Eisen und Stahl
Kalk – das Beste, was Eisenerz passieren kann
Auch im Zeitalter der Kunststoffe sind Eisen und Stahl immer noch unersetzliche Grundstoffe der Industrie. Kalk wird bei ihrer Herstellung in sehr unterschiedlicher Form und großer Menge eingesetzt.
- Von der Sicherheitsnadel bis zum Banktresor: Ohne Stahl keine Sicherheit. Und ohne Kalk kein Stahl.
Rund ein Drittel der gesamten Branntkalkproduktion wird in die Eisen- und Stahlindustrie geliefert.
Das Element Eisen kommt in der Natur nicht in "gediegenem" Zustand vor. Man muß es aus Eisenerzen gewinnen. Diese Erze sind sauerstoffhaltige Verbindungen des Eisens (Eisenoxide, Eisenhydroxide), die mit anderen Stoffen vermischt sind.
Roheisen
Reines Roheisen kann man nur gewinnnen, wenn man das freie Eisen aus dieser Umgebung herausschmilzt. Dazu benutzt man Hochöfen, in die möglichst reine Erze eingebracht werden sollen.
Branntkalk, Kalkhydrat und Kalksteinmehl werden auf dem Sinterband zum Pelletisieren, das heißt Stückigmachen von Feinerz, eingesetzt. Der Hochofenprozeß verträgt nämlich nur stückiges Material.
- Stahlerzeugung
Im Hochofen selbst bildet der Kalk die Nebenbestandteile des Erzes zu leicht schmelzbarer Schlacke um, die sich leicht vom Eisen trennen läßt. Diese leichte, flüssige, kalkhaltige Hochofenschlacke enthält die mineralischen Verunreinigungen der Erze und des Kokses. Kalk hat so das flüssige Roheisen von störenden Bestandteilen befreit.
Für die Herstellung einer Tonne Roheisen werden ca. 20 bis 30 Kilogramm Branntkalk und ca. 100 bis 200 Kilogramm Kalkstein verwendet.
Das so gewonnene Roheisen enthält aber immer noch unerwünschte Stoffe, vor allem Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor und Silizium. Es ist spröde und kann weder gewalzt noch geschmiedet werden.
Roheisen wird entweder zu Gußeisen verarbeitet, oder es geht zur Veredelung in die Stahlwerke, die den größten Teil der Roheisenproduktion übernehmen.
Verfahren zur Stahlherstellung
Zwei Verfahren zur Stahlherstellung sind heute wichtig, das Blasstahlverfahren; (Oxygen) und das Elektrostahlverfahren. Bei beiden ist der Einsatz von Branntkalk unumgänglich, denn er dient vorwiegend dazu, Kohlenstoff, Silizium, Phosphor und Mangan vollständig aus dem Rohstoff zu entfernen sowie den Schwefel zu binden.
- Der Eiffelturm – Synonym für Stahlbau
Beim Blasstahlverfahren benötigt man etwa 40 bis 60 Kilogramm Branntkalk und beim Elektrostahlverfahren ca. 40 bis 50 Kilogramm je Tonne Stahl.
Für die Produktion von besonderen Stahlqualitäten mit extrem niedrigen Schwefelgehalten wird Kalk noch einmal in die Gießpfanne zugegeben. Die erneute Schlackenbildung reduziert die Schwefelgehalte bis auf ein Minimum.
Auch während der weiteren Produktionsschritte, in denen der flüssige Stahl über Formen, genannt Kokillen, oder moderne Stranggußanlagen zur Erstarrung gebracht und dann zum Endprodukt ausgewalzt oder geschmiedet wird, sind Kalkprodukte im Einsatz, so zum Beispiel beim Beizen.
- Stahl macht mobil, egal ob Blech-Kutsche, Draht-Esel oder Eisen-Bahn
Die Anforderungen an die Reinheit des Kalkes — er soll bei der Eisen- und Stahlproduktion ja die Unreinheiten des Erzes und des Roheisens aufnehmen — sind außerordentlich hoch. Deshalb werden für diesen Einsatzzweck nur hochwertige Kalke verwendet, die mit aufwendigen Verfahren hergestellt werden. Je geringer die Nebenbestandteile des Kalkes oder Dolomites sind, um so wirkungsvoller kann der Kalk seine Aufgabe als reinigendes basisches Element wahrnehmen. Aber auch der Kornaufbau und die Reaktionsfähigkeit beeinflussen die Umsatzgeschwindigkeit des Kalkes mit den verunreinigenden Bestandteilen des Roheisens.