Eisen und Stahl

Kalk – das Beste, was Eisenerz passieren kann

Eisen und Stahl sind 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.
Tresor aus 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 gewinnt man, indem man das freie Eisen aus dieser Umgebung herausschmilzt. Dazu benutzt man Hochöfen, in die möglichst reine Erze eingebracht werden.

Branntkalk, Kalkhydrat und Kalksteinmehl werden auf dem Sinterband zum Pelletisieren, das heißt Stückigmachen von Feinerz, eingesetzt. Denn der Hochofenprozess verträgt nur stückiges Material.

Stahlerzeugung
Stahlerzeugung im Hochofen

Im Hochofen 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 jedoch weiterhin 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

Stahl wird heute überwiegend in zwei Verfahren hergestellt, im Blasstahlverfahren (Oxygen) und im Elektrostahlverfahren. Bei beiden ist der Einsatz von Branntkalk unumgänglich: 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
Eiffelturm – Synonym für Stahlbau

Beim Blasstahlverfahren benötigt man etwa 40 bis 60 kg und beim Elektrostahlverfahren ca. 40 bis 50 kg Branntkalk 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 auf ein Minimum.

Auch in den weiteren Produktionsschritten, 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
Stahl für die Autoindustrie

Die Anforderungen an die Reinheit des Kalkes sind außerordentlich hoch – schließlich muss er doch bei der Eisen- und Stahlproduktion die Unreinheiten des Erzes und des Roheisens aufnehmen. Deshalb werden für diesen Einsatzzweck nur hochwertige Kalke verwendet, die mit aufwendigen Verfahren hergestellt werden. Je geringer die Nebenbestandteile des Kalkes oder Dolomits sind, umso wirkungsvoller kann der Kalk seine Aufgabe als reinigendes basisches Element erfüllen. Aber auch der Kornaufbau und die Reaktionsfähigkeit beeinflussen die Umsatzgeschwindigkeit des Kalkes mit den verunreinigenden Bestandteilen des Roheisens.

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