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© Clemens Flatscher Vom Erz zum Stahl. © Clemens Flatscher Das Erzbergwerk Eisen kommt in der Erde sehr häufig vor. Du findest Eisen nie als reines Metall.

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1 © Clemens Flatscher Vom Erz zum Stahl

2 © Clemens Flatscher Das Erzbergwerk Eisen kommt in der Erde sehr häufig vor. Du findest Eisen nie als reines Metall Sondern immer nur in Verbindung mit anderen Metallen. Gesteine, die 20 % oder mehr Eisen enthalten, werden als Eisenerze bezeichnet.

3 © Clemens Flatscher Der Erzabbau Beim Erzabbau gibt es Tagebau und Untertagebau: Tagebau: Beim Tagebau wird Eisenerz abgebaut, ohne dass Stollen und Schächte gegraben werden müssen. Die Tagebautechnik eignet sich vor allem für Rohstoffe, die relativ dicht unter der Erdoberfläche lagern. Untertagebau: Beim Untertagebau werden unterirdische Stollen gebraben und es wird „Unter der Erde“ Erz abgebaut.

4 © Clemens Flatscher Die verschiedenen Erze Magneteisenstein: Fe 3 O % Eisengehalt Magneteisenstein: Fe 3 O % Eisengehalt Roteisenstein: Fe 2 O % Eisengehalt Roteisenstein: Fe 2 O % Eisengehalt Brauneisenstein: Fe 2 O 3 H 2 O % Eisengehalt Brauneisenstein: Fe 2 O 3 H 2 O % Eisengehalt Spateisenstein: FeCO % Eisengehalt Spateisenstein: FeCO % Eisengehalt

5 © Clemens Flatscher Eigenschaften silberweisses verhältnismäßig weiches, dehnbares, recht reaktionsfreudiges Metall Dichte: 7,873 g/cm3 Schmelztemperatur: 1539°C Siedetemperatur: 3070°C

6 © Clemens Flatscher Die ersten Gegenstände aus Eisen Das erste Mal wurde Eisenerz vor 6000 Jahren abgebaut. Bei uns in Europa haben erstmals die Kelten um 700 v. Chr. begonnen, Eisen zu gewinnen.

7 © Clemens Flatscher Der Hochofen Der Aufbau: Die Wand des Hochofens besteht aus feuerfestem Stein, der von Kühlkanälen durchzogen und von einem Stahlgerüste gestützt wird. Der Weg des Erzes im Hochofen: Der Möller (Eisenerz und Zusatzstoffe) und der Koks (Reduktionsmittel) werden ganz oben durch die Gicht eingefüllt. Im Hochofen entsteht Schlacke, die unter anderem im Straßenbau verwendet wird. Dann wird das flüssige Roheisen durch das Abstichloch abgelassen.

8 © Clemens Flatscher Vom Roheisen zum Stahl Bei der Stahlerzeugung wird das Roheisen von unerwünschten Begleitstoffen wie Kohlenstoff getrennt. Es gibt drei verschiedene Verfahren: Linz-Donawitz Verfahren (LD-Verfahren) Elektrostahlverfahren Corexverfahren (Kombiniertes Verfahren)

9 © Clemens Flatscher LD-Verfahren Beim LD-Verfahren wird durch eine Lanze Sauerstoff auf das Schmelzbad im Konverter geblasen, so werden unerwünschte Begleitstoffe oxidiert und können dann als Schlacke Abgestochen werden. Durch Zugabe von Schrott und Erz kann der Roheiseneinsatz verringert und die Schmelze gekühlt werden. In den Konverter muss flüssiges Roheisen chargiert werden, da das Verfahren die Einsatzstoffe nicht aufschmelzen kann. Der fertige Stahl wird durch Kippen des Konvertergefäßes in Pfannen abgestochen.

10 Elektrostahlverfahren Bei den Elektrostahl-Verfahren wird die zum Schmelzen erforderliche Wärme durch einen Lichtbogen erzeugt. Der Lichtbogenofen wird mit Schrott und Roheisen beschickt. Außerdem werden noch Stoffe zur Schlackenbildung und Reduktionsmittel zugegeben. Der Lichtbogenofen erzeugt Temperaturen bis zu 3500°C. Deshalb können auch schwer schmelzbare Legierungselemente wie Wolfram als Ferrolegierungen eingeschmolzen werden. Mit Lichtbogenöfen können alle Stahlsorten hergestellt werden.

11 Corexverfahren Der COREX-Prozess ist ein zweistufiges Schmelzreduktionsverfahren, in dem Roheisen auf Basis nicht verkokter Kohle und Eisenerzen hergestellt werden kann. Die Schmelzreduktion kombiniert den Prozess der Direktreduktion mit einem Schmelzprozess. Der Prozess läuft also zweistufig in getrennten Aggregaten ab. Zuerst werden die Erze zu Eisenschwamm reduziert, im zweiten Schritt erfolgt die Endreduktion und das Aufschmelzen zu Roheisen. Dabei entstehen große Mengen Kohlenmonoxid als Abgas, das als Reduktionsgas genutzt wird.


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