Es gibt mehr als 2.500 verschiedene Stahlsorten. Stahl ist eine Verbindung von Eisen und Kohlenstoff und als Werkstoff unverzichtbar. Die größten Stahlverarbeiter sind:
- Automobilindustrie
- Bauindustrie inkl. Infrastruktur wie Brücken und Stromleitungen
- Maschinenbau
- Schiffbau
- Luft- und Raumfahrt
- Energieversorgung
- Der gesamte Bereich Umwelt, erneuerbare Energien und Klimaschutz
- und vielen weitere Wirtschaftszweige wie Roboter, Medizintechnik
Der meiste Stahl, der heutzutage produziert wird, ist ein Flachstahl oder ein Langstahl.
Autos bestehen aus Flachstahl wie Warmband, während Betondecken eines Gebäudes mit Langstählen verstärkt (bewehrt) werden. Daher kommt der Name Bewehrungsstahl. Man kann auch einfach Betonstahl sagen.
Stahl besteht hauptsächlich aus Eisen, dass mit metallischen- und nichtmetallischen Legierungselementen verbunden wird. Entscheidend ist ferner der Anteil von Kohlenstoff. Er darf nicht höher als 2,06% sein. Liegt er darüber, spricht man nicht von Stahl, sondern von Gusseisen.
Warmband
Warmgewalzter Stahl (engl. Hot-rolled Coil, HRC) wird aus Brammen und Stahlknüppeln hergestellt, die zunächst in Hochöfen erhitzt und danach durch Vor- und Fertigwalzwerke zu breiten Bandstählen verarbeitet werden.
Der oft Warmband/Warmbreitband genannte Flachstahl weist eine hervorragende Festigkeit und Zähigkeit auf, und lässt sich leicht verarbeiten und schweißen. Ohne ihn geht in der Automobilindustrie, dem Schiffs- und Maschinenbau oft gar nichts.
Es gibt zwei Verfahren, um Warmband herzustellen:
- Elektrolichtbogenhochofen
- Hochofenroute im integrierten Stahlwerk
zu 1) Elektrohochofen
Die Erzeugung aus Stahlschrott ist relativ einfach: Das Rohmaterial muss lediglich einen Elektrolichtbogenofen (EAF) oder einen Induktionsofen (IF) durchlaufen, um es zu quadratischen Blöcken zu schmelzen
Die ausgekühlten Halbfertierzeugnisse werden ein weiteres Mal erhitzt und zu Warmband ausgerollt.
zu 2) Klassische Hochofenroute
Wesentlich umfangreicher ist es in einem integrierten Stahlwerk über mehrere Fertigungsstufen Stahl aus Eisenerz herzustellen.
Eisenerz wird in einer Sinteranlage verdichtet (bis kurz vor seinem Schmelzpunkt erhitzt), Kokskohle entfacht. Danach werden in einem Hochofen Eisenerz, Kohle, Kalk und das Gestein Dolomit erhitzt. Es entsteht flüssiges Roheisen.
Dieses kohlenstoffreiche Roheisen wird mittels des in den 1950er-Jahren entwickelten Sauerstoffaufblasverfahrens (Linz-Donawitz-Verfahren) unter Hinzugabe von Mangan, Chrom, Nickel, Aluminium und Kupfer in kohlenstoffarmen Stahl umgewandelt (Frischen).
Im englischen Sprachraum spricht man vom Basic Oxygen Furnace", BOF (siehe unten). Stahlschrott wird zur Abkühlung beigegeben.
Der noch flüssige Stahl wird in einer Gießanlage zu Brammen oder Stahlknüppeln gegossen, die ausgekühlten Brammen/Knüppel ein weiteres Mal erhitzt, um sie zu Warmband auszurollen.
Betonstahl
Betonstahl ist auch unter der Bezeichnung Bewehrungsstahl geläufig. Gelegentlich spricht man von Armierungsstahl. Diese Bezeichnung geht auf den Erfinder Joseph Monier zurück.
Die Aufgabe des per Längswalzen hergestellten Betonstahls ist es vor allem im Hoch- und Tiefbau Betonteile zu verstärken. Ohne Stahleinsatz würden diese wie ein Betonkübel auseinander brechen.
Man unterscheidet zwischen Betonstahlstäben (engl. Rebar) und Gittermatten (engl. Wire Rod Mesh Quality).
Betonstahl wird als Spannstahl oder Schlaffstahl eingesetzt. Durch das Spannen wird die Qualität und Festigkeit des Stahl-Beton-Gemisches weiter gesteigert.
Warmwalzwerke
In einem Warmwalzwerk werden sowohl Flacherzeugnisse als auch Langerzeugnisse hergestellt. Dazu wird der zuvor in Brammen oder Knüppel gegossene Stahl in einen Ofen geschoben und auf 1.250 Grad Celsius erhitzt.
Anschließend wird der glühende Stahl in einer Warmwalzstraße mit mehreren Walzgerüsten zu Warmband ausgerollt. Das Ergebnis sind Warmbänder mit Dicken von 8 Millimetern bis 12 Millimetern und Breiten von bis zu 2.300 Millimetern.
Verzinkung von Stahl
Es gibt zwei Verfahren um Stahl zu verzinken:
1) Bei der Feuerverzinkung wird Stahl in ein 450 Grad Celsius Zink-Schmelzbad getaucht. Bei Flachstählen gilt das Verfahren als schwierig. Grobblech sind recht dünn und beginnen sich bei so hohen Temperaturen zu verziehen.
2) Für die galvanische Verzinkung sind hingegen keine hohe Temperaturen erforderlich. Überdies ist die Dicke der Verzinkung gering. Pkw-Karosserieteile werden galvanisch verzinkt.
Stahlkarte
An den meisten europäischen Produktionsstätten wird Stahl per Elektrolichtbogenofen (Electric Arc Furnace) hergestellt.
In Deutschland wird an vier Standorten über die klassische Hochofenroute produziert (Duisburg, Bremen, Salzgitter Dillingen). In Italien, dem zweitgrößten Stahlproduzenten in der EU, gibt es einen Standort (Tarranto).
