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3.2.1 Rohstoffeinsatz in der Stahlerzeugung
Die moderne Stahlerzeugung basiert im Wesentlichen auf zwei unterschiedlichen
Verfahrensrouten, der Hochofen-Oxygenstahl- und der Elektrostahlroute. Das erste
Verfahren ist das klassische Primär-Verfahren; mit ihm wird Stahl über das
Erschmelzen von Roheisen in Hochöfen und das Frischen des flüssigen Roheisens mit
Sauerstoff in Oxygenstahlkonvertern gewonnen. Der dabei eingesetzte Rohstoff ist das
Eisenerz. Der Prozess selbst lässt sich – vereinfacht ausgedrückt – in drei Stufen
untergliedern: die Aufbereitung der Rohstoffe, die Erzeugung des Roheisens im
Hochofen sowie die Umwandlung des Roheisens zu Stahl (eine kompakte Darstellung
der technischen Hauptentwicklungen findet sich in: WIENERT 7 ). Auf der ersten
Produktionsstufe findet die Aufbereitung der Rohstoffe statt. Dabei ist von Bedeutung,
das Eisenerze heute kaum noch in natürlicher Form (Stückerz), sondern aufbereitet zu
Sinter und Pellets in den Hochofen gelangen. Zur Aufbereitung überseeischer Erze (z.B.
Carajas-Feinerz) sind dem Hochofen umfangreiche Aufbereitungsanlagen vorgeschaltet
(Sinter- und Pelletanlage). 8 Im Hochofen selbst wird mit Hilfe von Kohlenstoffträgern
(Koks, Kohle, Öl und Gas) aus Möller (Sinter, Pellets, Erze und Zuschläge) Roheisen
gewonnen. Diese Einsatzstoffe, die nicht nur Eisenerz als primären Rohstoff, sondern
auch Koks als Rohstoff und Energieträger sowie andere mineralische Rohstoffe (vor
allem kalkhaltige Zuschlagstoffe) umfassen (vgl. Tabelle 6), werden an der Gicht des
Hochofens lagenweise aufgegeben und sinken im Gegenstrom der heißen Ofengase von
oben nach unten durch den Schacht. Bei der Reduktion des Eisenoxids zu Eisen laufen
komplexe chemisch physikalische Vorgänge ab, die an dieser Stelle nicht im einzelnen
behandelt werden können. 9 Sobald Eisen entstanden ist, nimmt es Kohlenstoff auf, und
die Schmelztemperatur der Masse nimmt ab. Es sinkt unter die Schlacke aus der
Gangart der Erze und wird bei Temperaturen um 1 500°C abgestochen.
Der spezifische Verbrauch aller Einsatzstoffe (Möller und Koks) ist in der
Vergangenheit vor allem als Folge der Fortschritte in der Roheisenerzeugung stark
gesunken. 1960 wurden zur Erzeugung einer Tonne Roheisen (unter Berücksichtigung
der für die Sintererzeugung verbrauchten Rohstoffe) noch reichlich 3,5 t an
Einsatzstoffen benötigt, heute sind es nur noch 2,2 t. Diese Entwicklung ist allerdings
vor allem auf die Steigerung der Fe-Gehalte des eingesetzten Erzes von 44 % auf über
60 %, weniger auf Effizienzverbesserungen bei der Rohstoffausnutzung
7 Wienert, H. (1996), Technischer und wirtschaftlicher Wandel in der Stahlindustrie seit den sechziger
Jahren unter besondere Berücksichtigung Nordrhein-Westfalens. S. 21-34, Essen.
8 Um z.B. Erze für den Produktionsprozess aufzubereiten, werden sie gebrochen, gesiebt und auf einen
engen Kornbereich klassiert. Anschließend gelangen die Feinerze zusammen mit den erforderlichen
Zuschlagstoffen (insbesondere Koks und Kalkstein) in die Sinteranlage. Dort wird die angefeuchtete
und homogenisierte Materialmischung auf ein umlaufendes Rost gegeben und an der Oberfläche
gezündet. Der Kohlenstoff verbrennt und bewirkt das Zusammenbacken (Sintern) der Erzkörner.
9 Jeschar, R. und G. Dombrowski (1996), Beurteilung und Bewertung der Nutzung von Kohlenstoff-
und Kohlenwasserstoffträgern zur Eisenerzreduktion. Stahl und Eisen 116, S. 81-87, Düsseldorf.
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