Wird bei dem Windfrischverfahren das Eisen zu Eisenoxid und wie bekommt man den reinen Stahl zurück?
Ich finde im Internet kaum Angaben zum Windfrischverfahren, immer nur Aufzählungen welche Arten es gibt. Im Riedel steht dass Durch das Einblasen von Sauerstoff primär Eisenoxid entsteht und die anderen Komponenten dadurch dann auch oxidiert und verschlackt werden. Aber da steht nicht, wie man das Eisenoxid dann wieder zu reinem Stahl macht oder ob das irgendwie automatisch passiert, warum auch immer das geschehen sollte. Unsere AC Professorin hat damals in der Vorlesung gesagt, dass nur der Kohlenstoffanteil oxidier wird, und erst wenn der nicht mehr vorhanden ist auch Eisenoxid entsteht. Das ergibt zum Aufreinigen zwar mehr Sinn aber warum sollte kein Eisenoxid dabei entstehen?
4 Antworten
Eigentlich wird beim Frischen nur der Vorgang fortgesetzt, der schon beim Hochofenprozess zum Roheisen abläuft. Hier geht es ja mit Eisenerz = zum wesentlichen Eisenoxid und Kohlenstoff in Form von Koks los. Bei den dort herrschenden Temperaturen ist die Verbindung von Sauerstoff mit Kohlenstoff die leitere Reaktion, und so nimmt der Kohlenstoff eben dem Eisenoxid den Sauerstoff weg, allerdings geht dabei eben auch einiges an Kohlenstoff im Eisen in Lösung.
Wird dann in dieses flüssige Roheisen Sauerstoff eingeblasen, verbindet der sich noch immer leber mit dem reaktiveren Kohlenstoff, und reagiert daher mit dem Eisen eher nicht, bzw dort, wo dies durch örtlich geringem Kohlenstoff-Anteil eben doch Eisenoxid entwickelt hat, ist dann gleich wieder Kohlenstoff bereit, diesem wieder den Sauerstoff zu klauen. Erst wenn dann der Kohlenstoff aufgebraucht ist beginnt das Eisen wieder zu brennen. Der immense Funkenflug ist dann ein Zeichen, den Sauerstoff abzuschalten.
Kohlenstoff ist einfach um Größenordnungen reaktiver als Eisen.
Es ist tatsächlich so, daß ein kleiner Teil des Eisens zu Eisenoxid oxidiert wird. Das kann man leider nicht verhindern. Mit diesem Verlust muß man leben.
Aber: Die unerwünschten Bestandteile des Roheisens, nämlich Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel und teilweise auch Silzium werden schneller oxidiert.
Wenn man den Frischprozeß rechtzeitig abbricht, dazu hat man Erfahrungsdaten und die Analysendaten des Roheisens, dann kann man den Verlust in Grenzen halten. Das Eisenoxid muß übrigens in aufwendiger Weise aus den Abgasen herausgefiltert werden.
Der klassische Windfrischprozeß (Thomas- oder Bessemerverfahren) ist seit Jahrzehnten veraltet und wird nirgendwo auf der Welt mehr durchgeführt.
Thomas-Verfahren Beim Windfrischverfahren wird der Kohlenstoff des Eisens mit übrigen Verunreinigungen durch Einpressen von Luft in das geschmolzene Eisen oxidiert, wobei eine Oxidschlacke entsteht und reines Eisen erhält, da die Verunreinigungen rascher verbrennen als das Eisen.
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