemischer Zusammensetzung (legierte Stähle)

Bezeichnung mit St oder C und einer Zahl (100x % C).

• Schwach legiert: Anteil der sonstigen Bestandteile < 5 %. Beispiel: 145 Cr 6 (14,5 % C und 1,5 % Cr).
• Besonderheiten: Beispiel: X2 CrNi18-9 (0,02 % C, 18 % Cr, 9 % Ni).

Nach Anwendung

Bezeichnung mit F und 4 Zahlen (Serie, Gruppe 2, 3 und 4).

• F1000: Baustähle für allgemeine Zwecke.
• F2: Spezialstähle.
• F3: Edelstahl.
• F5: Werkzeugstähle.
• F8: Für Formen und Gussteile.

Schmelzöfen (für Eisenlegierungen)

Kohlensäurehaltige Eisenlegierungen mit 1,76 % bis 6,67 % C und anderen Komponenten.

Typen

• Erste Schmelze (weiß): Erhältlich aus dem Hochofen, 2,5–3 % C. Hart, spröde und wenig bearbeitbar.
• Zweite Schmelze (grau): 3 % bis 3,5 % C in Form von Graphit. Wird nach dem Einschmelzen des Eisens in die Pfannen gewonnen. Zäher. Geeignet für komplizierte Teile, die Vibrationen gut absorbieren.
• Temperguss (weiß geglüht): Geschmeidiger und dehnbarer. Für komplizierte Teile, die keinen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
• Duktilguss: Grau mit Ni, Mg oder Ce. Erhöhte mechanische Festigkeit und ähnliche Eigenschaften wie Stahl. Teile, die hohem Druck ausgesetzt sind.

Eigenschaften ausgewählter Metalle

Nickel (Ni)

Dichte (D): 8,85. Schmelzpunkt (Pt): 1450 °C. Resistivität (R): 0,11 Ω·mm²/m.

Eigenschaften und Anwendung: Silberglänzend und leicht polierbar. Magnetisch, beständig gegen Oxidation und Korrosion. Herstellung von Geräten für die chemische Industrie, Edelstahl und Metallbeschichtungen.

Tungsten (W)

Dichte (D): 19. Schmelzpunkt (Pt): 3370 °C. Resistivität (R): 0,06 Ω·mm²/m.

Eigenschaften und Anwendung: Sehr hoher Schmelzpunkt. Wird für Glühfäden in Glühlampen und für Schneidwerkzeuge in Maschinen verwendet.

Cobalt (Co)

Dichte (D): 8,6. Schmelzpunkt (Pt): 1490 °C. Atomgewicht (A): 0,063.

Eigenschaften und Anwendung: Ähnliche Eigenschaften wie Nickel, aber nicht magnetisch. Wird zur Härtung von Stählen und als Bestandteil von Hartmetall-Schneidwerkzeugen verwendet.

Eisen (Fe) – Erze

Ferro-Mineralien

• Magnetit: FeO und Fe₂O₃. Enthält 75 % Fe und ist knapp.
• Oligist: Fe₂O₃. Enthält 70 % Fe und ist sehr reichlich vorhanden.
• Limonit: Fe(OH)₃. Enthält 60 % Fe.
• Siderit: FeCO₃. Enthält ca. 50 % Fe.
• Pyrit: FeS. Wird wegen des hohen Schwefelgehalts nicht genutzt.

Gewinnung von Eisen (Konzentration)

1. Waschen mit Wasserdruck.
2. Rösten, um Feuchtigkeit und Schwefel zu entfernen.
3. Brechen zur Feinverteilung.
4. Trennung mittels Flotation oder magnetischer Separation.
5. Sintern zu einer kompakten Masse, genannt Pellets.

Bereiche des Hochofens

• Oberer Bereich: Hier werden die Rohstoffe eingeführt; enthält die Abgasanlage.
• Reduktion der Oxide: Hier wird reines Fe gewonnen. Temperatur (T) = 300 °C.
• Wärmeabsorption: Die Schlacke schmilzt. T = 400–1200 °C.
• Schmelzen: Das Eisen wird geschmolzen. T = 1500 °C.
• Gase (Unsinn): Sauerstoff verbindet sich mit Kohlenstoff (Koks). T = 1650 °C.
• Gießpfanne (Crucible): Hier befinden sich die beiden Eingänge.

LD-Konverter

Das Roheisen wird in Torpedos transportiert, in Schöpflöffel gegossen und Schrott als Kühlmittel hinzugefügt, um Schlacken zu bilden.