Stahlinstitut VDEh https://vdeh.de/der-werkstoff/stahlherstellung/ – 11.10.2024

Stahlherstellung

Stahlherstellung

Koh­len­stoff­ba­sierte Stahl­er­zeu­gung

Bei der Ver­fah­rens­route über den Hochofen wird zunächst aus Eisen­erzen, Zuschlägen sowie Koks und Reduk­ti­ons­mit­teln wie Kohle, Öl oder Gas flüs­siges Roheisen gewonnen, das im nach­ge­schal­teten Sau­er­stoff-Kon­ver­ter­stahl­werk zu Rohstahl umge­wan­delt wird.

Ein Hochofen ist ein schacht­för­miges Aggregat, das nach dem Gegen­strom­prinzip arbeitet. Die grob­kör­nigen Ein­satz­stoffe, Koks und Möller (Eisenerz + Zuschläge), werden von oben über die Gicht char­giert, während das Reduk­ti­onsgas von unten der absin­kenden Schüt­tung ent­ge­gen­strömt.

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Was­ser­stoff­ba­sierte Stahl­er­zeu­gung

Die Schwer­punkte bei der Säule CDA (Carbon Direct Avoi­dance) liegen beim Einsatz von CO2-freier elek­tri­scher Energie und CO2-freiem, grünem Was­ser­stoff bei der Stahl­er­zeu­gung und hierbei ins­be­son­dere bei der eisen­erz­ba­sierten Direkt­re­duk­tion und dem Ein­schmelzen des dabei erzeugten DRI zur Stahl­er­zeu­gung im Elek­tro­licht­bo­ge­nofen. Bei der DRI-Erzeu­gung mit Was­ser­stoff sollen nach der­zei­tiger Planung über­wie­gend Schachtöfen zum Einsatz kommen.

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Ener­gie­technik

Der spe­zi­fi­sche Ener­gie­ver­brauch bezogen auf eine Tonne Rohstahl beträgt 17,9 GJ und konnte im Ver­gleich zu 1990 bereits um 13,2 % gesenkt werden. Erreicht wurde dies durch den fort­lau­fenden Struk­tur­wandel, durch Inno­va­ti­onen in der Ver­fah­rens- und Anlagen­technik und die ener­gie­tech­ni­sche und aus­brin­gens­ver­bes­sernde Wei­ter­ent­wick­lung der Prozesse. Begleitet wurden diese Maß­nahmen durch die ständige Anpas­sung und Opti­mie­rung der emis­si­ons­min­dernden Ener­gie­ver­bund­wirt­schaft.

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Umform­technik

Die End­pro­dukte der Stahl­in­dus­trie sind u.a. warm- und kalt­ge­wa­lztes Band, Grob­blech, Profile, Stab­s­tahl, Walz­draht, Blank­stahl, Frei­form­schmie­de­stücke sowie gewalzte Scheiben und Ringe. Auf hoch­tech­ni­sierten Anlagen werden diese durch Umformen aus dem Vor­ma­te­rial (Brammen, Blöcke bzw. Knüppel) her­ge­stellt.

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Anlagen­technik

Die klas­si­sche Betrach­tungs­weise der Erzeu­gung von Stahl gliedert das Hüt­ten­werk in die Pro­duk­ti­ons­s­tufen Erz­vor­be­rei­tung, Koks-, Roheisen- und Stahl­er­zeu­gung sowie Form­ge­bung (Walzen, Schmieden, Pressen) und Stahl­ver­ede­lung (Beschichten) bzw. Wei­ter­ver­a­r­bei­tung. Um der­ar­tige Systeme zu beherr­schen und das hohe Anla­ge­ver­mögen zu erhalten, bedarf es orga­ni­sa­to­ri­scher und tak­ti­scher Ein­heiten, die in den Unter­nehmen der Stahl­in­dus­trie unter dem Begriff Anlagen­technik oder Anla­gen­wirt­schaft kon­zen­triert sind.

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Ober­flä­chen­ver­ede­lung

Die Ver­ede­lung von Stahl­o­ber­flä­chen dient dem Kor­ro­si­ons­schutz und der Her­stel­lung deko­ra­tiver Ober­flä­chen. Dies geschieht durch Beschich­tung mit metal­li­schen oder orga­ni­schen Über­zügen. Ober­flä­chen­ver­edelte Stahl­pro­dukte werden als Bänder, Bleche und Profile vor allem in der Auto­mobil-, der Bau-, der Haus­ge­räte- und der Ver­pa­ckungs­in­dus­trie ein­ge­setzt.

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Werk­stoff­technik

Die Stahl­in­dus­trie hält für alle Anfor­de­rungen und deren Kom­bi­na­ti­onen eine Vielzahl von ange­passten Stahl­sorten bereit. In Europa sind derzeit rund 2400 Stahl­sorten genormt und regis­triert. Sie werden ständig wei­ter­ent­wi­ckelt und an neue Anfor­de­rungs­kom­bi­na­ti­onen ange­passt. So werden jährlich durch­schnitt­lich ein bis zwei Prozent neue Stähle auf­ge­nommen und etwa zehn Prozent in ihren che­mi­schen Zusam­men­set­zungen ange­passt. Hinzu kommt eine Vielzahl von Vari­a­nten dieser regis­trierten Stahl­sorten, die für ganz spe­zi­elle Kun­de­n­an­for­de­rungen gezielt ein­ge­stellt werden (z. B. sehr hoher Rein­heits­grad).

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For­schung

Ziel des Stahl­in­sti­tuts VDEh als kom­pe­tenter Dienst­leister ist die Wei­ter­ent­wick­lung der Stahl­tech­no­logie und des Werk­stoffs Stahl.

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