Was passiert bei der Herstellung von Roheisen?

Bei der Roheisenproduktion werden Eisenerz, Holzkohle und ein Zwischenprodukt, das sogenannte Flussmittel, in einem Hochofen kombiniert. Da sich die Materialien unter starker Hitze verbinden, schmilzt ein Großteil des Eisenerzes und es entsteht eine überhitzte flüssige Form. Abhängig von den verwendeten Materialien und der Kühlmethode kann die Herstellung von Roheisen ein Zwischenschritt zur Herstellung von Schmiedeeisen, Gusseisen oder Stahl sein.

Ein Hochofen zur Roheisenproduktion ist in der Regel eine große Stahlkonstruktion mit mehreren Öffnungen. Im oberen Bereich ermöglichen Öffnungen die abwechselnde Zugabe von Mineralien, Kohle und Flussmitteln. Weiter unten im Ofen ermöglichen zwei Öffnungen das Einblasen von Luft, die auf 800–1200 Grad Celsius (1472–2192 Grad Fahrenheit) vorgewärmt wird. Am Boden des Hochofens ermöglichen zwei zusätzliche Öffnungen das Abfließen von flüssigem Metall und Schlacke.

Im Ofen durchlaufen die Materialien mehrere Reaktionen, die die Entstehung von flüssigem Roheisen ermöglichen. Kohle setzt Kohlenmonoxid frei, das die Wärme in der Luft verstärkt und die Temperatur auf noch höhere Werte ansteigen lässt. Wenn sich Kohlenmonoxid ansammelt, verringert sich die Menge an Eisenoxid in den Eisenschichten, wodurch ein höherer Anteil an reinem metallischem Eisen zurückbleibt und der Schmelzpunkt des Erzes sinkt. Das Flussmittel, bei dem es sich in der Regel um Kalkstein oder Feldspat handelt, reagiert mit Verunreinigungen im Eisenerz, wodurch ein niedrig schmelzendes Material namens Schlacke entsteht und das Erz weiter gereinigt wird. Nachdem diese entscheidenden Wechselwirkungen stattgefunden haben, schmilzt das Eisen und fließt auf den Boden des Ofens.

Der nächste Schritt bei der Roheisenherstellung ist das Abkühlen des Materials und erklärt auch den ungewöhnlichen Namen des Produkts. Wenn flüssiges Eisen den Ofen verlässt, wird es traditionell in einen langen zentralen Kanal mit vielen kürzeren, schräg angeordneten Kanälen umgeleitet, wo es abkühlt und aushärtet. Der Name „Roheisen“ kommt von der Ähnlichkeit des langen Kadavers mit einem Ferkel und der kleineren Kadaver mit Saugferkeln. In der modernen Roheisenproduktion wird dieses Verfahren jedoch nicht mehr angewendet, da Methoden entwickelt wurden, die den Transport von Roheisen in flüssigem Zustand und nicht als hartes Material ermöglichen.

Die Roheisenproduktion ist oft nur ein Schritt zur Herstellung eines fertigen Eisenprodukts, da der hohe Kohlenstoffgehalt von Eisen in dieser Form es nahezu unbrauchbar macht. Um es vielseitiger zu machen, kann es erneut geschmolzen und mit Schlacke vermischt werden, wodurch Schmiedeeisen entsteht, oder mit zusätzlichem Eisenerz und Legierungen kombiniert werden, um Gusseisen herzustellen. Die Herstellung von Roheisen ist oft ein Zwischenschritt auf dem Weg zur Stahlerzeugung, bei dem ein zweiter Verbrennungsprozess zur Entfernung vieler verbleibender Verunreinigungen und die Zugabe anderer Metalle zur Bildung einer Eisenlegierung erforderlich sind.

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