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Eisen-und Stahlherstellung

Chemieprojekt
by

Julia Hihi

on 29 June 2015

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Transcript of Eisen-und Stahlherstellung

Geschichtliches Eisen
Allgemein
Beschreibung Hochofen
Prozesse im Hochofen
Standorte und Wirtschaftliche Bedeutung Eisen
Stahlgewinnung
Quellen

Platz 1: China (629,7 Mio. Tonnen)
Platz 2: Japan (81 Mio. Tonnen)
Platz 3: Russland (48,1 Mio. Tonnen)

Roheisen
und
Stahlgewinnng

- gemauerter
Geblässchachtofen
-Hochofenanlage: bis zu
50 Meter hoch
-er besteht aus:
http://www.bs-wiki.de/mediawiki/images/Hochofen.JPG
https://de.wikipedia.org/wiki/Eisen
http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=Fe
http://www.periodensystem-online.de/index.php?id=history&el=26
http://schulmodell.eu/index.php/physik/503-dichte-fester-stoffe.html
http://www.chemie.de/lexikon/Ausdehnungskoeffizient.html
http://www.formel-sammlung.de/physik/wertetabellen/schmelz-_siedetemperatur.htm
http://www.chempage.de/PSE/pseFe.htm
http://www.niger-meteorite-recon.de/img_inventar/Metall.jpg
http://www.seilnacht.com/Lexikon/Hochofen.gif
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a6/Plastics_consumption-de.svg/2000px-Plastics_consumption-de.svg.png
http://www.stahl-online.de/wp-content/uploads/2013/08/Anteil-am-Stahlbedarf_D2.jpg
http://www.plonsker-server.de/frei/stahl/screens/graphikmain/b7-3_1.jpg
http://www.digitalis.uni-koeln.de/Johannsen/johannsen59-65.pdf
Weltweit:
2008: 1329,2 Mio. Tonnen Stahl
2009: 1232,3 Mio. Tonnen Stahl
2010: 1418,7 Mio. Tonnen Stahl
2011: 1514,7 Mio. Tonnen Stahl
2012: 1548,0 Mio. Tonnen Stahl
2013: 1607,0 Mio. Tonnen stahl
-2012 800 Mrd. Dollar

-sehr hohen Kohlenstoffgehalt von ca. 4-5 %, bis 3 %
-Zeichen: Fe
-Ordnungszahl: 26
-Siedetemperatur:2861 °C
-Schmelztemperatur:1538 °C
-Aussehen: grau, leicht metallisch glänzend
-Dichte:7,874 g/cm3
-Massenanteil an der Erdhülle: 4,7 %
Elektrische Leitfähigkeit: gut
Wärmeleitfähigkeit: gut
-4. Stelle der Elementhäufigkeit
-nach Aluminium: zweithäufigstes Metall
-unedel


Wirtschaftliche Bedeutung Stahl
-Deutschland 2011:27.795 Tonnen
-25% gehen an Bauwesen & Automobilindustrie
-kein erhöhtes Angebot: 2004
& 2008 verdoppelter Preis
-2009: Preis mehr als halbiert

- Stahl-> Roheisen + Zusatzstoffe
- Beispiele für solche Stoffe:
Silicium,Bor, Chrom, Nickel, Vanadium, Cobalt, Wolfram, Molybdän, Titan
werden in unterschiedlichen Konzentrationen verwendet
-> mehr als 1000 verschiedene Stahlsorten
Eisen
Stahl
LD- Verfahren
Eisenförderstätten
-ältester menschlicher gebrauch: 3000 v.Chr./Ägypten/Eisen von Meteoriten
-ca. 1400 v.Chr. Hehiter (Indogermanischer Volksstamm) entdeckt Eisengewinnung aus Eisenerz und Holzkohle
-1250 v.Chr.: Wissen verbreitet sich in ganzer Welt
-800 v.Chr. Gebrauch von Eisen löst Bronze endgültig ab (Bronzezeit -> Eisenzeit)
-550 v.Chr. Chinesen entwickelten erste Hochöfen (Eisen kann in größeren Mengen hergestellt werden)
-ab 1300 n.Chr. wurde bereits flüssiges Roheisen erzeugt & in Schmiedeeisen umgewandelt
-1735 erste mit Koks beheizte Hochöfen
-1864 wurde Stahl im Siemens Martin Ofen erzeugt
-Sidney Gilchrist Thomas entwickelte Methode um Roheisen zu stahl zu entkohlen

Verwendungszwecke Eisen
Geschichtliches Stahl
Verwendungszwecke Stahl
-3000 v.Chr.: Dekoration, Speerspitzen, Schmuck
-800 v.Chr.: Waffen, Schüsseln, Schmuck
-Stahlherstellung
-Herstellung von Landfahrzeugen
-Schiffe
-Magneten
-Verwendung als Katalysator
Deutschland
Elektrostahlverfahren
-Stoffgemisch
-Siedetemperatur: 2500°C bei unlegiertem Stahl (da legierter Stahl nicht siedet)
-Schmelztemperatur: 1 500 °C
-Aussehen: grau, metallisch glänzend
-Dichte: 7,85
Elektrische Leitfähigkeit: gut
Wärmeleitfähigkeit: gut
-elastisch, stabil, wiederstandsfähig

Deutschland
Rest der Welt
Rest der Welt
-erster Gebrauch: vor über 5000 Jahren (Ägypter verarbeiten eisenhaltiges Meteoritengestein)
-erste Menschen die Eisen zu Stahl verarbeiten-> 1500 v.Chr. (naher Osten)
-Europa:Stahlverarbeitung-> ab Eisenzeit
-1740: Benjamin Huntsman stellt erstmals Gussstahl her
-1864: Stahl wurde erstmals im Siemens Martin Ofen erzeugt
-Maschinen ohne menschliche Bedienung
-Autokarosserien
-Gehäuse eines Computers
-Räder eines ICEs
-Küchengeräte
-aufbereitetes Erz mit Zuschlägen von Kalkstein oder gebranntem Kalk (Möller) und mit Koks schichtweise in den Hochofen gegeben
-in Vorwärmzone auf bis zu 400°C erhitzt
-in Reduktionszone (darunter) weiter auf bis zu 1400°C erhitzt -> Teil des Koks verbrennt: es entsteht Kohlenstoffdioxid
-dafür benötigter Sauerstoff wird in Form von Heizwind eingeleitet
-in weiterer Reaktion reagiert Kohlenstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Kohlenstoffmonooxid
-dieses reduziert größten Teil der Eisenoxide
-Dasselbe geschieht mit jeder neuen Schicht
-Zuschläge dienen dazu, Gangart in schmelzbare Schlacke zu überführen (schwimmt auf flüssigem Eisen, schützt Eisen vor Oxidation
-Schlacke und entstandenes Roheisen werden in bestimmten Zeitabständen abgestochen
Wirtschaftliche Bedeutung
Standorte
-wirtschaftliche Bedeutung Eisen:
in letzten Jahren angestiegen
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