Stefan Schramek Stahlindustrie Portfolio-Arbeit 6. Kl. Gymnasium Oberstufe Stubenbastei.at

Stahl muß aus Roheisen hergestellt werden, das nämlich aus dem Hochofen kommend, einen hohen Kohlenstoffanteil von ca. 4% aufweist und damit nur schwer bearbeitbar ist. Der hohe Kohlenstoffanteil im Roheisen bedingt nämlich ansonsten eine hohe Sprödigkeit und ein plötzliches Erweichen bei Erhitzung. Wegen der nur plötzlichen Erweichung ist Roheisen nicht schmiedbar, man kann Roheisen jedoch zum Giessen verwenden. Die Abkohlung, auch "Frischen" genannt macht aus dem nicht schmiedbaren Roheisen schmiedbaren Stahl. Stahl bezeichnet also Eisen, dessen Kohlenstoffgehalt durch Frischen so reduziert wurde, dass es schmiedbar ist.

Wie wird Stahl hergestellt?


Wir kennen viele Verfahren zur Erzeugung von Stahl. Die bekanntesten davon sind: · Thomas-Verfahren · Siemens-Martin-Verfahren · Elektrostahl-Verfahren · Linz/Donawitz-Verfahren (nach 2. WK)

Im 19. Jahrhundert gelang es Alfred Krupp, relativ kohlenstoffarmen Stahl zu schmelzen und größere Blöcke zu gießen. Damit war der Stahlformguss erfunden. Gleichzeitig entwickelte Bessemer ein neues Windfrischverfahren. Dadurch konnte das von Thomas entwickelte Thomas-Verfahren erheblich verbessert werden. Schließlich entwickelten Siemens und Martin ein neues Feuerungsverfahren, das in ihrem Siemens-Martin-Ofen Anwendung fand.

Die Elektrostahlherstellung wird 1904 von Paul-Louis Heroult entwickelt. Hierbei werden als Schmelzöfen so genannte Lichtbogenöfen benutzt, die besonders hohe Temperaturen durch das Einführen von Graphitelektroden in den Schmelzofen erzielen. Strom wird durch den Ofen geleitet, der von den Elektroden auf die Schmelze überspringt und dabei einen Lichtbogen erzeugt. Dieser Lichtbogen sorgt für die nötige Wärmezufuhr. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass zum Teil auf den Gebrauch von Roheisen verzichtet werden kann und große Mengen an Eisenschrott verarbeitet werden. Ein weiterer Vorteil ist die sehr geringe Verunreinigung des Stahls durch Reduktionsmittel, sowie die Unabhängigkeit von Koks. Der Nachteil liegt im sehr hohen Energieverbrauch. Das Elektrostahl-Verfahren wird vorwiegend zur Herstellung von Qualitätsstählen genutzt.

Nach dem Zweiten Weltkrieg gelang in der VÖEST in Linz die Einführung einer neuen Technik der Stahlerzeugung. Das Linz-Donawitz-Verfahren (LD) löste die Thomas- und Siemens-Martin-Verfahren ab. Beim LD-Verfahren wird flüssiges Eisen im Tiegel durch Aufblasen von reinem Sauerstoff zu Stahl umgewandelt. Es heißt deshalb auch Sauerstoff-Aufblas-Verfahren. Die Vorarbeiten dazu hatten Metallurgen in Deutschland, der Schweiz und in Österreich geleistet. Die ersten LD-Stahlwerke gingen 1952 in Linz und im Jahr darauf in Donawitz (Steiermark) in Betrieb. Heute werden rund zwei Drittel des weltweit erzeugten Stahls in LD-Tiegeln erschmolzen.

Von der kilometerlangen Brücke, die eine Bucht überspannt, über die extrem belastbare Kraftwerksturbine und das elegante Hochhaus bis zur rostfreien Schüssel in der heimischen Küche – wenn es um die Verwendungsmöglichkeiten für Stahl geht, sind der Fantasie kaum Grenzen gesetzt. Immer wieder finden Ingenieure, Architekten und Designer neue Möglichkeiten, die Vorzüge des Werkstoffs zu nutzen. Den jüngsten BDI-Innovationspreis gewann zum Beispiel der Hersteller einer Stahlfolie für Abgaskatalysatoren.

Neben den zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten im Haushalt und vor allem in der Lebensmitteltechnik sind die drei wesentlichen Anwendungsbereiche:

Ohne den Werkstoff Stahl könnte weder ein Auto, noch die Bahn beweglich sein. Überall dort, wo es auf große Sicherheit und Belastbarkeit ankommt, ist Stahl nicht wegzudenken. Innovative Produkte und optimierte Verarbeitungstechniken eröffnen den Konstrukteuren immer wieder neue Möglichkeiten.

Tragende Konstruktionen und einzelne Elemente, wie Balkone, Geländer und Treppen, sowie Fassaden und auch Dächer aus Stahl sind langlebig, recylingfähig und bieten ressourcensparende Baulösungen. Stahl lässt sich hervorragend mit anderen Baustoffen kombinieren, wie beispielsweise Glas, Naturstein oder Holz. Und für spezielle Anwendungen sowie besondere architektonische Anforderungen kommt Edelstahl Rostfrei zum Einsatz.

Die hohe Festigkeit von Stahl ermöglicht schlanke Bauweisen mit großen Spannweiten. Dies bedeutet geringen Materialeinsatz und damit auch Ressourcenschonung.

Auch für die ökologische Gestaltung zukunftsweisender Wohnhäuser bietet Stahl viele Vorteile. Häuser mit Stahlkonstruktionen kommen ohne tragende Innenwände aus und eröffnen Bauherren und Architekten ein hohes Maß an gestalterischer Flexibilität. Jede nur denkbare Grundrissvariante ist realisierbar. Die Gebäude können nachträglich verändert, erweitert, komplett demontiert und anderswo wieder aufgebaut werden.

· Filigrane, transparente Gestaltungen gestatten ungehinderten Lichteinfall. Die Nutzung von Sonnenenergie wird erleichtert.

Windenergieanlagen sind ein neues, zukunftsträchtiges Feld der Anwendung von Stahl

Seit über 100 Jahren ist Stahl weltweit der wichtigste Werkstoff. Er bestimmt wesentlich unser Leben. Maschinen, Autos, Schiffe, Brücken, Hochhäuser, Hallen und Waffen sind zum großen Teil aus Stahl.

Erste Hinweise für die Verwendung von Eisen geben ägyptische Grabbeigaben aus dem Jahre 3200 v. Chr. Seit ca. 2000 vor Christus wendeten sich die Menschen verstärkt dem Eisen zu. In noch einfachen, recht primitiven Öfen, die mit reichlich Holzkohle befeuert wurde gelang die Gewinnung von Eisen aus Erzen. Seit dem frühen Mittelalter konnte man Schachtöfen bauen, in denen man deutlich höhere Temperaturen erzeugen konnte und die gewissermaßen als Vorläufer der Hochöfen betrachtet werden

können. Mitte des 14. Jahrhunderts erhöhten die Ersetzung der Holzkohle durch Steinkohle und Koks sowie die schrittweise Verbesserung der Schmelzöfen im späten 18. Jahrhundert stark die wirtschaftliche Bedeutung des Metalls. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden dann alle wichtigen Verfahren zur Stahlerzeugung entwickelt.

??? Jeweils wieviele und welche Art von Ländern trat als Exporteure jeweils (neu) in Erscheinung ????

Bis Mitte der siebziger Jahre ließ sich mit Stahl viel Geld verdienen, gehörten Städte mit Stahlproduktion zu den wohlhabenden, vor allem in Europa. Mitte der siebziger Jahre beginnen aber so genannte Schwellenländer eine eigene Produktion aufzubauen. Sie bieten Stahl billig an und werden zu Konkurrenten. Darüber hinaus wird Stahl als Rohstoff zunehmend durch leichter zu verarbeitende Werkstoffe ersetzt.

Es kommt zu Absatzschwierigkeiten, mehrere Werke in Deutschland müssen schließen. Die deutschen Unternehmen verlieren zudem an Wettbewerbsfähigkeit, als einige europäische Staaten ihre ebenfalls in Not geratenen Betriebe unerlaubt subventionieren.

Diese Stahlkrise ist keine vorübergehende Flaute, sondern Ausdruck einer Strukturverschiebung auf dem Weltmarkt. Nach der Kohle nun der Stahl: Die ehemals reichen Stahlstädte sind nun auf Sonderprogramme zur Schaffung von Ersatzarbeitsplätzen angewiesen.

Nachdem die Stahlerzeugung in der Industrialisierungsphase Mitte 19. Jahrhundert ihren Höhepunkt erreicht hatte, wird in Zukunft der Werkstoff Stahl zunehmend von neuen leichteren Metallen, oder in vielen Fällen auch von Kunststoff abgelöst werden. Selbst ein Krieg könnte die Produktion kaum noch ankurbeln; wird doch heute verstärkt auf Flugzeugtechnik gesetzt bei der Aluminium das einzig denkbare Metall ist. Auch Panzer werden nun mit enorm stabilen Keramikkacheln geschützt. In naher Zukunft wird sogar das Auto, welches stets das Flaggschiff der Stahlproduktion gewesen ist von einer Vollaluminiumkarosserie umgeben sein. Ein erstes solches Modell ist bereits erhältlich (Audi A2).

1930	1959	1965	1965/1975
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